JP2014190712A - Gripping state detection sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば車両のステアリングホイール(ハンドル)などの被把持部に対する、運転者の把持状態を検出する把持状態検出センサに関する。 The present invention relates to a gripping state detection sensor that detects a gripping state of a driver with respect to a gripped portion such as a steering wheel (handle) of a vehicle.
特許文献1、2には、ステアリングホイールに配置される荷重センサが開示されている。特許文献1に記載の荷重センサによると、導電ゴムのインピーダンスの変化を基に、荷重を検出することができる。特許文献2に記載の荷重センサによると、静電容量の変化を基に、荷重を検出することができる。
特許文献3には、ステアリングホイールに配置される接触センサが開示されている。同文献の段落[0020]には、接触センサとして、静電センサ、赤外線反射式距離センサ、感圧センサ、温度センサが例示、列挙されている。
ところで、近年、車両の安全性向上の見地から、ステアリングホイールに対する運転者の把持状態を、詳しく検出したいというニーズが高くなっている。すなわち、運転者がステアリングホイールを把持する場合は、まずステアリングホイールに手を近づけ、次にステアリングホイールに手で触れ、最後にステアリングホイールを手で握るという動作を行う。このような、非接触、接触、把持という把持状態を、詳しく認識したいというニーズが高くなっている。 By the way, in recent years, from the viewpoint of improving the safety of a vehicle, there is an increasing need to detect in detail the gripping state of the driver with respect to the steering wheel. That is, when the driver grips the steering wheel, first, a hand is brought close to the steering wheel, then the steering wheel is touched by hand, and finally the steering wheel is gripped by hand. There is a growing need for detailed recognition of such gripping states of non-contact, contact, and gripping.
しかしながら、特許文献1〜3に開示されているステアリングホイールには、いずれも単一種類のセンサ(荷重センサ、または感圧センサ)が配置されているだけである。このため、ステアリングホイールに対する運転者の把持状態を、詳しく検出することができない。
However, all of the steering wheels disclosed in
例えば、ステアリングホイールに荷重センサだけを配置しても、ステアリングホイールに対する運転者の接近を検出することは困難である。一方、ステアリングホイールに接触センサだけを配置しても、ステアリングホイールに対する運転者の把持を検出することは困難である。 For example, even if only a load sensor is disposed on the steering wheel, it is difficult to detect the approach of the driver to the steering wheel. On the other hand, even if only the contact sensor is arranged on the steering wheel, it is difficult to detect the driver's grip on the steering wheel.
そこで、本発明は、ステアリングホイールなどの被把持部に対する運転者の把持状態を、詳しく検出することが可能な把持状態検出センサを提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a gripping state detection sensor capable of detecting in detail a gripping state of a driver with respect to a gripped portion such as a steering wheel.
(1)上記課題を解決するため、本発明の把持状態検出センサは、運転者が把持して操作する乗物の被把持部に配置される把持状態検出センサであって、絶縁性を有しエラストマー製の第一基材と、該第一基材の表側に配置され、導電性を有しエラストマー製の複数の第一表側電極と、該第一基材の裏側に配置され、導電性を有しエラストマー製の複数の第一裏側電極と、を備え、前記運転者の接近に伴い該第一表側電極と該第一裏側電極との間の静電容量が変化することを基に、前記被把持部に対する該運転者の接近、座標を検出する近接センサ部と、該近接センサ部の裏側に配置され、該近接センサ部を介して該運転者から加わる荷重を基に、該被把持部に対する該運転者の押込を検出する荷重センサ部と、を備えることを特徴とする。 (1) In order to solve the above problems, a gripping state detection sensor of the present invention is a gripping state detection sensor disposed on a gripped portion of a vehicle gripped and operated by a driver, and has an insulating property and an elastomer. A first base material made of metal, a plurality of first front electrode electrodes made of an elastomer having conductivity and disposed on the front side of the first base material, and a back surface of the first base material having conductivity. A plurality of first backside electrodes made of elastomer, and the capacitance is changed based on a change in capacitance between the first front side electrode and the first backside electrode as the driver approaches. The proximity sensor unit that detects the approach and coordinates of the driver with respect to the gripping unit, and the back side of the proximity sensor unit, and the load applied to the gripped unit based on the load applied by the driver via the proximity sensor unit And a load sensor unit that detects the driver's depression.
ここで、「接近」には、非接触は勿論、接触も含まれる。また、「エラストマー製」には、対象物(第一基材、第一表側電極、第一裏側電極)がエラストマー単体製の場合は勿論、対象物がエラストマー以外の含有物(例えば、対象物に導電性を付与する場合は、導電性フィラー)を有する場合も含まれる。また、「押込」には、被把持部に対する把持、押圧が含まれる。 Here, “approach” includes not only non-contact but also contact. In addition, in the case of “made of elastomer”, the object (first base material, first front side electrode, first back side electrode) is made of a simple substance of the elastomer, of course, the object is a substance other than elastomer (for example, the object In the case of imparting conductivity, the case of having a conductive filler) is also included. In addition, “pushing” includes gripping and pressing on the gripped portion.
本発明の把持状態検出センサは、近接センサ部と、荷重センサ部と、を備えている。近接センサ部は、静電容量の変化を基に、被把持部に対する運転者(例えば、運転者の手(掌、指)など)の接近を検出することができる。また、近接センサ部は、静電容量が変化した座標を基に、運転者の面方向の座標を検出することができる。また、荷重センサ部は、被把持部に対する運転者の押込を検出することができる。このように、本発明の把持状態検出センサによると、被把持部に対する運転者の接近、押込、座標を検出することができる。すなわち、被把持部に対する運転者の把持状態を、詳しく検出することができる。 The gripping state detection sensor of the present invention includes a proximity sensor unit and a load sensor unit. The proximity sensor unit can detect the approach of the driver (for example, the driver's hand (palm, finger), etc.) to the gripped part based on the change in capacitance. Further, the proximity sensor unit can detect the coordinate in the surface direction of the driver based on the coordinate whose capacitance has changed. Moreover, the load sensor part can detect a driver | operator's pushing with respect to a to-be-gripped part. Thus, according to the gripping state detection sensor of the present invention, the approach, push-in, and coordinates of the driver with respect to the gripped portion can be detected. That is, the gripping state of the driver with respect to the gripped portion can be detected in detail.
また、近接センサ部は、表側(荷重入力側)から裏側に向かって、第一表側電極と、第一基材と、第一裏側電極と、を備えている(ただし、隣り合う層の間に他の層が介在していてもよい)。第一表側電極、第一基材、第一裏側電極は、いずれも、樹脂と比較して柔軟な、エラストマー製である。このため、近接センサ部は柔軟である。したがって、把持状態検出センサを被把持部に配置しても、被把持部が本来有している触感を損ねるおそれが小さい。また、柔軟な近接センサ部は、運転者から加わる荷重を、面方向に分散しにくい。このため、面方向の座標の検出精度が高い。 The proximity sensor unit includes a first front electrode, a first base material, and a first back electrode from the front side (load input side) to the back side (however, between adjacent layers). Other layers may be present). The first front side electrode, the first base material, and the first back side electrode are all made of an elastomer that is softer than the resin. For this reason, a proximity sensor part is flexible. Therefore, even if the gripping state detection sensor is disposed on the gripped portion, there is little risk of impairing the tactile sensation inherent to the gripped portion. In addition, the flexible proximity sensor unit hardly distributes the load applied by the driver in the surface direction. For this reason, the detection accuracy of the coordinate of a surface direction is high.
また、柔軟な近接センサ部は、被把持部の形状に対する追従性が高い。このため、あらゆる形状の被把持部に対して、被把持部の形状に沿うように、把持状態検出センサを配置することができる。したがって、被把持部の形状に対する汎用性が高い。 In addition, the flexible proximity sensor part has high followability to the shape of the gripped part. For this reason, the gripping state detection sensor can be arranged along the shape of the gripped portion with respect to the gripped portion of any shape. Therefore, the versatility with respect to the shape of the gripped portion is high.
なお、本発明の把持状態検出センサの近接センサ部は、荷重センサ部と組み合わせずに、単独で用いることもできる。 In addition, the proximity sensor part of the grip state detection sensor of the present invention can be used alone without being combined with the load sensor part.
(1−1)好ましくは、上記(1)の構成において、前記近接センサ部は、前記運転者の接近に伴い前記第一表側電極と前記第一裏側電極との間の静電容量が増加することを基に、該運転者の接近、座標を検出する構成とする方がよい。本構成によると、自己容量型の静電容量型センサを、近接センサ部として用いることができる。 (1-1) Preferably, in the configuration of the above (1), the proximity sensor unit increases a capacitance between the first front electrode and the first back electrode as the driver approaches. Based on this, it is better to adopt a configuration for detecting the approach and coordinates of the driver. According to this configuration, a self-capacitance type capacitive sensor can be used as the proximity sensor unit.
(1−2)好ましくは、上記(1)の構成において、前記第一表側電極、前記第一基材、前記第一裏側電極のエラストマー(導電性フィラーなどの含有物を除くエラストマー単体)のヤング率は、いずれも30MPa以下である構成とする方がよい。本構成によると、近接センサ部が柔軟になる。このため、把持状態検出センサを被把持部に配置しても、被把持部が本来有している触感を損ねるおそれが小さい。また、面方向の座標の検出精度が高い。また、被把持部の形状に対する汎用性が高い。 (1-2) Preferably, in the configuration of (1) above, the first front side electrode, the first base material, and the first back side electrode elastomer (elastomer simple substance excluding inclusions such as conductive filler) are Young. It is better that the rate is 30 MPa or less. According to this configuration, the proximity sensor unit becomes flexible. For this reason, even if the gripping state detection sensor is arranged on the gripped portion, there is little risk of impairing the tactile sensation inherent in the gripped portion. Moreover, the detection accuracy of the surface direction coordinate is high. Moreover, the versatility with respect to the shape of a to-be-held part is high.
(2)好ましくは、上記(1)の構成において、前記近接センサ部は、前記運転者の接近に伴い前記第一表側電極と該運転者との間に静電容量が発生し、該第一表側電極と前記第一裏側電極との間の静電容量が減少することを基に、前記被把持部に対する該運転者の接近、座標を検出する構成とする方がよい。本構成によると、相互容量型の静電容量型センサを、近接センサ部として用いることができる。このため、マルチタッチ(多点同時接触)に対応しやすい。 (2) Preferably, in the configuration of the above (1), the proximity sensor unit generates a capacitance between the first front electrode and the driver as the driver approaches, and the first sensor Based on the decrease in the capacitance between the front side electrode and the first back side electrode, it is preferable to detect the approach and coordinates of the driver with respect to the gripped portion. According to this configuration, a mutual capacitance type capacitive sensor can be used as the proximity sensor unit. For this reason, it is easy to cope with multi-touch (multi-point simultaneous contact).
(3)好ましくは、上記(1)または(2)の構成において、前記荷重センサ部は、絶縁性を有しエラストマー製の第二基材と、該第二基材の表側に配置され、導電性を有しエラストマー製の複数の第二表側電極と、該第二基材の裏側に配置され、導電性を有しエラストマー製の複数の第二裏側電極と、を備え、前記荷重により該第二表側電極と該第二裏側電極との間の電極間距離が短くなり、該第二表側電極と該第二裏側電極との間の静電容量が増加することを基に、前記被把持部に対する前記運転者の押込を検出する構成とする方がよい。 (3) Preferably, in the configuration of the above (1) or (2), the load sensor portion is disposed on the front side of the second base material made of an elastomer having an insulating property and the second base material. A plurality of second front-side electrodes made of elastomer, and a plurality of second back-side electrodes made of elastomer that are disposed on the back side of the second base material and have conductivity. Based on the fact that the distance between the two front electrodes and the second back electrode is shortened and the capacitance between the second front electrode and the second back electrode is increased, the gripped portion It is better to adopt a configuration that detects the driver's push against the vehicle.
本構成の把持状態検出センサの荷重センサ部によると、静電容量の変化を基に、押込(具体的には、押込の有無、押込の程度、荷重の有無、荷重の程度、荷重の値など)を検出することができる。 According to the load sensor section of the gripping state detection sensor of this configuration, the push-in (specifically, whether there is push, the degree of push, the presence or absence of load, the degree of load, the value of load, etc.) ) Can be detected.
また、荷重センサ部は、表側から裏側に向かって、第二表側電極と、第二基材と、第二裏側電極と、を備えている(ただし、隣り合う層の間に他の層が介在していてもよい)。第二表側電極、第二基材、第二裏側電極は、いずれも、樹脂と比較して柔軟な、エラストマー製である。このため、荷重センサ部は柔軟である。したがって、把持状態検出センサを被把持部に配置しても、被把持部が本来有している触感を損ねるおそれが小さい。 Moreover, the load sensor part is provided with the 2nd front side electrode, the 2nd base material, and the 2nd back side electrode from the front side toward the back side (however, another layer intervenes between adjacent layers) You may). The second front side electrode, the second base material, and the second back side electrode are all made of an elastomer that is softer than the resin. For this reason, a load sensor part is flexible. Therefore, even if the gripping state detection sensor is disposed on the gripped portion, there is little risk of impairing the tactile sensation inherent to the gripped portion.
また、柔軟な荷重センサ部は、被把持部の形状に対する追従性が高い。このため、あらゆる形状の被把持部に対して、被把持部の形状に沿うように、把持状態検出センサを配置することができる。したがって、被把持部の形状に対する汎用性が高い。 In addition, the flexible load sensor unit has high followability to the shape of the gripped part. For this reason, the gripping state detection sensor can be arranged along the shape of the gripped portion with respect to the gripped portion of any shape. Therefore, the versatility with respect to the shape of the gripped portion is high.
(3−1)好ましくは、上記(3)の構成において、前記第二表側電極、前記第二基材、前記第二裏側電極のエラストマー(導電性フィラーなどの含有物を除くエラストマー単体)のヤング率は、いずれも30MPa以下である構成とする方がよい。本構成によると、荷重センサ部が柔軟になる。このため、把持状態検出センサを被把持部に配置しても、被把持部が本来有している触感を損ねるおそれが小さい。また、被把持部の形状に対する汎用性が高い。 (3-1) Preferably, in the configuration of (3) above, the second front-side electrode, the second base material, and the second back-side electrode elastomer (elastomer alone excluding inclusions such as a conductive filler) are Young. It is better that the rate is 30 MPa or less. According to this structure, a load sensor part becomes flexible. For this reason, even if the gripping state detection sensor is arranged on the gripped portion, there is little risk of impairing the tactile sensation inherent in the gripped portion. Moreover, the versatility with respect to the shape of a to-be-held part is high.
(4)好ましくは、上記(3)の構成において、前記近接センサ部と前記荷重センサ部との間に配置され、導電性を有し接地された中間層を備える構成とする方がよい。本構成によると、近接センサ部と荷重センサ部との間に、中間層が介在している。中間層は導電性を有している。また、中間層は接地されている。このため、近接センサ部と荷重センサ部とが、互いのノイズの悪影響を受けにくい。したがって、近接センサ部、荷重センサ部の検出精度が高くなる。 (4) Preferably, in the configuration of (3) above, it is better to have a configuration including an intermediate layer disposed between the proximity sensor portion and the load sensor portion and having conductivity. According to this configuration, the intermediate layer is interposed between the proximity sensor unit and the load sensor unit. The intermediate layer has conductivity. The intermediate layer is grounded. For this reason, a proximity sensor part and a load sensor part are hard to receive the bad influence of a mutual noise. Therefore, the detection accuracy of the proximity sensor unit and the load sensor unit is increased.
(5)好ましくは、上記(4)の構成において、前記中間層の表裏両側のうち少なくとも一方に配置され、絶縁性を有しエラストマー製の絶縁スペーサを備える構成とする方がよい。 (5) Preferably, in the configuration of the above (4), the intermediate layer is arranged on at least one of the front and back sides and has an insulating insulating spacer made of elastomer.
本構成によると、近接センサ部の第一裏側電極と、荷重センサ部の第二表側電極と、の間の表裏方向距離(電極間距離)を長くすることができる。このため、第一裏側電極と第二表側電極との間に浮遊容量が発生するのを抑制することができる。したがって、近接センサ部と荷重センサ部との相互干渉を低減させることができ、検出精度が高くなる。 According to this structure, the front-back direction distance (distance between electrodes) between the 1st back side electrode of a proximity sensor part and the 2nd front side electrode of a load sensor part can be lengthened. For this reason, it is possible to suppress the generation of stray capacitance between the first back side electrode and the second front side electrode. Therefore, mutual interference between the proximity sensor unit and the load sensor unit can be reduced, and the detection accuracy is increased.
(5−1)好ましくは、上記(5)の構成において、前記荷重センサ部は、前記被把持部に対する前記運転者の座標を検出可能であり、前記絶縁スペーサは、前記荷重が面方向に分散するのを抑制する荷重分散抑制機構を有する構成とする方がよい。 (5-1) Preferably, in the configuration of the above (5), the load sensor unit can detect the driver's coordinates with respect to the gripped portion, and the insulating spacer has the load dispersed in a surface direction. It is better to have a structure having a load dispersion suppression mechanism that suppresses this.
第一裏側電極と第二表側電極との間における浮遊容量の発生を抑制するためには、絶縁スペーサの表裏方向厚さは、より厚い方が好ましい。しかしながら、絶縁スペーサの表裏方向厚さを厚くすると、運転者から加わる荷重が、絶縁スペーサを伝達する際に、面方向(具体的には、絶縁スペーサの表裏方向に直交する方向。絶縁スペーサの表面または裏面が延在する方向)に分散されやすくなる。このため、絶縁スペーサの裏側の荷重センサ部において、面方向の座標の検出精度が低くなってしまう。 In order to suppress the generation of stray capacitance between the first back-side electrode and the second front-side electrode, it is preferable that the thickness of the insulating spacer in the front-back direction is thicker. However, when the thickness of the insulating spacer is increased, the load applied by the driver is transmitted in the plane direction (specifically, the direction orthogonal to the front and back direction of the insulating spacer. The surface of the insulating spacer. Or it becomes easy to disperse | distribute to the direction where a back surface extends. For this reason, in the load sensor part on the back side of the insulating spacer, the detection accuracy of the coordinates in the surface direction is lowered.
この点、本構成の絶縁スペーサは、荷重分散抑制機構を備えている。このため、運転者から加わる荷重が、絶縁スペーサを伝達する際に、面方向に分散されにくい。したがって、面方向の座標の検出精度が高くなる。また、荷重の検出精度が高くなる。 In this regard, the insulating spacer of this configuration includes a load dispersion suppressing mechanism. For this reason, when the load applied from the driver is transmitted through the insulating spacer, it is difficult for the load to be distributed in the surface direction. Therefore, the accuracy of detecting the coordinates in the surface direction is increased. Moreover, the load detection accuracy is increased.
(5−2)好ましくは、上記(5−1)の構成において、前記荷重センサ部は、表側または裏側から見て、複数の前記第二表側電極と複数の前記第二裏側電極とが重複して形成される複数の重複部を有し、前記荷重分散抑制機構は、表側または裏側から見て、面方向に隣り合う該重複部間に介在している構成とする方がよい。 (5-2) Preferably, in the configuration of (5-1), the load sensor unit includes a plurality of the second front electrodes and a plurality of the second back electrodes as viewed from the front side or the back side. It is preferable that the load dispersion suppressing mechanism is interposed between the overlapping portions adjacent to each other in the surface direction when viewed from the front side or the back side.
面方向に隣り合う複数の重複部(つまり荷重検出部)のうち、任意の重複部の表側から、絶縁スペーサを介して、荷重が入力される場合を想定する。本構成によると、任意の重複部と、当該重複部の隣りの重複部と、の間に、荷重分散抑制機構が介在している。このため、絶縁スペーサにおいて、荷重が面方向に分散しにくい。したがって、入力された当該荷重が、隣りの重複部に誤伝達されるのを抑制することができる。 A case is assumed in which a load is input through an insulating spacer from the front side of an arbitrary overlapping portion among a plurality of overlapping portions (that is, load detecting portions) adjacent to each other in the surface direction. According to this configuration, the load dispersion suppression mechanism is interposed between an arbitrary overlapping portion and the overlapping portion adjacent to the overlapping portion. For this reason, in the insulating spacer, the load is difficult to disperse in the surface direction. Therefore, it is possible to suppress erroneous transmission of the input load to the adjacent overlapping portion.
(5−3)好ましくは、上記(5−1)または(5−2)の構成において、前記荷重分散抑制機構は、前記絶縁スペーサの表面または裏面に凹設される荷重分散抑制溝である構成とする方がよい。 (5-3) Preferably, in the configuration of (5-1) or (5-2) above, the load distribution suppression mechanism is a load distribution suppression groove that is recessed in the front surface or the back surface of the insulating spacer. Is better.
絶縁スペーサにおいて荷重分散抑制溝が形成されている部分は、荷重分散抑制溝が形成されていない部分と比較して、表裏方向厚さが薄くなる。このため、面方向のばね定数が小さくなる。したがって、荷重が面方向に分散するのを抑制することができる。 In the insulating spacer, the portion where the load dispersion suppressing groove is formed has a smaller thickness in the front and back direction than the portion where the load dispersion suppressing groove is not formed. For this reason, the spring constant in the surface direction becomes small. Therefore, it is possible to suppress the load from being dispersed in the surface direction.
(5−4)好ましくは、上記(5−1)または(5−2)の構成において、前記荷重分散抑制機構は、前記絶縁スペーサを表裏方向に貫通する荷重分散抑制孔である構成とする方がよい。 (5-4) Preferably, in the configuration of (5-1) or (5-2) above, the load distribution suppression mechanism is a load distribution suppression hole that penetrates the insulating spacer in the front-back direction. Is good.
絶縁スペーサにおいて荷重分散抑制孔が形成されている部分は、荷重分散抑制孔が形成されていない部分と比較して、面方向のばね定数が小さくなる。このため、荷重が面方向に分散するのを抑制することができる。 The portion of the insulating spacer where the load dispersion suppression hole is formed has a smaller spring constant in the surface direction than the portion where the load dispersion suppression hole is not formed. For this reason, it can suppress that a load disperse | distributes to a surface direction.
(6)好ましくは、上記(3)ないし(5)のいずれかの構成において、前記近接センサ部は、複数の前記第一表側電極の表側に配置されるエラストマー製の第一表側絶縁層と、複数の前記第一裏側電極の裏側に配置されるエラストマー製の第一裏側絶縁層と、を備え、前記荷重センサ部は、複数の前記第二表側電極の表側に配置されるエラストマー製の第二表側絶縁層と、複数の前記第二裏側電極の裏側に配置されるエラストマー製の第二裏側絶縁層と、を備え、下記(a)および(b)のうち、少なくとも一方を充足する構成とする方がよい。
(a)該近接センサ部において、該第一表側電極は、前記第一基材および該第一表側絶縁層のうち、少なくとも一方に印刷されていると共に、該第一裏側電極は、該第一基材および該第一裏側絶縁層のうち、少なくとも一方に印刷されている。
(b)該荷重センサ部において、該第二表側電極は、前記第二基材および該第二表側絶縁層のうち、少なくとも一方に印刷されていると共に、該第二裏側電極は、該第二基材および該第二裏側絶縁層のうち、少なくとも一方に印刷されている。
(6) Preferably, in any one of the configurations (3) to (5), the proximity sensor unit includes an elastomer first front insulating layer disposed on the front side of the plurality of first front electrodes, An elastomer-made first back-side insulating layer disposed on the back side of the plurality of first back-side electrodes, and the load sensor portion is a second elastomer-made material disposed on the front side of the plurality of second front-side electrodes. A front-side insulating layer and an elastomer-made second back-side insulating layer disposed on the back side of the plurality of second back-side electrodes, and satisfying at least one of the following (a) and (b): Better.
(A) In the proximity sensor unit, the first front electrode is printed on at least one of the first base material and the first front insulating layer, and the first back electrode is the first It is printed on at least one of the base material and the first backside insulating layer.
(B) In the load sensor unit, the second front electrode is printed on at least one of the second base material and the second front insulating layer, and the second back electrode is It is printed on at least one of the base material and the second back side insulating layer.
本構成によると、第一表側電極、第一裏側電極、第二表側電極、第二裏側電極を簡単に形成することができる。また、これらの電極の形成と配置とを同時に行うことができる。また、これらの電極の形状設定の自由度が高くなる。また、これらの電極の形状の精度が高くなる。また、(a)の場合、第一表側電極と第一裏側電極との相対的な位置合わせが容易になる。同様に、(b)の場合、第二表側電極と第二裏側電極との相対的な位置合わせが容易になる。 According to this configuration, the first front electrode, the first back electrode, the second front electrode, and the second back electrode can be easily formed. Moreover, formation and arrangement | positioning of these electrodes can be performed simultaneously. Further, the degree of freedom in setting the shape of these electrodes is increased. Further, the accuracy of the shape of these electrodes is increased. In the case of (a), the relative alignment between the first front electrode and the first back electrode is facilitated. Similarly, in the case of (b), the relative alignment between the second front electrode and the second back electrode is facilitated.
(7)好ましくは、上記(1)ないし(6)のいずれかの構成において、前記被把持部は、ステアリングホイールである構成とする方がよい。本構成によると、ステアリングホイールに対する運転者の把持状態を、詳しく検出することができる。 (7) Preferably, in any one of the configurations (1) to (6), the gripped portion is a steering wheel. According to this configuration, the gripping state of the driver with respect to the steering wheel can be detected in detail.
本発明によると、ステアリングホイールなどの被把持部に対する運転者の把持状態を、詳しく検出することが可能な把持状態検出センサを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a gripping state detection sensor that can detect in detail a gripping state of a driver with respect to a gripped portion such as a steering wheel.
以下、本発明の把持状態検出センサの実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the gripping state detection sensor of the present invention will be described.
[把持状態検出センサの構成]
まず、本実施形態の把持状態検出センサの構成について説明する。以下の図面においては、ステアリングホイールの周方向をX方向、ステアリングホイールの径方向断面の周方向をY方向、ステアリングホイールの径方向断面の径方向をZ方向と定義する。
[Configuration of gripping state detection sensor]
First, the configuration of the gripping state detection sensor of the present embodiment will be described. In the following drawings, the circumferential direction of the steering wheel is defined as the X direction, the circumferential direction of the radial cross section of the steering wheel is defined as the Y direction, and the radial direction of the radial cross section of the steering wheel is defined as the Z direction.
図1に、本実施形態の把持状態検出センサが配置されたステアリングホイールの正面図を示す。図1に示すように、円形のステアリングホイール8には、三つの把持状態検出センサ1が、配置されている。三つの把持状態検出センサ1は、各々、120°に亘ってX方向に延在している。
FIG. 1 shows a front view of a steering wheel on which a gripping state detection sensor of the present embodiment is arranged. As shown in FIG. 1, three gripping
図2に、図1のII−II方向断面図を示す。図2に示すように、把持状態検出センサ1は、センサ積層体6と、制御ユニット(図略)と、を備えている。センサ積層体6は、柔軟なシート状を呈している。センサ積層体6は、ステアリングホイール8の芯部80に巻装(一巻き)されている。具体的には、センサ積層体6のY方向両端は、ステアリングホイール8の径方向内端で互いに当接している。また、センサ積層体6のY方向中央は、ステアリングホイール8の径方向外端に配置されている。センサ積層体6の外周面は、ステアリングホイール8の表皮81により覆われている。運転者が直接触れるのは、表皮81である。
FIG. 2 shows a cross-sectional view in the II-II direction of FIG. As shown in FIG. 2, the gripping
{センサ積層体6}
センサ積層体6は、近接センサ部2と、荷重センサ部3と、中間部4と、を備えている。荷重センサ部3は、芯部80の外周面を覆っている。近接センサ部2は、荷重センサ部3のZ方向表側(図2に示す表皮81側)に配置されている。中間部4は、荷重センサ部3と近接センサ部2との間に配置されている。
{Sensor stack 6}
The
(荷重センサ部3)
図3に、本実施形態の把持状態検出センサのセンサ積層体の荷重センサ部のZ方向透過正面図を示す。図4に、同荷重センサ部のZ方向分解正面図を示す。図4の白抜き矢印は積層順を示す。図4のハッチング矢印は印刷順を示す。
(Load sensor 3)
FIG. 3 shows a Z direction transparent front view of the load sensor portion of the sensor stack of the gripping state detection sensor of the present embodiment. In FIG. 4, the Z direction exploded front view of the same load sensor part is shown. The white arrows in FIG. 4 indicate the stacking order. The hatched arrows in FIG. 4 indicate the printing order.
図3、図4に示すように、荷重センサ部3は、Z方向表側からZ方向裏側(図2に示す芯部80側)に向かって、第二表側絶縁層32と、8つの第二表側配線a1〜a8と、8つの第二表側電極y1〜y8と、第二中間表側絶縁層35と、第二基材30と、第二中間裏側絶縁層36と、2つの第二裏側電極x1、x2と、2つの第二裏側配線b1、b2と、第二裏側絶縁層33と、が積層されることにより、形成されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
第二基材30は、ウレタンゴム製であって、X方向に長い帯状を呈している。第二基材30は、柔軟であり、絶縁性を有している。
The
第二中間表側絶縁層35は、アクリルゴム製であって、X方向に長い帯状を呈している。第二中間表側絶縁層35は、柔軟であり、絶縁性を有している。第二中間表側絶縁層35は、第二基材30の表面に積層されている。
The second intermediate front
8つの第二表側電極y1〜y8は、各々、アクリルゴムと、導電性カーボンブラックと、を含んで形成されている。8つの第二表側電極y1〜y8は、各々、柔軟であり、導電性を有している。8つの第二表側電極y1〜y8は、第二中間表側絶縁層35の表側に配置されている。8つの第二表側電極y1〜y8は、各々、Y方向に長い樽状を呈している。8つの第二表側電極y1〜y8は、X方向に並んで配置されている。8つの第二表側電極y1〜y8は、荷重センサ部3のY方向中央線L2に対して、線対称に配置されている。図2に示すように、Y方向中央線L2は、ステアリングホイール8の径方向外端に配置されている。
The eight second front electrodes y1 to y8 are each formed to include acrylic rubber and conductive carbon black. The eight second front-side electrodes y1 to y8 are each flexible and conductive. The eight second front side electrodes y <b> 1 to y <b> 8 are disposed on the front side of the second intermediate front
8つの第二表側配線a1〜a8は、各々、銀ペースト製である。8つの第二表側配線a1〜a8は、各々、導電性を有している。8つの第二表側配線a1〜a8は、8つの第二表側電極y1〜y8の配線部の表面を覆っている。 The eight second front wirings a1 to a8 are each made of silver paste. The eight second front wirings a1 to a8 each have conductivity. The eight second front wirings a1 to a8 cover the surfaces of the wiring portions of the eight second front electrodes y1 to y8.
第二表側絶縁層32は、ウレタンゴム製であって、X方向に長い帯状を呈している。第二表側絶縁層32は、柔軟であり、絶縁性を有している。第二表側絶縁層32は、8つの第二表側配線a1〜a8、8つの第二表側電極y1〜y8を挟んで、第二基材30の表面に積層されている。
The second front-
第二中間裏側絶縁層36は、アクリルゴム製であって、X方向に長い帯状を呈している。第二中間裏側絶縁層36は、柔軟であり、絶縁性を有している。第二中間裏側絶縁層36は、第二基材30の裏面に積層されている。
The second intermediate back
2つの第二裏側電極x1、x2は、各々、アクリルゴムと、導電性カーボンブラックと、を含んで形成されている。2つの第二裏側電極x1、x2は、各々、柔軟であり、導電性を有している。2つの第二裏側電極x1、x2は、第二中間裏側絶縁層36の裏側に配置されている。2つの第二裏側電極x1、x2は、各々、X方向に長いラック状(直線鋸歯状)を呈している。2つの第二裏側電極x1、x2は、Y方向に並んで配置されている。2つの第二裏側電極x1、x2は、荷重センサ部3のY方向中央線L2に対して、線対称に配置されている。
The two second back-side electrodes x1 and x2 are each formed including acrylic rubber and conductive carbon black. The two second back-side electrodes x1 and x2 are each flexible and conductive. The two second back-side electrodes x1 and x2 are disposed on the back side of the second intermediate back-
2つの第二裏側配線b1、b2は、各々、銀ペースト製である。2つの第二裏側配線b1、b2は、各々、導電性を有している。2つの第二裏側配線b1、b2は、2つの第二裏側電極x1、x2の配線部の裏面を覆っている。2つの第二裏側配線b1、b2は、2つの第二裏側電極x1、x2のX方向略全長に亘って、延在している。 The two second back side wires b1 and b2 are each made of silver paste. Each of the two second back-side wirings b1 and b2 has conductivity. The two second back side wires b1 and b2 cover the back surfaces of the wiring parts of the two second back side electrodes x1 and x2. The two second back side wires b1 and b2 extend over substantially the entire length in the X direction of the two second back side electrodes x1 and x2.
第二裏側絶縁層33は、ウレタンゴム製であって、X方向に長い帯状を呈している。第二裏側絶縁層33は、柔軟であり、絶縁性を有している。第二裏側絶縁層33は、2つの第二裏側配線b1、b2、2つの第二裏側電極x1、x2を挟んで、第二基材30の裏面に積層されている。
The second back-
第二表側絶縁層32の裏面には、8つの第二表側配線a1〜a8、8つの第二表側電極y1〜y8、第二中間表側絶縁層35が、スクリーン印刷されている。第二裏側絶縁層33の表面には、2つの第二裏側配線b1、b2、2つの第二裏側電極x1、x2、第二中間裏側絶縁層36が、スクリーン印刷されている。
On the back surface of the second front insulating
表側または裏側から見て、8つの第二表側電極y1〜y8と、2つの第二裏側電極x1、x2と、は表裏方向(荷重伝達方向)に重複している。すなわち、図3にハッチングで示すように、第二表側電極y1〜y8と第二裏側電極x1、x2との間には、合計16個の重複部αが形成されている。すなわち、重複部αは、X方向に8個並んでいる。また、重複部αは、Y方向に2個並んでいる。 When viewed from the front side or the back side, the eight second front side electrodes y1 to y8 and the two second back side electrodes x1 and x2 overlap in the front and back direction (load transmission direction). That is, as shown by hatching in FIG. 3, a total of 16 overlapping portions α are formed between the second front side electrodes y1 to y8 and the second back side electrodes x1 and x2. That is, eight overlapping portions α are arranged in the X direction. In addition, two overlapping portions α are arranged in the Y direction.
(近接センサ部2)
図5に、本実施形態の把持状態検出センサのセンサ積層体の近接センサ部のZ方向透過正面図を示す。図6に、同近接センサ部のZ方向分解正面図を示す。図5の一点鎖線は、荷重センサ部3の重複部αの外形線である。図6の第一表側電極X1、X2を囲む一点鎖線は、荷重センサ部3の第二裏側電極x1、x2の外形線である。図6の第一裏側電極Y1〜Y8を囲む一点鎖線は、荷重センサ部3の第二表側電極y1〜y8の外形線である。図6の白抜き矢印は積層順を示す。図6のハッチング矢印は印刷順を示す。
(Proximity sensor part 2)
FIG. 5 shows a Z direction transparent front view of the proximity sensor portion of the sensor stack of the gripping state detection sensor of the present embodiment. FIG. 6 is an exploded front view of the proximity sensor unit in the Z direction. The dashed line in FIG. 5 is the outline of the overlapping portion α of the
図5、図6に示すように、近接センサ部2は、Z方向表側からZ方向裏側に向かって、第一表側絶縁層22と、2つの第一表側電極X1、X2と、2つの第一表側配線B1、B2と、第一基材20と、8つの第一裏側配線A1〜A8と、8つの第一裏側電極Y1〜Y8と、第一裏側絶縁層23と、が積層されることにより、形成されている。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
第一基材20は、ウレタンゴム製であって、X方向に長い帯状を呈している。第一基材20は、柔軟であり、絶縁性を有している。
The
2つの第一表側配線B1、B2は、各々、銀ペースト製である。2つの第一表側配線B1、B2は、各々、導電性を有している。2つの第一表側配線B1、B2は、第一基材20の表面に積層されている。
The two first front wirings B1 and B2 are each made of silver paste. Each of the two first front-side wirings B1 and B2 has conductivity. The two first front-side wirings B <b> 1 and B <b> 2 are stacked on the surface of the
2つの第一表側電極X1、X2は、各々、アクリルゴムと、導電性カーボンブラックと、を含んで形成されている。2つの第一表側電極X1、X2は、各々、柔軟であり、導電性を有している。2つの第一表側電極X1、X2は、2つの第一表側配線B1、B2を挟んで、第一基材20の表側に配置されている。2つの第一表側電極X1、X2は、各々、X方向に長いラック状を呈している。2つの第一表側電極X1、X2は、Y方向に並んで配置されている。2つの第一表側電極X1、X2は、近接センサ部2のY方向中央線L1に対して、線対称に配置されている。図2に示すように、Y方向中央線L1は、ステアリングホイール8の径方向外端に配置されている。2つの第一表側電極X1、X2と、2つの第二裏側電極x1、x2と、は表裏方向に重複している。
The two first front electrodes X1 and X2 are each formed of acrylic rubber and conductive carbon black. The two first front electrodes X1 and X2 are each flexible and conductive. The two first front-side electrodes X1 and X2 are arranged on the front side of the
第一表側絶縁層22は、ウレタンゴム製であって、X方向に長い帯状を呈している。第一表側絶縁層22は、柔軟であり、絶縁性を有している。第一表側絶縁層22は、2つの第一表側電極X1、X2、2つの第一表側配線B1、B2を挟んで、第一基材20の表面に積層されている。
The first front insulating
8つの第一裏側配線A1〜A8は、各々、銀ペースト製である。8つの第一裏側配線A1〜A8は、各々、導電性を有している。8つの第一裏側配線A1〜A8は、第一基材20の裏面に積層されている。
The eight first back wirings A1 to A8 are each made of silver paste. Each of the eight first back wirings A1 to A8 has conductivity. The eight first back wirings A <b> 1 to A <b> 8 are stacked on the back surface of the
8つの第一裏側電極Y1〜Y8は、各々、アクリルゴムと、導電性カーボンブラックと、を含んで形成されている。8つの第一裏側電極Y1〜Y8は、各々、柔軟であり、導電性を有している。8つの第一裏側電極Y1〜Y8は、8つの第一裏側配線A1〜A8を挟んで、第一基材20の裏側に配置されている。8つの第一裏側電極Y1〜Y8は、各々、Y方向に長い樽状を呈している。8つの第一裏側電極Y1〜Y8は、X方向に並んで配置されている。8つの第一裏側電極Y1〜Y8は、近接センサ部2のY方向中央線L1に対して、線対称に配置されている。8つの第一裏側電極Y1〜Y8と、8つの第二表側電極y1〜y8と、は表裏方向に重複している。
The eight first back-side electrodes Y1 to Y8 are each formed including acrylic rubber and conductive carbon black. Each of the eight first backside electrodes Y1 to Y8 is flexible and conductive. The eight first back-side electrodes Y1 to Y8 are arranged on the back side of the
第一裏側絶縁層23は、ウレタンゴム製であって、X方向に長い帯状を呈している。第一裏側絶縁層23は、柔軟であり、絶縁性を有している。第一裏側絶縁層23は、8つの第一裏側電極Y1〜Y8、8つの第一裏側配線A1〜A8を挟んで、第一基材20の裏面に積層されている。
The first back-
第一基材20の表面には、2つの第一表側配線B1、B2、2つの第一表側電極X1、X2、第一表側絶縁層22が、スクリーン印刷されている。第一基材20の裏面には、8つの第一裏側配線A1〜A8、8つの第一裏側電極Y1〜Y8、第一裏側絶縁層23が、スクリーン印刷されている。
On the surface of the
図7に、図5のX方向左端の2つの重複部α付近の拡大図を示す。図7に示すように、第一表側電極X1、X2、第一裏側電極Y1には、各々、短手方向幅が広い広幅部β1と、短手方向幅が狭い狭幅部β2と、が交互に並んで配置されている。広幅部β1は、菱形状を呈している。狭幅部β2は、長方形状を呈している。狭幅部β2は、隣り合う広幅部β1同士を連結している。 FIG. 7 shows an enlarged view of the vicinity of the two overlapping portions α at the left end in the X direction of FIG. As shown in FIG. 7, the first front electrodes X1 and X2 and the first back electrode Y1 have alternating wide portions β1 having a short lateral width and narrow portions β2 having a short lateral width, respectively. Are arranged side by side. The wide portion β1 has a rhombus shape. The narrow portion β2 has a rectangular shape. The narrow portion β2 connects the adjacent wide portions β1 to each other.
表側または裏側から見て、隣り合う広幅部β1同士は表裏方向(荷重伝達方向)に重複していない。すなわち、図7にハッチングで示すように、複数の広幅部β1は、第一基材20の表面または裏面が展開する方向に、並んでいる。図7に点線で示すように、隣り合う広幅部β1間には、電界γが形成されている。
When viewed from the front side or the back side, adjacent wide portions β1 do not overlap in the front and back direction (load transmission direction). That is, as shown by hatching in FIG. 7, the plurality of wide portions β <b> 1 are arranged in a direction in which the front surface or the back surface of the
(中間部4)
図8に、本実施形態の把持状態検出センサのセンサ積層体のZ方向断面図(詳しくは、図3、図7のVIII−VIII方向断面図)を示す。図2、図8に示すように、中間部4は、荷重センサ部3と近接センサ部2との間に配置されている。中間部4は、中間層40と、絶縁スペーサ41と、を備えている。
(Intermediate part 4)
FIG. 8 is a cross-sectional view in the Z direction (specifically, a cross-sectional view in the VIII-VIII direction in FIGS. 3 and 7) of the sensor stack of the gripping state detection sensor of the present embodiment. As shown in FIGS. 2 and 8, the
中間層40は、近接センサ部2のZ方向裏側に配置されている。中間層40は、外面に金属がコーティングされたポリエステル繊維からなる布製であって、X方向に長い帯状を呈している。中間層40は、柔軟であり、導電性を有している。中間層40は、アース(接地)されている。
The
絶縁スペーサ41は、荷重センサ部3のZ方向表側に配置されている。絶縁スペーサ41は、ウレタンゴム製であって、X方向に長い帯状を呈している。絶縁スペーサ41は、柔軟であり、絶縁性を有している。
The insulating spacer 41 is disposed on the front side of the
{制御ユニット}
図9に、本実施形態の把持状態検出センサのブロック図を示す。図9に示すように、制御ユニット7は、制御部70と、送信部71と、受信部72と、コンピュータ73と、を備えている。
{Controller unit}
FIG. 9 shows a block diagram of the gripping state detection sensor of the present embodiment. As shown in FIG. 9, the
(制御部70)
制御部70は、DSP(Digital Signal Processor)700と、SRAM(Static Random Access Memory)701と、を備えている。DSP700は、マイコン(演算部)として用いられる。SRAM701は、記憶部として用いられる。SRAM701には、接近(非接触または接触)、小荷重(弱い把持)、大荷重(強い把持)を判別するためのしきい値(接近しきい値、小荷重しきい値、大荷重しきい値)が格納されている。また、SRAM701には、近接センサ部2における運転者の手HのX方向(図1参照)、Y方向(図2参照)の座標を特定するための、マップが格納されている。SRAM701は、DSP700に、電気的に接続されている。
(Control unit 70)
The control unit 70 includes a DSP (Digital Signal Processor) 700 and an SRAM (Static Random Access Memory) 701. The
(送信部71)
送信部71は、DAC(Digital−Analog Converter)710と、DDS(Direct Digital Synthesizer)711と、マルチプレクサ712と、2つのオペアンプ713と、を備えている。
(Transmitter 71)
The transmission unit 71 includes a DAC (Digital-Analog Converter) 710, a DDS (Direct Digital Synthesizer) 711, a
DAC710は、デジタル信号をアナログ信号に変換する。DAC710は、DSP700に電気的に接続されている。DDS711は、正弦波発振器として用いられる。DDS711は、DAC710に電気的に接続されている。アナログのマルチプレクサ712は、DDS711に電気的に接続されている。マルチプレクサ712は、正弦波電流を、2つのオペアンプ713に、順次切り替えながら、走査的に出力する。2つのオペアンプ713は、各々、マルチプレクサ712から入力された電流を、電圧に変換している。すなわち、2つのオペアンプ713は、各々、電流−電圧変換器として用いられる。2つのオペアンプ713は、2つの第一表側配線B1、B2、2つの第一表側電極X1、X2に、電気的に接続されている。
The
(受信部72)
受信部72は、4つのADC(Analog−Digital Converter)720と、4つのローパスフィルタ721と、4つのマルチプレクサ722と、8つのオペアンプ723と、を備えている。
(Receiver 72)
The receiving
8つのオペアンプ723は、8つの第一裏側配線A1〜A8、8つの第一裏側電極Y1〜Y8に、電気的に接続されている。8つのオペアンプ723は、各々、電流−電圧変換器として用いられる。4つのアナログのマルチプレクサ722は、8つのオペアンプ723に電気的に接続されている。4つのマルチプレクサ722は、8つのオペアンプ723に、順次切り替えられながら、接続される。4つのローパスフィルタ721は、各々、電圧の高周波成分をカットしている。4つのローパスフィルタ721は、4つのマルチプレクサ722に電気的に接続されている。4つのADC720は、アナログ信号をデジタル信号に変換する。4つのADC720は、4つのローパスフィルタ721に電気的に接続されている。また、4つのADC720は、DSP700に電気的に接続されている。
The eight
(コンピュータ73)
コンピュータ73は、DSP700に電気的に接続されている。コンピュータ73は、アクチュエータ(図略。例えば警報装置など)に、運転者の把持状態(接近、小荷重入力、大荷重入力など)に応じたコマンドを送信する。
(Computer 73)
The
なお、制御ユニット7は、図9に示す近接センサ部2同様に、図3に示す荷重センサ部3にも、電気的に接続されている。すなわち、荷重センサ部3の2つの第二裏側配線b1、b2、2つの第二裏側電極x1、x2には、マルチプレクサを介して、順次、走査的に電圧が供給される。8つの第二表側配線a1〜a8、8つの第二表側電極y1〜y8からは、電流が出力される。
The
[把持状態検出センサ1の近接センサ部2の動き]
次に、本実施形態の把持状態検出センサ1の近接センサ部2の動きについて説明する。図10(a)に、図8の枠X内の、手が接近していない状態における拡大図を示す。図10(b)に、図8の枠X内の、手が接近している状態における拡大図を示す。図10(a)に示すように、第一表側電極X1と第一裏側電極Y1との間には、図9に示す送信部71から供給される電圧により、静電容量Caが発生する。
[Movement of
Next, the movement of the
図10(b)に示すように、運転者の手(導電性を有し、人体を介してアースされている。)Hが表皮81に接近すると、第一表側電極X1と手Hとの間に、静電容量Cbが発生する。このため、手Hが接近していない状態(図10(a))と比較して、手Hが接近している状態(図10(b))の方が、図9に示すオペアンプ723に入力される電流が小さくなる。この電流の変化を基に、DSP700は、第一表側電極X1と第一裏側電極Y1との間の、静電容量の変化量を算出する。
As shown in FIG. 10B, when the driver's hand (having conductivity and is grounded via the human body) H approaches the
[把持状態検出センサ1の荷重センサ部3の動き]
次に、本実施形態の把持状態検出センサ1の荷重センサ部3の動きについて説明する。図11(a)に、図8の枠XI内の、手が押し込まれていない状態における拡大図を示す。図11(b)に、図8の枠XI内の、手が押し込まれている状態における拡大図を示す。図11(a)に示すように、手が押し込まれていない状態においては、誘電層である第二基材30、第二中間表側絶縁層35、第二中間裏側絶縁層36に、荷重が加わっていない。第二基材30、第二中間表側絶縁層35、第二中間裏側絶縁層36のZ方向厚さは、第二表側電極y1と第二裏側電極x1との間の、電極間距離dに相当する。
[Motion of the
Next, the movement of the
ここで、図8に示すように、近接センサ部2を構成する部材、中間部4は、いずれも柔軟である。このため、手が押し込まれると、近接センサ部2、中間部4のうち、手に押圧された部分は、局所的に裏側に没入する。すなわち、近接センサ部2や中間部4が、全面的に下方に変位することはない。
Here, as shown in FIG. 8, the members constituting the
図11(b)に示すように、手が押し込まれると、表側から加わる荷重Fにより、第二基材30、第二中間表側絶縁層35、第二中間裏側絶縁層36が局所的に圧縮される。このため、第二表側電極y1と第二裏側電極x1との間の、電極間距離dが短くなる。この電極間距離dの変化を基に、図9に示すDSP700は、第二表側電極y1と第二裏側電極x1との間の、静電容量の変化量を算出する。
As shown in FIG. 11B, when the hand is pushed in, the
[把持状態検出センサ1の接近、小荷重、大荷重の判別方法]
次に、本実施形態の把持状態検出センサ1の接近、小荷重、大荷重の判別方法について説明する。図12に、本実施形態の把持状態検出センサの制御ユニットが実行する処理のフローチャートを示す。
[Method for discriminating approach, small load, and large load of gripping state detection sensor 1]
Next, a method for determining the approach, small load, and large load of the gripping
図9に示すように、制御ユニット7は、所定のサンプリング周期で、近接センサ部2の静電容量、荷重センサ部3の静電容量を監視している。すなわち、図9に示すDSP700は、所定のサンプリング周期で、SRAM701に格納されている小荷重しきい値th1と、荷重センサ部3の静電容量の変化量ΔC2と、を比較している(図12のS1(ステップ1。以下同様)、S2)。
As shown in FIG. 9, the
比較(以下、「第一の比較」と称する。)の結果、変化量ΔC2が小荷重しきい値th1よりも小さい場合は、DSP700は、荷重センサ部3に荷重が加わっていないと判別する(図12のS3)。この場合、図9に示すDSP700は、SRAM701に格納されている接近しきい値th3と、近接センサ部2の静電容量の変化量ΔC1と、を比較する(図12のS4、S5)。
As a result of the comparison (hereinafter referred to as “first comparison”), if the change amount ΔC2 is smaller than the small load threshold th1, the
比較(以下、「第二の比較」と称する。)の結果、変化量ΔC1が接近しきい値th3以上の場合は、DSP700は、近接センサ部2に運転者の手が接近(接触を含む)していると判別する(図12のS6)。また、DSP700は、手が接近している座標を特定する。DSP700は、手の接近、座標に関する情報を、コンピュータ73に伝送する。コンピュータ73は、DSP700からの情報に対応するコマンドを、アクチュエータに送信する。一方、第二の比較の結果、変化量ΔC1が接近しきい値th3未満の場合は、DSP700は、近接センサ部2に手が接近していないと判別する(図12のS10)。
As a result of the comparison (hereinafter referred to as “second comparison”), when the change amount ΔC1 is equal to or greater than the approach threshold th3, the
一方、第一の比較(図12のS2)の結果、変化量ΔC2が小荷重しきい値th1以上の場合は、図9に示すDSP700は、SRAM701に格納されている大荷重しきい値th2と、変化量ΔC2と、を比較する(図12のS7)。
On the other hand, as a result of the first comparison (S2 in FIG. 12), when the amount of change ΔC2 is equal to or greater than the small load threshold th1, the
比較(以下、「第三の比較」と称する。)の結果、変化量ΔC2が大荷重しきい値th2未満の場合は、DSP700は、手により小荷重が入力されたと判別する(図12のS8)。また、DSP700は、手が押し込まれている座標を特定する。DSP700は、手の小荷重、座標に関する情報を、コンピュータ73に伝送する。コンピュータ73は、DSP700からの情報に対応するコマンドを、アクチュエータに送信する。一方、第三の比較の結果、変化量ΔC2が大荷重しきい値th2以上の場合は、DSP700は、手により大荷重が入力されたと判別する(図12のS9)。また、DSP700は、手が押し込まれている座標を特定する。DSP700は、手の大荷重、座標に関する情報を、コンピュータ73に伝送する。コンピュータ73は、DSP700からの情報に対応するコマンドを、アクチュエータに送信する。
As a result of the comparison (hereinafter referred to as “third comparison”), when the change amount ΔC2 is less than the large load threshold th2, the
このように、本実施形態の把持状態検出センサ1は、把持状態検出センサ1に対する手の把持状態に応じて、「把持状態検出センサ1から手が離間していること」、「把持状態検出センサ1に手が接近していること、および接近座標」、「把持状態検出センサ1に手から小荷重が加わっていること、および荷重が加わっている座標」、「把持状態検出センサ1に手から大荷重が加わっていること、および荷重が加わっている座標」を、判別することができる。
As described above, the gripping
[作用効果]
次に、本実施形態の把持状態検出センサ1の作用効果について説明する。図2に示すように、本実施形態の把持状態検出センサ1は、近接センサ部2と、荷重センサ部3と、を備えている。図10(a)、図10(b)に示すように、近接センサ部2は、静電容量Caの変化を基に、図1に示すステアリングホイール8に対する運転者の手Hの接近を検出することができる。また、近接センサ部2は、静電容量Caが変化した座標を基に、運転者の手HのX方向、Y方向の座標を検出することができる。また、図11(a)、図11(b)に示すように、荷重センサ部3は、ステアリングホイール8に対する運転者の手Hの押込を検出することができる。このように、本実施形態の把持状態検出センサ1によると、ステアリングホイール8に対する運転者の手Hの接近、押込、座標を検出することができる。すなわち、ステアリングホイール8に対する運転者の把持状態を、詳しく検出することができる。
[Function and effect]
Next, the effect of the gripping
また、図6、図8に示すように、近接センサ部2は、Z方向表側(荷重入力側)からZ方向裏側に向かって、第一表側電極X1、X2と、第一基材20と、第一裏側電極Y1〜Y8と、を備えている。第一表側電極X1、X2、第一基材20、第一裏側電極Y1〜Y8は、いずれも、樹脂と比較して柔軟な、エラストマー製である。このため、近接センサ部2は柔軟である。したがって、把持状態検出センサ1をステアリングホイール8に配置しても、ステアリングホイール8が本来有している触感を損ねるおそれが小さい。また、柔軟な近接センサ部2は、運転者の手Hから加わる荷重を、X方向、Y方向に分散しにくい。このため、X方向、Y方向の座標の検出精度が高い。
Further, as shown in FIGS. 6 and 8, the
また、柔軟な近接センサ部2は、ステアリングホイール8の形状に対する追従性が高い。このため、あらゆる形状のステアリングホイール8に対して、ステアリングホイール8の形状に沿うように、把持状態検出センサ1を配置することができる。したがって、ステアリングホイール8の形状に対する汎用性が高い。
Further, the flexible
なお、本実施形態の把持状態検出センサ1の近接センサ部2は、荷重センサ部3と組み合わせずに、単独で用いることもできる。
Note that the
また、本実施形態の把持状態検出センサ1の近接センサ部2として用いられているのは、相互容量型の静電容量型センサである。すなわち、図10(a)、図10(b)に示すように、近接センサ部2は、運転者の手Hの接近に伴い第一表側電極X1と手Hとの間に静電容量Cbが発生し、第一表側電極X1と第一裏側電極Y1との間の静電容量Caが減少することを基に、ステアリングホイール8に対する手Hの接近、座標を検出している。このため、マルチタッチ(多点同時接触)に対応しやすい。
In addition, a mutual capacitance type capacitive sensor is used as the
また、図11(a)、図11(b)に示すように、本実施形態の把持状態検出センサ1の荷重センサ部3によると、電極間距離dの変化に伴う静電容量の変化を基に、手Hの押込(具体的には、押込の有無、押込の程度、荷重の有無、荷重の程度、荷重の値など)を検出することができる。
Further, as shown in FIGS. 11 (a) and 11 (b), according to the
また、図4、図8に示すように、荷重センサ部3は、Z方向表側からZ方向裏側に向かって、第二表側電極y1〜y8と、第二基材30と、第二裏側電極x1、x2と、を備えている。第二表側電極y1〜y8、第二基材30、第二裏側電極x1、x2は、いずれも、樹脂と比較して柔軟な、エラストマー製である。このため、荷重センサ部3は柔軟である。したがって、把持状態検出センサ1をステアリングホイール8に配置しても、ステアリングホイール8が本来有している触感を損ねるおそれが小さい。
As shown in FIGS. 4 and 8, the
また、柔軟な荷重センサ部3は、ステアリングホイール8の形状に対する追従性が高い。このため、あらゆる形状のステアリングホイール8に対して、ステアリングホイール8の形状に沿うように、把持状態検出センサ1を配置することができる。したがって、ステアリングホイール8の形状に対する汎用性が高い。
Further, the flexible
また、図2、図8に示すように、近接センサ部2と荷重センサ部3との間には、中間層40が介装されている。中間層40は導電性を有している。また、中間層40は接地されている。このため、近接センサ部2と荷重センサ部3とが、互いのノイズの悪影響を受けにくい。したがって、近接センサ部2、荷重センサ部3の検出精度が高くなる。
As shown in FIGS. 2 and 8, an
また、図2、図8に示すように、近接センサ部2と荷重センサ部3との間には、絶縁スペーサ41が介装されている。このため、近接センサ部2と荷重センサ部3とをZ方向に離間させることができる。したがって、近接センサ部2と荷重センサ部3との間に、浮遊容量が発生するのを抑制することができる。したがって、近接センサ部2と荷重センサ部3との相互干渉を低減させることができ、検出精度が高くなる。
As shown in FIGS. 2 and 8, an insulating spacer 41 is interposed between the
また、図4にハッチング矢印で示すように、第二表側絶縁層32の裏面には、8つの第二表側配線a1〜a8、8つの第二表側電極y1〜y8、第二中間表側絶縁層35が、スクリーン印刷されている。また、第二裏側絶縁層33の表面には、2つの第二裏側配線b1、b2、2つの第二裏側電極x1、x2、第二中間裏側絶縁層36が、スクリーン印刷されている。このため、第二表側配線a1〜a8、第二表側電極y1〜y8、第二中間表側絶縁層35、第二裏側配線b1、b2、第二裏側電極x1、x2、第二中間裏側絶縁層36を、簡単に形成することができる。また、これらの部材の形成と配置とを同時に行うことができる。また、これらの部材の形状設定の自由度が高くなる。また、これらの部材の形状の精度が高くなる。また、これらの部材間の相対的な位置合わせが容易になる。
Further, as indicated by hatching arrows in FIG. 4, eight second front wirings a <b> 1 to a <b> 8, eight second front electrodes y <b> 1 to y <b> 8, and a second intermediate front insulating
また、図6にハッチング矢印で示すように、第一基材20の表面には、2つの第一表側配線B1、B2、2つの第一表側電極X1、X2、第一表側絶縁層22が、スクリーン印刷されている。また、第一基材20の裏面には、8つの第一裏側配線A1〜A8、8つの第一裏側電極Y1〜Y8、第一裏側絶縁層23が、スクリーン印刷されている。このため、第一表側配線B1、B2、第一表側電極X1、X2、第一表側絶縁層22、第一裏側配線A1〜A8、第一裏側電極Y1〜Y8、第一裏側絶縁層23を、簡単に形成することができる。また、これらの部材の形成と配置とを同時に行うことができる。また、これらの部材の形状設定の自由度が高くなる。また、これらの部材の形状の精度が高くなる。また、これらの部材間の相対的な位置合わせが容易になる。
Further, as shown by hatching arrows in FIG. 6, two first front-side wirings B <b> 1 and B <b> 2, two first front-side electrodes X <b> 1 and X <b> 2, and a first front-
<その他>
以上、本発明の把持状態検出センサの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
<Others>
The embodiment of the grip state detection sensor of the present invention has been described above. However, the embodiment is not particularly limited to the above embodiment. Various modifications and improvements that can be made by those skilled in the art are also possible.
図13に、その他の実施形態の把持状態検出センサの絶縁スペーサのZ方向正面図を示す。なお、図3と対応する部位については、同じ符号で示す。図13に示すように、絶縁スペーサ41の重複部α(一点鎖線ハッチングで示す)に相当する部分の周囲には、荷重分散抑制溝410が配置されている。荷重分散抑制溝410は、絶縁スペーサ41の裏面に凹設されている。本実施形態の荷重センサ部は、運転者の手の座標を検出する。
FIG. 13 shows a front view in the Z direction of an insulating spacer of a gripping state detection sensor according to another embodiment. In addition, about the site | part corresponding to FIG. 3, it shows with the same code | symbol. As shown in FIG. 13, a load
図8に示すように、近接センサ部2と荷重センサ部3との間における浮遊容量の発生を抑制するためには、絶縁スペーサ41のZ方向厚さは、より厚い方が好ましい。しかしながら、絶縁スペーサ41のZ方向厚さを厚くすると、運転者の手から加わる荷重が、絶縁スペーサ41を伝達する際に、X方向、Y方向に分散されやすくなる。このため、絶縁スペーサ41のZ方向裏側の荷重センサ部3において、X方向、Y方向の座標の検出精度が低くなってしまう。
As shown in FIG. 8, in order to suppress the generation of stray capacitance between the
この点、本実施形態の把持状態検出センサの絶縁スペーサ41は、荷重分散抑制溝410を備えている。絶縁スペーサ41において荷重分散抑制溝410が形成されている部分は、荷重分散抑制溝410が形成されていない部分と比較して、Z方向厚さが薄くなる。このため、X方向、Y方向のばね定数が小さくなる。したがって、荷重がX方向、Y方向に分散するのを抑制することができる。
In this regard, the insulating spacer 41 of the gripping state detection sensor of this embodiment includes a load
絶縁スペーサ41に荷重分散抑制溝410を配置すると、運転者の手から加わる荷重が、絶縁スペーサ41を伝達する際に、X方向、Y方向に分散されにくい。したがって、荷重センサ部3において、X方向、Y方向の座標の検出精度が高くなる。また、荷重の検出精度が高くなる。なお、荷重分散抑制溝410の代わりに、絶縁スペーサ41をZ方向に貫通する、荷重分散抑制孔を配置してもよい。
When the load
上記実施形態においては、車両のステアリングホイール8に把持状態検出センサ1を配置した。しかしながら、飛行機の操縦桿、船舶の舵、自転車やバイクのハンドル、電車のレバーなどに把持状態検出センサを配置してもよい。すなわち、被把持部の種類は限定しない。
In the above embodiment, the gripping
荷重センサ部3の種類は特に限定しない。電気抵抗の変化(増加、減少)を基に押込を検出する抵抗変化型センサ、ロードセル(歪みゲージ)、導通の有無を基に押込を検出するメンブレンスイッチなどであってもよい。
The type of the
近接センサ部2としては、上述した相互容量型(図10(a)、図10(b)に示すように、手の接近に伴い第一表側電極X1と第一裏側電極Y1との間の静電容量Caが減少するタイプ)の静電容量型センサを用いることができる。また、自己容量型(手の接近に伴い第一表側電極X1と第一裏側電極Y1との間の静電容量Caが増加するタイプ)の静電容量型センサを用いることができる。
As the
上記実施形態においては、図12に示すように、把持状態検出センサ1に対する手の状態に応じて、DSP700が、「把持状態検出センサ1に手から小荷重が加わっていること、および荷重が加わっている座標」、「把持状態検出センサ1に手から大荷重が加わっていること、および荷重が加わっている座標」を、判別した。しかしながら、荷重の値そのものを、DSP700が算出してもよい。
In the above embodiment, as shown in FIG. 12, the
第一表側電極X1、X2、第一裏側電極Y1〜Y8の配置パターンは特に限定しない。図7に示すように、Z方向表側またはZ方向裏側から見て、互いの広幅部β1同士が、面方向に並んでいればよい。広幅部β1は、六角形状、八角形状などの多角形状、円形状などであってもよい。 The arrangement pattern of the first front electrodes X1 and X2 and the first back electrodes Y1 to Y8 is not particularly limited. As shown in FIG. 7, it is only necessary that the wide portions β1 are aligned in the plane direction when viewed from the Z direction front side or the Z direction back side. The wide portion β1 may be a hexagonal shape, a polygonal shape such as an octagonal shape, a circular shape, or the like.
第二表側電極y1〜y8、第二裏側電極x1、x2の配置パターンは特に限定しない。図3に示すように、Z方向表側またはZ方向裏側から見て、第二表側電極y1〜y8と第二裏側電極x1、x2との間に、重複部αが形成できればよい。 The arrangement pattern of the second front side electrodes y1 to y8 and the second back side electrodes x1 and x2 is not particularly limited. As illustrated in FIG. 3, it is only necessary to form an overlapping portion α between the second front side electrodes y1 to y8 and the second back side electrodes x1 and x2 when viewed from the Z direction front side or the Z direction back side.
図4に示すように、上記実施形態においては、第二表側絶縁層32に、第二表側配線a1〜a8、第二表側電極y1〜y8、第二中間表側絶縁層35をスクリーン印刷した。また、第二裏側絶縁層33に、第二裏側配線b1、b2、第二裏側電極x1、x2、第二中間裏側絶縁層36をスクリーン印刷した。しかしながら、第二基材30に、第二表側配線a1〜a8、第二表側電極y1〜y8、第二表側絶縁層32をスクリーン印刷してもよい。また、第二基材30に、第二裏側配線b1、b2、第二裏側電極x1、x2、第二裏側絶縁層33をスクリーン印刷してもよい。
As shown in FIG. 4, in the said embodiment, the 2nd front side wiring a1-a8, the 2nd front side electrodes y1-y8, and the 2nd intermediate | middle front
図6に示すように、上記実施形態においては、第一基材20に、第一表側配線B1、B2、第一表側電極X1、X2、第一表側絶縁層22をスクリーン印刷した。また、第一基材20に、第一裏側配線A1〜A8、第一裏側電極Y1〜Y8、第一裏側絶縁層23をスクリーン印刷した。しかしながら、第一表側絶縁層22に、第一表側配線B1、B2、第一表側電極X1、X2をスクリーン印刷してもよい。また、第一裏側絶縁層23に、第一裏側配線A1〜A8、第一裏側電極Y1〜Y8をスクリーン印刷してもよい。
As shown in FIG. 6, in the said embodiment, 1st front side wiring B1, B2, 1st front side electrode X1, X2, and the 1st front
また、スクリーン印刷の代わりに、インクジェット印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、パッド印刷、リソグラフィー、ディスペンサー印刷などを用いてもよい。また、予め成形した各部材を接着することにより、近接センサ部2、荷重センサ部3を作製してもよい。
Moreover, you may use inkjet printing, flexographic printing, gravure printing, pad printing, lithography, dispenser printing, etc. instead of screen printing. Moreover, you may produce the
また、第一表側配線B1、B2、第一裏側配線A1〜A8、第二表側配線a1〜a8、第二裏側配線b1、b2は、配置しなくてもよい。 Further, the first front wirings B1 and B2, the first back wirings A1 to A8, the second front wirings a1 to a8, and the second back wirings b1 and b2 may not be arranged.
第一基材20、第二基材30に用いられるエラストマーの材質は特に限定しない。エラストマーは、シリコーンゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ウレタンゴムから選ばれる一種以上を含んでいてもよい。こうすると、第一基材20、第二基材30の比誘電率が高くなる。このため、静電容量を大きくすることができる。
The material of the elastomer used for the
第一表側電極X1、X2、第一裏側電極Y1〜Y8、第二表側電極y1〜y8、第二裏側電極x1、x2に用いられるエラストマーの材質は特に限定しない。エラストマーは、シリコーンゴム、エチレン−プロピレン共重合ゴム、天然ゴム、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ウレタンゴムなどを含んでいてもよい。 The material of the elastomer used for the first front electrodes X1, X2, the first back electrodes Y1-Y8, the second front electrodes y1-y8, and the second back electrodes x1, x2 is not particularly limited. Elastomers include silicone rubber, ethylene-propylene copolymer rubber, natural rubber, styrene-butadiene copolymer rubber, acrylonitrile-butadiene copolymer rubber, acrylic rubber, epichlorohydrin rubber, chlorosulfonated polyethylene, chlorinated polyethylene, urethane rubber, etc. May be included.
第一表側電極X1、X2、第一裏側電極Y1〜Y8、第二表側電極y1〜y8、第二裏側電極x1、x2に用いられる導電性フィラーの材質は特に限定しない。導電性フィラーは、炭素材料および金属から選ばれる一種以上からなるものであってもよい。金属としては、導電性の高い銀、銅等が好適である。よって、導電性フィラーとして、銀、銅等の微粒子、あるいは表面に銀等のめっきを施した微粒子を使用することができる。また、炭素材料は、導電性が良好で、比較的安価である。このため、炭素材料からなる導電性フィラーを用いると、把持状態検出センサ1の製造コストを低減することができる。炭素材料としては、例えば、導電性カーボンブラック、カーボンナノチューブ、カーボンナノチューブの誘導体、グラファイト、導電性炭素繊維などが挙げられる。特に、導電性カーボンブラック、グラファイト、導電性炭素繊維は、導電性が良好で、比較的安価である。このため、これらの材料を用いると、把持状態検出センサ1の製造コストを削減することができる。
The material of the conductive filler used for the first front electrodes X1 and X2, the first back electrodes Y1 to Y8, the second front electrodes y1 to y8, and the second back electrodes x1 and x2 is not particularly limited. The conductive filler may be one or more selected from carbon materials and metals. As the metal, highly conductive silver, copper, or the like is preferable. Therefore, as the conductive filler, fine particles such as silver and copper, or fine particles having a surface plated with silver or the like can be used. Carbon materials have good conductivity and are relatively inexpensive. For this reason, when the conductive filler made of a carbon material is used, the manufacturing cost of the gripping
第一表側絶縁層22、第一裏側絶縁層23、第二表側絶縁層32、第二裏側絶縁層33、第二中間表側絶縁層35、第二中間裏側絶縁層36に用いられるエラストマーの材質は特に限定しない。エラストマーは、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、エチレンプロピレン共重合体ゴム、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、エピクロルヒドリンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレンゴムなどを含んでいてもよい。
The material of the elastomer used for the first front
また、中間層40用の導電性繊維としては、前記導電性フィラーを含む繊維を用いてもよい。また、中間層40は、織布製、編布製、不織布製、エラストマー製などであってもよく、これらの外面に導電性塗料を塗布したものでもよい。
Further, as the conductive fiber for the
また、中間層40自体が、例えば第一表側電極X1、X2、第一裏側電極Y1〜Y8、第二表側電極y1〜y8、第二裏側電極x1、x2などに用いられるような、導電性塗料製であってもよい。この場合、中間層40を、第一裏側絶縁層23、絶縁スペーサ41に、塗布(例えばスクリーン印刷など)してもよい。
Further, the conductive coating such that the
1:把持状態検出センサ。
2:近接センサ部、20:第一基材、22:第一表側絶縁層、23:第一裏側絶縁層。
3:荷重センサ部、30:第二基材、32:第二表側絶縁層、33:第二裏側絶縁層、35:第二中間表側絶縁層、36:第二中間裏側絶縁層。
4:中間部、40:中間層、41:絶縁スペーサ、410:荷重分散抑制溝。
6:センサ積層体。
7:制御ユニット、70:制御部、700:DSP、701:SRAM、71:送信部、710:DAC、711:DDS、712:マルチプレクサ、713:オペアンプ、72:受信部、720:ADC、721:ローパスフィルタ、722:マルチプレクサ、723:オペアンプ、73:コンピュータ。
8:ステアリングホイール、80:芯部、81:表皮。
α:重複部、β1:広幅部、β2:狭幅部、γ:電界、A1〜A8:第一裏側配線、B1、B2:第一表側配線、Ca:静電容量、Cb:静電容量、ΔC1:変化量、ΔC2:変化量、F:荷重、H:手、L1、L2:Y方向中央線、X1、X2:第一表側電極、Y1〜Y8:第一裏側電極、a1〜a8:第二表側配線、b1、b2:第二裏側配線、d:電極間距離、th1:小荷重しきい値、th2:大荷重しきい値、th3:接近しきい値、x1、x2:第二裏側電極、y1〜y8:第二表側電極。
1: A gripping state detection sensor.
2: proximity sensor part, 20: first base material, 22: first front side insulating layer, 23: first back side insulating layer.
3: load sensor part, 30: second base material, 32: second front side insulating layer, 33: second back side insulating layer, 35: second intermediate front side insulating layer, 36: second intermediate back side insulating layer.
4: intermediate part, 40: intermediate layer, 41: insulating spacer, 410: load dispersion suppressing groove.
6: Sensor laminate.
7: control unit, 70: control unit, 700: DSP, 701: SRAM, 71: transmission unit, 710: DAC, 711: DDS, 712: multiplexer, 713: operational amplifier, 72: reception unit, 720: ADC, 721: Low-pass filter, 722: multiplexer, 723: operational amplifier, 73: computer.
8: Steering wheel, 80: Core, 81: Epidermis.
α: overlapping part, β1: wide part, β2: narrow part, γ: electric field, A1 to A8: first backside wiring, B1, B2: first front side wiring, Ca: capacitance, Cb: capacitance, ΔC1: change amount, ΔC2: change amount, F: load, H: hand, L1, L2: Y direction center line, X1, X2: first front side electrode, Y1 to Y8: first back side electrode, a1 to a8: first Two front side wirings, b1, b2: second back side wiring, d: distance between electrodes, th1: small load threshold, th2: large load threshold, th3: approach threshold, x1, x2: second back side electrode , Y1 to y8: second front side electrodes.
Claims (7)
絶縁性を有しエラストマー製の第一基材と、
該第一基材の表側に配置され、導電性を有しエラストマー製の複数の第一表側電極と、
該第一基材の裏側に配置され、導電性を有しエラストマー製の複数の第一裏側電極と、
を備え、
前記運転者の接近に伴い該第一表側電極と該第一裏側電極との間の静電容量が変化することを基に、前記被把持部に対する該運転者の接近、座標を検出する近接センサ部と、
該近接センサ部の裏側に配置され、該近接センサ部を介して該運転者から加わる荷重を基に、該被把持部に対する該運転者の押込を検出する荷重センサ部と、
を備えることを特徴とする把持状態検出センサ。 A gripping state detection sensor disposed in a gripped portion of a vehicle gripped and operated by a driver,
A first substrate made of elastomer having insulation properties;
A plurality of first front electrodes arranged on the front side of the first substrate and made of an electrically conductive elastomer;
A plurality of first backside electrodes disposed on the back side of the first substrate and made of an electrically conductive elastomer;
With
A proximity sensor for detecting the approach and coordinates of the driver with respect to the gripped part based on the change in capacitance between the first front electrode and the first back electrode as the driver approaches And
A load sensor unit that is disposed on the back side of the proximity sensor unit, and detects a push of the driver with respect to the gripped unit based on a load applied from the driver via the proximity sensor unit;
A gripping state detection sensor comprising:
前記運転者の接近に伴い前記第一表側電極と該運転者との間に静電容量が発生し、該第一表側電極と前記第一裏側電極との間の静電容量が減少することを基に、前記被把持部に対する該運転者の接近、座標を検出する請求項1に記載の把持状態検出センサ。 The proximity sensor unit is
Capacitance is generated between the first front electrode and the driver as the driver approaches, and the capacitance between the first front electrode and the first back electrode decreases. The gripping state detection sensor according to claim 1, wherein the driver's approach to the gripped part and coordinates are detected based on the gripped part.
絶縁性を有しエラストマー製の第二基材と、
該第二基材の表側に配置され、導電性を有しエラストマー製の複数の第二表側電極と、
該第二基材の裏側に配置され、導電性を有しエラストマー製の複数の第二裏側電極と、
を備え、
前記荷重により該第二表側電極と該第二裏側電極との間の電極間距離が短くなり、該第二表側電極と該第二裏側電極との間の静電容量が増加することを基に、前記被把持部に対する前記運転者の押込を検出する請求項1または請求項2に記載の把持状態検出センサ。 The load sensor unit is
A second substrate made of elastomer having insulation properties;
A plurality of second front electrodes arranged on the front side of the second base material and made of an elastomer having conductivity;
A plurality of second backside electrodes disposed on the back side of the second substrate and made of an electrically conductive elastomer;
With
Based on the fact that the load reduces the inter-electrode distance between the second front electrode and the second back electrode, and increases the capacitance between the second front electrode and the second back electrode. The gripping state detection sensor according to claim 1, wherein the driver's pushing against the gripped portion is detected.
前記荷重センサ部は、複数の前記第二表側電極の表側に配置されるエラストマー製の第二表側絶縁層と、複数の前記第二裏側電極の裏側に配置されるエラストマー製の第二裏側絶縁層と、を備え、
下記(a)および(b)のうち、少なくとも一方を充足する請求項3ないし請求項5のいずれかに記載の把持状態検出センサ。
(a)該近接センサ部において、該第一表側電極は、前記第一基材および該第一表側絶縁層のうち、少なくとも一方に印刷されていると共に、該第一裏側電極は、該第一基材および該第一裏側絶縁層のうち、少なくとも一方に印刷されている。
(b)該荷重センサ部において、該第二表側電極は、前記第二基材および該第二表側絶縁層のうち、少なくとも一方に印刷されていると共に、該第二裏側電極は、該第二基材および該第二裏側絶縁層のうち、少なくとも一方に印刷されている。 The proximity sensor unit includes an elastomer first front insulating layer disposed on the front side of the plurality of first front electrodes, and an elastomer first back insulating layer disposed on the back side of the plurality of first back electrodes. And comprising
The load sensor section includes an elastomer-made second front-side insulating layer disposed on the front side of the plurality of second front-side electrodes, and an elastomer-made second back-side insulating layer disposed on the back side of the plurality of second back-side electrodes. And comprising
The gripping state detection sensor according to any one of claims 3 to 5, wherein at least one of the following (a) and (b) is satisfied.
(A) In the proximity sensor unit, the first front electrode is printed on at least one of the first base material and the first front insulating layer, and the first back electrode is the first It is printed on at least one of the base material and the first backside insulating layer.
(B) In the load sensor unit, the second front electrode is printed on at least one of the second base material and the second front insulating layer, and the second back electrode is It is printed on at least one of the base material and the second back side insulating layer.
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