JP2016190570A - 把持検出装置及び静電容量センサ - Google Patents

Abstract

【課題】構造を単純化し把持検出性能の低下を防止した把持検出装置及び静電容量センサを提供する。
【解決手段】ステアリングホイール１に装着される静電容量センサ２、運転者がステアリングホイールを把持したか否かを判定する判定部３を備え、静電容量センサは長尺形状の複数の電極部２ａ〜２ｆを有し、複数の電極部はリム１１の延びる方向に沿って延在するとともにリムの周方向に沿ってリム外周側よりもリム内周側の間隔が大きくなるように並設され、複数の電極部は２以上の電極部が共通接続される第１の電極組と第１の電極組に属する電極部の間に配置される１以上の第１の電極組に共通接続されない他の電極部とを有し、判定部３は第１の電極組の電極部と他の電極部との少なくとも２つの電極部で把持したと判定する把持検出装置。
【選択図】図５

Description

この発明は、自動車のステアリングホイールの把持を検知する把持検出装置及び把持検出装置に用いられる静電容量センサに関する。

自動車のステアリングホイールに静電容量式センサを装着し、静電容量式センサによる人体の近接検知に基づいて運転者によるステアリングホイールの把持を検出する把持検出装置が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２）。

特許文献１に記載の把持検出装置では、ステアリングホイールの円環形状のリム（把持部分）に静電容量タッチパネルを装着し、静電容量タッチパネルを構成する多数の検知電極のうち、人体の近接を検知した検知電極の総面積等が所定値以上のときに運転者がステアリングホイールを把持していると判定することで、運転者の不用意な接触による把持の誤検出を回避している。
特許文献２に記載の把持検出装置では、ステアリングホイールの円環状のリムの内周側と外周側に検知電極を１つずつ配置し、これら２つの検知電極がそれぞれ人体の近接を検知したときに運転者がステアリングホイールを把持していると判定することで、運転者の不用意な接触による把持の誤検出を回避している。

特開２０１３−７５６５３号公報 特開２０１４−１９３５５号公報

しかしながら、特許文献１に開示された把持検出装置では、二次元的に配置された多数の検知電極を有する静電容量タッチパネルを使用しているので、センサＩＣへの配線数も多くなり、構造が複雑となる問題がある。
特許文献２に開示された把持検出装置では、リムに２つの検知電極を配置するだけなのでセンサＩＣへの配線数も少なく構造も単純であるが、運転者は、ステアリングホイールを把持する際に、離れた位置に配置された２つの検知電極にそれぞれ指を近づけるように意識して、ステアリングホイールを把持しなければならず、把持検出性能が低くなりやすいという問題がある。

本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、配線数を減らしてセンサ構造の単純化を図り、かつステアリングホイールの把持検出性能の低下防止を図った把持検出装置及び静電容量センサを提供することを目的としている。

本発明に係る把持検出装置は、ステアリングホイールと、前記ステアリングホイールのリムに装着される静電容量センサと、前記静電容量センサによる人体の近接検知に基づいて運転者がステアリングホイールを把持したか否かを判定する判定部と、を備える把持検出装置であって、前記静電容量センサは、長尺形状の静電容量検出電極からなる複数の電極部を有し、複数の前記電極部は、前記リムの延びる方向に沿って延在するとともに、前記リムが延びる方向を軸心とした前記リムの周方向に沿ってリム外周側よりもリム内周側の間隔が大きくなるように並設され、複数の前記電極部は、少なくとも２つの電極部が共通接続される第１の電極組と、前記第１の電極組に属する電極部の間に配置される少なくとも１つの電極部であって前記第１の電極組に共通接続されない他の電極部とを有し、前記判定部は、前記第１の電極組に属する電極部と前記他の電極部との少なくとも２つの電極部で人体の近接が検知されたときに運転者がステアリングホイールを把持したと判定することを特徴とする。

本発明に係る把持検出装置によれば、静電容量センサが、長尺形状の静電容量検出電極からなる複数の電極部を有し、複数の電極部は、リムの延びる方向に沿って延在するとともに、リムの周方向に沿って並設されており、センサ構造が単純である。また、リムの周方向に沿って並設された複数の電極部は、リム外周側よりもリム内周側の方が配置間隔が大きくなっている。運転者がステアリングホイールを把持する場合、リム外周側を中心に把持されることから、リム外周側では高い把持検出性能が要求される一方、リム内周側では、外周側ほどの把持検出性能は要求されない。そのため、要求される把持検出性能に応じて電極部の配置間隔を相違させることで、必要な把持特性を維持しつつ、電極部数を低減させて構造の単純化をは図ることができる。

また、本発明に係る把持検出装置では、リムの周方向に沿って並設された複数の電極部は、共通接続された２つの電極部（第１の電極組）の間に、これらと共通接続されない電極部が少なくとも１つ配置されるので、互いが共通接続されない電極部を近傍に配置されることになる。さらに判定部が、互いが共通接続されない少なくとも２つの電極部、即ち第１の電極組と他の電極部でそれぞれ人体の近接が検知されたときに運転者がステアリングホイールを把持したと判定する。このため、電極部数に比べて検知回路へ延びる配線数を減らしつつ、把持検出性能の低下防止を図ることができる。

また、上記把持検出装置において、複数の前記電極部は、前記他の電極部が、少なくとも２つの電極部を共通接続した第２の電極組を有し、前記判定部は、前記第１の電極組に属する電極部と前記第２の電極組に属する電極部との少なくとも２つの電極部で人体の近接が検知されたときに運転者がステアリングホイールを把持したと判定するように構成しても良い。

また更に、上記把持検出装置において、複数の前記電極部は、前記他の電極部が、前記第２の電極組と共通接続されない少なくとも２つの電極部を共通接続した第３の電極組をさらに有し、前記判定部は、前記第１の電極組に属する電極部と前記第２の電極組に属する電極部と前記第３の電極部に属する電極部との少なくとも３つの電極部で人体の近接が検知されたときに運転者がステアリングホイールを把持したと判定するように構成されていても良い。

また、本発明に係る静電容量センサは、ステアリングホイールのリムに装着される静電容量センサであって、絶縁性を有する可撓性基板と、前記可撓性基板の上に設けられた長尺形状の静電容量検出電極からなり前記静電容量検出電極の幅方向に並んで配置される複数の電極部とを有し、複数の前記電極部は、前記リムに装着されたときに、前記リムの延びる方向に沿って延在するように、かつ、前記リムの延びる方向を軸心とする前記リムの周方向に沿ってリム外周側よりもリム内周側が大きな間隔で並設されるように構成されており、複数の前記電極部のうち、少なくとも２つの電極部が共通接続され、共通接続された前記少なくとも２つの電極部の間に配置される少なくとも１つの電極部が共通接続された前記少なくとも２つの電極部と共通接続されないことを特徴としている。

本発明に係る静電容量センサによれば、長尺形状の静電容量検出電極からなる複数の電極部が、リムの延びる方向に沿って延在するようにリムに装着されるとともに、リムの周方向に沿って並設されるように構成されるため、センサ構造が単純である。また、リムに装着されたときに複数の電極部がリムの周方向に沿ってリムの外周側よりもリムの内周側の間隔が大きくなるように並設されるので、必要とされる把持検出性能を確保しつつ電極部数を低減できる。さらに、複数の電極部のうち少なくとも２つの電極部を共通接続するとともに、共通接続された２つの電極部の間に、これらと共通接続されない電極部を少なくとも１つ配置するように構成しているため、互いが共通接続されない電極部が近傍に配置されるように各電極部が並設され、把持検出性能を低下させることなく複数の電極部から検知回路へ延びる配線数を削減することができる。

なお、本発明で「リムの延びる方向」とは、リムの外形形状に沿う方向を言い、例えば円環形状のリムの場合は、円環形状に沿う方向を言う。また、「リムの延びる方向を軸心とするリムの周方向」とは、リムの延びる方向と垂直に交わる面でリムを切断したときの、リム断面の外周に沿う方向を言い、以下の説明において、リムの周方向と呼ぶことがある。
また、「リム内周側」とは、リム周面のうちステアリングホイールの中心側を向いた側を言い、「リム外周側」とは、リム周面のうちステアリングホイールの外側を向いた側を言う。

本発明によれば、配線数を減らして構造の簡易化を図り、かつステアリングホイールの把持検出性能の低下防止を図ることが可能である。

本発明の一実施形態に係る把持検出装置の概略図である。 図１におけるＡ−Ａ′線に沿った断面図である。 本発明の一実施形態に係る静電容量センサの平面図である。 図３の静電容量センサの断面図である。 本発明の一実施形態に係る把持検出装置のブロック図である。 本実施形態の第１変形例に係る把持検出装置のブロック図である。 本実施形態の第２変形例に係る把持検出装置のブロック図である。 本実施形態の第３変形例に係る把持検出装置のブロック図である。 本実施形態の第４変形例に係る把持検出装置のブロック図である

［実施形態］
以下、本発明の実施形態に係る把持検出装置及び静電容量センサについて図面を参照して説明する。
本発明の一実施形態に係る把持検出装置及び静電容量センサについて、図１〜図５を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る把持検出装置の概略図である。
図１は、車体に取付けられたステアリングホイール１を座席側からみた正面図であって、本実施形態に係る把持検出装置１０では、ステアリングホイール１のリム１１に３つの静電容量センサ２が装着されている。そして、本実施形態に係る把持検出装置１０は、ステアリングホイール１のリム１１に装着された静電容量センサ２による人体の近接検知に基づき、判定部３が運転者によるステアリングホイールの把持を検出するように構成されている。

ステアリングホイール１は、円環状のリム１１と、円環状をなすリム１１の内周側空間に配置されたセンター部１２とを有し、センター部１２の３本のスポークを介してリム１１とセンター部１２とが連結されている。また、センター部１２には判定部３が設けられているており、コンタクト配線２３を介して静電容量センサ２を構成する長尺形状の静電容量検出電極２２からなる複数の電極部と接続されている。
ステアリングホイール１は、車体に対して回転自在に取付けられているが、以下の説明において、車両直進時の操舵状態であるステアリングホイール１（図１に示す状態）を基準とし、ステアリングホイール１又はリム１１の上下左右方向を説明するものとする。

本実施形態に係る把持検出装置１０では、静電容量センサ２は、ステアリングホイール１の円環状のリム１１の右方、上方、左方の３領域にそれぞれ装着されている。
静電容量センサ２は、長尺形状の静電容量検出電極２２からなる複数の電極部を有し、リム１１の延びる方向に沿って延在する複数の電極部が、リム１１の延びる方向を軸心とするリム１１の周方向に沿って並設されている。そして各電極部は、それぞれが人体の近接を検知するように構成されている。

本実施形態では、円環状のリム１１の右方、上方、左方の３領域に、それぞれ静電容量センサ２を装着したが、これら３領域にわたって一つの静電容量センサ２を装着しても良い。また、下方領域も含めリム１１全周にわたって静電容量センサ２を装着しても良い。また判定部３を、ステアリングホイール１のセンター部１２内に設けたが、センター部１２以外の場所に設けても良く、ステアリングホイール１から離れた別の場所に設けても良い。

図２は、図１におけるＡ−Ａ´線に沿った断面図である。
ステアリングホイール１のリム１１には、リム１１の中心骨格を構成する断面略円形状のコア材１１１の周囲に、６つの電極部２ａ〜２ｆ（静電容量検出電極２２）を有する静電容量センサ２が装着されている。またその外周上には、緩衝材１１２を介して革材等からなるステアリングスキン１１３が覆われている。

静電容量センサ２が装着されたコア材１１１の外周上に、緩衝材１１２を介してステアリングスキン１１３を覆うことにより、静電容量センサ２表面の凹凸を軽減することができる。また、コア材１１１、静電容量センサ２、緩衝材１１２及びステアリングスキン１１３の接着は、例えば両面粘着テープや接着剤によって行うことができる。

図２に示すように、リム１１に装着された静電容量センサ２の６つの電極部２ａ〜２ｆは、リム１１の周方向に沿って不均等な間隔で並設されている。
すなわち、６つの電極部２ａ〜２ｆのうち、２つの電極部２ｃと２ｆがリム外周側の中央とリム内周側の中央とに対向配置され、リム外周側の中央に配置された電極部２ｃと隣合う２つの電極部（電極部２ｂ，２ｄ）は、電極部２ｃに対して略５０°間隔の位置に配置され、リム内周側の中央に配置された電極部２ｆと隣合う２つの電極部（電極部２ｅ，２ａ）は、電極部２ｃに対して略７０°間隔の位置に配置され、リム外周側よりリム内周側の方が電極部の配置間隔（２つの電極部の離間距離）が大きくなっている。

図３は、本発明の一実施形態に係る静電容量センサの平面図であり、ステアリングホイール装着前の平面図である。図４は図３の静電容量センサの断面図であり、（ａ）は、Ｂ−Ｂ′線に沿った断面図、（ｂ）は、Ｃ−Ｃ′線に沿った断面図、（ｃ）は、Ｄ−Ｄ′線に沿った断面図である。

図３に示すように、静電容量センサ２は、絶縁性を有する可撓性基板２１と、この可撓性基板２１の上に形成された複数の長尺形状の静電容量検出電極２２とを有する。
可撓性基板２１は、例えばポリイミドやＰＥＴなどの薄くて可撓性のあるフィルムを用いることができる。
可撓性基板２１上の静電容量検出電極２２は、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）のベタ状配線、メッシュ状配線又はこれらの導電材料による縁取り配線の上にカーボン材料をベタ塗り、又はメッシュ状に形成する等により形成され、それぞれ長尺形状に形成されている。また、可撓性基板２１上の各静電容量検出電極２２は、幅方向（短手方向）の長さ（電極幅）がそれぞれ均一に形成されている

静電容量センサ２は、１つの可撓性基板２１上に形成された６つの長尺形状の静電容量検出電極２２からなる電極部２ａ〜２ｆを有し、これら電極部２ａ〜２ｆは、電極部の長手方向に交わる方向（幅方向）に沿って並んで配置されている。また、静電容量センサ２をステアリングホイール１のリム１１に装着したとき、６つの長尺形状の電極部２ａ〜２ｆは、リム１１の延びる方向に沿ってそれぞれが延在するとともに、リム１１の周方向に沿って並設されるように構成されている。

そして、６つの電極部２ａ〜２ｆを構成する各静電容量検出電極２２のうち、リム外周側の中央及びリム内周側の中央に配置される電極部２ｃ，２ｆを構成する各静電容量検出電極２２は、ほぼ直線上に延びる長尺形状に形成され、それらの間に配置される電極部２ａ，２ｂ，２ｄ，２ｅを構成する各静電容量検出電極２２は、リム１１の曲率に合わせた円弧形状に形成されている。円弧形状の部分の曲率半径は、可撓性基板２１を含めた電極部２ａ〜２ｆの可撓性、伸縮性などを考慮して決定すれば良い。

また、６つの電極部２ａ〜２ｆはリム１１に装着されたときに、リム１１の周方向に沿ってリム外周側よりもリム内周側の間隔が大きくなるように並設されるように構成されている。具体的には、各電極部２ａ〜２ｆの長手方向における中央部において、電極部２ｅと電極部２ｆとの間隔は、電極部２ａと電極部２ｂとの間隔、電極部２ｂと電極部２ｃとの間隔、電極部２ｃと電極部２ｄとの間隔、電極部２ｄと電極部２ｅとの間隔が大きくなるように配置されている。また、リム１１に装着したときに、電極部２ａと電極部２ｆとの間隔が、電極部２ｅと電極部２ｆとの間隔と同じになるように、電極部２ａから電極部２ｆまでの長さが設定されている。

静電容量センサ２の各電極部２ａ〜２ｆは、コンタクト配線２３を介して判定部に接続されている。
コンタクト配線２３は、可撓性基板２１上に形成された３つの配線層２３ａ〜２３ｃを有し、これら配線層２３ａ〜２３ｃは、６つの電極部２ａ〜２ｆの長手方向と交わる方向に延びて形成されている。
また、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、各配線層２３ａ〜２３ｃは、各電極部２ａ〜２ｆとの交差部分において、各電極部２ａ〜２ｆと離間された状態で各電極部２ａ〜２ｆの下層に形成されている。なお、可撓性基板２１上に形成された各電極部２ａ〜２ｆと各配線層２３ａ〜２３ｃは、レジスト等の絶縁層２５によって覆われ保護されているとともに、一部を除き互いが絶縁されている。

図４（ａ）に示すように、各電極部２ａ〜２ｆの下層に形成された配線層２３ａは、貫通配線２４を介して２つの電極部２ａ，２ｄに接続され、これら２つの電極部２ａ，２ｄを共通接続している。また図４（ｂ）に示すように、配線層２３ｂは、貫通配線２４を介して２つの電極部２ｂ，２ｅに接続され、これら２つの電極部２ｂ，２ｅを共通接続している。また図４（ｃ）に示すように、配線層２３ｃは、貫通配線２４を介して２つの電極部２ｃ，２ｆに接続され、これら２つの電極部２ｃ，２ｆを共通接続している。
このため本実施形態では、静電容量センサ２から判定部３へ延びるコンタクト配線２３の配線数（配線層２３ａ〜２３ｃの数）が、静電容量センサ２の電極数（電極部２ａ〜２ｆの数）よりも削減（半減）されている。

そして、静電容量センサ２を構成する６つの電極部２ａ〜２ｆは一次元的に配列され、配線層２３ａによって共通接続された２つの電極部［２ａ，２ｄ］間に、これらと共通接続されない電極部２ｂ，２ｃが配置されている。また、配線層２３ｂにより共通接続された２つの電極部［２ｂ，２ｅ］間に、これらと共通接続されない電極部２ｃ，２ｄが配置され、配線層２３ｃにより共通接続された２つの電極部［２ｃ，２ｆ］間に、これらと共通接続されない電極部２ｄ，２ｅが配置されている。

図５は、本発明の一実施形態に係る把持検出装置のブロック図であり、静電容量センサ２を構成する電極部２ａ〜２ｆの配置と、静電容量センサ２及び判定部３の電気的構成とを示す。なお、図５に示す把持検出装置１０では、電極部２ａ〜２ｆが装着されるステアリングホイールのリムをコア材１１１のみ示して、電極部２ａ〜２ｆの配置を示している。

図５に示すように、把持検出装置１０は、コア材１１１の周囲に配置さえた静電容量センサ２と、静電容量センサ２の各電極部２ａ〜２ｆによる人体の近接検知に基づき、運転者によるステアリングホイールの把持を検出する判定部３とを備え、静電容量センサ２から判定部３へは３つのコンタクト配線２３が延びて形成されている。

静電容量センサ２を構成する６つの電極部２ａ〜２ｆは、リム１１の周方向に沿って不均等な間隔で並設され、リム外周側の中央に配置された電極部２ｃと隣り合う電極部２ｂ，２ｄがそれぞれ電極部２ｃに対して略５０°間隔で配置され、リム内周側の中央に配置された電極部２ｆと隣り合う電極部２ｅ，２ａがそれぞれ電極部２ｆに対して略７０°間隔で配置されている。即ち、リム内周側に配置される電極部２ａ,２ｆ,２ｅの間隔がリム外周側に配置される電極部２ｂ,２ｃ,２ｄの間隔よりも大きい。

また、６つの電極部２ａ〜２ｆは、３つの組に分けられ（第１〜第３の電極組）、同一の組に属する電極部同士［２ａ，２ｄ］、［２ｂ，２ｅ］、［２ｃ，２ｆ］が共通接続されている。そして、隣り合う電極部同士（例えば２ａと２ｆ，，２ｂ）は互いに共通接続されず、それぞれが異なる組に属している。具体的には、リム外周側の中央とリム内周側の中央に対向配置された２つの電極部［２ｃ，２ｆ］同士で共通接続され１つの電極組（第１の電極組）を構成する。また、これら電極部２ｃ，２ｆと隣り合う各電極部のうち、図５に示すように、電極部２ｃ，２ｆの時計回り方向の隣に配置された各電極部［２ａ，２ｄ］同士で共通接続され１つの電極組（第２の電極組）を構成し、反時計回り方向の隣に配置された各電極部［２ｂ，２ｅ］同士で共通接続され１つの電極組（第３の電極組）を構成している。なお、本実施形態における第２の電極組及び第３の電極組は本発明における他の電極部に相当する。

判定部３は、第１〜第３のＣ−Ｖ変換回路３１ａ〜３１ｃと、第１〜第３の検知回路３２ａ〜３２ｃと、演算回路３３を備えて構成されている。
そして、第１の電極組に属する２つの電極部［２ａ、２ｄ］は第１のＣ−Ｖ変換回路３１ａを介して第１の検知回路３２ａへ配線され、第２の電極組に属する２つの電極部［２ｂ、２ｅ］は第２のＣ−Ｖ変換回路３１ｂを介して第２の検知回路３２ｂへ配線され、第３の電極組に属する２つの電極部［２ｃ、２ｆ］は第３のＣ−Ｖ変換回路３１ｃを介して第３の検知回路３２ｃへ配線されている。

第１のＣ−Ｖ変換回路３１ａは、第１の電極組に属する２つの電極部［２ａ，２ｄ］を積分回路の一部として接続し、電極部２ａ，２ｄで検出した静電容量値によってデューティ比が変化する電圧パルスを生成することにより、静電容量値を電圧パルスに変換する。同様に、第２のＣ−Ｖ変換回路３１ｂは、第２の電極組に属する２つの電極部［２ｂ，２ｅ］を積分回路の一部として接続し、第３のＣ−Ｖ変換回路３１ｃは、第３の組に属する電極部［２ｃ，２ｆ］積分回路の一部として接続し、接続されている電極部で検出した静電容量値によってデューティ比が変化する電圧パルスを生成することにより、静電容量値を電圧パルスに変換する。

第１〜第３の検知回路３２ａ〜３２ｃは、第１〜第３のＣ−Ｖ変換回路３１ａ〜３１ｃから出力される電圧パルスを直流化して所定のしきい値と比較することにより、静電容量値を検出する。また、検出された静電容量値に基づいて、各検知回路３２ａ〜３２ｃに接続された電極部［２ａ，２ｄ］、［２ｂ，２ｅ］、［２ｃ，２ｆ］における人体の近接を検知し、人体の近接が検知されたときは、演算回路３３への出力をアクティブとする。

演算回路３３は、第１〜第３の検知回路３２ａ〜３２ｃのいずれか１つのみがアクティブになったときに、運転者がステアリングホイールに接触したと判定し、第１〜第３の検知回路３２ａ〜３２ｃの２つ又は全ての出力がアクティブになったときに、運転者がステアリングホイールを把持したと判定するように構成され、運転者によるステアリングホイールの不用意な接触と把持とを識別し、把持誤検出を防止する。

なお、演算回路３３は、第１〜第３の検知回路３２ａ〜３２ｃの１つ又は２つの出力がアクティブになったときに、運転者がステアリングホイールに接触したと判定し、第１〜第３の検知回路３２ａ〜３２ｃの全ての出力がアクティブになったときに、運転者がステアリングホイールを把持したと判定するように構成されていても良い。
この場合、把持を識別するための角度範囲を大きく設定できる。すなわち、例えば軟らかい腕等がステアリングホイールに接触し、隣り合う２つの電極部（例えば、電極部２ａ，２ｂ）で人体の近接が検知されても、演算回路３３は把持と判定せず、運転者が指を折り曲げてリム１１を把持し、３つの電極部（例えば、電極部２ａ，２ｂ，２ｃ）で人体の近鉄が検知されたときに、演算回路３３は把持と判定する。これによって、腕等が不用意に接触したときの把持誤検出も防止することができる。

以上のように、本実施形態に係る把持検出装置１０によれば、静電容量センサ２が、長尺形状の静電容量検出電極２２からなる６つの電極部２ａ〜２ｆを有し、６つの電極部２ａ〜２ｆは、リム１１の延びる方向に沿って延在するとともに、リム１１の周方向に沿って並設されており、センサ構造が単純である。また、リム１１の周方向に沿って並設された６つの電極部２ａ〜２ｆは、リム外周側（電極部２ａ,２ｆ間、電極部２ｆ,２ｅ間）よりもリム内周側（電極部２ａ,２ｂ間、電極部２ｂ,２ｃ間、電極部２ｃ,２ｄ間、電極部２ｄ,２ｅ間）の方が配置間隔が大きくなっている。運転者がステアリングホイール１を把持する場合、リム外周側を中心に把持されることから、リム外周側では高い把持検出性能が要求される一方、リム内周側では、外周側ほどの把持検出性能は要求されない。そのため、要求される把持検出性能に応じて電極部の配置間隔を相違させることで、必要な把持特性を維持しつつ、電極部数を低減させて構造の単純化をは図ることができる。

また、本実施形態に係る把持検出装置１０では、リム１１の周方向に沿って並設された６つの電極部２ａ〜２ｆは、共通接続された２つの電極部（電極部２ａ,２ｄ間（第１の電極組間）、電極部２ｂ,２ｅ間（第２の電極組間）、電極部２ｃ,２ｆ間（第３の電極組間））の間に、これらと共通接続されない電極部（第１の電極組間には電極部２ｂ,２ｃ又は電極部２ｅ,２ｆ、第２の電極組間には電極部２ｃ,２ｄ又は電極部２ｆ,２ａ、第３の電極組間には電極部２ｄ,２ｅ又は電極部２ａ,２ｂ）が少なくとも１つ配置（本実施形態では２つ）され、互いが共通接続されない電極部を近傍に配置され、判定部３が、互いが共通接続されない少なくとも２つの電極部、即ち電極部２ａ,２ｄ及び電極部２ｂ,２ｅ、電極部２ａ,２ｄ及び電極部２ｃ,２ｆ、電極部２ｂ,２ｅ及び電極部２ｃ,２ｆ、又は電極部２ａ,２ｄ、電極部２ｂ,２ｅ及び電極部２ｃ,２ｆでそれぞれ人体の近接が検知されたときに運転者がステアリングホイールを把持したと判定するため、電極部数に比べて検知回路へ延びる配線数を減らしつつ、把持検出性能の低下防止を図ることができる。

また、本実施形態に係る静電容量センサ２によれば、長尺形状の静電容量検出電極２２からなる６つの電極部２ａ〜２ｆが、リム１１の延びる方向に沿って延在するようにリム１１に装着されるとともに、リム１１の周方向に沿って並設されるように構成されるため、センサ構造が単純である。また、リム１１に装着されたときに６つの電極部２ａ〜２ｆがリム１１の周方向に沿ってリム外周側（電極部２ａ,２ｆ間、電極部２ｆ,２ｅ間）よりもリム内周側（電極部２ａ,２ｂ間、電極部２ｂ,２ｃ間、電極部２ｃ,２ｄ間、電極部２ｄ,２ｅ間）の間隔が大きくなるように並設されるので、必要とされる把持検出性能を確保しつつ電極部数を低減できる。さらに、複数の電極部２ａ〜２ｆのうち少なくとも２つの電極部、即ち電極部２ａ,２ｄ、電極部２ｂ,２ｅ、電極部２ｃ,２ｆをそれぞれ共通接続するとともに、共通接続された２つの電極部の間（電極部２ａ,２ｄ間、電極部２ｂ,２ｅ間、電極部２ｃ,２ｆ間）に、これらと共通接続されない電極部（電極部２ａ,２ｄ間には電極部２ｂ,２ｃ又は電極部２ｅ,２ｆ、電極部２ｂ,２ｅ間には電極部２ｃ,２ｄ又は電極部２ｆ,２ａ、電極部２ｃ,２ｆ間には電極部２ｄ,２ｅ又は電極部２ａ,２ｂ）を少なくとも１つ配置（本実施形態では２つ）するようにしているため、互いが共通接続されない電極部が近傍に配置されるように各電極部２ａ〜２ｆが並設され、把持検出性能を低下させることなく６つの電極部２ａ〜２ｆから検知回路へ延びる配線数を削減することができる。

［把持検出装置の変形例］
以下、図６〜図９を参照して、本実施形態に係る把持検出装置の変形例について説明する。図６〜図９において、上述の実施形態と同一態様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。
［第１変形例］

図６は、本実施形態の第１変形例に係る把持検出装置のブロック図である。図６に示す第１変形例に係る把持検出装置１０ａでは、上記一実施形態と同様に、ステアリングホイール１のリム１１に、６つの電極部２ａ〜２ｆ（静電容量検出電極２２）を有する静電容量センサ２が装着されている。

そして、第１変形例に係る把持検出装置１０ａでは、６つの電極部２ａ〜２ｆが２つの組（第１の電極組及び第２の電極組）に分けられ、静電容量センサ２から判定部３に２つのコンタクト配線２３が延びて形成されている。また、６つの電極部２ａ〜２ｆの配置間隔（電極部同士の離間距離）は、リム内周側に配置された２つの電極部２ｆ，２ａの間隔のみが電極部２ａ〜２ｆのそれぞれの間隔よりも大きくなっている。

具体的には、本変形例の把持検出装置１０ａでは、リム１１の周方向に沿って６つの電極部２ａ〜２ｆが並設され（同図では、コア材１１１の周囲に配置）、６つの電極部間のうち、５つの電極部間が略４５°間隔となり、リム内周側の２つの電極部［２ｆ，２ａ］間のみが略１３５°間隔となるように、それぞれが配置されている。また６つの電極部２ａ〜２ｆのうち、リム１１の周方向に沿って略９０°間隔に配置された３つの電極部［２ａ，２ｃ，２ｅ］が同一の組として共通接続され第１の電極組を構成し、第１の検知回路３２ａへ配線されるとともに、リム１１の周方向に沿って９０°間隔に配置された３つの電極部［２ｂ，２ｄ，２ｆ］が同一の組として共通接続され第２の電極組を構成し、第２の検知回路３２ｂへ配線されている。そして、第１の電極組に属する３つの電極部の各電極部２ａ，２ｃ，２ｅ間には、それぞれ第２の電極組に属する各電極部２ｂ，２ｄ，２ｆがそれぞれ配置されている。

そして、本変形例の把持検出装置１０ａでは、判定部３の演算回路３３は、第１又は第２の検知回路３２ａ，３２ｂのいずれか１つのみがアクティブになったときに、運転者がステアリングホイールに接触したと判定し、第１及び第２の検知回路３２ａ，３２ｂの双方の出力がアクティブになったときに、運転者がステアリングホイールを把持したと判定するように構成され、運転者によるステアリングホイールの不用意な接触と把持とを識別し、把持誤検出を防止している。なお、本変形例における第２の電極組は本発明における他の電極部に相当する。

なお、本変形例の把持検出装置１０ａでは、リム内周側の電極部間（図６の電極部［２ｆ，２ａ］間）以外の範囲では、各電極部同士の配置間隔が小さく、把持を識別するための角度範囲が、本発明の実施形態の把持検出装置１０に比べて狭くなるように構成されている。

［第２変形例］
図７は、本実施形態の第２変形例に係る把持検出装置のブロック図である。図７に示す第２変形例に係る把持検出装置１０ｂでは、ステアリングホイール１のリム１１に５つの電極部２ａ〜２ｅ（静電容量検出電極２２）を有する静電容量センサ２が装着されている。

そして、第２変形例に係る把持検出装置１０ｂでは、５つの電極部２ａ〜２ｅが２つの組（第１の電極組及び第２の電極組）に分けられ、静電容量センサ２から判定部３に２つのコンタクト配線２３が延びて形成されている。また、５つの電極部２ａ〜２ｅの配置間隔（電極部同士の離間距離）は、リム内周側に配置された２つの電極部２ｅ，２ａの間隔のみが電極部２ａ〜２ｅのそれぞれの間隔よりも大きくなっている。

具体的には、本変形例の把持検出装置１０ｂでは、リム１１の周方向に沿って５つの電極部２ａ〜２ｅが並設され（同図では、コア材１１１の周囲に配置）、５つの電極部間のうち、４つの電極部間が略６０°間隔となり、リム内周側の２つの電極部［２ｅ，２ａ］間のみが略１２０°間隔となるように、それぞれが配置されている。また、リム１１の周方向に沿って略均等間隔（略１２０°間隔）に配置された３つの電極部［２ａ，２ｃ，２ｅ］が同一の組として共通接続されて第１の電極組を構成し第１の検知回路３２ａへ配線されている。また、これら３つの電極部の各電極部間のうち２つの電極部間［２ａ，２ｃ］［２ｃ，２ｅ］の中央に、これらと共通接続されない電極部２ｂ，２ｄがそれぞれ配置され、これら２つの電極部［２ｂ，２ｄ］が同一の組として共通接続されて第２の電極組を構成し第２の検知回路３２ｂへ配線されている。そして、リム内周側の電極部［２ｅ，２ａ］間には、電極部が配置されてない。

そして、本変形例の把持検出装置１０ｂでは、判定部３の演算回路３３は、第１変形例と同様に、第１又は第２の検知回路３２ａ，３２ｂのいずれか１つのみがアクティブになったときに、運転者がステアリングホイールに接触したと判定し、第１及び第２の検知回路３２ａ，３２ｂ双方の出力がアクティブになったときに、運転者がステアリングホイールを把持したと判定するように構成され、運転者によるステアリングホイールの不用意な接触と把持とを識別し、把持誤検出を防止している。なお、本変形例における第２の電極組は本発明における他の電極部に相当する。

［第３変形例］
図８は、本実施形態の第３変形例に係る把持検出装置のブロック図である。図８に示す第３変形例に係る把持検出装置１０ｃでは、第２変形例と同様に、ステアリングホイール１のリム１１に５つの電極部２ａ〜２ｅ（静電容量検出電極２２）を有する静電容量センサ２が装着されている。

そして、第３変形例に係る把持検出装置１０ｃでは、５つの電極部２ａ〜２ｅが３つの組（第１〜第３の電極組）に分けられ、静電容量センサ２から判定部３に３つのコンタクト配線２３が延びて形成されている。また、５つの電極部２ａ〜２ｅの配置間隔（電極部同士の離間距離）は、第２変形例と同様に、リム内周側に配置された２つの電極部２ｅ，２ａの間隔のみが電極部２ａ〜２ｅのそれぞれの間隔よりも大きくなっている。

具体的には、本変形例の把持検出装置１０ｃでは、リム１１の周方向に沿って５つの電極部２ａ〜２ｅが並設され（同図では、コア材１１１の周囲に配置）、５つの電極部間のうち、４つの電極部間が略６０°間隔となり、リム内周側の２つの電極部［２ｅ，２ａ］間のみが略１２０°間隔となるように、それぞれが配置されている。また、リム１１の周方向に沿って略均等間隔（略１２０°間隔）に配置された３つの電極部［２ａ，２ｃ，２ｅ］が同一の組として共通接続されて第１の電極組を構成し第１の検知回路３２ａへ配線されている。また、第１の電極組に属する一部の電極部［２ａ，２ｃ］間に、これらと共通接続されない電極部２ｂを配置して第２の検知回路３２ｂに配線し、第１の電極組に属する他の一部の電極部［２ｃ，２ｅ］間の中央に、これらと共通接続されない電極部２ｄを配置して第３の検知回路３２ｃに配線している。そして、第２変形例と同様に、リム内周側の電極部［２ｅ，２ａ］間には、電極部を配置していない。
すなわち、本変形例は、電極部２ｂ，２ｄが共通接続されておらず、それぞれ第２又は第３の検知回路３２ｂ，３２ｃに配線される点が、第２変形例と相違する。

そして、本変形例の把持検出装置１０ｃでは、判定部３の演算回路３３は、本発明の実施形態と同様に、第１又は第３の検知回路３２ａ〜３２ｃのいずれか１つのみがアクティブになったときに、運転者がステアリングホイールに接触したと判定し、第１〜第３の検知回路３２ａ〜３２ｃの少なくとも２つの出力がアクティブになったときに、運転者がステアリングホイールを把持したと判定するように構成され、運転者によるステアリングホイールの不用意な接触と把持とを識別し、把持誤検出を防止している。なお、本変形例における電極部２ｂ，２ｄは本発明における他の電極部に相当する。

［第４変形例］
図９は、本実施形態の第４変形例に係る把持検出装置のブロック図である。図９に示す第４変形例に係る把持検出装置１０ｄでは、ステアリングホイール１のリム１１に７つの電極部２ａ〜２ｇ（静電容量検出電極２２）を有する静電容量センサ２が装着されている。

そして、第４変形例に係る把持検出装置１０ｄでは、７つの電極部２ａ〜２ｇが３つの組（第１〜第３の電極組）に分けられ、静電容量センサ２から判定部３に３つのコンタクト配線２３が延びて形成されている。また、７つの電極部２ａ〜２ｇの配置間隔（電極部同士の離間距離）は、リム内周側に配置された２つの電極部２ｇ，２ａの間隔のみが電極部２ａ〜２ｇのそれぞれの間隔よりも大きくなっている。

具体的には、本変形例の把持検出装置１０ｄでは、リム１１の周方向に沿って７つの電極部２ａ〜２ｇが並設され（同図では、コア材１１１の周囲に配置）、７つの電極部間のうち、６つの電極部間が略４０°間隔となり、リム内周側の２つの電極部［２ｇ，２ａ］間のみが略１２０°間隔となるように、それぞれが配置されている。また、リム１１の周方向に沿って略均等間隔（略１２０°間隔）に配置された３つの電極部［２ａ，２ｄ，２ｇ］が同一の組として共通接続されて第１の電極組を構成し第１の検知回路３２ａへ配線されるとともに、第１の電極組に属する一部の電極部［２ａ，２ｄ］間に、これらと共通接続されない２つの電極部２ｂ，２ｃが略均等間隔（略４０°間隔）に配置され、第１の電極組に属する他の一部の電極部［２ｄ，２ｇ］間に、これらと共通接続されない２つの電極部２ｅ，２ｆが略均等間隔（略４０°間隔）に配置されている。そして、リム内周側の電極部［２ｇ，２ａ］間には、電極部を配置していない。また、略１２０°間隔で配置された２つの電極部２ｂ，２ｅが同一の組として共通接続されて第２の電極組を構成し第２の検知回路３２ｂへ配線され、略１２０°間隔で配置された２つの電極部２ｃ，２ｆが同一の組として共通接続されて第３の電極組を構成し第３の検知回路３２ｃへ配線されている。
すなわち、本変形例は、第１の電極組に属する３つの電極部［２ａ，２ｄ，２ｇ］の２つの電極部間（電極部［２ａ，２ｄ］間、及び電極部［２ｄ，２ｇ］間）にそれぞれ第２及び第３の電極組に属する電極部２ｂ,２ｃ及び２ｅ,２ｆがそれぞれ一つずつ配置されている点が、第２及び第３変形例と相違する。

そして、本変形例の把持検出装置１０ｄでは、判定部３の演算回路３３は、本発明の実施形態と同様に、第１又は第３の検知回路３２ａ〜３２ｃのいずれか１つのみがアクティブになったときに、運転者がステアリングホイールに接触したと判定し、第１〜第３の検知回路３２ａ〜３２ｂの少なくとも２つの出力がアクティブになったときに、運転者がステアリングホイールを把持したと判定するように構成され、運転者によるステアリングホイールの不用意な接触と把持とを識別し、把持誤検出を防止している。なお、本変形例における第２及び第３電極組は本発明における他の電極部に相当する。

第１〜第４のいずれの変形例に係る把持検出装置も、本発明の実施形態に係る把持検出装置と同様に、運転者によるステアリングホイールの不用意な接触による把持誤検出を防止できる。また、、配線数を減らして構造の簡易化を図り、かつステアリングホイールの把持検出性能の低下防止を図ることができる。また例えばリム外周側などの、その範囲のみで把持される頻度が高く、高い把持検出性能が要求される部分と、リム内周側などの、その範囲のみで把持される頻度が低く、高い把持検出性能が要求されない部分との電極部の配置間隔を相違させ、リム外周側よりもリム内周側の配置間隔を相違させることで、無駄な電極を増加させることなく、必要に応じた把持検出性能を得ることができる。

なお、本発明の把持検出装置の特徴的な構成は、ステアリングホイールのリムに装着される静電容量センサが長尺形状の静電容量検出電極からなる複数の電極部を有し、複数の電極部は、リムの延びる方向に沿って延在するとともに、リムの周方向に沿って不均等な間隔で並設され、複数の電極部のうち、少なくとも２つの電極部が共通接続されるとともに、共通接続された２つの電極部の間に、これらと共通接続されない電極部が少なくとも１つ配置されるように構成されることである。また、静電容量センサによる人体の近接検知に基づいて運転者によるステアリングホイールの把持を検出する判定部が、互いが共通接続されない少なくとも２つの電極部で人体の近接を検知したときに、運転者がステアリングホイールを把持したと判定するように構成されていることである。
したがって、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、本実施形態の以外の静電容量センサを構成する電極部の数、共通接続される電極部の数、各電極部の配置間隔、共通接続される電極部の配置間隔に適宜変更可能である。

１ ステアリングホイール
１１ リム
１１１ コア材
１１２ 緩衝材
１１３ ステアリングスキン
２ 静電容量センサ
２ａ〜２ｇ 電極部
２１ 可撓性基板
２２ 静電容量検出電極
２３ コンタクト配線
２３ａ〜２３ｃ 配線層
２４ 貫通配線
２５ 絶縁層
３ 判定部
３１ａ〜３１ｃ Ｃ−Ｖ変換回路
３２ａ〜３２ｃ 検知回路
３３ 演算回路

Claims (4)

1. ステアリングホイールと、
   前記ステアリングホイールのリムに装着される静電容量センサと、
   前記静電容量センサによる人体の近接検知に基づいて運転者がステアリングホイールを把持したか否かを判定する判定部と、を備える把持検出装置であって、
   前記静電容量センサは、長尺形状の静電容量検出電極からなる複数の電極部を有し、複数の前記電極部は、前記リムの延びる方向に沿って延在するとともに、前記リムが延びる方向を軸心とした前記リムの周方向に沿ってリム外周側よりもリム内周側の間隔が大きくなるように並設され、
   複数の前記電極部は、少なくとも２つの電極部が共通接続される第１の電極組と、前記第１の電極組に属する電極部の間に配置される少なくとも１つの電極部であって前記第１の電極組に共通接続されない他の電極部とを有し、
   前記判定部は、前記第１の電極組に属する電極部と前記他の電極部との少なくとも２つの電極部で人体の近接が検知されたときに運転者がステアリングホイールを把持したと判定することを特徴とする把持検出装置。
2. 複数の前記電極部は、前記他の電極部が、少なくとも２つの電極部を共通接続した第２の電極組を有し、
   前記判定部は、前記第１の電極組に属する電極部と前記第２の電極組に属する電極部との少なくとも２つの電極部で人体の近接が検知されたときに運転者がステアリングホイールを把持したと判定すること特徴とする請求項１に記載の把持検出装置。
3. 複数の前記電極部は、前記他の電極部が、前記第２の電極組と共通接続されない少なくとも２つの電極部を共通接続した第３の電極組をさらに有し、
   前記判定部は、前記第１の電極組に属する電極部と前記第２の電極組に属する電極部と前記第３の電極部に属する電極部との少なくとも３つの電極部で人体の近接が検知されたときに運転者がステアリングホイールを把持したと判定することを特徴とする請求項２に記載の把持検出装置。
4. ステアリングホイールのリムに装着される静電容量センサであって、
   絶縁性を有する可撓性基板と、
   前記可撓性基板の上に設けられた長尺形状の静電容量検出電極からなり前記静電容量検出電極の幅方向に並んで配置される複数の電極部とを有し、
   複数の前記電極部は、前記リムに装着されたときに、前記リムの延びる方向に沿って延在するように、かつ、前記リムの延びる方向を軸心とする前記リムの周方向に沿ってリム外周側よりもリム内周側が大きな間隔で並設されるように構成されており、
   複数の前記電極部のうち、少なくとも２つの電極部が共通接続され、共通接続された前記少なくとも２つの電極部の間に配置される少なくとも１つの電極部が共通接続された前記少なくとも２つの電極部と共通接続されないことを特徴としている静電容量センサ。

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