JP2019211839A - Touch sensor device - Google Patents

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聡士 永溝
Satoshi Nagamizo
聡士 永溝
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Abstract

To provide a touch sensor device capable of reducing cost.SOLUTION: A touch sensor device 1 roughly comprises: a plurality of detection electrodes (first detection electrode 21 to fourth detection electrode 24) arranged on an arrangement surface 820 of an arrangement object, for detecting a detection object through capacitance generated between the detection object and itself; and a plurality of resistors (resistor 310 to resistor 340) having resistance values (resistance value Rto resistance value R) defined so as to compensate sensitivity depending on each curvature of the arrangement surface 820 on which the plurality of detection electrodes are arranged, and electrically connected to the plurality of detection electrodes, respectively.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、タッチセンサ装置に関する。   The present invention relates to a touch sensor device.

従来の技術として、ステアリングホイールのリムに組み込まれた際に中央電極がリム断面の第1の曲率を有する部分に配置される第1の電極セットと、リムに組み込まれた際に中央電極がリム断面の第1の曲率よりも小さな第2の曲率を有する部分に配置される第2の電極セットと、を備えた静電容量センサが知られている(例えば、特許文献1参照。)。   As a conventional technique, a first electrode set in which a central electrode is disposed at a portion having a first curvature of a rim cross section when incorporated in a rim of a steering wheel, and a central electrode is disposed on a rim when incorporated in a rim. There is known a capacitance sensor including a second electrode set disposed in a portion having a second curvature smaller than the first curvature of a cross section (see, for example, Patent Document 1).

この静電容量センサは、第1の電極セットの中央電極と、第1の電極セットの第1の側方電極及び第2の側方電極の少なくとも一方との間の第1の電極間隔が、リムに組み込まれた際の第2の電極セットの中央電極と、第2の電極セットの第1の側方電極及び第2の側方電極の少なくとも一方との間の第2の電極間隔よりも短くなるように配置されている。この静電容量センサは、曲率の異なる部分を含むリムに組み込まれた際、運転者のステアリングの把持を正確に検出することができる。   The capacitance sensor includes a first electrode interval between the center electrode of the first electrode set and at least one of the first side electrode and the second side electrode of the first electrode set. More than the second electrode interval between the center electrode of the second electrode set when incorporated in the rim and at least one of the first side electrode and the second side electrode of the second electrode set It is arranged to be shorter. This electrostatic capacity sensor can accurately detect the grip of the driver's steering when it is incorporated into a rim that includes portions with different curvatures.

特開2017−50238号公報JP 2017-50238 A

しかし従来の静電容量センサは、曲率に応じて3つの電極を配置するので、ステアリングの形状が複雑になるに従って電極数が多くなると共に検出回路の規模が大きくなり、コストが増加する問題がある。   However, since the conventional capacitance sensor has three electrodes arranged according to the curvature, there is a problem that the number of electrodes increases and the size of the detection circuit increases and the cost increases as the steering shape becomes complicated. .

従って本発明の目的は、コストを抑制することができるタッチセンサ装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a touch sensor device that can reduce costs.

本発明の一態様は、配置対象の配置面に配置され、検出対象との間に生じる静電容量を介して検出対象を検出する複数の検出電極と、複数の検出電極が配置された配置面のそれぞれの曲率に応じて感度を補正するように定められた抵抗値を有し、複数の検出電極ごとに電気的に接続された複数の抵抗と、を備えたタッチセンサ装置を提供する。   According to one embodiment of the present invention, a plurality of detection electrodes that are arranged on a placement surface of a placement target and detect the detection target through capacitance generated between the detection targets and a placement surface on which the plurality of detection electrodes are arranged Provided is a touch sensor device including a plurality of resistors having resistance values determined so as to correct the sensitivity in accordance with respective curvatures and electrically connected to a plurality of detection electrodes.

本発明によれば、コストを抑制することができる。   According to the present invention, cost can be suppressed.

図1(a)は、実施の形態に係るタッチセンサ装置の一例が配置された車両のステアリングの概略図であり、図1(b)は、タッチセンサ装置の図1(a)のI(b)-I(b)線で切断した断面を矢印方向から見た断面図の一例である。FIG. 1A is a schematic view of steering of a vehicle in which an example of a touch sensor device according to an embodiment is arranged, and FIG. 1B is a diagram of I (b) of FIG. 1A of the touch sensor device. ) -I (b) is an example of a cross-sectional view of a cross section cut from the arrow direction. 図2(a)は、実施の形態に係るタッチセンサ装置のブロック図の一例であり、図2(b)は、測定部の一例を示す概略図であり、図2(c)は、CR直列回路における電圧の時間変化の一例を示すグラフである。2A is an example of a block diagram of the touch sensor device according to the embodiment, FIG. 2B is a schematic diagram illustrating an example of a measurement unit, and FIG. It is a graph which shows an example of the time change of the voltage in a circuit. 図3は、実施の形態に係るタッチセンサ装置の動作の一例を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of the operation of the touch sensor device according to the embodiment.

(実施の形態の要約)
実施の形態に係るタッチセンサ装置は、配置対象の配置面に配置され、検出対象との間に生じる静電容量を介して検出対象を検出する複数の検出電極と、複数の検出電極が配置された配置面のそれぞれの曲率に応じて感度を補正するように定められた抵抗値を有し、複数の検出電極ごとに電気的に接続された複数の抵抗と、を備えて概略構成されている。
(Summary of embodiment)
The touch sensor device according to the embodiment includes a plurality of detection electrodes that are arranged on the arrangement surface of the arrangement target and that detect the detection target via capacitance generated between the detection target and the plurality of detection electrodes. A plurality of resistors having a resistance value determined so as to correct the sensitivity according to the curvature of each of the arranged surfaces and electrically connected to each of the plurality of detection electrodes. .

このタッチセンサ装置は、検出電極に抵抗を接続することで曲率に応じて感度を補正するので、電極の配置間隔を変えて感度を補正する場合と比べて、検出電極の数が少なくなると共に検出回路の規模が小さくなり、コストを抑制することができる。   This touch sensor device corrects the sensitivity according to the curvature by connecting a resistance to the detection electrode, so the number of detection electrodes is reduced and detection is performed compared to the case where the sensitivity is corrected by changing the arrangement interval of the electrodes. The scale of the circuit is reduced and the cost can be suppressed.

[実施の形態]
(タッチセンサ装置1の概要)
図1(a)は、実施の形態に係るタッチセンサ装置の一例が配置された車両のステアリングの概略図であり、図1(b)は、タッチセンサ装置の図1(a)のI(b)-I(b)線で切断した断面を矢印方向から見た断面図の一例である。図2(a)は、実施の形態に係るタッチセンサ装置のブロック図の一例であり、図2(b)は、測定部の一例を示す概略図であり、図2(c)は、CR直列回路における電圧の時間変化の一例を示すグラフである。図2(c)は、横軸が時間tであり、縦軸が電圧Vである。
[Embodiment]
(Outline of touch sensor device 1)
FIG. 1A is a schematic view of steering of a vehicle in which an example of a touch sensor device according to an embodiment is arranged, and FIG. 1B is a diagram of I (b) of FIG. 1A of the touch sensor device. ) -I (b) is an example of a cross-sectional view of a cross section cut from the arrow direction. 2A is an example of a block diagram of the touch sensor device according to the embodiment, FIG. 2B is a schematic diagram illustrating an example of a measurement unit, and FIG. It is a graph which shows an example of the time change of the voltage in a circuit. In FIG. 2C, the horizontal axis is time t and the vertical axis is voltage V.

なお以下に記載する実施の形態に係る各図において、図形間の比率は、実際の比率とは異なる場合がある。また図2(a)では、主な信号や情報の流れを矢印で示している。   In each figure according to the embodiment described below, the ratio between figures may be different from the actual ratio. In FIG. 2A, the flow of main signals and information is indicated by arrows.

タッチセンサ装置1は、例えば、図1(a)及び図1(b)に示すように、配置対象の配置面820に配置され、検出対象との間に生じる静電容量を介して検出対象を検出する複数の検出電極と、複数の検出電極が配置された配置面820のそれぞれの曲率に応じて感度を補正するように定められた抵抗値を有し、複数の検出電極ごとに電気的に接続された複数の抵抗と、を備えて概略構成されている。   For example, as shown in FIGS. 1A and 1B, the touch sensor device 1 is arranged on the arrangement surface 820 of the arrangement target, and detects the detection target via the capacitance generated between the touch sensor device 1 and the detection target. A plurality of detection electrodes to be detected and a resistance value determined to correct the sensitivity in accordance with the curvature of each of the arrangement surfaces 820 on which the plurality of detection electrodes are arranged, and each of the plurality of detection electrodes is electrically And a plurality of connected resistors.

本実施の形態の配置対象は、例えば、図1(a)に示すように、運転者が把持する車両のステアリング8の把持部81である。そしてタッチセンサ装置1は、把持部81に対する把持を検出するように概略構成されている。なお変形例としてタッチセンサ装置1は、これに限定されず、柱体などの配置対象に対する把持を検出するように構成されても良い。   The arrangement target of the present embodiment is, for example, a gripping portion 81 of the steering wheel 8 of the vehicle gripped by the driver as shown in FIG. The touch sensor device 1 is schematically configured to detect gripping with respect to the gripping portion 81. As a modification, the touch sensor device 1 is not limited to this, and may be configured to detect gripping with respect to an arrangement target such as a column.

タッチセンサ装置1は、例えば、把持部81に対する把持の有無を示す後述する把持情報Sを接続された電子機器に出力する。この電子機器は、一例として、車両の自動運転を制御する自動運転制御装置である。この自動運転制御装置は、例えば、ステアリング8の把持の有無に基づいて自動運転から手動運転の切り替わりの判定や手動運転から自動運転の切り替りの判定を行う。 The touch sensor device 1 outputs, for example, grasping information S 5 to be described later shows the presence of grip on the grip portion 81 to the connected electronic equipment. As an example, this electronic device is an automatic driving control device that controls automatic driving of a vehicle. For example, the automatic driving control device determines whether to switch from automatic driving to manual driving or whether to switch from manual driving to automatic driving based on whether the steering wheel 8 is gripped.

複数の検出電極は、一例として、図1(b)に示すように、第1の検出電極21〜第4の検出電極24である。また複数の抵抗は、一例として、図2(a)に示すように、抵抗310〜抵抗340である。タッチセンサ装置1は、例えば、第1の検出電極21〜第4の検出電極24によって検出電極部2が構成されている。   As an example, the plurality of detection electrodes are a first detection electrode 21 to a fourth detection electrode 24 as shown in FIG. Further, as an example, the plurality of resistors are a resistor 310 to a resistor 340 as shown in FIG. In the touch sensor device 1, for example, the detection electrode unit 2 is configured by the first detection electrode 21 to the fourth detection electrode 24.

またタッチセンサ装置1は、例えば、図2(a)に示すように、検出電極を充放電させて電圧を測定する電圧測定部3と、検出電極及び抵抗を介して取得した静電容量と、予め定められたしきい値40と、を比較して検出対象の検出を判定する判定部としての制御部4と、を備えている。   The touch sensor device 1 includes, for example, as shown in FIG. 2A, a voltage measurement unit 3 that measures the voltage by charging and discharging the detection electrode, and a capacitance acquired through the detection electrode and the resistance, A control unit 4 is provided as a determination unit that compares a predetermined threshold value 40 and determines the detection of the detection target.

ステアリング8は、例えば、図1(a)に示すように、ホーンやエアバッグなどを備え、把持部81を支持する基部80と、リング形状を有する把持部81と、を備えている。なお把持部81には、樹脂や革などによるグリップ83が設けられている。   For example, as shown in FIG. 1A, the steering 8 includes a horn, an airbag, and the like, and includes a base portion 80 that supports the grip portion 81 and a grip portion 81 having a ring shape. The grip 81 is provided with a grip 83 made of resin or leather.

図1(b)は、左側が運転席側であり、右側が車両の前方側である。把持部81は、例えば、図1(b)に示すように、把持部81の芯部82の表面の曲率が一定ではなく、場所によって異なっている。この芯部82の表面は、第1の検出電極21〜第4の検出電極24が配置される配置面820となっている。この配置面820は、一例として、主に、4つの曲率(第1の曲率部820a〜第4の曲率部820d)を有している。   In FIG. 1B, the left side is the driver's seat side, and the right side is the front side of the vehicle. For example, as shown in FIG. 1B, the gripping portion 81 has a constant curvature of the surface of the core portion 82 of the gripping portion 81 and varies depending on the location. The surface of the core portion 82 is an arrangement surface 820 on which the first detection electrode 21 to the fourth detection electrode 24 are arranged. For example, the arrangement surface 820 mainly has four curvatures (first curvature portion 820a to fourth curvature portion 820d).

芯部82は、例えば、鉄やアルミニウムなどの金属材料によって形成された芯金、及び芯金の周囲に形成されたウレタンなどの樹脂材料によって構成されている。この芯部82は、例えば、図1(b)に示すように、運転席側の曲率が前方側の曲率よりも小さくなっている。そして把持部81は、運転席側と前方側の間の曲率が他と異なっている。この芯部82は、例えば、図1(a)に示すように、運転者の人差指から小指が把持部81の前方側に接触するので曲率を大きく、親指とその付け根が運転席側に接触するので曲率を小さくして握り易い形状とされている。   The core portion 82 is made of, for example, a metal core formed of a metal material such as iron or aluminum, and a resin material such as urethane formed around the metal core. For example, as shown in FIG. 1B, the core portion 82 has a driver seat side curvature smaller than the front curvature. And the grip part 81 differs in the curvature between a driver's seat side and the front side from others. For example, as shown in FIG. 1A, the core 82 has a large curvature because the little finger of the driver's index finger contacts the front side of the gripping portion 81, and the thumb and its base contact the driver's seat side. Therefore, the shape is easy to grip with a small curvature.

この運転席側は、例えば、図1(b)に示す第4の曲率部820dである。前方側は、例えば、第2の曲率部820bである。そして運転席側と前方側を繋ぐ上部及び下部は、第1の曲率部820a及び第3の曲率部820cである   The driver seat side is, for example, a fourth curvature portion 820d shown in FIG. The front side is, for example, the second curvature portion 820b. And the upper part and lower part which connect a driver's seat side and the front side are the 1st curvature part 820a and the 3rd curvature part 820c.

第1の曲率部820a〜第4の曲率部820dの曲率は、例えば、κ〜κである。なお曲率は、一例として、κ<κ<κ=κである。 The curvatures of the first curvature portion 820a to the fourth curvature portion 820d are, for example, κ 1 to κ 4 . As an example, the curvature is κ 421 = κ 3 .

(検出電極部2の構成)
第1の検出電極21〜第4の検出電極24は、例えば、図1(b)に示すように、隙間20を挟んで布や柔らかいシートに形成されている。この第1の検出電極21〜第4の検出電極24は、例えば、シートに形成される場合、銅などの導電性を有する金属の薄膜として形成されている。なお第1の検出電極21〜第4の検出電極24は、例えば、布に形成される場合、導電性を有する糸が布に縫い付けられることで形成されても良いし、布の上に導電性を有する布が縫い付けられても良い。
(Configuration of detection electrode unit 2)
The first detection electrode 21 to the fourth detection electrode 24 are, for example, formed on a cloth or a soft sheet with the gap 20 interposed therebetween as shown in FIG. For example, when the first detection electrode 21 to the fourth detection electrode 24 are formed on a sheet, they are formed as a thin metal film having conductivity such as copper. For example, when the first detection electrode 21 to the fourth detection electrode 24 are formed on a cloth, the first detection electrode 21 to the fourth detection electrode 24 may be formed by sewing a conductive thread on the cloth, or conductive on the cloth. The cloth which has property may be sewn.

第1の検出電極21〜第4の検出電極24は、例えば、図1(a)及び図1(b)に示すように、把持部81の周方向に配置されるように、細長い形状を有している。なお第1の検出電極21〜第4の検出電極24は、例えば、図1(a)に示すように、リング状に繋がった形状ではなく、一部を切り欠いた形状となっている。   The first detection electrode 21 to the fourth detection electrode 24 have, for example, an elongated shape so as to be arranged in the circumferential direction of the gripping portion 81 as shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b). doing. In addition, the 1st detection electrode 21-the 4th detection electrode 24 are not the shape connected in ring shape but the shape which notched partially, for example, as shown to Fig.1 (a).

また第1の検出電極21〜第4の検出電極24は、例えば、配置面820において曲率が異なる面の接線同士が同じ角度となる位置を中心として配置されている。   In addition, the first detection electrode 21 to the fourth detection electrode 24 are arranged, for example, around a position where tangents of surfaces having different curvatures at the arrangement surface 820 have the same angle.

第1の検出電極21は、例えば、図2(a)及び図2(b)に示すように、抵抗310が電気的に接続されている。同様に、第2の検出電極22〜第4の検出電極24は、例えば、図2(a)に示すように、抵抗320〜抵抗340が電気的に接続されている。   For example, as shown in FIGS. 2A and 2B, the first detection electrode 21 is electrically connected to a resistor 310. Similarly, the second detection electrode 22 to the fourth detection electrode 24 are electrically connected to resistors 320 to 340 as shown in FIG. 2A, for example.

抵抗310〜抵抗340の抵抗値は、一例として、R〜Rである。この抵抗値(R〜R)は、それぞれの曲率(κ〜κ)に応じて感度が補正されるように、曲率との比が複数の検出電極ごとに等しくされる。言い換えるなら抵抗値(R〜R)と曲率(κ〜κ)の比は、複数の検出電極ごとに等しくされる。つまりR/κ、R/κ、R/κ、及びR/κは、等しくされる。従ってR:R:R:R=κ:κ:κ:κが成り立つように抵抗値が設定される。 As an example, the resistance values of the resistors 310 to 340 are R 1 to R 4 . The resistance values (R 1 to R 4 ) are made equal in ratio to the curvature for each of the plurality of detection electrodes so that the sensitivity is corrected according to the respective curvatures (κ 1 to κ 4 ). In other words, the ratio between the resistance value (R 1 to R 4 ) and the curvature (κ 1 to κ 4 ) is made equal for each of the plurality of detection electrodes. That is, R 1 / κ 1 , R 2 / κ 2 , R 3 / κ 3 , and R 4 / κ 4 are made equal. Therefore, the resistance value is set so that R 1 : R 2 : R 3 : R 4 = κ 1 : κ 2 : κ 3 : κ 4 holds.

曲率が低い場所は、把持の際の接触面積が大きくなり易い。また曲率が高い場所は、把持の際の接触面積が小さくなり易い。従って曲率が大きい場所の感度と曲率が低い場所の感度を近くするため、検出電極から出力される電圧信号を小さく、又は大きくして補正が行われる。   Where the curvature is low, the contact area during gripping tends to increase. Further, in a place where the curvature is high, the contact area during gripping tends to be small. Therefore, in order to make the sensitivity in a place with a large curvature close to the sensitivity in a place with a low curvature, correction is performed by reducing or increasing the voltage signal output from the detection electrode.

ここで運転者が把持部81を把持すると、検出電極との間に静電容量Cが生じる。この静電容量Cと検出電極及び抵抗の合成抵抗値RとのCR直列回路は、例えば、図2(c)に示すように、電圧VがCRの積が小さい(CR)と立ち上がりが早く、大きい(CR)と遅くなることが知られている。この積は、時定数τと呼ばれる。この時定数τは、測定可能な値である。ここでは、時定数τは、例えば、図2(c)に示すように、充電される基準電圧Vに対して0.63Vとなるまでの時間として測定される。 Here, when the driver grips the grip portion 81, a capacitance C is generated between the driver and the detection electrode. In the CR series circuit of the capacitance C and the combined resistance value R of the detection electrode and the resistor, for example, as shown in FIG. 2C, when the voltage V has a small product of CR (CR 1 ), the rise is quick. Large (CR 2 ) is known to slow down. This product is called the time constant τ. This time constant τ is a measurable value. Here, the time constant tau, for example, as shown in FIG. 2 (c), is measured as the time until 0.63V 0 to the reference voltage V 0 to be charged.

時定数τは、上述のように、CRの積である。運転者の手と検出電極との間に形成される静電容量Cを測定するためには、時定数τと抵抗値Rが分かれば算出可能となる。そのため、抵抗値R〜抵抗値Rは、第1の検出電極21〜第4の検出電極24の抵抗値よりも大きく設定される。 The time constant τ is a product of CR as described above. In order to measure the capacitance C formed between the driver's hand and the detection electrode, it can be calculated if the time constant τ and the resistance value R are known. Therefore, the resistance values R 1 to R 4 are set larger than the resistance values of the first detection electrode 21 to the fourth detection electrode 24.

運転者が把持部81を把持した場合、接触した位置までの検出電極の長さに比例した抵抗値と、曲率に応じて設定した抵抗値と、を合成した抵抗値Rが生じる。曲率に応じて設定した抵抗値は、上述のように、予め定められた抵抗値であり、把持の前後で変化しない。しかし接触した位置までの検出電極の長さに比例した抵抗値は、把持した位置に比例して抵抗値が変化する。タッチセンサ装置1は、把持部81を把持した位置を検出する必要はない。長さに比例した抵抗値が合成抵抗Rにほぼ寄与しない程度に小さい方が好ましいので、検出電極の抵抗値(最大値R)は、曲率に応じた抵抗310〜抵抗340の抵抗値R〜抵抗値Rよりも小さくされる。例えば、R+R≒R、R+R≒R、R+R≒R、R+R≒Rとなるように抵抗値が定められる。 When the driver grips the grip portion 81, a resistance value R is generated by combining a resistance value proportional to the length of the detection electrode up to the contacted position and a resistance value set according to the curvature. The resistance value set according to the curvature is a predetermined resistance value as described above, and does not change before and after gripping. However, the resistance value proportional to the length of the detection electrode up to the contacted position changes in proportion to the gripped position. The touch sensor device 1 does not need to detect the position where the grip portion 81 is gripped. Since the resistance value proportional to the length is preferably small enough not to contribute to the combined resistance R, the resistance value (maximum value R m ) of the detection electrode is the resistance value R 1 of the resistors 310 to 340 according to the curvature. It is smaller than - the resistance value R 4. For example, the resistance values are determined so that R 1 + R m ≈R 1 , R 2 + R m ≈R 2 , R 3 + R m ≈R 3 , and R 4 + R m ≈R 4 .

従って静電容量Cの算出は、運転者が把持部81のどこを把持しても、抵抗310の抵抗値R〜抵抗340の抵抗値Rを抵抗値として用いると共に、時定数τを測定して行われる。 Therefore, the capacitance C is calculated by using the resistance value R 1 to the resistance value R 4 of the resistor 310 as the resistance value and measuring the time constant τ regardless of where the driver grips the grip portion 81. Done.

(電圧測定部3の構成)
電圧測定部3は、例えば、図2(a)に示すように、第1の検出電極21と電気的に接続された第1の測定部31〜第4の検出電極24と電気的に接続された第4の測定部34を備えている。この電圧測定部3は、第1の検出電極21〜第4の検出電極24に対して充放電を行うように概略構成されている。
(Configuration of voltage measuring unit 3)
For example, as shown in FIG. 2A, the voltage measurement unit 3 is electrically connected to the first measurement unit 31 to the fourth detection electrode 24 that are electrically connected to the first detection electrode 21. In addition, a fourth measuring unit 34 is provided. The voltage measuring unit 3 is schematically configured to charge / discharge the first detection electrode 21 to the fourth detection electrode 24.

図2(b)は、第1の測定部31の一例を示している。第2の測定部32〜第4の測定部24は、抵抗が第1の測定部31と異なるが他の構成は同一なので、第1の測定部31について説明する。   FIG. 2B shows an example of the first measurement unit 31. The second measurement unit 32 to the fourth measurement unit 24 are different in resistance from the first measurement unit 31, but the other configurations are the same, so the first measurement unit 31 will be described.

第1の測定部31は、例えば、図2(b)に示すように、スイッチSW11を備えている。そして第1の測定部31の端子31aは、第1の検出電極21に接続されると共に、抵抗310及び電圧測定端子VSW11に接続されている。 For example, the first measurement unit 31 includes a switch SW 11 as shown in FIG. The terminal 31 a of the first measurement unit 31 is connected to the first detection electrode 21 and to the resistor 310 and the voltage measurement terminal VSW 11 .

スイッチSW11の端子a12は、基準電圧Vが印可されている。またスイッチSW11の端子a13は、GND(グランド)に接続されている。スイッチSW11の端子a11は、例えば、端子a12又は端子a13のいずれかの端子と接続されるアナログスイッチである。また端子a11と電圧測定端子VSW11の間には、抵抗310が接続されている。スイッチSW11は、例えば、制御部4の制御に基づいて切替制御がなされる。 The reference voltage V 0 is applied to the terminal a 12 of the switch SW 11 . The terminal a 13 of the switch SW 11 is connected to GND (ground). Terminal a 11 of the switch SW 11 is, for example, an analog switch which is connected to any pin of the terminal a 12 or terminal a 13. A resistor 310 is connected between the terminal a 11 and the voltage measurement terminal VSW 11 . For example, the switch SW 11 is subjected to switching control based on the control of the control unit 4.

第1の測定部31は、スイッチSW11の端子a11と端子a12を接続して第1の検出電極21を充電すると共に、電圧測定端子VSW11を介して電圧を測定する。この測定された電圧は、例えば、電圧信号Sとして制御部4に出力される。 The first measurement unit 31 connects the terminal a 11 and the terminal a 12 of the switch SW 11 to charge the first detection electrode 21 and measures the voltage via the voltage measurement terminal VSW 11 . The measured voltage, for example, is output to the control unit 4 as a voltage signal S 1.

第1の測定部31は、スイッチSW11の端子a11と端子a13を接続して第1の検出電極21に溜まった電荷を放電する。第1の測定部31は、この充電と放電を周期的に行う。 The first measuring unit 31 connects the terminal a 11 and the terminal a 13 of the switch SW 11 and discharges the charge accumulated in the first detection electrode 21. The 1st measurement part 31 performs this charge and discharge periodically.

同様に、第2の測定部32〜第4の測定部34は、電圧を測定して電圧信号S〜電圧信号Sを制御部4に出力する。制御部4は、この充放と放電の周期に従って把持の判定を行う。 Similarly, the second measurement unit 32 to the fourth measurement unit 34 measure the voltage and output the voltage signal S 2 to the voltage signal S 4 to the control unit 4. The control unit 4 determines gripping according to the charging / discharging and discharging cycles.

(制御部4の構成)
制御部4は、例えば、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工などを行うCPU(Central Processing Unit)、半導体メモリであるRAM(Random Access Memory)及びROM(Read Only Memory)などから構成されるマイクロコンピュータである。このROMには、例えば、制御部4が動作するためのプログラムと、しきい値40と、が格納されている。RAMは、例えば、一時的に演算結果などを格納する記憶領域として用いられる。また制御部4は、その内部にクロック信号を生成する手段を有し、このクロック信号に基づいて時間の測定を行う。
(Configuration of control unit 4)
The control unit 4 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit) that performs operations and processes on acquired data according to a stored program, a RAM (Random Access Memory) that is a semiconductor memory, a ROM (Read Only Memory), and the like. Microcomputer. In this ROM, for example, a program for operating the control unit 4 and a threshold value 40 are stored. The RAM is used as a storage area for temporarily storing calculation results and the like, for example. The control unit 4 has means for generating a clock signal therein, and measures time based on the clock signal.

制御部4は、時定数τと、抵抗値Rと、に基づいて静電容量Cを算出するように構成されている。具体的には、制御部4は、電圧測定部3から第1の検出電極21の電圧信号Sが入力すると、0.63Vとなるまでの時間を計測して時定数τを求める。続いて制御部4は、第1の検出電極21に接続された抵抗310の抵抗値Rと時定数τとによって第1の検出電極21が検出した静電容量C(=τ/R)を算出する。 The control unit 4 is configured to calculate the capacitance C based on the time constant τ and the resistance value R. Specifically, when the voltage signal S 1 of the first detection electrode 21 is input from the voltage measurement unit 3, the control unit 4 measures the time until it becomes 0.63 V 0 and obtains the time constant τ 1 . Subsequently, the control unit 4 detects the capacitance C 1 (= τ 1 /) detected by the first detection electrode 21 based on the resistance value R 1 of the resistor 310 connected to the first detection electrode 21 and the time constant τ 1. R 1 ) is calculated.

また制御部4は、電圧測定部3から第2の検出電極22の電圧信号Sが入力すると、0.63Vとなるまでの時間を計測して時定数τを求める。続いて制御部4は、第2の検出電極22に接続された抵抗320の抵抗値Rと時定数τとによって第2の検出電極22が検出した静電容量C(=τ/R)を算出する。 Further, when the voltage signal S 2 of the second detection electrode 22 is input from the voltage measurement unit 3, the control unit 4 measures the time until it becomes 0.63 V 0 and obtains the time constant τ 2 . Subsequently, the controller 4 detects the capacitance C 2 (= τ 2 //) detected by the second detection electrode 22 based on the resistance value R 2 of the resistor 320 connected to the second detection electrode 22 and the time constant τ 2. R 2 ) is calculated.

また制御部4は、電圧測定部3から第3の検出電極23の電圧信号Sが入力すると、0.63Vとなるまでの時間を計測して時定数τを求める。続いて制御部4は、第3の検出電極23に接続された抵抗330の抵抗値Rと時定数τとによって第3の検出電極23が検出した静電容量C(=τ/R)を算出する。 In addition, when the voltage signal S 3 of the third detection electrode 23 is input from the voltage measurement unit 3, the control unit 4 measures the time until it becomes 0.63 V 0 and obtains the time constant τ 3 . Subsequently, the control unit 4 detects the capacitance C 3 (= τ 3 /) detected by the third detection electrode 23 based on the resistance value R 3 of the resistor 330 connected to the third detection electrode 23 and the time constant τ 3. R 3 ) is calculated.

さらに制御部4は、電圧測定部3から第4の検出電極24の電圧信号Sが入力すると、0.63Vとなるまでの時間を計測して時定数τを求める。続いて制御部4は、第4の検出電極24に接続された抵抗340の抵抗値Rと時定数τとによって第4の検出電極24が検出した静電容量C(=τ/R)を算出する。 Further, when the voltage signal S 4 of the fourth detection electrode 24 is input from the voltage measurement unit 3, the control unit 4 measures the time until it becomes 0.63 V 0 and obtains the time constant τ 4 . Subsequently, the controller 4 detects the electrostatic capacitance C 4 (= τ 4 //) detected by the fourth detection electrode 24 based on the resistance value R 4 of the resistor 340 connected to the fourth detection electrode 24 and the time constant τ 4. R 4 ) is calculated.

制御部4は、静電容量C〜静電容量Cの算出を並行して行う。そして制御部4は、算出した静電容量C〜静電容量Cと、しきい値40と、を比較する。制御部4は、静電容量C〜静電容量Cの複数の静電容量がしきい値40以上である場合、把持部81が把持されたと判定し、把持を示す把持情報Sを出力する。 The control unit 4 calculates the capacitances C 1 to C 4 in parallel. Then, the control unit 4 compares the calculated capacitances C 1 to C 4 with the threshold value 40. The control unit 4, if a plurality of the electrostatic capacitance of the capacitance C 1 ~ capacitance C 4 is the threshold value 40 or more, it is determined that the grip portion 81 is gripped, the gripping information S 5 showing a grasping Output.

以下に、本実施の形態のタッチセンサ装置1の動作の一例について図3のフローチャートに従って説明する。   Below, an example of operation | movement of the touch sensor apparatus 1 of this Embodiment is demonstrated according to the flowchart of FIG.

(動作)
タッチセンサ装置1の制御部4は、電圧測定部3を介して入力する電圧信号S〜電圧信号Sを監視し、時定数τ〜時定数τを求める。続いて制御部4は、算出した時定数τ〜時定数τと、抵抗値R〜抵抗値Rと、に基づいて静電容量C〜静電容量Cを算出する(Step1)。
(Operation)
The control unit 4 of the touch sensor device 1 monitors the voltage signal S 1 to the voltage signal S 4 input via the voltage measurement unit 3 and obtains the time constant τ 1 to the time constant τ 4 . Subsequently, the control unit 4 calculates capacitances C 1 to C 4 based on the calculated time constants τ 1 to τ 4 and resistance values R 1 to R 4 (Step 1). ).

次に制御部4は、算出した静電容量C〜静電容量Cと、しきい値40と、を比較する。制御部4は、複数の静電容量がしきい値40以上であった場合(Step2:Yes)、把持があったと判定し、把持を示す把持情報Sを接続された電子機器に出力する(Step3)。 Next, the control unit 4 compares the calculated capacitances C 1 to C 4 with the threshold value 40. The control unit 4, a plurality of capacitance if it was the threshold value 40 or more (Step2: Yes), determines that there gripping outputs the gripping information S 5 indicating the gripped connected electronic equipment ( Step 3).

ここでステップ2において制御部4は、複数の静電容量がしきい値40より小さい場合(Step2:No)、次の周期の静電容量を算出するため、ステップ1に処理を進める。   Here, in Step 2, when the plurality of capacitances are smaller than the threshold value 40 (Step 2: No), the control unit 4 advances the processing to Step 1 in order to calculate the capacitance of the next cycle.

(実施の形態の効果)
本実施の形態に係るタッチセンサ装置1は、コストを抑制することができる。具体的には、タッチセンサ装置1は、検出電極に抵抗を接続することで曲率に応じて感度を補正するので、電極の配置間隔を変えて感度を補正する場合と比べて、検出電極の数が少なくなると共に検出回路の規模が小さくなり、コストを抑制することができる。
(Effect of embodiment)
The touch sensor device 1 according to the present embodiment can reduce the cost. Specifically, since the touch sensor device 1 corrects the sensitivity according to the curvature by connecting a resistor to the detection electrode, the number of detection electrodes is compared with the case where the sensitivity is corrected by changing the arrangement interval of the electrodes. And the size of the detection circuit is reduced, and the cost can be suppressed.

タッチセンサ装置1は、曲率が不均一な配置対象であっても、電極の数や検出回路の規模を抑えて感度を補正することができる。   The touch sensor device 1 can correct the sensitivity by suppressing the number of electrodes and the size of the detection circuit even if the touch sensor device 1 is an object to be arranged with a nonuniform curvature.

ここで他の実施の形態としてタッチセンサ装置1は、例えば、図1(a)に示すように、左手90及び右手91の把持を検出するように概略構成される。具体的には、タッチセンサ装置1は、第1の検出電極21〜第4の検出電極24が把持部81の中央で2つに分割され、左側の把持、右側の把持を検出するように構成される。よってこの実施の形態のタッチセンサ装置1は、両手による把持を検出することができる。   Here, as another embodiment, the touch sensor device 1 is schematically configured to detect gripping of the left hand 90 and the right hand 91, for example, as shown in FIG. Specifically, the touch sensor device 1 is configured such that the first detection electrode 21 to the fourth detection electrode 24 are divided into two at the center of the grip portion 81 and detect left side grip and right side grip. Is done. Therefore, the touch sensor device 1 of this embodiment can detect gripping with both hands.

以上、本発明のいくつかの実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。また、これら実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   As mentioned above, although some embodiment and modification of this invention were demonstrated, these embodiment and modification are only examples, and do not limit the invention based on a claim. These novel embodiments and modifications can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, changes, and the like can be made without departing from the scope of the present invention. In addition, not all combinations of features described in these embodiments and modifications are necessarily essential to the means for solving the problems of the invention. Furthermore, these embodiments and modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1…タッチセンサ装置、2…検出電極部、3…電圧測定部、4…制御部、8…ステアリング、20…隙間、21〜24…第1の検出電極〜第4の検出電極、31〜34…第1の測定部〜第4の測定部、40…しきい値、80…基部、81…把持部、82…芯部、83…グリップ、90…左手、91…右手、310〜340…抵抗、820…配置面、820a〜820d…第1の曲率部〜第4の曲率部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Touch sensor apparatus, 2 ... Detection electrode part, 3 ... Voltage measurement part, 4 ... Control part, 8 ... Steering, 20 ... Clearance, 21-24 ... 1st detection electrode-4th detection electrode, 31-34 ... 1st measurement part-4th measurement part, 40 ... Threshold value, 80 ... Base part, 81 ... Gripping part, 82 ... Core part, 83 ... Grip, 90 ... Left hand, 91 ... Right hand, 310-340 ... Resistance , 820 ... Arrangement surface, 820a to 820d ... 1st curvature part to 4th curvature part

Claims (4)

配置対象の配置面に配置され、検出対象との間に生じる静電容量を介して前記検出対象を検出する複数の検出電極と、
前記複数の検出電極が配置された前記配置面のそれぞれの曲率に応じて感度を補正するように定められた抵抗値を有し、前記複数の検出電極ごとに電気的に接続された複数の抵抗と、
を備えたタッチセンサ装置。
A plurality of detection electrodes that are arranged on the arrangement surface of the arrangement target and detect the detection target via capacitance generated between the detection target;
A plurality of resistors having resistance values determined so as to correct sensitivity according to respective curvatures of the arrangement surface on which the plurality of detection electrodes are arranged, and electrically connected to the plurality of detection electrodes When,
A touch sensor device.
前記抵抗値は、それぞれの曲率に応じて感度が補正されるように、曲率との比が前記複数の検出電極ごとに等しくされた、
請求項1に記載のタッチセンサ装置。
The resistance value is equal to the ratio of the curvature for each of the plurality of detection electrodes so that the sensitivity is corrected according to each curvature.
The touch sensor device according to claim 1.
前記配置対象は、運転者が把持する車両のステアリングの把持部である、
請求項1又は2に記載のタッチセンサ装置。
The arrangement target is a grip portion of a steering wheel of a vehicle gripped by a driver.
The touch sensor device according to claim 1.
検出電極及び抵抗を介して取得した静電容量と、予め定められたしきい値と、を比較して前記検出対象の検出を判定する判定部を備えた、
請求項1乃至3のいずれか1項に記載のタッチセンサ装置。
A determination unit that determines the detection of the detection target by comparing the capacitance acquired through the detection electrode and the resistor with a predetermined threshold;
The touch sensor device according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023218854A1 (en) * 2022-05-12 2023-11-16 オートリブ ディベロップメント エービー Grip sensing device and program

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