KR102261224B1 - 정전 센서 및 도어 핸들 - Google Patents

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Abstract

검출 전극과, 상기 검출 전극의 주위에 형성된 실드 전극과, 상기 검출 전극에 접속되어 있고, 제 1 전압 진폭의 교류를 발생시키는 제 1 교류 전원과, 상기 실드 전극에 접속되어 있고, 제 2 전압 진폭의 교류를 발생시키는 제 2 교류 전원과, 상기 제 1 교류 전원으로부터 상기 검출 전극에 흐르는 전하량을 측정하는 전하량 측정부와, 상기 전하량 측정부에 접속되어 있는 제어부를 갖고, 상기 제 1 교류 전원에 있어서 발생시키는 교류와 상기 제 2 교류 전원에 있어서 발생시키는 교류는, 동일 주파수, 또한, 동 위상이고, 상기 제 2 교류 전원에 있어서 발생시키는 교류 전압의 제 2 전압 진폭은, 상기 제 1 교류 전원에 있어서 발생시키는 교류 전압의 제 1 전압 진폭보다 크고, 상기 검출 전극과 피검출물 사이의 정전 용량의 변화에 기초하여 검출면의 측에 있어서의 상기 피검출물을 검출하는 것을 특징으로 하는 정전 센서.

Description

정전 센서 및 도어 핸들
본 발명은, 정전 센서 및 도어 핸들에 관한 것이다.
자동차 등의 도어에는, 도어를 개폐하기 위한 도어 핸들이 자동차 등의 외측에 형성되어 있고, 이와 같은 자동차 등의 도어의 개폐 등의 조작을 도어 핸들에 접촉하지 않고 실시할 수 있는 정전 센서가 내장되어 있는 것이 개시되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 1).
일본 공개특허공보 2009-79353호
그러나, 자동차 등은 옥외에 놓여져 있기 때문에, 비 등이 내린 경우에는, 도어 핸들에 빗물이 튀어 물방울이 부착되는 경우가 있다. 물의 비유전율이 약 80 정도로서, 이와 같은 물방울을 손가락 등으로 잘못 인식하면, 오검출이 발생한다. 이와 같이 오검출이 발생하면, 자동차 등의 소유자가 의도하지 않은 조작이 이루어지기 때문에, 바람직하지 않다.
이 때문에, 물방울의 부착과 손가락 등에 의한 조작을 구별할 수 있어, 물방울에 의한 오검출이 되지 않는 정전 센서가 요구되고 있다.
본 실시형태의 일 관점에 의하면, 검출 전극과, 상기 검출 전극의 주위에 형성된 실드 전극과, 상기 검출 전극에 접속되어 있고, 제 1 전압 진폭의 교류를 발생시키는 제 1 교류 전원과, 상기 실드 전극에 접속되어 있고, 제 2 전압 진폭의 교류를 발생시키는 제 2 교류 전원과, 상기 제 1 교류 전원으로부터 상기 검출 전극에 흐르는 전하량을 측정하는 전하량 측정부와, 상기 전하량 측정부에 접속되어 있는 제어부를 갖고, 상기 제 1 교류 전원에 있어서 발생시키는 교류와 상기 제 2 교류 전원에 있어서 발생시키는 교류는, 동일 주파수, 또한, 동 위상이고, 상기 제 2 교류 전원에 있어서 발생시키는 교류 전압의 제 2 전압 진폭은, 상기 제 1 교류 전원에 있어서 발생시키는 교류 전압의 제 1 전압 진폭보다 크고, 상기 검출 전극과 피검출물 사이의 정전 용량의 변화에 기초하여 검출면의 측에 있어서의 상기 피검출물을 검출하는 것을 특징으로 한다.
개시된 정전 센서에 의하면, 물방울의 부착과 손가락 등에 의한 조작을 구별할 수 있어, 물방울에 의한 오검출을 방지할 수 있다.
도 1 은, 정전 센서의 구조도이다.
도 2 는, 도 1 에 나타내는 정전 센서의 설명도 (1) 이다.
도 3 은, 도 1 에 나타내는 정전 센서의 설명도 (2) 이다.
도 4 는, 도 1 에 나타내는 정전 센서의 설명도 (3) 이다.
도 5 는, 제 1 실시형태에 있어서의 도어 핸들이 장착되어 있는 도어의 설명도이다.
도 6 은, 제 1 실시형태에 있어서의 도어 핸들의 구조도이다.
도 7 은, 제 1 실시형태에 있어서의 정전 센서의 구조도이다.
도 8 은, 제 1 실시형태에 있어서의 정전 센서의 설명도 (1) 이다.
도 9 는, 제 1 실시형태에 있어서의 정전 센서의 설명도 (2) 이다.
도 10 은, 제 1 실시형태에 있어서의 정전 센서의 설명도 (3) 이다.
도 11 은, 제 1 실시형태에 있어서의 정전 센서의 변형예 1 의 구조도이다.
도 12 는, 제 1 실시형태에 있어서의 정전 센서의 변형예 2 의 구조도이다.
도 13 은, 제 1 실시형태에 있어서의 정전 센서의 변형예 3 의 구조도이다.
도 14a 는, 제 1 실시형태에 있어서의 정전 센서의 변형예 4 의 구조도 (1) 이다.
도 14b 는, 제 1 실시형태에 있어서의 정전 센서의 변형예 4 의 구조도 (2) 이다
도 15 는, 제 1 실시형태에 있어서의 정전 센서의 변형예 5 의 구조도이다.
도 16 은, 제 2 실시형태에 있어서의 정전 센서의 구조도이다.
도 17 은, 제 2 실시형태에 있어서의 정전 센서의 변형예의 구조도이다.
실시하기 위한 형태에 대해, 이하에 설명한다. 또한, 동일한 부재 등에 대해서는, 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
〔제 1 실시형태〕
처음에, 도어 핸들 등에 장착되어 있는 정전 센서에 대해 설명한다. 이와 같은 정전 센서는, 자동차 등의 도어의 도어 핸들에 장착되어 있고, 피검출물인 손가락 등이 정전 센서에 접근한 경우에, 손가락 등이 정전 센서에 접근한 것을 검출할 수 있다.
도 1 은, 도어 핸들 등에 장착되어 있는 정전 센서를 나타낸다. 이 정전 센서는, 손가락 등과의 사이에 있어서 정전 용량을 검출하기 위한 검출 전극 (910) 을 갖고 있고, 검출 전극 (910) 에는 교류 전원 (930) 이 접속되어 있고, 검출 전극 (910) 과 교류 전원 (930) 사이에는, 전류계 (940) 가 형성되어 있다. 검출 전극 (910) 의 주위에는, 수지 등의 절연체에 의해 형성된 보호막 (960) 이 형성되어 있다.
이 정전 센서에서는, 검출 전극 (910) 에는 교류 전원 (930) 으로부터 교류 전압이 인가되고 있고, 검출 전극 (910) 의 근방에 손가락 등이 존재하고 있지 않은 경우에는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 검출 전극 (910) 과 그라운드 전위 사이의 정전 용량은 매우 작기 때문에, 교류 전원 (930) 으로부터 검출 전극 (910) 에 흐르는 전류는 매우 작다. 그러나, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 검출 전극 (910) 에 손가락 (10) 이 접근하면, 손가락 (10) 과 검출 전극 (910) 사이에 발생하는 정전 용량의 값이 커져, 교류 전원 (930) 으로부터 검출 전극 (910) 을 향하여 흐르는 교류 전류가 증가하고, 이와 같이 교류 전류의 증가를 전류계 (940) 에 있어서 검출함으로써, 검출 전극 (910) 에 손가락 등이 접근한 것을 검출할 수 있다.
그런데, 이와 같은 정전 센서를 자동차 등의 도어 핸들에 사용한 경우, 자동차 등은 옥외에 놓이는 경우가 있기 때문에, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 비에 의해 도어 핸들에 장착되어 있는 정전 센서에 물방울 (20) 등이 부착되는 경우가 있다. 이와 같이, 정전 센서에 물방울 (20) 등이 부착되면, 물의 비유전율은 약 80 으로 높기 때문에, 그라운드 전위와의 사이의 정전 용량은 커지고, 교류 전원 (930) 으로부터 검출 전극 (910) 을 향하여 흐르는 교류 전류가 증가하여, 손가락 (10) 이 접근한 것으로 오인식하는 경우가 있다. 즉, 자동차 등의 도어 핸들에 물방울 (20) 등이 부착되면 전류계 (940) 에 흐르는 전류가 증가하기 때문에, 손가락 (10) 등이 접근한 것으로 오인식되는 경우가 있다. 이와 같은 오인식은, 도어의 개폐 등에 있어서 잘못된 조작으로서 인식되기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 도어 핸들에 물방울 (20) 등이 부착되는 경우로는, 비 이외에는 세차 등의 경우를 들 수 있다.
(정전 센서 및 도어 핸들)
다음으로, 본 실시형태에 있어서의 정전 센서 및 도어 핸들에 대해 설명한다.
본 실시형태에 있어서의 정전 센서 (102) 는, 도 5 및 도 6 에 나타내는 바와 같이, 자동차 등의 도어 (100) 의 도어 핸들 (101) 에 장착되어 있다. 정전 센서 (102) 는, 정전 용량을 검출함으로써, 피검출물인 손가락 등의 근접을 검출할 수 있다.
본 실시형태에 있어서의 정전 센서 (102) 에 대해, 도 7 에 기초하여 설명한다. 본 실시형태에 있어서의 정전 센서 (102) 는, 검출 전극 (110), 실드 전극 (120), 제 1 교류 전원 (131), 제 2 교류 전원 (132), 전류계 (140), 제어부 (150) 등을 갖고 있다. 검출 전극 (110) 및 실드 전극 (120) 의 주위에는, 수지 등의 절연체에 의해 형성된 보호막 (160) 이 형성되어 있다. 또한, 본원에 있어서는, 검출 전극 (110) 을 제 1 전극이라고 기재하고, 실드 전극 (120) 을 제 2 전극이라고 기재하는 경우가 있다. 또, 전류계 (140) 는, 전하의 이동량을 측정하는 것이면 되므로, 전하량 측정부라고 기재하는 경우가 있다.
검출 전극 (110) 은 대략 장방형의 형상으로 형성되어 있고, 길이 L1 이 약 120 ㎜, 폭 W1 이 약 15 ㎜ 가 되도록 형성되어 있다. 실드 전극 (120) 은, 검출 전극 (110) 의 주위를 둘러싸도록 중공 사각형으로 형성되어 있고, 중앙 부분에 개구부 (120a) 를 갖고 있다. 실드 전극 (120) 의 외형은, 길이 L2 가 약 130 ㎜, 폭 W2 가 약 25 ㎜ 이고, 폭 W3 이 약 4.85 ㎜ 로 형성되어 있다. 따라서, 검출 전극 (110) 은, 실드 전극 (120) 의 개구부 (120a) 내에 형성되어 있다. 검출 전극 (110) 의 외측과 실드 전극 (120) 의 내측 사이의 갭 G 는 약 0.15 ㎜ 이다.
검출 전극 (110) 에는, 전류계 (140) 를 개재하여 제 1 교류 전원 (131) 이 접속되어 있다. 즉, 검출 전극 (110) 과 제 1 교류 전원 (131) 사이에는 전류계 (140) 가 형성되어 있다. 또, 실드 전극 (120) 에는, 제 2 교류 전원 (132) 이 접속되어 있다. 본 실시형태에 있어서는, 제 1 교류 전원 (131) 으로부터 검출 전극 (110) 에 인가되는 교류 전압의 전압 진폭보다, 제 2 교류 전원 (132) 으로부터 실드 전극 (120) 에 인가되는 교류 전압의 전압 진폭 쪽이 커지도록 전압이 인가되고 있다. 본원에 있어서는, 제 1 교류 전원 (131) 으로부터 검출 전극 (110) 에 인가되는 교류 전압의 전압 진폭을 제 1 전압 진폭이라고 기재하고, 제 2 교류 전원 (132) 으로부터 실드 전극 (120) 에 인가되는 교류 전압의 전압 진폭을 제 2 전압 진폭이라고 기재하는 경우가 있다. 또한, 제 1 교류 전원 (131) 및 제 2 교류 전원 (132) 에 있어서 발생시키는 교류는, 동일 주파수로서, 또한, 동 위상이다. 제 1 교류 전원 (131) 및 제 2 교류 전원 (132) 에 있어서 발생시키는 교류의 주파수는, 예를 들어, 100 ㎑ 이다.
본 실시형태에 있어서는, 제 1 교류 전원 (131) 으로부터 검출 전극 (110) 에 교류 전류를 공급할 수 있고, 검출 전극 (110) 에 공급된 교류 전류는, 전류계 (140) 에 의해 측정할 수 있다. 또, 제 2 교류 전원 (132) 으로부터 실드 전극 (120) 에 교류 전류를 공급할 수 있다. 제어부 (150) 는, 전류계 (140) 가 접속되어 있고, 전류계 (140) 에 있어서 검출된 교류 전류의 값에 기초하여 다양한 판단을 실시한다.
(정전 센서에 의한 검출 방법 1)
다음으로, 본 실시형태에 있어서의 정전 센서에 있어서, 물방울 (20) 이 부착된 경우, 손가락 (10) 등이 접근한 경우에 대해 설명한다. 이 이후, 전류는 교류 전류를 대상으로 하고 있으므로 실효 전류를 의미하는 것으로 한다.
처음에, 도 8 에 기초하여, 본 실시형태에 있어서의 정전 센서 (102) 의 검출면 (102a) 에 물방울 (20) 이 부착되어 있지 않고, 또, 손가락 (10) 등도 접근하고 있지 않은 경우에 대해 설명한다. 또한, 검출 전극 (110) 에는, 제 1 교류 전원 (131) 에 의해 교류가 인가되고 있고, 실드 전극 (120) 에는, 제 2 교류 전원 (132) 이 접속되어 있다.
따라서, 정전 용량 C1a 가 존재하고 있으면, 제 1 교류 전원 (131) 으로부터 제 1 전압 진폭 Vs1 의 교류 전압이 검출 전극 (110) 에 인가되고 있기 때문에, 전류 I1a 가 흐른다. 또, 제 1 교류 전원 (131) 으로부터 검출 전극 (110) 에 인가되는 교류의 제 1 전압 진폭 Vs1 보다, 제 2 교류 전원 (132) 으로부터 실드 전극 (120) 에 인가되는 교류의 제 2 전압 진폭 Vs2 는 크기 때문에, 정전 용량 C2a 가 존재하고 있으면, 전류 I2a 가 흐른다. 또한, 본 실시형태에 있어서의 정전 센서 (102) 에 물방울 (20) 이 부착되어 있지 않고, 손가락 (10) 등도 접근하고 있지 않은 경우에는, 검출 전극 (110) 과 그라운드 전위 사이의 정전 용량 C1a, 및, 검출 전극 (110) 과 실드 전극 (120) 사이의 정전 용량 C2a 는 매우 작다. 따라서, 전류 I1a 및 전류 I2a 도 매우 작아, I1a ≒ I2a ≒ 0, I1a － I2a ≒ 0 이 된다. 그러나 센서 구조에 따라서는 무시할 수 없는 크기가 되는 경우가 있기 때문에, 물방울 (20) 이 부착되어 있지 않고, 또, 손가락 (10) 등도 접근하고 있지 않은 경우의 각각의 전류값의 초기값을 기준값으로 하여 변화분을 검출값으로 한다.
다음으로, 도 9 에 기초하여, 본 실시형태에 있어서의 정전 센서 (102) 의 검출면 (102a) 에 손가락 (10) 등이 접근하고 있는 경우에 대해 설명한다. 이 경우에는, 정전 센서 (102) 의 검출 전극 (110) 에 손가락 등이 접근하기 때문에, 검출 전극 (110) 과 손가락 (10) 등 사이의 정전 용량 C1b 는 C1a 와 비교하여 커지지만, 검출 전극 (110) 과 실드 전극 (120) 사이의 정전 용량 C2b 는 C2a 와 비교하여 커지지는 않는다. 따라서, 정전 용량 C1a 에서 정전 용량 C1b 로의 정전 용량의 증분은 정전 용량 C2a 에서 정전 용량 C2b 로의 증분보다 커지기 때문에, 전류 I1a 에서 전류 I1b 로의 증분은 전류 I2a 에서 전류 I2b 로의 증분보다 커, I1b － I1a ＞ I2b － I2a 가 되고, (I1b － I1a) － (I2b － I2a) ＞ 0 이 된다.
다음으로, 도 10 에 기초하여, 본 실시형태에 있어서의 정전 센서 (102) 의 검출면 (102a) 에 물방울 (20) 이 부착된 경우에 대해 설명한다. 이 경우에는, 정전 센서 (102) 의 검출 전극 (110) 및 실드 전극 (120) 의 근방에 물방울 (20) 이 부착되기 때문에, 검출 전극 (110) 과 접지 전위의 정전 용량 C1c 는 정전 용량 C1a 와 비교하여 약간 커지지만, 검출 전극 (110) 과 실드 전극 (120) 사이의 정전 용량 C2c 는, 정전 용량 C2a 와 비교하여 더욱 커진다. 따라서, 정전 용량 C2a 에서 정전 용량 C2c 로의 증분은 정전 용량 C1a 에서 정전 용량 C1c 로의 증분보다 커지기 때문에, 전류 I2a 에서 전류 I2c 로의 증분 (I2c － I2a) 은 전류 I1a 에서 전류 I1c 로의 증분 (I1c － I1a) 보다 커, (I1c － I1a) ＜ (I2c － I2a) 가 되고, (I1c － I1a) － (I2c － I2a) ＜ 0 이 된다.
임의의 시점에서의 검출 전극 (110) 과 그라운드 전위 사이에 흐르는 전류를 I1 로 하고, 검출 전극 (110) 과 실드 전극 (120) 사이에 흐르는 전류를 전류 I2 로 하면, 전류계 (140) 에서는, 전류 I1 과 전류 I2 의 차를 검출할 수 있다. 또 전류 I1 과 전류 I2 의 기준값을 I1a － I2a 로 하면 그 값을 제어부 (150) 에 기억할 수 있다. 따라서, 전류계 (140) 에 있어서 검출되는 전류를 검출함으로써, 정전 센서 (102) 에 손가락 (10) 등이 접근했는지의 여부, 정전 센서 (102) 에 물방울 (20) 이 부착되었는지의 여부를 검출할 수 있다.
구체적으로는, 임계값 Ith 를 설정하고, (I1 － I1a) － (I2 － I2a) ≒ 0 으로서 I1 과 I2 의 차가 임계값 Ith 이하인 경우, 즉,｜(I1 － I1a) － (I2 － I2a)｜ ≤ Ith 인 경우에는, 정전 센서 (102) 에는, 물방울 (20) 이 부착되어 있지 않고, 또, 손가락 (10) 등도 접근하고 있지 않은 것으로 판단할 수 있다.
또,｜(I1 － I1a) － (I2 － I2a)｜ ＞ Ith 로서, (I1 － I1a) － (I2 － I2a) ＞ 0 인 경우에는, 정전 센서 (102) 에 손가락 (10) 등이 접근한 것으로 판단할 수 있다.
또,｜(I1 － I1a) － (I2 － I2a)｜ ＞ Ith 로서, (I1 － I1a) － (I2 － I2a) ＜ 0 인 경우에는, 정전 센서 (102) 에 물방울 (20) 등이 부착된 것으로 판단할 수 있다.
이상의 판단은, 제어부 (150) 에 있어서 실시할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서의 정전 센서 (102) 에 물방울 (20) 이 부착되어 있는 상태에서, 손가락 (10) 등이 접근하는 경우가 상정되지만, 이와 같은 경우에는, 정전 센서 (102) 에 손가락 (10) 등이 접근한 것이 식별되도록, 검출 전극 (110) 이나 실드 전극 (120) 의 배치나 형상, 교류 전압의 제 1 전압 진폭 Vs1 및 제 2 전압 진폭 Vs2 가 조정되고 있다.
(정전 센서에 의한 검출 방법 2)
다음으로, 본 실시형태에 있어서의 정전 센서의 검출 방법에 대해, 다른 관점에서 하기 (1) 의 수학식에 기초하여 판단을 실시하는 경우에 대해 설명한다.
S ＝ k × [Vs1 × C1 － ｛(Vs2 － Vs1) × C2｝]·····(1)
S 는 전류계 (140) 에 있어서 측정된 전류에 기초하여 얻어지는 검출 신호, Vs1 은 제 1 교류 전원 (131) 으로부터 검출 전극 (110) 에 인가되는 교류의 제 1 전압 진폭, Vs2 는 제 2 교류 전원 (132) 으로부터 실드 전극 (120) 에 인가되는 교류의 제 2 전압 진폭, C1 은 검출 전극 (110) 과 그라운드 전위 사이의 정전 용량, C2 는 검출 전극 (110) 과 실드 전극 (120) 사이의 정전 용량, k 는 정 (正) 의 값의 비례 상수이다.
도 8 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 있어서의 정전 센서 (102) 의 검출면 (102a) 에 물방울 (20) 이 부착되어 있지 않고, 또, 손가락 (10) 등도 접근하고 있지 않은 경우에는, 검출 신호 Sa 는, 하기 (2) 에 나타내는 식에 의해 얻어지는 값이 된다. 이 경우에는, C1a ≒ C2a ≒ 0 이 되도록 조정할 수도 있다. 이 경우에는, Sa ≒ 0 이 된다.
Sa ＝ k × [Vs1 × C1a － ｛(Vs2 － Vs1) × C2a｝]···(2)
또, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 있어서의 정전 센서 (102) 의 검출면 (102a) 에 손가락 (10) 등이 접근하고 있는 경우에는, 검출 신호 Sb 는, 하기 (3) 에 나타내는 식에 의해 얻어지는 값이 된다. 이 경우, 정전 용량 C1b 및 정전 용량 C2b 는 모두 증가하지만, 정전 용량 C1b 의 증가량은 정전 용량 C2b의 증가량과 비교하여 크다. 따라서, C1a ＜＜ C1b, C2a ＜ C2b 이기 때문에, Sb ＞ Sa 가 된다.
Sb ＝ k × [Vs1 × C1b － ｛(Vs2 － Vs1) × C2b｝]···(3)
다음으로, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 있어서의 정전 센서 (102) 의 검출면 (102a) 에 물방울 (20) 이 부착된 경우에는, 검출 신호 Sc 는, 하기 (4) 에 나타내는 식에 의해 얻어지는 값이 된다. 이 경우, 정전 용량 C1c 및 정전 용량 C2c 는 모두 증가하지만, 정전 용량 C2c 의 증가량은 정전 용량 C1c 의 증가량과 비교하여 크다. 따라서, C1a ＜ C1c, C2a ＜＜ C2c 이기 때문에, Sc ＜ Sa 가 된다.
Sc ＝ k × [Vs1 × C1c － ｛(Vs2 － Vs1) × C2c｝]···(4)
이상으로부터, 전류계 (140) 에 의해 측정된 값에 기초하여, 본 실시형태에 있어서의 정전 센서 (102) 에 물방울 (20) 이 부착되었는지, 또는, 손가락 등이 접근했는지를 판단할 수 있다.
즉, 처음에, 본 실시형태에 있어서의 정전 센서 (102) 에 물방울 (20) 이 부착되어 있지 않고, 또, 손가락 등도 접근하고 있지 않은 상태에 있어서, 전류계 (140) 에 의해 측정된 전류에 기초하여 검출 신호 Sa 를 산출하고, 이 검출 신호 Sa 의 값을 제어부 (150) 내의 도시 생략된 기억부에 기억해 둔다. 이 후, 전류계 (140) 에 의해 측정된 값에 기초하여 산출된 검출 신호 S 가, S ＜ Sa 인 경우에는, 본 실시형태에 있어서의 정전 센서 (102) 에 물방울 (20) 이 부착된 것으로 판단할 수 있고, S ＞ Sa 인 경우에는, 본 실시형태에 있어서의 정전 센서 (102) 에 손가락 등이 접근하고 있는 것으로 판단할 수 있다.
또, 본 실시형태는, 손가락 (10) 등에 의한 제스처 조작 등에 의해, 도어 (100) 의 개정 (開錠) 및 시정 (施錠) 을 실시하는 것이어도 된다. 구체적으로는, 본 실시형태에 있어서의 정전 센서 (102) 의 검출면 (102a) 의 근방에 피검출물인 손가락 (10) 등이 접근하고, 이 손가락 (10) 등의 소정의 움직임에 대응하는 검출 전극 (110) 과의 사이의 정전 용량의 변화가 검출된 경우에는, 도어 핸들 (101) 을 개정 또는 시정해도 된다.
(변형예)
다음으로, 본 실시형태에 있어서의 정전 센서의 변형예에 대해 설명한다.
본 실시형태에 있어서의 정전 센서는, 검출 전극 (110) 및 실드 전극 (120) 의 주위에는, 수지 등의 절연체에 의해 형성된 보호막 (160) 이 형성되어 있지만, 도 11 에 나타내는 바와 같이, 실드 전극 (120) 이 형성되어 있는 영역의 검출면 (102a) 의 측이 되는 상면에 개구부 (160a) 를 형성한 것이어도 된다. 보호막 (160) 은, PCB (polychlorinated biphenyl) 등의 수지 재료에 의해 형성되어 있지만, 비유전율은 약 4 로, 물과 비교하여 그다지 높지는 않다. 이 때문에, 실드 전극 (120) 이 형성되어 있는 영역의 상면의 보호막 (160) 을 제거하여 개구부 (160a) 를 형성함으로써, 실드 전극 (120) 에 물방울 (20) 등이 부착된 경우의 정전 용량의 변화를 크게 하여, 검출 감도를 향상시킬 수 있다.
또, 보호막 (160) 의 비유전율이 낮아도, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 실드 전극 (120) 상의 검출면 (102a) 측의 보호막 (160) 의 두께가 얇으면, 정전 용량을 크게 할 수 있다. 즉, 보호막 (160) 의 표면으로부터 검출 전극 (110) 까지의 거리보다, 보호막 (160) 의 표면으로부터 실드 전극 (120) 까지의 거리가 짧으면, 검출 전극 (110) 과 실드 전극 (120) 사이의 정전 용량은 상대적으로 커진다. 따라서, 검출 전극 (110) 의 상면을 덮고 있는 검출면 (102a) 측의 보호막 (160) 의 두께 t1 보다, 실드 전극 (120) 의 상면을 덮고 있는 검출면 (102a) 측의 보호막 (160) 의 두께 t2 를 얇게 해도 된다. 이 경우, 예를 들어, 검출 전극 (110) 의 상면을 덮고 있는 보호막 (160) 의 두께 t1 을 약 3 ㎜ 로 하고, 실드 전극 (120) 의 상면을 덮고 있는 보호막 (160) 의 두께 t2 를 약 1 ㎜ 로 해도 된다.
또, 이 경우, 도 13 에 나타내는 바와 같이, 검출 전극 (110) 의 주위의 상방에, 실드 전극 (120) 이 일부 중첩되도록 형성해도 된다. 즉, 정전 센서를 검출면 (102a) 측으로부터 상면에서 보았을 경우, 검출 전극 (110) 의 주위의 일부와 실드 전극 (120) 이 중첩되어 있어도 된다. 또한, 검출 전극 (110) 과 실드 전극 (120) 사이는 보호막 (160) 에 의해 절연되어 있다.
또, 본 실시형태에 있어서의 정전 센서는, 도 14a 및 도 14b 에 나타내는 바와 같이, 검출 전극 (110) 의 주위 뿐만 아니라, 검출 전극 (110) 의 검출면 (102a) 측에 있어서, 검출 전극 (110) 의 일부를 가로세로로 가로지르도록, 실드 전극 (120) 을 형성해도 된다. 즉, 실드 전극 (120) 은, 검출 전극 (110) 의 검출면 (102a) 측에 격자상으로 형성되어 있는 것이어도 된다. 또한, 도 14a 는, 이 정전 센서를 상면 측에서 본 검출 전극 (110) 및 실드 전극 (120) 의 배치를 나타내는 도면이고, 도 14b 는, 도 14a 에 있어서의 일점쇄선 14A-14B 에 있어서 절단한 단면도이다.
나아가서는, 도 15 에 나타내는 바와 같이, 검출 전극 (110) 의 주위에 형성된 실드 전극 (120) 의 내측에, 추가로, 1 또는 2 이상의 실드 전극 (121) 을 형성해도 된다. 즉, 실드 전극 (121) 은, 검출 전극 (110) 의 검출면 (102a) 측에, 1 또는 2 이상 형성되어 있는 것이어도 된다. 또한, 도 15 에 나타내는 정전 센서에서는, 실드 전극 (120) 과 실드 전극 (121) 은, 정전 센서의 외측에서 전기적으로 접속되어 있다.
〔제 2 실시형태〕
다음으로, 제 2 실시형태에 있어서의 정전 센서에 대해 설명한다. 본 실시형태에 있어서의 정전 센서는, 도 16 에 나타내는 바와 같이, 검출면 (102a) 과는 반대측의 검출 전극 (110) 의 이면 측을 덮도록, 배면 실드 전극 (122) 을 형성한 구조의 것이다. 이와 같은 배면 실드 전극 (122) 을 형성함으로써, 검출 전극 (110) 의 이면 측으로부터의 노이즈를 차단할 수 있어, 검출 감도를 향상시킬 수 있다. 또한, 실드 전극 (120) 과 배면 실드 전극 (122) 은 접속되어 있어도 된다.
또한, 본 실시형태에 있어서의 정전 센서는, 도 17 에 나타내는 바와 같이, 검출 전극 (110) 의 검출면 (102a) 의 측이 되는 상면 측을 제외하고, 실드 전극 (120) 에 의해 둘러싼 구조의 것이어도 된다. 이로써, 배면 실드 전극 (122) 도 실드 전극 (120) 과 일체로 형성할 수 있고, 또, 정전 센서의 측면 측으로부터의 노이즈의 영향도 억제할 수 있다.
또한, 상기 이외의 내용에 대해서는, 제 1 실시형태와 동일하다.
이상, 실시형태에 대해 상세히 서술했지만, 특정한 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 청구범위에 기재된 범위 내에 있어서, 여러 가지의 변형 및 변경이 가능하다.
또한, 본 국제 출원은, 2017년 10월 4일에 출원한 일본 특허출원 제2017-194297호에 기초하는 우선권을 주장하는 것으로, 그 출원의 전체 내용은 본 국제 출원에 원용한다.
10 : 손가락
20 : 물방울
100 : 도어
101 : 도어 핸들
102 : 정전 센서
110 : 검출 전극 (제 1 전극)
120 : 실드 전극 (제 2 전극)
131 : 제 1 교류 전원
132 : 제 2 교류 전원
140 : 전류계
150 : 제어부
160 : 보호막

Claims (15)

  1. 검출 전극과,
    상기 검출 전극의 주위에 형성된 실드 전극과,
    상기 검출 전극에 접속되어 있고, 제 1 전압 진폭의 교류를 발생시키는 제 1 교류 전원과,
    상기 실드 전극에 접속되어 있고, 제 2 전압 진폭의 교류를 발생시키는 제 2 교류 전원과,
    상기 제 1 교류 전원으로부터 상기 검출 전극에 흐르는 전하량을 측정하는 전하량 측정부와,
    상기 전하량 측정부에 접속되어 있는 제어부를 갖고,
    상기 제 1 교류 전원에 있어서 발생시키는 교류와 상기 제 2 교류 전원에 있어서 발생시키는 교류는, 동일 주파수, 또한, 동 위상이고,
    상기 제 2 교류 전원에 있어서 발생시키는 교류 전압의 제 2 전압 진폭은, 상기 제 1 교류 전원에 있어서 발생시키는 교류 전압의 제 1 전압 진폭보다 크고,
    상기 검출 전극과 피검출물 사이의 정전 용량의 변화에 기초하여 검출면의 측에 있어서의 상기 피검출물을 검출하는 것을 특징으로 하는 정전 센서.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 전하량 측정부에 있어서 측정된 전하의 이동량에 기초하여 얻어진 검출 신호가, 소정의 값보다 작은 경우에는, 상기 검출면에 물이 부착된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 정전 센서.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 전하량 측정부에 있어서 측정된 전하의 이동량에 기초하여 얻어진 검출 신호가, 소정의 값보다 큰 경우에는, 상기 검출면에 피검출물이 접근한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 정전 센서.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 교류 전원으로부터 상기 검출 전극에 인가되는 교류의 제 1 전압 진폭을 Vs1 로 하고, 상기 제 2 교류 전원으로부터 상기 실드 전극에 인가되는 교류의 제 2 전압 진폭을 Vs2 로 하고, 상기 검출 전극과 그라운드 전위 사이의 정전 용량을 C1 로 하고, 상기 검출 전극과 상기 실드 전극 사이의 정전 용량을 C2 로 했을 경우에, k 를 정의 비례 상수로 하면,
    검출 신호 S 는,
    S ＝ k × [Vs1 × C1 － ｛(Vs2 － Vs1) × C2｝]
    로부터 얻어지는 값으로서,
    상기 제어부는, 상기 검출 신호 S 가, 소정의 값보다 작을 때에는, 상기 검출면에 물이 부착되어 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 정전 센서.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 검출 전극 및 상기 실드 전극은, 절연체에 의해 형성된 보호막에 의해 덮여 있는 것을 특징으로 하는 정전 센서.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 보호막의 표면으로부터 상기 검출 전극까지의 거리보다, 상기 보호막의 표면으로부터 상기 실드 전극까지의 거리가 짧은 것을 특징으로 하는 정전 센서.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 실드 전극의 상기 검출면 측은, 상기 보호막이 제거되어 있는 것을 특징으로 하는 정전 센서.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 검출면 측으로부터 상면에서 보았을 경우, 상기 실드 전극과 상기 검출 전극이 중첩되는 부분이 존재하고 있는 것을 특징으로 하는 정전 센서.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 실드 전극은, 상기 검출 전극의 상방에 격자상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 정전 센서.
  10. 제 5 항에 있어서,
    상기 검출 전극의 상방에는, 상기 검출 전극의 주위에 형성된 상기 실드 전극과,
    상기 실드 전극의 내측에 형성된 1 또는 2 이상의 다른 실드 전극을 갖고,
    상기 실드 전극과 상기 다른 실드 전극은 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 정전 센서.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 검출 전극의 상방에는, 상기 검출 전극의 주위에 형성된 상기 실드 전극과,
    상기 실드 전극의 내측에 형성된 1 또는 2 이상의 다른 실드 전극을 갖고,
    상기 실드 전극과 상기 다른 실드 전극은 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 정전 센서.
  12. 제 5 항에 있어서,
    상기 검출 전극의 상기 검출면과는 반대측에는, 배면 실드 전극이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 정전 센서.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 실드 전극과 상기 배면 실드 전극은 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 정전 센서.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 기재된 정전 센서를 갖는 도어 핸들.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 정전 센서의 검출면의 근방에 피검출물이 접근하고, 상기 피검출물의 움직임에 대응하는 상기 검출 전극과의 사이의 정전 용량의 소정의 변화를 검출한 경우에는, 상기 도어 핸들을 개정 또는 시정하는 것을 특징으로 하는 도어 핸들.

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