WO2015093006A1 - 静電検出センサ - Google Patents

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WO2015093006A1
WO2015093006A1 PCT/JP2014/006127 JP2014006127W WO2015093006A1 WO 2015093006 A1 WO2015093006 A1 WO 2015093006A1 JP 2014006127 W JP2014006127 W JP 2014006127W WO 2015093006 A1 WO2015093006 A1 WO 2015093006A1
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WO
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sensor electrode
sensitivity
sensor
electrode
electrostatic detection
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/006127
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English (en)
French (fr)
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枝里香 澤田
琢磨 別司
祥 園田
田中　秀和
正廣 大原
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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Publication date
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B81/00—Power-actuated vehicle locks
    • E05B81/54—Electrical circuits
    • E05B81/64—Monitoring or sensing, e.g. by using switches or sensors
    • E05B81/76—Detection of handle operation; Detection of a user approaching a handle; Electrical switching actions performed by door handles
    • E05B81/77—Detection of handle operation; Detection of a user approaching a handle; Electrical switching actions performed by door handles comprising sensors detecting the presence of the hand of a user
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/96—Touch switches
    • H03K17/962—Capacitive touch switches
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/94—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated
    • H03K2217/96—Touch switches
    • H03K2217/9607—Capacitive touch switches
    • H03K2217/960755—Constructional details of capacitive touch and proximity switches
    • H03K2217/96078—Sensor being a wire or a strip, e.g. used in automobile door handles or bumpers

Definitions

  • the present invention relates to an electrostatic detection sensor mounted in a door handle of a vehicle or various electronic devices.
  • An increasing number of electronic devices are equipped with a capacitive touch panel or electrostatic detection sensor in their operation units.
  • a smart phone is a representative mobile communication device.
  • an electrostatic detection sensor is mounted in a vehicle door handle, and the door handle is unlocked according to the detection result of the electrostatic detection sensor. Things have come to be proposed.
  • Patent Document 1 discloses a door handle having a structure in which a handle housing is movably attached to a vehicle body and an electrostatic detection sensor is provided inside the handle housing, and a detection flow for detecting the presence or absence of an operation state on the door handle. Etc. are described.
  • FIG. 9 is a plan view of a conventional electrostatic detection sensor disclosed in Patent Document 1.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the detection flow of the electrostatic detection sensor.
  • the sensor body of the electrostatic detection sensor has a configuration in which a rectangular first electrode 1 and a second electrode 2 surrounded by a line with a space therebetween are provided. .
  • the capacitance formed between the first electrode 1 and the second electrode 2 and a nearby conductor changes.
  • the operation state is detected by sequentially performing the processes 101 to 107 according to the detection flow shown in FIG.
  • the electrostatic detection sensor includes a sensor body having an inner sensor electrode and an outer sensor electrode that surrounds the inner sensor electrode away from the inner sensor electrode.
  • the control unit obtains the first sensitivity corresponding to the capacitance of the sensor body in a state where the inner sensor electrode and the outer sensor electrode are connected.
  • the control unit obtains a second sensitivity corresponding to the capacitance of the inner sensor electrode.
  • the control unit applies a driving voltage to the inner sensor electrode to obtain a third sensitivity corresponding to the capacitance of the outer sensor electrode.
  • the control unit determines whether or not the object is close to the sensor body based on the first sensitivity, the second sensitivity, and the third sensitivity.
  • This electrostatic detection sensor can detect an object with high accuracy.
  • FIG. 1A is a plan view of an electrostatic detection sensor according to an embodiment.
  • 1B is a cross-sectional view of the electrostatic detection sensor shown in FIG. 1A taken along line 1B-1B.
  • FIG. 2 is a perspective view of the electrostatic detection sensor according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a connection state between the electrostatic detection sensor and the control unit according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a perspective view of a door handle on which the electrostatic detection sensor according to the embodiment is mounted.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a detection flow of the electrostatic detection sensor according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a plan view showing a state in which water droplets are attached on the sensor body of the electrostatic detection sensor according to the embodiment.
  • FIG. 1A is a plan view of an electrostatic detection sensor according to an embodiment.
  • 1B is a cross-sectional view of the electrostatic detection sensor shown in FIG. 1A taken along line 1B-1B.
  • FIG. 2
  • FIG. 7 is a plan view of another sensor body of the electrostatic detection sensor according to the embodiment.
  • FIG. 8 is a plan view of still another sensor body of the electrostatic detection sensor according to the embodiment.
  • FIG. 9 is a plan view of a conventional electrostatic detection sensor.
  • FIG. 10 is a diagram showing a detection flow of a conventional electrostatic detection sensor.
  • FIG. 1A is a plan view of an electrostatic detection sensor 10 according to an embodiment.
  • 1B is a cross-sectional view taken along line 1B-1B of the electrostatic detection sensor 10 shown in FIG. 1A.
  • the electrostatic detection sensor 10 includes a wiring board 12, a connector 13 disposed on the wiring board 12, and a sensor body 15 disposed on a surface 12 ⁇ / b> A of the wiring board 12.
  • the wiring board 12 has an elongated shape in the longitudinal direction D50.
  • the wiring board 12 has an electric circuit portion and an antenna portion disposed on a surface 12B opposite to the surface 12A on which the sensor body 15 is disposed. Further, a harness extending from the connector 13 extends outward.
  • the sensor body 15 disposed on the surface 12A of the wiring board 12 includes an inner sensor electrode 21, an outer sensor electrode 31 disposed around the inner sensor electrode 21 away from the inner sensor electrode 21, and the inner sensor electrode 21 and the outer sensor electrode 15.
  • the spacer 16 is made of an insulating material interposed between the sensor electrodes 31.
  • the inner sensor electrode 21 has a ring shape surrounding the central hole 22 elongated in the longitudinal direction D50, and includes electrode portions 23 and 24 elongated in the longitudinal direction D50 and electrode portions 121 and 221 connecting the electrode portions 23 and 24. Become.
  • the electrode portions 23 and 24 are arranged in a direction D51 perpendicular to the longitudinal direction D50 with the central hole 22 therebetween.
  • the electrode portions 121 and 221 connect the electrode portions 23 and 24 at the end portions 122 and 222 of the central hole 22 in the longitudinal direction D50.
  • the electrode portions 23 and 24 have the same width dimension in the direction D51 and have a curved shape that is a wave shape that curves in the same direction along the longitudinal direction D50 of the wiring board 12. Therefore, the center hole 22 also has a curved shape that is a wave shape having a constant width in the direction D51 along the longitudinal direction D50.
  • an outer sensor electrode 31 surrounding the outer periphery of the inner sensor electrode 21 is disposed at a predetermined interval from the inner sensor electrode 21.
  • the outer sensor electrode 31 substantially completely surrounds the inner sensor electrode 21.
  • the outer sensor electrode 31 may be provided with a minute gap that cuts the circumference surrounding the inner sensor electrode 21.
  • the outer sensor electrode 31 has a center hole 32 elongated in the longitudinal direction D50, has an annular shape elongated in the longitudinal direction D50, and connects the electrode portions 33, 34 and the electrode portions 33, 34 along the longitudinal direction D50. It consists of electrode parts 131 and 231 to be operated. The electrode portions 33 and 34 are arranged in a direction D51 perpendicular to the longitudinal direction D50 with the central hole 32 interposed therebetween. The electrode portions 131 and 231 connect the electrode portions 33 and 34 at the end portions 132 and 232 of the central hole 32 in the longitudinal direction D50.
  • the inner sensor electrode 21 is located in the central hole 32 of the outer sensor electrode 31.
  • the electrode part 33 along the longitudinal direction D50 of the outer sensor electrode 31 is adjacent to the outer side of the electrode part 23 of the inner sensor electrode 21 at regular intervals.
  • the inner edge of the electrode part 33 has the same corrugated curved shape as the outer edge of the electrode part 23, and a gap having a certain width in the direction D51 is formed between them.
  • the electrode part 34 along the longitudinal direction D50 of the outer sensor electrode 31 is adjacent to the outer side of the electrode part 24 of the inner sensor electrode 21 with a constant interval, similarly to the electrode part 33.
  • the inner edge of the electrode part 34 has the same corrugated curved shape as the outer edge of the electrode part 24, and a gap having a certain width in the direction D51 is formed between them.
  • the width in the direction D51 of the gap between the electrode portions 23 and 33 and the width in the direction D51 of the gap between the electrode portions 24 and 34 are the same.
  • the gap width is preferably as small as possible.
  • the width of the electrode portions 23 and 24 in the direction D51 is preferably set to be equal to or greater than the width of the direction D51 in the electrode portions 33 and 34 adjacent to them.
  • a ground layer 92 parallel to the surface 12A is provided inside the wiring board 12.
  • the ground layer 92 is connected to the ground potential.
  • the method for attaching the sensor body 15 to the wiring board 12 is not particularly limited.
  • FIG. 2 is a perspective view of another electrostatic detection sensor 40 in the embodiment. 2, the same reference numerals are assigned to the same portions as those of the electrostatic detection sensor 10 shown in FIGS. 1A and 1B.
  • the electrostatic detection sensor 40 includes the electrostatic detection sensor 10 illustrated in FIGS. 1A and 1B and a resin 40A that covers the electrostatic detection sensor 10.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a connection state between the electrostatic detection sensor 10 (40) and the control unit 45.
  • the electrostatic detection sensor 10 (40) having the sensor body 15 is mounted by being connected to the control unit 45 on the apparatus side or the main body side via the harness of the connector 13.
  • FIG. 4 is a perspective view of the vehicle body 50A and the door handle 50B of the vehicle 50C on which the electrostatic detection sensor 40 is mounted.
  • the door handle 50B has a handle housing 50.
  • the electrostatic detection sensor 10 (40) is mounted in the handle housing 50. At this time, the electrostatic detection sensor 10 (40) is arranged and mounted in a state where the harness of the connector 13 is connected to the control unit 45. At that time, when the electrostatic detection sensor 10 (40) is used for unlocking the door handle, the electrostatic detection sensor 10 (40) is the sensor body 15, that is, the wiring board 12 shown in FIGS. 1A and 1B. Is accommodated in the handle housing 50 so that the surface 12A faces the vehicle body 50A. The electrostatic detection sensor 10 (40) detects whether or not an object 91 such as a finger is close to the sensor body 15.
  • FIG. 5 is a flowchart of the operation of the electrostatic detection sensor 10 (40).
  • the control unit 45 applies a drive voltage to the inner sensor electrode 21 and the outer sensor electrode to obtain a sensitivity corresponding to the capacitance of the inner sensor electrode 21. Scan the electrodes.
  • the sensor body 15 When the electrostatic detection sensor 10 (40) is turned on, the sensor body 15 performs a combined scan even in a non-operating state where the electrostatic detection sensor 10 (40) is not operated (process 200).
  • the control unit 45 applies a driving voltage to the inner sensor electrode 21 and the outer sensor electrode 31 in a state where the inner sensor electrode 21 and the outer sensor electrode 31 are electrically connected, and the inner sensor electrodes connected to each other.
  • the sensor body 15 is scanned so as to obtain the first sensitivity corresponding to the capacitance of the sensor body 15 that is 21 and the outer sensor electrode 31.
  • the combined scan is performed to determine whether or not there is an object close to the sensor body 15.
  • the handle housing 50 of the door handle 50B is removed.
  • the finger approaches the sensor body 15 located between them, and the first sensitivity obtained from the sensor body 15 by the combined scan increases.
  • the control unit 45 compares the first sensitivity with a preset first threshold (process 201), and the object close to the sensor body 15 when the first sensitivity is greater than the first threshold ("Yes” in process 201). Judge that there is.
  • the control unit 45 performs the combined scan that is the process 200.
  • the control unit 45 performs the processes 200 and 201 to determine whether or not there is an object close to the sensor body 15. Therefore, the processes 200 and 201 are repeated at predetermined time intervals until it is determined in the process 201 that there is an object close to the sensor body 15. By setting this time interval to about 30 ms, it is possible to prevent the user from feeling uncomfortable when operating the object 91 such as a finger. Furthermore, when the coupling scan is repeated at this time interval after a certain coupling scan, the control unit 45 does not apply or scan the drive voltage during the period from the end of a certain coupling scan to the start of the next coupling scan. By setting the electrostatic detection sensor 10 (40) to the sleep state, it is possible to reduce power consumption until it is determined by the process 201 that there is an object close to the sensor body 15. Note that the time interval for intermittently performing the combined scan is set as appropriate.
  • the control unit 45 determines that there is an object close to the sensor body 15 by the process 201 (“Yes” of the process 201), the control unit 45 sets the outer sensor electrode 31 to the ground (GND) potential, and sets the inner sensor.
  • the electrode 21 is scanned to operate so as to obtain the second sensitivity corresponding to the capacitance of the inner sensor electrode 21. (Process 202). That is, in the process 202, the control unit 45 applies the drive voltage to the inner sensor electrode 21 while the inner sensor electrode 21 and the outer sensor electrode 31 are disconnected, and sets the outer sensor electrode 31 to the ground potential. Operates to obtain 2 sensitivities.
  • the sensor body 15 is arranged in the handle housing 50 so as to face the vehicle body 50A. Therefore, when the inner sensor electrode 21 is scanned, the electric field from the inner sensor electrode 21 extends to the outside of the sensor body 15, for example, the outer design surface on which plating that does not face the vehicle body 50 ⁇ / b> A of the handle housing 50 is applied. May reach. As a result, there is a possibility that a malfunction may occur in which it is determined that the object 91 is close to the design surface of the handle housing 50 when the object 91 is in contact with the design surface.
  • the outer sensor electrode 31 is set to the ground (GND) potential in the process 202, the electric field from the inner sensor electrode 21 is cut off and the handle housing 50 is cut off. The malfunction can be suppressed without the electric field being radiated outside.
  • a conductive member such as metal coating or plating may be provided on the design surface of the handle housing 50, thereby reducing restrictions on the design surface.
  • the control unit 45 compares the second sensitivity of the inner sensor electrode 21 obtained by the process 202 with a preset second threshold value (process 203). When the second sensitivity is not greater than the second threshold value in the process 203 (“No” in process 203), the control unit 45 performs a combined scan of the sensor body 15 in the process 200.
  • Processes 202 and 203 are performed to check whether there is an object in the vicinity of the position corresponding to the sensor body 15.
  • the position corresponding to the sensor body 15 is a position between the surface of the sensor body 15 facing the vehicle body 50A and the vehicle body 50A, or the position on the sensor body 15 facing the vehicle body 50A of the handle housing 50.
  • the adjacent object refers to an object 91 such as a finger or a conductive object such as water during car washing or rain.
  • the second sensitivity is not greater than the second threshold value, and therefore, the combined scan to the sensor body 15 is repeated ( Return to process 200).
  • the control unit 45 applies the drive voltage to the inner sensor electrode 21 to drive the inner sensor electrode 21 and The sensor electrode 31 is scanned to obtain a third degree of winding corresponding to the capacitance of the outer sensor electrode 31 (process 204). That is, the control unit 45 applies the driving voltage to the inner sensor electrode 21 and applies the driving voltage to the outer sensor electrode 31 in a state where the inner sensor electrode 21 and the outer sensor electrode 31 are disconnected. A third sensitivity corresponding to the electrostatic capacity is obtained.
  • the drive voltage applied to the inner sensor electrode 21 is preferably the same as the drive voltage applied to the outer sensor electrode 31.
  • control part 45 compares the 3rd sensitivity obtained by the scan of the outer side sensor electrode 31 by the process 204 with the preset 3rd threshold value (process 205). If the third sensitivity is not greater than the third threshold value in the process 205 (“No” in the process 205), the control unit 45 returns to the state where the combined scan of the sensor body 15 is performed (process 200). If the third sensitivity is greater than the third threshold value, the process proceeds to the next process 206. Processes 204 and 205 are a part of the condition for determining whether or not the object 91 is the object 91 such as a finger and is being operated on the object 91 in the next process 206. Is going. When the third sensitivity is not greater than the third threshold value, the state returns to the state where the combined scan to the sensor body 15 is repeated.
  • control unit 45 compares the first sensitivity obtained in the process 200 with the second sensitivity obtained in the process 202.
  • the first sensitivity is compared with the third sensitivity obtained in the process 204 (process 206).
  • the object close to the sensor body 15 is the user's finger or the like. In other words, it is determined that the electrostatic detection sensor 10 (40) is not in operation, and a combined scan of the sensor body 15 is performed in process 200.
  • the control unit 45 determines that the object close to the sensor body 15 is the object 91 such as a finger ("No" in process 206), and the electrostatic detection sensor 10 ( 40) is determined to be operated.
  • the determination operation in the process 206 will be described below.
  • the position corresponding to the inside of the sensor body 15, that is, on the surface of the sensor body 15 facing the vehicle body 50 ⁇ / b> A described above The first sensitivity by the combined scan in the process 200 becomes the highest from the first sensitivity to the third winding degree regardless of whether water is present on the portion covering the sensor body 15.
  • the position corresponding to the inside of the sensor body 15 is in the state of being operated on the object 91, either the second sensitivity from the inner sensor electrode 21 or the third sensitivity from the outer sensor electrode 31 is the first. Greater than 1 sensitivity. Focusing on this, it is determined that there is a finger as the object 91 by incorporating the state change as processing 206 into the detection flow. In addition, since the finger brings about the same state change even when wearing gloves, it can be detected in the same manner.
  • the control unit 45 becomes the object 91 regardless of whether or not the sensor body 15 is directly or indirectly covered with water or water is flowing. It is possible to accurately detect that the sensor body 15 is being operated with a finger.
  • the state change from the first sensitivity to the third sensitivity is described using the object 91 as a finger.
  • the control unit 45 obtains the same state change from the first sensitivity to the third sensitivity even for the object 91 other than the finger. If detected, the object 91 can be detected.
  • control unit 45 performs a predetermined operation such as unlocking the door handle (process 207).
  • the control unit 45 obtains the first sensitivity corresponding to the capacitance of the sensor body 15 in a state where the inner sensor electrode 21 and the outer sensor electrode 31 are connected.
  • the controller 45 obtains the second sensitivity corresponding to the capacitance of the inner sensor electrode 21.
  • the controller 45 applies the first drive voltage to the inner sensor electrode 21 to obtain the third sensitivity corresponding to the capacitance of the outer sensor electrode 31.
  • the controller 45 determines whether or not the object 91 is close to the sensor body 15 based on the first sensitivity, the second sensitivity, and the third sensitivity.
  • the control unit 45 may operate so as to determine that the object 91 is close to the sensor body 15 when at least one of the second sensitivity and the third sensitivity is equal to or lower than the first sensitivity.
  • the controller 45 has a first sensitivity, a second sensitivity, and a third sensitivity that are greater than the first threshold, the second threshold, and the second threshold, respectively, and at least one of the second sensitivity and the third sensitivity is the first sensitivity. You may operate
  • the control unit 45 may operate so as to determine that the object 91 is not close to the sensor body 15 when the second sensitivity and the third sensitivity are greater than the first sensitivity.
  • the control unit 45 applies the driving voltage to the inner sensor electrode 21 in a state where the inner sensor electrode 21 and the outer sensor electrode 31 are disconnected, and sets the outer sensor electrode 31 to the ground potential so as to obtain the second sensitivity. It may work.
  • the control unit 45 applies the second drive voltage to the inner sensor electrode 21 and the outer sensor electrode 31 in a state where the inner sensor electrode 21 and the outer sensor electrode 31 are connected to each other. Get sensitivity.
  • the controller 45 applies the third drive voltage to the inner sensor electrode 21 in a state where the inner sensor electrode 21 and the outer sensor electrode 31 are disconnected, and obtains the second sensitivity.
  • the controller 45 applies the first drive voltage to the inner sensor electrode 21 and the fourth drive voltage to the outer sensor electrode 31 with the inner sensor electrode 21 and the outer sensor electrode 31 disconnected. A third sensitivity is obtained.
  • the control unit 45 applies the third drive voltage to the inner sensor electrode 21 in a state where the inner sensor electrode 21 and the outer sensor electrode 31 are disconnected, and sets the outer sensor electrode 31 to the ground potential to increase the second sensitivity. It may operate to obtain.
  • the first drive voltage applied to the inner sensor electrode 21 and the fourth drive voltage applied to the outer sensor electrode 31 may be the same.
  • the controller 45 applies the first drive voltage to the inner sensor electrode 21 and the second drive voltage to the outer sensor electrode 31 with the inner sensor electrode 21 and the outer sensor electrode 31 disconnected. You may operate to obtain the third sensitivity.
  • the first drive voltage applied to the inner sensor electrode 21 and the second drive voltage applied to the outer sensor electrode 31 may be the same.
  • the door handle of a vehicle may be exposed to water during rain or car wash, and when that water is flowing on the handle housing or when the water is immersed in the door handle and the sensor body is covered with that water. It may be covered or flow over the sensor body.
  • the finger in the detection flow of the conventional electrostatic detection sensor disclosed in Patent Document 1 shown in FIG. 10, the finger may not be detected even if the finger is operated to a position corresponding to the sensor body.
  • the electrostatic detection sensor 10 (40) having the sensor body 15 according to the embodiment when the object 91 such as a finger is brought close to the sensor body 15, the sensor body 15 is covered with water.
  • FIG. 6 is a plan view showing a state in which water droplets are attached on the sensor body 15 of the electrostatic detection sensor 10 (40).
  • the outer edge of the inner sensor electrode 21 of the sensor body 15 and the inner edge of the outer sensor electrode 31 facing the inner edge are formed into the above-described waveform of the waveform.
  • the water easily becomes a water droplet 60 straddling the outer edge of the inner sensor electrode 21 and the inner edge of the outer sensor electrode 31 as shown in FIG. 6.
  • the first sensitivity obtained in the process 201 is within a noise level smaller than the first threshold, and the control unit 45 Is preferable because it does not shift to the subsequent processing 202 and thereafter.
  • the central hole 22 of the inner sensor electrode 21 is provided to reduce the area of the inner sensor electrode 21 itself that overlaps with the ground layer 92 (see FIG. 1B) included in the wiring board 12. That is, when the inner sensor electrode 21 has a large area and overlaps the ground layer of the wiring board, the electric field of the inner sensor electrode 21 is absorbed by the ground layer 92 of the wiring board 12 correspondingly.
  • the central sensor 22 is formed as the inner sensor electrode 21 so that the area overlapping the ground layer 92 of the wiring board is small, the electric field from the inner sensor electrode 21 can be formed large, and the sensitivity is good.
  • the electrostatic detection sensor 10 (40) is obtained.
  • FIG. 7 is a plan view of another sensor body 15A of the electrostatic detection sensor 10 (40) according to the embodiment. 7, the same reference numerals are assigned to the same parts as those of the sensor body 15 shown in FIGS. 1A, 1B and 6.
  • the sensor body 15A includes an inner sensor electrode 21A and an outer sensor electrode 31A instead of the inner sensor electrode 21 and the outer sensor electrode 31 of the sensor body 15 shown in FIGS. 1A, 1B, and 6.
  • the outer edge of the inner sensor electrode 21 ⁇ / b> A and the inner edge of the outer sensor electrode 31 ⁇ / b> A facing the outer edge are a plurality of rectangular shapes that are continuous along the longitudinal direction D ⁇ b> 50.
  • the inner sensor electrode 21A may be configured so that a large electric field is obtained by appropriately providing a central hole extending in the longitudinal direction D50.
  • FIG. 8 is a plan view of another sensor body 15B of the electrostatic detection sensor 10 (40) according to the embodiment. 8, the same reference numerals are assigned to the same parts as those of the sensor body 15 shown in FIGS. 1A, 1B, and 6.
  • the sensor body 15B includes an inner sensor electrode 21B and an outer sensor electrode 31B instead of the inner sensor electrode 21 and the outer sensor electrode 31 of the sensor body 15 shown in FIGS. 1A, 1B, and 6.
  • the outer edge of the inner sensor electrode 21B and the inner edge of the outer sensor electrode 31B facing the outer edge are both linear along the longitudinal direction D50.
  • the interval between the inner sensor electrode 21 and the outer sensor electrode 31 is set so that water droplets are easily formed across the inner sensor electrode 21 and the outer sensor electrode 31.
  • the shape of the sensor body 15B is an advantageous shape from the viewpoint of component productivity and yield.
  • the main structural idea of the electrostatic detection sensor 10 is that the sensor body 15 (15A, 15B) is provided, and other structural parts may be appropriately changed.
  • the outer shape of the sensor body 15 (15A, 15B) may be other than a long one extending in the longitudinal direction D50.
  • the detection flow according to FIG. 5 used in the electrostatic detection sensor 10 (40) can also be applied to the configuration of the prior art.
  • the detection flow according to FIG. 5 can be applied to all sensor bodies in which the outer sensor electrodes are disposed surrounding the inner sensor electrodes with a space therebetween.
  • the interval between the inner sensor electrode and the outer sensor electrode may be other than a constant interval.
  • the electrostatic detection sensor 10 is capable of accurately detecting the operation state of the object 91 such as a finger including a state where water has been applied.
  • the object 91 such as a finger including a state where water has been applied.
  • it may be mounted on home appliances such as washing machines, portable information communication devices, information terminal devices, various electronic devices such as cameras, and door knobs at the entrance in the case of housing. Or you may mount in the various electronic devices with low possibility of getting water.
  • the electrostatic detection sensor according to the present invention can detect an object with high accuracy and is useful in a door handle of a vehicle or various electronic devices.

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)

Abstract

　静電検出センサは、内側センサ電極と、内側センサ電極から離れて内側センサ電極を囲む外側センサ電極とを有するセンサ体を備える。制御部は、内側センサ電極と外側センサ電極とを接続した状態で、センサ体の静電容量に対応する第１感度を得る。制御部は、内側センサ電極の静電容量に対応する第２感度を得る。制御部は、内側センサ電極に駆動電圧を印加して、外側センサ電極の静電容量に対応する第３感度を得る。制御部は、第１感度と第２感度と第３感度に基づいて、対象物がセンサ体に近接しているか否かを判定する。この静電検出センサは対象物を精度良く検出できる。

Description

静電検出センサ
　本発明は、車両のドアハンドル内や各種電子機器などに搭載される静電検出センサに関する。
　各種電子機器は、その操作部に静電容量式タッチパネルや静電検出センサを搭載したものが増えてきた。例えば、移動体通信機器ではスマートフォンが代表としてあげられ、また近年では、車両のドアハンドル内に静電検出センサを搭載して、静電検出センサによる検出結果に応じてドアハンドルのアンロックを行うものなどが提案されるようになっている。
　特許文献１には、車体に対してハンドル筐体が可動に装着され、そのハンドル筐体の内部に静電検出センサを備えさせた構成のドアハンドルや、ドアハンドルへの操作状態有無の検出フローなどが記載されている。
　図９は特許文献１に開示されている従来の静電検出センサの平面図である。図１０はこの静電検出センサの検出フローを説明する図である。
　静電検出センサのセンサ体としては、図９に示すように、矩形状の第１電極１と、その周囲に間隔をあけて線状で囲む第２電極２とを備えた構成になっている。このセンサ体に応じた位置を使用者が指等で操作すると、第１電極１および第２電極２が近傍の導体との間に形成する静電容量が変化する。その変化を、図１０に示す検出フローに沿って処理１０１～１０７を順に行うことにより、操作状態を検出する。
特開２０１３－１１３６２６号公報
　静電検出センサは、内側センサ電極と、内側センサ電極から離れて内側センサ電極を囲む外側センサ電極とを有するセンサ体を備える。
　制御部は、内側センサ電極と外側センサ電極とを接続した状態で、センサ体の静電容量に対応する第１感度を得る。制御部は、内側センサ電極の静電容量に対応する第２感度を得る。制御部は、内側センサ電極に駆動電圧を印加して、外側センサ電極の静電容量に対応する第３感度を得る。制御部は、第１感度と第２感度と第３感度に基づいて、対象物がセンサ体に近接しているか否かを判定する。
　この静電検出センサは対象物を精度良く検出できる。
図１Ａは実施の形態による静電検出センサの平面図である。 図１Ｂは図１Ａに示す静電検出センサの線１Ｂ－１Ｂにおける断面図である。 図２は実施の形態による静電検出センサの斜視図である。 図３は実施の形態による静電検出センサと制御部との接続状態を示す模式図である。 図４は実施の形態による静電検出センサが搭載されるドアハンドルの斜視図である。 図５は実施の形態による静電検出センサの検出フローを示す図である。 図６は実施の形態による静電検出センサのセンサ体上に水滴が付いた状態を示す平面図である。 図７は実施の形態による静電検出センサの他のセンサ体の平面図である。 図８は実施の形態による静電検出センサのさらに他のセンサ体の平面図である。 図９は従来の静電検出センサの平面図である。 図１０は従来の静電検出センサの検出フローを示す図である。
　図１Ａは実施の形態による静電検出センサ１０の平面図である。図１Ｂは図１Ａに示す静電検出センサ１０の線１Ｂ－１Ｂにおける断面図である。静電検出センサ１０は、配線基板１２と、配線基板１２に配されたコネクタ１３と、配線基板１２の面１２Ａに配されたセンサ体１５とを備える。配線基板１２は長手方向Ｄ５０に細長く延びた形状を有する。配線基板１２は、センサ体１５が配置されている面１２Ａとは逆の面１２Ｂに電気回路部やアンテナ部が配置されている。さらに、コネクタ１３から延びたハーネスが外方に延出している。
　配線基板１２の面１２Ａに配されたセンサ体１５は、内側センサ電極２１と、内側センサ電極２１の周囲に内側センサ電極２１から離れて配された外側センサ電極３１と、内側センサ電極２１と外側センサ電極３１の間に介された絶縁材料よりなるスペーサ１６とから構成されている。
　内側センサ電極２１は、長手方向Ｄ５０に細長く延びる中央孔２２を囲む環形状を有し、長手方向Ｄ５０に細長く延びる電極部２３、２４と，電極部２３、２４を接続する電極部１２１，２２１よりなる。電極部２３、２４は中央孔２２を間に挟んで長手方向Ｄ５０と直角の方向Ｄ５１に配列されている。電極部１２１、２２１は中央孔２２の長手方向Ｄ５０の端部１２２、２２２で電極部２３、２４を接続する。
　電極部２３、２４とは、方向Ｄ５１において同一の幅寸法で、配線基板１２の長手方向Ｄ５０に沿って同じ方向に湾曲する波形状である曲線形状を有する。したがって、中央孔２２も、長手方向Ｄ５０に沿って方向Ｄ５１で一定の幅を有する波形状である曲線形状を有する。
　内側センサ電極２１が配された配線基板１２の面１２Ａには、内側センサ電極２１に所定間隔をあけて、内側センサ電極２１の外周をとり囲む外側センサ電極３１が配されている。配線基板１２の面１２Ａにおいて、外側センサ電極３１は内側センサ電極２１を実質的に完全に囲む。外側センサ電極３１には内側センサ電極２１を囲む周を切断する微小なギャップが設けられていてもよい。
　外側センサ電極３１は長手方向Ｄ５０に細長く延びた中央孔３２を有して、長手方向Ｄ５０に細長く延びる環状を有し、長手方向Ｄ５０に沿う電極部３３、３４と，電極部３３、３４を接続する電極部１３１，２３１よりなる。電極部３３、３４は中央孔３２を間に挟んで長手方向Ｄ５０と直角の方向Ｄ５１に配列されている。電極部１３１、２３１は中央孔３２の長手方向Ｄ５０の端部１３２、２３２で電極部３３、３４を接続する。
　外側センサ電極３１の中央孔３２内に内側センサ電極２１が位置している。
　外側センサ電極３１の長手方向Ｄ５０に沿う電極部３３は、内側センサ電極２１の電極部２３の外側に定間隔をあけて隣り合う。言い換えると、電極部３３の内縁は、電極部２３の外縁と同じ波形状の曲線形状を有し、互いの間に方向Ｄ５１の一定の幅を有する隙間が形成されている。
　外側センサ電極３１の長手方向Ｄ５０に沿う電極部３４も、電極部３３と同様に、内側センサ電極２１の電極部２４の外側に定間隔をあけて隣り合う。言い換えると、電極部３４の内縁は、電極部２４の外縁と同じ波形状の曲線形状を有し、互いの間に方向Ｄ５１の一定の幅を有する隙間が形成されている。なお、実施の形態における静電検出センサ１０では、電極部２３、３３の間の隙間の方向Ｄ５１の幅と、電極部２４、３４の隙間の方向Ｄ５１の幅は同じである。なお、隙間の幅は小さいほど好ましい。また、方向Ｄ５１の電極部２３、２４の幅は、それらにそれぞれ隣り合う電極部３３、３４の方向Ｄ５１の幅以上に設定されていると好ましい。
　図１Ｂに示すように、配線基板１２の内部には、面１２Ａと平行なグランド層９２が設けられている。グランド層９２はグランド電位に接続される。
　なお、配線基板１２へのセンサ体１５の装着方法については、特に限定はされることはない。
　図２は実施の形態における他の静電検出センサ４０の斜視図である。図２において図１Ａと図１Ｂに示す静電検出センサ１０と同じ部分には同じ参照番号を付す。静電検出センサ４０は、図１Ａと図１Ｂに示す静電検出センサ１０と、静電検出センサ１０を覆う樹脂４０Ａとを備える。
　図３は静電検出センサ１０（４０）と制御部４５との接続状態を示す模式図である。センサ体１５を有する静電検出センサ１０（４０）は、コネクタ１３のハーネスを介して機器側や本体部側の制御部４５に接続させて搭載される。
　図４は静電検出センサ４０が搭載される車両５０Ｃの車体５０Ａとドアハンドル５０Ｂの斜視図である。ドアハンドル５０Ｂはハンドル筐体５０を有する。静電検出センサ１０（４０）は、ハンドル筐体５０内に搭載される。この際には、制御部４５にコネクタ１３のハーネスを接続させた状態で静電検出センサ１０（４０）が配されて搭載される。そのときに、静電検出センサ１０（４０）をドアハンドルのアンロックを目的に用いる場合には、静電検出センサ１０（４０）は、センサ体１５すなわち図１Ａと図１Ｂに示す配線基板１２の面１２Ａが車体５０Ａに対向するように、ハンドル筐体５０内に収容される。静電検出センサ１０（４０）は指等の対象物９１がセンサ体１５に近接しているか否かを検出する。
　続いて、ハンドル筐体５０内に配された静電検出センサ１０の動作について説明する。図５は静電検出センサ１０（４０）の動作のフローチャートである。静電検出センサ１０（４０）では、制御部４５は、内側センサ電極２１と外側センサ電極等の電極に駆動電圧を印加して内側センサ電極２１の静電容量に対応する感度を得るようにその電極をスキャンする。
　静電検出センサ１０（４０）に電源が入ると、センサ体１５は、操作されていない非操作状態であっても結合スキャンを行う（処理２００）。結合スキャンでは、制御部４５は内側センサ電極２１と外側センサ電極３１を電気的に接続した状態で内側センサ電極２１と外側センサ電極３１とに駆動電圧を印加して、互いに接続された内側センサ電極２１と外側センサ電極３１であるセンサ体１５の静電容量に対応する第１感度を得るようセンサ体１５をスキャンする。結合スキャンはセンサ体１５に近接する物があるか否かを判定するために行われる。
　非操作状態から運転者が車両５０Ｃに乗り込むために、車体５０Ａとドアハンドル５０Ｂのハンドル筐体５０との間に対象物９１である指を入れていくと、ドアハンドル５０Ｂのハンドル筐体５０の間に位置するセンサ体１５に指が近づいていき、結合スキャンによってセンサ体１５から得られる第１感度が高くなる。制御部４５は、第１感度と予め設定された第１閾値とを比較し（処理２０１）、第１感度が第１閾値より大きい（処理２０１の「Ｙｅｓ」）とセンサ体１５に近接する物があると判定する。制御部４５は、処理２０１により、第１感度が第１閾値より大きくない場合には（処理２０１の「Ｎｏ」）、処理２００である結合スキャンを行う。
　つまり、前述したように、制御部４５は、センサ体１５に近接する物があるか否かを判別するために処理２００、２０１を行う。したがって、処理２０１でセンサ体１５に近接する物があると判定されるまでは、処理２００、２０１を所定の時間間隔で繰り返す。この時間間隔を３０ｍｓ程度に設定することで、指等の対象物９１での操作時に使用者に違和感を与えなくすることができる。さらに、ある結合スキャンの後にこの時間間隔で結合スキャンを繰り返しているときに、ある結合スキャンを終えてから次の結合スキャンを始めるまでの期間に制御部４５が駆動電圧の印加やスキャンを行わずに静電検出センサ１０（４０）をスリープ状態にすることで、処理２０１によってセンサ体１５に近接する物があると判定されるまでの間の消費電力を下げることができる。なお、結合スキャンを間欠的に行う時間間隔は適宜設定する。
　処理２０１によって制御部４５がセンサ体１５に近接する物があると判定した場合は（処理２０１の「Ｙｅｓ」）、制御部４５は外側センサ電極３１をグランド（ＧＮＤ）の電位にして、内側センサ電極２１のスキャンを行って、内側センサ電極２１の静電容量に対応する第２感度を得るように動作する。（処理２０２）。すなわち、処理２０２では、制御部４５は、内側センサ電極２１と外側センサ電極３１とを切断した状態で、内側センサ電極２１に駆動電圧を印加してかつ外側センサ電極３１をグランドの電位にして第２感度を得るように動作する。
　上述したように、センサ体１５はハンドル筐体５０内で車体５０Ａに向いた状態で配されている。したがって、内側センサ電極２１のスキャンを行うと、内側センサ電極２１からの電界がセンサ体１５の外方、例えば、ハンドル筐体５０の車体５０Ａに対向しないメッキなどが施された外側の意匠面まで到達することがある。これによりハンドル筐体５０の意匠面に対象物９１が接触しただけでセンサ体１５に近接したと判定する誤動作の可能性が生じることがある。実施の形態に係る静電検出センサ１０（４０）では、処理２０２において外側センサ電極３１をグランド（ＧＮＤ）の電位にしていることから、内側センサ電極２１からの電界が遮断されてハンドル筐体５０の外側に電界が放射されずに、誤動作を抑制できる。これにより、ハンドル筐体５０の意匠面に金属塗装やメッキなどの導電性の部材を設けてもよく、意匠面に対する制約が少なくなる。
　制御部４５は、処理２０２によって得られた内側センサ電極２１の第２感度を、予め設定された第２閾値と比較する（処理２０３）。処理２０３において第２感度が第２閾値より大きくない場合には（処理２０３の「Ｎｏ」）、制御部４５は処理２００においてセンサ体１５の結合スキャンを行う。
　処理２０２、２０３は、センサ体１５に応じた位置に近接する物があるか否かを確認するために行われる。ここに、センサ体１５に応じた位置とは、車体５０Ａに向いているセンサ体１５の面と車体５０Ａとの間の位置や、ハンドル筐体５０の車体５０Ａに対向してセンサ体１５上を覆っている部分を指す。近接する物とは指等の対象物９１や、洗車時や降雨時の水などの導電物を指す。なお、ハンドル筐体５０の表面のうち意匠面のみに指や水などの近接する物があるときには、第２感度は第２閾値より大きくなく、したがってセンサ体１５への結合スキャンが繰り返される状態（処理２００）に戻る。
　処理２０３において第２感度が第２閾値より大きい場合には（処理２０３の「Ｙｅｓ」）、制御部４５は、内側センサ電極２１に駆動電圧を印加して内側センサ電極２１をドライブして、外側センサ電極３１のスキャンを行って外側センサ電極３１の静電容量に対応する第３巻度を得る（処理２０４）。すなわち、制御部４５は、内側センサ電極２１と外側センサ電極３１とを切断した状態で、内側センサ電極２１に駆動電圧を印加してかつ外側センサ電極３１に駆動電圧を印加して外側センサ電極３１の静電容量に対応する第３感度を得る。内側センサ電極２１に印加される駆動電圧は、外側センサ電極３１に印加される駆動電圧と同じことが好ましい。
　そして、制御部４５は、処理２０４で外側センサ電極３１のスキャンで得られた第３感度を、予め設定された第３閾値と比較する（処理２０５）。処理２０５で第３感度が第３閾値より大きくない場合には（処理２０５の「Ｎｏ」）、制御部４５はセンサ体１５の結合スキャンを行う（処理２００）状態に戻る。第３感度が第３閾値より大きいと次の処理２０６に移行する。なお、処理２０４、２０５は、次の処理２０６において、対象物９１が指等の対象物９１であって、対象物９１での操作中であるか否かを判別するための条件の一部として行っている。第３感度が第３閾値より大きくない場合にはセンサ体１５への結合スキャンが繰り返される状態に戻る。
　処理２０５で第３感度が第３閾値より大きい場合には（処理２０５の「Ｙｅｓ」）、制御部４５は、処理２００で得られた第１感度を処理２０２で得られた第２感度と比較し、かつ第１感度と処理２０４で得られた第３感度と比較する（処理２０６）。
　処理２０６で第１感度が第２感度よりも大きく、かつ第１感度が第３感度よりも大きい場合には（処理２０６の「Ｙｅｓ」）、センサ体１５に近接した物は使用者の指等の対象物９１ではないと判定し、すなわち静電検出センサ１０（４０）は操作中ではないと判定して、処理２００でセンサ体１５の結合スキャンを行う。処理２０６において、第１感度が第２感度よりも大きく、かつ第１感度が第３感度よりも大きいとの条件を満たさなければ、すなわち、第２感度と第３感度のうちの少なくとも一方が第１感度以下であるときには、制御部４５は、センサ体１５に近接する物が指等の対象物９１であると判定し（処理２０６の「Ｎｏ」）、対象物９１で静電検出センサ１０（４０）が操作されていると判定する。
　処理２０６での判定の動作について以下に説明する。指等の対象物９１での操作中ではないときには、センサ体１５内に応じた位置、つまり前述した車体５０Ａに向いているセンサ体１５の面上や、ハンドル筐体５０の車体５０Ａに対向してセンサ体１５上を覆っている部分に、水があろうとなかろうと処理２００での結合スキャンによる第１感度が第１感度から第３巻度のうち最も高くなる。それに対して、センサ体１５内に応じた位置が対象物９１での操作中の状態になれば、内側センサ電極２１からの第２感度と外側センサ電極３１からの第３感度のいずれかが第１感度より大きくなる。これに着目して、上記状態変化を処理２０６として検出フローに組み込むことによって、対象物９１としてなる指があると確定する。なお、指は手袋を着用していても同様の状態変化をもたらすので、同様に検出することが可能である。
　つまり、静電検出センサ１０は、センサ体１５上が直接的または間接的に水で覆われたり水が流れたりする状態になっているか否かに拘らず、制御部４５は対象物９１としてなる指でのセンサ体１５への操作中であることが精度良く検出できる。
　なお、以上では対象物９１を指として第１感度から第３感度の状態変化について説明したが、制御部４５は指以外の対象物９１でも同様の第１感度から第３感度の状態変化が得られれば対象物９１として検出できる。
　そして、処理２０６で対象物９１が指であると判定される（処理２０６の「Ｎｏ」）と制御部４５はドアハンドルをアンロックする等の所定の動作を行う（処理２０７）。
　上述のように、制御部４５は、内側センサ電極２１と外側センサ電極３１とを接続した状態で、センサ体１５の静電容量に対応する第１感度を得る。制御部４５は、内側センサ電極２１の静電容量に対応する第２感度を得る。制御部４５は、内側センサ電極２１に第１の駆動電圧を印加して、外側センサ電極３１の静電容量に対応する第３感度を得る。制御部４５は、第１感度と第２感度と第３感度に基づいて、対象物９１がセンサ体１５に近接しているか否かを判定する。
　制御部４５は、第２感度と第３感度のうちの少なくとも一方が第１感度以下であるときに対象物９１がセンサ体１５に近接していると判定するように動作してもよい。この場合、制御部４５は、第１感度と第２感度と第３感度とがそれぞれ第１閾値と第２閾値と第２閾値より大きくかつ第２感度と第３感度のうちの少なくとも一方が第１感度以下であるときに対象物９１がセンサ体１５に近接していると判定するように動作してもよい。
　制御部４５は、第２感度と第３感度とが第１感度より大きいときに対象物９１がセンサ体１５に近接していないと判定するように動作してもよい。
　制御部４５は、内側センサ電極２１と外側センサ電極３１とを切断した状態で内側センサ電極２１に駆動電圧を印加してかつ外側センサ電極３１をグランドの電位にして、第２感度を得るように動作してもよい。
　図５に示す動作では、制御部４５は、内側センサ電極２１と外側センサ電極３１とを接続した状態で、内側センサ電極２１と外側センサ電極３１とに第２の駆動電圧を印加して第１感度を得る。制御部４５は、内側センサ電極２１と外側センサ電極３１とを切断した状態で、内側センサ電極２１に第３の駆動電圧を印加して第２感度を得る。制御部４５は、内側センサ電極２１と外側センサ電極３１とを切断した状態で、内側センサ電極２１に第１の駆動電圧を印加してかつ外側センサ電極３１に第４の駆動電圧を印加して第３感度を得る。
　制御部４５は、内側センサ電極２１と外側センサ電極３１とを切断した状態で、内側センサ電極２１に第３の駆動電圧を印加してかつ外側センサ電極３１をグランドの電位にして第２感度を得るように動作してもよい。内側センサ電極２１に印加する第１の駆動電圧と外側センサ電極３１に印加する第４の駆動電圧は同じであってもよい。
　制御部４５は、内側センサ電極２１と外側センサ電極３１とを切断した状態で、内側センサ電極２１に第１の駆動電圧を印加してかつ外側センサ電極３１に第２の駆動電圧を印加して第３感度を得るように動作してもよい。内側センサ電極２１に印加する第１の駆動電圧と外側センサ電極３１に印加する第２の駆動電圧は同じであってもよい。
　車両のドアハンドルは、雨や洗車時の水に晒される場合があり、その水がハンドル筐体上を流れている時や、その水がドアハンドル内に浸水してセンサ体上がその水で覆われたりセンサ体上を流れたりする状態になる場合がある。この場合には、図１０に示す特許文献１に開示されている従来の静電検出センサの検出フローではセンサ体に応じた位置への指で操作してもその指を検出できないことがある。上述のように、実施の形態によるセンサ体１５を有する静電検出センサ１０（４０）は、指等の対象物９１をセンサ体１５に近づけた際に、センサ体１５上が水で覆われた状態であっても、またはセンサ体１５上に水が流れたりしている状態であっても、その水の有無に関与することなく、センサ体１５に対象物９１での操作状態を、図１０に示す検出フローを行う従来の静電検出センサよりも高精度に検出できる。
　図６は静電検出センサ１０（４０）のセンサ体１５上に水滴が付いた状態を示す平面図である。センサ体１５の内側センサ電極２１の外縁および、その内縁に対向する外側センサ電極３１の内縁を前述した波形の曲線形状にする。これにより、センサ体１５上に少ない水がかかった場合に、図６に示すように、その水は、内側センサ電極２１の外縁および外側センサ電極３１の内縁を跨ぐ水滴６０になり易くなる。内側センサ電極２１の外縁および外側センサ電極３１の内縁を跨ぐ水滴６０がある場合には、処理２０１で得られた第１感度が第１閾値よりも小さいノイズレベルに収まるようになり、制御部４５はそれ以後の処理２０２以降に移行しないので好ましい。
　なお、内側センサ電極２１の中央孔２２は、配線基板１２内に含まれるグランド層９２（図１Ｂ参照）と重なる内側センサ電極２１自身の面積を少なくするために設けたものである。すなわち、内側センサ電極２１が大きい面積で配線基板のグランド層に重なっていると、その分、内側センサ電極２１の電界が配線基板１２のグランド層９２に吸い取られてしまう。内側センサ電極２１として中央孔２２を有する形状にして配線基板のグランド層９２に重なる面積を少ないものとしておくことによって、内側センサ電極２１からの電界が大きく形成されるようにでき、感度の良好な静電検出センサ１０（４０）が得られる。
　図７は実施の形態による静電検出センサ１０（４０）の他のセンサ体１５Ａの平面図である。図７において、図１Ａ、図１Ｂと図６に示すセンサ体１５と同じ部分には同じ参照番号を付す。センサ体１５Ａは、図１Ａ、図１Ｂと図６に示すセンサ体１５の内側センサ電極２１と外側センサ電極３１の代わりに、内側センサ電極２１Ａと外側センサ電極３１Ａを備える。図７に示すように、内側センサ電極２１Ａの外縁とその外縁に対向する外側センサ電極３１Ａの内縁の形状は長手方向Ｄ５０に沿って連なる複数の矩形状である。センサ体１５Ａでも、センサ体１５と同様に内側センサ電極２１Ａの外縁および外側センサ電極３１Ａの内縁を跨ぐように水滴が形成され易いものとなり同様の効果が得られる。なお、内側センサ電極２１Ａについても長手方向Ｄ５０に延びる中央孔を適宜設けたものとして、大きい電界が得られるように構成してもよい。
　図８は実施の形態による静電検出センサ１０（４０）の他のセンサ体１５Ｂの平面図である。図８において、図１Ａ、図１Ｂと図６に示すセンサ体１５と同じ部分には同じ参照番号を付す。センサ体１５Ｂは、図１Ａ、図１Ｂと図６に示すセンサ体１５の内側センサ電極２１と外側センサ電極３１の代わりに、内側センサ電極２１Ｂと外側センサ電極３１Ｂを備える。図８に示すように、内側センサ電極２１Ｂの外縁とその外縁に対向する外側センサ電極３１Ｂの内縁の形状は、共に長手方向Ｄ５０に沿う直線形状である。センサ体１５Ｂでは、内側センサ電極２１と外側センサ電極３１間を跨いで水滴が形成され易くなるように内側センサ電極２１と外側センサ電極３１間の間隔を設定する。なお、センサ体１５Ｂの形状は部品生産性や歩留まりの観点からは有利な形状である。
　静電検出センサ１０による主要な構成思想は、センサ体１５（１５Ａ、１５Ｂ）を備えさせていることにあり、その他の構成部位は適宜変更などされていてもよい。なお、センサ体１５（１５Ａ、１５Ｂ）の外形形状としても、長手方向Ｄ５０に延びる長尺のもの以外であってもよい。
　静電検出センサ１０（４０）で用いている図５による検出フローは、従来技術の構成のものに適用することも可能である。言い換えると、図５による検出フローは、内側センサ電極に間隔をあけて周囲を囲む外側センサ電極が配されたセンサ体全般に適用可能である。なお、その際、内側センサ電極と外側センサ電極との間隔は、定間隔のもの以外であってもよい。
　なお、静電検出センサ１０を車両５０Ｃのドアハンドル５０Ｂに搭載した例を用いて説明したが、車両５０Ｃのドアハンドル５０Ｂ以外に搭載してもよい。特に静電検出センサ１０（４０）は、水がかかった状態を含めて指等の対象物９１での操作状態が精度良く検出できるもののため、水のかかる可能性がある部位などに用いると特に有用である。例えば、洗濯機などの家電機器、持ち運び可能な情報通信機器、情報端末機器、カメラなどの各種電子機器、また住宅関連では玄関のドアノブなどに搭載してもよい。または、水のかかる可能性の低い各種電子機器に搭載してもよい。
　本発明における静電検出センサは、対象物を精度良く検出でき、車両のドアハンドル内や各種電子機器などに有用である。
１０，４０　　静電検出センサ
１５，１５Ａ，１５Ｂ　　センサ体
２１，２１Ａ，２１Ｂ　　内側センサ電極
２２　　中央孔
３１，３１Ａ，３１Ｂ　　外側センサ電極
３２　　中央孔
４５　　制御部

Claims (14)

  1. 内側センサ電極と、前記内側センサ電極から離れて前記内側センサ電極を囲む外側センサ電極とを有するセンサ体と、
    前記センサ体に接続された制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、
    　　　前記内側センサ電極と前記外側センサ電極とを接続した状態で、前記センサ体の静電容量に対応する第１感度を得て、
    　　　前記内側センサ電極の静電容量に対応する第２感度を得て、
    　　　前記内側センサ電極に第１の駆動電圧を印加して、前記外側センサ電極の静電容量に対応する第３感度を得て、
    　　　前記第１感度と前記第２感度と前記第３感度に基づいて、対象物が前記センサ体に近接しているか否かを判定する、
    ように動作する、静電検出センサ。
  2. 前記制御部は、前記第２感度と前記第３感度のうちの少なくとも一方が前記第１感度以下であるときに前記対象物が前記センサ体に近接していると判定するように動作する、請求項１記載の静電検出センサ。
  3. 前記制御部は、前記第１感度と前記第２感度と前記第３感度とがそれぞれ第１閾値と第２閾値と第３閾値より大きくかつ前記第２感度と前記第３感度のうちの少なくとも一方が前記第１感度以下であるときに前記対象物が前記センサ体に近接していると判定するように動作する、請求項２記載の静電検出センサ。
  4. 前記制御部は、前記第２感度と前記第３感度とが前記第１感度より大きいときに前記対象物が前記センサ体に近接していないと判定するように動作する、請求項１記載の静電検出センサ。
  5. 前記制御部は、前記内側センサ電極と前記外側センサ電極とを切断した状態で前記内側センサ電極に駆動電圧を印加してかつ前記外側センサ電極をグランドの電位にして、前記第２感度を得るように動作する、請求項１記載の静電検出センサ。
  6. 前記対象物が指である、請求項１記載の静電検出センサ。
  7. 前記内側センサ電極の外縁の形状と、前記内側センサ電極の前記外縁に対向する前記外側センサ電極の内縁の形状が曲線状である、請求項１記載の静電検出センサ。
  8. 前記内側センサ電極の外縁の形状と、前記内側センサ電極の前記外縁に対向する前記外側センサ電極の内縁の形状は連なる複数の矩形状を有する、請求項１記載の静電検出センサ。
  9. 前記内側センサ電極に中央孔が設けられている、請求項１記載の静電検出センサ。
  10. 前記制御部は、
    　　　前記内側センサ電極と前記外側センサ電極とを接続した状態で、前記内側センサ電極と前記外側センサ電極とに第２の駆動電圧を印加して前記第１感度を得て、
    　　　前記内側センサ電極と前記外側センサ電極とを切断した状態で、前記内側センサ電極に第３の駆動電圧を印加して前記第２感度を得て、
    　　　前記内側センサ電極と前記外側センサ電極とを切断した状態で、前記内側センサ電極に前記第１の駆動電圧を印加してかつ前記外側センサ電極に第４の駆動電圧を印加して前記第３感度を得る、
    ように動作する、請求項１記載の静電検出センサ。
  11. 前記制御部は、前記内側センサ電極と前記外側センサ電極とを切断した状態で、前記内側センサ電極に前記第３の駆動電圧を印加してかつ前記外側センサ電極をグランドの電位にして前記第２感度を得るように動作する、請求項１０記載の静電検出センサ。
  12. 前記第１の駆動電圧と前記第４の駆動電圧は同じである、請求項１０記載の静電検出センサ。
  13. 前記制御部は、前記内側センサ電極と前記外側センサ電極とを切断した状態で、前記内側センサ電極に前記第１の駆動電圧を印加してかつ前記外側センサ電極に第２の駆動電圧を印加して前記第３感度を得るように動作し、
    前記第１の駆動電圧と前記第２の駆動電圧は同じである、請求項１記載の静電検出センサ。
  14. 前記外側センサ電極は前記内側センサ電極を実質的に完全に囲む、請求項１記載の静電検出センサ。
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