WO2019202977A1 - 静電検出装置 - Google Patents

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WO2019202977A1
WO2019202977A1 PCT/JP2019/014695 JP2019014695W WO2019202977A1 WO 2019202977 A1 WO2019202977 A1 WO 2019202977A1 JP 2019014695 W JP2019014695 W JP 2019014695W WO 2019202977 A1 WO2019202977 A1 WO 2019202977A1
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WO
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electrostatic
electrode
sensor
electrodes
electrostatic sensor
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PCT/JP2019/014695
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English (en)
French (fr)
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英則 北村
爆 坂口
剛輝 澤田
笹之内 清孝
巧 大林
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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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/04Hand wheels
    • B62D1/06Rims, e.g. with heating means; Rim covers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/08Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices

Definitions

  • the present disclosure relates to an electrostatic detection device that is operated by an operator and detects, for example, gripping of a steering wheel of a vehicle as an operation.
  • Patent Document 1 a method for detecting the position of a hand on a steering wheel and the steering wheel have been proposed (see, for example, Patent Document 1).
  • the first sensor and the second sensor for detecting the position of the hand are attached to the steering wheel.
  • the first sensor is divided into a plurality of segments
  • the second sensor is also divided into a plurality of segments. That is, the plurality of segments of the second sensor are attached to the inside of the steering wheel along the circumferential direction of the steering wheel. Further, the plurality of segments of the first sensor are attached to the outside of the steering wheel along the circumferential direction of the steering wheel.
  • Such a device having the first sensor and the second sensor can be used as an electrostatic detection device that detects gripping of the steering wheel by a hand.
  • the electrostatic detection device of Patent Document 1 has a problem that it is difficult to accurately detect whether or not the steering wheel is gripped.
  • an environment such as temperature in a place where the first sensor and the second sensor are arranged may fluctuate.
  • the first sensor and the second sensor may receive electromagnetic noise.
  • an operation such as gripping by the operator cannot be properly detected by disturbance noise such as noise and electromagnetic noise based on such environmental fluctuations.
  • the present disclosure provides an electrostatic detection device capable of improving operation detection accuracy.
  • An electrostatic detection device is an electrostatic detection device that is operated by an operator, and includes a base material made of a dielectric and the operator side with respect to the base material.
  • One or more electrostatic sensor electrodes arranged, and one or more disturbance noise detection electrodes arranged on the side opposite to the operator side with respect to the base material, the one or more disturbance noise detections
  • the electrode is disposed so as to be substantially covered with the one or more electrostatic sensor electrodes when viewed from the operator side.
  • the electrostatic detection device includes at least a first electrostatic sensor electrode and a second electrostatic sensor, which are respectively disposed on the surface side of the steering wheel along the circumferential direction of the steering wheel.
  • a plurality of electrostatic sensor electrodes including electrodes, a lead wire electrically connected to each of the plurality of electrostatic sensor electrodes, and the second electrostatic sensor electrode in a radial direction of a cross section of the rim of the steering wheel
  • a shield electrode disposed on the center side of the cross section of the rim so that at least a part of the lead wire connected to the first electrostatic sensor electrode is at least one of the lead wires.
  • the shield electrode is disposed closer to the center of the cross section of the rim than the shield electrode so that the shield electrode is positioned between the portion and the second electrostatic sensor electrode.
  • the electrostatic detection device of the present disclosure can improve the operation detection accuracy.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a vehicle compartment in which an electrostatic detection device according to Embodiment 1 is arranged.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of how the sensor unit is wound around the rim in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a cross section of a rim to which the sensor unit according to the first embodiment is attached.
  • FIG. 4A is a diagram showing an example of a specific configuration of a sensor unit having four electrostatic sensor electrodes in the first exemplary embodiment.
  • FIG. 4B is a diagram showing another example of a specific configuration of a sensor unit having four electrostatic sensor electrodes in the first exemplary embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a vehicle compartment in which an electrostatic detection device according to Embodiment 1 is arranged.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of how the sensor unit is wound around the rim in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a
  • FIG. 4C is a diagram showing still another example of a specific configuration of the sensor unit having four electrostatic sensor electrodes in the first exemplary embodiment.
  • FIG. 4D is a diagram showing still another example of a specific configuration of the sensor unit having four electrostatic sensor electrodes in the first exemplary embodiment.
  • FIG. 4E is a diagram showing an example of a specific configuration of a sensor unit having two electrostatic sensor electrodes in the first exemplary embodiment.
  • FIG. 4F is a diagram showing another example of a specific configuration of the sensor unit having two electrostatic sensor electrodes in the first exemplary embodiment.
  • FIG. 4G is a diagram showing still another example of the specific configuration of the sensor unit having two electrostatic sensor electrodes in the first exemplary embodiment.
  • FIG. 4H is a diagram illustrating an example of a specific configuration of a sensor unit having one electrostatic sensor electrode in the first exemplary embodiment.
  • FIG. 4I is a diagram showing another example of a specific configuration of the sensor unit having one electrostatic sensor electrode in the first exemplary embodiment.
  • FIG. 4J is a diagram illustrating an example of a specific configuration of a sensor unit having a wavy disturbance noise detection electrode according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of the electrostatic detection device according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of determination processing performed by the electrostatic detection device according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating another example of determination processing by the electrostatic detection device according to the first exemplary embodiment.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating still another example of determination processing by the electrostatic detection device according to the first exemplary embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a vehicle compartment in which the grip sensor according to the second embodiment is disposed.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of how the sensor group is wound around the rim in the second embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of the sensor unit in the second embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of the grip sensor according to the second embodiment.
  • FIG. 13 is a partial cross-sectional view of the steering wheel in the second embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration of a grip sensor according to the first modification of the second embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a vehicle compartment in which the grip sensor according to the second embodiment is disposed.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of how the sensor group is wound around the rim in the second embodiment.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration of a grip sensor according to a second modification of the second embodiment.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a cross-section of a rim to which a sensor group is attached, according to Modification 3 of Embodiment 2.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating a configuration of a grip sensor according to a fourth modification of the second embodiment.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a configuration of another grip sensor according to the fourth modification of the second embodiment.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating a configuration of another grip sensor according to the fourth modification of the second embodiment.
  • An electrostatic detection device is an electrostatic detection device operated by an operator, and is disposed on the operator side with respect to a base material configured of a dielectric and the base material.
  • One or more electrostatic sensor electrodes, and one or more disturbance noise detection electrodes arranged on the opposite side of the operator with respect to the base material, the one or more disturbance noise detection electrodes comprising: When viewed from the operator side, the one or more electrostatic sensor electrodes are substantially covered.
  • the base material, the one or more electrostatic sensor electrodes, and the one or more disturbance noise detection electrodes may be incorporated in a steering wheel.
  • the disturbance noise detection electrode is substantially covered with the electrostatic sensor electrode as viewed from the operator side. Therefore, it is possible to suppress the operation by the operator from greatly affecting the disturbance noise detection electrode. Thereby, it can suppress that operation by an operator will be detected as disturbance noise by a disturbance noise detection electrode, and can raise the possibility that only pure disturbance noise can be detected. As a result, the detection accuracy of the operation by the operator can be improved. For example, when the electrostatic detection device is built in the steering wheel, it is possible to detect the grip of the steering wheel with high accuracy as an operation by the operator.
  • the electrostatic detection device further includes a control unit electrically connected to each of the one or more electrostatic sensor electrodes and the one or more disturbance noise detection electrodes, and the control unit includes: A first signal output from one or more electrostatic sensor electrodes is corrected according to a second signal output from the one or more disturbance noise detection electrodes, and based on the corrected first signal, You may determine operation by the said operator.
  • the disturbance noise can be appropriately removed from the first signal.
  • operation determination by the operator that is, operation detection can be performed with higher accuracy. For example, it is possible to detect with high accuracy whether or not the operator is holding the steering wheel.
  • control unit may stop the determination of the operation by the operator when the value indicated by the second signal exceeds a threshold value.
  • the electrostatic detection device further includes a heater element disposed on the opposite side to the operator with respect to the base material, and the heater element generates heat when current is passed through the heater element.
  • the substrate may be warmed.
  • the heater element when the heater element is attached to the rim of the steering wheel, for example, the rim can be heated through the base material.
  • a driver of a vehicle equipped with the steering wheel can comfortably grip the rim even when the interior of the vehicle is cold.
  • each of the one or more electrostatic sensor electrodes may be formed in a layer shape.
  • each of the one or more disturbance noise detection electrodes may be formed in a linear shape.
  • the area of the electrostatic sensor electrode can be increased, and as a result, the capacitance between the electrostatic sensor electrode and the operator can be increased. Therefore, it is possible to improve the sensitivity of detecting the operation in the electrostatic sensor electrode.
  • the disturbance noise detection electrode is formed in a linear shape, the influence of the operation on the disturbance noise detection electrode can be suppressed, and the disturbance noise can be appropriately detected from the disturbance noise detection electrode. As a result, the detection accuracy of the operation by the operator can be further improved.
  • the one or more disturbance noise detection electrodes may be arranged so as to surround the heater element.
  • the disturbance noise detection electrode can suppress the influence received from the heater element, and can appropriately detect the disturbance noise.
  • the one or more disturbance noise detection electrodes may be disposed in the same layer as the heater element. Further, each of the one or more disturbance noise detection electrodes may be disposed substantially parallel to at least a part of the heater element.
  • the disturbance noise detection electrode and the heater element can be arranged densely, and the electrostatic detection device can be made compact.
  • each of the one or more disturbance noise detection electrodes may be disposed so as to be surrounded by the heater element.
  • control unit acquires a signal output from any one of the one or more electrostatic sensor electrodes and the one or more disturbance noise detection electrodes
  • Other electrodes may be grounded.
  • the number of the one or more electrostatic sensor electrodes and the number of the one or more disturbance noise detection electrodes may be the same.
  • a dedicated disturbance noise detection electrode can be associated with each of the one or more electrostatic sensor electrodes.
  • disturbance noise appropriate for the signal can be removed from each signal of the one or more electrostatic sensor electrodes.
  • each of the one or more disturbance noise detection electrodes may be formed linearly.
  • one electrostatic capacitance detection electrode is disposed so as to cover the steering core, which is the core of the rim of the steering wheel.
  • the capacitance detection electrode includes the first sensor and the second sensor described above. Therefore, even if it is possible to detect whether or not the hand touches the rim of the steering wheel, this capacitance sensor cannot detect the position touched by the hand.
  • a plurality of capacitance detection electrodes may be arranged along the circumferential direction of the steering wheel.
  • each of the plurality of capacitance detection electrodes is connected to a conductive lead wire for transmitting a signal corresponding to the capacitance at the electrode.
  • the lead line of the first capacitance detection electrode among the plurality of capacitance detection electrodes may be arranged near the second capacitance detection electrode.
  • the electrostatic detection device includes at least a first static electricity disposed on the surface side of the steering wheel along the circumferential direction of the steering wheel.
  • a plurality of electrostatic sensor electrodes including an electric sensor electrode and a second electrostatic sensor electrode; a lead wire electrically connected to each of the plurality of electrostatic sensor electrodes; and a diameter of a cross section of the rim of the steering wheel
  • a shield electrode disposed on the center side of the cross-section of the rim so as to face the second electrostatic sensor electrode in the direction, and at least the lead wire connected to the first electrostatic sensor electrode A part of the center of the cross section of the rim is more than the shield electrode so that the shield electrode is located between at least a part of the leader line and the second electrostatic sensor electrode.
  • the inside of the steering wheel is the inside of the steering wheel.
  • the inner side is the center side in the cross section perpendicular to the circumferential direction of the rim of the steering wheel, and when there is a core metal in the center, it is the core metal side.
  • the thickness direction of the steering wheel is the radial direction of the cross section of the rim of the steering wheel.
  • At least a part of the lead wire connected to the first electrostatic sensor electrode is arranged in the thickness direction away from the surface of the steering wheel and is disposed on the back side of the shield electrode. Therefore, even when a vehicle occupant touches a part of the steering wheel where the second electrostatic sensor electrode is disposed, at least a part of the lead line of the first electrostatic sensor electrode is far from the hand.
  • a shield electrode exists between at least a part of the leader line and the hand.
  • the electrostatic detection device according to the first aspect of the present disclosure may include the configuration of the electrostatic detection device according to the second aspect described above.
  • each of the one or more electrostatic sensor electrodes includes at least a first electrostatic sensor electrode and a second electrostatic sensor electrode that are disposed on the surface side of the steering wheel along the circumferential direction of the steering wheel.
  • the first electrostatic sensor electrode may be disposed on the steering wheel in a neutral state.
  • the steering wheel has a rim and spokes.
  • a circuit for detecting contact of the hand with the steering wheel according to a change in capacitance of the plurality of electrostatic sensor electrodes is embedded in the spoke.
  • the spoke may not be connected to the upper portion of the rim.
  • the lead line of the first electrostatic sensor electrode is connected to the rim on which the second electrostatic sensor electrode is disposed. It is necessary to lead to the above-mentioned circuit inside the spoke via the right or left side.
  • the lead line of the first electrostatic sensor electrode is simply arranged near the second electrostatic sensor electrode, the detection accuracy of the contact position of the steering wheel is lowered.
  • the lead line of the first electrostatic sensor electrode is disposed behind the shield electrode. That is, since no spoke is connected to the upper part of the rim, the lead line of the first electrostatic sensor electrode on the upper part of the rim is connected to the right side or the left side of the rim on which the second electrostatic sensor electrode is arranged. Even when led to the inside of the spoke through the part, it is possible to suppress the change in the capacitance of the lead line of the first electrostatic sensor electrode. Therefore, it is possible to detect the contact position of the hand with respect to the steering wheel with no spoke connected to the upper part of the rim with high accuracy.
  • the plurality of electrostatic sensor electrodes further include a third electrostatic sensor electrode, and the second electrostatic sensor electrode is a left side portion or a right side portion of the steering wheel in a neutral state.
  • the third electrostatic sensor electrode is disposed on the other of the left side and the right side, and is connected to the second electrostatic sensor electrode in the radial direction of the cross section of the rim.
  • the shield electrode may not be disposed between each of the lead lines connected to the third electrostatic sensor electrode and each of the lead lines connected to the third electrostatic sensor electrode. Good.
  • at least a part of each of the lead wire connected to the second electrostatic sensor electrode and the lead wire connected to the third electrostatic sensor electrode is in the neutral state in the steering wheel. You may arrange
  • the second electrostatic sensor electrode and the third electrostatic sensor electrode are disposed on the right side and the left side of the steering wheel, that is, the right side and the left side of the rim, they are drawn out.
  • the line is led directly from the bottom of the spoke to the inside of the spoke. That is, it is not necessary to arrange a part of the lead lines of these electrodes behind the shield electrode, and the electrostatic detection device can be easily attached to the steering wheel.
  • the lead wire connected to the first electrostatic sensor electrode may be integrally formed with the first electrostatic sensor electrode.
  • the electrostatic detection device may further include a plurality of base materials, and the plurality of electrostatic sensor electrodes may be formed on the surfaces of the plurality of base materials, respectively.
  • each of the plurality of electrostatic sensor electrodes may be a conductive cloth configured by plating a cloth.
  • each of the plurality of electrostatic sensor electrodes may be configured as a metal wire.
  • each figure is a schematic diagram and is not necessarily shown strictly. Moreover, in each figure, the same code
  • expressions such as a substantially T-shape are used. For example, substantially the same not only means that they are completely the same, but also means that they are substantially the same, that is, they contain an error of, for example, a few percent. Moreover, substantially the same means in the range which can show the effect by this indication. The same applies to expressions using other “abbreviations”.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a vehicle compartment in which an electrostatic detection device according to the present embodiment is arranged.
  • the vehicle 1 includes a steering wheel 200, a speaker 301, and a display device 302 such as a liquid crystal display.
  • the speaker 301 and the display device 302 are configured as an alerting device, for example.
  • the steering wheel 200 is for steering the vehicle 1.
  • the steering wheel 200 includes a rim 210 having a ring shape, a substantially T-shaped spoke 202 integrally formed on the inner peripheral surface of the rim 210, and a horn switch (not shown) disposed at the center of the spoke 202. And a horn switch cover 203 for covering the above.
  • the electrostatic detection device 100 is a device that detects gripping of the steering wheel 200 by a hand, and is provided in the steering wheel 200 of the vehicle 1 as shown in FIG. Specifically, the electrostatic detection device 100 includes a sensor unit 110 embedded in the rim 210 of the steering wheel 200, a control circuit unit 120 that detects gripping based on a signal from the sensor unit 110, and the sensor unit 110. A harness 130 electrically connected to the control circuit unit 120 is provided. The control circuit unit 120 is embedded in the spoke 202, for example. Such an electrostatic detection device 100 is operated by an operator who is a driver of the vehicle 1, for example, and detects gripping of the rim 210 of the steering wheel 200 as the operation.
  • the sensor unit 110 has at least one electrode. With this electrode, the capacitance changes depending on whether or not the driver of the vehicle 1 is holding the rim 210 of the steering wheel 200.
  • the control circuit unit 120 measures a value corresponding to the capacitance of the electrode, and detects gripping of the rim 210 by the driver's hand based on the value. And control circuit part 120 makes a warning device perform a warning to a driver, when grasping is not detected although vehicles 1 are driven.
  • the speaker 301 of the alerting device alerts the driver with a warning sound or voice.
  • the display device 302 displays a warning message that prompts the driver to hold the steering wheel 200 firmly. Thereby, a traffic accident can be reduced.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of how the sensor unit 110 is wound around the rim 210 in the present embodiment.
  • the sensor unit 110 is, for example, a sheet-like structure as a whole, and is formed in a long shape.
  • the longitudinal direction of the sensor unit 110 is referred to as a Y-axis direction, and a direction perpendicular to the Y-axis direction on a plane parallel to the sensor unit 110 is referred to as an X-axis direction.
  • one end side (left end side in FIG. 2) of the sensor unit 110 in the Y-axis direction is referred to as a negative side, and the other end side (right end side in FIG. 2) is referred to as a positive side.
  • one end side (lower end side in FIG. 2) of the sensor unit 110 in the X-axis direction is referred to as a negative side
  • the other end side (upper end side in FIG. 2) is referred to as a positive side.
  • a direction perpendicular to the surface of the sensor unit 110 is referred to as a Z-axis direction.
  • One in the Z-axis direction (the back side in FIG. 2) is referred to as a negative side, and the other in the Z-axis direction (the front side in FIG. 2) is referred to as a positive side.
  • the sensor unit 110 is attached to the rim 210 of the steering wheel 200. At this time, the sensor unit 110 is wound around the rim 210 so that a ring is formed by the sensor unit 110. And both ends Ea and Eb of the sensor unit 110 are disposed so as to be substantially opposed to each other.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a cross section of the rim 210 to which the sensor unit 110 is attached.
  • the rim 210 includes a metal core 201b that is a metal annular core, and a resin layer 201a made of urethane resin or the like that covers the metal core 201b.
  • the sensor unit 110 includes a base material 111, an electrode layer 11L, and a wiring layer 12L.
  • the substrate 111 is made of a dielectric.
  • the base material 111 is formed in a long sheet shape by a dielectric material having elasticity, flexibility and ductility.
  • the base material 111 is made of a synthetic resin such as polyethylene (PE).
  • the electrode layer 11L is a layer including one or more electrostatic sensor electrodes to be described later, and is formed on one surface, for example, the surface of the base material 111.
  • the wiring layer 12L is a layer including one or more disturbance noise detection electrodes to be described later, and is formed on a surface opposite to the one surface of the substrate 111, for example, the back surface. That is, the electrode layer 11L having one or more electrostatic sensor electrodes is formed on the surface of the base material 111, and the wiring layer 12L having one or more disturbance noise detection electrodes is formed on the back surface of the base material 111. Has been.
  • Such a sensor unit 110 is wound around the resin layer 201a so that the wiring layer 12L faces the resin layer 201a. As a result, each component of the sensor unit 110 is arranged in the order of the wiring layer 12L, the base material 111, and the electrode layer 11L from the resin layer 201a side to the outside.
  • one or more electrostatic sensor electrodes included in the electrode layer 11 ⁇ / b> L are disposed on the side of an operator such as a driver (that is, outside) with respect to the base material 111. Then, at least one disturbance noise detection electrode included in the wiring layer 12 ⁇ / b> L is disposed on the side opposite to the operator side (that is, inside) with respect to the base material 111.
  • the surface on the electrode layer 11L side of the sensor unit 110 wound around the rim 210 is covered with a surface layer 201c made of leather, wood, resin, or the like. Accordingly, the base material 111, the one or more electrostatic sensor electrodes 113, and the one or more disturbance noise detection electrodes 114 are built in the steering wheel 200.
  • One or more electrostatic sensor electrodes of the electrode layer 11L disposed on the rim 210 form a capacitance with the cored bar 201b.
  • a capacitance is also formed between the electrostatic sensor electrode and the hand. Therefore, the control circuit unit 120 can detect gripping of the rim 210 by the hand from a signal output from the electrostatic sensor electrode according to the electrostatic capacity.
  • control circuit unit 120 outputs a signal output from one or more electrostatic sensor electrodes in response to a signal output from one or more disturbance noise detection electrodes included in the wiring layer 12L. Correct. Thereby, the detection accuracy of gripping the rim 210 by hand can be improved.
  • FIGS. 4A to 4J are diagrams showing a specific configuration of the sensor unit 110.
  • FIG. 4A to 4J are perspective views showing the positional relationship between the contours of the base material 111 and the electrostatic sensor electrode in the sensor unit 110, and the disturbance noise detection electrode and the heater element.
  • 4A to 4J shows the electrostatic sensor electrode in the sensor unit 110
  • (c) shows the substrate 111 in the sensor unit 110.
  • FIG. 4A to 4J shows a disturbance noise detection electrode and a heater element in the sensor unit 110.
  • FIG. 4A to 4J are transparent views in which (b), (c), and (d) in FIG. 4A to FIG. 4J are stacked in this order as viewed from above.
  • the sensor unit 110 may include four electrostatic sensor electrodes 113 as shown in FIG. 4A (b). These four electrostatic sensor electrodes 113 are included in the electrode layer 11L described above. That is, four electrostatic sensor electrodes 113 shown in FIG. 4B are formed on the surface of the base 111 shown in FIG. 4A. When the sensor unit 110 is wound around the rim 210 of the steering wheel 200, two of these four electrostatic sensor electrodes 113 are arranged on the front left and right sides of the rim 210, and the remaining two are The rim 210 is disposed on the left side and the right side of the back surface.
  • the sensor unit 110 may include two disturbance noise detection electrodes 114 and two heater elements 115 as shown in FIG. 4A (d).
  • Each of the two heater elements 115 is, for example, a resin-coated metal wiring, and is sewn to the back surface of the base material 111 shown in FIG. 4A (c) so that a zigzag pattern is formed. It has been. That is, each of the two heater elements 115 is disposed on the side opposite to the operator with respect to the base material 111. Both ends 115 a and 115 b of these heater elements 115 are electrically connected to the control circuit unit 120 via the harness 130. When a current flows through the heater element 115 by the control circuit unit 120, the heater element 115 generates heat. Due to this heat generation, the heater element 115 warms the substrate 111. As a result, the rim 210 of the steering wheel 200 can be warmed. Therefore, the driver of the vehicle 1 can comfortably grip the rim 210 even when the inside of the vehicle is cold.
  • Each of the two disturbance noise detection electrodes 114 is, for example, a substantially C-shaped wiring made of resin-coated metal, and is arranged substantially symmetrically with respect to a central axis parallel to the X axis. These disturbance noise detection electrodes 114 are also sewn to the back surface of the base material 111 in the same manner as the heater element 115. Each of the two disturbance noise detection electrodes 114 is arranged so as to surround the heater element 115. Furthermore, one end 114a of each of the two disturbance noise detection electrodes 114 is electrically connected to the control circuit unit 120 via the harness 130, and the other end 114b is disposed so as to be separated from and opposed to each other.
  • these two disturbance noise detection electrodes 114 are disposed at, for example, a place that is difficult to be touched by the operator, that is, on the back side and the upper end side of the rim 210.
  • the two disturbance noise detection electrodes 114 are viewed from the operator side, that is, viewed from the Z axis direction positive side.
  • the electric sensor electrode 113 is disposed so as to be substantially covered.
  • the disturbance noise can be removed from the signals of the four electrostatic sensor electrodes 113, and the detection accuracy of the operation by the operator can be improved. That is, the two disturbance noise detection electrodes 114 are substantially covered with the four electrostatic sensor electrodes 113 when viewed from the operator side. Therefore, it is possible to suppress the operation by the operator from greatly affecting each disturbance noise detection electrode 114. Thereby, it is possible to prevent the operation by the operator from being detected as disturbance noise by each disturbance noise detection electrode 114, and to increase the possibility that only pure disturbance noise can be detected.
  • each disturbance noise detection electrode 114 it is possible to prevent the signal from each disturbance noise detection electrode 114 from fluctuating due to an operation such as touching or gripping the steering wheel 200 by a driver who is an operator. Conversely, the signal from each disturbance noise detection electrode 114 can be changed only by disturbance noise such as temperature drift. As a result, the detection accuracy of the operation by the operator can be improved. Therefore, the grip of the steering wheel 200 can be detected with high accuracy as an operation by the operator.
  • the meaning that the two disturbance noise detection electrodes 114 are substantially covered by the four electrostatic sensor electrodes 113 means that the two disturbance noise detection electrodes 114 are completely covered by the four electrostatic sensor electrodes 113. Including that.
  • the meaning also includes that, for example, 80% or more and less than 100% of the two disturbance noise detection electrodes 114 are covered with the four electrostatic sensor electrodes 113 as shown in FIG. 4A (a). That is, in the electrostatic detection device 100 according to the present embodiment, as the respective ranges of the two disturbance noise detection electrodes 114, ranges that can exhibit the effects of the present disclosure are covered by the four electrostatic sensor electrodes 113. Just do it.
  • each of the two disturbance noise detection electrodes 114 is arranged so as to surround the heater element 115 as described above. Therefore, each disturbance noise detection electrode 114 can suppress the influence received from the heater element 115, and can detect disturbance noise appropriately.
  • each of the four electrostatic sensor electrodes 113 is formed in a layer shape, and each of the two disturbance noise detection electrodes 114 is formed in a line shape. Therefore, the area of each electrostatic sensor electrode 113 can be increased, and as a result, the electrostatic capacitance between each electrostatic sensor electrode 113 and the operator (that is, the driver) can be increased. Therefore, it is possible to improve the sensitivity of detecting the operation at each electrostatic sensor electrode 113.
  • each disturbance noise detection electrode 114 is formed in a linear shape, the influence of the operation on each disturbance noise detection electrode 114 can be suppressed, and the disturbance noise can be detected appropriately from each disturbance noise detection electrode 114. . As a result, the detection accuracy of the steering wheel 200 can be further improved as the detection accuracy of the operation by the operator.
  • each disturbance noise detection electrode 114 and each heater element 115 are the same linear members, the configuration of the electrostatic detection device 100 can be simplified, and the cost can be reduced.
  • the two disturbance noise detection electrodes 114 are arranged in the same layer as the two heater elements 115. Thereby, each disturbance noise detection electrode 114 and each heater element 115 can be arrange
  • each of the two disturbance noise detection electrodes 114 may be wired in a substantially I shape instead of a substantially C shape.
  • one end 114a side of each disturbance noise detection electrode 114 is bent for connection to the harness 130, but disturbance noise at each disturbance noise detection electrode 114 is detected. It can be said that the main part for this is substantially I-shaped, that is, linear.
  • the space in which the two disturbance noise detection electrodes 114 are arranged with respect to the base material 111 can be suppressed, and other members such as the heater element 115 are effectively arranged in a wide empty space. be able to.
  • each of the two disturbance noise detection electrodes 114 is arranged substantially parallel to at least a part of the heater element 115. Therefore, the two disturbance noise detection electrodes 114 and the two heater elements 115 can be closely arranged, and the electrostatic detection device 100 can be made compact.
  • each of the two disturbance noise detection electrodes 114 may be arranged so as to be surrounded by the wiring pattern of the heater element 115.
  • the sensor unit 110 may include only one disturbance noise detection electrode 114.
  • the disturbance noise detection electrode 114 is disposed so as to surround the two heater elements 115, and both ends 114 a and 114 b of the disturbance noise detection electrode 114 are electrically connected to the control circuit unit 120 via the harness 130. .
  • the sensor unit 110 may include two electrostatic sensor electrodes 113.
  • the sensor unit 110 When such a sensor unit 110 is wound around the rim 210 of the steering wheel 200, one of these two electrostatic sensor electrodes 113 is arranged on the left side of the rim 210, and the other is on the right side of the rim 210. Be placed.
  • the number of one or more electrostatic sensor electrodes 113 and the number of one or more disturbance noise detection electrodes 114 provided in the sensor unit 110 are two. Therefore, a dedicated disturbance noise detection electrode 114 can be associated with each of the two electrostatic sensor electrodes 113. As a result, disturbance noise appropriate for the signals can be removed from the signals of the two electrostatic sensor electrodes 113.
  • the electrode group consisting of two electrostatic sensor electrodes 113 shown in (b) of FIG. 4E and the electrode group consisting of four electrostatic sensor electrodes 113 shown in (b) of FIGS. 4A to 4D are: Have substantially the same shape. That is, in the example shown in FIGS. 4A to 4D, the electrode is divided into four electrostatic sensor electrodes 113, and in the example shown in FIG. 4E, the electrode is divided into two electrostatic sensor electrodes 113.
  • the two electrostatic sensor electrodes 113 provided in the sensor unit 110 may have different shapes from the two electrostatic sensor electrodes 113 shown in FIG. 4E (b). Good. That is, the electrode division positions may be different.
  • the sensor unit 110 may not include the heater element 115 as shown in FIG. 4D (d). Even in such a case, the electrostatic detection device 100 can detect the operation by the operator with high accuracy.
  • the number of electrostatic sensor electrodes 113 provided in the sensor unit 110 may be one.
  • the one electrostatic sensor electrode 113 is disposed, for example, on the entire circumference of the rim 210. That is, the electrode may be divided into a plurality of electrostatic sensor electrodes 113 as shown in FIGS. 4A to 4G or may not be divided as shown in FIG. 4H.
  • the sensor unit 110 having only one electrostatic sensor electrode 113 may not include the heater element 115 as in the example shown in FIG. 4G. Even in such a case, the electrostatic detection device 100 can detect the operation by the operator with high accuracy.
  • each of the two disturbance noise detection electrodes 114 may be wired so as to include a curve, for example, in a wavy shape, or may be wired only by a curve. May be. That is, the main part for detecting the disturbance noise in each disturbance noise detection electrode 114 is not limited to the linear shape shown in (d) of FIG. 4B and includes a curve while extending in the Y-axis direction. You may form only with a curve.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of the electrostatic detection device 100.
  • the electrostatic detection device 100 includes the sensor unit 110 and the control circuit unit 120 electrically connected to the sensor unit 110 via the harness 130 as described above.
  • the sensor unit 110 includes n (n is an integer of 1 or more) electrostatic sensor electrodes 113 and m (m is an integer of 1 or more) disturbance noise detection electrodes 114.
  • the control circuit unit 120 is a control unit including a signal processing unit 121, a calculation unit 122, and a determination unit 123.
  • the signal processing unit 121 periodically acquires the signal Si from each of the n electrostatic sensor electrodes 113. And the signal processing part 121 acquires the variation
  • the calculation unit 122 corrects the fluctuation width ⁇ Si of the electrostatic sensor electrode 113 for each of the n electrostatic sensor electrodes 113. That is, the calculation unit 122 subtracts the fluctuation width ⁇ Dj of the disturbance noise detection electrode 114 corresponding to the electrostatic sensor electrode 113 from the fluctuation width ⁇ Si of the electrostatic sensor electrode 113, thereby changing the fluctuation of the electrostatic sensor electrode 113. The width ⁇ Si is corrected. By this correction, disturbance noise is removed from the fluctuation range ⁇ Si of the electrostatic sensor electrode 113.
  • any one of the m disturbance noise detection electrodes 114 is associated with each of the n electrostatic sensor electrodes 113.
  • the disturbance noise detection electrode 114 is associated.
  • the disturbance noise detection electrode 114 on the negative side in the Y-axis direction of the two disturbance noise detection electrodes 114 corresponds to the two electrostatic sensor electrodes 113 on the negative side in the Y-axis direction shown in (b) of FIG. 4A. It is attached.
  • the same disturbance noise detection electrode 114 is associated with all the four electrostatic sensor electrodes 113 shown in FIG. 4D (b).
  • the determination unit 123 determines whether or not the portion of the rim 210 where the electrostatic sensor electrode 113 is disposed has been operated by the operator. The determination is made based on the corrected fluctuation range ⁇ Si. That is, the determination unit 123 determines whether or not the part of the rim 210 is gripped by the driver who is an operator. By such a determination process, an operation such as gripping by the operator is detected.
  • the sensor unit 110 does not include the heater element 115, but may include one or more heater elements 115 as illustrated in FIGS. 4A to 4I.
  • the control circuit unit 120 includes a power supply unit. The power supply unit causes the heater element 115 to generate heat by passing a current through the heater element 115.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of determination processing by the electrostatic detection device 100 according to the present embodiment.
  • the electrostatic detection device 100 performs a determination process on each of the n electrostatic sensor electrodes 113 in order.
  • the disturbance noise detection electrode 114 corresponding to the electrostatic sensor electrode i is It is described as disturbance noise detection electrode j.
  • the signal processing unit 121 of the electrostatic detection device 100 corresponds to the signal Si of the electrostatic sensor electrode i and the electrostatic sensor electrode i.
  • the signal Di of the disturbance noise detection electrode j is periodically acquired (step S101).
  • the signal processing unit 121 acquires the change amount of the signal Si of the electrostatic sensor electrode i as the fluctuation range ⁇ Si, and acquires the change amount of the signal Dj of the disturbance noise detection electrode j as the fluctuation range ⁇ Dj (step S102). .
  • the calculation unit 122 corrects the fluctuation range ⁇ Si by subtracting the fluctuation range ⁇ Dj from the fluctuation range ⁇ Si (step S103).
  • the determination unit 123 determines whether or not the corrected fluctuation range ⁇ Si is larger than the threshold value Th1 (step S104). If it is determined that the threshold value Th1 is greater than the threshold value Th1 (Yes in step S104), the determination unit 123 determines that the portion of the rim 210 where the electrostatic sensor electrode i is disposed is gripped by the driver ( Step S106).
  • step S104 determines in step S104 that the corrected fluctuation range ⁇ Si is equal to or less than the threshold value Th1 (No in step S104), the region where the electrostatic sensor electrode i is disposed on the rim 210 is It is determined that it is not gripped by the driver (step S107).
  • the electrostatic detection device 100 includes the control circuit unit 120 as a control unit electrically connected to each of the n electrostatic sensor electrodes 113 and the m disturbance noise detection electrodes 114. . Then, the control circuit unit 120 corrects the first signal output from the n electrostatic sensor electrodes 113 according to the second signal output from the m disturbance noise detection electrodes 114, and corrects the corrected first signal. Based on the 1 signal, the operation by the driver is determined.
  • the first signal has a fluctuation range ⁇ Si
  • the second signal has a fluctuation range ⁇ Dj.
  • the operation determination by the driver that is, the operation detection can be performed with higher accuracy. For example, whether or not the driver is holding the steering wheel 200 can be detected with high accuracy.
  • the signal processing unit 121 acquires a signal output from any one of the n electrostatic sensor electrodes 113 and the m disturbance noise detection electrodes 114
  • the signal processing unit 121 is not the other electrode.
  • the electrodes may be grounded.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating another example of the determination process performed by the electrostatic detection device 100 according to the present embodiment.
  • the electrostatic detection device 100 performs determination processing on the electrostatic sensor electrodes 113 in order for each of the n electrostatic sensor electrodes 113.
  • the detection electrode 114 is described as a disturbance noise detection electrode j.
  • the electrostatic detection apparatus 100 performs the same process as steps S101 to S103 shown in FIG.
  • the determination unit 123 determines whether or not the corrected fluctuation range ⁇ Si is larger than the threshold value Th1 (step S104). If it is determined that the threshold value Th1 is greater than the threshold value Th1 (Yes in step S104), the determination unit 123 further determines whether or not the corrected fluctuation range ⁇ Si is smaller than the threshold value Th2 (Th2> Th1) (Step S105). If the determination unit 123 determines that the threshold value Th2 is smaller than the threshold value Th2 (Yes in step S105), the determination unit 123 determines that the portion of the rim 210 where the electrostatic sensor electrode i is disposed is gripped by the driver. (Step S106).
  • step S104 determines in step S104 that the corrected fluctuation range ⁇ Si is equal to or less than the threshold value Th1 (No in step S104)
  • the region where the electrostatic sensor electrode i is disposed on the rim 210 is It is determined that it is not gripped by the driver (step S107).
  • step S105 determines in step S105 that the corrected fluctuation range ⁇ Si is equal to or greater than the threshold Th2 (No in step S105)
  • the part where the electrostatic sensor electrode i is disposed on the rim 210. Is determined not to be gripped by the driver (step S107).
  • FIG. 8 is a flowchart showing still another example of determination processing by the electrostatic detection device 100 according to the present embodiment.
  • the electrostatic detection device 100 performs a determination process on each of the n electrostatic sensor electrodes 113 in order for each of the n electrostatic sensor electrodes 113 as in the example illustrated in FIGS. 6 and 7.
  • the disturbance noise detection electrode 114 is described as a disturbance noise detection electrode j.
  • the electrostatic detection device 100 when performing determination processing on the electrostatic sensor electrode i, performs processing similar to steps S101 and S102 illustrated in FIGS. 6 and 7.
  • the determination unit 123 obtains the fluctuation range ⁇ Si before correction from the signal processing unit 121, and whether or not the fluctuation range ⁇ Si before correction is smaller than the threshold value Th3 (Th3> Th1). Is determined (step S108). If it is determined that the value is smaller than the threshold Th3 (Yes in step S108), the calculation unit 122 corrects the fluctuation range ⁇ Si by subtracting the fluctuation range ⁇ Dj from the fluctuation range ⁇ Si (step S103). Then, after step S103 is executed, the electrostatic detection device 100 executes steps S104 to S107 shown in FIG.
  • the determining unit 123 determines that an abnormality has occurred (step S109). That is, if the fluctuation range ⁇ Si before correction is greater than or equal to the threshold Th3, there is a possibility that large disturbance noise that cannot be removed even by correction is generated. In such a case, when it is determined that an abnormality has occurred, the abnormality can be notified to the host system of the electrostatic detection device 100.
  • the determination unit 123 may stop the determination of the operation by the driver when the value indicated by the second signal, that is, the fluctuation range ⁇ Dj exceeds the threshold value. That is, if the value indicated by the second signal is too large, there is a high possibility that an abnormality has occurred in the electrostatic detection device 100 or its surroundings. When such an abnormality occurs, it is possible to suppress erroneous determination by stopping the operation determination.
  • the one or more disturbance noise detection electrodes 114 are disposed so as to be substantially covered with the one or more electrostatic sensor electrodes 113 when viewed from the operator side. Therefore, the detection accuracy of the operation by the operator can be improved.
  • the sensor part 110 in this Embodiment is provided with the one base material 111, you may be provided with two or more base materials.
  • the electrostatic sensor electrode 113 is formed as an electrode layer on one of the two substrates, and the disturbance noise detection electrode 114 is sewn on the other substrate.
  • the sensor part 110 is comprised by bonding these base materials together.
  • the electrostatic detection device in the present embodiment is a device that can improve the detection accuracy as in the first embodiment. That is, the electrostatic detection device according to the present embodiment includes a shield electrode, and the detection accuracy can be improved by the positional relationship between the shield electrode and the lead wire of the electrostatic sensor electrode. Note that the electrostatic detection device in the present embodiment is hereinafter referred to as a grip sensor.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a vehicle compartment in which the grip sensor according to the present embodiment is arranged. Note that among the components in the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and detailed description thereof is omitted.
  • the spoke 202 is formed in a substantially T shape as described above, and has a right portion 202a, a left portion 202b, and a lower portion 202c.
  • the right part 202 a is on the right side of the horn switch cover 203
  • the left part 202 b is on the left side of the horn switch cover 203
  • the lower part 202 c is on the lower side of the horn switch cover 203.
  • the terms indicating directions such as up, down, right, and left for describing the part of the steering wheel 200 are the front side (that is, the driver side) of the steering wheel 200 in a neutral state. Indicates the viewing direction.
  • the neutral state of the steering wheel 200 is a state when the vehicle 1 is going straight ahead.
  • the grip sensor 1000 is a device that detects contact or gripping of the steering wheel 200 by a hand, like the electrostatic detection device 100 of the first embodiment, and is provided in the steering wheel 200 of the vehicle 1 as shown in FIG. It has been.
  • the grip sensor 1000 includes a sensor group 110G, a control circuit unit 1200, a harness 130, and a leader line 119a.
  • the sensor group 110 ⁇ / b> G includes a plurality of sensor units embedded in the rim 210 of the steering wheel 200.
  • the harness 130 and the lead wire 119a electrically connect the sensor group 110G to the control circuit unit 1200.
  • the lead line 119a is disposed via the right portion 202a of the spoke 202 in order to connect one sensor unit included in the sensor group 110G to the control circuit unit 1200.
  • the harness 130 is disposed via the lower portion 202c of the spoke 202 in order to connect the remaining sensor units included in the sensor group 110G to the control circuit unit 1200.
  • the control circuit unit 1200 is embedded in the lower part 202c of the spoke 202, for example. Such a control circuit unit 1200 determines whether or not the occupant's hand of the vehicle 1 is in contact with the rim 210 based on a signal transmitted from the sensor group 110G via the harness 130 and the lead wire 119a, and Detect hand contact position.
  • the state where the hand is in contact with the rim 210 includes a state where the hand is holding the rim 210. Therefore, it can be said that the control circuit unit 1200 detects whether or not the hand is holding the rim 210 and the holding position of the hand.
  • each of the plurality of sensor units included in the sensor group 110G has an electrostatic sensor electrode as in the sensor unit 110 of the first embodiment.
  • the capacitance changes depending on whether or not the hand of the passenger of the vehicle 1 is touching the rim 210 of the steering wheel 200.
  • the control circuit unit 1200 measures values corresponding to the capacitances of the electrostatic sensor electrodes, and detects contact of the occupant's hand with the rim 210 based on these values.
  • control circuit part 1200 makes a warning device perform a warning to a driver, when contact is not detected although vehicles 1 are driven.
  • the speaker 301 of the alerting device alerts the driver with a warning sound or voice.
  • the display device 302 displays a warning message that prompts the driver to hold the steering wheel 200 firmly. Thereby, a traffic accident can be reduced.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of how the sensor group 110G is wound around the rim 210 in the present embodiment.
  • the state which looked at the steering wheel 200 in a neutral state from the front is shown.
  • the sensor group 110G in the present embodiment includes, for example, three sensor units 110a, 110b, and 110c.
  • each of these three sensor units 110a, 110b, and 110c is a sheet-like structure as a whole, and is formed in a long shape.
  • Each of such sensor units 110a, 110b, and 110c is wound around and attached to the rim 210 of the steering wheel 200.
  • the sensor unit 110a is disposed on the rim 210 of the steering wheel 200 in a neutral state. That is, the first electrostatic sensor electrode included in the sensor unit 110a is disposed on the steering wheel 200 in a neutral state.
  • the sensor unit 110a is also referred to as an upper sensor unit 110a.
  • the sensor unit 110b is disposed on the right side of the rim 210 of the steering wheel 200 in a neutral state.
  • the sensor unit 110b is also referred to as a right sensor unit 110b.
  • the sensor unit 110c is disposed on the left side of the rim 210 of the steering wheel 200 in a neutral state.
  • the sensor unit 110c is also referred to as a left sensor unit 110c.
  • the second electrostatic sensor electrode is disposed on one of the left side portion and the right side portion of the steering wheel 200 in the neutral state, and the third electrostatic sensor electrode is the left side portion thereof. And the other of the right side portions.
  • the second electrostatic sensor electrode is included in the right sensor unit 110b, and the third electrostatic sensor electrode is included in the right sensor unit 110b.
  • the electrostatic sensor electrode of the upper sensor unit 110a is electrically connected to the control circuit unit 1200 via the lead wire 119a.
  • the electrostatic sensor electrode of the right sensor unit 110b is electrically connected to the control circuit unit 1200 via the lead wire 119b
  • the electrostatic sensor electrode of the left sensor unit 110c is electrically connected via the lead wire 119c. It is electrically connected to the control circuit unit 1200.
  • the lead wires 119b and 119c are configured as a harness 130.
  • the grip sensor 1000 includes the three sensor units 110a, 110b, and 110c disposed on the surface side of the steering wheel 200 along the circumferential direction of the steering wheel 200, the sensor unit 110a, Leaders 119a, 119b and 119c electrically connected to 110b and 110c, respectively. That is, the grip sensor 1000 according to the present embodiment includes three electrostatic sensor electrodes disposed on the surface side of the steering wheel 200 along the circumferential direction of the steering wheel 200, and each of the three electrostatic sensor electrodes. And lead lines 119a, 119b, and 119c electrically connected to each other.
  • the three electrostatic sensor electrodes include the first electrostatic sensor electrode, the second electrostatic sensor electrode, and the third electrostatic sensor electrode that are included in the sensor units 110a, 110b, and 110c described above.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of the upper sensor unit 110a. Specifically, FIG. 11A shows the front of the sensor unit 110a, FIG. 11B shows the back of the sensor unit 110a, and FIG. 11C shows the side of the sensor unit 110a. Indicates.
  • the sensor unit 110 a includes a base material 111, an electrostatic sensor electrode 113, and a shield electrode 116.
  • the base material 111 is made of a dielectric as in the first embodiment. Specifically, the base material 111 is formed in a long sheet shape by a dielectric material having elasticity, flexibility and ductility.
  • the base material 111 is made of a synthetic resin such as polyethylene (PE).
  • the electrostatic sensor electrode 113 is, for example, a conductive cloth configured by plating the cloth. More specifically, the cloth is, for example, a woven fabric of polyethylene terephthalate (PET), and the plating is, for example, nickel plating. Such an electrostatic sensor electrode 113 is formed on the surface of the substrate 111 as shown in FIG. In addition, the surface of the base material 111 is a surface arranged toward the surface side of the rim 210 of the steering wheel 200.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the shield electrode 116 is formed on the back surface of the substrate 111 as shown in FIG.
  • the shield electrode 116 is a solid electrode and is provided to improve the noise resistance of the grip sensor 1000. In this embodiment, since this shield electrode 116 is grounded, this shield electrode 116 may be referred to as a ground electrode.
  • the back surface of the base material 111 is a surface disposed toward the inside of the rim 210 of the steering wheel 200.
  • the inner side of the rim 210 of the steering wheel 200 is the inner side of the steering wheel.
  • the inner side is the center side in the cross section perpendicular to the circumferential direction of the rim of the steering wheel, and when there is a core metal in the center, it is the core metal side.
  • the right sensor unit 110b and the left sensor unit 110c have the same configuration as the sensor unit 110a shown in FIG.
  • the cross section of the rim 210 to which the sensor group 110G is attached has the same structure as the cross section shown in FIG.
  • a shield electrode 116 is included in the wiring layer 12L instead of the disturbance noise detection electrode 114 or the heater element 115.
  • the wiring layer 12L may include the shield electrode 116 together with the disturbance noise detection electrode 114 or the heater element 115 of the first embodiment.
  • each of the sensor units 110a, 110b, and 110c included in the sensor group 110G is wound around the resin layer 201a so that the shield electrode 116 faces the resin layer 201a.
  • each component of the sensor units 110a, 110b, and 110c includes, from the resin layer 201a side toward the outside, the wiring layer 12L including the shield electrode 116, the base 111, and the electrode layer including the electrostatic sensor electrode 113. Arranged in the order of 11L.
  • the surface on the electrode layer 11L side in the sensor group 110G wound around the rim 210 is covered with a surface layer 201c made of leather, wood, resin, or the like.
  • the sensor units 110a, 110b, and 110c are built in the rim 210 of the steering wheel 200.
  • the electrostatic sensor electrode 113 included in the electrode layer 11L of the rim 210 forms a capacitance with the shield electrode 116 included in the wiring layer 12L. Further, when a passenger's hand comes into contact with a portion of the rim 210 where the electrostatic sensor electrode 113 is disposed, a capacitance is also formed between the electrostatic sensor electrode 113 and the hand. Therefore, the control circuit unit 1200 can detect the hand contact with the rim 210 from the signal output from the electrostatic sensor electrode 113 according to the electrostatic capacity. That is, the control circuit unit 1200 can detect whether or not a hand touches each part of the rim 210 where the sensor parts 110a, 110b, and 110c are arranged.
  • FIG. 12 is a diagram showing a configuration of the grip sensor 1000 according to the present embodiment.
  • the upper sensor unit 110 a includes a base material 111, an electrostatic sensor electrode 113 formed on the surface of the base material 111, and a shield electrode 116 formed on the back surface of the base material 111.
  • the right sensor unit 110b also has a base material 111, an electrostatic sensor electrode 113 formed on the surface of the base material 111, and a shield formed on the back surface of the base material 111.
  • the left sensor unit 110c also has a base material 111, an electrostatic sensor electrode 113 formed on the surface of the base material 111, and a shield formed on the back surface of the base material 111.
  • the base material 111, the electrostatic sensor electrode 113, and the shield electrode 116 are separately illustrated in each of the sensor units 110 a, 110 b, and 110 c. These components are joined as shown in FIG.
  • the three electrostatic sensor electrodes 113 are arranged on the surface of the steering wheel 200 along the circumferential direction of the steering wheel 200.
  • the electrostatic sensor electrode 113 of the upper sensor unit 110a is the first electrostatic sensor electrode
  • the electrostatic sensor electrode 113 of the right sensor unit 110b is the second electrostatic sensor electrode. It is a sensor electrode.
  • the grip sensor 1000 in this Embodiment is provided with the shield electrode 116 arrange
  • the shield electrode 116 facing the second electrostatic sensor electrode is the shield electrode 116 of the right sensor unit 110b.
  • the lead wire 119b and the wiring 118b are electrically connected to the right sensor unit 110b.
  • the wiring 118b is made of a conductive material, and one end of the wiring 118b is electrically connected to the shield electrode 116 of the right sensor unit 110b.
  • the lead line 119b is also made of a conductive material, and one end of the lead line 119b is electrically connected to the electrostatic sensor electrode 113 of the right sensor unit 110b.
  • Such wiring 118b and lead line 119b are arranged so as to extend from the right side sensor portion 110b to the inside of the lower portion 202c of the spoke 202.
  • the wiring 118b is grounded inside the spoke 202.
  • the shield electrode 116 of the right sensor unit 110b is grounded via the wiring 118b.
  • the other end of the lead wire 119b is electrically connected to the control circuit unit 1200 embedded in the lower portion 202c of the spoke 202.
  • a lead line 119c and a wiring 118c are electrically connected to the left sensor unit 110c.
  • the wiring 118c is made of a conductive material, and one end of the wiring 118c is electrically connected to the shield electrode 116 of the left sensor unit 110c.
  • the lead line 119c is also made of a conductive material, and one end of the lead line 119c is electrically connected to the electrostatic sensor electrode 113 of the left sensor unit 110c.
  • the wiring 118 c and the lead line 119 c are arranged so as to extend from the left sensor part 110 c to the inside of the lower part 202 c of the spoke 202.
  • the wiring 118c is grounded inside the spoke 202.
  • the shield electrode 116 of the left sensor unit 110c is grounded via the wiring 118c.
  • the other end of the lead wire 119 c is electrically connected to a control circuit unit 1200 embedded in the lower portion 202 c of the spoke 202.
  • the harness 130 described above is configured by bundling the lead line 119b and the wiring 118b of the right sensor unit 110b and the lead line 119c and the wiring 118c of the left sensor unit 110c.
  • a lead wire 119a and a wiring 118a are electrically connected to the upper sensor portion 110a.
  • the wiring 118a is made of a conductive material, and one end of the wiring 118a is electrically connected to the shield electrode 116 of the upper sensor unit 110a.
  • the other end of the wiring 118a is electrically connected to the shield electrode 116 of the left sensor unit 110c, for example.
  • the shield electrode 116 of the upper sensor unit 110a is grounded via the shield electrode 116 of the left sensor unit 110c.
  • the lead wire 119a is also made of a conductive material, and one end of the lead wire 119a is electrically connected to the electrostatic sensor electrode 113 of the upper sensor unit 110a.
  • the lead line 119a is arranged so as to reach the inside of the lower part 202c from the upper sensor part 110a through the inside of the right part 202a of the spoke 202.
  • a part of the leader line 119a arranged in this manner is located inside the rim 210 with respect to the shield electrode 116 of the right sensor unit 110b.
  • FIG. 13 is a partial cross-sectional view of the steering wheel 200. Specifically, FIG. 13 shows a front cross-section of a portion from the central portion to the upper portion of the steering wheel 200.
  • the shield electrode 116 is disposed on the rim of the steering wheel 200 so as to face the electrostatic sensor electrode 113 in the thickness direction of the rim 210 of the steering wheel 200. It is arranged inside 210.
  • the spoke 202 is not connected to the upper part of the rim 210 of the steering wheel 200 where the sensor unit 110a is disposed. Accordingly, the lead line 119a of the upper sensor unit 110a is connected to the control circuit unit 1200 at the lower part 202c of the spoke 202 via the portion of the rim 210 where the right sensor unit 110b or the left sensor unit 110c is disposed. Need to be connected.
  • the contact position of the hand may be erroneously detected. That is, when the hand touches the rim 210 where the right sensor unit 110b is disposed, the capacitance of the right sensor unit 110b changes, but the capacitance of the nearby lead line 119a also changes. Therefore, the control circuit unit 1200 may erroneously detect that the hand touches the upper part and the right side part of the rim 210.
  • the lead line 119a connected to the upper sensor unit 110a is connected to the control circuit unit 1200 via the inner side of the rim 210 than the shield electrode 116 of the right sensor unit 110b. . That is, a part of the lead line 119a connected to the upper sensor unit 110a is disposed inside the steering wheel 200 with respect to the shield electrode 116 of the right sensor unit 110b. Specifically, a part of the leader line 119a is located between the part of the leader line 119a and the electrostatic sensor electrode 113 of the right sensor part 110b, and the shield electrode 116 of the right sensor part 110b is located. As described above, the steering wheel 200 is disposed inside the rim 210.
  • a part of the leader line 119a is disposed in the thickness direction away from the surface of the steering wheel 200 and is disposed on the back side of the shield electrode 116. Therefore, even when the occupant of the vehicle 1 touches the part where the sensor unit 110b of the steering wheel 200 is disposed, a part of the leader line 119a is far from the hand and a part of the leader line 119a.
  • a shield electrode 116 exists between the hand and the hand.
  • leader line 119a may be all of the part arranged along the circumferential direction of the rim 210, or may be a part thereof.
  • the sensor unit 110a connected to the above-described leader line 119a is disposed on the steering wheel 200 in a neutral state. Therefore, the contact position of the hand with respect to the steering wheel 200 to which the spoke 202 is not connected to the upper portion of the rim 210 can be detected with high accuracy.
  • each one part of leader line 119b and 119c is arrange
  • the leader lines 119b and 119c are guided directly from the lower portion 202c of the spoke 202 to the inside of the spoke 202. That is, it is not necessary to arrange a part of the leader lines 119b and 119c behind the shield electrode 116, and the attachment of the grip sensor 1000 to the steering wheel 200 can be facilitated.
  • the lead wire 119a connected to the electrostatic sensor electrode 113 of the upper sensor unit 110a may be formed integrally with the electrostatic sensor electrode 113.
  • the electrostatic sensor electrode 113 and the lead wire 119a are integrally configured as a conductive cloth.
  • the grip sensor 1000 includes three base materials 111, and the three electrostatic sensor electrodes 113 are formed on the surfaces of the three base materials 111, respectively. Accordingly, when three electrostatic sensor electrodes 113 are attached to the steering wheel 200, a plurality of base materials 111 on which the electrostatic sensor electrodes 113 are respectively formed can be attached to the steering wheel 200. Thereby, even if the mechanical strength of the electrostatic sensor electrode 113 is weak, the electrostatic sensor electrode 113 can be easily attached to the steering wheel 200 without applying a load to the electrostatic sensor electrode 113.
  • the three electrostatic sensor electrodes 113 are configured as a conductive cloth. Thereby, the electrostatic sensor electrode 113 can be provided with flexibility, and the electrostatic sensor electrode 113 can be easily attached to the steering wheel 200.
  • the electrostatic sensor electrode 113 is configured as a conductive cloth, but may be configured as a metal wire.
  • the electrostatic sensor electrode configured as the metal wire may also have a function as a heater.
  • FIG. 14 is a diagram showing a configuration of a grip sensor according to this modification.
  • the electrostatic sensor electrode 113a that is a metal wire is provided on the surface of the base material 111 of each of the sensor units 110a, 110b, and 110c instead of the electrostatic sensor electrode 113 that is a conductive cloth. Is attached.
  • the electrostatic sensor electrode 113a configured as such a metal wire is also referred to as a sensor wire.
  • the electrostatic sensor electrode 113a may be attached to the base material 111 via a non-woven fabric 113b, for example.
  • the electrostatic sensor electrode 113a is sewn on the surface of the nonwoven fabric 113b.
  • the electrostatic sensor electrode 113a is sewn on the nonwoven fabric 113b in a zigzag shape, for example.
  • the nonwoven fabric 113b is affixed on the base material 111 in the state which turned the back surface of the nonwoven fabric 113b, ie, the surface where the electrostatic sensor electrode 113a is not sewn, to the base material 111.
  • the grip sensor 1000a includes lead wires 119aa and 119ab connected to the upper sensor portion 110a, lead wires 119ba and 119bb connected to the right sensor portion 110b, and a left sensor portion 110c. Leader lines 119ca and 119cb to be connected are provided.
  • the grip sensor 1000a includes a control circuit unit 1200a instead of the control circuit unit 1200 of the grip sensor 1000 in the above embodiment.
  • the control circuit unit 1200 a includes a sensor circuit 126 and a power supply circuit 125.
  • one end of the electrostatic sensor electrode 113a in the upper sensor unit 110a is electrically connected to the sensor circuit 126 of the control circuit unit 1200a via the lead wire 119aa.
  • the other end of the electrostatic sensor electrode 113a in the upper sensor unit 110a is electrically connected to the power supply circuit 125 of the control circuit unit 1200a through the lead wire 119ab.
  • one end of the electrostatic sensor electrode 113a in the right sensor unit 110b is electrically connected to the sensor circuit 126 of the control circuit unit 1200a via the lead wire 119ba.
  • the other end of the electrostatic sensor electrode 113a in the right sensor unit 110b is electrically connected to the power supply circuit 125 of the control circuit unit 1200a through a lead line 119bb.
  • one end of the electrostatic sensor electrode 113a in the left sensor unit 110c is electrically connected to the sensor circuit 126 of the control circuit unit 1200a via the lead wire 119ca.
  • the other end of the electrostatic sensor electrode 113a in the left sensor unit 110c is electrically connected to the power supply circuit 125 of the control circuit unit 1200a via a lead line 119cb.
  • the power supply circuit 125 heats the electrostatic sensor electrode 113a by causing a current to flow through the lead wires 119ab, 119bb, or 119cb to the electrostatic sensor electrodes 113a of the sensor units 110a, 110b, and 110c.
  • the electrostatic sensor electrode 113a of the sensor units 110a, 110b, and 110c can be used as a heater for heating the rim 210 of the steering wheel 200.
  • each of the lead lines 119aa, 119ba, and 119ca is connected to the ground via an inductor (not shown) so that a current flows from the power supply circuit 125 to the electrostatic sensor electrode 113a.
  • the sensor circuit 126 has the same function as the control circuit unit 1200 in the above embodiment.
  • the sensor circuit 126 detects contact or grip of the hand with the steering wheel 200 using the sensor units 110a, 110b, and 110c. That is, the sensor circuit 126 supplies an alternating current to the electrostatic sensor electrode 113a of the upper sensor unit 110a via the lead wires 119aa and 119ab. Similarly, the sensor circuit 126 supplies an alternating current to the electrostatic sensor electrode 113a of the right sensor unit 110b via the lead lines 119ba and 119bb. In addition, the sensor circuit 126 supplies an alternating current to the electrostatic sensor electrode 113a of the left sensor unit 110c via the lead lines 119ca and 119cb. And the sensor circuit 126 detects the change of the electrostatic capacitance in those electrostatic sensor electrodes 113a based on the electric current value of the electric current which flows into each electrostatic sensor electrode 113a of the sensor parts 110a, 110b, and 110c.
  • a part of the leader lines 119aa and 119ab of the upper sensor unit 110a is part of the shield electrode 116 of the right sensor unit 110b, as in the grip sensor 1000 of the second embodiment. Rather than the rim 210.
  • a part of the lead lines 119aa and 119ab is a shield electrode of the right sensor part 110b between a part of the lead lines 119aa and 119ab and the electrostatic sensor electrode 113 of the right sensor part 110b.
  • 116 is located inside the rim 210 of the steering wheel 200 so that 116 is located.
  • the same effect as in the second embodiment can be obtained. That is, it is possible to suppress a change in the electrostatic capacitance in the leader lines 119aa and 119ab of the sensor unit 110a due to the hand contact with the steering wheel 200. As a result, the contact position of the steering wheel 200 can be detected with high accuracy.
  • the electrostatic sensor electrode 113a has a function as a heater, but the shield electrode may have a function as a heater.
  • FIG. 15 is a diagram showing a configuration of a grip sensor according to this modification.
  • a shield electrode 116a which is a metal wire, is attached to the back surface of each substrate 111 of the sensor units 110a, 110b, and 110c instead of the shield electrode 116 that is a solid electrode. Yes.
  • the grip sensor 1000b includes the control circuit unit 1200a in the modification 1 instead of the control circuit unit 1200 of the grip sensor 1000 in the above embodiment.
  • the electrostatic sensor electrodes 113 of the sensor units 110a, 110b, and 110c are electrically connected to the sensor circuit 126 of the control circuit unit 1200a through the lead lines 119a, 119b, and 119c, as in the above embodiment. Is done.
  • wirings 118ba and 118bb are connected to both ends of the shield electrode 116a in the right sensor unit 110b, respectively.
  • the wire 118ba is grounded in the spoke 202, for example.
  • the other wiring 118bb electrically connects one end of the shield electrode 116a in the right sensor unit 110b to the power circuit 125 of the control circuit unit 1200a.
  • the shield electrode 116a in the upper sensor unit 110a and the shield electrode 116a in the left sensor unit 110c are connected in series by wires 118aa and 118ab.
  • the wirings 118ca and 118cb are connected to both ends of the two shield electrodes 116a connected in series of the sensor units 110a and 110c, respectively.
  • One of the wirings 118 ca and 118 cb is grounded in the spoke 202, for example.
  • the other wiring 118cb electrically connects one end of the two shield electrodes 116a connected in series to the power supply circuit 125 of the control circuit unit 1200a.
  • the power supply circuit 125 heats the shield electrodes 116a by passing currents through the wirings 118aa, 118ab, 118ca and 118cb to the shield electrodes 116a of the sensor units 110a and 110c. Furthermore, the power supply circuit 125 heats the shield electrode 116a by passing a current through the wiring 118ba and 118bb to the shield electrode 116a of the sensor unit 110b.
  • the shield electrode 116a of the sensor units 110a, 110b and 110c can be used as a heater for heating the rim 210 of the steering wheel 200.
  • the sensor units 110a, 110b, and 110c each include a shield electrode, but the shield electrode may not be included. In such a case, a cored bar 201b may be used instead of the shield electrode.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a cross section of the rim 210 to which the sensor group 110G according to the present modification is attached.
  • Each of the sensor units 110a, 110b, and 110c included in the sensor group 110G does not include the shield electrode 116, and is wound around the resin layer 201a so that the back surface of the substrate 111 faces the resin layer 201a.
  • the back surface of the base material 111 is a surface on which the electrostatic sensor electrode 113 is not formed.
  • each component of the sensor units 110a, 110b, and 110c is arranged in the order of the base layer 111 and the electrode layer 11L including the electrostatic sensor electrode 113 from the resin layer 201a side to the outside. Further, the surface on the electrode layer 11L side in the sensor group 110G wound around the rim 210 is covered with the surface layer 201c as in the above embodiment. Thereby, the sensor units 110a, 110b, and 110c are built in the rim 210 of the steering wheel 200.
  • each of the sensor units 110a, 110b, and 110c does not include the shield electrode 116
  • the electrostatic sensor electrode 113 included in the electrode layer 11L of the rim 210 has a capacitance between the core metal 201b.
  • the core bar 201 b is electrically connected to the vehicle body of the vehicle 1. Therefore, the cored bar 201b can be used as the shield electrode 116 (that is, the ground electrode).
  • the lead line 119a connected to the upper sensor unit 110a is connected to the control circuit unit 1200 via the inner side of the rim 210 than the cored bar 201b. That is, a part of the lead line 119a connected to the upper sensor unit 110a is disposed inside the steering wheel 200 with respect to the core bar 201b. Specifically, a part of the leader line 119a is such that the core bar 201b is positioned between a part of the leader line 119a and the electrostatic sensor electrode 113 of the right sensor unit 110b. It is arranged inside 200 rims 210.
  • the same effect as in the second embodiment can be obtained. That is, it is possible to suppress a change in the electrostatic capacity of the leader line 119a of the sensor unit 110a due to the hand contact with the steering wheel 200. As a result, the contact position of the steering wheel 200 can be detected with high accuracy.
  • the shield electrodes 116 and 116a are grounded and used as the ground electrode. That is, the shield electrodes 116 and 116a may be grounded or may have the same potential as the electrostatic sensor electrodes 113 and 113a. In the grip sensors 1000, 1000a, and 1000b in this modification, the shield electrodes 116 and 116a are not grounded and are configured to have the same potential as the electrostatic sensor electrodes 113 and 113a. Therefore, an alternating current having the same phase as that of the electrostatic sensor electrodes 113 and 113a flows through the shield electrodes 116 and 116a.
  • FIG. 17 is a diagram showing a configuration of the grip sensor 1000 in the present modification.
  • the shield electrodes 116 of the sensor units 110a, 110b, and 110c are not grounded. That is, the shield electrode 116 of the right sensor unit 110b is electrically connected to the control circuit unit 1200 via the wiring 118b without being grounded. Similarly, the shield electrode 116 of the left sensor unit 110c is also electrically connected to the control circuit unit 1200 via the wiring 118c without being grounded. Therefore, the shield electrode 116 of the upper sensor unit 110a is also electrically connected to the control circuit unit 1200 via the shield electrode 116 and the wiring 118a of the left sensor unit 110c without being grounded.
  • the control circuit unit 1200 causes an alternating current to flow through the electrostatic sensor electrode 113 of the upper sensor unit 110a via the lead wire 119a, and the right sensor unit 110b via the lead wire 119b.
  • An alternating current is supplied to the electrostatic sensor electrode 113, and an alternating current is supplied to the electrostatic sensor electrode 113 of the left sensor unit 110c via the lead wire 119c.
  • the control circuit unit 1200 detects a change in capacitance in the electrostatic sensor electrodes 113 based on the current value of the current flowing through the electrostatic sensor electrodes 113.
  • control circuit unit 1200 causes an alternating current having the same phase as the alternating current flowing through the electrostatic sensor electrodes 113 to flow through the shield electrodes 116 of the sensor units 110a, 110b, and 110c. That is, the control circuit unit 1200 passes an alternating current having the same phase as that of the electrostatic sensor electrode 113 of the right sensor unit 110b to the shield electrode 116 of the right sensor unit 110b via the wiring 118b. Similarly, the control circuit unit 1200 connects the respective static electrodes of the upper sensor unit 110a and the left sensor unit 110c to the shield electrodes 116 of the upper sensor unit 110a and the left sensor unit 110c via the wirings 118a and 118c. An alternating current having the same phase as that of the electric sensor electrode 113 is passed.
  • an alternating current in phase with the electrostatic sensor electrode 113 flows through the shield electrode 116.
  • the potential of the shield electrode 116 becomes the same as that of the electrostatic sensor electrode 113.
  • the noise received by the lead wire 119a can be reduced.
  • the shield electrode 116 is driven at the same potential as that of the electrostatic sensor electrode 113, the electrostatic capacity of the electrostatic sensor electrode 113 is reduced, and the S / N ratio (signal noise ratio) is improved.
  • the contact position of the hand with respect to the steering wheel 200 can be detected with high accuracy, and environmental robustness can be improved.
  • FIG. 18 is a diagram showing a configuration of the grip sensor 1000a in the present modification.
  • the shield electrodes 116 of the sensor units 110a, 110b, and 110c are not grounded. That is, the shield electrode 116 of the right sensor unit 110b is electrically connected to the sensor circuit 126 of the control circuit unit 1200a via the wiring 118b without being grounded. Similarly, the shield electrode 116 of the left sensor unit 110c is electrically connected to the sensor circuit 126 of the control circuit unit 1200a via the wiring 118c without being grounded. Therefore, the shield electrode 116 of the upper sensor unit 110a is also electrically connected to the sensor circuit 126 of the control circuit unit 1200a via the shield electrode 116 and the wiring 118a of the left sensor unit 110c without being grounded. Yes.
  • the sensor circuit 126 of the control circuit unit 1200a causes an alternating current to flow to the electrostatic sensor electrode 113a of the upper sensor unit 110a through the lead wires 119aa and 119ab, as in the first modification. Similarly, the sensor circuit 126 sends an alternating current to the electrostatic sensor electrode 113a of the right sensor unit 110b via the lead lines 119ba and 119bb, and the electrostatic circuit of the left sensor unit 110c via the lead lines 119ca and 119cb. An alternating current is passed through the sensor electrode 113a. And the sensor circuit 126 detects the change of the electrostatic capacitance in those electrostatic sensor electrodes 113a based on the electric current value of the electric current which flows into those electrostatic sensor electrodes 113a.
  • the sensor circuit 126 in the present modification flows an alternating current having the same phase as the alternating current flowing through the electrostatic sensor electrodes 113a to the shield electrodes 116 of the sensor units 110a, 110b, and 110c. That is, the control circuit unit 1200a allows an alternating current having the same phase as the electrostatic sensor electrode 113a of the right sensor unit 110b to flow through the wiring 118b to the shield electrode 116 of the right sensor unit 110b. Similarly, the control circuit unit 1200a is connected to the shield electrodes 116 of the upper sensor unit 110a and the left sensor unit 110c via the wirings 118a and 118c, respectively, and the static circuits of the upper sensor unit 110a and the left sensor unit 110c. An alternating current having the same phase as that of the electric sensor electrode 113a is passed.
  • an alternating current in phase with the electrostatic sensor electrode 113a flows through the shield electrode 116.
  • the potential of the shield electrode 116 becomes the same as that of the electrostatic sensor electrode 113a.
  • the noise received by the lead lines 119aa and 119ab can be reduced.
  • the contact position of the hand with respect to the steering wheel 200 can be detected with high accuracy.
  • FIG. 19 is a diagram showing a configuration of the grip sensor 1000b in the present modification.
  • the shield electrodes 116a of the sensor units 110a, 110b, and 110c are not grounded. That is, both ends of the shield electrode 116a of the right sensor unit 110b are electrically connected to the sensor circuit 126 and the power supply circuit 125 of the control circuit unit 1200a via the wirings 118ba and 118bb, respectively, without being grounded. Similarly, both ends of the shield electrode 116a of the left sensor unit 110c are electrically connected to the sensor circuit 126 and the power supply circuit 125 of the control circuit unit 1200a via the wirings 118ca and 118cb without being grounded.
  • both ends of the shield electrode 116a of the upper sensor unit 110a are not grounded, and the sensor circuit 126 and the power supply circuit of the control circuit unit 1200a are connected via the shield electrode 116a and the wirings 118aa and 118ab of the left sensor unit 110c. 125 is electrically connected.
  • the sensor circuit 126 of the control circuit unit 1200a causes an alternating current to flow to the electrostatic sensor electrode 113 of the upper sensor unit 110a via the lead wire 119a as in the second modification. Similarly, the sensor circuit 126 sends an alternating current to the electrostatic sensor electrode 113 of the right sensor unit 110b via the lead line 119b, and flows to the electrostatic sensor electrode 113 of the left sensor unit 110c via the lead line 119c. Apply alternating current. Then, the sensor circuit 126 detects a change in capacitance in the electrostatic sensor electrodes 113 based on the current value of the current flowing through the electrostatic sensor electrodes 113.
  • the sensor circuit 126 in the present modification causes an alternating current having the same phase as the alternating current flowing through the electrostatic sensor electrodes 113 to flow through the shield electrodes 116a of the sensor units 110a, 110b, and 110c.
  • the power supply circuit 125 heats the shield electrodes 116a as heaters by passing a direct current through the shield electrodes 116a of the sensor units 110a, 110b, and 110c. .
  • control circuit unit 1200a allows an alternating current having the same phase as that of the electrostatic sensor electrode 113 of the right sensor unit 110b to flow to the shield electrode 116a of the right sensor unit 110b via the wirings 118ba and 118bb.
  • control circuit unit 1200a is connected to the shield electrode 116a of the upper sensor unit 110a and the left sensor unit 110c via the wirings 118aa, 118ab, 118ca and 118cb, and the upper sensor unit 110a and the left sensor unit.
  • An alternating current having the same phase as that of each of the electrostatic sensor electrodes 113 of 110c is passed.
  • an alternating current in phase with the electrostatic sensor electrode 113 flows through the shield electrode 116a.
  • the potential of the shield electrode 116 a becomes the same as that of the electrostatic sensor electrode 113.
  • the noise received by the lead wire 119a can be reduced.
  • the contact position of the hand with respect to the steering wheel 200 can be detected with high accuracy.
  • the potentials of the electrostatic sensor electrode and the shield electrode are the same in each of the sensor unit 110a, the sensor unit 110b, and the sensor unit 110c. However, at least in the right sensor section 110b, the electrostatic sensor electrode and the shield electrode need only have the same potential.
  • the grip sensors (electrostatic detection devices) 1000, 1000a, and 1000b in the second embodiment and the modifications thereof may include one or more disturbance noise detection electrodes in the first embodiment.
  • shield electrodes 116 and 116a in the second embodiment and its modification may be used as heater element 115 in the first embodiment.
  • the sensor circuit 126 included in the control circuit units 1200, 1200a, and 1200b in the second embodiment and the modifications thereof includes the signal processing unit 121, the calculation unit 122, and the determination unit included in the control circuit unit 120 of the first embodiment. 123 may be provided.
  • the sensor group 110G includes three sensor units 110a, 110b, and 110c, but may include four or more sensor units. Only the sensor unit may be included.
  • the electrostatic sensor electrode 113 is configured as a conductive cloth or a metal wire, but may be configured as a solid electrode.
  • the lead line of the upper sensor unit 110a is led from the right part 202a of the spoke 202 into the spoke 202, but the left part 202b of the spoke 202 To the inside of the spoke 202.
  • a part of the lead line 119a of the upper sensor unit 110a is disposed behind the shield electrode 116 in the right sensor unit 110b. This is because there is no portion where the rim 210 and the spoke 202 are connected at the top of the steering wheel 200. Therefore, for example, when the connection portion between the rim 210 and the spoke 202 is on the upper part of the steering wheel 200 and not on the right side, a part of the lead line 119b of the right sensor unit 110b is connected to the upper sensor unit 110a. You may arrange
  • connection portion between the rim 210 and the spoke 202 is on the steering wheel 200 and not on the left side
  • a part of the lead line 119c of the left sensor unit 110c is used as a shield electrode in the upper sensor unit 110a. You may arrange
  • grounding or the connection to the ground in the second embodiment and the first to fourth modifications means an electrical connection to the vehicle body of the vehicle 1.
  • control circuit units 120, 1200, 1200a, and 1200b in each of the above embodiments or modifications may be configured to mount at least one electronic component on a substrate.
  • at least one component included in the control circuit unit may be configured by dedicated hardware, or may be realized by executing a software program suitable for the component. That is, the constituent elements may be realized by a program execution unit such as a CPU or a processor reading and executing a software program recorded on a recording medium such as a hard disk or a semiconductor memory. That is, the dedicated hardware or program execution unit executes the steps of the flowcharts shown in FIGS.
  • the electrostatic detection device of the present disclosure has an effect of improving the detection accuracy of an operation, and can be applied to, for example, a grip sensor disposed on a steering wheel or door handle of a vehicle or a grip of a motorcycle. It is.

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Abstract

操作の検出精度を向上することができる静電検出装置を提供する。静電検出装置(100)は、操作者によって操作される装置であって、誘電体から構成される基材(111)と、基材(111)に対して操作者側に配置される1つ以上の静電センサ電極(113)と、基材(111)に対して操作者側と反対側に配置される1つ以上の外乱ノイズ検知電極(114)とを備え、1つ以上の外乱ノイズ検知電極(114)は、操作者側から見て、1つ以上の静電センサ電極(113)に実質的に覆われるように配置されている。

Description

静電検出装置
 本開示は、操作者によって操作される装置であって、例えば車両のステアリングホイールの把持などを操作として検出する静電検出装置に関する。
 従来、ステアリングホイール上の手の位置を検出する方法およびそのステアリングホイールが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
 このステアリングホイールには、手の位置を検出する第1センサおよび第2センサが取り付けられている。第1センサは、複数のセグメントに分割され、第2センサも、複数のセグメントに分割されている。つまり、第2センサの複数のセグメントは、ステアリングホイールの内側に、そのステアリングホイールの周方向に沿って取り付けられている。また、第1センサの複数のセグメントは、ステアリングホイールの外側に、そのステアリングホイールの周方向に沿って取り付けられている。
 このような第1センサおよび第2センサを有する装置は、手によるステアリングホイールの把持を検出する静電検出装置として利用することができる。
特許第5009473号公報
 しかし、上記特許文献1の静電検出装置では、ステアリングホイールが把持されているか否かを正確に検出することが難しいという課題がある。例えば、第1センサおよび第2センサが配置されている場所における例えば温度などの環境が変動することがある。また、第1センサおよび第2センサは電磁ノイズを受けることがある。このような環境の変動に基づくノイズおよび電磁ノイズなどの外乱ノイズによって、操作者による把持などの操作を適切に検出することができない可能性がある。
 そこで、本開示は、操作の検出精度の向上を図ることができる静電検出装置を提供する。
 本開示の第1の態様に係る静電検出装置は、操作者によって操作される静電検出装置であって、誘電体から構成される基材と、前記基材に対して前記操作者側に配置される1つ以上の静電センサ電極と、前記基材に対して前記操作者側と反対側に配置される1つ以上の外乱ノイズ検知電極とを備え、前記1つ以上の外乱ノイズ検知電極は、前記操作者側から見て、前記1つ以上の静電センサ電極に実質的に覆われるように配置されている。
 本開示の第2の態様に係る静電検出装置は、それぞれステアリングホイールの表面側に前記ステアリングホイールの周方向に沿って配置される、少なくとも第1の静電センサ電極および第2の静電センサ電極を含む複数の静電センサ電極と、前記複数の静電センサ電極のそれぞれに電気的に接続される引出線と、前記ステアリングホイールのリムにおける断面の径方向に前記第2の静電センサ電極と対向するように、前記リムの断面の中心側に配置されるシールド電極とを備え、前記第1の静電センサ電極に接続される前記引出線の少なくとも一部は、当該引出線の少なくとも一部と前記第2の静電センサ電極との間に前記シールド電極が位置するように、前記シールド電極よりも前記リムの断面の中心側に配置される。
 なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、または集積回路の任意な組み合わせで実現されてもよい。
 本開示の静電検出装置は、操作の検出精度を向上することができる。
図1は、実施の形態1における静電検出装置が配置された車両の車室の一例を示す図である。 図2は、実施の形態1におけるセンサ部のリムへの巻き付け方の一例を示す図である。 図3は、実施の形態1におけるセンサ部が取り付けられたリムの断面の一例を示す図である。 図4Aは、実施の形態1における4つの静電センサ電極を有するセンサ部の具体的な構成の一例を示す図である。 図4Bは、実施の形態1における4つの静電センサ電極を有するセンサ部の具体的な構成の他の例を示す図である。 図4Cは、実施の形態1における4つの静電センサ電極を有するセンサ部の具体的な構成のさらに他の例を示す図である。 図4Dは、実施の形態1における4つの静電センサ電極を有するセンサ部の具体的な構成のさらに他の例を示す図である。 図4Eは、実施の形態1における2つの静電センサ電極を有するセンサ部の具体的な構成の一例を示す図である。 図4Fは、実施の形態1における2つの静電センサ電極を有するセンサ部の具体的な構成の他の例を示す図である。 図4Gは、実施の形態1における2つの静電センサ電極を有するセンサ部の具体的な構成のさらに他の例を示す図である。 図4Hは、実施の形態1における1つの静電センサ電極を有するセンサ部の具体的な構成の一例を示す図である。 図4Iは、実施の形態1における1つの静電センサ電極を有するセンサ部の具体的な構成の他の例を示す図である。 図4Jは、実施の形態1における波線状の外乱ノイズ検知電極を有するセンサ部の具体的な構成の一例を示す図である。 図5は、実施の形態1における静電検出装置の機能構成の一例を示すブロック図である。 図6は、実施の形態1における静電検出装置による判定処理の一例を示すフローチャートである。 図7は、実施の形態1における静電検出装置による判定処理の他の例を示すフローチャートである。 図8は、実施の形態1における静電検出装置による判定処理のさらに他の例を示すフローチャートである。 図9は、実施の形態2におけるグリップセンサが配置された車両の車室の一例を示す図である。 図10は、実施の形態2におけるセンサ群のリムへの巻き付け方の一例を示す図である。 図11は、実施の形態2におけるセンサ部の構成を示す図である。 図12は、実施の形態2におけるグリップセンサの構成を示す図である。 図13は、実施の形態2におけるステアリングホイールの部分断面図である。 図14は、実施の形態2の変形例1に係るグリップセンサの構成を示す図である。 図15は、実施の形態2の変形例2に係るグリップセンサの構成を示す図である。 図16は、実施の形態2の変形例3に係る、センサ群が取り付けられたリムの断面の一例を示す図である。 図17は、実施の形態2の変形例4に係るグリップセンサの構成を示す図である。 図18は、実施の形態2の変形例4に係る他のグリップセンサの構成を示す図である。 図19は、実施の形態2の変形例4に係る他のグリップセンサの構成を示す図である。
 本開示の一態様に係る静電検出装置は、操作者によって操作される静電検出装置であって、誘電体から構成される基材と、前記基材に対して前記操作者側に配置される1つ以上の静電センサ電極と、前記基材に対して前記操作者側と反対側に配置される1つ以上の外乱ノイズ検知電極とを備え、前記1つ以上の外乱ノイズ検知電極は、前記操作者側から見て、前記1つ以上の静電センサ電極に実質的に覆われるように配置されている。例えば、前記基材と、前記1つ以上の静電センサ電極と、前記1つ以上の外乱ノイズ検知電極とは、ステアリングホイールに内蔵されていてもよい。
 これにより、外乱ノイズ検知電極の信号を用いれば、静電センサ電極の信号から外乱ノイズを除くことができ、操作者による操作の検出精度を向上することができる。つまり、外乱ノイズ検知電極は、操作者側から見て、静電センサ電極に実質的に覆われている。したがって、操作者による操作が、外乱ノイズ検知電極に対して大きく影響してしまうことを抑制することができる。これにより、操作者による操作が外乱ノイズとして外乱ノイズ検知電極によって検出されてしまうことを抑え、純粋な外乱ノイズのみを検出することができる可能性を高めることができる。その結果、操作者による操作の検出精度を向上することができる。例えば、ステアリングホイールに静電検出装置が内蔵されている場合には、操作者による操作として、ステアリングホイールの把持を高精度に検出することができる。
 また、前記静電検出装置は、さらに、前記1つ以上の静電センサ電極および前記1つ以上の外乱ノイズ検知電極のそれぞれに電気的に接続される制御部を備え、前記制御部は、前記1つ以上の静電センサ電極から出力される第1信号を、前記1つ以上の外乱ノイズ検知電極から出力される第2信号に応じて補正し、補正された前記第1信号に基づいて、前記操作者による操作を判定してもよい。
 これにより、静電センサ電極の第1信号は、外乱ノイズ検知電極の第2信号に応じて補正されるため、その第1信号から外乱ノイズを適切に除くことができる。その結果、操作者による操作の判定、すなわち操作の検出を、より高精度に行うことができる。例えば、操作者がステアリングホイールを把持しているか否かを高精度に検出することができる。
 また、前記制御部は、前記第2信号によって示される値が閾値を超える場合には、前記操作者による操作の判定を停止してもよい。
 これにより、第2信号によって示される値が大きすぎる場合には、静電検出装置またはその周囲に異常が発生している可能性が高い。このような場合に、つまり、異常が発生しているような場合に、操作の判定が停止されることによって、誤った判定を行ってしまうことを抑えることができる。
 また、前記静電検出装置は、さらに、前記基材に対して前記操作者と反対側に配置されるヒータエレメントを備え、前記ヒータエレメントは、当該ヒータエレメントに電流が流されることによって、発熱し、前記基材を温めてもよい。
 これにより、ヒータエレメントが例えばステアリングホイールのリムに取り付けられる場合には、基材を介してそのリムを温めることができる。その結果、そのステアリングホイールが装備された車両の運転者は、車内が寒くても、そのリムを快適に把持することができる。
 また、前記1つ以上の静電センサ電極のそれぞれは、層状に形成されていてもよい。ここで、前記1つ以上の外乱ノイズ検知電極のそれぞれは、線状に形成されていてもよい。
 これにより、静電センサ電極の面積を広げることができ、その結果、静電センサ電極と操作者との間の静電容量を大きくすることができる。したがって、静電センサ電極における操作の検出の感度を向上することができる。逆に、外乱ノイズ検知電極は線状に形成されているため、外乱ノイズ検知電極に対する操作の影響を抑制し、外乱ノイズ検知電極から外乱ノイズを適切に検出することができる。その結果、操作者による操作の検出精度をさらに向上することができる。
 また、前記1つ以上の外乱ノイズ検知電極は、前記ヒータエレメントを囲うように配置されていてもよい。
 これにより、外乱ノイズ検知電極は、ヒータエレメントから受ける影響を抑えることができ、外乱ノイズを適切に検出することができる。
 また、前記1つ以上の外乱ノイズ検知電極は、前記ヒータエレメントと同層に配置されていてもよい。さらに、前記1つ以上の外乱ノイズ検知電極のそれぞれは、前記ヒータエレメントの少なくとも一部に対して略平行に配置されていてもよい。
 これにより、外乱ノイズ検知電極とヒータエレメントとを密に配置することができ、静電検出装置をコンパクトにすることができる。
 また、前記1つ以上の外乱ノイズ検知電極のそれぞれは、前記ヒータエレメントに囲まれるように配置されていてもよい。
 これにより、外乱ノイズ検知電極をヒータエレメントの内側に内包するように配置することができ、静電検出装置をコンパクトにすることができる。
 また、前記制御部は、前記1つ以上の静電センサ電極と、前記1つ以上の外乱ノイズ検知電極とのうちの何れか1つの電極から出力される信号を取得するときには、前記電極以外の他の電極を接地してもよい。
 これにより、1つ以上の静電センサ電極および1つ以上の外乱ノイズ検知電極のそれぞれから、他の電極からの電気または電磁的な影響を抑えた信号を取得することができる。その結果、操作者による操作の検出精度をさらに向上することができる。
 また、前記1つ以上の静電センサ電極の数と、前記1つ以上の外乱ノイズ検知電極の数とは、同じであってもよい。
 これにより、1つ以上の静電センサ電極のそれぞれに、専用の外乱ノイズ検知電極を対応付けることができる。その結果、1つ以上の静電センサ電極のそれぞれの信号から、その信号に対して適切な外乱ノイズを除くことができる。
 また、前記1つ以上の外乱ノイズ検知電極のそれぞれは、直線状に形成されていてもよい。
 これにより、基材に対して外乱ノイズ検知電極が配置されるスペースを抑えることができ、広い空きスペースにヒータエレメントなどの他の部材を有効に配置することができる。
 ここで、本発明者は、さらに、「背景技術」の欄において記載した上記特許文献1の静電検出装置に関し、以下の問題が生じることを見出した。
 上記特許文献1の静電検出装置では、1つの静電容量検出電極が、ステアリングホイールのリムのコアであるステアリングコアを全面的に覆うように配置されている。なお、静電容量検出電極は、上述の第1センサおよび第2センサからなる。したがって、この静電容量センサでは、ステアリングホイールのリムに手が触れたか否かを検出することができても、その手が触れた位置を検出することはできない。
 そこで、その位置を検出するために、複数の静電容量検出電極をステアリングホイールの周方向に沿って配置することが考えられる。これにより、複数の静電容量検出電極のうちの何れかの電極における静電容量が大きく変化すれば、ステアリングホイールにおけるその電極が配置されている部位に乗員の手が触れたことを検出することができる。
 しかし、複数の静電容量検出電極をステアリングホイールに単純に配置するだけでは、ステアリグホイールに手が触れた接触位置の十分な検出精度を得ることが難しい場合がある。
 具体的には、複数の静電容量検出電極のそれぞれには、その電極における静電容量に応じた信号を伝達するための導電性の引出線が接続されている。ここで、例えば、複数の静電容量検出電極のうちの第1の静電容量検出電極の引出線が、第2の静電容量検出電極の近くに配置されることがある。このような場合、ステアリングホイールの第2の静電容量検出電極が配置されている部位に乗員の手が触れると、第2の静電容量検出電極における静電容量が大きく変化するだけでなく、第1の静電容量検出電極の引出線における静電容量も変化する。その結果、ステアリングホイールにおける第2の静電容量検出電極が配置されている部位だけでなく、第1の静電容量検出電極が配置されている部位にも、乗員の手が触れたと検出してしまう虞がある。
 このような課題を解決するために、本開示の第2の態様に係る静電検出装置は、それぞれステアリングホイールの表面側に前記ステアリングホイールの周方向に沿って配置される、少なくとも第1の静電センサ電極および第2の静電センサ電極を含む複数の静電センサ電極と、前記複数の静電センサ電極のそれぞれに電気的に接続される引出線と、前記ステアリングホイールのリムにおける断面の径方向に前記第2の静電センサ電極と対向するように、前記リムの断面の中心側に配置されるシールド電極とを備え、前記第1の静電センサ電極に接続される前記引出線の少なくとも一部は、当該引出線の少なくとも一部と前記第2の静電センサ電極との間に前記シールド電極が位置するように、前記シールド電極よりも前記リムの断面の中心側に配置される。なお、以下の説明において、ステアリングホイールの内側とは、ステアリングホイールの内部側である。例えば、その内側は、ステアリングホイールのリムの周方向に垂直な断面における中心側であって、その中心に芯金がある場合には、芯金側である。また、ステアリングホイールの厚み方向とは、ステアリングホイールのリムにおける断面の径方向である。
 これにより、第1の静電センサ電極に接続される引出線の少なくとも一部は、ステアリングホイールの表面からその厚み方向に遠く、シールド電極の裏側に配置される。したがって、ステアリングホイールの第2の静電センサ電極が配置されている部位に車両の乗員が手を触れた場合でも、第1の静電センサ電極の引出線の少なくとも一部は、その手から遠く、かつ、その引出線の少なくとも一部と手との間にはシールド電極が存在する。その結果、その手の接触による第1の静電センサ電極の引出線における静電容量の変化を抑えることができる。つまり、ステアリングホイールの第1の静電センサ電極が配置されている部位に手が触れたと誤って検出することを抑えることができる。これにより、引出線の静電容量の変化を抑えることができ、ステアリングホイールの接触位置を高い精度で検出することができる。
 また、本開示の第1の態様に係る静電検出装置が、上述の第2の態様に係る静電検出装置の構成を備えていてもよい。
 つまり、前記1つ以上の静電センサ電極は、それぞれステアリングホイールの表面側に前記ステアリングホイールの周方向に沿って配置される、少なくとも第1の静電センサ電極および第2の静電センサ電極を含む複数の静電センサ電極からなり、前記静電検出装置は、さらに、前記複数の静電センサ電極のそれぞれに電気的に接続される引出線と、前記ステアリングホイールのリムにおける断面の径方向に前記第2の静電センサ電極と対向するように、前記リムの断面の中心側に配置されるシールド電極とを備え、前記第1の静電センサ電極に接続される前記引出線の少なくとも一部は、当該引出線の少なくとも一部と前記第2の静電センサ電極との間に前記シールド電極が位置するように、前記シールド電極よりも前記リムの断面の中心側に配置される。
 これにより、上述の第1の態様に係る構成による効果と、第2の態様に係る構成による効果とを奏することができる。
 また、前記第1の静電センサ電極は、中立状態にある前記ステアリングホイールの上部に配置されてもよい。
 例えば、ステアリングホイールはリムとスポークとを有する。スポークには、複数の静電センサ電極の静電容量の変化に応じてステアリングホイールへの手の接触を検出するための回路が埋設されている。ここで、リムの右側部および左側部のそれぞれにはスポークが接続されていても、リムの上部には、スポークが接続されていない場合がある。このような場合、そのリムの上部に第1の静電センサ電極が配置されると、その第1の静電センサ電極の引出線を、第2の静電センサ電極が配置されているリムの右側部または左側部を介して、スポークの内部にある上述の回路まで導く必要がある。ここで、単純に、第1の静電センサ電極の引出線を第2の静電センサ電極の近くに配置すると、ステアリングホイールの接触位置の検出精度が低下してしまう。
 しかし、本開示における静電検出装置では、上述のように、第1の静電センサ電極の引出線の少なくとも一部はシールド電極の裏に配置される。つまり、リムの上部にスポークが接続されていないために、リムの上部にある第1の静電センサ電極の引出線を、第2の静電センサ電極が配置されているリムの右側部または左側部を介して、スポークの内部に導く場合でも、第1の静電センサ電極の引出線の静電容量の変化を抑えることができる。したがって、リムの上部にスポークが接続されていないステアリングホイールに対する手の接触位置を高い精度で検出することができる。
 また、前記複数の静電センサ電極には、さらに、第3の静電センサ電極が含まれ、前記第2の静電センサ電極は、中立状態にある前記ステアリングホイールの左側部および右側部のうちの一方に配置され、前記第3の静電センサ電極は、前記左側部および右側部のうちの他方に配置され、前記リムにおける断面の径方向において、前記第2の静電センサ電極に接続される前記引出線、および前記第3の静電センサ電極に接続される前記引出線のそれぞれと、前記複数の静電センサ電極のそれぞれとの間には、前記シールド電極は配置されていなくてもよい。また、前記第2の静電センサ電極に接続される前記引出線、および前記第3の静電センサ電極に接続される前記引出線のそれぞれの少なくとも一部は、中立状態にある前記ステアリングホイールにおけるスポークの下部に配置されてもよい。
 これにより、ステアリングホイールの右側部および左側部、すなわちリムの右側部および左側部に、第2の静電センサ電極および第3の静電センサ電極が配置される場合には、それらの電極の引出線は、直接的にスポークの下部からそのスポークの内部に導かれる。つまり、それらの電極の引出線の一部をシールド電極の裏に配置する必要がなく、静電検出装置のステアリングホイールへの取り付けを容易にすることができる。
 また、前記第1の静電センサ電極に接続される前記引出線は、前記第1の静電センサ電極に一体に形成されていてもよい。
 これにより、静電検出装置の構成を簡単にすることができる。
 また、前記静電検出装置は、さらに、複数の基材を備え、前記複数の静電センサ電極は、前記複数の基材の表面にそれぞれ形成されていてもよい。例えば、前記複数の静電センサ電極のそれぞれは、布に対してメッキを施すことによって構成されている導電布であってもよい。または、前記複数の静電センサ電極のそれぞれは、金属線として構成されていてもよい。
 これにより、複数の静電センサ電極をステアリングホイールに取り付ける場合には、それぞれ静電センサ電極が予め形成されている複数の基材を、ステアリングホイールに取り付けることができる。これにより、静電センサ電極の機械的な強度が弱くても、その静電センサ電極に負荷をかけることなく、静電センサ電極をステアリングホイールに容易に取り付けることができる。
 以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
 なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
 また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。また、以下の実施の形態において、略T字などの表現を用いている。例えば、略同じは、完全に同じであることを意味するだけでなく、実質的に同じである、すなわち、例えば数%程度の誤差を含むことも意味する。また、略同じは、本開示による効果を奏し得る範囲において同じという意味である。他の「略」を用いた表現についても同様である。
 (実施の形態1)
 図1は、本実施の形態における静電検出装置が配置された車両の車室の一例を示す図である。
 車両1は、ステアリングホイール200、スピーカ301、および液晶ディスプレイ等の表示装置302を備えている。スピーカ301および表示装置302は例えば注意喚起装置として構成される。
 ステアリングホイール200は、車両1を操舵するためのものである。ステアリングホイール200は、リング形状を有するリム210と、リム210の内周面に一体的に形成された略T字状のスポーク202と、スポーク202の中央部に配置されたホーンスイッチ(図示せず)を覆うホーンスイッチカバー203とを有している。
 静電検出装置100は、手によるステアリングホイール200の把持を検出する装置であって、図1に示すように、車両1のステアリングホイール200に備えられている。具体的には、静電検出装置100は、ステアリングホイール200のリム210に埋設されるセンサ部110と、センサ部110からの信号に基づいて把持を検出する制御回路部120と、センサ部110を制御回路部120に電気的に接続するハーネス130とを備えている。制御回路部120は、例えばスポーク202に埋設されている。このような静電検出装置100は、例えば車両1の運転者である操作者によって操作され、ステアリングホイール200のリム210の把持をその操作として検出する。
 具体的には、センサ部110は、少なくとも1つの電極を有する。この電極では、車両1の運転者がステアリングホイール200のリム210を把持しているか否かに応じて静電容量が変化する。制御回路部120は、その電極の静電容量に応じた値を計測し、その値に基づいて、運転者の手によるリム210の把持を検出する。そして、制御回路部120は、車両1が運転されているにもかかわらず、把持を検出していない場合には、運転者への注意喚起を注意喚起装置に実行させる。例えば、注意喚起装置のスピーカ301は、警告音または音声によって、運転者に注意を喚起する。表示装置302は、運転者にステアリングホイール200をしっかり握るように促す注意喚起のメッセージを表示する。これにより、交通事故を減少させることができる。
 図2は、本実施の形態におけるセンサ部110のリム210への巻き付け方の一例を示す図である。
 センサ部110は、例えば、全体的にシート状の構造体であって、長尺に形成されている。
 なお、本実施の形態では、そのセンサ部110の長手方向をY軸方向と称し、センサ部110に平行な面においてY軸方向と垂直な方向をX軸方向と称す。また、Y軸方向における、センサ部110の一端側(図2の左端側)を負側と称し、他端側(図2の右端側)を正側と称す。同様に、X軸方向における、センサ部110の一端側(図2の下端側)を負側と称し、他端側(図2の上端側)を正側と称す。さらに、センサ部110の面に対して垂直な方向をZ軸方向と称す。また、Z軸方向における一方(図2の紙面奥側)を負側と称し、Z軸方向における他方(図2の紙面手前側)を正側と称す。
 センサ部110は、ステアリングホイール200のリム210に取り付けられる。このとき、そのセンサ部110によって輪が形成されるように、センサ部110がリム210に巻き付けられる。そして、センサ部110の両端EaおよびEbは互いに略対向するように配置される。
 図3は、センサ部110が取り付けられたリム210の断面の一例を示す図である。
 リム210は、金属製の円環状の芯である芯金201bと、その芯金201bを覆うウレタン樹脂などからなる樹脂層201aとを有する。
 センサ部110は、基材111と、電極層11Lと、配線層12Lとを備えている。
 基材111は、誘電体から構成される。具体的には、基材111は、弾性、柔軟性および延性を有する誘電体の材質によって長尺のシート状に形成されている。例えば、基材111は、ポリエチレン(PE)などの合成樹脂によって構成されている。
 電極層11Lは、後述の1つ以上の静電センサ電極を含む層であって、基材111の一面、例えば表面に形成されている。配線層12Lは、後述の1つ以上の外乱ノイズ検知電極を含む層であって、基材111の上記一面と反対側の面、例えば背面に形成されている。つまり、基材111の表面には、1つ以上の静電センサ電極を有する電極層11Lが形成され、基材111の背面には、1つ以上の外乱ノイズ検知電極を有する配線層12Lが形成されている。
 このようなセンサ部110は、配線層12Lが樹脂層201aに向くように、その樹脂層201aに巻き付けられる。その結果、センサ部110の各構成要素は、樹脂層201a側から外側に向かって、配線層12L、基材111、電極層11Lの順に配列される。
 したがって、電極層11Lに含まれる1つ以上の静電センサ電極は、基材111に対して例えば運転者などの操作者側(すなわち外側)に配置される。そして、配線層12Lに含まれる少なくとも1つの外乱ノイズ検知電極は、基材111に対して操作者側と反対側(すなわち内側)に配置される。
 また、リム210に巻き付けられたセンサ部110における電極層11L側の面は、革、木材、または樹脂等からなる表層201cによって覆われる。これにより、基材111と、1つ以上の静電センサ電極113と、1つ以上の外乱ノイズ検知電極114とは、ステアリングホイール200に内蔵される。
 リム210に配置される電極層11Lの1つ以上の静電センサ電極は、芯金201bとの間に静電容量を形成する。ここで、リム210において静電センサ電極が配置されている部位が、運転者の手によって把持されると、その静電センサ電極とその手との間にも静電容量が形成される。したがって、制御回路部120は、その静電容量に応じて静電センサ電極から出力される信号から、手によるリム210の把持を検出することができる。
 また、本実施の形態では、制御回路部120は、配線層12Lに含まれる1つ以上の外乱ノイズ検知電極から出力される信号に応じて、1つ以上の静電センサ電極から出力される信号を補正する。これにより、手によるリム210の把持の検出精度を向上することができる。
 図4A~図4Jは、センサ部110の具体的な構成を示す図である。なお、図4A~図4Jにおける(a)は、センサ部110における基材111および静電センサ電極のそれぞれの輪郭と、外乱ノイズ検知電極およびヒータエレメントとの位置関係を示す透過図である。また、図4A~図4Jにおける(b)は、センサ部110における静電センサ電極を示し、(c)は、センサ部110における基材111を示す。さらに、図4A~図4Jにおける(d)は、センサ部110における外乱ノイズ検知電極およびヒータエレメントを示す。したがって、図4A~図4Jにおける(b)、(c)、および(d)を、この順に積層したものを上面視した透過図が、図4A~図4Jにおける(a)である。
 センサ部110は、図4Aの(b)に示すように、4つの静電センサ電極113を備えていてもよい。これらの4つの静電センサ電極113は、上述の電極層11Lに含まれる。つまり、図4Aの(c)に示す基材111の表面に、図4の(b)に示す4つの静電センサ電極113が形成されている。また、センサ部110がステアリングホイール200のリム210に巻き付けられたときには、これらの4つの静電センサ電極113のうちの2つは、リム210の正面左側および右側に配置され、残りの2つは、リム210の背面左側および右側に配置される。
 また、センサ部110は、図4Aの(d)に示すように、2つの外乱ノイズ検知電極114と、2つのヒータエレメント115とを備えていてもよい。
 2つのヒータエレメント115のそれぞれは、例えば、樹脂被覆された金属製の配線であって、ジグザグ形状のパターンが形成されるように、図4Aの(c)に示す基材111の裏面に縫い付けられている。つまり、2つのヒータエレメント115のそれぞれは、基材111に対して操作者と反対側に配置される。これらのヒータエレメント115の両端115aおよび115bは、ハーネス130を介して制御回路部120に電気的に接続される。制御回路部120によってヒータエレメント115に電流が流れると、ヒータエレメント115は発熱する。この発熱によって、ヒータエレメント115は、基材111を温める。その結果、ステアリングホイール200のリム210を温めることができる。したがって、車両1の運転者は、車内が寒くても、そのリム210を快適に把持することができる。
 2つの外乱ノイズ検知電極114のそれぞれは、例えば、樹脂被覆された金属製の略C字状の配線であって、X軸と平行な中心軸に対して略線対称に配置されている。これらの外乱ノイズ検知電極114も、ヒータエレメント115と同様に、基材111の裏面に縫い付けられている。また、2つの外乱ノイズ検知電極114のそれぞれは、ヒータエレメント115を囲うように配置されている。さらに、2つの外乱ノイズ検知電極114のそれぞれの一端114aは、ハーネス130を介して制御回路部120に電気的に接続され、他端114bは、互いに離間し、かつ対向するように配置される。センサ部110がステアリングホイール200のリム210に巻き付けられたときには、これらの2つの外乱ノイズ検知電極114は、例えば、操作者によって触れられにくい場所、つまり、リム210の背面側および上端側に配置される。
 ここで、本実施の形態では、2つの外乱ノイズ検知電極114は、図4Aの(a)に示すように、操作者側から見て、つまり、Z軸方向正側から見て、4つの静電センサ電極113に実質的に覆われるように配置されている。
 したがって、2つの外乱ノイズ検知電極114の信号を用いれば、4つの静電センサ電極113の信号から外乱ノイズを除くことができ、操作者による操作の検出精度を向上することができる。つまり、2つの外乱ノイズ検知電極114は、操作者側から見て、4つの静電センサ電極113に実質的に覆われている。したがって、操作者による操作が、各外乱ノイズ検知電極114に対して大きく影響してしまうことを抑制することができる。これにより、操作者による操作が外乱ノイズとして各外乱ノイズ検知電極114によって検出されてしまうことを抑え、純粋な外乱ノイズのみを検出することができる可能性を高めることができる。例えば、操作者である運転者によるステアリングホイール200のタッチまたは把持などの操作によって、各外乱ノイズ検知電極114からの信号が変動してしまうことを抑えることができる。逆に、温度ドリフトなどの外乱ノイズのみによって、各外乱ノイズ検知電極114からの信号を変動させることができる。その結果、操作者による操作の検出精度を向上することができる。したがって、操作者による操作として、ステアリングホイール200の把持を高精度に検出することができる。
 なお、2つの外乱ノイズ検知電極114が、4つの静電センサ電極113に実質的に覆われるという意味は、2つの外乱ノイズ検知電極114が、4つの静電センサ電極113に完全に覆われていることを含む。また、その意味は、図4Aの(a)に示すように、2つの外乱ノイズ検知電極114の例えば80%以上100%未満が4つの静電センサ電極113に覆われていることも含む。つまり、本実施の形態における静電検出装置100では、2つの外乱ノイズ検知電極114のそれぞれの範囲として、本開示による効果を奏し得るだけの範囲が、4つの静電センサ電極113に覆われていればよい。
 また、図4Aに示す例では、上述のように、2つの外乱ノイズ検知電極114のそれぞれは、ヒータエレメント115を囲うように配置されている。したがって、各外乱ノイズ検知電極114は、ヒータエレメント115から受ける影響を抑えることができ、外乱ノイズを適切に検出することができる。
 また、図4Aに示す例では、4つの静電センサ電極113のそれぞれは、層状に形成され、2つの外乱ノイズ検知電極114のそれぞれは、線状に形成されている。したがって、各静電センサ電極113の面積を広げることができ、その結果、各静電センサ電極113と操作者(すなわち運転者)との間の静電容量を大きくすることができる。したがって、各静電センサ電極113における操作の検出の感度を向上することができる。逆に、各外乱ノイズ検知電極114は線状に形成されているため、各外乱ノイズ検知電極114に対する操作の影響を抑制し、各外乱ノイズ検知電極114から外乱ノイズを適切に検出することができる。その結果、操作者による操作の検出精度として、ステアリングホイール200の把持の検出精度をさらに向上することができる。
 また、各外乱ノイズ検知電極114と各ヒータエレメント115とは、同じ線状の部材であるため、静電検出装置100の構成を簡単にすることができ、コスト低減を図ることができる。
 さらに、図4Aに示す例では、2つの外乱ノイズ検知電極114は、2つのヒータエレメント115と同層に配置されている。これにより、各外乱ノイズ検知電極114と各ヒータエレメント115とを密に配置することができ、静電検出装置100をコンパクトにすることができる。
 また、図4Bの(d)に示すように、2つの外乱ノイズ検知電極114のそれぞれは、略C字状ではなく、略I字状に配線されていてもよい。なお、図4Bの(d)に示す例では、各外乱ノイズ検知電極114の一端114a側は、ハーネス130との接続のために折り曲げられているが、各外乱ノイズ検知電極114における外乱ノイズを検出するための主要な部分は、略I字状、すなわち直線状に形成されているといえる。
 したがって、図4Bに示す例では、基材111に対して2つの外乱ノイズ検知電極114が配置されるスペースを抑えることができ、広い空きスペースにヒータエレメント115などの他の部材を有効に配置することができる。
 また、図4Bに示す例では、2つの外乱ノイズ検知電極114のそれぞれは、ヒータエレメント115の少なくとも一部に対して略平行に配置されている。したがって、2つの外乱ノイズ検知電極114と2つのヒータエレメント115とを密に配置することができ、静電検出装置100をコンパクトにすることができる。
 また、図4Cの(d)に示すように、2つの外乱ノイズ検知電極114のそれぞれは、ヒータエレメント115の配線パターンに囲まれるように配置されてもよい。
 また、図4Dの(d)に示すように、センサ部110は、外乱ノイズ検知電極114を1つだけ備えてもよい。この場合、外乱ノイズ検知電極114は、2つのヒータエレメント115を囲うように配置され、外乱ノイズ検知電極114の両端114aおよび114bは、ハーネス130を介して制御回路部120に電気的に接続される。
 また、図4Eの(b)に示すように、センサ部110は、2つの静電センサ電極113を備えてもよい。このようなセンサ部110がステアリングホイール200のリム210に巻き付けられたときには、これらの2つの静電センサ電極113のうちの一方は、リム210の左側に配置され、他方は、リム210の右側に配置される。
 また、図4Eに示す例では、センサ部110に備えられている、1以上の静電センサ電極113の数と、1以上の外乱ノイズ検知電極114の数とは、同じ2である。したがって、2つの静電センサ電極113のそれぞれに、専用の外乱ノイズ検知電極114を対応付けることができる。その結果、2つの静電センサ電極113のそれぞれの信号から、その信号に対して適切な外乱ノイズを除くことができる。
 なお、図4Eの(b)に示す2つの静電センサ電極113からなる電極群と、図4A~図4Dのそれぞれの(b)に示す4つの静電センサ電極113からなる電極群とは、実質的に同一の形状を有する。つまり、図4A~図4Dに示す例では、電極が4つの静電センサ電極113に分割され、図4Eに示す例では、電極が2つの静電センサ電極113に分割されているといえる。
 また、図4Fの(b)に示すように、センサ部110に備えられる2つの静電センサ電極113は、図4Eの(b)に示す2つの静電センサ電極113と異なる形状であってもよい。つまり、電極の分割位置が異なっていてもよい。
 また、センサ部110は、図4Gの(d)に示すように、ヒータエレメント115を備えていなくてもよい。このような場合であっても、静電検出装置100は、操作者による操作を高精度に検出することができる。
 また、図4Hの(b)に示すように、センサ部110に備えられている静電センサ電極113の数は1つであってもよい。このようなセンサ部110がステアリングホイール200のリム210に巻き付けられたときには、この1つの静電センサ電極113が、例えばリム210の全周に配置される。つまり、電極は、図4A~図4Gに示すように複数の静電センサ電極113に分割されていても、図4Hに示すように分割されていなくてもよい。
 また、図4Iに示すように、静電センサ電極113を1つだけ有するセンサ部110は、図4Gに示す例と同様、ヒータエレメント115を備えていなくてもよい。このような場合であっても、静電検出装置100は、操作者による操作を高精度に検出することができる。
 また、図4Jの(d)に示すように、2つの外乱ノイズ検知電極114のそれぞれは、例えば波線状のように、曲線を含むように配線されていてもよいし、曲線のみで配線されていてもよい。つまり、各外乱ノイズ検知電極114における外乱ノイズを検出するための主要な部分は、図4Bの(d)に示す直線状に限定されず、Y軸方向に延在しつつ、曲線を含むか、曲線のみで形成されていてもよい。
 図5は、静電検出装置100の機能構成の一例を示すブロック図である。
 静電検出装置100は、上述のように、センサ部110と、センサ部110にハーネス130を介して電気的に接続される制御回路部120とを備える。
 センサ部110は、n個(nは1以上の整数)の静電センサ電極113と、m個(mは1以上の整数)の外乱ノイズ検知電極114とを備える。
 制御回路部120は、信号処理部121と、計算部122と、判定部123とを備える制御部である。
 信号処理部121は、n個の静電センサ電極113のそれぞれから信号Siを周期的に取得する。そして、信号処理部121は、n個の静電センサ電極113のそれぞれについて、その周期における信号Siの変化量を変動幅δSiとして取得する。同様に、信号処理部121は、m個の外乱ノイズ検知電極114のそれぞれから信号Djを周期的に取得する。さらに、信号処理部121は、m個の外乱ノイズ検知電極114のそれぞれについて、その周期における信号Djの変化量を変動幅δDjとして取得する。
 計算部122は、n個の静電センサ電極113のそれぞれについて、その静電センサ電極113の変動幅δSiを補正する。つまり、計算部122は、静電センサ電極113の変動幅δSiから、その静電センサ電極113に対応する外乱ノイズ検知電極114の変動幅δDjを減算することによって、その静電センサ電極113の変動幅δSiを補正する。この補正によって、静電センサ電極113の変動幅δSiから外乱ノイズが除かれる。
 ここで、n個の静電センサ電極113のそれぞれには、m個の外乱ノイズ検知電極114のうちの何れかの外乱ノイズ検知電極114が対応付けられている。例えば、図4Aの例では、その図4Aの(b)に示すY軸方向正側の2つの静電センサ電極113に対して、2つの外乱ノイズ検知電極114のうちのY軸方向正側の外乱ノイズ検知電極114が対応付けられている。また、図4Aの(b)に示すY軸方向負側の2つの静電センサ電極113に対して、2つの外乱ノイズ検知電極114のうちのY軸方向負側の外乱ノイズ検知電極114が対応付けられている。また、図4Dの例では、図4Dの(b)に示す4つの静電センサ電極113の全てに対して、同じ外乱ノイズ検知電極114が対応付けられている。
 判定部123は、n個の静電センサ電極113のそれぞれについて、リム210においてその静電センサ電極113が配置されている部位が、操作者によって操作されたか否かを、その静電センサ電極113の補正された変動幅δSiに基づいて、判定する。つまり、判定部123は、操作者である運転者によってリム210のその部位が把持されたか否かを判定する。このような判定処理によって、操作者による把持などの操作が検出される。
 なお、図5に示す例では、センサ部110は、ヒータエレメント115を備えていないが、図4A~図4Iに示すように、1つまたは複数のヒータエレメント115を備えていてもよい。センサ部110がヒータエレメント115を備えている場合には、制御回路部120は、電源部を備える。この電源部は、ヒータエレメント115に電流を流すことによって、ヒータエレメント115を発熱させる。
 図6は、本実施の形態における静電検出装置100による判定処理の一例を示すフローチャートである。
 静電検出装置100は、n個の静電センサ電極113のそれぞれについて順番に、その静電センサ電極113に対する判定処理を行う。なお、図6では、i番目(i=1~nの整数)の静電センサ電極113は、静電センサ電極iと記載され、その静電センサ電極iに対応する外乱ノイズ検知電極114は、外乱ノイズ検知電極jと記載されている。
 具体的には、静電センサ電極iに対する判定処理を行うときには、まず、静電検出装置100の信号処理部121は、静電センサ電極iの信号Siと、その静電センサ電極iに対応する外乱ノイズ検知電極jの信号Diとを周期的に取得する(ステップS101)。
 次に、信号処理部121は、静電センサ電極iの信号Siの変化量を変動幅δSiとして取得し、外乱ノイズ検知電極jの信号Djの変化量を変動幅δDjとして取得する(ステップS102)。
 次に、計算部122は、その変動幅δSiから変動幅δDjを減算することによって、変動幅δSiを補正する(ステップS103)。
 次に、判定部123は、補正後の変動幅δSiが閾値Th1よりも大きいか否かを判別する(ステップS104)。ここで、閾値Th1よりも大きいと判別すると(ステップS104のYes)、判定部123は、リム210において静電センサ電極iが配置されている部位が、運転者によって把持されていると判定する(ステップS106)。
 一方、判定部123は、ステップS104において、補正後の変動幅δSiが閾値Th1以下であると判別する場合(ステップS104のNo)、リム210において静電センサ電極iが配置されている部位が、運転者によって把持されていないと判定する(ステップS107)。
 このように本実施の形態における静電検出装置100は、n個の静電センサ電極113およびm個の外乱ノイズ検知電極114のそれぞれに電気的に接続される制御部として制御回路部120を備える。そして、制御回路部120は、n個の静電センサ電極113から出力される第1信号を、m個の外乱ノイズ検知電極114から出力される第2信号に応じて補正し、補正された第1信号に基づいて、運転者による操作を判定する。なお、第1信号は、変動幅δSiであり、第2信号は、変動幅δDjである。これにより、静電センサ電極113の第1信号は、外乱ノイズ検知電極114の第2信号に応じて補正されるため、その第1信号から外乱ノイズを適切に除くことができる。その結果、運転者による操作の判定、すなわち操作の検出を、より高精度に行うことができる。例えば、運転者がステアリングホイール200を把持しているか否かを高精度に検出することができる。
 また、信号処理部121は、n個の静電センサ電極113と、m個の外乱ノイズ検知電極114とのうちの何れか1つの電極から出力される信号を取得するときには、その電極以外の他の電極を接地してもよい。これにより、n個の静電センサ電極113およびm個の外乱ノイズ検知電極114のそれぞれから、他の電極からの電気または電磁的な影響を抑えた信号を取得することができる。その結果、運転者によるステアリングホイール200の把持などの操作の検出精度をさらに向上することができる。
 図7は、本実施の形態における静電検出装置100による判定処理の他の例を示すフローチャートである。
 静電検出装置100は、図6に示す例と同様、n個の静電センサ電極113のそれぞれについて順番に、その静電センサ電極113に対する判定処理を行う。なお、図7でも、図6と同様、i番目(i=1~nの整数)の静電センサ電極113は、静電センサ電極iと記載され、その静電センサ電極iに対応する外乱ノイズ検知電極114は、外乱ノイズ検知電極jと記載されている。
 具体的には、静電センサ電極iに対する判定処理を行うときには、静電検出装置100は、図6に示すステップS101~S103と同様の処理を行う。
 そして、判定部123は、補正後の変動幅δSiが閾値Th1よりも大きいか否かを判別する(ステップS104)。ここで、閾値Th1よりも大きいと判別すると(ステップS104のYes)、判定部123は、さらに、その補正後の変動幅δSiが閾値Th2(Th2>Th1)よりも小さいか否かを判別する(ステップS105)。ここで、判定部123は、閾値Th2よりも小さいと判別すると(ステップS105のYes)、判定部123は、リム210において静電センサ電極iが配置されている部位が、運転者によって把持されていると判定する(ステップS106)。
 一方、判定部123は、ステップS104において、補正後の変動幅δSiが閾値Th1以下であると判別する場合(ステップS104のNo)、リム210において静電センサ電極iが配置されている部位が、運転者によって把持されていないと判定する(ステップS107)。また、判定部123は、ステップS105において、補正後の変動幅δSiが閾値Th2以上であると判定する場合(ステップS105のNo)にも、リム210において静電センサ電極iが配置されている部位が、運転者によって把持されていないと判定する(ステップS107)。つまり、補正後の変動幅δSiが閾値Th2以上であることは、補正によっても除ききれない大きな外乱ノイズが発生している可能性がある。このような場合には、上記部位が把持されていないと判定されることによって、フェイルセーフを実現することができる。つまり、車両1を安全側に制御することができる。
 図8は、本実施の形態における静電検出装置100による判定処理のさらに他の例を示すフローチャートである。
 静電検出装置100は、図6および図7に示す例と同様、n個の静電センサ電極113のそれぞれについて順番に、その静電センサ電極113に対する判定処理を行う。なお、図8でも、図6および図7と同様、i番目(i=1~nの整数)の静電センサ電極113は、静電センサ電極iと記載され、その静電センサ電極iに対応する外乱ノイズ検知電極114は、外乱ノイズ検知電極jと記載されている。
 具体的には、静電センサ電極iに対する判定処理を行うときには、静電検出装置100は、図6および図7に示すステップS101およびS102と同様の処理を行う。
 次に、図8に示す例では、判定部123は、信号処理部121から補正前の変動幅δSiを取得し、その補正前の変動幅δSiが閾値Th3(Th3>Th1)よりも小さいか否かを判別する(ステップS108)。ここで、閾値Th3よりも小さいと判別されると(ステップS108のYes)、計算部122は、その変動幅δSiから変動幅δDjを減算することによって、変動幅δSiを補正する(ステップS103)。そして、ステップS103が実行された後には、静電検出装置100は、図6に示すステップS104~S107を実行する。
 一方、判定部123は、補正前の変動幅δSiが閾値Th3以上であると判別すると(ステップS108のNo)、異常が生じていると判定する(ステップS109)。つまり、補正前の変動幅δSiが閾値Th3以上であることは、補正によっても除ききれない大きな外乱ノイズが発生している可能性がある。このような場合には、異常が生じていると判定されることによって、その異常を静電検出装置100の上位システムに通知することができる。
 また、判定部123は、第2信号によって示される値、すなわち変動幅δDjが閾値を超える場合に、運転者による操作の判定を停止してもよい。つまり、第2信号によって示される値が大きすぎる場合には、静電検出装置100またはその周囲に異常が発生している可能性が高い。このような、異常が発生しているような場合に、操作の判定が停止されることによって、誤った判定を行ってしまうことを抑えることができる。
 以上、本実施の形態における静電検出装置100では、1つ以上の外乱ノイズ検知電極114が、操作者側から見て、1つ以上の静電センサ電極113に実質的に覆われるように配置されているため、操作者による操作の検出精度を向上することができる。
 なお、本実施の形態におけるセンサ部110は、1つの基材111を備えているが、2つ以上の基材を備えていてもよい。例えば、2つの基材のうちの一方の基材には、静電センサ電極113が電極層として形成され、他方の基材には、外乱ノイズ検知電極114が縫い付けられている。そして、これらの基材が張り合わされることによって、センサ部110が構成される。
 (実施の形態2)
 本実施の形態における静電検出装置は、実施の形態1と同様に、検出精度の向上を図ることができる装置である。つまり、本実施の形態における静電検出装置は、シールド電極を備え、そのシールド電極と静電センサ電極の引出線との位置関係によって、検出精度の向上を図ることができる。なお、本実施の形態における静電検出装置を、以下、グリップセンサという。
 図9は、本実施の形態におけるグリップセンサが配置された車両の車室の一例を示す図である。なお、本実施の形態における各構成要素のうち、実施の形態1と同一の構成要素については、実施の形態1と同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
 本実施の形態においても、実施の形態1と同様、スポーク202は、上述のように略T字状に形成され、右部202a、左部202bおよび下部202cを有する。右部202aは、ホーンスイッチカバー203よりも右側にあり、左部202bは、ホーンスイッチカバー203よりも左側にあり、下部202cは、ホーンスイッチカバー203よりも下側にある。
 なお、本実施の形態において、ステアリングホイール200の部位を説明するための、上、下、右および左などの向きを示す用語は、中立状態にあるステアリングホイール200を正面(すなわち運転者側)から見た向きを示す。なお、ステアリングホイール200の中立状態とは、車両1を直進させるときの状態である。
 グリップセンサ1000は、実施の形態1の静電検出装置100と同様、手によるステアリングホイール200の接触または把持を検出する装置であって、図9に示すように、車両1のステアリングホイール200に備えられている。具体的には、グリップセンサ1000は、センサ群110Gと、制御回路部1200と、ハーネス130と、引出線119aとを備える。
 センサ群110Gは、ステアリングホイール200のリム210に埋設される複数のセンサ部からなる。ハーネス130および引出線119aは、センサ群110Gを制御回路部1200に電気的に接続する。例えば、引出線119aは、センサ群110Gに含まれる1つのセンサ部を制御回路部1200に接続するために、スポーク202の右部202aを介して配設される。また、ハーネス130は、センサ群110Gに含まれる残りのセンサ部を制御回路部1200に接続するために、スポーク202の下部202cを介して配設される。
 制御回路部1200は、例えばスポーク202の下部202cに埋設されている。このような制御回路部1200は、センサ群110Gからハーネス130および引出線119aを介して伝送される信号に基づいて、車両1の乗員の手がリム210に接触している否か、および、その手の接触位置を検出する。なお、手がリム210に接触している状態には、手がリム210を把持している状態も含まれる。したがって、制御回路部1200は、手がリム210を把持しているか否か、および、その手の把持位置を検出していると言える。
 具体的には、センサ群110Gに含まれる複数のセンサ部のそれぞれは、実施の形態1のセンサ部110と同様、静電センサ電極を有する。これらの静電センサ電極では、車両1の乗員の手がステアリングホイール200のリム210を触れているか否かに応じて静電容量が変化する。制御回路部1200は、それらの静電センサ電極の静電容量に応じた値を計測し、それらの値に基づいて、乗員の手のリム210への接触を検出する。そして、制御回路部1200は、車両1が運転されているにもかかわらず、接触を検出していない場合には、運転者への注意喚起を注意喚起装置に実行させる。例えば、実施の形態1と同様、注意喚起装置のスピーカ301は、警告音または音声によって、運転者に注意を喚起する。表示装置302は、運転者にステアリングホイール200をしっかり握るように促す注意喚起のメッセージを表示する。これにより、交通事故を減少させることができる。
 図10は、本実施の形態におけるセンサ群110Gのリム210への巻き付け方の一例を示す図である。なお、図10では、中立状態にあるステアリングホイール200を正面から見た状態を示す。
 本実施の形態におけるセンサ群110Gは、例えば3つのセンサ部110a、110bおよび110cを含む。例えば、これらの3つのセンサ部110a、110bおよび110cのそれぞれは、全体的にシート状の構造体であって、長尺に形成されている。このようなセンサ部110a、110bおよび110cのそれぞれは、ステアリングホイール200のリム210に巻き付けて取り付けられる。
 具体的には、センサ部110aは、中立状態にあるステアリングホイール200のリム210の上部に配置される。つまり、センサ部110aに含まれる第1の静電センサ電極は、中立状態にあるステアリングホイール200の上部に配置される。以下、このセンサ部110aを、上側のセンサ部110aともいう。センサ部110bは、中立状態にあるステアリングホイール200のリム210の右側部に配置される。以下、このセンサ部110bを、右側のセンサ部110bともいう。センサ部110cは、中立状態にあるステアリングホイール200のリム210の左側部に配置される。以下、このセンサ部110cを、左側のセンサ部110cともいう。つまり、本実施の形態では、第2の静電センサ電極は、中立状態にあるステアリングホイール200の左側部および右側部のうちの一方に配置され、第3の静電センサ電極は、その左側部および右側部のうちの他方に配置される。例えば、第2の静電センサ電極は、右側のセンサ部110bに含まれ、第3の静電センサ電極は、右側のセンサ部110bに含まれる。
 ここで、上側のセンサ部110aの静電センサ電極は、引出線119aを介して制御回路部1200に電気的に接続される。同様に、右側のセンサ部110bの静電センサ電極は、引出線119bを介して制御回路部1200に電気的に接続され、左側のセンサ部110cの静電センサ電極は、引出線119cを介して制御回路部1200に電気的に接続される。なお、引出線119bおよび119cは、ハーネス130として構成されている。
 このように、本実施の形態におけるグリップセンサ1000は、それぞれステアリングホイール200の表面側にそのステアリングホイール200の周方向に沿って配置される3つのセンサ部110a、110bおよび110cと、センサ部110a、110bおよび110cのそれぞれに電気的に接続される引出線119a、119bおよび119cとを備える。すなわち、本実施の形態におけるグリップセンサ1000は、それぞれステアリングホイール200の表面側にそのステアリングホイール200の周方向に沿って配置される3つの静電センサ電極と、その3つの静電センサ電極のそれぞれに電気的に接続される引出線119a、119bおよび119cとを備える。なお、3つの静電センサ電極には、上述のセンサ部110a、110bおよび110cに含まれる第1の静電センサ電極、第2の静電センサ電極および第3の静電センサ電極が含まれる。
 図11は、上側のセンサ部110aの構成を示す図である。具体的には、図11の(a)は、センサ部110aの正面を示し、図11の(b)は、センサ部110aの背面を示し、図11の(c)は、センサ部110aの側面を示す。
 センサ部110aは、基材111と、静電センサ電極113と、シールド電極116とを有する。
 基材111は、実施の形態1と同様、誘電体から構成される。具体的には、基材111は、弾性、柔軟性および延性を有する誘電体の材質によって長尺のシート状に形成されている。例えば、基材111は、ポリエチレン(PE)などの合成樹脂によって構成されている。
 静電センサ電極113は、例えば、布に対してメッキを施すことによって構成されている導電布である。より具体的には、布は、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)の織物であって、メッキは、例えばニッケルメッキである。このような静電センサ電極113は、図11の(a)に示すように、基材111の表面に形成されている。なお、基材111の表面は、ステアリングホイール200のリム210の表面側に向けて配置される面である。
 シールド電極116は、図11の(b)に示すように、基材111の背面に形成されている。このシールド電極116は、べた電極であって、グリップセンサ1000の耐ノイズ性を向上するために設けられている。なお、本実施の形態では、このシールド電極116は接地されるため、このシールド電極116をグランド電極と称してもよい。また、基材111の背面は、ステアリングホイール200のリム210の内側に向けて配置される面である。また、ステアリングホイール200のリム210の内側は、ステアリングホイールの内部側である。例えば、その内側は、ステアリングホイールのリムの周方向に垂直な断面における中心側であって、その中心に芯金がある場合には、芯金側である。
 右側のセンサ部110bおよび左側のセンサ部110cも、図11に示すセンサ部110aと同様の構成を有する。
 センサ群110Gが取り付けられたリム210の断面は、実施の形態1の図4に示す断面と同一の構造を有する。なお、本実施の形態では、外乱ノイズ検知電極114またはヒータエレメント115の代わりに、シールド電極116が配線層12Lに含まれる。また、配線層12Lには、実施の形態1の外乱ノイズ検知電極114またはヒータエレメント115と共に、シールド電極116が含まれてもよい。
 具体的には、センサ群110Gに含まれるセンサ部110a、110bおよび110cのそれぞれは、シールド電極116が樹脂層201aに向くように、その樹脂層201aに巻き付けられる。その結果、センサ部110a、110bおよび110cのそれぞれの各構成要素は、樹脂層201a側から外側に向かって、シールド電極116を含む配線層12L、基材111、静電センサ電極113を含む電極層11Lの順に配列される。
 また、リム210に巻き付けられたセンサ群110Gにおける電極層11L側の面は、革、木材、または樹脂等からなる表層201cによって覆われる。これにより、センサ部110a、110bおよび110cは、ステアリングホイール200のリム210に内蔵される。
 ここで、センサ部110a、110bおよび110cのそれぞれでは、リム210の電極層11Lに含まれる静電センサ電極113は、配線層12Lに含まれるシールド電極116との間に静電容量を形成する。さらに、リム210において静電センサ電極113が配置されている部位に、乗員の手が接触すると、その静電センサ電極113とその手との間にも静電容量が形成される。したがって、制御回路部1200は、それらの静電容量に応じて静電センサ電極113から出力される信号から、リム210への手の接触を検出することができる。つまり、制御回路部1200は、センサ部110a、110bおよび110cのそれぞれが配置されているリム210の部位ごとに、その部位に手が触れたか否かを検出することができる。
 図12は、本実施の形態におけるグリップセンサ1000の構成を示す図である。
 図12に示すように、上側のセンサ部110aは、基材111と、その基材111の表面に形成される静電センサ電極113と、その基材111の背面に形成されるシールド電極116とを備える。また、右側のセンサ部110bも、上側のセンサ部110aと同様、基材111と、その基材111の表面に形成される静電センサ電極113と、その基材111の背面に形成されるシールド電極116とを備える。また、左側のセンサ部110cも、上側のセンサ部110aと同様、基材111と、その基材111の表面に形成される静電センサ電極113と、その基材111の背面に形成されるシールド電極116とを備える。
 なお、図12では、各構成要素の接続関係を分かりやすくするため、センサ部110a、110bおよび110cのそれぞれで、基材111、静電センサ電極113およびシールド電極116を分離して示しているが、これらの構成要素は図11に示すように接合されている。
 このように、本実施の形態におけるグリップセンサ1000では、ステアリングホイール200の表面には、そのステアリングホイール200の周方向に沿って3つの静電センサ電極113が配置される。また、本実施の形態では、上側のセンサ部110aの静電センサ電極113が、第1の静電センサ電極であって、右側のセンサ部110bの静電センサ電極113が、第2の静電センサ電極である。そして、本実施の形態におけるグリップセンサ1000は、ステアリングホイール200の厚み方向に第2の静電センサ電極と対向するように、そのステアリングホイール200の内側に配置されるシールド電極116を備える。なお、第2の静電センサ電極に対向するシールド電極116は、右側のセンサ部110bのシールド電極116である。
 ここで、右側のセンサ部110bには、引出線119bと配線118bとが電気的に接続されている。具体的には、配線118bは、導電性の素材からなり、その配線118bの一端は、右側のセンサ部110bのシールド電極116に電気的に接続されている。引出線119bも、導電性の素材からなり、その引出線119bの一端は、右側のセンサ部110bの静電センサ電極113に電気的に接続されている。
 このような配線118bおよび引出線119bは、その右側のセンサ部110bからスポーク202の下部202cの内部に至るように配置されている。そして、配線118bは、そのスポーク202の内部で接地される。これにより、右側のセンサ部110bのシールド電極116が配線118bを介して接地される。また、引出線119bの他端は、スポーク202の下部202cに埋設されている制御回路部1200に電気的に接続されている。
 左側のセンサ部110cには、右側のセンサ部110bと同様、引出線119cと配線118cとが電気的に接続されている。具体的には、配線118cは、導電性の素材からなり、その配線118cの一端は、左側のセンサ部110cのシールド電極116に電気的に接続されている。引出線119cも、導電性の素材からなり、その引出線119cの一端は、左側のセンサ部110cの静電センサ電極113に電気的に接続されている。
 このような配線118cおよび引出線119cは、その左側のセンサ部110cからスポーク202の下部202cの内部に至るように配置されている。そして、配線118cは、そのスポーク202の内部で接地される。これにより、左側のセンサ部110cのシールド電極116が配線118cを介して接地される。また、引出線119cの他端は、スポーク202の下部202cに埋設されている制御回路部1200に電気的に接続されている。
 なお、上述のハーネス130は、右側のセンサ部110bの引出線119bおよび配線118bと、左側のセンサ部110cの引出線119cおよび配線118cとを束ねて構成されている。
 上側のセンサ部110aには、引出線119aと配線118aとが電気的に接続されている。具体的には、配線118aは、導電性の素材からなり、その配線118aの一端は、上側のセンサ部110aのシールド電極116に電気的に接続されている。また、配線118aの他端は、例えば、左側のセンサ部110cのシールド電極116に電気的に接続されている。これにより、上側のセンサ部110aのシールド電極116は、左側のセンサ部110cのシールド電極116を介して接地される。
 引出線119aも、導電性の素材からなり、その引出線119aの一端は、上側のセンサ部110aの静電センサ電極113に電気的に接続されている。
 ここで、この引出線119aは、その上側のセンサ部110aからスポーク202の右部202aの内部を経由して下部202cの内部に至るように配置されている。このように配置される引出線119aの一部は、右側のセンサ部110bのシールド電極116よりもリム210の内側にある。
 図13は、ステアリングホイール200の部分断面図である。具体的には、図13は、ステアリングホイール200における中央部分から上部まで部分の正面断面を示す。
 この図13に示すように、センサ部110a、110bおよび110cのそれぞれでは、シールド電極116は、ステアリングホイール200のリム210の厚み方向に静電センサ電極113と対向するように、ステアリングホイール200のリム210の内側に配置されている。
 ここで、センサ部110aが配置されているステアリングホイール200のリム210の上部には、スポーク202が接続されていない。したがって、上側のセンサ部110aの引出線119aは、右側のセンサ部110bまたは左側のセンサ部110cが配置されているリム210の部位を経由して、スポーク202の下部202cにある制御回路部1200に接続される必要がある。
 しかし、引出線119aを、例えば、右側のセンサ部110bの静電センサ電極113に近づけて配置すると、手の接触位置を誤って検出してしまう可能性がある。つまり、右側のセンサ部110bが配置されているリム210の部位に手が触れると、右側のセンサ部110bの静電容量が変化するが、その近くの引出線119aの静電容量も変化する。したがって、制御回路部1200は、リム210の上部と右側部とに手が触れたと誤検知してしまう可能性がある。
 そこで、本実施の形態では、上側のセンサ部110aに接続される引出線119aは、右側のセンサ部110bのシールド電極116よりもリム210の内側を経由して、制御回路部1200に接続される。つまり、上側のセンサ部110aに接続される引出線119aの一部は、右側のセンサ部110bのシールド電極116よりもステアリングホイール200の内側に配置される。具体的には、その引出線119aの一部は、その引出線119aの一部と、右側のセンサ部110bの静電センサ電極113との間に、右側のセンサ部110bのシールド電極116が位置するように、ステアリングホイール200のリム210の内側に配置される。
 これにより、引出線119aの一部は、ステアリングホイール200の表面からその厚み方向に遠く、シールド電極116の裏側に配置される。したがって、ステアリングホイール200のセンサ部110bが配置されている部位に車両1の乗員が手を触れた場合でも、引出線119aの一部は、その手から遠く、かつ、その引出線119aの一部と手との間にはシールド電極116が存在する。その結果、その手の接触による引出線119aにおける静電容量の変化を抑えることができる。つまり、ステアリングホイール200のセンサ部110aが配置されている部位に手が触れたと誤って検出することを抑えることができる。これにより、引出線119aの静電容量の変化を抑えることができ、ステアリングホイール200の接触位置を高い精度で検出することができる。
 なお、上述の引出線119aの一部は、リム210の周方向に沿って配置される部分の全てであってもよく、さらにその一部であってもよい。
 また、本実施の形態では、上述の引出線119aに接続されるセンサ部110aが、中立状態にあるステアリングホイール200の上部に配置される。したがって、リム210の上部にスポーク202が接続されていないステアリングホイール200に対する手の接触位置を高い精度で検出することができる。
 さらに、本実施の形態では、図12に示すように、ステアリングホイール200の厚み方向(図12に示す表面側と内側の方向)において、引出線119bおよび119cのそれぞれと、センサ部110bおよび110cの静電センサ電極113のそれぞれとの間には、シールド電極116は配置されていない。また、本実施の形態では、図9に示すように、引出線119bおよび119cのそれぞれの一部は、中立状態にあるステアリングホイール200におけるスポーク202の下部202cに配置される。これにより、引出線119bおよび119cは、直接的にスポーク202の下部202cからそのスポーク202の内部に導かれる。つまり、それらの引出線119bおよび119cの一部をシールド電極116の裏に配置する必要がなく、グリップセンサ1000のステアリングホイール200への取り付けを容易にすることができる。
 また、本実施の形態では、上側のセンサ部110aの静電センサ電極113に接続される引出線119aは、その静電センサ電極113に一体に形成されていてもよい。例えば、静電センサ電極113および引出線119aが導電布として一体に構成されている。これにより、グリップセンサ1000の構成を簡単にすることができる。
 また、本実施の形態では、グリップセンサ1000は、3つの基材111を備え、3つの静電センサ電極113は、その3つの基材111の表面にそれぞれ形成されている。これにより、3つの静電センサ電極113をステアリングホイール200に取り付ける場合には、それぞれ静電センサ電極113が予め形成されている複数の基材111を、ステアリングホイール200に取り付けることができる。これにより、静電センサ電極113の機械的な強度が弱くても、その静電センサ電極113に負荷をかけることなく、静電センサ電極113をステアリングホイール200に容易に取り付けることができる。
 また、本実施の形態では、3つの静電センサ電極113が導電布として構成されている。これにより、静電センサ電極113に柔軟性を持たせることができ、その静電センサ電極113をステアリングホイール200に容易に取り付けることができる。
 (変形例1)
 上記実施の形態では、静電センサ電極113は導電布として構成されているが、金属線として構成されていてもよい。また、その金属線として構成される静電センサ電極は、ヒータとしての機能も兼ね備えていてもよい。
 図14は、本変形例に係るグリップセンサの構成を示す図である。
 本変形例に係るグリップセンサ1000aでは、センサ部110a、110bおよび110cのそれぞれの基材111の表面には、導電布である静電センサ電極113の代わりに、金属線である静電センサ電極113aが取り付けられている。なお、このような金属線として構成されている静電センサ電極113aを、センサ線ともいう。
 ここで、静電センサ電極113aは、図14に示すように、例えば不織布113bを介して基材111に取り付けられてもよい。例えば、静電センサ電極113aは、不織布113bの表面に縫い付けられる。具体的には、静電センサ電極113aは、例えばジグザグ状に不織布113bに縫い付けられる。そして、不織布113bの背面、すなわち静電センサ電極113aが縫い付けられていない面を基材111に向けた状態で、その不織布113bが基材111に貼り付けられる。
 そして、本変形例に係るグリップセンサ1000aは、上側のセンサ部110aに接続される引出線119aaおよび119abと、右側のセンサ部110bに接続される引出線119baおよび119bbと、左側のセンサ部110cに接続される引出線119caおよび119cbとを備える。
 また、本変形例に係るグリップセンサ1000aは、上記実施の形態におけるグリップセンサ1000の制御回路部1200の代わりに、制御回路部1200aを備える。この制御回路部1200aは、センサ回路126と、電源回路125とを備える。
 具体的には、上側のセンサ部110aにおける静電センサ電極113aの一端は、引出線119aaを介して制御回路部1200aのセンサ回路126に電気的に接続される。一方、上側のセンサ部110aにおける静電センサ電極113aの他端は、引出線119abを介して制御回路部1200aの電源回路125に電気的に接続される。
 同様に、右側のセンサ部110bにおける静電センサ電極113aの一端は、引出線119baを介して制御回路部1200aのセンサ回路126に電気的に接続される。一方、右側のセンサ部110bにおける静電センサ電極113aの他端は、引出線119bbを介して制御回路部1200aの電源回路125に電気的に接続される。
 同様に、左側のセンサ部110cにおける静電センサ電極113aの一端は、引出線119caを介して制御回路部1200aのセンサ回路126に電気的に接続される。一方、左側のセンサ部110cにおける静電センサ電極113aの他端は、引出線119cbを介して制御回路部1200aの電源回路125に電気的に接続される。
 電源回路125は、センサ部110a、110bおよび110cのそれぞれの静電センサ電極113aに、引出線119ab、119bb、または119cbを介して電流を流すことによって、その静電センサ電極113aを加熱する。これにより、センサ部110a、110bおよび110cの静電センサ電極113aを、ステアリングホイール200のリム210を温めるヒータとして利用することができる。なお、電源回路125から静電センサ電極113aに電流が流れるように、制御回路部1200において、引出線119aa、119ba、および119caのそれぞれの途中がインダクタ(図示せず)を介してグランドに接続される。
 センサ回路126は、上記実施の形態における制御回路部1200と同様の機能を有する。例えば、センサ回路126は、センサ部110a、110bおよび110cを用いて、ステアリングホイール200への手の接触または把持を検出する。つまり、センサ回路126は、引出線119aaおよび119abを介して上側のセンサ部110aの静電センサ電極113aに交流の電流を流す。同様に、センサ回路126は、引出線119baおよび119bbを介して右側のセンサ部110bの静電センサ電極113aに交流の電流を流す。また、センサ回路126は、引出線119caおよび119cbを介して左側のセンサ部110cの静電センサ電極113aに交流の電流を流す。そして、センサ回路126は、センサ部110a、110bおよび110cのそれぞれの静電センサ電極113aに流れる電流の電流値に基づいて、それらの静電センサ電極113aにおける静電容量の変化を検出する。
 このような本変形例に係るグリップセンサ1000aでも、上記実施の形態2のグリップセンサ1000と同様、上側のセンサ部110aの引出線119aaおよび119abの一部は、右側のセンサ部110bのシールド電極116よりもリム210の内側に配置される。具体的には、引出線119aaおよび119abの一部は、その引出線119aaおよび119abの一部と、右側のセンサ部110bの静電センサ電極113との間に、右側のセンサ部110bのシールド電極116が位置するように、ステアリングホイール200のリム210の内側に配置される。
 これにより、本変形例においても上記実施の形態2と同様の効果を得ることができる。つまり、ステアリングホイール200への手の接触によるセンサ部110aの引出線119aaおよび119abにおける静電容量の変化を抑えることができる。その結果、ステアリングホイール200の接触位置を高い精度で検出することができる。
 (変形例2)
 上記変形例1では、静電センサ電極113aがヒータとしての機能を兼ね備えているが、シールド電極がヒータとしての機能を兼ね備えていてもよい。
 図15は、本変形例に係るグリップセンサの構成を示す図である。
 本変形例に係るグリップセンサ1000bでは、センサ部110a、110bおよび110cのそれぞれの基材111の背面には、べた電極であるシールド電極116の代わりに、金属線であるシールド電極116aが取り付けられている。
 また、本変形例に係るグリップセンサ1000bは、上記実施の形態におけるグリップセンサ1000の制御回路部1200の代わりに、上記変形例1における制御回路部1200aを備える。そして、センサ部110a、110bおよび110cのそれぞれの静電センサ電極113は、上記実施の形態と同様、引出線119a、119bおよび119cを介して、制御回路部1200aのセンサ回路126に電気的に接続される。
 ここで、右側のセンサ部110bにおけるシールド電極116aの両端には、配線118baおよび118bbがそれぞれ接続されている。そして、これらの配線118baおよび118bbうちの配線118baは、例えばスポーク202内において接地されている。他方の配線118bbは、右側のセンサ部110bにおけるシールド電極116aの一端を、制御回路部1200aの電源回路125に電気的に接続する。
 上側のセンサ部110aにおけるシールド電極116aと、左側のセンサ部110cにおけるシールド電極116aとは、配線118aaおよび118abによって直列に接続される。
 そして、センサ部110aおよび110cの直列に接続された2つのシールド電極116aの両端には、配線118caおよび118cbがそれぞれ接続されている。これらの配線118caおよび118cbうちの一方の配線118caは、例えばスポーク202内において接地されている。他方の配線118cbは、上述の直列に接続された2つのシールド電極116aの一端を、制御回路部1200aの電源回路125に電気的に接続する。
 電源回路125は、センサ部110aおよび110cのそれぞれのシールド電極116aに、配線118aa、118ab、118caおよび118cbを介して電流を流すことによって、それらのシールド電極116aを加熱する。さらに、電源回路125は、センサ部110bのシールド電極116aに、配線118baおよび118bbを介して電流を流すことによって、そのシールド電極116aを加熱する。
 これにより、センサ部110a、110bおよび110cのシールド電極116aを、ステアリングホイール200のリム210を温めるヒータとして利用することができる。
 (変形例3)
 上記実施の形態2と変形例1および2とでは、センサ部110a、110bおよび110cはそれぞれシールド電極を備えているが、そのシールド電極を備えていなくてもよい。このような場合、シールド電極の代わりに芯金201bを利用してもよい。
 図16は、本変形例に係るセンサ群110Gが取り付けられたリム210の断面の一例を示す図である。
 センサ群110Gに含まれるセンサ部110a、110bおよび110cのそれぞれは、シールド電極116を備えておらず、基材111の背面が樹脂層201aに向くように、その樹脂層201aに巻き付けられる。なお、基材111の背面は、静電センサ電極113が形成されていない面である。
 その結果、センサ部110a、110bおよび110cのそれぞれの各構成要素は、樹脂層201a側から外側に向かって、基材111、静電センサ電極113を含む電極層11Lの順に配列される。また、リム210に巻き付けられたセンサ群110Gにおける電極層11L側の面は、上記実施の形態と同様、表層201cによって覆われる。これにより、センサ部110a、110bおよび110cは、ステアリングホイール200のリム210に内蔵される。
 ここで、センサ部110a、110bおよび110cのそれぞれは、シールド電極116を備えていないため、リム210の電極層11Lに含まれる静電センサ電極113は、芯金201bとの間に静電容量を形成する。芯金201bは、車両1の車体に電気的に接続されている。したがって、その芯金201bをシールド電極116(すなわちグランド電極)として利用することができる。
 そこで、本変形例では、上側のセンサ部110aに接続される引出線119aは、芯金201bよりもリム210の内側を経由して、制御回路部1200に接続される。つまり、上側のセンサ部110aに接続される引出線119aの一部は、芯金201bよりもステアリングホイール200の内側に配置される。具体的には、その引出線119aの一部は、その引出線119aの一部と、右側のセンサ部110bの静電センサ電極113との間に、芯金201bが位置するように、ステアリングホイール200のリム210の内側に配置される。
 これにより、本変形例においても上記実施の形態2と同様の効果を得ることができる。つまり、ステアリングホイール200への手の接触によるセンサ部110aの引出線119aにおける静電容量の変化を抑えることができる。その結果、ステアリングホイール200の接触位置を高い精度で検出することができる。
 (変形例4)
 上記実施の形態2と変形例1~3では、シールド電極116および116aは接地され、グランド電極として用いられているが、接地されていなくてもよい。つまり、シールド電極116および116aは、接地されていてもよく、静電センサ電極113および113aと同電位であってもよい。本変形例におけるグリップセンサ1000、1000a、および1000bでは、シールド電極116および116aは、接地されておらず、静電センサ電極113および113aと同電位になるように構成される。そのために、シールド電極116および116aには、静電センサ電極113および113aと同相の交流電流が流れる。
 図17は、本変形例におけるグリップセンサ1000の構成を示す図である。
 本変形例におけるグリップセンサ1000では、上記実施の形態2のグリップセンサ1000とは異なり、センサ部110a、110bおよび110cのそれぞれのシールド電極116は、接地されていない。つまり、右側のセンサ部110bのシールド電極116は、接地されることなく、配線118bを介して制御回路部1200に電気的に接続されている。同様に、左側のセンサ部110cのシールド電極116も、接地されることなく、配線118cを介して制御回路部1200に電気的に接続されている。したがって、上側のセンサ部110aのシールド電極116も、接地されることなく、左側のセンサ部110cのシールド電極116および配線118aを介して、制御回路部1200に電気的に接続されている。
 制御回路部1200は、上記実施の形態2と同様に、引出線119aを介して上側のセンサ部110aの静電センサ電極113に交流の電流を流し、引出線119bを介して右側のセンサ部110bの静電センサ電極113に交流の電流を流し、引出線119cを介して左側のセンサ部110cの静電センサ電極113に交流の電流を流す。そして、制御回路部1200は、それらの静電センサ電極113に流れる電流の電流値に基づいて、それらの静電センサ電極113における静電容量の変化を検出する。
 ここで、本変形例における制御回路部1200は、それらの静電センサ電極113に流れる交流電流と同相の交流電流を、センサ部110a、110bおよび110cのそれぞれのシールド電極116に流す。つまり、制御回路部1200は、右側のセンサ部110bのシールド電極116に配線118bを介して、右側のセンサ部110bの静電センサ電極113と同相の交流電流を流す。同様に、制御回路部1200は、上側のセンサ部110aおよび左側のセンサ部110cのそれぞれのシールド電極116に配線118aおよび118cを介して、上側のセンサ部110aおよび左側のセンサ部110cのそれぞれの静電センサ電極113と同相の交流電流を流す。
 このように、静電センサ電極113と同相の交流電流がシールド電極116に流れる。これにより、例えば、シールド電極116の電位が、静電センサ電極113と同一の電位となる。このような場合であっても、シールド電極116をグランド電極として用いる場合と同様に、引出線119aが受けるノイズを低減することができる。さらに、シールド電極116を静電センサ電極113と同電位で駆動すると、静電センサ電極113の静電容量が低下するため、S/N比(信号ノイズ比)は向上する。その結果、ステアリングホイール200に対する手の接触位置を高い精度で検出することができるとともに、環境ロバスト性も向上できる。
 図18は、本変形例におけるグリップセンサ1000aの構成を示す図である。
 本変形例におけるグリップセンサ1000aでは、上記変形例1のグリップセンサ1000aとは異なり、センサ部110a、110bおよび110cのそれぞれのシールド電極116は、接地されていない。つまり、右側のセンサ部110bのシールド電極116は、接地されることなく、配線118bを介して制御回路部1200aのセンサ回路126に電気的に接続されている。同様に、左側のセンサ部110cのシールド電極116も、接地されることなく、配線118cを介して制御回路部1200aのセンサ回路126に電気的に接続されている。したがって、上側のセンサ部110aのシールド電極116も、接地されることなく、左側のセンサ部110cのシールド電極116および配線118aを介して、制御回路部1200aのセンサ回路126に電気的に接続されている。
 制御回路部1200aのセンサ回路126は、上記変形例1と同様に、引出線119aaおよび119abを介して上側のセンサ部110aの静電センサ電極113aに交流の電流を流す。同様に、センサ回路126は、引出線119baおよび119bbを介して右側のセンサ部110bの静電センサ電極113aに交流の電流を流し、引出線119caおよび119cbを介して左側のセンサ部110cの静電センサ電極113aに交流の電流を流す。そして、センサ回路126は、それらの静電センサ電極113aに流れる電流の電流値に基づいて、それらの静電センサ電極113aにおける静電容量の変化を検出する。
 ここで、本変形例におけるセンサ回路126は、それらの静電センサ電極113aに流れる交流電流と同相の交流電流を、センサ部110a、110bおよび110cのそれぞれのシールド電極116に流す。つまり、制御回路部1200aは、右側のセンサ部110bのシールド電極116に配線118bを介して、右側のセンサ部110bの静電センサ電極113aと同相の交流電流を流す。同様に、制御回路部1200aは、上側のセンサ部110aおよび左側のセンサ部110cのそれぞれのシールド電極116に配線118aおよび118cを介して、上側のセンサ部110aおよび左側のセンサ部110cのそれぞれの静電センサ電極113aと同相の交流電流を流す。
 このように、静電センサ電極113aと同相の交流電流がシールド電極116に流れる。これにより、例えば、シールド電極116の電位が、静電センサ電極113aと同一の電位になる。このような場合であっても、シールド電極116をグランド電極として用いる場合と同様に、引出線119aaおよび119abが受けるノイズを低減することができる。その結果、ステアリングホイール200に対する手の接触位置を高い精度で検出することができる。
 図19は、本変形例におけるグリップセンサ1000bの構成を示す図である。
 本変形例におけるグリップセンサ1000bでは、上記変形例2のグリップセンサ1000bとは異なり、センサ部110a、110bおよび110cのそれぞれのシールド電極116aは、接地されていない。つまり、右側のセンサ部110bのシールド電極116aの両端は、接地されることなく、配線118baおよび118bbを介して制御回路部1200aのセンサ回路126および電源回路125にそれぞれ電気的に接続されている。同様に、左側のセンサ部110cのシールド電極116aの両端も、接地されることなく、配線118caおよび118cbを介して制御回路部1200aのセンサ回路126および電源回路125に電気的に接続されている。したがって、上側のセンサ部110aのシールド電極116aの両端も、接地されることなく、左側のセンサ部110cのシールド電極116aおよび配線118aaおよび118abを介して、制御回路部1200aのセンサ回路126および電源回路125に電気的に接続されている。
 制御回路部1200aのセンサ回路126は、上記変形例2と同様に、引出線119aを介して上側のセンサ部110aの静電センサ電極113に交流の電流を流す。同様に、センサ回路126は、引出線119bを介して右側のセンサ部110bの静電センサ電極113に交流の電流を流し、引出線119cを介して左側のセンサ部110cの静電センサ電極113に交流の電流を流す。そして、センサ回路126は、それらの静電センサ電極113に流れる電流の電流値に基づいて、それらの静電センサ電極113における静電容量の変化を検出する。
 ここで、本変形例におけるセンサ回路126は、それらの静電センサ電極113に流れる交流電流と同相の交流電流を、センサ部110a、110bおよび110cのそれぞれのシールド電極116aに流す。なお、本変形例でも、上記変形例2と同様、電源回路125は、センサ部110a、110bおよび110cのそれぞれのシールド電極116aに直流電流を流すことによって、それらのシールド電極116aをヒータとして加熱する。
 つまり、制御回路部1200aは、右側のセンサ部110bのシールド電極116aに配線118baおよび118bbを介して、右側のセンサ部110bの静電センサ電極113と同相の交流電流を流す。同様に、制御回路部1200aは、上側のセンサ部110aおよび左側のセンサ部110cのそれぞれのシールド電極116aに、配線118aa、118ab、118caおよび118cbを介して、上側のセンサ部110aおよび左側のセンサ部110cのそれぞれの静電センサ電極113と同相の交流電流を流す。
 このように、静電センサ電極113と同相の交流電流がシールド電極116aに流れる。これにより、例えば、シールド電極116aの電位が、静電センサ電極113と同一の電位になる。このような場合であっても、シールド電極116aをグランド電極として用いる場合と同様に、引出線119aが受けるノイズを低減することができる。その結果、ステアリングホイール200に対する手の接触位置を高い精度で検出することができる。
 なお、図17、図18および図19に示す例では、センサ部110a、センサ部110bおよびセンサ部110cのそれぞれで、静電センサ電極とシールド電極との電位が同一にされている。しかし、少なくとも右側のセンサ部110bにおいて、静電センサ電極とシールド電極との電位が同一にされていればよい。
 (その他の変形例)
 以上、本開示の静電検出装置またはグリップセンサについて、実施の形態1および2と実施の形態2の変形例1~4とに基づいて説明したが、本開示は、これらの実施の形態と変形例とに限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を上記各実施の形態または上記各変形例に施したものや、異なる実施の形態または変形例における構成要素を組み合わせて構成される形態も、本開示の範囲内に含まれてもよい。
 例えば、実施の形態1と、実施の形態2またはその変形例とを組み合わせてもよい。つまり、実施の形態2およびその変形例におけるグリップセンサ(静電検出装置)1000、1000a、および1000bは、実施の形態1における1つ以上の外乱ノイズ検知電極を備えていてもよい。この場合には、実施の形態2およびその変形例におけるシールド電極116および116aは、実施の形態1におけるヒータエレメント115として用いられてもよい。また、実施の形態2およびその変形例における制御回路部1200、1200aおよび1200bに含まれるセンサ回路126は、実施の形態1の制御回路部120が有する信号処理部121、計算部122、および判定部123を備えていてもよい。このように、実施の形態1と実施の形態2との構成を組み合わせることによって、それらの実施の形態の双方の効果を奏することができる。
 例えば、上記実施の形態2と変形例1~4では、センサ群110Gは、3つのセンサ部110a、110bおよび110cを含んでいるが、4つ以上のセンサ部を含んでいてもよく、2つのセンサ部のみを含んでいてもよい。
 また、上記実施の形態2と変形例1~4では、静電センサ電極113は導電布または金属線として構成されているが、べた電極として構成されていてもよい。
 また、上記実施の形態2と変形例1~4では、上側のセンサ部110aの引出線は、スポーク202の右部202aからそのスポーク202の内部に導かれているが、スポーク202の左部202bからそのスポーク202の内部に導かれてもよい。
 また、上記実施の形態2と変形例1~4では、上側のセンサ部110aの引出線119aの一部を、右側のセンサ部110bにおけるシールド電極116の裏側に配置している。これは、ステアリングホイール200の上部には、リム210とスポーク202とが接続する部位がないからである。したがって、例えば、リム210とスポーク202との接続部位が、ステアリングホイール200の上部にあって右側部にはない場合、右側のセンサ部110bの引出線119bの一部を、上側のセンサ部110aにおけるシールド電極116の裏側に配置してもよい。あるいは、リム210とスポーク202との接続部位が、ステアリングホイール200の上部にあって左側部にはない場合、左側のセンサ部110cの引出線119cの一部を、上側のセンサ部110aにおけるシールド電極116の裏側に配置してもよい。
 また、上記実施の形態2と変形例1~4における接地、またはグランドへの接続は、車両1の車体への電気的な接続を意味する。
 なお、上記各実施の形態または各変形例における制御回路部120、1200、1200a、および1200bは、少なくとも1つの電子部品を基板に実装することに構成されていてもよい。また、その制御回路部に含まれる少なくとも1つの構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、その構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。つまり、その構成要素は、CPUまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。つまり、専用のハードウェアまたはプログラム実行部は、図6~図8などに示すフローチャートの各ステップを実行する。
 本開示の静電検出装置は、操作の検出精度の向上を図ることができるという効果を奏し、例えば、車両のステアリングホイールもしくはドアハンドル、またはバイクのグリップなどに配置されるグリップセンサなどに適用可能である。
 1  車両
 100  静電検出装置
 110、110a、110b、110c  センサ部
 110G  センサ群
 111  基材
 113  静電センサ電極
 114  外乱ノイズ検知電極
 115  ヒータエレメント
 116  シールド電極(グランド電極)
 119a、119b、119c  引出線
 120、1200、1200a  制御回路部
 121  信号処理部
 122  計算部
 123  判定部
 125  電源回路
 126  センサ回路
 130  ハーネス
 200  ステアリングホイール
 202  スポーク
 202a  右部
 202b  左部
 202c  下部
 210  リム
 301  スピーカ
 302  表示装置
 1000、1000a、1000b  グリップセンサ(静電検出装置)

Claims (23)

  1.  操作者によって操作される静電検出装置であって、
     誘電体から構成される基材と、
     前記基材に対して前記操作者側に配置される1つ以上の静電センサ電極と、
     前記基材に対して前記操作者側と反対側に配置される1つ以上の外乱ノイズ検知電極とを備え、
     前記1つ以上の外乱ノイズ検知電極は、前記操作者側から見て、前記1つ以上の静電センサ電極に実質的に覆われるように配置されている、
     静電検出装置。
  2.  前記静電検出装置は、さらに、
     前記1つ以上の静電センサ電極および前記1つ以上の外乱ノイズ検知電極のそれぞれに電気的に接続される制御部を備え、
     前記制御部は、前記1つ以上の静電センサ電極から出力される第1信号を、前記1つ以上の外乱ノイズ検知電極から出力される第2信号に応じて補正し、補正された前記第1信号に基づいて、前記操作者による操作を判定する、
     請求項1に記載の静電検出装置。
  3.  前記制御部は、前記第2信号によって示される値が閾値を超える場合には、前記操作者による操作の判定を停止する、
     請求項2に記載の静電検出装置。
  4.  前記静電検出装置は、さらに、
     前記基材に対して前記操作者と反対側に配置されるヒータエレメントを備え、
     前記ヒータエレメントは、当該ヒータエレメントに電流が流されることによって、発熱し、前記基材を温める、
     請求項1~3の何れか1項に記載の静電検出装置。
  5.  前記1つ以上の静電センサ電極のそれぞれは、層状に形成されている、
     請求項1~4の何れか1項に記載の静電検出装置。
  6.  前記1つ以上の外乱ノイズ検知電極のそれぞれは、線状に形成されている、
     請求項1~5の何れか1項に記載の静電検出装置。
  7.  前記1つ以上の外乱ノイズ検知電極は、前記ヒータエレメントを囲うように配置されている、
     請求項4に記載の静電検出装置。
  8.  前記1つ以上の外乱ノイズ検知電極は、前記ヒータエレメントと同層に配置されている、
     請求項4に記載の静電検出装置。
  9.  前記1つ以上の外乱ノイズ検知電極のそれぞれは、前記ヒータエレメントの少なくとも一部に対して略平行に配置されている、
     請求項4に記載の静電検出装置。
  10.  前記1つ以上の外乱ノイズ検知電極のそれぞれは、前記ヒータエレメントに囲まれるように配置されている、
     請求項4に記載の静電検出装置。
  11.  前記制御部は、前記1つ以上の静電センサ電極と、前記1つ以上の外乱ノイズ検知電極とのうちの何れか1つの電極から出力される信号を取得するときには、前記電極以外の他の電極を接地する、
     請求項2または3に記載の静電検出装置。
  12.  前記1つ以上の静電センサ電極の数と、前記1つ以上の外乱ノイズ検知電極の数とは、同じである、
     請求項1~11の何れか1項に記載の静電検出装置。
  13.  前記1つ以上の外乱ノイズ検知電極のそれぞれは、直線状に形成されている、
     請求項4、7~10の何れか1項に記載の静電検出装置。
  14.  前記基材と、前記1つ以上の静電センサ電極と、前記1つ以上の外乱ノイズ検知電極とは、ステアリングホイールに内蔵される、
     請求項1~13の何れか1項に記載の静電検出装置。
  15.  前記1つ以上の静電センサ電極は、それぞれステアリングホイールの表面側に前記ステアリングホイールの周方向に沿って配置される、少なくとも第1の静電センサ電極および第2の静電センサ電極を含む複数の静電センサ電極からなり、
     前記静電検出装置は、さらに、
     前記複数の静電センサ電極のそれぞれに電気的に接続される引出線と、
     前記ステアリングホイールのリムにおける断面の径方向に前記第2の静電センサ電極と対向するように、前記リムの断面の中心側に配置されるシールド電極とを備え、
     前記第1の静電センサ電極に接続される前記引出線の少なくとも一部は、
     当該引出線の少なくとも一部と前記第2の静電センサ電極との間に前記シールド電極が位置するように、前記シールド電極よりも前記リムの断面の中心側に配置される、
     請求項1~14の何れか1項に記載の静電検出装置。
  16.  前記第1の静電センサ電極は、中立状態にある前記ステアリングホイールの上部に配置される
     請求項15に記載の静電検出装置。
  17.  前記複数の静電センサ電極には、さらに、第3の静電センサ電極が含まれ、
     前記第2の静電センサ電極は、中立状態にある前記ステアリングホイールの左側部および右側部のうちの一方に配置され、
     前記第3の静電センサ電極は、前記左側部および右側部のうちの他方に配置され、
     前記リムにおける断面の径方向において、前記第2の静電センサ電極に接続される前記引出線、および前記第3の静電センサ電極に接続される前記引出線のそれぞれと、前記複数の静電センサ電極のそれぞれとの間には、前記シールド電極は配置されていない、
     請求項16に記載の静電検出装置。
  18.  前記第2の静電センサ電極に接続される前記引出線、および前記第3の静電センサ電極に接続される前記引出線のそれぞれの少なくとも一部は、中立状態にある前記ステアリングホイールにおけるスポークの下部に配置される
     請求項17に記載の静電検出装置。
  19.  前記第1の静電センサ電極に接続される前記引出線は、前記第1の静電センサ電極に一体に形成されている
     請求項15~18の何れか1項に記載の静電検出装置。
  20.  前記静電検出装置は、さらに、
     複数の基材を備え、
     前記複数の静電センサ電極は、前記複数の基材の表面にそれぞれ形成されている
     請求項15~19の何れか1項に記載の静電検出装置。
  21.  前記複数の静電センサ電極のそれぞれは、布に対してメッキを施すことによって構成されている導電布である
     請求項20に記載の静電検出装置。
  22.  前記複数の静電センサ電極のそれぞれは、金属線として構成されている
     請求項20に記載の静電検出装置。
  23.  それぞれステアリングホイールの表面側に前記ステアリングホイールの周方向に沿って配置される、少なくとも第1の静電センサ電極および第2の静電センサ電極を含む複数の静電センサ電極と、
     前記複数の静電センサ電極のそれぞれに電気的に接続される引出線と、
     前記ステアリングホイールのリムにおける断面の径方向に前記第2の静電センサ電極と対向するように、前記リムの断面の中心側に配置されるシールド電極とを備え、
     前記第1の静電センサ電極に接続される前記引出線の少なくとも一部は、
     当該引出線の少なくとも一部と前記第2の静電センサ電極との間に前記シールド電極が位置するように、前記シールド電極よりも前記リムの断面の中心側に配置される、
     静電検出装置。
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