WO2023074743A1 - 静電検出装置 - Google Patents
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Definitions
- Each terminal 2 stores unique ID information Did of each terminal 2 in a memory (not shown).
- the terminal 2 can, for example, receive radio waves in the LF band and transmit radio waves in the UHF band.
- the antenna 17 and the sensor unit 21 are modularized as one component. Modularization means that the antenna 17 and the sensor unit 21 are provided on one substrate or built in one housing, and have a structure manufactured as one part. say.
- the non-driving state is, for example, a time period during which the battery waits for the next charge.
- the electrostatic detection module 28 determines the user's operation based on the capacitance data Sr acquired when the electrode 23 is in the driving state. In this way, the acquisition of the capacitance data Sr based on the driving of the electrodes 23 and the determination of the user's operation are alternately repeated.
- the determination unit 35 determines that the antenna 17 is being driven, and outputs a notification to the effect that "the antenna is driven" to the electrostatic detection module 28. .
- the electrostatic detection module 28 may not perform touch determination when receiving a notification from the determining unit 35 that "the antenna is driven".
- the electrostatic detection module 28 detects "antenna driven” at both the start and end timings of the driving state of the electrode 23. is input, the electrostatic capacitance data Sr detected during that time is discarded and the calculation for touch determination is not executed. Therefore, the touch determination is not performed based on the capacitance data Sr (change in capacitance of the electrode 23) obtained from the electrode 23 while the antenna 17 is being driven.
- the electrostatic detector 20 includes electrode wiring 31 , A/D converter 36 , and branch wiring 40 .
- Electrode wiring 31 is provided to connect electrode 23 to electrostatic detection module 28 .
- the branch wiring 40 branches from the electrode wiring 31 .
- the A/D converter 36 A/D-converts the voltage of the electrode 23 input via the branch line 40 and outputs the result to the determination unit 35 .
- the determination unit 35 determines whether or not the antenna 17 is driven based on the digital voltage signal Vs input from the A/D converter 36 . According to this configuration, for example, if the second port 42 is left in the controller 22, the second port 42 can be used to monitor the voltage of the electrode 23 in the non-driving state. Therefore, the second port 42 of the controller 22 can be effectively used.
- the comparator 45 compares the voltage of the electrode 23 input via the branch wiring 40 with the reference voltage Vbs, and outputs the comparison result to the determination section 35 .
- the comparator 45 outputs a Hi-level or Lo-level digital voltage signal Vs to the determination unit 35 as a voltage comparison result.
- the determination unit 35 determines whether or not the antenna 17 is driven based on the digital voltage signal Vs input from the comparator 45 .
- the radio waves from the antenna 17 are detected by the electrode 23, and are connected to the electrode 23 even though the electrode 23 should not change in capacitance.
- the voltage at the second port 42 changes.
- the Hi level voltage signal Vs is output from the comparator 45 to the determination section 35 .
- the determination unit 35 recognizes that the antenna 17 is being driven because the Hi level voltage signal Vs is input. Therefore, it is possible to exclude the capacitance change of the electrode 23 caused by the driving of the antenna 17 from the touch determination, which contributes to the improvement of the determination accuracy of the user's operation.
- the determination part 35 may monitor the voltage directly input from the electrode 23 instead of the port 30 (2nd port 42) of the controller 22.
- the electrode 23 may be one of the lock electrode 24 and the unlock electrode 25 .
- the drive state of the electrode 23 may be a state in which touch determination is performed using a change in capacitance generated in the electrode 23 .
- the non-driving state of the electrodes 23 may be a state in which touch determination is not performed even if the electrodes 23 are being discharged.
- the comparator 45 is not limited to being provided inside the controller 22 (microcomputer), and may be arranged outside the controller 22 .
- the static electricity detection device 20 is not limited to being mounted on a vehicle, and may be used in other equipment or devices.
- the electrostatic detection module 28 and the determination unit 35 may be configured by [1] one or more processors that operate according to a computer program (software), or [2] such a processor and , in combination with one or more dedicated hardware circuits such as an application specific integrated circuit (ASIC) that performs at least some of the various types of processing.
- a processor includes a CPU and memory, such as RAM and ROM, which stores program code or instructions configured to cause the CPU to perform processes.
- Memory (computer-readable media) includes any available media that can be accessed by a general purpose or special purpose computer.
- a processing circuit configured by one or more dedicated hardware circuits that perform all of the various types of processing may be used.
- the electrostatic detection module 28 and the determination unit 35 may be configured from independent processors, or part of the functions may be configured from a shared processor. In this way, the electrostatic detection module 28 and the determination unit 35 are not limited to independent functional blocks, and may be configured from one functional block, or may be configured from a partially shared functional block.
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Abstract
静電検出装置（２０）は、電極（２３）における静電容量変化に基づき、電極（２３）への人体の接触又は接近であるユーザ操作を検出する静電検出モジュール（２８）を備える。静電検出モジュール（２８）は、電極（２３）の作動状態を、電極（２３）に対して静電容量検出を実行する駆動状態と、電極（２３）に対して静電容量検出を実行しない非駆動状態とに交互に切り替える。判定部（３５）は、電極（２３）が非駆動状態となっている場合に、電極（２３）の電圧を監視して、ユーザの端末（２）と通信するアンテナ（１７）の駆動有無を判定する。静電検出モジュール（２８）は、判定部（３５）の判定結果に基づき、ユーザ操作の検出を実行する。
Description
本発明は、電極の静電容量変化によってユーザ操作を検出する静電検出装置に関する。
従来、車両には、電子キーを無線認証して車両を作動させる電子キーシステムが搭載されている。この種の電子キーシステムでは、例えば、車両ドアの車外のドアハンドルに静電検出装置を設け、電子キーの認証が成立する状態下で、ユーザによるドアハンドルへのタッチ操作を静電検出装置で検出したときに、車両ドアを施解錠する構成が周知である（特許文献１参照）。
ところで、電子キーと通信するアンテナをドアハンドルに内蔵する構成がとられることがある。この場合、アンテナから送信される電波が静電検出装置の電極にノイズとして乗ってしまう可能性があった。よって、静電検出装置でユーザ操作を正しく検出できない状況に繋がるので、何らかの対策が必要であった。
前記課題を解決する静電検出装置は、電極と、前記電極における静電容量変化に基づき、前記電極への人体の接触又は接近であるユーザ操作を検出する静電検出モジュールであって、前記電極の作動状態を、前記電極に対して静電容量検出を実行する駆動状態と、前記電極に対して前記静電容量検出を実行しない非駆動状態とに交互に切り替える静電検出モジュールと、前記電極が前記非駆動状態となっている場合に、前記電極の電圧を監視して、ユーザの端末と通信するアンテナの駆動有無を判定する判定部とを備え、前記静電検出モジュールは、前記判定部の判定結果に基づき、前記ユーザ操作の検出を実行する。
本発明によれば、電極の静電容量変化によってユーザ操作を検出する際の検出精度を向上できる。
（第１実施形態）
以下、静電検出装置の第１実施形態を説明する。
［本開示の全体構成］
図１に示すように、ユーザの操作対象１は、ユーザが所持する端末２を無線通信によって認証する認証システム３を備えている。操作対象１は、例えば、車両４である。認証システム３は、例えば、端末２としての電子キー５を無線通信によって認証して車両４を作動させる電子キーシステム６を含む。電子キーシステム６は、例えば、車両４からの通信を契機に電子キー５との双方向通信（スマート通信）を開始して、電子キー５を認証するスマートシステムを含む。
以下、静電検出装置の第１実施形態を説明する。
［本開示の全体構成］
図１に示すように、ユーザの操作対象１は、ユーザが所持する端末２を無線通信によって認証する認証システム３を備えている。操作対象１は、例えば、車両４である。認証システム３は、例えば、端末２としての電子キー５を無線通信によって認証して車両４を作動させる電子キーシステム６を含む。電子キーシステム６は、例えば、車両４からの通信を契機に電子キー５との双方向通信（スマート通信）を開始して、電子キー５を認証するスマートシステムを含む。
車両４は、ユーザが個人で所有する個人車両、或いは、１台を複数人で共用するシェアリングカーのいずれでもよい。端末２は、主としてキー機能を有する電子キー５に限定されず、例えば、高機能携帯電話などの多機能端末（モバイル端末）でもよい。
認証システム３は、端末２を照合する照合ＥＣＵ（Electronic Control Unit）８を備えている。照合ＥＣＵ８は、端末２のＩＤ情報Ｄidがメモリ（図示略）に登録されている。ＩＤ情報Ｄidは、例えば、端末２の各々が有する固有のＩＤコード、暗号通信の際に用いる認証鍵などがある。
照合ＥＣＵ８は、車両４に設けられた通信線１０を介して、車載された搭載装置１１に接続されている。搭載装置１１は、例えば、ドアロック制御装置、ステアリングロック装置、エンジン制御装置などがある。通信線１０は、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）、又はＬＩＮ（Local Interconnect Network）であってよい。
車両４は、端末２に対して電波送信を実行する送信部１５と、車両４において電波受信を実行する受信部１６とを備えている。送信部１５及び受信部１６は、照合ＥＣＵ８に接続され、作動が照合ＥＣＵ８によって管理される。送信部１５は、例えば、ＬＦ（Low Frequency）帯の電波を送信するものであってよい。受信部１６は、例えば、ＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯の電波を受信するものであってよい。
送信部１５は、車両４に複数設けられている。この場合、送信部１５は、例えば、運転席側車外に電波送信を実行するもの、助手席側車外に電波送信を実行するもの、車内に電波送信を実行するものが挙げられる。各送信部１５はアンテナを含む。本例の場合、運転席側車外に電波送信を実行する送信部１５を「アンテナ１７」とする。このアンテナ１７は、ドア１８の車外のドアハンドル１９に設けられている。
端末２は、各々の端末２が持つ固有のＩＤ情報Ｄidがメモリ（図示略）に記憶されている。端末２は、例えば、ＬＦ帯の電波を受信可能であるとともに、ＵＨＦ帯の電波を送信可能である。
照合ＥＣＵ８は、送信部１５から定期又は不定期で電波を送信して、スマート通信を実行する。端末２は、送信部１５から送信されたＬＦ帯の電波を受信すると、自身に登録されているＩＤ情報Ｄidを、ＵＨＦ帯の電波によって車両４に送信する。照合ＥＣＵ８は、端末２から送信されたＩＤ情報Ｄidを受信部１６で受信すると、自身に登録されているＩＤ情報Ｄidを用いて、認証を実行する。照合ＥＣＵ８は、認証が成立、すなわちスマート照合が成立すれば、搭載装置１１の作動を許可又は実行させる。照合ＥＣＵ８は、スマート照合の結果である認証結果に基づき、搭載装置１１の制御を実行する。
［静電検出装置２０の概要構成］
操作対象１は、操作意思があるユーザの人体を用いた操作（ユーザ操作）を静電方式によって検出する静電検出装置２０を備えている。ユーザ操作、いわゆるタッチ操作は、操作検出面への人体の接触又は接近のいずれでもよい。静電検出装置２０は、ユーザ操作を静電容量変化に基づき検出するセンサユニット２１を備えている。センサユニット２１は、例えば、コントローラ２２、及び電極２３を備えている。電極２３は、ロック操作を検出するためのロック電極２４、及びアンロック操作を検出するためのアンロック電極２５を含む。コントローラ２２は、例えば、センサユニット２１を制御するＩＣであってよい。コントローラ２２は、電極２３に接続されている。
操作対象１は、操作意思があるユーザの人体を用いた操作（ユーザ操作）を静電方式によって検出する静電検出装置２０を備えている。ユーザ操作、いわゆるタッチ操作は、操作検出面への人体の接触又は接近のいずれでもよい。静電検出装置２０は、ユーザ操作を静電容量変化に基づき検出するセンサユニット２１を備えている。センサユニット２１は、例えば、コントローラ２２、及び電極２３を備えている。電極２３は、ロック操作を検出するためのロック電極２４、及びアンロック操作を検出するためのアンロック電極２５を含む。コントローラ２２は、例えば、センサユニット２１を制御するＩＣであってよい。コントローラ２２は、電極２３に接続されている。
ロック電極２４は、ドアハンドル１９において、ドアを施錠する際に操作する箇所に配置されている。例えば、ロック電極２４は、ドアハンドル１９の正面の所定位置に配置されてよい。このように、ドアのロック操作は、例えば、ドアハンドル１９の正面の所定位置を指等でタッチする操作である。ロック操作は、ロック電極２４が配置されたドアハンドル１９の位置を瞬間的にタッチする操作に限定されず、そのドアハンドル位置を一定時間タッチしたままとする長タッチ操作としてもよい。コントローラ２２は、ユーザのタッチ操作に応じてロック電極２４上で変化する静電容量を検出する。
アンロック電極２５は、ドアハンドル１９において、ドアを解錠する際に操作する箇所に配置されている。例えば、アンロック電極２５は、ドアハンドル１９の背面の所定位置に配置されてよい。このように、ドアのアンロック操作は、例えば、ドアのドアハンドル１９の背面を指等でタッチする操作である。アンロック操作は、アンロック電極２５が配置されたドアハンドル１９の位置を瞬間的にタッチする操作に限定されず、そのドアハンドル位置を一定時間タッチしたままとする長タッチ操作としてもよい。コントローラ２２は、ユーザのタッチ操作に応じてアンロック電極２５で変化する静電容量を検出する。
コントローラ２２は、電極２３の静電容量の変化に基づきユーザ操作を検出する静電検出モジュール２８を備えている。静電検出モジュール２８は、コントローラ２２に設けられたマルチプレクサ２９を介して電極２３に接続されている。マルチプレクサ２９は、例えば、電極２３を静電検出モジュール２８及び判定部３５の一方に選択的に接続する。マルチプレクサ２９は、コントローラ２２のポート３０に繋がれた電極配線３１を介して電極２３に接続されている。
静電検出モジュール２８は、電極２３での静電容量変化に基づく静電容量データＳｒを取得し、静電容量データＳｒから、ドアハンドル１９に対するユーザ操作の検出を実行する。具体的には、静電検出モジュール２８は、ロック電極２４の静電容量変化に基づく静電容量データＳｒから、ロック操作の有無を判定する。一例として、静電検出モジュール２８は、ロック電極２４を用いて検出された静電容量が閾値以上となったとき、ロック操作有りと判定する。静電検出モジュール２８は、アンロック電極２５の静電容量変化に基づく静電容量データＳｒから、アンロック操作の有無を判定する。一例として、静電検出モジュール２８は、アンロック電極２５を用いて検出された静電容量が閾値以上となったとき、アンロック操作有りと判定する。
静電検出モジュール２８は、照合ＥＣＵ８から延びる出力線３２と接続されている。静電検出モジュール２８は、静電容量データＳｒに基づく操作判定の判定結果を、出力線３２を介して照合ＥＣＵ８に出力する。具体的には、静電検出モジュール２８は、ロック操作有りを検出した場合、出力線３２を介して、ロック検出通知Ｄb1を照合ＥＣＵ８に出力する。静電検出モジュール２８は、アンロック操作有りを検出した場合、出力線３２を介して、アンロック検出通知Ｄb2を照合ＥＣＵ８に出力する。
照合ＥＣＵ８は、アンテナ１７（送信部１５）からの電波送信を契機として端末２の認証を実行し、端末２の認証結果と、静電検出モジュール２８の操作判定の判定結果とに基づき、搭載装置１１を制御する。本例の場合、照合ＥＣＵ８は、端末２の認証成立の場合に、静電検出モジュール２８から判定結果としてロック検出通知Ｄb1を入力すると、搭載装置１１としてのドアロック制御装置にロック動作を実行させる。照合ＥＣＵ８は、端末２の認証成立の場合に、静電検出モジュール２８から判定結果としてアンロック検出通知Ｄb2を入力すると、搭載装置１１としてのドアロック制御装置にアンロック動作を実行させる。
図２に示すように、アンテナ１７及びセンサユニット２１は、近傍配置されている。本例の場合、近傍配置とは、例えば、アンテナ１７から送信される電波（ＬＦ帯の電波）がセンサユニット２１（すなわち電極２３）に届く範囲内の位置に互いが配置されていることを言う。
アンテナ１７及びセンサユニット２１は、１つの部品としてモジュール化されている。モジュール化されているとは、例えば、アンテナ１７及びセンサユニット２１が１つの基板上に設けられたり、１つの筐体に内蔵されたりするなどして、１つの部品として製造された構造をとることを言う。
［本開示の主要構成］
図３に示すように、静電検出モジュール２８は、電極２３の作動状態を、電極２３に対して静電容量検出を実行する駆動状態と、電極２３に対して静電容量検出を実行しない非駆動状態とに交互に切り替える。静電容量検出は、例えば、電極２３に対し充放電動作を行うことにより、電極２３を用いて検出された静電容量に対応する静電容量データＳｒを静電検出モジュール２８が取得する処理であってよい。このように、駆動状態は、静電容量検出を実行している時間帯、すなわち、電極２３上で変化する静電容量を検出するために電極２３を駆動している時間帯である。非駆動状態は、例えば、次の充電に備えて待機する時間帯である。静電検出モジュール２８は、電極２３が非駆動状態のとき、駆動状態の際に取得した静電容量データＳｒに基づき、ユーザ操作を判定する。このように、電極２３の駆動に基づく静電容量データＳｒの取得とユーザ操作の判定とが交互に繰り返される。
図３に示すように、静電検出モジュール２８は、電極２３の作動状態を、電極２３に対して静電容量検出を実行する駆動状態と、電極２３に対して静電容量検出を実行しない非駆動状態とに交互に切り替える。静電容量検出は、例えば、電極２３に対し充放電動作を行うことにより、電極２３を用いて検出された静電容量に対応する静電容量データＳｒを静電検出モジュール２８が取得する処理であってよい。このように、駆動状態は、静電容量検出を実行している時間帯、すなわち、電極２３上で変化する静電容量を検出するために電極２３を駆動している時間帯である。非駆動状態は、例えば、次の充電に備えて待機する時間帯である。静電検出モジュール２８は、電極２３が非駆動状態のとき、駆動状態の際に取得した静電容量データＳｒに基づき、ユーザ操作を判定する。このように、電極２３の駆動に基づく静電容量データＳｒの取得とユーザ操作の判定とが交互に繰り返される。
図１に示す通り、静電検出装置２０は、アンテナ１７から送信される電波が電極２３に乗ることに起因する誤タッチ検出の防止機能を備えている。例えば、電極２３が駆動中、アンテナ１７から電波が送信されると、この電波によって、電極２３における静電容量変化にノイズが混在してしまう可能性がある。このため、アンテナ１７から電波が送信されている最中にユーザが電極２３をタッチ操作すると、電極２３上で変化する静電容量が本来の意図した変化をとらず、タッチ操作を正しく検出できないことになる。本例は、この課題を解決する。
静電検出装置２０は、電極２３の電圧を監視してアンテナ１７の駆動有無を判定する判定部３５を備えている。本例の場合、判定部３５は、コントローラ２２に設けられている。判定部３５は、電極２３が非駆動状態となっている場合に、電極２３の電圧を監視して、アンテナ１７の駆動有無を判定する。判定部３５は、例えばコントローラ２２のポート３０の電圧を監視して、アンテナ１７の駆動有無を判定するものであってよい。
判定部３５は、Ａ／Ｄコンバータ３６を介してマルチプレクサ２９に接続されている。このように、判定部３５は、マルチプレクサ２９が電極２３をＡ／Ｄコンバータ３６に接続する状態をとるとき、電極２３の電圧を、Ａ／Ｄコンバータ３６を介して入力する。Ａ／Ｄコンバータ３６は、マルチプレクサ２９から入力した電極２３の電圧をＡ／Ｄ変換して判定部３５に出力する。判定部３５は、Ａ／Ｄコンバータ３６から入力するデジタル状の電圧信号Ｖｓに基づき、アンテナ１７の駆動有無を判定する。
次に、本実施形態の静電検出装置２０の作用について説明する。
図４に示すように、アンテナ１７は、電波送信のタイミングとなったとき、照合ＥＣＵ８から供給される送信データＳｔを含む電波を送信する。照合ＥＣＵ８から供給される送信データＳｔは、所定の矩形波であって、例えば、電子キー５を起動に切り換えるためのウェイク信号、及び／又は相互認証（チャレンジレスポンス認証）を行うために送信される信号などである。なお、電波送信は、例えば、所定の周期で設定された定期又は不定期で実行されてもよいし、或いは、電極２３でユーザ操作が検出されたときに実行されてもよい。
図４に示すように、アンテナ１７は、電波送信のタイミングとなったとき、照合ＥＣＵ８から供給される送信データＳｔを含む電波を送信する。照合ＥＣＵ８から供給される送信データＳｔは、所定の矩形波であって、例えば、電子キー５を起動に切り換えるためのウェイク信号、及び／又は相互認証（チャレンジレスポンス認証）を行うために送信される信号などである。なお、電波送信は、例えば、所定の周期で設定された定期又は不定期で実行されてもよいし、或いは、電極２３でユーザ操作が検出されたときに実行されてもよい。
アンテナ１７からの送信データＳｔの電波は、アンテナ１７の近くに存在する電極２３に届き得る。本例の場合、アンテナ１７が電極２３の近くに存在するため、アンテナ１７からの電波が電極２３に届き易い。アンテナ１７からの電波が電極２３に届いた場合、電極２３は、人体が接触又は接近する訳ではないにも関わらず、送信データＳｔの電波に応じた電圧変動が生じてしまう。
本例の場合、マルチプレクサ２９は、電極２３が駆動状態をとるとき、電極２３を静電検出モジュール２８と接続する。一方、マルチプレクサ２９は、電極２３が非駆動状態をとるとき、電極２３をＡ／Ｄコンバータ３６、すなわち判定部３５に接続する。このように、電極２３は、非駆動状態のとき、マルチプレクサ２９及びＡ／Ｄコンバータ３６を介して判定部３５と繋がる。判定部３５は、電極２３が非駆動状態をとるとき、電極２３が接続されるポート３０の電圧を監視する。判定部３５は、このときにＡ／Ｄコンバータ３６から入力する電圧信号Ｖｓに基づき、アンテナ１７の駆動有無を判定する。
図４及び図５（ｂ）に示すように、アンテナ１７が駆動していない場合、電圧信号Ｖｓは、ローレベル（Ｌｏレベル）の値をとる。このため、判定部３５は、電圧信号ＶｓがＬｏレベルをとっていれば、アンテナ１７が駆動していないと判定する。よって、静電検出モジュール２８は、通常通りのタッチ判定を実行する。すなわち、図５（ａ）に示すように、静電検出モジュール２８は、電極２３の駆動状態の際に取得した静電容量データＳｒに基づくタッチ判定を、電極２３が非駆動状態をとる時間帯に通常通り実行する。
図４及び図５（ｃ）に示すように、アンテナ１７が駆動する場合、電圧信号Ｖｓは、ハイレベル（Ｈｉレベル）の値をとる。このため、判定部３５は、電圧信号ＶｓがＨｉレベルをとっていれば、アンテナ１７が駆動していると判定して、「アンテナ駆動有り」の旨の通知を静電検出モジュール２８に出力する。
例えば、静電検出モジュール２８は、判定部３５から「アンテナ駆動有り」の旨の通知を入力した場合、タッチ判定を実行しないものとしてよい。本例の場合、図５（ａ）及び図５（ｃ）の例のように、静電検出モジュール２８は、電極２３の駆動状態の開始と終了との両方のタイミングにおいて、「アンテナ駆動有り」の通知を入力していれば、その間に検出した静電容量データＳｒを破棄し、タッチ判定の演算を実行しない。このため、アンテナ１７が駆動していた期間中に電極２３から得た静電容量データＳｒ（電極２３の静電容量変化）でタッチ判定を実施してしまうことがない。
図５（ａ）及び図５（ｄ）に示すように、電極２３の駆動状態が開始となったときに「アンテナ駆動有り」の通知を入力していても、電極２３の駆動状態の途中でアンテナ１７が非駆動状態となり、電極２３の駆動状態が終了するとき、「アンテナ駆動有り」の通知を入力しないこともある。また、図示はしないが、電極２３の駆動状態の開始時は「アンテナ駆動有り」の通知を入力していないものの、電極２３の駆動状態が終了するとき、「アンテナ駆動有り」の通知を入力することもある。これらの場合、判定精度の確保のため、タッチ判定の演算を実行しないことが好ましい。
上記実施形態の静電検出装置２０によれば、以下のような効果を得ることができる。
（1-1）静電検出装置２０は、電極２３、静電検出モジュール２８、及び判定部３５を備えている。静電検出モジュール２８は、電極２３における静電容量変化に基づき、電極２３への人体の接触又は接近であるユーザ操作を検出する。静電検出モジュール２８は、電極２３の作動状態を、電極２３に対して静電容量検出を実行する駆動状態と、電極２３に対して静電容量検出を実行しない非駆動状態とに交互に切り替える。判定部３５は、電極２３が非駆動状態となっている場合に、電極２３の電圧を監視して、ユーザの端末２と通信するアンテナ１７の駆動有無を判定する。静電検出モジュール２８は、判定部３５の判定結果に基づき、ユーザ操作の検出を実行する。
（1-1）静電検出装置２０は、電極２３、静電検出モジュール２８、及び判定部３５を備えている。静電検出モジュール２８は、電極２３における静電容量変化に基づき、電極２３への人体の接触又は接近であるユーザ操作を検出する。静電検出モジュール２８は、電極２３の作動状態を、電極２３に対して静電容量検出を実行する駆動状態と、電極２３に対して静電容量検出を実行しない非駆動状態とに交互に切り替える。判定部３５は、電極２３が非駆動状態となっている場合に、電極２３の電圧を監視して、ユーザの端末２と通信するアンテナ１７の駆動有無を判定する。静電検出モジュール２８は、判定部３５の判定結果に基づき、ユーザ操作の検出を実行する。
電極２３が非駆動状態となっている場合にアンテナ１７が駆動すると、このときにアンテナ１７から送信された電波によって電極２３の電圧が変動する。このため、電極２３が非駆動状態のときの電極２３の電圧変化から、アンテナ１７の駆動を判定することが可能となる。これにより、例えば、アンテナ１７が駆動する際には、静電検出モジュール２８にユーザ操作を検出させないようにすることが可能となる。このため、アンテナ駆動時に送信される電波が電極２３に影響を及ぼしたとしても、このときに生じる静電容量変化ではタッチ判定を実行させずに済む。よって、電極２３の静電容量変化によってユーザ操作を検出する際の検出精度を向上できる。
（1-2）電極２３は、静電検出モジュール２８が設けられたコントローラ２２のポート３０に接続されている。判定部３５は、ポート３０の電圧を監視して、アンテナ１７の駆動有無を判定する。この構成によれば、コントローラ２２のポート３０の電圧を監視するという簡易な処理によって、アンテナ１７の駆動有無を判定することができる。
（1-3）電極２３は、アンテナ１７から送信される電波が届く範囲内の位置にてアンテナ１７の近くに配置されている。したがって、アンテナ１７は、電極２３の近くに配置されている。この構成によれば、アンテナ１７及び電極２３の配置に必要なスペースが小さく済むので、装置小型化に寄与する。また、これらを近傍配置すると、アンテナ１７の電波の影響を電極受け易くなるが、アンテナ１７の駆動状態に応じて静電検出モジュール２８の作動を制御するので、正しいユーザ判定を得ることもできる。
（1-4）静電検出装置２０は、電極２３、静電検出モジュール２８、及び判定部３５を含むセンサユニット２１を備えている。アンテナ１７及びセンサユニット２１は、１つの部品としてモジュール化されている。この構成によれば、アンテナ１７及びセンサユニット２１を、一体化された１つの部品として提供することができる。
（1-5）静電検出モジュール２８は、電極２３が駆動状態のとき、電極２３での静電容量変化に基づく静電容量データＳｒを取得し、電極２３が非駆動状態のとき、駆動状態の際に検出した静電容量データＳｒに基づき、ユーザ操作を判定する。この構成によれば、静電容量データＳｒに基づくタッチ操作の判定を実行しながら、アンテナ１７の駆動の有無も同時に判定することができる。
（1-6）静電検出装置２０は、マルチプレクサ２９、電極配線３１、及びＡ／Ｄコンバータ３６を備えている。電極配線３１は、電極２３を静電検出モジュール２８に繋ぐために設けられている。マルチプレクサ２９は、電極配線３１を静電検出モジュール２８及び判定部３５の一方に選択的に接続する。Ａ／Ｄコンバータ３６は、マルチプレクサ２９から入力した電極２３の電圧をＡ／Ｄ変換して判定部３５に出力する。判定部３５は、Ａ／Ｄコンバータ３６から入力するデジタル状の電圧信号Ｖｓに基づき、アンテナ１７の駆動有無を判定する。
この構成によれば、コントローラ２２の１つのポート３０の接続先を、マルチプレクサ２９によって適宜切り替えることが可能となる。このため、コントローラ２２の１つのポート３０を、タッチ判定のための電極２３の静電容量データＳｒの入力と、アンテナ駆動の判定時の電圧の入力とで共用することが可能となる。よって、必要とするコントローラ２２のポート数が少なく済む。
（第２実施形態）
次に、第２実施形態を説明する。なお、第２実施形態は、第１実施形態のコントローラ２２の構成を変更した実施例である。よって、第１実施形態と同一部分には同じ符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ詳述する。
次に、第２実施形態を説明する。なお、第２実施形態は、第１実施形態のコントローラ２２の構成を変更した実施例である。よって、第１実施形態と同一部分には同じ符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ詳述する。
図６に示すように、静電検出装置２０は、電極２３を静電検出モジュール２８に繋ぐために設けられた電極配線３１と、電極配線３１から分岐する分岐配線４０とを備えている。電極配線３１は、コントローラ２２において静電検出モジュール２８に繋がる第１ポート４１に電極２３を接続する。分岐配線４０は、コントローラ２２の第１ポート４１とは別ポートである第２ポート４２に電極２３を接続する。静電検出装置２０は、電極２３を静電検出モジュール２８に繋ぐ第１ポート４１ではなく、別ポートの第２ポート４２の電圧を監視することにより、アンテナ１７の駆動有無を判定する。
静電検出装置２０は、分岐配線４０を介して入力した電極２３の電圧をＡ／Ｄ変換して判定部３５に出力するＡ／Ｄコンバータ３６を備えている。Ａ／Ｄコンバータ３６は、入力が第２ポート４２に接続され、出力が判定部３５に接続されている。判定部３５は、Ａ／Ｄコンバータ３６から入力するデジタル状の電圧信号Ｖｓに基づき、アンテナ１７の駆動有無を判定する。
さて、電極２３が非駆動状態のときにアンテナ１７が駆動すると、アンテナ１７の電波が電極２３に検出されて、電極２３に静電容量変化が生じるはずがないにも関わらず、電極２３と繋がる第２ポート４２の電圧が変化する。このとき、Ａ／Ｄコンバータ３６から判定部３５にＨｉレベルの電圧信号Ｖｓが出力される。これにより、判定部３５は、Ｈｉレベルの電圧信号Ｖｓを入力するため、アンテナ１７が駆動していると認識する。よって、アンテナ１７の駆動に起因する電極２３の静電容量変化をタッチ判定から除外することが可能となるので、ユーザ操作の判定精度の向上に寄与する。
上記実施形態の静電検出装置２０によれば、第１実施形態に記載の効果に加え、以下のような効果を得ることができる。
（2-1）静電検出装置２０は、電極配線３１、Ａ／Ｄコンバータ３６、及び分岐配線４０を備えている。電極配線３１は、電極２３を静電検出モジュール２８に繋ぐために設けられている。分岐配線４０は、電極配線３１から分岐する。Ａ／Ｄコンバータ３６は、分岐配線４０を介して入力した電極２３の電圧をＡ／Ｄ変換して判定部３５に出力する。判定部３５は、Ａ／Ｄコンバータ３６から入力するデジタル状の電圧信号Ｖｓに基づき、アンテナ１７の駆動有無を判定する。この構成によれば、例えば、コントローラ２２に第２ポート４２が余っていれば、この第２ポート４２を利用して、非駆動状態のときの電極２３の電圧を監視することが可能となる。よって、コントローラ２２の第２ポート４２を有効利用することができる。
（2-1）静電検出装置２０は、電極配線３１、Ａ／Ｄコンバータ３６、及び分岐配線４０を備えている。電極配線３１は、電極２３を静電検出モジュール２８に繋ぐために設けられている。分岐配線４０は、電極配線３１から分岐する。Ａ／Ｄコンバータ３６は、分岐配線４０を介して入力した電極２３の電圧をＡ／Ｄ変換して判定部３５に出力する。判定部３５は、Ａ／Ｄコンバータ３６から入力するデジタル状の電圧信号Ｖｓに基づき、アンテナ１７の駆動有無を判定する。この構成によれば、例えば、コントローラ２２に第２ポート４２が余っていれば、この第２ポート４２を利用して、非駆動状態のときの電極２３の電圧を監視することが可能となる。よって、コントローラ２２の第２ポート４２を有効利用することができる。
（第３実施形態）
次に、第３実施形態を説明する。なお、第３実施形態も第１及び第２実施形態に対して異なる部分についてのみ詳述する。
次に、第３実施形態を説明する。なお、第３実施形態も第１及び第２実施形態に対して異なる部分についてのみ詳述する。
図７に示すように、静電検出装置２０は、入力した２値の比較結果を出力するコンパレータ４５を備えている。本例の場合、コンパレータ４５は、コントローラ２２に設けられることが好ましい。コンパレータ４５は、一方の入力が第２ポート４２に接続され、基準電圧Ｖbsの入力端子である第３ポート４６に他方の入力が接続されている。
コンパレータ４５は、分岐配線４０を介して入力した電極２３の電圧と基準電圧Ｖbsとを比較し、その比較結果を判定部３５に出力する。コンパレータ４５は、電圧の比較結果として、Ｈｉレベル又はＬｏレベルのデジタル状の電圧信号Ｖｓを判定部３５に出力する。判定部３５は、コンパレータ４５から入力するデジタル状の電圧信号Ｖｓに基づき、アンテナ１７の駆動有無を判定する。
さて、電極２３が非駆動状態のときにアンテナ１７が駆動すると、アンテナ１７の電波が電極２３に検出されて、電極２３に静電容量変化が生じるはずがないにも関わらず、電極２３と繋がる第２ポート４２の電圧が変化する。このとき、電極２３の電圧が基準電圧Ｖbsよりも高くなると、コンパレータ４５から判定部３５にＨｉレベルの電圧信号Ｖｓが判定部３５に出力される。これにより、判定部３５は、Ｈｉレベルの電圧信号Ｖｓを入力するため、アンテナ１７が駆動していると認識する。よって、アンテナ１７の駆動に起因する電極２３の静電容量変化をタッチ判定から除外することが可能となるので、ユーザ操作の判定精度の向上に寄与する。
上記実施形態の静電検出装置２０によれば、第１及び第２実施形態に記載の効果に加え、以下のような効果を得ることができる。
（3-1）静電検出装置２０は、電極配線３１、分岐配線４０、及びコンパレータ４５を備えている。電極配線３１は、電極２３を静電検出モジュール２８に繋ぐために設けられている。分岐配線４０は、電極配線３１から分岐する。コンパレータ４５は、分岐配線４０を介して入力した電極２３の電圧と基準電圧Ｖbsを比較し、その比較結果を判定部３５に出力する。判定部３５は、コンパレータ４５から入力するデジタル状の電圧信号Ｖｓに基づき、アンテナ１７の駆動有無を判定する。この構成によれば、例えば、コントローラ２２にコンパレータ４５が搭載されていれば、このコンパレータ４５を利用して、非駆動状態のときの電極２３の電圧を監視することが可能となる。よって、コントローラ２２のコンパレータ４５を有効利用することができる。
（3-1）静電検出装置２０は、電極配線３１、分岐配線４０、及びコンパレータ４５を備えている。電極配線３１は、電極２３を静電検出モジュール２８に繋ぐために設けられている。分岐配線４０は、電極配線３１から分岐する。コンパレータ４５は、分岐配線４０を介して入力した電極２３の電圧と基準電圧Ｖbsを比較し、その比較結果を判定部３５に出力する。判定部３５は、コンパレータ４５から入力するデジタル状の電圧信号Ｖｓに基づき、アンテナ１７の駆動有無を判定する。この構成によれば、例えば、コントローラ２２にコンパレータ４５が搭載されていれば、このコンパレータ４５を利用して、非駆動状態のときの電極２３の電圧を監視することが可能となる。よって、コントローラ２２のコンパレータ４５を有効利用することができる。
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・各実施形態において、アンテナ１７が駆動中であると判定されている間、電極２３を駆動状態に移行させないようにしてもよい。
・各実施形態において、アンテナ１７が駆動中であると判定されている間、電極２３を駆動状態に移行させないようにしてもよい。
・各実施形態において、判定部３５は、コントローラ２２のポート３０（第２ポート４２）ではなく、電極２３から直接入力する電圧を監視してもよい。
・各実施形態において、電極２３は、ロック電極２４及びアンロック電極２５の一方としてもよい。
・各実施形態において、電極２３は、ロック電極２４及びアンロック電極２５の一方としてもよい。
・各実施形態において、電極２３の駆動状態は、電極２３に発生する静電容量変化を用いてタッチ判定を実行する状態であればよい。
・各実施形態において、電極２３の非駆動状態は、仮に電極２３の放電を実行していても、タッチ判定を実行しない状態であればよい。
・各実施形態において、電極２３の非駆動状態は、仮に電極２３の放電を実行していても、タッチ判定を実行しない状態であればよい。
・各実施形態において、アンテナ１７は、ドアハンドル１９に設けられることに限らず、例えば、車外ドアミラー、車体ピラー、ドア板などに設けられてもよい。
・各実施形態において、アンテナ１７及び電極２３は、近くに配置されることに限らず、一定の距離を空けて配置されてもよい。
・各実施形態において、アンテナ１７及び電極２３は、近くに配置されることに限らず、一定の距離を空けて配置されてもよい。
・各実施形態において、アンテナ１７及びセンサユニット２１は、ユニット化されていない構成としてもよい。
・第１実施形態において、Ａ／Ｄコンバータ３６を用いるのではなく、第３実施形態に記載のようなコンパレータ４５を用いた構成によって、アンテナ駆動判定のための電圧信号Ｖｓを生成してもよい。すなわち、コントローラ２２の同じポート３０を用い、コントローラ２２の内部で接続を切り替えて、アンテナ駆動判定を実施してもよい。
・第１実施形態において、Ａ／Ｄコンバータ３６を用いるのではなく、第３実施形態に記載のようなコンパレータ４５を用いた構成によって、アンテナ駆動判定のための電圧信号Ｖｓを生成してもよい。すなわち、コントローラ２２の同じポート３０を用い、コントローラ２２の内部で接続を切り替えて、アンテナ駆動判定を実施してもよい。
・第３実施形態において、コンパレータ４５は、コントローラ２２（マイクロコンピュータ）の内部に設けられることに限らず、コントローラ２２の外部に配置されてもよい。
・各実施形態において、静電検出装置２０は、車載用に限定されず、他の機器や装置に使用されてもよい。
・各実施形態において、静電検出装置２０は、車載用に限定されず、他の機器や装置に使用されてもよい。
・各実施形態において、静電検出モジュール２８、及び判定部３５は、［１］コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って動作する１つ以上のプロセッサによって構成されてもよいし、［２］そのようなプロセッサと、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等の１つ以上の専用のハードウェア回路との組み合わせによって構成されてもよい。プロセッサは、ＣＰＵ並びに、ＲＡＭ及びＲＯＭ等のメモリを含み、メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコード、又は指令を格納している。メモリ（コンピュータ可読媒体）は、汎用、又は専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。或いは、上記プロセッサを含むコンピュータに代えて、各種処理の全てを実行する１つ以上の専用のハードウェア回路によって構成された処理回路が用いられてもよい。
・各実施形態において、静電検出モジュール２８、及び判定部３５は、独立したプロセッサから構成されてもよいし、機能の一部分が共用のプロセッサから構築されてもよい。このように、静電検出モジュール２８、及び判定部３５は、独立した機能ブロックに限らず、１つの機能ブロックから構成されてもよいし、一部分が共用された機能ブロックから構成されてもよい。
・各実施形態において、本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
２…端末、１７…アンテナ、２０…静電検出装置、２１…センサユニット、２２…コントローラ、２３…電極、２８…静電検出モジュール、２９…マルチプレクサ、３０…ポート、３１…電極配線、３５…判定部、３６…Ａ／Ｄコンバータ、４０…分岐配線、４５…コンパレータ、Ｓｒ…静電容量データ、Ｖｓ…電圧信号。
Claims (8)
- 電極と、
前記電極における静電容量変化に基づき、前記電極への人体の接触又は接近であるユーザ操作を検出する静電検出モジュールであって、前記電極の作動状態を、前記電極に対して静電容量検出を実行する駆動状態と、前記電極に対して前記静電容量検出を実行しない非駆動状態とに交互に切り替える静電検出モジュールと、
前記電極が前記非駆動状態となっている場合に、前記電極の電圧を監視して、ユーザの端末と通信するアンテナの駆動有無を判定する判定部とを備え、
前記静電検出モジュールは、前記判定部の判定結果に基づき、前記ユーザ操作の検出を実行する静電検出装置。 - 前記電極は、前記静電検出モジュールが設けられたコントローラのポートに接続され、
前記判定部は、前記ポートの電圧を監視して、前記アンテナの駆動有無を判定する
請求項１に記載の静電検出装置。 - 前記電極は、前記アンテナから送信される電波が届く範囲内の位置にて前記アンテナの近くに配置されている
請求項１又は請求項２に記載の静電検出装置。 - 前記電極、前記静電検出モジュール、及び前記判定部を含むセンサユニットを備え、
前記アンテナ及び前記センサユニットは、１つの部品としてモジュール化されている
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の静電検出装置。 - 前記静電検出モジュールは、前記電極が前記駆動状態のとき、前記電極での前記静電容量変化に基づく静電容量データを取得し、前記電極が前記非駆動状態のとき、前記駆動状態の際に検出した前記静電容量データに基づき、前記ユーザ操作を判定する
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の静電検出装置。 - 前記電極を前記静電検出モジュールに繋ぐために設けられた電極配線と、
前記電極配線を前記静電検出モジュール及び前記判定部の一方に選択的に接続するマルチプレクサと、
前記マルチプレクサから入力した前記電極の電圧をＡ／Ｄ変換して前記判定部に出力するＡ／Ｄコンバータとを備え、
前記判定部は、前記Ａ／Ｄコンバータから入力するデジタル状の電圧信号に基づき、前記アンテナの駆動有無を判定する
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の静電検出装置。 - 前記電極を前記静電検出モジュールに繋ぐために設けられた電極配線と、
前記電極配線から分岐する分岐配線と、
前記分岐配線を介して入力した前記電極の電圧をＡ／Ｄ変換して前記判定部に出力するＡ／Ｄコンバータとを備え、
前記判定部は、前記Ａ／Ｄコンバータから入力するデジタル状の電圧信号に基づき、前記アンテナの駆動有無を判定する
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の静電検出装置。 - 前記電極を前記静電検出モジュールに繋ぐために設けられた電極配線と、
前記電極配線から分岐する分岐配線と、
前記分岐配線を介して入力した前記電極の電圧と基準電圧を比較し、その比較結果を前記判定部に出力するコンパレータとを備え、
前記判定部は、前記コンパレータから入力するデジタル状の電圧信号に基づき、前記アンテナの駆動有無を判定する
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の静電検出装置。
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