WO2023135881A1 - センサ装置 - Google Patents

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WO2023135881A1
WO2023135881A1 PCT/JP2022/038685 JP2022038685W WO2023135881A1 WO 2023135881 A1 WO2023135881 A1 WO 2023135881A1 JP 2022038685 W JP2022038685 W JP 2022038685W WO 2023135881 A1 WO2023135881 A1 WO 2023135881A1
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WO
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sensor
electrode
voltage
shield electrode
sensor electrode
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PCT/JP2022/038685
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English (en)
French (fr)
Inventor
毅 正木
Original Assignee
アルプスアルパイン株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/04—Hand wheels
    • B62D1/08—Spokes, e.g. resilient
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H36/00—Switches actuated by change of magnetic field or of electric field, e.g. by change of relative position of magnet and switch, by shielding

Definitions

  • the present disclosure relates to sensor devices.
  • a capacitive sensor device built into a steering wheel, the steering wheel having a rim and spokes connected to the inside of the rim, wherein the sensor device detects an object to be detected. and a control section provided on the spoke, wherein the control section controls the capacitance of the electrode generated when an object approaches the rim or the spoke.
  • a sensor device that detects a change and determines whether or not an object approaches based on the change in capacitance (see, for example, Patent Document 1).
  • Patent Document 2 Also known is a technique that uses a sensor device that determines whether or not an object approaches based on a change in capacitance as a sensor that detects an approach to a touch pad or a door handle (for example, Patent Document 2, 3).
  • the conventional sensor device has a configuration in which a capacitance sensor is formed with a conductive wire or the like, and is provided at the edge of the spoke, which is affected by stray capacitance.
  • the sensor electrodes are placed on the spokes that a person comes into contact with, they must be placed so that they are not exposed to prevent static electricity from damaging the sensor electrodes, which complicates the structure.
  • a sensor device includes a sensor electrode provided on a base material, a shield electrode provided on the plate-like base material so as to surround an outer edge of the sensor electrode and capacitively coupled with the sensor electrode, and A voltage circuit connected to a shield electrode and outputting an alternating voltage of a predetermined phase and a predetermined voltage, a first end connected to a connection portion between the voltage circuit and the shield electrode, and a second end connected to ground. and a protection circuit having a portion.
  • FIG. 2 is a diagram transparently showing the configuration of the steering wheel of Embodiment 1.
  • FIG. 4 is a diagram showing detection areas of the steering wheel sensor of Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a diagram showing a part of the configuration of the steering wheel sensor of Embodiment 1;
  • FIG. 2 is a block diagram showing the steering wheel sensor of Embodiment 1;
  • FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a steering wheel sensor according to Embodiment 1;
  • FIG. It is a figure which shows the sensor apparatus for a comparison.
  • FIG. 5 is a diagram showing the configuration of a spoke portion of a steering wheel and its surroundings in a first modified example of the first embodiment;
  • FIG. 10 is a diagram showing a capacitive sensor of a first modified example of the first embodiment;
  • FIG. 8 is a diagram showing the configuration of a capacitive sensor according to a second modification of the first embodiment
  • FIG. 10 is a diagram showing the configuration of a capacitive sensor according to a third modified example of the first embodiment
  • FIG. 10 is a diagram showing a PC including the sensor device of Embodiment 2
  • FIG. 10 is a diagram showing a sensor device according to Embodiment 2
  • FIG. 10 is a diagram showing a door handle to which the sensor device of Embodiment 3 is applied
  • FIG. 10 is a diagram showing a sensor device according to Embodiment 3;
  • a steering wheel sensor 102 (an example of a “sensor device”) and a steering wheel 100 (an example of a “steering wheel”) will be described with reference to FIGS. 1A to 1D.
  • the steering wheel 100 in Embodiment 1 includes a rim 110, a hub 115 connected to the inside of the rim 110, connected to a rotation shaft (not shown), and positioned at the center of the steering wheel 100. , spokes 120 connecting hub 115 and rim 110 , and steering wheel sensor 102 provided on spokes 120 .
  • 1A and 1B show the steering wheel 100 in a neutral state.
  • the neutral state is a state in which the steering wheel 100 is not steered, and means the position of the steering wheel 100 in a state in which the vehicle is traveling straight.
  • the steering wheel sensor 102 includes a capacitive sensor 130 capable of capacitive coupling with an object to be detected such as a human hand (hereinafter referred to as an operating body), a control unit 160 (an example of a “determining unit”), and a voltage circuit. and a protection circuit.
  • a capacitive sensor 130 capable of capacitive coupling with an object to be detected such as a human hand (hereinafter referred to as an operating body)
  • a control unit 160 an example of a “determining unit”
  • a voltage circuit such as a human hand
  • Steering wheel sensor 102 may not include control unit 160 , and control unit 160 may be provided outside steering wheel sensor 102 .
  • the capacitive sensors 130 are provided along the edges 121a, 121b, 121c of the spokes 120 facing the inner peripheral surface of the rim 110.
  • the capacitive sensor 130 has a sensor electrode and a shield electrode.
  • the sensor electrode is an electrode capable of detecting electrostatic capacitance between the operating body and the shield electrode
  • the shield electrode is an electrode used to suppress coupling between the sensor electrode and stray capacitance.
  • a voltage circuit is connected to the shield electrode and outputs an AC voltage having a predetermined phase and a predetermined voltage.
  • the protection circuit has a first end connected to the connection between the voltage circuit and the shield electrode, and a second end connected to the ground. Details of the configurations of the capacitive sensor 130, the voltage circuit, and the protection circuit will be described later with reference to FIGS. 2 to 4. FIG.
  • a heater 140 for heating and warming the rim 110 is built into the rim 110 . That is, the capacitive sensor 130 and the heater 140 are provided in different parts of the steering wheel 100. FIG.
  • the controller 160 is electrically connected to the capacitive sensor 130.
  • the output signal of capacitive sensor 130 represents the capacitance of capacitive sensor 130 .
  • the control unit 160 generates a detection signal based on changes in the capacitance of the capacitance sensor 130, and further compares the detection signal with a preset threshold to determine whether the driver's hand is on the steering wheel. , and outputs a signal representing the determination result to an external device.
  • Voltage circuit 170 and Zener diode 180 are also shown in FIG. 1D. Voltage circuit 170 and Zener diode 180 will be described later with reference to FIG. 2A.
  • the external device determines that the driver is not holding the steering wheel and alerts the driver.
  • An external device may be in charge of the operation of the determination unit that determines whether or not the driver's hand is approaching the steering wheel.
  • the control unit 160 may perform coding processing for the detection signal to facilitate communication and transmit the detection signal to the external device.
  • the capacitive sensor 130 is arranged away from the heater 140 , so that the tendency of change in the capacitance of the capacitive sensor 130 changes with the capacitance of the heater 140 . almost no chance of being affected by Further, the detection signal generated by the control unit 160 based on the change in the capacitance of the capacitance sensor 130 is less likely to be affected by the capacitance of the heater 140 . In addition, since there is almost no possibility that the heat from the heater 140 will be transferred to the capacitive sensor 130, the control unit 160 can accurately detect the contact or proximity of the human hand to the steering wheel without being affected by the heater 140. It is possible to detect whether or not Also, the heater 140 can efficiently heat the rim 110 without being affected by the heat capacity of the capacitive sensor 130 .
  • the control unit 160 can detect whether or not an operating object having a capacitance value, such as a human hand, is in contact with or comes close to it, based on a change in the capacitance of the capacitance sensor 130.
  • the value of the capacitance of the capacitive sensor 130 depends on the distance between the capacitive sensor 130 and the operating body to be detected. becomes smaller as it moves away.
  • the control unit 160 can adjust the detection range by adjusting the threshold to be compared with the value of the detection signal from the capacitive sensor 130 or by performing determination using a plurality of thresholds. It is possible. Specifically, the control unit 160 uses the part (130a, 130b) constituting the capacitive sensor 130 shown in FIG.
  • the capacitive sensor 130 is built into the steering wheel sensor 102, and the steering wheel sensor 102 is covered on the driver's side with an exterior panel 125 shown in FIG. 1C.
  • the capacitive sensor 130 is made of a conductor such as a conductor pattern, and is provided along the edge of the spoke 120 .
  • Capacitive sensor 130 is provided at a position of spoke 120 facing the inner peripheral side of rim 110 .
  • the detection areas 150a, 150b, 150c extend along a planar direction including the rim 110 as shown in FIG. 1B.
  • connection portions 120a, 120b, 120c between the inner side of the rim 110 and the spokes 120, as shown in FIG. 1A.
  • connection portions 120a, 120b, 120c between the inner side of the rim 110 and the spokes 120, as shown in FIG. 1A.
  • the sensor electrode 130A of the steering wheel sensor 102 has a portion 130a provided along the edge 121a of the spoke 120 facing the rim 110. It also has a portion 130 b provided along the edge 121 b of the spoke 120 facing the rim 110 . Also, along the edge 121c of the spoke 120 facing the rim 110, there are partially provided portions 130c and 130d. Spoke 120 also has a portion 130e provided at connection portion 120a where spoke 120 is connected to rim 110, and a portion 130f provided along connection portion 120b.
  • connection portion 120a where the spoke 120 is connected to the rim 110 is provided with a portion 130e of the sensor electrode 130A along the connection portion 120a, and the connection portion 120b is provided along the connection portion 120b.
  • a portion 130f of the sensor electrode 130A is provided, and a portion 130g of the sensor electrode 130A is provided in the connecting portion 120c along the connecting portion 120c.
  • a shield electrode 130B is provided to surround the portions 130a-130g.
  • capacitive sensor 130 includes substrate 10, portions 130a to 130g provided on the surface of substrate 10 and functioning as sensor electrodes, and shields provided to surround portions 130a to 130g.
  • 130c, 130f, 130a, 130e, 130b, 130g, and 130d are arranged in this order, edge portions 121a to 121c of the spoke 120, connection portions 120a to 120c.
  • the seven portions 130a to 130g are formed, but a portion corresponding to the portion 130e, the portion 130a, the portion 130f, and the portion 130c, and the other portion of the portion 130e, the portion 130b. , 130g, and 130d, or any other number.
  • the portions 130a to 130g are divided in the longitudinal direction along the edge of the spoke 120, but at the same time as being formed along the edge of the spoke 120, they are divided into two in the lateral direction (the paper surface direction of FIG. 1A). It may be divided into multiple parts. That is, the capacitive sensor 130 includes edge portions (121a, 121b) and connection portions (120a, 120b, 120c), and is continuously provided along the outer circumference of the spoke.
  • the steering wheel 100 approaches the portion 130a of the capacitive sensor 130 and enters the detection area 150a. can be detected.
  • the lower portion 110b of the rim 110 is grasped by a human hand, it approaches the portion 130b of the capacitive sensor 130 and enters the detection area 150b, so that the human hand can be detected. can.
  • connection portion of the spokes 120 with the rim 110 or the vicinity thereof is touched and operated.
  • a human hand touches the connection portion 120a of the spoke 120 or its vicinity the human hand that approaches the portion 130e of the capacitive sensor 130 enters the detection area 150a or the detection area 150b. Therefore, it is detected by the control unit 160 .
  • the control unit 160 detects whether a human hand touches the connecting portion 120b of the spoke 120 or its vicinity.
  • the human hand approaches the portions 130f and 130c of the capacitive sensor 130 and enters the detection area 150c.
  • the control unit 160 detects whether a human hand touches the connection portion 120c of the spoke 120 or its vicinity.
  • the human hand approaches the portions 130g, 130d, etc. of the capacitive sensor 130 and enters the detection area 150d. detected by unit 160 .
  • a capacitive sensor may also be provided along the upper edge of the hub 115 facing the inner peripheral surface of the rim 110 and between the portion 130c and the portion 130d of the capacitive sensor 130. good. In this case, it is possible to detect that the human hand is touching the upper edge of hub 115 facing the inner peripheral surface of rim 110 and the upper side of rim 110 as well.
  • FIG. 2A is a diagram showing the configuration of the steering wheel sensor 102 including the capacitive sensor 130. As shown in FIG. Steering wheel sensor 102 includes capacitive sensor 130 , resistor R, control section 160 , voltage circuit 170 and Zener diode 180 .
  • the capacitive sensor 130 has a substrate 10 (an example of a "base material"), a sensor electrode 130A, and a shield electrode 130B.
  • the longitudinal direction of capacitive sensor 130 in FIG. 2A is the direction in which portions 130c, 130f, 130a, 130e, 130b, 130g, and 130d extend in FIGS. 1A-1C.
  • the lateral direction (horizontal direction in FIG. 2A) is the paper surface direction of FIGS. 1A and 1B.
  • the portions 130c, 130f, 130a, 130e, 130b, 130g, and 130d are collectively shown as a sensor electrode 130A for easy understanding of the configuration.
  • the substrate 10 is a plate-like wiring substrate, and for example, a flexible substrate made of polyimide or the like can be used.
  • a sensor electrode 130A and a shield electrode 130B are formed on one surface of the substrate 10 .
  • a planar view of the substrate 10 in a planarly extended state as shown in FIG. 2A before the substrate 10 is attached to the spokes 120 is referred to as a planar view.
  • the substrate 10 actually has a rectangular shape that is very long in the longitudinal direction in plan view. In FIG. 2A, the substrate 10 is shown shortened in the longitudinal direction.
  • the sensor electrode 130A is an electrode having a plurality of rectangular portions 130a to 130g formed on one surface of the substrate 10 between one end and the other end in the longitudinal direction of the substrate 10 in plan view.
  • the shield electrode 130B is a rectangular annular electrode formed on one surface of the substrate 10 so as to surround the outer edge of the sensor electrode 130A.
  • the shield electrode 130B surrounds the sensor electrode 130A in plan view, and is formed in the vicinity of the sensor electrode 130A along the outer edge of the sensor electrode 130A.
  • the shield electrode 130B may be further provided on the surface opposite to the surface on which the sensor electrode 130A is formed on the substrate 10 .
  • the sensor electrode 130A and the shield electrode 130B are capacitively coupled.
  • Such sensor electrode 130A and shield electrode 130B can be realized by, for example, a thin metal layer made of metal.
  • the sensor electrode 130A and the shield electrode 130B can be made of metal such as copper or aluminum, for example.
  • the sensor electrode 130A has a terminal 131A.
  • 130 A of sensor electrodes are connected to the control part 160 via 131 A of terminals.
  • the portions 130a, 130e, and 130b of the sensor electrode 130A are not shown in FIG. 1D, actually the respective portions 130a to 130g of the sensor electrode 130A are connected to the control section 160 via the terminal 131A.
  • Shield electrode 130B is connected to voltage circuit 170 via resistor R. Resistor R allows the voltage at the junction of shield electrode 130B and voltage circuit 170 to exceed the reverse breakdown voltage of Zener diode 180 when a statically charged hand touches spoke 120.
  • the voltage circuit 170 outputs an AC voltage having a predetermined frequency, a predetermined phase, and a predetermined voltage, and the AC voltage is applied to the shield electrode 130B. Since the sensor electrode 130A is capacitively coupled with the shield electrode 130B, an AC voltage is applied to the sensor electrode 130A via the shield electrode 130B. An AC voltage having the same frequency, phase, and amplitude as the AC voltage applied to the shield electrode 130B is applied to the sensor electrode 130A.
  • the voltage circuit 170 is connected to both the sensor electrode 130A and the shield electrode 130B, and AC voltages having the same frequency, the same phase, and the same amplitude are applied from the voltage circuit 170 to both the sensor electrode 130A and the shield electrode 130B. good too.
  • the amplitude of the AC voltage applied to the sensor electrode 130A may be different from the amplitude of the AC voltage applied to the shield electrode 130B as long as the effect of the active shield is not impaired.
  • a cathode (an example of a "first end") of a Zener diode 180 is connected to the connection between the shield electrode 130B and the voltage circuit 170.
  • the anode (an example of a “second end”) of Zener diode 180 is connected to ground.
  • a Zener diode 180 is provided as a protection circuit.
  • the shield electrode 130B When the voltage of the shield electrode 130B (positive AC voltage) is less than the reverse breakdown voltage (Zener voltage) of the Zener diode 180, no reverse current (Zener current) flows through the Zener diode 180, and the shield electrode 130B functions as an active shield.
  • FIG. 2B is a diagram showing a sensor device 50 for comparison.
  • the comparative sensor device 50 shown in FIG. 2B was made for comparison rather than prior art.
  • the substrate 10 is of the same type and size as the steering wheel sensor 102 (sensor device) of the first embodiment.
  • the sensor device 50 for comparison has a ground electrode 51 provided on one surface of the substrate 10 in addition to the capacitive sensor 13 (the sensor electrode 13A and the shield electrode 13B), and the Zener diode 180 is eliminated. It is different from the steering wheel sensor 102 (sensor device) of form 1.
  • the capacitive sensor 13 having the sensor electrode 13A and the shield electrode 13B is obtained by making the sensor electrode 130A and the shield electrode 130B of the capacitive sensor 130 of the steering wheel sensor 102 (sensor device) of the first embodiment smaller in plane. have a configuration.
  • a rectangular annular ground electrode 51 is provided outside the shield electrode 13B. The ground electrode 51 is connected to the ground.
  • the rectangular ring-shaped ground electrode 51 is provided outside the shield electrode 13B of the capacitive sensor 13, when using the substrate 10 of the same size, the steering wheel sensor 102 (sensor device ), the capacitive sensor 13 becomes smaller.
  • the area of the sensor electrode 130A can be made larger than the sensor electrode 13A of the sensor device 50 for comparison. Therefore, the sensitivity gain of the sensor electrode 130A can be sufficiently increased. In addition, good S/N characteristics can be obtained without generating unnecessary capacitance in the sensor electrode 130A. In addition, the S/N characteristic is improved by suppressing the decrease in the electric line of force generated in the sensor electrode 130A. In addition, by increasing the area of the sensor electrode 130A (widening), an effect of improving the S/N characteristic can be obtained.
  • the size of the entire capacitive sensor 130 can be reduced by the amount that does not include the ground electrode 51 of the sensor device 50 for comparison.
  • an active shield can be realized with the shield electrode 130B.
  • the Zener diode 180 is included, the cathode of which is connected to the connection between the shield electrode 130B and the voltage circuit 170, and the anode of which is connected to the ground, even if a momentary large current is generated due to static electricity or the like, the Zener diode 180 is can be reversed to allow current to flow to ground.
  • the steering wheel sensor 102 (sensor device) capable of suppressing the influence of the stray capacitance on the detected value of the sensor electrode 130A and the damage of the voltage circuit 170 and the control section 160 due to static electricity.
  • the sensor electrode 130A can be made larger, so that a good S/N characteristic can be obtained.
  • the shield electrode 130B surrounds the sensor electrode 130A, even if static electricity is generated at any position around the sensor electrode 130A, the shield electrode 130B can absorb the static electricity and prevent the static electricity from flying to the sensor electrode 130A. can be suppressed. That is, effective ESD (Electro-Static Discharge) countermeasures can be applied to the sensor electrode 130A.
  • ESD Electro-Static Discharge
  • the voltage circuit 170 is connected to the sensor electrode 130A, and the sensor electrode 130A is supplied with an AC voltage having the same phase as that of the shield electrode 130B. Capacitance can be accurately detected.
  • the sensor electrode 130A is supplied with an AC voltage having the same voltage (same amplitude) as that of the shield electrode 130B, the influence of the ground is eliminated, and the capacitance between the operating body and the sensor electrode 130A can be determined more accurately. can be detected.
  • the sensor electrode 130A and the shield electrode 130B are provided along the edges 121a, 121b, 121c of the spokes 120 facing the rim 110 of the steering wheel 100 having the rim 110, the spokes 120, and the hub 115, It can be determined whether the person's hand is placed in a position where the steering wheel 100 can be readily operated. Moreover, even in the configuration in which the heater 140 is built in the rim 110, it is possible to determine whether or not the driver's hands are placed in a position where the steering wheel 100 can be operated immediately.
  • FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the spoke 120 portion of the steering wheel 100 of the first modified example of the first embodiment and its surroundings.
  • FIG. 3 shows, as an example, the spoke 120 located on the right side of the steering wheel 100 in the neutral state.
  • the rim 110 and hub 115 are omitted.
  • the spoke 120 is provided with a housing portion 124 for housing the steering switch 185 and a notch 124A.
  • the accommodation portion 124 is a concave portion.
  • the notch 124A communicates with the hub 115 side (the center side of the steering wheel 100) end of the accommodating portion 124, and extends in the extending direction of the spoke 120 (the radial direction of the steering wheel 100) on the back side of the spoke 120.
  • the groove is provided in a direction substantially perpendicular to the steering wheel 100 (the vertical direction when the steering wheel 100 is attached to the vehicle).
  • the cutouts 124A are provided above and below the hub 115 side end of the accommodating portion 124 .
  • the steering switch 185 has a housing 185A and an operation section 185B.
  • the housing 185A is a case made of resin, and has an extension direction of the capacitive sensor 130 (the sensor electrode 130A and the shield electrode 130B) on the side surface (the direction in which sections A and B in FIG. 4 described later extend).
  • the spoke 120 is fitted into the accommodating portion 124 from the rear side (lower side in FIG. 3) with the central portion (section A in FIG. 4 described later) attached. At this time, the portion outside the central portion of the capacitive sensor 130 in the extending direction (section B in FIG. 4, which will be described later) is passed through the notch 124A.
  • the operation unit 185B is an operation unit realized by a dial type switch, button switch, or the like.
  • FIG. 4 is a diagram showing the capacitive sensor 130.
  • Capacitive sensor 130 is attached to housing 185A by attaching substrate 10 to the side surface of housing 185A. More specifically, the section A portion of the capacitive sensor 130 is attached to the side surface of the housing 185A (three side surfaces as an example in FIG. 3) as shown in FIG. It is not attached to the side surface of body 185A.
  • the sensor electrode 130A and the shield electrode 130B are positioned inside the rim 110. Face the circumference. At this time, of the two sections B located on both end sides in the extending direction of the capacitive sensor 130, the portion adjacent to the section A is inserted into the notch 124A. In this manner, the sensor electrode 130A and the shield electrode 130B are provided on the housing 185A of the steering switch 185 so as to face the inner peripheral side of the rim 110 when the steering switch 185 is housed in the housing portion 124.
  • the horizontal direction is the extending direction of the sensor electrode 130A
  • the width of the sensor electrode 130A is the vertical direction in FIG.
  • the width of the shield electrode 130B is the width in the vertical direction perpendicular to the direction extending along the sensor electrode 130A (horizontal direction in FIG. 4).
  • the sensor electrode 130A has a narrowed width portion 132A in the section A where the steering switch 185 is present.
  • the shield electrode 130B has a widened portion 132B in the section A where the steering switch 185 is present. Since the sensor electrode 130A has the narrowed width portion 132A and the shield electrode 130B has the widened portion 132B, the width of the shield electrode 130B with respect to the width of the sensor electrode 130A is larger than that of the section B where the steering switch does not exist. , the section A in which the steering switch is present is wider.
  • a steering wheel sensor 102 (sensor device) can be provided.
  • FIG. 5A is a diagram showing the configuration of the capacitive sensor 130 of the second modification of the first embodiment.
  • the capacitive sensor 130 of the second modification of the first embodiment has a configuration using a varistor 180A instead of the Zener diode 180 in FIG. 2A.
  • FIG. 5B is a diagram showing the configuration of the capacitive sensor 130 of the third modification of the first embodiment.
  • the capacitive sensor 130 of the third modification of the first embodiment has a configuration using diodes 180B1 and 180B2 instead of the Zener diode 180 in FIG. 2A.
  • Diodes 180B1 and 180B2 are an example of a protection circuit.
  • the diode 180B1 has its anode connected to the ground and its cathode connected to the connection between the shield electrode 130B and the voltage circuit 170, like the Zener diode 180 in FIG. 2A.
  • the first end of diode 180B1 as a protection circuit is the cathode and the second end is the anode.
  • the diode 180B2 has an anode connected to the connection between the shield electrode 130B and the voltage circuit 170, and a cathode connected to the positive terminal of the DC power supply 190A.
  • a negative terminal of the DC power supply 190A is connected to ground via a varistor 190B.
  • the first end of the protection circuit diode 180B2 is the anode and the second end is the cathode.
  • the voltage difference between the voltage of the shield electrode 130B (the negative voltage of the AC voltage) and the voltage of the ground (0 V) is less than the forward voltage of the diode 180B1, and the voltage of the positive terminal of the DC power supply 190A from the voltage of the shield electrode 130B. is less than the forward voltage of diode 180B2, no forward current flows through diode 180B1 and no forward current flows through diode 180B2. In this state, shield electrode 130B functions as an active shield.
  • FIG. 6A is a diagram showing a PC (Personal Computer) 200 including the sensor device of the second embodiment.
  • PC 200 has a housing 210 and a touch pad 220 .
  • Housing 210 has an opening 211 that exposes touchpad 220 .
  • FIG. 6B is a diagram showing the sensor device 200A of Embodiment 2.
  • the sensor device 200A includes a sensor electrode 130A, a shield electrode 130B, a control section 160, a resistor R, a voltage circuit 170, and a Zener diode 180.
  • the capacitive sensor 130 of the sensor device 200A is provided on the back side of the cover of the touch pad 220. As shown in FIG. 6B, the capacitive sensor 130 of the sensor device 200A has sensor electrodes 130A and shield electrodes 130B corresponding to the size of the touch pad 220 (FIG. 6A). The sensor electrode 130A and the shield electrode 130B are provided inside the housing 210 (see FIG. 6A), and as shown in FIG. .
  • the Zener diode 180 When the touch pad 220 is operated and the voltage of the shield electrode 130B (positive AC voltage) is less than the reverse breakdown voltage (Zener voltage) of the Zener diode 180, the Zener diode 180 receives a reverse current ( Zener current) does not flow, and the shield electrode 130B functions as an active shield.
  • a statically charged hand touches the touch pad 220, and the voltage at the connection between the shield electrode 130B and the voltage circuit 170 is equal to or higher than the breakdown voltage of the Zener diode 180 in the reverse direction. Then, a reverse current flows through the Zener diode 180, and a large current instantaneously generated by static electricity flows toward the ground.
  • the shield electrode 130B is arranged inside the opening edge of the opening 211 in a plan view, even if static electricity enters the interior through the gap between the opening edge of the opening 211, the Zener diode 180 is removed from the shield electrode 130B. Since a momentary large current due to static electricity can flow toward the ground through the ground, damage to the voltage circuit 170 and the control unit 160 can be effectively suppressed. Moreover, since the shield electrode 130B functions as an active shield, it is possible to reduce the influence of floating capacitance on the detection value of the sensor electrode 130A.
  • the sensor device 200A provided in the touch pad 220 and capable of suppressing the influence of the stray capacitance on the detection value of the sensor electrode 130A and the damage of the voltage circuit 170 and the control section 160 due to static electricity.
  • FIG. 7A is a diagram showing a door handle (an example of a handle) 300 to which the sensor device of Embodiment 3 is applied.
  • a door handle case which is a housing portion of the door handle 300, includes an outer case 310 and an inner case 320, and a capacitive sensor 130 is provided inside the case covered with the outer case 310 and the inner case 320.
  • the inner case 320 is an example of a first insulating case attached to the vehicle body 1 along the exterior surface 1A of the vehicle body 1
  • the outer case 310 is an insulating first case attached to the inner case 320 (first case). This is an example of case 2.
  • FIG. 7B is a diagram showing the sensor device 300A of Embodiment 3.
  • Sensor device 300A includes sensor electrode 130A, shield electrode 130B, controller 160, resistor R, voltage circuit 170, and Zener diode 180.
  • the capacitive sensor 130 of the sensor device 300A is provided inside the door handle 300.
  • capacitive sensor 130 of sensor device 300A has sensor electrode 130A and shield electrode 130B corresponding to the size of door handle 300 (FIG. 7A).
  • the shield electrode 130B is provided along the seam between the outer case 310 and the inner case 320 of the door handle 300.
  • the joint between the outer case 310 and the inner case 320 is a portion where the edge 311 of the inner case 320 of the outer case 310 and the edge 321 of the inner case 320 on the outer case 310 side are aligned.
  • At least part of the shield electrode 130 ⁇ /b>B may be provided along the seam between the outer case 310 and the inner case 320 of the door handle 300 .
  • the shield electrode 130B When the door handle 300 is operated and the voltage of the shield electrode 130B (positive AC voltage) is less than the reverse breakdown voltage (Zener voltage) of the Zener diode 180, a reverse current ( Zener current) does not flow, and the shield electrode 130B functions as an active shield.
  • a statically charged hand touches the door handle 300, and the voltage at the connection between the shield electrode 130B and the voltage circuit 170 rises above the breakdown voltage of the Zener diode 180 in the reverse direction. Then, a reverse current flows through the Zener diode 180, and a large current instantaneously generated by static electricity flows toward the ground.
  • the shield electrode 130B is arranged along the seam between the outer case 310 and the inner case 320, even if static electricity enters through the gap between the outer case 310 and the inner case 320, the shield electrode 130B Since a momentary large current due to static electricity can flow toward the ground through the Zener diode 180, damage to the voltage circuit 170 and the control unit 160 can be effectively suppressed. Moreover, since the shield electrode 130B functions as an active shield, it is possible to reduce the influence of floating capacitance on the detection value of the sensor electrode 130A.
  • the sensor device 300A provided in the door handle 300 and capable of suppressing the influence of the stray capacitance on the detection value of the sensor electrode 130A and the damage of the voltage circuit 170 and the control section 160 due to static electricity.
  • Vehicle body 1A Exterior surface 10 Substrate 100 Steering wheel 102 Steering wheel sensor 110 Rim 115 Hub 120 Spoke 124 Housing part 130 Capacitive sensor 130A Sensor electrode 130B Shield electrode 132A Narrowed width part 132B Widened part 160 Control part ("determining part" example) 170 voltage circuit 180 Zener diode (an example of a protection circuit) 180A varistor (an example of a protection circuit) 180B1 diode (an example of a protection circuit) 180B2 diode (an example of a protection circuit) 185 steering switch 185A housing 190A DC power supply 200A sensor device 210 housing 211 opening 220 touch pad 300 door handle 300A sensor device 310 outer case (an example of the second case) 320 inner case (an example of the first case)

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Abstract

センサ電極の検出値における浮遊容量の影響と、静電気によるダメージとを抑制可能なセンサ装置を提供する。　センサ装置は、板状の基材に設けられるセンサ電極と、前記センサ電極の外縁を囲むように前記板状の基材に設けられ、前記センサ電極と容量結合するシールド電極と、前記シールド電極に接続され、所定位相及び所定電圧の交流電圧を出力する電圧回路と、前記センサ電極に接続され、前記センサ電極の出力信号に基づいて操作体の近接又は接触を判定する判定部と、前記電圧回路と前記シールド電極との接続部に接続される第１端部と、グランドに接続される第２端部とを有する保護回路とを含む。

Description

センサ装置
　本開示は、センサ装置に関する。
　従来より、ステアリングホイールに内蔵された静電容量式のセンサ装置であって、前記ステアリングホイールは、リムと前記リムの内側に接続されたスポークとを有し、前記センサ装置は、検出するべき物体と容量結合が可能な電極と、制御部とを含み、前記スポーク上に設けられており、前記制御部は、前記リムまたは前記スポークに物体が近接した際に発生する前記電極の静電容量の変化を検出し、前記静電容量の変化に基づいて物体が近接したか否かについて判定することを特徴とするセンサ装置がある（例えば、特許文献１参照）。
　また、静電容量の変化に基づいて物体が近接したか否かについて判定するセンサ装置を、タッチパッド或いはドアハンドルへの接近を検知するセンサとして用いる技術も公知である（例えば、特許文献２，３参照）。
国際公開第２０２０／１９５６２０号 特開２０１８－０８１５７３号 特開２０２０－１３３１５０号
　ところで、従来のセンサ装置は、導線等で静電容量センサを形成し、スポークの縁部に設ける構成であり、浮遊容量による影響があった。また、人が接触するスポークにセンサ電極が配置されているため、静電気によってセンサ電極にダメージを与えないよう電極が露出しないよう配置する必要があり、構造が複雑になるという問題があった。
　そこで、センサ電極の検出値における浮遊容量の影響と、静電気によるダメージとを抑制可能なセンサ装置を提供することを目的とする。
　本開示の実施形態のセンサ装置は、基材に設けられるセンサ電極と、前記センサ電極の外縁を囲むように前記板状の基材に設けられ、前記センサ電極と容量結合するシールド電極と、前記シールド電極に接続され、所定位相及び所定電圧の交流電圧を出力する電圧回路と、前記電圧回路と前記シールド電極との接続部に接続される第１端部と、グランドに接続される第２端部とを有する保護回路とを含む。
　センサ電極の検出値における浮遊容量の影響と、静電気によるダメージとを抑制可能なセンサ装置を提供することができる。
実施形態１のステアリングホイールの構成を透過的に示す図である。 実施形態１のステアリングホイールセンサの検出領域を示す図である。 実施形態１のステアリングホイールセンサの構成の一部を示す図である。 実施形態１のステアリングホイールセンサを示すブロック図である。 実施形態１のステアリングホイールセンサの構成を示す図である。 比較用のセンサ装置を示す図である。 実施形態１の第１変形例のステアリングホイールのスポークの部分とその周辺の構成を示す図である。 実施形態１の第１変形例の静電容量式センサを示す図である。 実施形態１の第２変形例の静電容量式センサの構成を示す図である。 実施形態１の第３変形例の静電容量式センサの構成を示す図である。 実施形態２のセンサ装置を含むＰＣを示す図である。 実施形態２のセンサ装置を示す図である。 実施形態３のセンサ装置を適用したドアハンドルを示す図である。 実施形態３のセンサ装置を示す図である。
　以下、本開示のセンサ装置を適用した実施形態について説明する。
　＜実施形態１＞
　ステアリングホイールセンサ１０２（「センサ装置」の一例）及びステアリングホイール１００（「ステアリングホイール」の一例）について図１Ａ～図１Ｄに基づき説明する。実施形態１におけるステアリングホイール１００は、図１Ａに示されるように、リム１１０と、リム１１０の内側に接続され、不図示の回転軸と接続されていてステアリングホイール１００の中心に位置するハブ１１５と、ハブ１１５とリム１１０を接続するスポーク１２０と、スポーク１２０上に設けられたステアリングホイールセンサ１０２とを有している。なお、図１Ａ及び図１Ｂには、中立状態のステアリングホイール１００を示す。中立状態とは、ステアリングホイール１００を操舵していない状態であり、車両が直進する状態のステアリングホイール１００の位置を意味する。
　ステアリングホイールセンサ１０２は、人の手等の検出するべき物体（以下、操作体）と容量結合が可能な静電容量式センサ１３０と、制御部１６０（「判定部」の一例）と、電圧回路と、保護回路とを有している。なお、ステアリングホイールセンサ１０２は、制御部１６０を含まなくてもよく、制御部１６０は、ステアリングホイールセンサ１０２の外部に設けられていてもよい。
　静電容量式センサ１３０は、リム１１０の内周面と対向するスポーク１２０の縁部１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃに沿って設けられている。静電容量式センサ１３０は、センサ電極とシールド電極とを有する。センサ電極は、操作体との間の静電容量を検出可能な電極であり、シールド電極は、センサ電極と浮遊容量との結合を抑制するために用いられる電極である。電圧回路は、シールド電極に接続され、所定位相及び所定電圧の交流電圧を出力する。
　また、保護回路は、電圧回路とシールド電極との接続部に接続される第１端部と、グランドに接続される第２端部とを有する。このような静電容量式センサ１３０、電圧回路、及び保護回路の構成の詳細については、図２乃至図４を用いて後述する。
　リム１１０を加熱し温めるためのヒータ１４０は、リム１１０に内蔵されている。即ち、静電容量式センサ１３０とヒータ１４０とは、ステアリングホイール１００の異なる部分に設けられている。
　図１Ｄに示されるように、制御部１６０は、静電容量式センサ１３０と電気的に接続されている。静電容量式センサ１３０の出力信号は、静電容量式センサ１３０の静電容量を表す。制御部１６０は、静電容量式センサ１３０の静電容量の変化に基づいて検出信号を生成し、更に、その検出信号と予め設定された閾値とを比較して、運転者の手がステアリングホイールに接近しているか否かを判定し、判定結果を表す信号を外部装置に出力する。図１Ｄには、電圧回路１７０及びツェナーダイオード１８０も示す。電圧回路１７０及びツェナーダイオード１８０については、図２Ａを用いて後述する。
　外部装置は、判定結果が否であった場合には、手でステアリングを掴んでいないと判断して運転者に注意喚起を促す。尚、運転者の手がステアリングホイールに接近しているか否かを判定する判定部の動作は、外部装置が担当してもよい。この場合には、制御部１６０は、検出信号に対して通信で伝達し易くするためのコード化の処理を行い、外部装置に検出信号を送信すればよい。
　このように、ステアリングホイール１００は、静電容量式センサ１３０がヒータ１４０から離れて配置されていることによって、静電容量式センサ１３０の静電容量の変化の傾向は、ヒータ１４０の静電容量に影響を受ける可能性はほぼ無くなる。また、静電容量式センサ１３０の静電容量の変化に基づいて制御部１６０で生成される検出信号は、ヒータ１４０の静電容量に影響を受ける可能性はほぼ無くなる。また、ヒータ１４０からの熱が静電容量式センサ１３０へ伝達される可能性はほぼ無くなるため、制御部１６０は、ヒータ１４０による影響を受けることなく正確に人の手がステアリングホイールに接触または近接したか否かを検出することができる。また、ヒータ１４０は静電容量式センサ１３０の熱容量に影響を受けることなくリム１１０を効率よく温めることができる。
　ところで、制御部１６０は、静電容量式センサ１３０の静電容量の変化により人の手を始めとした容量値を有した操作体が接触または近接したか否かを検出することができるが、静電容量式センサ１３０の静電容量の値は、静電容量式センサ１３０と検出対象となる操作体との間の距離に依存するため、静電容量式センサ１３０に操作体が近づくと大きくなり、離れると小さくなる。このことを利用して、静電容量式センサ１３０からの検出信号の値と比較する閾値を調節または複数の閾値を用いて判定を行うことにより、制御部１６０は、検出範囲を調節することが可能である。具体的には、制御部１６０は、図１Ａに示される静電容量式センサ１３０を構成する部分（１３０ａ、１３０ｂ）のうち、リム１１０からの距離がもっとも遠い部位を用いた場合であっても、リム１１０に操作体が近接したことを判定することが可能である。そのため、例えば、図１Ｂに示されるリム１１０とリム１１０の内周面と対向するスポーク１２０の縁部１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃに沿って設けられた静電容量式センサ１３０との間、および、リム１１０の周囲に設定された検出領域１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃに操作体が存在していたときはそのことが制御部１６０で判定される。
　尚、実施形態１において、静電容量式センサ１３０は、ステアリングホイールセンサ１０２に内蔵されており、ステアリングホイールセンサ１０２は、図１Ｃに示される外観パネル１２５により運転者側が覆われている。静電容量式センサ１３０は、導体パターン等の導電体により形成されており、スポーク１２０の縁部に沿って設けられている。静電容量式センサ１３０は、スポーク１２０のうちのリム１１０の内周側を向く位置に設けられる。検出領域１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃは、図１Ｂに示すようにリム１１０を含む平面方向に沿って広がっている。
　更に、前述のリム１１０とスポーク１２０とは、具体的には、図１Ａに示すように、リム１１０の内側と、スポーク１２０との接続部１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃにおいて接続されている。また、スポーク１２０の外周縁に沿って静電容量式センサ１３０の厚さより若干大きい溝が設けられていて静電容量式センサ１３０を図１Ａに示すよう保持しているが、スポーク１２０のリム１１０と対向する外表面に保持しても良い。
　ステアリングホイールセンサ１０２のセンサ電極１３０Ａは、リム１１０と対向するスポーク１２０の縁部１２１ａに沿って設けられた部分１３０ａを有している。また、リム１１０と対向するスポーク１２０の縁部１２１ｂに沿って設けられた部分１３０ｂを有している。また、リム１１０と対向するスポーク１２０の縁部１２１ｃに沿って、部分的に設けられた部分１３０ｃ、１３０ｄを有している。また、スポーク１２０がリム１１０と接続されている接続部１２０ａに設けられた部分１３０ｅと、接続部１２０ｂに沿って設けられた部分１３０ｆを有している。
　また、スポーク１２０がリム１１０と接続されている接続部１２０ａには、接続部１２０ａに沿って、センサ電極１３０Ａの部分１３０ｅが設けられており、接続部１２０ｂには、接続部１２０ｂに沿って、センサ電極１３０Ａの部分１３０ｆが設けられており、接続部１２０ｃには、接続部１２０ｃに沿って、センサ電極１３０Ａの部分１３０ｇが設けられている。また、部分１３０ａ～１３０ｇを囲むようにシールド電極１３０Ｂが設けられている。
　図１Ｃに示されるように、静電容量式センサ１３０は、基板１０と、基板１０の表面に設けられセンサ電極として機能する部分１３０ａ～１３０ｇと、部分１３０ａ～１３０ｇを囲むように設けられたシールド電極１３０Ｂ等により形成されおり、部分１３０ｃ、部分１３０ｆ、部分１３０ａ、部分１３０ｅ、部分１３０ｂ、部分１３０ｇ、部分１３０ｄの順に並んで形成されていて、スポーク１２０の縁部１２１ａ～１２１ｃ、接続部１２０ａ～１２０ｃに沿って配置される。尚、実施形態１においては、部分１３０ａ～１３０ｇの７つで形成したが、部分１３０ｅの一部、部分１３０ａ、部分１３０ｆ、部分１３０ｃに対応する部分と、部分１３０ｅの他の一部、部分１３０ｂ、部分１３０ｇ、部分１３０ｄに対応する部分の２つの部分で形成しても良く、それ以外の数で形成しても良い。また、部分１３０ａ～１３０ｇは、スポーク１２０の縁部に沿って長手方向に分割されているが、スポーク１２０の縁部に沿って形成すると同時に短手方向（図１Ａの紙面方向）に２分割等複数に分割しても良い。つまり、静電容量式センサ１３０は、縁部（１２１ａ、１２１ｂ）と接続部（１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ）とを含んで構成され、スポークの外周に沿って連続的に設けられている。
　ステアリングホイール１００は、例えば、リム１１０の下側の部分１１０ａが人の手により握られた場合には、静電容量式センサ１３０の部分１３０ａに近づき、検出領域１５０ａ内に入るため、人の手を検出することができる。また、リム１１０の下側の部分１１０ｂが人の手により握られた場合には、静電容量式センサ１３０の部分１３０ｂに近づき、検出領域１５０ｂ内に入るため、人の手を検出することができる。
　また、人が車両を運転する際には、スポーク１２０のリム１１０との接続部やその近傍に手が触れて操作する場合がある。例えば、スポーク１２０の接続部１２０ａまたはその近傍に人の手が触れている場合には、静電容量式センサ１３０の部分１３０ｅに近づいた人の手は、検出領域１５０ａまたは検出領域１５０ｂ内に入るため、制御部１６０によって検出される。または、静電容量式センサ１３０の部分１３０ｅに近づいた人の手は、静電容量式センサ１３０の部分１３０ａの接続部１２０ａ側または静電容量式センサ１３０の部分１３０ｂの接続部１２０ａ側に近づき、検出領域１５０ａまたは検出領域１５０ｂ内に入るため、制御部１６０によって検出される。
　また、スポーク１２０の接続部１２０ｂまたはその近傍に人の手が触れている場合には、人の手は静電容量式センサ１３０の部分１３０ｆ、部分１３０ｃ等に近づき、検出領域１５０ｃ内に入るため、制御部１６０によって検出される。スポーク１２０の接続部１２０ｃまたはその近傍に人の手が触れている場合には、人の手は静電容量式センサ１３０の部分１３０ｇ、部分１３０ｄ等に近づき、検出領域１５０ｄ内に入るため、制御部１６０によって検出される。
　なお、リム１１０の内周面と対向するハブ１１５の上側の縁部に沿って、静電容量式センサ１３０の部分１３０ｃと部分１３０ｄの間の部分にも、静電容量式センサを設けてもよい。この場合には、リム１１０の内周面と対向するハブ１１５の上側の縁部と、リム１１０の上側とにおいても人の手が触れていることを検出することができる。
　＜静電容量式センサ１３０の構成＞
　図２Ａは、静電容量式センサ１３０を含むステアリングホイールセンサ１０２の構成を示す図である。ステアリングホイールセンサ１０２は、静電容量式センサ１３０、抵抗器Ｒ、制御部１６０、電圧回路１７０、及びツェナーダイオード１８０を含む。
　静電容量式センサ１３０は、基板１０（「基材」の一例）、センサ電極１３０Ａ、及びシールド電極１３０Ｂを有する。図２Ａにおける静電容量式センサ１３０の長手方向（図２Ａにおける横方向）は、図１Ａ乃至図１Ｃにおいて、部分１３０ｃ、１３０ｆ、１３０ａ、１３０ｅ、１３０ｂ、１３０ｇ、及び１３０ｄが延在する方向であり短手方向（図２Ａにおける横方向）は、図１Ａ，１Ｂの紙面方向である。また、図２Ａでは、構成を分かり易くするために、部分１３０ｃ、１３０ｆ、１３０ａ、１３０ｅ、１３０ｂ、１３０ｇ、及び１３０ｄをまとめてセンサ電極１３０Ａとして示す。
　基板１０は、板状の配線基板であり、一例として、ポリイミド等で作製されるフレキシブル基板を用いることができる。基板１０の一方の面には、センサ電極１３０Ａ及びシールド電極１３０Ｂが形成されている。なお、以下では、基板１０をスポーク１２０に取り付ける前の状態で、図２Ａに示すように基板１０を平面的に延ばした状態において平面視することを平面視と称す。基板１０は、実際には、平面視において、長手方向に非常に長い矩形状である。図２Ａでは、基板１０を長手方向において短縮して示す。
　センサ電極１３０Ａは、平面視において、基板１０の長手方向における一端と他端との間で、基板１０の一方の表面に形成される複数の矩形状の部分１３０ａ～１３０ｇを有する電極である。シールド電極１３０Ｂは、センサ電極１３０Ａの外縁を囲むように、基板１０の一方の表面に形成される矩形環状の電極である。シールド電極１３０Ｂは、平面視でセンサ電極１３０Ａを囲っており、センサ電極１３０Ａの外縁に沿って、センサ電極１３０Ａの近傍に形成されている。なお、シールド電極１３０Ｂは、センサ電極１３０Ａが基板１０に形成される表面とは反対側の表面の一面に、更に設けられていてもよい。
　センサ電極１３０Ａ及びシールド電極１３０Ｂは、容量結合している。このようなセンサ電極１３０Ａ及びシールド電極１３０Ｂは、一例として、金属製の薄膜状の金属層で実現可能である。センサ電極１３０Ａ及びシールド電極１３０Ｂは、一例として、銅又はアルミニウム等の金属で作製可能である。
　センサ電極１３０Ａは、端子１３１Ａを有する。センサ電極１３０Ａは、端子１３１Ａを介して制御部１６０に接続される。なお図１Ｄではセンサ電極１３０Ａの部分１３０ａ、１３０ｅ、及び１３０ｂの図示を省略しているが、実際には、センサ電極１３０Ａのそれぞれの部分１３０ａ～１３０ｇが端子１３１Ａを介して制御部１６０に接続される。シールド電極１３０Ｂは、抵抗器Ｒを介して電圧回路１７０に接続されている。抵抗器Ｒは、静電気を帯びている手がスポーク１２０に触れたときに、シールド電極１３０Ｂと電圧回路１７０との接続部の電圧をツェナーダイオード１８０の逆方向での降伏電圧以上にすることができるようにするために設けられている。このような抵抗器Ｒをシールド電極１３０Ｂと電圧回路１７０との接続部に設けることにより、静電気を帯びている手がスポーク１２０に触れたときに、静電気は、手からの沿面距離がセンサ電極１３０Ａより近いシールド電極１３０Ｂに放電し、瞬間的な大電流がシールド電極１３０Ｂから電圧電源１７０に流れることを抑制できると同時に、瞬間的な大電流がセンサ電極１３０Ａから制御部１６０に流れることを抑制することができる。
　電圧回路１７０は、所定周波数、所定位相、及び所定電圧の交流電圧を出力し、交流電圧はシールド電極１３０Ｂに印加される。センサ電極１３０Ａはシールド電極１３０Ｂと容量結合されているため、センサ電極１３０Ａにはシールド電極１３０Ｂを介して交流電圧が印加される。センサ電極１３０Ａにはシールド電極１３０Ｂに印加される交流電圧と同一周波数、同一位相、及び同一振幅の交流電圧が印加される。
　このように、センサ電極１３０Ａ及びシールド電極１３０Ｂに、同一周波数、同一位相、及び同一振幅の交流電圧を印加することにより、センサ電極１３０Ａとシールド電極１３０Ｂとの間のコンデンサに電荷が生じないため、グランドの影響が排除され、操作体とセンサ電極１３０Ａとの間の静電容量を正確に検出することができる。このように、センサ電極１３０Ａ及びシールド電極１３０Ｂに、同一周波数、同一位相、及び同一振幅の交流電圧を印加することにより、アクティブシールドを実現でき、センサ電極１３０Ａとグランド等との間の浮遊容量の影響を排除することができる。
　なお、電圧回路１７０をセンサ電極１３０Ａ及びシールド電極１３０Ｂの両方に接続して、電圧回路１７０からセンサ電極１３０Ａ及びシールド電極１３０Ｂの両方に同一周波数、同一位相、及び同一振幅の交流電圧を印加してもよい。
　また、アクティブシールドの効果が損なわれなければ、センサ電極１３０Ａに印加される交流電圧の振幅は、シールド電極１３０Ｂに印加される交流電圧の振幅と異なっていてもよい。
　シールド電極１３０Ｂと電圧回路１７０との間の接続部には、ツェナーダイオード１８０（「保護回路」の一例）のカソード（「第１端部」の一例）が接続される。ツェナーダイオード１８０のアノード（「第２端部」の一例）は、グランドに接続されている。
　人の手がステアリングホイール１００のスポーク１２０に触れるときに、手が静電気を帯びていると、静電気の放電によってシールド電極１３０Ｂから電圧電源１７０に瞬間的に大電流が流れ、制御部１６０が破損するおそれがある。このような電圧電源１７０の破損を抑制するために、保護回路としてのツェナーダイオード１８０を設けている。
　シールド電極１３０Ｂの電圧（交流電圧の正電圧）がツェナーダイオード１８０の逆方向での降伏電圧（ツェナー電圧）未満であるときには、ツェナーダイオード１８０には逆方向電流（ツェナー電流）は流れず、シールド電極１３０Ｂは、アクティブシールドとして機能する。
　また、静電気を帯びている手がスポーク１２０に触れて、シールド電極１３０Ｂと電圧回路１７０との接続部の電圧がツェナーダイオード１８０の逆方向での降伏電圧以上になると、ツェナーダイオード１８０に逆方向電流が流れ、静電気によって瞬間的に生じる大電流をグランドに向けて流す。このため、シールド電極１３０Ｂから電圧回路１７０に向かって瞬間的に大電流が流れることを抑制でき、電圧回路１７０の破損を抑制することができる。同時に、シールド電極１３０Ｂをセンサ電極１３０Ａの周囲に配置していて、手とセンサ電極１３０Ａの間の空間にシールド電極１３０Ｂが存在することとなるので、静電気がセンサ電極１３０Ａに放電する事もなく、よってセンサ電極１３０Ａに繋がる制御部１６０の破損を抑制する事ができる。
　＜比較用のセンサ装置５０＞
　図２Ｂは、比較用のセンサ装置５０を示す図である。図２Ｂに示す比較用のセンサ装置５０は、従来技術ではなく、比較用に作製したものである。
　図２Ｂに示す比較用のセンサ装置５０は、基板１０、静電容量式センサ１３（センサ電極１３Ａ及びシールド電極１３Ｂ）、グランド電極５１、抵抗器Ｒ、及び電圧回路１７０を含む。基板１０は、実施形態１のステアリングホイールセンサ１０２（センサ装置）と同一サイズの同一種類の基板である。
　比較用のセンサ装置５０は、基板１０の一方の表面に、静電容量式センサ１３（センサ電極１３Ａ及びシールド電極１３Ｂ）の他にグランド電極５１を設けるとともに、ツェナーダイオード１８０を排除した点が実施形態１のステアリングホイールセンサ１０２（センサ装置）と異なる。センサ電極１３Ａ及びシールド電極１３Ｂを有する静電容量式センサ１３は、実施形態１のステアリングホイールセンサ１０２（センサ装置）の静電容量式センサ１３０のセンサ電極１３０Ａ及びシールド電極１３０Ｂを平面的に小さくした構成を有する。シールド電極１３Ｂの外側には、矩形環状のグランド電極５１を設けられている。グランド電極５１は、グランドに接続されている。
　このような比較用のセンサ装置５０では、静電気を帯びている手が近づくと、静電気によって瞬間的に生じる大電流は、グランド電極５１を通じてグランドに向かって流れる。このため、センサ電極１３Ａから制御部１６０に向かって瞬間的に大電流が流れることを抑制でき、制御部１６０の破損を抑制することができる。
　しかしながら、静電容量式センサ１３のシールド電極１３Ｂの外側に、矩形環状のグランド電極５１を設けているため、同一サイズの基板１０を用いる場合には、実施形態１のステアリングホイールセンサ１０２（センサ装置）の静電容量式センサ１３０に比べると、静電容量式センサ１３が小さくなる。
　このため、センサ電極１３Ａと手との間の十分な静電容量が得られず、センサ電極１３Ａの感度ゲインを十分に上げられないという問題や、グランド電極５１とセンサ電極１３Ａ及びシールド電極１３Ｂとの間に不要な容量が増える分だけノイズ成分が増えてＳ／Ｎ（シグナル／ノイズ比）特性が悪くなるという問題が生じる。また、センサ電極１３Ａに生じる電気力線が近傍のグランド電極５１に引き寄せられ、センサ電極１３Ａと手との間の電気力線が減少することによってもＳ／Ｎ特性が悪くなるという問題や、グランド電極５１を配置することによって、静電容量式センサ１３（センサ電極１３Ａ及びシールド電極１３Ｂ）の面積が狭くなることによってＳ／Ｎ特性が小さくなるという問題が生じる。
　これに対して、実施形態１のステアリングホイールセンサ１０２（センサ装置）では、比較用のセンサ装置５０のセンサ電極１３Ａに比べて、センサ電極１３０Ａの面積を大きくできる。このため、センサ電極１３０Ａの感度ゲインを十分に上げることができる。また、センサ電極１３０Ａに不要な容量が生じることがなく良好なＳ／Ｎ特性が得られる。また、センサ電極１３０Ａに生じる電気力線の減少を抑制できることでＳ／Ｎ特性が良好になる。また、センサ電極１３０Ａの面積が大きく（広く）なることによってＳ／Ｎ特性が良好になるという効果が得られる。
　また、比較用のセンサ装置５０のグランド電極５１を含まない分だけ静電容量式センサ１３０の全体を小形化することができる。
　以上のように、シールド電極１３０Ｂでアクティブシールドを実現できる。また、シールド電極１３０Ｂと電圧回路１７０との接続部にカソードが接続され、アノードがグランドに接続されるツェナーダイオード１８０を含むので、静電気等で瞬間的な大電流が発生しても、ツェナーダイオード１８０を逆流させてグランドに電流を流すことができる。
　したがって、センサ電極１３０Ａの検出値における浮遊容量の影響と、静電気による電圧回路１７０及び制御部１６０のダメージとを抑制可能なステアリングホイールセンサ１０２（センサ装置）を提供することができる。
　また、図２Ｂに示す比較用のセンサ装置５０のように、シールド電極１３Ｂの周囲にグランド電極５１を有する構成と比べると、グランド電極５１を含まない分だけ小形化を図ることができる。また、比較用のセンサ装置５０と同一サイズの基板１０を用いる場合には、センサ電極１３０Ａを大きくできるので、良好なＳ／Ｎ特性を得ることができる。
　また、シールド電極１３０Ｂがセンサ電極１３０Ａの周囲を囲んでいるので、センサ電極１３０Ａの周囲のあらゆる位置で静電気が生じても、シールド電極１３０Ｂで静電気を吸収でき、センサ電極１３０Ａに静電気が飛ぶことを抑制できる。すなわち、センサ電極１３０Ａに対して有効的なＥＳＤ(Electro-Static Discharge)対策を施すことができる。
　また、電圧回路１７０はセンサ電極１３０Ａに接続され、センサ電極１３０Ａにはシールド電極１３０Ｂと同一位相の交流電圧が供給されるので、グランドの影響が排除され、操作体とセンサ電極１３０Ａとの間の静電容量を正確に検出することができる。
　また、センサ電極１３０Ａにはシールド電極１３０Ｂと同一電圧（同一振幅）の交流電圧が供給されるので、グランドの影響が排除され、操作体とセンサ電極１３０Ａとの間の静電容量をより正確に検出することができる。
　また、センサ電極１３０Ａ及びシールド電極１３０Ｂは、リム１１０、スポーク１２０、及びハブ１１５を有するステアリングホイール１００のリム１１０と対向するスポー１２０クの縁部１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃに沿って設けられるので、運転者の手がステアリングホイール１００をすぐに操作できる位置に置かれているか否かを判定することができる。また、リム１１０にヒータ１４０が内蔵されている構成においても、運転者の手がステアリングホイール１００をすぐに操作できる位置に置かれているか否かを判定することができる。
　＜実施形態１の第１変形例＞
　図３は、実施形態１の第１変形例のステアリングホイール１００のスポーク１２０の部分とその周辺の構成を示す図である。図３には、一例として、中立状態のステアリングホイール１００において右側に位置するスポーク１２０を示す。図３では、リム１１０、ハブ１１５を省略する。
　スポーク１２０には、ステアリングスイッチ１８５を収容する収容部１２４と切り欠き１２４Ａとが設けられている。収容部１２４は凹部である。切り欠き１２４Ａは、収容部１２４のハブ１１５側（ステアリングホイール１００の中心側）の端部に連通しており、スポーク１２０の裏側において、スポーク１２０の延在方向（ステアリングホイール１００の径方向）に対して略垂直な方向（ステアリングホイール１００を車両に取り付けた状態での上下方向）に設けられた溝である。切り欠き１２４Ａは、収容部１２４のハブ１１５側の端部の上下に設けられている。
　ステアリングスイッチ１８５は、筐体１８５Ａ及び操作部１８５Ｂを有する。筐体１８５Ａは、樹脂製のケースであり、側面に静電容量式センサ１３０（センサ電極１３０Ａ及びシールド電極１３０Ｂ）の延在方向（後述する図４における区間Ａ、Ｂが延在する方向）における中央部（後述する図４における区間Ａの部分）が貼り付けられた状態で、スポーク１２０の裏側（図３における下側）から収容部１２４に嵌め込まれる。このときに、静電容量式センサ１３０の延在方向における中央部よりも外側の部分（後述する図４における区間Ｂの部分）は、切り欠き１２４Ａ内に通される。操作部１８５Ｂは、ダイアル式のスイッチ又はボタンスイッチ等で実現される操作部である。
　ここでは、図３に加えて図４を用いて説明する。図４は、静電容量式センサ１３０を示す図である。静電容量式センサ１３０は、基板１０を筐体１８５Ａの側面に貼り付けることによって筐体１８５Ａに取り付けられる。より具体的には、静電容量式センサ１３０の区間Ａの部分が図３に示すように筐体１８５Ａの側面（図３では一例として３つの側面）に貼り付けられ、区間Ｂの部分は筐体１８５Ａの側面には貼り付けられない。
　このように静電容量式センサ１３０を筐体１８５Ａの側面に貼り付けて、ステアリングスイッチ１８５をスポーク１２０の裏側から収容部１２４に嵌め込むと、センサ電極１３０Ａ及びシールド電極１３０Ｂは、リム１１０の内周側に対向する。このときに、静電容量式センサ１３０の延在方向における両端側に位置する２つの区間Ｂのうち、区間Ａに隣接する部分は、切り欠き１２４Ａ内に挿通される。このようにして、センサ電極１３０Ａ及びシールド電極１３０Ｂは、ステアリングスイッチ１８５が収容部１２４に収容された状態で、リム１１０の内周側を向くように、ステアリングスイッチ１８５の筐体１８５Ａに設けられる。
　図４において、横方向がセンサ電極１３０Ａの延在方向であり、センサ電極１３０Ａの幅は、図４における縦方向である。同様に、シールド電極１３０Ｂの幅は、センサ電極１３０Ａに沿って延在する方向（図４の横方向）に垂直な縦方向の幅である。
　センサ電極１３０Ａは、ステアリングスイッチ１８５が存在する区間Ａにおいて、幅が狭められた挟幅部１３２Ａを有する。シールド電極１３０Ｂは、ステアリングスイッチ１８５が存在する区間Ａにおいて、幅が広げられた拡幅部１３２Ｂを有する。このように、センサ電極１３０Ａが挟幅部１３２Ａを有するとともに、シールド電極１３０Ｂが拡幅部１３２Ｂを有することにより、センサ電極１３０Ａの幅に対するシールド電極１３０Ｂの幅は、ステアリングスイッチが存在しない区間Ｂよりも、ステアリングスイッチが存在する区間Ａの方が広くなっている。
　ステアリングスイッチ１８５が存在する区間では、静電気を帯びている手がスポーク１２０に触れたときに、瞬間的な大電流が流れるおそれがあるため、シールド電極１３０Ｂに拡幅部１３２Ｂを設けることにより、静電気による瞬間的な大電流をより確実にシールド電極１３０Ｂで取り込み、ツェナーダイオード１８０を介してグランドに流すことができる。
　したがって、シールド電極１３０Ｂに拡幅部１３２Ｂを利用して、センサ電極１３０Ａの検出値における浮遊容量の影響を抑制可能であるとともに、静電気による電圧回路１７０及び制御部１６０のダメージをより効果的に抑制可能なステアリングホイールセンサ１０２（センサ装置）を提供することができる。
　＜実施形態１の第２変形例＞
　図５Ａは、実施形態１の第２変形例の静電容量式センサ１３０の構成を示す図である。実施形態１の第２変形例の静電容量式センサ１３０では、図２Ａにおけるツェナーダイオード１８０の代わりに、バリスタ１８０Ａを用いた構成になっている。
　シールド電極１３０Ｂの電圧（交流電圧の正電圧）がバリスタ１８０Ａのバリスタ電圧未満であるときには、バリスタ１８０Ａには電流は流れず、シールド電極１３０Ｂは、アクティブシールドとして機能する。
　また、静電気を帯びている手がスポーク１２０に触れて、シールド電極１３０Ｂの電圧がバリスタ１８０Ａのバリスタ電圧以上になると、バリスタ１８０Ａに電流が流れ、静電気によって瞬間的に生じる大電流をグランドに向けて流す。このため、シールド電極１３０Ｂから電圧回路１７０に向かって瞬間的に大電流が流れることを抑制でき、電圧回路１７０の破損を抑制することができる。同時にセンサ電極１３０Ａに静電気が放電する可能性を低減できるので、センサ電極１３０Ａから制御部１６０に向かって瞬間的に大きな電流が流れることを抑制する事ができ、制御部１６０の破損を抑制することができる。
　＜実施形態１の第３変形例＞
　図５Ｂは、実施形態１の第３変形例の静電容量式センサ１３０の構成を示す図である。実施形態１の第３変形例の静電容量式センサ１３０では、図２Ａにおけるツェナーダイオード１８０の代わりに、ダイオード１８０Ｂ１及び１８０Ｂ２を用いた構成になっている。ダイオード１８０Ｂ１及び１８０Ｂ２は、保護回路の一例である。
　ダイオード１８０Ｂ１は、図２Ａにおけるツェナーダイオード１８０と同様に、アノードがグランドに接続され、カソードがシールド電極１３０Ｂと電圧回路１７０との接続部に接続されている。保護回路としてのダイオード１８０Ｂ１の第１端部はカソードであり、第２端部はアノードである。
　ダイオード１８０Ｂ２は、アノードがシールド電極１３０Ｂと電圧回路１７０との接続部に接続され、カソードが直流電源１９０Ａの正極性端子に接続されている。直流電源１９０Ａの負極性端子は、バリスタ１９０Ｂを介してグランドに接続されている。保護回路としてのダイオード１８０Ｂ２の第１端部はアノードであり、第２端部はカソードである。
　シールド電極１３０Ｂの電圧（交流電圧の負電圧）とグランドの電圧（０Ｖ）との電圧差がダイオード１８０Ｂ１の順方向電圧未満であるとともに、シールド電極１３０Ｂの電圧から直流電源１９０Ａの正極性端子の電圧を引いた電圧差がダイオード１８０Ｂ２の順方向電圧未満であるときには、ダイオード１８０Ｂ１には順方向電流は流れず、ダイオード１８０Ｂ２にも順方向電流は流れない。この状態では、シールド電極１３０Ｂは、アクティブシールドとして機能する。
　また、静電気を帯びている手がスポーク１２０に触れて、シールド電極１３０Ｂの電圧（交流電圧の負電圧）とグランドの電圧（０Ｖ）との電圧差がダイオード１８０Ｂ１の順方向電圧以上になると、ダイオード１８０Ｂ１を通じてグランドからシールド電極１３０Ｂに電流が流れ、静電気によって瞬間的に生じる大電流をグランドに向けて流す。
　また、静電気を帯びている手がスポーク１２０に触れて、シールド電極１３０Ｂの電圧から直流電源１９０Ａの正極性端子の電圧を引いた電圧差がダイオード１８０Ｂ２の順方向電圧以上になると、ダイオード１８０Ｂ２を通じてシールド電極１３０Ｂから、直流電源１９０Ａに電流が流れ、さらにバリスタ１９０Ｂに電流が流れる。すなわち、静電気によって瞬間的に生じる大電流は、シールド電極１３０Ｂから、ダイオード１８０Ｂ２、直流電源１９０Ａ、及びバリスタ１９０Ｂを通じてグランドに流れる。
　このため、シールド電極１３０Ｂから電圧回路１７０に向かって瞬間的に大電流が流れることを抑制でき、電圧回路１７０の破損を抑制することができる。同時にセンサ電極１３０Ａに静電気が放電する可能性を低減できるので、センサ電極１３０Ａから制御部１６０に向かって瞬間的に大きな電流が流れることを抑制する事ができ、制御部１６０の破損を抑制することができる。
　＜実施形態２＞
　図６Ａは、実施形態２のセンサ装置を含むＰＣ(Personal Computer)２００を示す図である。ＰＣ２００は、筐体２１０とタッチパッド２２０を有する。ここでは、ＰＣ２００の構成要素のうちの筐体２１０及びタッチパッド２２０以外の構成要素についての説明は省略する。筐体２１０は、タッチパッド２２０を露出する開口部２１１を有する。
　図６Ｂは、実施形態２のセンサ装置２００Ａを示す図である。センサ装置２００Ａは、センサ電極１３０Ａ、シールド電極１３０Ｂ、制御部１６０、抵抗器Ｒ、電圧回路１７０、及びツェナーダイオード１８０を含む。
　センサ装置２００Ａの静電容量式センサ１３０は、タッチパッド２２０のカバーの裏側に設けられる。図６Ｂに示すように、センサ装置２００Ａの静電容量式センサ１３０は、タッチパッド２２０（図６Ａ）のサイズに対応したセンサ電極１３０Ａ及びシールド電極１３０Ｂを有する。センサ電極１３０Ａ及びシールド電極１３０Ｂは、筐体２１０（図６Ａ参照）の内側に設けられ、図６Ｂに示すように、平面視で筐体２１０の開口部２１１の開口縁の内側に配置されている。
　タッチパッド２２０を操作する際に、シールド電極１３０Ｂの電圧（交流電圧の正電圧）がツェナーダイオード１８０の逆方向での降伏電圧（ツェナー電圧）未満であるときには、ツェナーダイオード１８０には逆方向電流（ツェナー電流）は流れず、シールド電極１３０Ｂは、アクティブシールドとして機能する。
　また、タッチパッド２２０を操作する際に、静電気を帯びている手がタッチパッド２２０に触れて、シールド電極１３０Ｂと電圧回路１７０との接続部の電圧がツェナーダイオード１８０の逆方向での降伏電圧以上になると、ツェナーダイオード１８０逆方向電流が流れ、静電気によって瞬間的に生じる大電流をグランドに向けて流す。
　このため、シールド電極１３０Ｂから電圧回路１７０に向かって瞬間的に大電流が流れることを抑制でき、電圧回路１７０の破損を抑制することができる。同時にセンサ電極１３０Ａに静電気が放電する可能性を低減できるので、センサ電極１３０Ａから制御部１６０に向かって瞬間的に大きな電流が流れることを抑制する事ができ、制御部１６０の破損を抑制することができる。
　特に、シールド電極１３０Ｂが平面視で開口部２１１の開口縁の内側に配置されているため、開口部２１１の開口縁の隙間から静電気が内部に侵入しても、シールド電極１３０Ｂからツェナーダイオード１８０を介して静電気による瞬間的な大電流をグランドに向けて流すことができるため、電圧回路１７０及び制御部１６０の破損を効果的に抑制することができる。また、シールド電極１３０Ｂがアクティブシールドとして機能するので、センサ電極１３０Ａの検出値における浮遊容量の影響を低減することができる。
　したがって、タッチパッド２２０に設けられ、センサ電極１３０Ａの検出値における浮遊容量の影響と、静電気による電圧回路１７０及び制御部１６０のダメージとを抑制可能なセンサ装置２００Ａを提供することができる。
　＜実施形態３＞
　図７Ａは、実施形態３のセンサ装置を適用したドアハンドル（ハンドルの一例）３００を示す図である。ドアハンドル３００の筐体部分となるドアハンドルケースは、アウターケース３１０及びインナーケース３２０を含み、アウターケース３１０及びインナーケース３２０に覆われたケースの内部に、静電容量式センサ１３０が設けられている。インナーケース３２０は車体１の外装面１Ａに沿って車体１に取り付けられる絶縁体製の第１ケースの一例であり、アウターケース３１０はインナーケース３２０（第１ケース）に取り付けられる絶縁体製の第２ケースの一例である。
　図７Ｂは、実施形態３のセンサ装置３００Ａを示す図である。センサ装置３００Ａは、センサ電極１３０Ａ、シールド電極１３０Ｂ、制御部１６０、抵抗器Ｒ、電圧回路１７０、及びツェナーダイオード１８０を含む。
　センサ装置３００Ａの静電容量式センサ１３０は、ドアハンドル３００の内側に設けられる。図７Ｂに示すように、センサ装置３００Ａの静電容量式センサ１３０は、ドアハンドル３００（図７Ａ）のサイズに対応したセンサ電極１３０Ａ及びシールド電極１３０Ｂを有する。シールド電極１３０Ｂは、ドアハンドル３００のアウターケース３１０及びインナーケース３２０の合わせ目に沿って設けられている。アウターケース３１０及びインナーケース３２０の合わせ目とは、アウターケース３１０のインナーケース３２０の縁３１１と、インナーケース３２０のアウターケース３１０側の縁３２１とが合わせられる部分である。なお、シールド電極１３０Ｂの少なくとも一部がドアハンドル３００のアウターケース３１０及びインナーケース３２０の合わせ目に沿って設けられていればよい。
　ドアハンドル３００を操作する際に、シールド電極１３０Ｂの電圧（交流電圧の正電圧）がツェナーダイオード１８０の逆方向での降伏電圧（ツェナー電圧）未満であるときには、ツェナーダイオード１８０には逆方向電流（ツェナー電流）は流れず、シールド電極１３０Ｂは、アクティブシールドとして機能する。
　また、ドアハンドル３００を操作する際に、静電気を帯びている手がドアハンドル３００に触れて、シールド電極１３０Ｂと電圧回路１７０との接続部の電圧がツェナーダイオード１８０の逆方向での降伏電圧以上になると、ツェナーダイオード１８０逆方向電流が流れ、静電気によって瞬間的に生じる大電流をグランドに向けて流す。
　このため、シールド電極１３０Ｂから電圧回路１７０に向かって瞬間的に大電流が流れることを抑制でき、電圧回路１７０の破損を抑制することができる。同時にセンサ電極１３０Ａに静電気が放電する可能性を低減できるので、センサ電極１３０Ａから制御部１６０に向かって瞬間的に大きな電流が流れることを抑制する事ができ、制御部１６０の破損を抑制することができる。
　特に、シールド電極１３０Ｂがアウターケース３１０及びインナーケース３２０の合わせ目に沿って配置されているため、アウターケース３１０及びインナーケース３２０の合わせ目の隙間から静電気が内部に侵入しても、シールド電極１３０Ｂからツェナーダイオード１８０を介して静電気による瞬間的な大電流をグランドに向けて流すことができるため、電圧回路１７０及び制御部１６０の破損を効果的に抑制することができる。また、シールド電極１３０Ｂがアクティブシールドとして機能するので、センサ電極１３０Ａの検出値における浮遊容量の影響を低減することができる。
　したがって、ドアハンドル３００に設けられ、センサ電極１３０Ａの検出値における浮遊容量の影響と、静電気による電圧回路１７０及び制御部１６０のダメージとを抑制可能なセンサ装置３００Ａを提供することができる。
　以上、本開示の例示的な実施形態のセンサ装置について説明したが、本開示は、具体的に開示された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
　なお、本国際出願は、２０２２年１月１４日に出願した日本国特許出願２０２２－００４５８５に基づく優先権を主張するものであり、その全内容は本国際出願にここでの参照により援用されるものとする。
１　車体
１Ａ　外装面
１０　基板
１００　ステアリングホイール
１０２　ステアリングホイールセンサ
１１０　リム
１１５　ハブ
１２０　スポーク
１２４　収容部
１３０　静電容量式センサ
１３０Ａ　センサ電極
１３０Ｂ　シールド電極
１３２Ａ　挟幅部
１３２Ｂ　拡幅部
１６０　制御部（「判定部」の一例）
１７０　電圧回路
１８０　ツェナーダイオード（保護回路の一例）
１８０Ａ　バリスタ（保護回路の一例）
１８０Ｂ１　ダイオード（保護回路の一例）
１８０Ｂ２　ダイオード（保護回路の一例）
１８５　ステアリングスイッチ
１８５Ａ　筐体
１９０Ａ　直流電源
２００Ａ　センサ装置
２１０　筐体
２１１　開口部
２２０　タッチパッド
３００　ドアハンドル
３００Ａ　センサ装置
３１０　アウターケース（第２ケースの一例）
３２０　インナーケース（第１ケースの一例）

Claims (8)

  1. 　基材に設けられるセンサ電極と、
    　前記センサ電極の外縁を囲むように前記基材に設けられ、前記センサ電極と容量結合するシールド電極と、
    　前記シールド電極に接続され、所定位相及び所定電圧の交流電圧を出力する電圧回路と、
    　前記電圧回路と前記シールド電極との接続部に接続される第１端部と、グランドに接続される第２端部とを有する保護回路と
    　を含む、センサ装置。
  2. 　前記電圧回路は前記センサ電極に接続され、
    　前記センサ電極には前記所定位相の交流電圧が供給される、請求項１に記載のセンサ装置。
  3. 　前記センサ電極には前記所定電圧の交流電圧が供給される、請求項２に記載のセンサ装置。
  4. 　前記センサ電極及び前記シールド電極は、筐体の内側に設けられ、平面視で前記筐体の開口部の開口縁の内側に配置される、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のセンサ装置。
  5. 　前記センサ電極及び前記シールド電極は、絶縁体製の第１ケースと、前記第１ケースに取り付けられる絶縁体製の第２ケースとを有するハンドル内に配置され、
    　前記シールド電極の少なくとも一部は、前記第１ケース及び前記第２ケースの合わせ目に沿って配置される、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のセンサ装置。
  6. 　前記センサ電極及び前記シールド電極は、リム、スポーク、及びハブを有するステアリングホイールの前記スポークのうちの前記リムの内周側を向く位置に設けられる、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のセンサ装置。
  7. 　前記スポークは、ステアリングスイッチを収容する収容部を有し、
    　前記センサ電極及び前記シールド電極は、前記ステアリングスイッチが前記収容部に収容された状態で前記リムの内周側を向くように、前記ステアリングスイッチの筐体に設けられる、請求項６に記載のセンサ装置。
  8. 　前記センサ電極の幅に対する前記シールド電極の幅は、前記ステアリングスイッチが存在しない区間よりも、前記ステアリングスイッチが存在する区間の方が広い、請求項７に記載のセンサ装置。
PCT/JP2022/038685 2022-01-14 2022-10-18 センサ装置 WO2023135881A1 (ja)

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