CN107004537B - 静电检测传感器 - Google Patents
静电检测传感器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107004537B CN107004537B CN201680004028.XA CN201680004028A CN107004537B CN 107004537 B CN107004537 B CN 107004537B CN 201680004028 A CN201680004028 A CN 201680004028A CN 107004537 B CN107004537 B CN 107004537B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- operation values
- electrode
- control unit
- detection sensor
- sensitivity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/24—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying capacitance
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
- H03K17/945—Proximity switches
- H03K17/955—Proximity switches using a capacitive detector
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
- H03K17/96—Touch switches
- H03K17/962—Capacitive touch switches
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
- H03K17/96—Touch switches
- H03K2017/9602—Touch switches characterised by the type or shape of the sensing electrodes
- H03K2017/9604—Touch switches characterised by the type or shape of the sensing electrodes characterised by the number of electrodes
- H03K2017/9613—Touch switches characterised by the type or shape of the sensing electrodes characterised by the number of electrodes using two electrodes per touch switch
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)
Abstract
本发明提供一种静电检测传感器。静电检测传感器的传感器体具有第1电极和包围第1电极的第2电极。控制部在连接了第1电极和第2电极的状态下获得传感器体的第1灵敏度。此外,控制部在将第2电极接地的状态下获得第1电极的第2灵敏度。进而,控制部在将第1电极接地的状态下获得第2电极的第3灵敏度。然后,控制部基于对第1灵敏度至第3灵敏度的随时间变化量进行运算而得到的第1至第3运算值来判定对象物是否靠近了传感器体。
Description
技术领域
本发明涉及搭载于车辆、各种电子设备等的静电检测传感器。
背景技术
在车辆、各种电子设备中搭载静电检测传感器,能够利用该静电检测传感器的检测结果来实现给定操作。
专利文献1公开了车辆中的安装为能够相对于车体可动的门把手的框体内所设置的以往的静电检测传感器。
图7是专利文献1所公开的以往的静电检测传感器500的俯视图。图8表示静电检测传感器500的检测流程。如图7所示,静电检测传感器500的传感器体501具备矩形状的第1电极1、和在第1电极1的周围空出间隔地以线状包围的第2电极2。使用者用手指等触摸与传感器体501相应的位置来进行操作。通过该操作,在第1电极1以及第2电极2与附近的导体之间形成的静电电容发生变化。控制部根据该静电电容的变化沿着图8所示的检测流程依次进行处理101~107来检测操作状态。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013-113626号公报
发明内容
静电检测传感器的传感器体具有第1电极和包围第1电极的第2电极。控制部在连接了第1电极和第2电极的状态下获得传感器体的第1灵敏度。此外,控制部在将第2电极接地的状态下获得第1电极的第2灵敏度。进而,控制部在将第1电极接地的状态下获得第2电极的第3灵敏度。然后,控制部基于对第1灵敏度至第3灵敏度的随时间变化量进行运算而得到的第1至第3运算值来判定对象物是否靠近了传感器体。
该静电检测传感器即便在暴露于水的状态下也能够高精度地检测手指等对象物。
附图说明
图1是具备实施方式的静电检测传感器的后备厢门开关的剖视图。
图2是实施方式的后备厢门开关的分解立体图。
图3是表示实施方式的静电检测传感器和控制部的连接状态的框图。
图4是表示实施方式的静电检测传感器的检测流程的图。
图5是表示使用者将手遮于标志时的实施方式的静电检测传感器的静电电容的变化的图。
图6是表示实施方式的静电检测传感器的其他检测流程的图。
图7是以往的静电检测传感器的俯视图。
图8是表示以往的静电检测传感器的检测流程的图。
具体实施方式
图1是具备实施方式的静电检测传感器10的后备厢门开关的剖视图。图2是后备厢门开关的分解立体图。图3是静电检测传感器10的框图。
静电检测传感器10安装于车体的后部的后备厢门55处设置的后装饰件50的内面50A,构成后备厢门开关。后装饰件50是树脂制的。
静电检测传感器10具备布线基板30、传感器体25、和搭载于布线基板30的控制部45。传感器体25具有电极21、22。
电极21、22由金属板构成。电极21的外形为圆形。电极22的外形为圆环形。另外,电极21可以不是圆形。
电极22遍及电极21的外周全周且与电极21空出间隔地实质上包围电极21的外周。即,电极21、22在电气上被独立配置。静电检测传感器10由树脂40模制为覆盖电极21、22,例如用粘接剂安装于后装饰件50的内面50A。
电极21、22与安装于布线基板30的控制部45连接。控制部45通过驱动电极21、22来检测电极21的静电电容的变化和电极22的静电电容的变化。控制部45对检测到的静电电容的变化进行给定处理并输出对应的信号。该信号经由安装于布线基板30的连接器32而传递给设置于车体的设备。
在后装饰件50的外面50B安装有标志60。标志60具有比配置有电极21、22的范围稍小的圆形状。传感器体25按照隔着后装饰件50来覆盖标志60的方式与标志60对置配置。
静电检测传感器10安装于车体。静电检测传感器10检测手指等对象物10P是否已靠近标志60。
下面,说明静电检测传感器10的动作。若手指等对象物10P靠近标志60,则电极21、电极22的静电电容会发生变化。控制部45检测这些静电电容的变化来判定有无输入操作的操作。
图4是表示静电检测传感器10的检测流程的图。
若静电检测传感器10接通电源,则控制部45检测传感器体25的静电电容(处理200)。在处理200中,分别在3个条件A1、B1、C1下检测静电电容的变化。
在条件A1下,控制部45在将电极21、22彼此电连接的状态下向电极21、22施加驱动电压。此时,电极21、22不与接地(GND)连接。控制部45扫描传感器体25,以获得与传感器体25的静电电容相应的第1灵敏度SA1,传感器体25是彼此已连接的电极21、22。
条件A1下的上述扫描是所谓的耦合扫描,该耦合扫描是为了判定有无靠近传感器体25的对象物10P而进行的。若进行耦合扫描,则使传感器体25的面积为最大来大幅扩展电场。因而,第1灵敏度SA1反映的是从远处逐渐靠近的对象物10P、水等所引起的静电电容的变化。
在条件B1下,控制部45按如下方式进行动作:在将电极22与接地(GND)的电位连接的状态下进行电极21的扫描,获得与电极21的静电电容相应的第2灵敏度SB1。即,控制部45按如下方式进行动作:在将电极21、22彼此切断了的状态下向电极21施加驱动电压,且将电极22与接地的电位连接来获得第2灵敏度SB1。
由于电极22与接地(GND)的电位连接,因此第2灵敏度SB1积极地反映电极21附近的水所引起的变化。
在条件C1下,控制部45按如下方式进行动作:在将电极21与接地(GND)的电位连接的状态下进行电极22的扫描,获得与电极22的静电电容对应的第3灵敏度SC1。即,控制部45按如下方式进行动作:在将电极21、22彼此切断了的状态下向电极22施加驱动电压,且将电极21与接地的电位连接来获得第3灵敏度SC1。
由于电极21与接地(GND)的电位连接,因此第3灵敏度SC1积极地反映电极22附近的水所引起的变化。
控制部45在处理200中以给定的时间间隔例如50msec反复切换条件A1、B1、C1来获得灵敏度SA1、SB1、SC1的值。控制部45即便在静电检测传感器10未被操作的非操作状态下也反复进行处理200。
接着,控制部45进行处理201。在处理201中,例如,利用在时刻t0检测到的第1灵敏度SA1的值X0、第2灵敏度SB1的值Y0和第3灵敏度SC1的值Z0、以及在时刻t0之前的时刻t1(=t0-500msec)检测到的第1灵敏度SA1的值X1、第2灵敏度SB1的值Y1和第3灵敏度SC1的值Z1,基于第1灵敏度SA1的值X0、X1来计算作为值X0、X1的差分值的第1运算值ΔX(=X0-X1)。此外,基于第2灵敏度SB1的值Y0、Y1来计算作为值Y0、Y1的差分值的第2运算值ΔY(=Y0-Y1)。同样,控制部45基于第3灵敏度SC1的值Z0、Z1来计算作为值Z0、Z1的差分值的第3运算值ΔZ(=Z0-Z1)。另外,由于条件A1、B1、C1下的灵敏度SA1、SB1、SC1的值是切换电极21、22的连接而获得的,因此在严格意义上不是同时获得。但是,与时刻t0、t1间的时间间隔(t0-t1)相比,切换电极21、22所耗费的时间即获得灵敏度SA1、SB1、SC1的值的时间非常短,因此控制部45能够实质上同时获得时刻t0下的灵敏度SA1、SB1、SC1的值。在时刻t1,同样也能够实质上同时获得灵敏度SA1、SB1、SC1的值。
另外,控制部45优选内置进行上述运算的运算部。另外,第1运算值ΔX可以是与上述相反地取得X0、X1的差分的差分值(ΔX=X1-X0),同样第2运算值ΔY可以是与上述相反地取得Y0、Y1的差分的差分值(ΔY=Y1-Y0),第3运算值ΔZ也可以是与上述相反地取得Z0、Z1的差分的差分值(ΔZ=Z1-Z0)。另外,时刻t0和时刻t1的间隔并不限定于500msec,期望为1000msec以下。
接着,控制部45在处理202中将第1运算值ΔX与给定的第1阈值TH1进行比较。控制部45在第1运算值ΔX不大于第1阈值TH1的情况下(处理202的“否”),判定为是标志60(电极21、22)未被对象物10P操作的非操作状态(操作判定:关闭),返回至处理200。
控制部45在处理202中第1运算值ΔX大于第1阈值TH1的情况下(处理202的“是”),进行处理203。
控制部45在处理203中对第2运算值ΔY乘以给定的第2阈值TH2来获得第4运算值(ΔY×TH2),将第1运算值ΔX与第4运算值(ΔY×TH2)进行比较。
此外,控制部45在处理203中对第3运算值ΔZ乘以给定的第3阈值TH3来获得第5运算值(ΔZ×TH3),将第1运算值ΔX与第5运算值(ΔZ×TH3)进行比较。
控制部45在处理203中第1运算值ΔX大于第4运算值(ΔY×TH2)且大于第5运算值(ΔZ×TH3)的情况下(处理203的“是”),判定为操作判定是开启(ON),即,控制部45在该情况下判定为是标志60(电极21、22)被对象物10P操作的过程中,送出给定信号。接受到给定信号的车体进行相应的控制,例如解除后备厢门55的锁。
另外,在该检测流程中,以第1运算值ΔX和第4运算值(ΔY×TH2)的比较、以及第1运算值ΔX和第5运算值(ΔZ×TH3)的比较这两者的比较结果来进行操作判定。这是为了在操作判定中覆盖传感器体25整体上的变化,提高操作判定的精度。第1运算值ΔX是通过对电极21、22进行耦合扫描来测定静电电容相对于传感器体25整体的变化而获得的。相对于此,第2运算值ΔY是仅测定电极21附近的变化而获得的,第3运算值ΔZ是仅测定电极22附近的变化而获得的。由此,控制部45通过第1运算值ΔX和第4运算值(ΔY×TH2)的比较来确认电极21附近的变化,通过第1运算值ΔX和第5运算值(ΔZ×TH3)的比较来确认电极22附近的变化。而且,通过将两者的比较结果用于操作判定,从而能够进行对于传感器体25整体的准确的操作判定。
控制部45在处理203中第1运算值ΔX不大于第4运算值(ΔY×TH2)的情况、或者第1运算值ΔX不大于第5运算值(ΔZ×TH3)的情况下(以上为处理203的“否”),判定为是标志60(电极21、22)未被对象物10P操作的非操作状态(操作判定:关闭),返回至处理200。
在控制部45中,按照以上的流程进行了输入操作的操作判定。以下说明采用该流程的理由。
由控制部45检测的静电电容的变化包括依赖于环境的静电电容的变化。依赖于环境的电容的变化例如是由于留在静电检测传感器10的表面侧(即标志60的表面)的水滴、水的膜的状态、周边温度等而引起的。
进而,由控制部45检测的静电电容的变化也包括依赖于短期的水的静电电容值的电容变化。依赖于短期的水的电容变化例如是由于静电检测传感器10的表面上的流水所形成的去往接地(GND)的路径、短路的路径的消灭而引起的。
该检测流程测定从先前状态起的静电电容的变化,以便能够精度良好地捕捉当前发生的变化。即,对比先前时刻下的检测结果和当前时刻下的静电电容的检测结果来进行操作判定。换言之,利用第1运算值ΔX、第2运算值ΔY和第3运算值ΔZ来进行操作判定。由此,既能排除依赖于环境的电容的变化、依赖于短期的水的电容的变化又能精度良好地获得操作判定的结果。
在实施方式中的静电检测传感器10之中,说明如果利用第1运算值ΔX、第2运算值ΔY和第3运算值ΔZ则能够精度良好地获得操作判定的结果的理由。
图5表示使用者将作为对象物10P的手遮于标志60时的条件A1、B1、C1下的静电电容所对应的灵敏度SA1、SB1、SC1。在图5中,横轴表示时刻,纵轴表示灵敏度SA1、SB1、SC1的值。在图5中,灵敏度SA1、SB1、SC1的值用与静电电容成比例的任意单位(a.u.)来表示。如前述那样,灵敏度SA1、SB1、SC1分别对应于条件A1、B1、C1下的电极21、22的静电电容。图5的左方是标志60为干状态(未施加水的状态)、将作为对象物10P的手四次遮于标志60的情况下的灵敏度SA1、SB1、SC1的值的测定结果。具体而言,从时刻t00(=0)至时刻t10,在标志60未施加水,是干的状态。在从时刻t00至时刻t10的期间内,在时刻t01~t04,将对象物10P(手、手指)遮于标志60(电极21、22)共计四次来靠近。图5的中央表示对标志60进行洒水(淋浴状的喷水)、以在标志60的表面有流水的状态将作为对象物10P的手进行四次遮挡的情况下的灵敏度SA1、SB1、SC1的值的测定结果。具体而言,从时刻t10至时刻t30,向标志60洒水,从时刻t10至时刻t30之前的时刻t20,对标志60施加水,从时刻t20至时刻t30的期间内,水从标志60流出而与标志60分离。在从时刻t10至时刻t20的期间内,在时刻t11~t14,将对象物10P(手、手指)遮于标志60(电极21、22)共计四次来靠近。图5的右方是对标志60进行注水(从水管直接喷水)、以在标志60的表面有水流的状态将作为对象物10P的手进行四次遮挡的情况下的灵敏度SA1、SB1、SC1的值的测定结果。具体而言,从时刻t30至时刻t40,对标志60直接喷水而对标志60施加水,在时刻t40喷水停止,施加的水在时刻t40以后与标志60分离。在从时刻t30至时刻t40的期间内,在时刻t31~t34,将对象物10P(手、手指)遮于标志60(电极21、22)共计四次来靠近。
如图5所示,若使用者将对象物10P遮于标志60而使之靠近电极21、22,则在使对象物10P靠近了电极21、22的时间点(时刻t01~04、t11~t14、t31~t34),作为静电电容的测定值的灵敏度SA1、SB1、SC1的值暂时上升。这在干时(从时刻t00至时刻t10的期间)、洒水中(从时刻t10至时刻t20的期间)、注水中(从时刻t30至时刻t40的期间)的任何时候均相同。不过,进行条件A1的耦合扫描时所引起的静电电容的测定值即第1灵敏度SA1的值的变化的量大于条件B1和条件C1下的灵敏度SB1、SC1的变化的量。
在该检测流程中,由于利用在条件A1下获得的第1灵敏度SA1的值的变化的量、即相对于到当前时间点的时间经过的静电电容值的变化的量(第1运算值ΔX),因此能够将施加于标志60的水等的环境所引起的电容的变化的影响几乎排除,从而能够包罗传感器体25的整体地高精度判定手指等进行操作的对象物10P的靠近。
而且,在该检测流程中,在处理202中判别出对象物10P已靠近之后,在处理203中进行利用了第2运算值ΔY和第3运算值ΔZ的判定。
在处理203中,将利用第2运算值ΔY而获得的第4运算值(ΔY×TH2)和第1运算值ΔX进行对比。此外,将利用第3运算值ΔZ而获得的第5运算值(ΔZ×TH3)和第1运算值ΔX进行对比。例如,在图5所示的动作中,阈值TH2为2.5,阈值TH3为3.0。
车辆的门把手暴露于雨、洗车时的水中。也存在该水流经把手框体上的时候、该水浸入门把手内而成为流经传感器体上等的状态的情况。在该情况下,在图8所示的以往的静电检测传感器的检测流程中,存在即便用手指操作与传感器体相应的位置也无法检测到该手指的可能性。
在实施方式中的静电检测传感器10之中,处理203是为了将依赖于短期的水的电容变化的影响几乎排除而进行的。即,在该检测流程中,由于利用在条件A1、B1、C1下获得的灵敏度SA1、SB1、SC1的值的变化的量、即相对于到当前时间点的时间经过的静电电容值的差分值(运算值ΔX、ΔY、ΔZ),因此能够将依赖于短期的水的电容变化的影响几乎排除。即,与传感器体25被操作的时刻t01~t04、t11~t14、t31~t34同样,即便是水施加于标志60的时刻t10、t30,在处理202中也是运算值ΔX大于阈值TH1。但是,在时刻t01~t04、t11~t14、t31~t34,基于灵敏度SB1、SC1的值Y、Z的运算值ΔY、ΔZ不如运算值ΔX那样大,然而在时刻t10、t30运算值ΔY、ΔZ均与运算值ΔX同样大,因此在处理203中第4运算值(ΔY×TH2)和第5运算值(ΔZ×TH3)的至少一者大于运算值ΔX。其结果,处理203的结果成为“否”,控制部45判定为是传感器体25未被操作的状态,即操作判定关闭(OFF)。相对于此,在时刻t01~t04、t11~t14、t31~t34,由于基于灵敏度SB1、SC1的值Y、Z的运算值ΔY、ΔZ不如运算值ΔX那样大,因此在处理203中第4运算值(ΔY×TH2)和第5运算值(ΔZ×TH3)均小于运算值ΔX。其结果,处理203的结果成为“是”,控制部45判定为是传感器体25被操作的状态的操作判定开启,输出给定信号。
另外,如上述的检测流程的处理203那样,若考虑控制部45的处理速度,则期望以乘法运算来获得第4运算值(ΔY×TH2)、第5运算值(ΔZ×TH3),但取代处理203,也可以用除法运算的方式获得第4运算值、第5运算值。
图6表示实施方式的静电检测传感器10的其他检测流程。在图6中,对于与图5所示的检测流程相同的部分赋予相同的参照编号。在图6所示的检测流程中,控制部45取代图5所示的检测流程的处理203而进行处理203A。在图6所示的处理203A中,控制部45通过第1运算值ΔX和第2运算值ΔY的除法运算来获得第4运算值(ΔX/ΔY),通过第1运算值ΔX和第3运算值ΔZ的除法运算来获得第5运算值(ΔX/ΔZ)。然后,控制部45将第4运算值(ΔX/ΔY)与第2阈值TH2进行对比,将第5运算值(ΔX/ΔZ)与第3阈值TH3进行对比。
即,在处理203A中,在第4运算值(ΔX/ΔY)大于第2阈值TH2、且第5运算值(ΔX/ΔZ)大于第3阈值TH3的情况下(处理203A的“是”),控制部45判定为是对象物10P操作标志60的操作状态(操作判定:开启),输出给定信号,进行处理200。在第4运算值(ΔX/ΔY)不大于第2阈值TH2的情况、或者第5运算值(ΔX/ΔZ)不大于第3阈值TH3的情况下(处理203A的“否”),判定为是对象物10P未操作标志60的非操作状态(操作判定:关闭),然后进行处理200。
在图6所示的检测流程中的处理203A之中,可以取代第4运算值(ΔX/ΔY)而将第4运算值(ΔX/ΔY)的倒数与阈值TH2进行比较,可以取代第5运算值(ΔX/ΔZ)而将第5运算值(ΔX/ΔZ)的倒数与阈值TH3进行比较。在比较倒数的情况下,处理203A中的不等式的不等号的方向变得相反。控制部45可以通过第1运算值ΔX和第2运算值ΔY的除法运算来获得第4运算值(ΔY/ΔX),可以通过第1运算值ΔX和第3运算值ΔZ的除法运算来获得第5运算值(ΔZ/ΔX)。然后,控制部45将第4运算值(ΔY/ΔX)与作为阈值TH2的倒数的第2阈值TH4进行对比,将第5运算值(ΔZ/ΔX)与作为阈值TH3的倒数的第3阈值TH5进行对比。
即,在处理203A中,在第4运算值(ΔY/ΔX)小于第2阈值TH4、且第5运算值(ΔZ/ΔX)小于第3阈值TH5的情况下,控制部45判定为是对象物10P操作标志60的操作状态(操作判定:开启),输出给定信号,进行处理200。在第4运算值(ΔY/ΔX)不小于第2阈值TH4的情况、或者第5运算值(ΔZ/ΔX)不小于第3阈值TH5的情况下,判定为是对象物10P未操作标志60的非操作状态(操作判定:关闭),然后进行处理200。
或者,可以混合存在倒数。即,在处理203A中,在第4运算值(ΔY/ΔX)小于第2阈值TH4、且第5运算值(ΔX/ΔZ)大于第3阈值TH3的情况下,控制部45判定为由对象物10P操作标志60的操作状态(操作判定:开启),输出给定信号,进行处理200。在第4运算值(ΔY/ΔX)不小于第2阈值TH4的情况、或者第5运算值(ΔX/ΔZ)不大于第3阈值TH3的情况下,判定为是对象物10P未操作标志60的非操作状态(操作判定:关闭),然后进行处理200。
或者,在处理203A中,在第4运算值(ΔX/ΔY)大于第2阈值TH2、且第5运算值(ΔZ/ΔX)小于第3阈值TH5的情况下,控制部45判定为对象物10P操作标志60的操作状态(操作判定:开启),输出给定信号,进行处理200。在第4运算值(ΔX/ΔY)不大于第2阈值TH2的情况、或者第5运算值(ΔZ/ΔX)不小于第3阈值TH5的情况下,判定为是对象物10P未操作标志60的非操作状态(操作判定:关闭),然后进行处理200。
另外,上述说明了第4运算值、第5运算值通过乘法运算获得的处理203或者通过除法运算获得的处理203A。也可以采用如下的检测流程,即,将乘法运算或者除法运算置换为减法运算来获得第4运算值、第5运算值,取代第2阈值、第3阈值而分别对应地利用预先设定的阈值。即,在处理203中,关于作为运算值ΔX、ΔY的差分的运算值(ΔX-ΔY)、作为运算值ΔX、ΔZ的差分的运算值(ΔX-ΔZ)、给定的第2阈值TH6和给定的第3阈值TH7,控制部45判定运算值(ΔX-ΔY)是否大于第2阈值TH6、以及运算值(ΔX-ΔZ)是否大于第3阈值TH7。在运算值(ΔX-ΔY)大于第2阈值TH6且运算值(ΔX-ΔZ)大于第3阈值TH7的情况下,处理203的结果成为“是”,控制部45判定为是传感器体25被操作的状态的操作判定开启,输出给定信号。在运算值(ΔX-ΔY)不大于第2阈值TH6、或者运算值(ΔX-ΔZ)不大于第3阈值TH7的情况下,处理203的结果成为“否”,控制部45判定为是传感器体25未被操作的状态的操作判定关闭。在减法运算的顺序相反的情况下,阈值TH5、TH6的符号、以及运算值和阈值的大小关系与上述相反。
如以上,在该检测流程中,能够将环境所引起的静电电容值的电容变化的影响、依赖于短期的水的静电电容值的电容变化的影响几乎排除,从而能够高精度地检测对标志60进行操作的手指等对象物10P。另外,进行操作的对象物10P除了手指之外还包括手或者肘等人体。或者,除了它们之外,对象物10P还可以是在靠近了标志60时使传感器体25的静电电容产生变化的物体。
另外,静电检测传感器10的传感器体25的形状只要适当设定即可。电极22只要是至少实质上包围电极21的形状即可。
在实施方式中,作为事例,标志60安装于后装饰件50的外面50B,但标志60不是必须的。即,静电检测传感器10可以不具备标志60。
此外,静电检测传感器10可以应用于后备厢门开关以外。例如,可以搭载于车辆的门把手或者搭载于车辆以外的各种电子设备。尤其是,静电检测传感器10能够精度良好地检测包含施加水的状态在内进行操作的对象物10P。因而,若利用于有可能施加水的部位等,则尤其有用。例如,可以搭载于洗衣机等家电设备、可携带的信息通信设备、信息终端设备、相机等各种家电设备、以及与房屋有关的玄关门把手等。或者,还可以搭载于施加水等导电性流体的可能性低的各种电子设备。
产业上的可利用性
本发明中的静电检测传感器能够精度良好地检测进行操作的对象物,作为车辆、各种电子设备等的构成操作部位的传感器是有用的。
符号说明
10 静电检测传感器
10P 对象物
21 电极(第1电极)
22 电极(第2电极)
25 传感器体
30 布线基板
32 连接器
45 控制部
50A 内面
50B 外面
60 标志
TH1 阈值(第1阈值)
TH2 阈值(第2阈值)
TH3 阈值(第3阈值)
TH4 阈值(第2阈值)
TH5 阈值(第3阈值)
Claims (16)
1.一种静电检测传感器,具备:
传感器体,具有第1电极、和与所述第1电极分离且包围所述第1电极的第2电极;以及
控制部,与所述第1电极和所述第2电极连接,
所述控制部按如下方式进行动作:
在连接了所述第1电极和所述第2电极的状态下获得与所述传感器体的静电电容对应的第1灵敏度,
在将所述第2电极与接地电位连接的状态下向所述第1电极施加第1驱动电压来获得与所述第1电极的静电电容对应的第2灵敏度,
在将所述第1电极与所述接地电位连接的状态下向所述第2电极施加第2驱动电压来获得与所述第2电极的静电电容对应的第3灵敏度,
基于与所述第1灵敏度的随时间变化对应的第1运算值、与所述第2灵敏度的随时间变化对应的第2运算值、以及与所述第3灵敏度的随时间变化对应的第3运算值,判定对象物是否靠近了所述传感器体。
2.根据权利要求1所述的静电检测传感器,其中,
所述第1运算值是所述第1灵敏度在第1时刻的值与所述第1灵敏度在第2时刻的值的差分值。
3.根据权利要求1所述的静电检测传感器,其中,
所述第2运算值是所述第2灵敏度在第1时刻的值与所述第2灵敏度在第2时刻的值的差分值。
4.根据权利要求1所述的静电检测传感器,其中,
所述第3运算值是所述第3灵敏度在第1时刻的值与所述第3灵敏度在第2时刻的值的差分值。
5.根据权利要求1所述的静电检测传感器,其中,
所述控制部按如下方式进行动作:将所述第1运算值与给定的第1阈值对比来判定所述对象物向所述传感器体的靠近。
6.根据权利要求5所述的静电检测传感器,其中,
所述控制部按如下方式进行动作:
根据所述第2运算值和给定的第2阈值来获得第4运算值,
根据所述第3运算值和给定的第3阈值来获得第5运算值,
在所述第1运算值大于所述第4运算值且大于所述第5运算值的情况下,判定为所述对象物靠近了所述传感器体。
7.根据权利要求6所述的静电检测传感器,其中,
所述控制部按如下方式进行动作:
将所述第2运算值与所述给定的第2阈值相乘来获得所述第4运算值,
将所述第3运算值与所述给定的第3阈值相乘来获得所述第5运算值。
8.根据权利要求5所述的静电检测传感器,其中,
所述控制部按如下方式进行动作:
根据所述第1运算值和所述第2运算值来获得第4运算值,
根据所述第1运算值和所述第3运算值来获得第5运算值,
在所述第4运算值大于给定的第2阈值且所述第5运算值大于给定的第3阈值的情况下,判定为所述对象物靠近了所述传感器体。
9.根据权利要求8所述的静电检测传感器,其中,
所述控制部按如下方式进行动作:
将所述第1运算值除以所述第2运算值来获得所述第4运算值,
将所述第1运算值除以所述第3运算值来获得所述第5运算值。
10.根据权利要求5所述的静电检测传感器,其中,
所述控制部按如下方式进行动作:
根据所述第1运算值和所述第2运算值来获得第4运算值,
根据所述第1运算值和所述第3运算值来获得第5运算值,
在所述第4运算值小于给定的第2阈值且所述第5运算值小于给定的第3阈值的情况下,判定为所述对象物靠近了所述传感器体。
11.根据权利要求10所述的静电检测传感器,其中,
所述控制部按如下方式进行动作:
将所述第2运算值除以所述第1运算值来获得所述第4运算值,
将所述第3运算值除以所述第1运算值来获得所述第5运算值。
12.根据权利要求5所述的静电检测传感器,其中,
所述控制部按如下方式进行动作:
根据所述第1运算值和所述第2运算值来获得第4运算值,
根据所述第1运算值和所述第3运算值来获得第5运算值,
在所述第4运算值小于给定的第2阈值且所述第5运算值大于给定的第3阈值的情况下,判定为所述对象物靠近了所述传感器体。
13.根据权利要求12所述的静电检测传感器,其中,
所述控制部按如下方式进行动作:
将所述第2运算值除以所述第1运算值来获得所述第4运算值,
将所述第1运算值除以所述第3运算值来获得所述第5运算值。
14.根据权利要求5所述的静电检测传感器,其中,
所述控制部按如下方式进行动作:
根据所述第1运算值和所述第2运算值来获得第4运算值,
根据所述第1运算值和所述第3运算值来获得第5运算值,
在所述第4运算值大于给定的第2阈值且所述第5运算值小于给定的第3阈值的情况下,判定为所述对象物靠近了所述传感器体。
15.根据权利要求14所述的静电检测传感器,其中,
所述控制部按如下方式进行动作:
将所述第1运算值除以所述第2运算值来获得所述第4运算值,
将所述第3运算值除以所述第1运算值来获得所述第5运算值。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的静电检测传感器,其中,
所述对象物为手指。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015029140 | 2015-02-18 | ||
JP2015-029140 | 2015-02-18 | ||
PCT/JP2016/000104 WO2016132665A1 (ja) | 2015-02-18 | 2016-01-12 | 静電検出センサ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107004537A CN107004537A (zh) | 2017-08-01 |
CN107004537B true CN107004537B (zh) | 2018-11-13 |
Family
ID=56689348
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201680004028.XA Active CN107004537B (zh) | 2015-02-18 | 2016-01-12 | 静电检测传感器 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10120519B2 (zh) |
EP (1) | EP3261108B1 (zh) |
JP (1) | JP6435524B2 (zh) |
CN (1) | CN107004537B (zh) |
WO (1) | WO2016132665A1 (zh) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10389354B2 (en) * | 2015-12-22 | 2019-08-20 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Electrostatic detection sensor |
JP6907501B2 (ja) * | 2016-10-13 | 2021-07-21 | 株式会社アイシン | 静電センサ |
US11012068B2 (en) * | 2018-02-23 | 2021-05-18 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Capacitive sensor apparatus |
JP7038326B2 (ja) * | 2018-02-23 | 2022-03-18 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 静電センサ装置 |
JPWO2023132199A1 (zh) * | 2022-01-04 | 2023-07-13 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101055507A (zh) * | 2006-04-14 | 2007-10-17 | 阿尔卑斯电气株式会社 | 输入装置 |
JP2009133777A (ja) * | 2007-11-30 | 2009-06-18 | Toyota Motor Corp | 静電容量式接触検知装置 |
JP2013113626A (ja) * | 2011-11-25 | 2013-06-10 | Aisin Seiki Co Ltd | 操作入力検知装置及び開閉部材制御装置 |
CN103154864A (zh) * | 2010-10-15 | 2013-06-12 | 株式会社村田制作所 | 触摸式输入装置及其控制方法 |
JP5382575B2 (ja) * | 2009-03-31 | 2014-01-08 | 株式会社フジクラ | ロック・アンロック制御装置 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4009953B2 (ja) * | 2003-05-14 | 2007-11-21 | オムロン株式会社 | 物体検知センサ |
US7319301B2 (en) * | 2003-12-18 | 2008-01-15 | Intier Automotive Closures Inc. | Differential anti-pinch capacitive sensor |
EP1860776A3 (en) * | 2006-05-26 | 2010-08-11 | Fujikura Ltd. | Proximity sensor and proximity sensing method |
WO2009044920A1 (ja) * | 2007-10-04 | 2009-04-09 | Fujikura Ltd. | 静電容量型近接センサおよび近接検知方法 |
KR101308903B1 (ko) * | 2009-08-31 | 2013-10-14 | 스미다 코포레이션 가부시키가이샤 | 물체의 접근을 검출하기 위한 정전용량식 검출장치, 센서유닛, 제어시스템 및 그 방법 |
JP5605205B2 (ja) * | 2010-12-15 | 2014-10-15 | アイシン精機株式会社 | 静電容量検出装置および接触検知センサ |
JP5884770B2 (ja) * | 2013-05-21 | 2016-03-15 | トヨタ自動車株式会社 | 接触検知装置 |
-
2016
- 2016-01-12 EP EP16752058.4A patent/EP3261108B1/en active Active
- 2016-01-12 JP JP2017500313A patent/JP6435524B2/ja active Active
- 2016-01-12 US US15/533,376 patent/US10120519B2/en active Active
- 2016-01-12 CN CN201680004028.XA patent/CN107004537B/zh active Active
- 2016-01-12 WO PCT/JP2016/000104 patent/WO2016132665A1/ja active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101055507A (zh) * | 2006-04-14 | 2007-10-17 | 阿尔卑斯电气株式会社 | 输入装置 |
JP2009133777A (ja) * | 2007-11-30 | 2009-06-18 | Toyota Motor Corp | 静電容量式接触検知装置 |
JP5382575B2 (ja) * | 2009-03-31 | 2014-01-08 | 株式会社フジクラ | ロック・アンロック制御装置 |
CN103154864A (zh) * | 2010-10-15 | 2013-06-12 | 株式会社村田制作所 | 触摸式输入装置及其控制方法 |
JP2013113626A (ja) * | 2011-11-25 | 2013-06-10 | Aisin Seiki Co Ltd | 操作入力検知装置及び開閉部材制御装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2016132665A1 (ja) | 2016-08-25 |
EP3261108A4 (en) | 2018-03-07 |
JPWO2016132665A1 (ja) | 2017-11-30 |
CN107004537A (zh) | 2017-08-01 |
US10120519B2 (en) | 2018-11-06 |
EP3261108A1 (en) | 2017-12-27 |
JP6435524B2 (ja) | 2018-12-12 |
EP3261108B1 (en) | 2020-12-16 |
US20180239456A1 (en) | 2018-08-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107004537B (zh) | 静电检测传感器 | |
CN105938404B (zh) | 用于触摸屏幕感应的方法和设备、对应的装置和计算机程序产品 | |
US10003334B2 (en) | Capacitative sensor system | |
US7865038B2 (en) | Resolution and sensitivity balance metric | |
CN105607613A (zh) | 车辆用操作检测装置 | |
CN104635977B (zh) | 操作装置 | |
JP2013113626A (ja) | 操作入力検知装置及び開閉部材制御装置 | |
US11150769B2 (en) | Method for capacitively detecting contact and actuation | |
Ding et al. | Capacitive proximity sensor skin for contactless material detection | |
Kirchner et al. | Capacitive sensor for object ranging and material type identification | |
CN107101573A (zh) | 一种超薄玻璃厚度的在线测量装置、方法及应用 | |
JP2019526793A (ja) | 溶出および検出 | |
JP6379708B2 (ja) | タッチスイッチ | |
CN108431638B (zh) | 静电检测传感器 | |
US20150008943A1 (en) | Sensor Arrangement and Method for Operation of an Operating Device | |
JP7038326B2 (ja) | 静電センサ装置 | |
US9182265B1 (en) | Liquid level detection device | |
CN106289448A (zh) | 一种液位检测预警装置 | |
CN106483410B (zh) | 一种触摸屏响应时间测试装置、系统和方法 | |
Wang et al. | Capacitive sensing system for car washer tank liquid level measurement | |
JP6194860B2 (ja) | タッチセンサ | |
JP7149413B2 (ja) | 静電容量検出センサ | |
CN100571603C (zh) | 具有一个液位识别系统的洗碗机 | |
JP2000321113A (ja) | 静電容量型検出装置 | |
RU2794048C1 (ru) | Блок ввода информации с повышенной помехозащищенностью и способ распознавания прикосновения к блоку ввода информации |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
TR01 | Transfer of patent right | ||
TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240403 Address after: Kanagawa Prefecture, Japan Patentee after: Panasonic Automotive Electronic Systems Co.,Ltd. Country or region after: Japan Address before: Osaka Prefecture, Japan Patentee before: PANASONIC INTELLECTUAL PROPERTY MANAGEMENT Co.,Ltd. Country or region before: Japan |