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JP7035789B2 - 車両用人検出装置 - Google Patents

車両用人検出装置 Download PDF

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Description

本発明は、人の接触を検出する車両用人検出装置に関する。
従来、人の接触を検出するセンサとして、静電容量センサが利用されてきた。このような静電容量センサに関する技術として、例えば下記に出典を示す特許文献１及び２に記載のものがある。
特許文献１にはドアハンドル装置が記載されている。このドアハンドルは、ドアハンドルの意匠面に導電性部材が配置され、ドアハンドルに内蔵された検知用電極と容量結合するように構成されている。
特許文献２には車両用人体検出装置が記載されている。この車両用人体検出装置は、車両用ドアの外側に配置されたドアハンドル内にセンサ電極が設けられ、当該センサ電極の静電容量の変化に基づいて人体の接近を判別している。
特開２０１２－１１２２０１号公報 特開２００５－１３４１７８号公報
特許文献１及び２に記載の技術は、検知用電極（特許文献１の場合）やセンサ電極（特許文献２の場合）がドアハンドルに内蔵される。このため、センサの検知領域のサイズは、ドアハンドルのサイズに制限される。また、例えば、ドアハンドルを設けない場合、検知用電極やセンサ電極を内蔵できないので、センサを配置することができない。このように、特許文献１及び２に記載の技術は静電容量センサを配置する上で制限があり、改良の余地がある。
そこで、配置上、自由度が高い車両用人検出装置が求められる。
本発明に係る車両用人検出装置の特徴構成は、筐体の表面を覆うようにシート状に設けられた導電性の検知電極と、前記検知電極を覆うように積層される絶縁層と、前記絶縁層における、前記検知電極において予め設定された検知領域以外の非検知領域を覆う領域に積層される容量結合防止電極と、前記検知電極に交流電圧を印加し、前記検知電極の静電容量の変化に基づいて前記検知領域に人が触れたことを検知する検知制御部と、を備え、前記容量結合防止電極は、前記交流電圧が印加されている点にある。
このような特徴構成とすれば、検知電極内に検知領域と非検知領域とを自由に設定できるため利便性が高く、配置上の自由度を高くできる。また、本構成であれば、検知電極の負荷容量が大きくならず、分解能を高くする必要がない。また、必要に応じて複数の検知領域を１つの検知電極内に形成することができる。また、車両用人検出装置を格納する筐体が必要ないため、構造を簡素化できる。したがって、低コストで車両用人検出装置を実現できる。また、本構成であれば、車両用人検出装置を導電性部材の直近に配置することが可能であり、他の構造物が必要ない。また、意匠に沿って検知領域と非検知領域とを形成できる。したがって、車両用人検出装置を設ける筐体の意匠を損なうことがない。更に、本構成であれば、検知電極の負荷容量が小さいので、検出閾値を小さくする必要がない。したがって、外部ノイズ（例えばＥＭＩ）への耐性を高くできる。
また、このような構成とすれば、検知電極と他の部位（例えば接地電位の部位）との容量結合を低減できる。
また、前記検知電極と前記筐体との間に、一対の絶縁層で挟まれた容量結合防止電極が、更に設けられていると好適である。
このような構成とすれば、筐体が導電性部材で構成されている場合であっても、検知電極と筐体との容量結合を低減できる。
また、前記検知電極は、容量結合された検知電極用駆動電極を介して前記交流電圧が印加されると好適である。
このような構成とすれば、検知電極と検知制御部との間の配線が不要となる。したがって、配置の自由度を高くできる。
また、前記検知電極に印加される前記交流電圧と、前記容量結合防止電極に印加される前記交流電圧とは、互いに電圧値及び位相が等しいと好適である。
このような構成とすれば、検知電極との電位差が一定になり（ＤＣになり）、検知電極と他の部位との容量結合を低減できる。
車両用人検出装置の配置例を示す図である。 車両用人検出装置の構成を模式的に示す図である。 印加される交流電圧を示す図である。 その他の実施形態の車両用人検出装置の構成を模式的に示す図である。
本発明に係る車両用人検出装置は、配置上の自由度が高く構成されている。以下、本実施形態の車両用人検出装置１について説明する。本実施形態では、車両用人検出装置１は、車両のドアに人が触れたことを検出するのに利用される場合の例を挙げて説明する。
図１には、車両のドア２を拡大した図が示される。本実施形態では、図１に示されるように、車両用人検出装置１はドア２に設けられる。例えばドアハンドルに代えて、当該ドアハンドルが設けられていた部分に設けると良い。
図２には、車両用人検出装置１の構成が模式的に示される。車両用人検出装置１は、人の接触を検出する電極に相当するセンサ部１０と、センサ部１０の制御及びセンサ部１０の出力に基づき人が接触したか否かを判定する検知制御部２０とを備えている。本実施形態のセンサ部１０は、検知電極１１、第１絶縁層（「絶縁層」の一例）１２、容量結合防止電極１３、第２絶縁層１４を備えている。
検知電極１１は、筐体３の表面を覆うようにシート状に設けられる。ここで、車両用人検出装置１は検知電極１１における静電容量の変化に基づき人の接触を検出する。このため、車両用人検出装置１の検出感度を向上するために、検知電極１１は他の導電性部材と絶縁しておくと好適である。そこで、検知電極１１が設けられる筐体３は表面が非導電性部材であると良い。ドア２が板金で形成されている場合には、ドア２においてセンサ部１０を形成する領域を非導電性部材で覆っておくと良い。検知電極１１は、このような筐体３における非導電性部材の表面を覆うように、導電性部材を塗膜することでシート状に設けることが可能である。
第１絶縁層１２は、検知電極１１を覆うように積層される。第１絶縁層１２は、検知電極１１の全面を覆うようにシート状に設けられる。これにより、検知電極１１は、上述した筐体３の表面に形成された非導電性部材と第１絶縁層１２とで挟まれた構造となり、検知電極１１を絶縁することが可能となる。
ここで、検知電極１１は、上述したように筐体３の表面を覆うようにシート状に設けられるが、検知電極１１には人の接触を検知する領域として検知領域１１Ａが予め設定される。非検知領域１１Ｂは、検知電極１１において設定された検知領域１１Ａ以外の領域が相当する。容量結合防止電極１３は、第１絶縁層１２における非検知領域１１Ｂを覆う領域に積層される。したがって、検知領域１１Ａ上には図２に示されるように、容量結合防止電極１３が形成されず、非検知領域１１Ｂ上にのみ、容量結合防止電極１３が形成されることになる。詳細は後述するが、容量結合防止電極１３には交流電圧が印加され、検知電極１１と他の部位との容量結合をなくすよう機能する。
第２絶縁層１４は、容量結合防止電極１３及び検知領域１１Ａ上において露出している第１絶縁層１２を覆うように積層される。センサ部１０はこのように構成されるが、全体の厚みは数十μｍ－数百μｍ程度の厚さとなるように構成される。
検知制御部２０は、検知電極１１に交流電圧Ｖ１を印加する。また、本実施形態では、検知制御部２０は、容量結合防止電極１３にも交流電圧Ｖ２を印加する。図３には、交流電圧Ｖ１及び交流電圧Ｖ２の一例として、（Ａ）－（Ｄ）の４つの例が示される。
例えば図３の（Ａ）に示されるように、交流電圧Ｖ１と交流電圧Ｖ２とは、互いに電圧値及び位相が等しいものを利用することが可能である。交流電圧Ｖ１と交流電圧Ｖ２とは、同期されていても良い。また、図３の（Ｂ）に示されるように、交流電圧Ｖ１と交流電圧Ｖ２とは、１周期における通電する時間（以下「通電期間」）が互いに異なる（図３の例では、Ｖ１の通電期間＜Ｖ２の通電期間）ように構成することも可能である。また、図３の（Ｃ）に示されるように、交流電圧Ｖ１及び交流電圧Ｖ２のうちの一方（図３の例では、交流電圧Ｖ１）の１周期における通電を複数のパルスからなるように行うことも可能である。更には、交流電圧Ｖ１と交流電圧Ｖ２とは、互いに１周期における通電を開始するタイミング及び通電を終了するタイミングがずれていても良い。
図２に戻り、検知制御部２０は、検知電極１１の静電容量の変化に基づいて検知領域１１Ａに人が触れたことを検知する。すなわち、人がセンサ部１０における検知領域１１Ａ上の第２絶縁層１４に触ると検知電極１１の静電容量が人が触っていない状態のものと比べて変化する。検知制御部２０はこのような静電容量の変化に基づき人が触れたことを検知する。なお、このような静電容量の変化に基づく検知原理は、公知であるので説明は省略する。
このように車両用人検出装置１を構成すると、例えばドア２のロックの施錠及び解錠を行うスイッチとして利用できる。また、ドア２のラッチの係合及び解除を行うスイッチとし利用することで、ドアノブを設けないようなドア２にも利用することができる。
［その他の実施形態］
上記実施形態では、ドア２が板金で形成されている場合であっても、ドア２においてセンサ部１０を形成する領域を非導電性部材で覆っておくと良いとして説明した。例えば、筐体３が導電性部材である場合には、図４に示されるように、検知電極１１と筐体３との間に、一対の絶縁層（「第３絶縁層１５」及び「第４絶縁層１６」とする）で挟まれた容量結合防止電極１７が、更に設けられていると好適である。なお、この容量結合防止電極１７には、容量結合防止電極１３と同様に、交流電圧Ｖ２を印加すると好適である。これにより、筐体３による静電容量の影響を抑制できる。
上記実施形態では、検知電極１１には交流電圧Ｖ１が印加されるとして説明した。この交流電圧Ｖ１の印加は有線で行っても良いし、無線で行っても良い。無線で行う場合には、検知電極１１は、容量結合された検知電極用駆動電極を介して交流電圧Ｖ１が印加されるように構成すると良い。また、容量結合防止電極１３も容量結合された電極を介して交流電圧Ｖ２が印加されるように構成することも可能であるし、容量結合防止電極１７も容量結合された電極を介して交流電圧Ｖ２が印加されるように構成することも可能である。
上記実施形態では、検知電極１１が導電性部材の塗膜により形成されるとして説明したが、導電性（例えば銅等の金属）の薄板、導電性部材の印刷、金属薄膜処理等を用いて形成することも可能であるし、これらを組み合わせて形成することも可能である。もちろん、容量結合防止電極１３及び容量結合防止電極１７も同様に構成することも可能である。
また、第１絶縁層１２－第４絶縁層１６は、塗料、テープ、フィルム、紙等を用いて形成することが可能である。
上記実施形態では、車両用人検出装置１はドア２の板金に形成される場合の例を挙げて説明したが、ドア２の樹脂やガラス等に形成することも可能である。また、ドア２以外に利用することも可能である。
本発明は、人の接触を検出する車両用人検出装置に用いることが可能である。
１：車両用人検出装置
３：筐体
１１：検知電極
１１Ａ：検知領域
１１Ｂ：非検知領域
１２：第１絶縁層（絶縁層）
１３：容量結合防止電極
１５：第３絶縁層（絶縁層）
１６：第４絶縁層（絶縁層）
１７：容量結合防止電極
２０：検知制御部
Ｖ１：交流電圧
Ｖ２：交流電圧

Claims (4)

  1. 筐体の表面を覆うようにシート状に設けられた導電性の検知電極と、
    前記検知電極を覆うように積層される絶縁層と、
    前記絶縁層における、前記検知電極において予め設定された検知領域以外の非検知領域を覆う領域に積層される容量結合防止電極と、
    前記検知電極に交流電圧を印加し、前記検知電極の静電容量の変化に基づいて前記検知領域に人が触れたことを検知する検知制御部と、
    を備え、
    前記容量結合防止電極は、前記交流電圧が印加されている車両用人検出装置。
  2. 前記検知電極と前記筐体との間に、一対の絶縁層で挟まれた容量結合防止電極が、更に設けられている請求項１に記載の車両用人検出装置。
  3. 前記検知電極は、容量結合された検知電極用駆動電極を介して前記交流電圧が印加される請求項１又は２に記載の車両用人検出装置。
  4. 前記検知電極に印加される前記交流電圧と、前記容量結合防止電極に印加される前記交流電圧とは、互いに電圧値及び位相が等しい請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用人検出装置。
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