專利名稱：靜電容量型傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測與存在于檢測領(lǐng)域的檢測對象物之間的靜電容量的靜電容量型傳感器，特別是高精度地對測領(lǐng)域中的檢測對象物的位置進(jìn)行檢測的靜電容量型傳感器。
背景技術(shù)：
以往，作為對存在于檢測領(lǐng)域的檢測對象物(物體等)進(jìn)行檢測的裝置，公知下面的裝置。即，下述專利文獻(xiàn)1所公開的頭枕驅(qū)動裝置，包括可移動地支持頭枕的支持單元、 往復(fù)驅(qū)動頭枕的驅(qū)動單元、在支撐頭枕外罩的頭部部位的內(nèi)側(cè)相互分離設(shè)置的多個檢測電極(檢測電極)、對這些多個檢測電極相對于共同電位線形成的靜電容量進(jìn)行檢測的靜電容量檢測單元、對以使頭枕向靜電容量平衡的方向移動的方式進(jìn)行驅(qū)動的驅(qū)動單元進(jìn)行控制的位置控制單元。該頭枕驅(qū)動裝置，以使頭部位于多個檢測電極的中心的方式、換言之、以追蹤頭部的動向使頭枕移動的方式被驅(qū)動單元所驅(qū)動，自動地調(diào)整頭枕的位置，其中，該驅(qū)動單元通過位置控制單元控制頭枕。并且，下述專利文獻(xiàn)2所公開的用于調(diào)節(jié)頭枕的裝置具有用于檢測乘員的頭部位置的頭枕內(nèi)配置的包含兩個的電容板的傳感器而構(gòu)成，這些兩個的電容板，在頭枕內(nèi)上下配置。只要一個電容板的傳感器信號的增加與另一個電容板的傳感器信號的減少同時產(chǎn)生，頭枕的高度位置就以從頭枕縮入的一定位置出發(fā)而變化的方式被調(diào)節(jié)。并且，下述專利文獻(xiàn)3所公開的頭枕調(diào)整裝置具有能夠通過馬達(dá)的驅(qū)動上下移動地配置在靠背(seat back)的上部的頭枕、檢測著座者(乘員)的頭部位置的頭部檢測傳感器、根據(jù)來自頭部檢測傳感器的信號與著座者的頭部位置對應(yīng)地調(diào)整頭枕的高度的CPU。該頭枕調(diào)整裝置中，CPU檢測點(diǎn)火開關(guān)的電導(dǎo)通，且著座傳感器檢測著座，進(jìn)而座椅安全帶扣開關(guān)檢測車輛的座椅安全帶已經(jīng)安裝時，開始頭枕的調(diào)整動作。進(jìn)而，下述專利文獻(xiàn)4所公開的物體檢測裝置，將電極間隔一定的多個傳感器電極插入樹脂，通過插入成形形成傳感器電極單元。該傳感器電極單元為中空的截面大致矩形狀，在其至少一邊設(shè)置傳感器電極，由此維持檢測性能而提高安裝自由度。專利文獻(xiàn)1 特開昭64-11512號公報專利文獻(xiàn)2 特開2000-309242號公報專利文獻(xiàn)3 特開平11-180200號公報專利文獻(xiàn)4 特開平11-213296號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題但是，上述的專利文獻(xiàn)1所公開的頭枕驅(qū)動裝置中，利用頭枕與車輛的頂板部等之間的靜電容量進(jìn)行頭枕的位置調(diào)整。并且，上述的專利文獻(xiàn)2所公開的用于調(diào)節(jié)頭枕的裝置中，通過2個或3個的電容板，測定頭部和檢測電極之間的靜電容量以用于位置調(diào)整。并且，上述的專利文獻(xiàn)3所公開的頭枕位置調(diào)整裝置中，根據(jù)座椅各部的調(diào)整結(jié)果進(jìn)行頭枕的位置調(diào)整。進(jìn)而，上述的專利文獻(xiàn)4所公開的物體檢測裝置中，例如在多個傳感器電極的中心與檢測對象物的中心正對的情況下，通過各傳感器電極穩(wěn)定地檢測靜電容量。這樣，以往的裝置中，需要對傳感器的輸出平衡、各檢測電極的輸出峰值等進(jìn)行比較而檢測物體，這種檢測方式中，例如根據(jù)配置多個檢測電極的位置不同，存在檢測電極的初始靜電容量(即，不存在檢測對象物的狀態(tài)下的靜電容量值)、檢測靈敏度很大不同的情況。作為一例，在圖10表示本申請人進(jìn)行的試驗(yàn)的試樣構(gòu)成，并將試驗(yàn)結(jié)果表示在圖 11。本試驗(yàn)中，如圖10所示，例如在發(fā)泡苯乙烯構(gòu)成的臺座101上配置將多個傳感器電極 102a 102e形成在基板102f上而成的傳感器部102。然后，隔著具有規(guī)定的厚度L的發(fā)泡苯乙烯構(gòu)成的板材103，沿著圖10中空白箭頭的方向?qū)⑹┘恿私拥?GND)電位的平板104 覆蓋配置在傳感器部102上。這樣，在傳感器部102的各傳感器電極10 10 和平板104之間的距離(板材103的厚度L)為一定狀態(tài)下，測定與傳感器部102和平板104之間的距離L相對的各傳感器電極10 10 的輸出(V)(參照圖11 (a))、與距離L的變化相對的輸出變化量(V) (參照圖11(b))。圖11(a)中的曲線圖的縱軸表示傳感器輸出(V)，橫軸表示對各傳感器電極 10 10 附加的電極編號(例如，從傳感器電極10 到10 順次地附加電極編號1 5)。并且，圖11(b)中的曲線圖的縱軸表示傳感器輸出(V)，橫軸表示移動距離(mm)。然后，根據(jù)測定結(jié)果，例如圖11(a)所示，傳感器部102和平板104之間的距離 L變化為20mm、40mm、60mm、75mm的情況下，傳感器電極10 (電極編號1)和傳感器電極 10 (電極編號幻的傳感器輸出(V)分別變得最大。即，得到配置在各傳感器電極10 10 的排列方向(并列設(shè)置方向)的最外側(cè)的電極的輸出為最大的結(jié)果。 并且，例如圖11 (b)所示，使距離L的變化量Δ L為20mm-40mm，40mm-60mm, 60mm-75mm的情況下的各個靜電容量值的差(=Δ C)，對應(yīng)于各傳感器電極10 10 而描繪不同的軌跡。特別是，該軌跡的差是輸出變化量的差，可知例如變化量八L為 20mm-40mm時的各傳感器輸出的點(diǎn)集團(tuán)收斂于具有約IOOmV的偏差的范圍內(nèi)。因此，這種各傳感器電極10 10 的傳感器輸出的輸出變化量的差變得顯著時，可能存在根據(jù)上述的各種的檢測方式難以準(zhǔn)確地測定檢測對象物和傳感器部102之間的距離的情況。本發(fā)明，是鑒于這點(diǎn)做出的，其目的在于提供一種能夠減小傳感器的輸出變化量的差、初始容量的差等而準(zhǔn)確地測定檢測對象物和傳感器之間的距離，能夠高精度地檢測檢測對象物的靜電容量型傳感器。用于解決課題的手段本發(fā)明的靜電容量型傳感器，是對與存在于檢測領(lǐng)域的檢測對象物之間的靜電容量進(jìn)行檢測的靜電容量型傳感器，其特征在于，包括由配置在基板上的多個傳感器電極構(gòu)成的傳感器電極群、以隔著該傳感器電極群的方式分別形成在上述傳感器電極群的周圍的至少一部分上的至少一對的保護(hù)電極。本發(fā)明的靜電容量型傳感器，通過以上的構(gòu)成，能夠減小構(gòu)成傳感器電極群的多個傳感器電極的配置位置的不同所導(dǎo)致的傳感器的輸出變化量的差、初始容量的差等，能夠準(zhǔn)確地測定檢測對象物和傳感器之間的距離，高精度地對檢測對象物進(jìn)行檢測。構(gòu)成上述傳感器電極群的多個傳感器電極，例如分別被施加傳感器電位或者與該傳感器電位同等的保護(hù)電位而被驅(qū)動，上述至少一對的保護(hù)電極被施加上述保護(hù)電位而被驅(qū)動。本發(fā)明的靜電容量型傳感器，優(yōu)選的是，進(jìn)而包括基于來自上述多個傳感器電極的輸出而檢測上述檢測對象物的靜電容量值的檢測電路，上述檢測電路，例如包括對施加于上述多個傳感器電極的上述傳感器電位或者上述保護(hù)電位進(jìn)行切換的切換單元、經(jīng)由上述切換單元對上述多個傳感器電極施加上述傳感器電位或者上述保護(hù)電位，并對上述至少一對的保護(hù)電極施加該保護(hù)電位，對由各傳感器電極檢測到的靜電容量值進(jìn)行檢測的檢測單元。上述切換單元例如以如下方式進(jìn)行切換對構(gòu)成上述傳感器電極群的多個傳感器電極中的一個傳感器電極施加上述傳感器電位時，對其他的傳感器電極施加上述保護(hù)電位。構(gòu)成上述傳感器電極群的多個傳感器電極，例如形成矩形長條狀，在沿著其短邊方向并列設(shè)置的狀態(tài)下配置在上述基板上。該情況下，例如上述至少一對的保護(hù)電極配置在上述多個傳感器電極的并列設(shè)置方向兩外側(cè)。并且，構(gòu)成上述傳感器電極群的多個傳感器電極，例如形成矩形長條狀，在一部分沿其短邊方向并列設(shè)置、其他部分以使其短邊方向沿著與上述短邊方向交叉的方向的方式并列設(shè)置的狀態(tài)下配置在上述基板上。該情況下，例如上述保護(hù)電極至少設(shè)置二對，分別配置在上述多個傳感器電極的一部分的并列設(shè)置方向兩外側(cè)以及其他部分的并列設(shè)置方向兩外側(cè)。上述檢測單元，例如從上述并列設(shè)置方向的一方朝向另一方順次地檢測來自上述多個傳感器電極的靜電容量值。并且，上述檢測單元，例如對來自上述多個傳感器電極的靜電容量值按照對各傳感器電極分配的電極編號的順序進(jìn)行檢測。進(jìn)而，上述檢測單元根據(jù)來自上述多個傳感器電極的靜電容量值對檢測對象物的表面形狀進(jìn)行檢測。該情況下，優(yōu)選具有沿著掃描檢測對象物的表面形狀的方向并列設(shè)置至少3個傳感器電極而成的傳感器電極群、和設(shè)置在上述傳感器電極的并列設(shè)置方向兩外側(cè)的一對的保護(hù)電極。并且，上述傳感器電極群優(yōu)選將多個傳感器電極在檢測對象物的全長的至少1/2 上并列設(shè)置。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能夠減小傳感器的輸出變化量的差、初始容量的差等，準(zhǔn)確地測定檢測對象物和傳感器之間的距離，高精度地檢測檢測對象物。
具體實(shí)施例方式以下，參照添附的圖面，對本發(fā)明的靜電容量型傳感器的優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。圖1是用于說明本發(fā)明的一實(shí)施方式的靜電容量型傳感器的電極構(gòu)造的例子的說明圖，圖2表示該靜電容量型傳感器的全體構(gòu)成的例子的框圖，圖3表示該靜電容量型傳感器的傳感器IC的構(gòu)成例的框圖，圖4表示該靜電容量型傳感器的傳感器IC的動作波形的例子的動作波形圖。如圖1所示，本發(fā)明的一實(shí)施方式的靜電容量型傳感器，例如構(gòu)成為包括形成矩形長條狀在沿其短邊方向(與長邊方向交叉的方向)并列設(shè)置在未圖示的基板上的狀態(tài)下配置的多個傳感器電極1 5所構(gòu)成的傳感器電極群6、在該傳感器電極群6的周圍的至少一部分以隔著該傳感器電極群6的方式(即，在此，在傳感器電極群6中的各傳感器電極 1 5的并列設(shè)置方向最外側(cè)配置的傳感器電極(例如，傳感器電極1、幻的更外側(cè))分別形成的一對的(一組的)保護(hù)電極觀3、觀13，該保護(hù)電極^a、28b為與傳感器電極群6中的各傳感器電極1 5不接觸的狀態(tài)。該靜電容量型傳感器是通過構(gòu)成傳感器電極群6的這樣配置的各傳感器電極1 5對與存在于檢測領(lǐng)域的檢測對象物之間的靜電容量進(jìn)行檢測的裝置。然后，各傳感器電極1 5分別被施加規(guī)定的傳感器電位或者與該傳感器電位同等的保護(hù)電位而被驅(qū)動，對各保護(hù)電極^a、28b始終施加保護(hù)電位。這些各傳感器電極1 5以及保護(hù)電極^aJ8b，分別形成配置在例如撓性印刷基板，剛性基板或剛?cè)嵝曰鍢?gòu)成的基板上。并且，各傳感器電極1 5以及保護(hù)電極^a、 ^b，由聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚二甲酸乙二醇酯(PEN)，聚酰亞胺(PI)，聚酰胺 (PA)或玻璃海綿樹脂等的絕緣體構(gòu)成的基板上圖案形成的銅、銅合金或者鋁等的導(dǎo)電材、 配置在基板上的單個電線等的導(dǎo)電材等構(gòu)成。對構(gòu)成傳感器電極群6的各傳感器電極1 5，分別分配例如電極編號1 5。這些各傳感器電極1 5在此設(shè)置5個，也可以設(shè)置例如5個以上。并且，保護(hù)電極觀^觀比配置在與配置有傳感器電極群6的基板相同的基板上。 該情況下，保護(hù)電極^a、28b可以設(shè)置在與配置有傳感器電極群6的面相同的一面?zhèn)纫约跋喾疵鎮(zhèn)鹊娜魏我粋?cè)，并且，例如將各保護(hù)電極^a、28b經(jīng)由絕緣材配置在基板上。然后，圖2所示，構(gòu)成傳感器電極群6的各傳感器電極1 5，與根據(jù)這些的傳感器電極1 5的輸出而檢測檢測對象物的靜電容量值的檢測電路連接。檢測電路，包括對施加于各傳感器電極1 5的傳感器電位或者保護(hù)電位進(jìn)行切換的切換電路20、經(jīng)由該切換電路20對各傳感器電極1 5施加傳感器電位或者保護(hù)電位，并對由各傳感器電極1 5 檢測到的靜電容量值進(jìn)行檢測的傳感器IC21。傳感器IC21對各保護(hù)電極^a、28b對始終供給保護(hù)電位。并且，檢測電路包括基于來自傳感器IC21的輸出對切換電路20進(jìn)行控制，并進(jìn)行基于上述輸出的各種處理的ECU(電子控制單元)22。切換電路20例如由能夠?qū)碜詡鞲衅鱅C21的傳感器電位或者保護(hù)電位進(jìn)行切換而供給各傳感器電極1 5的多個FET、多個模擬開關(guān)或者多個多路調(diào)制器(multiplexer)構(gòu)成。
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該切換電路20例如以對構(gòu)成傳感器電極群6的各傳感器電極1 5中的一個傳感器電極(例如，傳感器電極1)施加傳感器電位時，對其他的傳感器電極(例如傳感器電極2 幻對施加保護(hù)電位的方式，對來自傳感器IC21的輸出電位進(jìn)行切換。傳感器IC21對來自傳感器電極群6的各傳感器電極1 5的靜電容量值，例如以從并列設(shè)置方向的一方向另一方的順序編號(例如，與電極編號1 — 5不同時的順序編號) 進(jìn)行掃描檢測，或者以預(yù)先分配的電極編號順序(例如，與電極編號1 — 3 — 5 — 2 — 4不同時的順序編號)進(jìn)行掃描檢測。該傳感器IC21例如生成與傳感器電極群6的各傳感器電極1 5和檢測對象物(未圖示)之間的靜電容量對應(yīng)地占空比變化的脈沖信號，并進(jìn)行平滑化而輸出信號。 ECU22例如具有CPU，RAM, ROM等，進(jìn)行利用由傳感器IC21檢測的靜電容量值的各種處理。傳感器IC21，如圖3所示，是與靜電容量C對應(yīng)地占空比變化的裝置，例如構(gòu)成為包括輸出一定周期的觸發(fā)信號TG的觸發(fā)信號發(fā)生電路101、輸出根據(jù)與輸入端連接的靜電容量C的大小而占空比變化的脈沖信號Po的時鐘電路102、將該脈沖信號Po平滑化的低通濾波器(LPF) 103。時鐘電路102，例如構(gòu)成為包括兩個的比較器201、202、這些比較器201、202 的輸出分別被輸入復(fù)位端子R以及置位端子S的RS正反器(flip flop)(以下，稱為 ΓRS-FFJ) 203、將該RS-FF203的輸出DIS輸出到LPF103的緩沖器204、以RS-FF203的輸出 DIS來進(jìn)行0N/0FF控制的晶體管205。比較器202將從觸發(fā)信號發(fā)生電路101輸出的圖4所示的觸發(fā)信號TG與由電阻 R1、R2、R3分割的規(guī)定的閾值Vth2進(jìn)行比較，輸出與觸發(fā)信號TG同步的置位脈沖。該置位脈沖將RS-FF203的Q輸出置位。該Q輸出作為放電信號DIS使晶體管205為OFF狀態(tài)，在傳感器電極1 O 5)和大地之間，以傳感器電極1O 幻的對接地靜電容量C以及在輸入端和電源線之間連接的電阻R4的時間常數(shù)所決定的速度進(jìn)行充電。由此，輸入信號Vin的電位以由靜電容量C決定的速度上升。輸入信號Vin如果超過由電阻Rl、R2、R3決定的閾值Vthl，則比較器201的輸出反轉(zhuǎn)而使RS-FF203的輸出反轉(zhuǎn)。其結(jié)果，晶體管205成為ON狀態(tài)，傳感器電極1 O 5) 中蓄積的電荷經(jīng)由晶體管205放電。因此，該時鐘電路102如圖4所示，輸出以基于傳感器電極1 5)和存在于檢測領(lǐng)域的檢測對象物(未圖示)之間的靜電容量C的占空比而振蕩的脈沖信號Po。LPF103 通過對該輸出進(jìn)行平滑化，輸出圖4所示的直流的信號Vout。在圖4中，以實(shí)線表示的波形和以虛線表示的波形，表示前者比后者靜電容量小，例如后者表示物體接近狀態(tài)。這樣構(gòu)成的靜電容量型傳感器中，具體而言，通過下面的動作檢測與檢測對象物和之間的靜電容量C。圖5是用于說明本發(fā)明的一實(shí)施方式的靜電容量型傳感器的動作例的說明圖。圖5中標(biāo)號「S」表示傳感器電位，「G」表示保護(hù)電位。首先，通過E⑶22的控制，在利用切換電路20使傳感器電極群6的傳感器電極1 有效(active)的情況下，如該圖(a)所示，對其他的傳感器電極2 5以及一對的保護(hù)電極^a、28b施加保護(hù)電位而形成「傳感器測定狀態(tài)1」。接著，在傳感器電極群6的傳感器電極2有效的情況下，同圖(b)所示，對其他的傳感器電極1、3 5以及一對的保護(hù)電極^a、28b施加保護(hù)電位而形成「傳感器測定狀態(tài) 2」。進(jìn)而，在傳感器電極群6的傳感器電極3有效的情況下，如該圖(c)所示，對其他的傳感器電極1、2、4、5以及一對的保護(hù)電極觀^2汕施加保護(hù)電位而形成「傳感器測定狀態(tài)3」。并且，在傳感器電極群6的傳感器電極4有效的情況下，如該圖(d)所示對其他的傳感器電極1 3、5以及一對的保護(hù)電極^a、28b施加保護(hù)電位而形成「傳感器測定狀態(tài) 4」。同樣地，傳感器電極群6的傳感器電極5有效情況下，如該圖(e)所示對其他的傳感器電極1 4以及一對的保護(hù)電極^a、28b施加保護(hù)電位而形成「傳感器測定狀態(tài)5」。這樣，即便在傳感器電極群6的各傳感器電極1 5順次有效的情況下，由于一對的保護(hù)電極^a、28b始終以保護(hù)電位驅(qū)動，例如傳感器電極群6的最外側(cè)配置的傳感器電極1、5有效情況下，也能夠?qū)崿F(xiàn)在該傳感器電極1、5的兩側(cè)(并列設(shè)置方向兩側(cè))存在保護(hù)電位的電極的狀態(tài)。因此，能夠抑制傳感器電極群6向外側(cè)方向的靜電容量的電耦合。S卩，如上所述，以使用圖10以及圖11說明的條件相同的條件進(jìn)行測定的情況下， 圖6(a)所示，傳感器電極群6的各傳感器電極1 5的傳感器輸出電圧為大致均勻的狀態(tài) (即，傳感器靈敏度大致均勻)。并且，同圖(b)所示，在測定人體的頭部49的情況下，傳感器電極群6的各傳感器1 5的傳感器輸出電圧中產(chǎn)生差，能夠可靠地檢測頭部49的后頭部形狀(即，凹凸形狀)。因此，本實(shí)施方式的靜電容量型傳感器中，能夠減小構(gòu)成傳感器電極群6的各傳感器電極1 5的輸出變化量的差、初始容量的差等而準(zhǔn)確地測定檢測對象物和各傳感器電極1 5之間的距離，能夠高精度地檢測檢測對象物。一對的保護(hù)電極^aJSb的面積可以為與構(gòu)成傳感器電極群6的各傳感器電極1 5各自相同的面積，也可以是比其大的面積。并且，如上所述，在基于多個傳感器電極的靜電容量值檢測檢測對象物的表面形狀(例如，頭部49的后頭部形狀)的情況下，優(yōu)選沿著掃描檢測對象物的表面形狀的方向至少并列設(shè)置3個傳感器電極，并且在其并列設(shè)置方向兩外側(cè)設(shè)置一對的保護(hù)電極。傳感器電極群6在檢測對象物的全長的至少1/2，優(yōu)選的是3/4以上并列設(shè)置各傳感器電極。圖7是用于說明本發(fā)明的一實(shí)施方式的靜電容量型傳感器的電極構(gòu)造的其他的例的說明圖。以下，對于與已經(jīng)說明的部分重復(fù)的部分標(biāo)以相同的符號而省略說明，對于與本發(fā)明沒有特別關(guān)聯(lián)的部分有時沒有明確記載。如圖7所示，本例的靜電容量型傳感器，構(gòu)成傳感器電極群6的各傳感器電極1 5中，一部分(例如傳感器電極1 3)沿其短邊方向并列設(shè)置，其他的傳感器電極(例如傳感器電極4、5)以其短邊方向沿與各傳感器電極1 3的并列設(shè)置方向(即，短邊方向)交叉的方向并列設(shè)置的狀態(tài)(在此，以隔著各傳感器電極1 3的狀態(tài))配置在基板上而構(gòu)成。該靜電容量型傳感器中，保護(hù)電極至少設(shè)置二對，一對的保護(hù)電極^a、28b分別配置在各傳感器電極1 3的并列設(shè)置方向的更外側(cè)，并且其他的一對的保護(hù)電極^cJSd 分別配置在傳感器電極4、5的并列設(shè)置方向的更外側(cè)。通過這樣構(gòu)成，在傳感器電極群6 中，與傳感器電極1 3的并列設(shè)置方向一起，傳感器電極4、5的并列設(shè)置方向的輸出也能夠減小輸出變化量的差、初始容量的差等而檢測。其他的作用效果與上述的裝置同樣，在此省略說明。
圖8是表示將本發(fā)明的一實(shí)施方式的靜電容量型傳感器適用于座席的頭枕位置調(diào)整裝置的例的說明圖，圖9是提出該頭枕位置調(diào)整裝置中的頭枕部分而表示的說明圖。 如圖8以及圖9所示，本實(shí)施方式的靜電容量型傳感器作為傳感器部10而構(gòu)成，用于頭枕位置調(diào)整裝置100。該頭枕位置調(diào)整裝置100例如設(shè)置在車輛等的座席40的頭枕43的內(nèi)部，構(gòu)成為具有構(gòu)成傳感器電極群6各傳感器電極1 5以及一對的保護(hù)電極^aJSb以在頭枕43 的前面?zhèn)妊仡^枕43的高度方向并列設(shè)置的狀態(tài)配置而成的傳感器部10、和例如配置在座席40的靠背部41的驅(qū)動馬達(dá)部30。在此，傳感器部10以及驅(qū)動馬達(dá)部30通過線束四而電連接。并且，這些傳感器部10以及驅(qū)動馬達(dá)部30也可以通過無線等方式進(jìn)行控制。傳感器部10構(gòu)成為具有在基板19的一個面?zhèn)刃纬傻纳鲜龈鱾鞲衅麟姌O1 5以及保護(hù)電極^aJ8b、和例如該基板19的另一個面?zhèn)仍O(shè)置的具有上述的切換電路20、傳感器IC21 (未圖示)的檢測電路部27等。檢測著座于座席40的著座部42的人體48的頭部 (檢測對象物)49和頭枕43 (具體而言是傳感器電極群6的各傳感器電極1 幻之間的靜
電容量。檢測電路部20的傳感器IC21基于來自各傳感器電極1 5的檢測信號檢測靜電容量值，對ECU22(未圖示)輸出與其檢測結(jié)果相關(guān)的信息。ECU22，根據(jù)輸入的上述信息檢測各傳感器電極1 5中例如信號的輸出值最高的傳感器電極，算出與該檢測結(jié)果對應(yīng)地對通過運(yùn)算推定的頭部49的中心位置(推定中心位置)等，將與該結(jié)果對應(yīng)的頭枕43的驅(qū)動信息輸出到驅(qū)動馬達(dá)部30。驅(qū)動馬達(dá)部30與來自E⑶22的輸出對應(yīng)地，使將頭枕43相對于靠背部41支持的支持軸43a例如在上下、左右或前后方向上移動，將頭枕43的位置(例如高度方向中心位置)調(diào)整到適合與頭部49相對的適當(dāng)位置。具體而言，例如檢測到的一個傳感器電極的位置，調(diào)整到在水平方向上與頭枕43的高度方向中心位置正對，或者調(diào)整到該傳感器電極的位置比頭枕43的高度方向中心位置在一定程度上位于上方，作成基于檢測的結(jié)果的頭部 49的形狀輪廓信息而基于該輪廓信息將頭枕43調(diào)整到適當(dāng)位置。在這樣構(gòu)成的頭枕位置調(diào)整裝置100中，由于采用具有上述的實(shí)施方式的靜電容量型傳感器的傳感器部10，因此能夠高精度地檢測檢測對象物而將頭枕43的位置自動地調(diào)整到適當(dāng)位置。由此，例如在座席40搭載于車輛的情況下等，能夠?qū)㈩^枕43的位置未調(diào)整時的沖撞時等的頸椎損傷等的事故防患于未然。如上所述，根據(jù)上述的實(shí)施方式的靜電容量型傳感器，能夠減小構(gòu)成傳感器電極群6各傳感器電極1 5的輸出變化量的差、初始容量的差等而準(zhǔn)確地測定檢測對象物和傳感器之間的距離，能夠高精度地檢測檢測對象物。


圖1是用于說明本發(fā)明的一實(shí)施方式的靜電容量型傳感器的電極構(gòu)造的例子的說明圖。圖2是表示該靜電容量型傳感器的全體構(gòu)成的例子的框圖。圖3是表示該靜電容量型傳感器的傳感器IC的構(gòu)成例的框圖。
圖4是表示該靜電容量型傳感器的傳感器IC的動作波形的例子的動作波形圖。圖5是用于說明本發(fā)明的一實(shí)施方式的靜電容量型傳感器的動作例的說明圖。圖6是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的靜電容量型傳感器的測定結(jié)果的說明圖。圖7是用于說明本發(fā)明的一實(shí)施方式的靜電容量型傳感器的電極構(gòu)造的其他的例子的說明圖。圖8是表示將本發(fā)明的一實(shí)施方式的靜電容量型傳感器適用于座席的頭枕位置調(diào)整裝置的例子的說明圖。圖9是將同頭枕位置調(diào)整裝置中的頭枕部分提出而顯示的說明圖。圖10是表示本申請人進(jìn)行的試驗(yàn)的試樣構(gòu)成的圖。圖11是表示本申請人進(jìn)行的試驗(yàn)的試驗(yàn)結(jié)果的圖。附圖標(biāo)記說明1 5…傳感器電極、6…傳感器電極群、10…傳感器部、20···切換電路、21…傳感器IC、22…ECU、27…檢測電路部、28a、2m3、28c、28d…保護(hù)電極、29...線束、30...驅(qū)動馬達(dá)部、40…座席、41···靠背部、42···著座部、43···頭枕、43a…支持軸、48…人體、49…頭部、 100…頭枕位置調(diào)整裝置。
權(quán)利要求
1.一種靜電容量型傳感器，是對與存在于檢測領(lǐng)域的檢測對象物之間的靜電容量進(jìn)行檢測的靜電容量型傳感器，其特征在于，包括傳感器電極群，由配置在基板上的多個傳感器電極構(gòu)成；及至少一對的保護(hù)電極，以隔著該傳感器電極群的方式分別形成在上述傳感器電極群的周圍的至少一部分上。
2.如權(quán)利要求1所述的靜電容量型傳感器，其特征在于，構(gòu)成上述傳感器電極群的多個傳感器電極分別被施加傳感器電位或者與該傳感器電位同等的保護(hù)電位而被驅(qū)動，上述至少一對的保護(hù)電極被施加上述保護(hù)電位而被驅(qū)動。
3.如權(quán)利要求2所述的靜電容量型傳感器，其特征在于，進(jìn)而包括基于來自上述多個傳感器電極的輸出而檢測上述檢測對象物的靜電容量值的檢測電路，上述檢測電路包括切換單元，對施加于上述多個傳感器電極的上述傳感器電位或者上述保護(hù)電位進(jìn)行切換；以及檢測單元，經(jīng)由上述切換單元對上述多個傳感器電極施加上述傳感器電位或者上述保護(hù)電位，并對上述至少一對的保護(hù)電極施加該保護(hù)電位，對由各傳感器電極檢測到的靜電容量值進(jìn)行檢測。
4.如權(quán)利要求3所述的靜電容量型傳感器，其特征在于，上述切換單元以如下方式進(jìn)行切換對構(gòu)成上述傳感器電極群的多個傳感器電極中的一個傳感器電極施加上述傳感器電位時，對其他的傳感器電極施加上述保護(hù)電位。
5.如權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的靜電容量型傳感器，其特征在于，構(gòu)成上述傳感器電極群的多個傳感器電極形成矩形長條狀，在沿著其短邊方向并列設(shè)置的狀態(tài)下配置在上述基板上。
6.如權(quán)利要求5項(xiàng)所述的靜電容量型傳感器，其特征在于，上述至少一對的保護(hù)電極配置在上述多個傳感器電極的并列設(shè)置方向兩外側(cè)。
7.如權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的靜電容量型傳感器，其特征在于，構(gòu)成上述傳感器電極群的多個傳感器電極形成矩形長條狀，在一部分沿其短邊方向并列設(shè)置、其他部分以使其短邊方向沿著與上述短邊方向交叉的方向的方式并列設(shè)置的狀態(tài)下配置在上述基板上。
8.如權(quán)利要求7所述的靜電容量型傳感器，其特征在于，上述保護(hù)電極至少設(shè)置二對，分別配置在上述多個傳感器電極的一部分的并列設(shè)置方向兩外側(cè)以及其他部分的并列設(shè)置方向兩外側(cè)。
9.如權(quán)利要求3 6中任一項(xiàng)所述的靜電容量型傳感器，其特征在于，上述檢測單元從上述并列設(shè)置方向的一方朝向另一方順次地檢測來自上述多個傳感器電極的靜電容量值。
10.如權(quán)利要求3 7中任一項(xiàng)所述的靜電容量型傳感器，其特征在于，上述檢測單元對來自上述多個傳感器電極的靜電容量值按照對各傳感器電極分配的電極編號的順序進(jìn)行檢測。
11.如權(quán)利要求3 10中任一項(xiàng)所述的靜電容量型傳感器，其特征在于，上述檢測單元根據(jù)來自上述多個傳感器電極的靜電容量值對檢測對象物的表面形狀進(jìn)行檢測。
12.如權(quán)利要求11所述的靜電容量型傳感器，其特征在于，具有傳感器電極群，沿著掃描檢測對象物的表面形狀的方向并列設(shè)置至少3個傳感器電極而成；以及一對的保護(hù)電極，設(shè)置在上述傳感器電極的并列設(shè)置方向兩外側(cè)。
13.如權(quán)利要求12所述的靜電容量型傳感器，其特征在于，上述傳感器電極群將多個傳感器電極在檢測對象物的全長的至少1/2上并列設(shè)置。
全文摘要
減小傳感器的輸出變化量的差、初始容量的差等而準(zhǔn)確地測定檢測對象物和傳感器之間的距離，高精度地檢測檢測對象物。靜電容量型傳感器，具有構(gòu)成傳感器電極群6的各傳感器電極1～5以及一對的保護(hù)電極28a、28b而構(gòu)成。對各傳感器電極1～5，施加傳感器電位或者保護(hù)電位而進(jìn)行驅(qū)動，對保護(hù)電極28a、28b施加保護(hù)電位而進(jìn)行驅(qū)動。即使在傳感器電極群6的最外側(cè)的傳感器電極1、5有效的情況下，由于保護(hù)電極28a、28b以保護(hù)電位被驅(qū)動，也能夠使構(gòu)成傳感器電極群6的各傳感器電極1～5的輸出變化量的差、初始容量的差變得大致均勻。
文檔編號G01B7/28GK102203547SQ20098014352
公開日2011年9月28日 申請日期2009年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月31日
發(fā)明者山口佑一郎, 市原孝一, 櫻井良平 申請人:株式會社藤倉