JPH031417A - 非接触センサスイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は非接触センサスイッチ、特に複数の入力を簡単
かつ確実に行うことのできる非接触センサスイッチに関
するものである。

［従来の技術］ 使用者によって所望のセンサスイッチ入力を行うことの
できる非接触センサスイッチが各種の産業分野において
用いられており、スイッチ操作時に直接使用者の指など
を触れることなくスイッチのオンオフ或いは所望のセン
サ入力を与えることのできる利点を有する。

このような非接触センサスイッチは、エレベータの呼ボ
タンなどとして広く用いられており、また、近年におい
ては、車両用キーレスエントリ装置のセンサスイッチと
して、或いは車両用キーレスエンジンスタート装置のス
イッチとしても用いられる。

更に、このようなセンサスイッチの用途は近年のホーム
セキュリティ分野においても、各種の開扉信号を得るた
めに有用である。

すなわち、通常の可動部分を含む接触型センサスイッチ
は、車両或いは屋外で用いられた場合、埃或いは煙草の
煙その他の塵埃によって比較的容易に作動不良を起こす
ことがあり、゛装置の入力手段としては必ずしも適切で
なかった。

従って、このような従来の接触型センサスイッチに比し
て、非接触センサスイッチはスイッチ自体を密閉型とし
て、機械的な可動部のない堅牢な故障の少ない入力装置
を提供可能である。

また、本発明で対象とする非接触センサスイッチは、そ
の表面をガラス或はプラスチックの絶縁層或いは絶縁板
で覆い、これによって、使用者の指がガラス或いはプラ
スチック表面に触れることによって表面が汚れた場合に
も極めて簡単に清掃することができるという利点もある
。

前述したごとく、このような非接触センサスイッチの好
適な使用例としては、車両用のキーレスエントリ装置が
あり、以下にこのキーレスエントリ装置を説明する。

車両の盗難を防止するためにドアロック装置は不可欠で
あるが、一方において、このドアロックを解除するため
のキーを常時携帯し管理することは結構厄介であり、ま
たその紛失時には著しく面倒な後処理を特徴とする 特に、このような後処理は車室内にキーを置き忘れたま
までドアロックしてしまうような場合にしばしば生じ、
古くからキーレスエントリの要請が高かった。

従来において、このようなキーレスエントリは盗難防止
及びいたずら等により破壊されることとの調和のもとで
実現されていた。

従来のキーレスエントリは、通常、車体の外表面に、例
えばドアハンドルの周縁などにキーボードを取り付け、
このキーボードによって特定の予め定められたＩＤ（認
識）番号を複数桁の文字列或いは数字列として入力し、
これが所定の登録番号と一致したときにロック解除をす
る方式から成る。

この従来方式は、暗証番号を用いた多くの本人確認方式
と同様に、盗難防止には大きな威力を発揮する。

しかしながら、前記従来におけるキーボード型のキーレ
スエントリ装置は、自動車の外表面にキーボードが設け
られるので、キーボード装置自体が破壊されやすく、或
いはいたずらによって使用不能になりやすいという欠点
があった。

従って、従来においても、キーレスエントリのＩＤ番号
を入力するために、車室内に設けられたセンサを車外か
ら非接触で操作して所望のエントリ入力を行うことが望
まれている。

［発明が解決しようとする課題］ このような非接触センサスイッチとしては、幾つかの提
案がなされており、例えば光センサを用いた装置も提案
されたが、このような光センサでは外光照度の変動或い
は汚れなどの影響を受けやすく、エントリ人力の確実性
が低いという問題があった。　従来において、非接触セ
ンサスイッチは例えばエレベータの呼ボタンなどにも実
用化されており、これらの非接触センサスイッチとして
は静電容量型が用いられている。

このような静電容量型の非接触センサスイッチも車両の
キーレスエントリ装置に利用可能であるが、センサ感度
の調整が微妙であり、十分に実用的な感度を与えた場合
には複数個センサを整列配置した時にセンサ間の干渉が
生じ、誤動作を招きやすいという問題があった。

すなわち、車両用のキーレスエントリ装置などにおいて
は、前述した複数桁のＩＤ番号を入力しなければならず
、このために複数個のセンサを整列配置することが必要
となり、このために、従来の静電容量型非接触センサス
イッチでは、例えば使用者の指などを近接させた時に、
所望桁のエントリ入力ばかりでなく、これに隣接するセ
ンサからも入力が行われてしまいやすいという問題があ
った。

本発明は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、そ
の目的は、良好な入力感度を得ながら、かつ隣接配置さ
れたセンサ間の干渉が生じにくい改良された非接触セン
サスイッチを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は、非接触センサス
イッチとしてインダクタンスの変化を検出するためのセ
ンサコイルを含み、このセンサコイルを複数個基板上に
整列配置し、この基板を車両の窓ガラス内側に配置する
ことによって、使用者は外部から所望桁のセンサに対し
て指などを近接することで良好な感度の入力を行うこと
が可能となる。

そして、本発明によれば、複数整列配置されたセンサコ
イル間の干渉を防止するために、各センサは接地電極で
囲繞され、コンパクトなセンサ形状でありながら、誤入
力のない装置として好適な非接触センサスイッチを提供
可能である。

［作用］ 従って、本発明によれば、非接触センサスイッチが車両
等の窓ガラス内側に配置され、使用者は単に窓ガラス越
しに指などをセンサコイルに近接することで所望のＩＤ
番号をエントリ入力することが可能となる。

前記窓ガラス内側に設けられるセンサは基板とこの基板
上に複数個整列配置されたセンサコイルから成り、小型
コンパクトな構成とすることができるので、車両用キー
レスエントリ装置などを車体に簡易に組み込み或いはオ
プションとして設けることも容易となる。

［実施例］ 以下図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する。

本発明に係る非接触センサスイッチは、各種の応用分野
に用いられ、例えば車両用のキーレスエントリ或いはキ
ーレスエンジンスタート装置として、又はホームセキュ
リティのＩＤ番号入力用として用いられるが、以下の説
明においては、車両用キーレスエントリ装置として説明
する。

第１図には車両の側方窓内面に設けられた本発明に係る
電子キーレスエントリ装置の外観図が示されており、車
両の運転席側ドア１０に収納可能に設けられた側方窓１
２の内面に本発明に係る電子キーレスエントリ装置１４
が設けられている。

実施例における電子キーレスエントリ装置１４は車両に
オプションとして容易に着脱可能な構成から成り、第２
図の内面側から見た状態から明らかなように、電子キー
レスエントリ装置１４の表側には装置本体から下方に伸
びた平薄板から成る固定板１４ａを有し、該固定板１４
ａをドア１０と窓ガラス１２との間に挾み込むことによ
って極めて容易に電子キーレスエントリ装置１４をドア
１０にしっかりと固定保持することができる。

そして、本発明に係る電子キーレスエントリ装置１４は
ドアロックを解除するためのロック解除装置を内蔵して
おり、実施例によれば、このロック解除装置はドアロッ
クのノブ１６を上方に引き上げるためのロック解除モー
タ１８を有しており、このロック解除モータの回転軸に
固定されたクランクカム２０と引張り帯２２とによって
前記ドアロックノブ１６を上方に引き上げることができ
る。

前記引張り帯２２は例えば硬質ゴムなどから形成され、
これを容易にノブ１６に取り付けることができ、実施例
の電子キーレスエントリ装置１４によれば、任意の車両
に広範囲に装着可能である。

勿論、本発明において、前記ロック解除装置は図示した
モータ駆動装置ばかりでなく、例えば前記ドアロックノ
ブ１６に固定されたコアをソレノイドの励磁によって上
方に引き上げてロック解除し、又は下方へ押し下げて自
動的にロックする装置とすることも可能である。

第１図に戻って、前記電子キーレスエントリ装置１４は
その正面から見て明らかなように、その表面に窓ガラス
１２の内面に近接してセンサ基板２４が配置されている
。このセンサ基板２４はプラスチックなどの絶縁薄板か
らなり、前述した固定板１４ａと一体に形成することも
可能である。

前記センサ基板２４上には複数個のセンサコイル２Ｂ−
１，２６−２，２６−３，２６−４，２６−５が平面状
に整列配置されており、この５個のセンサコイルから所
望のＩＤ番号をエントリ入力することができる。

これらのセンサコイル２６は、実際上前記センサ基板２
４にプリント配線などで形成され、所定厚の銅箔をコイ
ル状にパターン成形して所望の巻き数のコイルを得るこ
とができる。

実施例において、これらのコイルは例えば０゜２＋ａｍ
程度の幅のコイルを５０巻以上とすることが好ましい。

本発明において、更に、前記センサ基板２４の各センサ
コイル２６の周囲には接地電極２８が囲繞して形成され
、この接地電極２８は各センサコイル２６とは絶縁され
た状態でセンサ基板２４に設けられている。実施例にお
いて、接地電極２８は前述したコイル２６と同様にプリ
ント配線にて形成されており、後述するごとく、各セン
サコイル２６を囲繞して接地電極が配置されていること
から、各センサコイル２６間の干渉を除去し、誤入力を
防ぐために極めて有効である。

第３図には前記センサコイル２６の断面が示されており
、基板２４の窓ガラス１２側に設けられたセンサコイル
２６及びこれを囲繞する接地電極２８の表面は絶縁層３
０にて覆われている。この絶縁層３０はコイル２６及び
接地電極２８の表面に絶縁材でコーティングしてもよく
、或いは別個の絶縁プラスチック薄板を張り付けてもよ
い。

また、本発明において、この絶縁層３０は透明層として
内部のコイル２６をそのまま外部から視認できるように
してもよく、或いは絶縁層３０を不透明とし、その表面
にセンサコイル２６の位置を示す表示を施してもよい。

第３図に示されるように、窓ガラス１２の内側に設けら
れたセンサコイル２６は、外部から指などを近接するこ
とにより、そのインダクタンス変化が生じ、所望のセン
サコイル２６からエントリ入力を行うことができる。

第４図には前記センサコイル２６に接続されセンサコイ
ル２６のインダクタンス変化を検出して信号出力する検
知回路の一例が示されている。

図において、センサコイル２６はＦＥＴＱｌのゲート入
力に接続され、またこのゲート入力にはコンデンサＣＩ
を介して電源電圧が供給されている。

また、ＦＥＴＱ、のドレインは電源に接続され、またそ
のソースは可変抵抗ＶＲ及びインダクタンスＬを介して
接地されている。そして、ＦＥＴＱ　のソース−ドレイ
ン間はコンデンサＣ２を介■ して接続されている。

従って、ＦＥＴＱｌには正帰還がかけられ発振回路を形
成していることが理解される。この発振周波数はそのイ
ンダクタンス、キャパシタンス及び抵抗によって定まり
、その調整は可変抵抗ＶＲにて行うことができる。

また、前述したＦＥＴＱｌのゲートに接続されたセンサ
コイル２６がそのインダクタンスを変化すると、発振周
波数が変動し或いはインダクタンスの大幅な変動によっ
て発振を停止させることが可能となる。

前記ＦＥＴＱ　　のソース端子は抵抗Ｃ３を介し■ てトラジスタＱ２のベースに接続されている。このトラ
ンジスタＱ　はそのコレクタが抵抗Ｒ１をを介して電源
に接続され、またそのエミッタがコンデンサＣ４を介し
て接地されている。

従って、前記ＦＥＴＱ１が発振を継続しているときには
、コンデンサＣ３に所望の充電電荷が蓄積され、トラン
ジスタＱ２をオン状態に保つことができる。

前記トランジスタＱ　は更に抵抗Ｒ２を介してそのエミ
ッタが次のトランジスタＱ３のベースに接続され、また
このトランジスタＱ３のベースは抵抗Ｒ３を介して接地
されている。トランジスタＱ　のコレクタは抵抗Ｒ４を
介して電源側に、またそのエミッタは直接接地されてい
る。そして、トランジスタＱ３のコレクタから出力端子
Ｔを介して電子キーし・スエントリ装置１４にエントリ
人力が供給される。

従って、前記ＦＥＴＱ１の発振状態ではトランジスタＱ
２がオン状態となり、この結果コンデンサＣ４に所望の
充電電荷が蓄積されるのでトランジスタＱ３もオン状態
となり、出力端子ＴにはｒＬＪ信号が出力されることと
なる。従って、このｒＬＪ信号によって、キーレスエン
トリ装置１４はエントリ入力がＯであることを認識する
。

一方、第３図に示したごとく、所望のセンサコイル２６
に外部から窓ガラス１２を介して使用者の指などを近接
させると、このときに該当するセンサコイル２６のイン
ダクタンスが変化し、この結果、第４図の検知回路にお
いて、ＦＥＴＱｌの発振周波数が著しく低下し或いは発
振を停止し、この結果、コンデンサＣ３の充電が行われ
なくなり、トランジスタＱ２がオフ状態となり、更に、
コンデンサＣ４の充電が行われないことからこれに続く
トランジスタＱ３もオフ状態となる。

従って、この状態で、出力端子Ｔは電源電圧となり、キ
ーレスエントリ装置１４にｒＨＪなるエントリ入力を供
給することができる。

前述したセンナコイル２６のインダクタンス変化は、コ
イル２６自体の放射する電磁波が近接する指によって変
化すること、或いはコイル２６の相互インダクタンスが
指の近接によって変化することにより生じ、十分に大き
なインダクタンス変化を容易に得ることが可能である。

また、本発明によれば、前記指の近接によっても、該当
するセンサコイル２６のみがインダクタンス変化を起こ
し、これに隣接する他のセンサコイルはその周囲に接地
電極２８が囲繞しているので、比較的センサコイル２６
の間隔が狭い場合においても誤入力を生じることはない
。

前述した実施例において、ＦＥＴＱｌから成る発振回路
はその発振周波数がＩＫＨｚ程度に設定されており、使
用者の指を第３図に示すように窓ガラス１２に接触させ
ると、このときのインダクタンス変化によって発振回路
は発振停止するように設定されている。

実験によれば、このときのセンサコイル２６のインダク
タンス変化は１０％程度の低下を示した。

各センサコイル２６からキーレスエントリ装置１４への
エントリ入力の伝達はセンサ基板２６を貫通するリード
線３２により行われ、実施例によれば、このリード線３
２は同軸ケーブルとすることが好適であった。

第５図には本発明の検知回路の他の実施例が示されてお
り、センサコイル２６はコンデンサＣ５を介してＦＥＴ
Ｑｌのゲートに接続され、ＦＥＴＱｌはそのドレインが
電源に、またソースがコンデンサＣ６を介してゲートに
接続されている。また、ＦＥＴＱ　　のゲートは抵抗Ｒ
５を介して接地工 されている。

従って、このＦＥＴＱｌも正帰還発振回路を構成してい
ることが理解される。

第５図において、センサコイル２６は等両回路で示され
、インダクタンス２６ａとコンデンサ２６ｂとが直列接
続され、これに抵抗２６ｃが並列接続された構成から成
る。

使用者が指をこのセンサコイル２６に近付けると、第５
図においてコイル２６と接地間の可変抵抗Ｃ７が変化す
ることとなり、第５図によれば、この容量Ｃ７の変化に
よって発振周波数が変化することか理解される。

以上のようにして、本発明によれば、車両の窓ガラス内
面等に設けた複数のセンサコイルに人体の一部を近接さ
せて、所望のエントリ入力を行うことが可能である。こ
のようなエントリ入力は、前述したＩＤ番号の入力に用
いられ、また装置のリセット入力としても用いることが
可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、複数のセンサコ
イルから信号を入力するので、外部の明るさ或いは汚れ
などによって影響を受けることのない確実性の高いエン
トリ入力を可能とし、また複数のセンサを整列配置した
場合においても、本発明によれば各センサ間が接地電極
によって分離されているので、センサ間の干渉が少ない
という利点があり、確実な入力を可能とする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る非接触センサスイッチが車両の窓
ガラス内面に設けられたキーレスエントリ装置の概略構
成図、 第２図は第１図を内面側から見た要部斜視図、第３図は
本発明に係る非接触センサスイッチの作動状態を示す要
部断面図、 第４．５図はそれぞれ本発明に係る検知回路の好適な実
施例を示す回路図である。 キーレスエントリ装置 センサ基板 センサコイル 接地電極 発振用ＦＥＴ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 センサ基板と、 前記基板上に複数個平面状に整列配置されたセンサコイ
   ルと、 前記各センサコイルを囲繞してセンサコイルと絶縁され
   た状態で基板に設けられた接地電極と、前記センサコイ
   ル及び接地電極の表面を覆う絶縁層と、 前記各センサコイルに接続されセンサコイルのインダク
   タンス変化を検出して信号出力する検知回路と、を含み
   、 人体の一部を各センサコイルに近接することによって、
   複数の入力を得ることを特徴とする非接触センサスイッ
   チ。