静电电容传感器制造技术

本发明专利技术涉及静电电容传感器。其具备：开关控制部，其在使与第一电容器连接的第一开关接通的第一开关处理之后，重复进行使第一开关断开，并使分别与第二以及第三电容器连接的第二以及第三开关互补地切换为断开以及接通的第二开关处理；导出部，其作为传感器输出值导出直到中间电位与参照电位的大小关系反转为止的第二开关处理的重复次数；计算部，其计算以分辨率成为一致的方式修正了传感器输出值的传感器输出修正值；以及判定部，其基于传感器输出差值与判定阈值的大小关系，判定是否存在检测对象物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】静电电容传感器
本专利技术涉及静电电容传感器。
技术介绍
在专利文献1中记载了现有的静电电容传感器。该静电电容传感器具备第一电容器、以及与第一电容器连接并且电容根据是否存在物体而变动的第二电容器。另外，静电电容传感器具备将第一电容器初始化的第一开关、配置于第一与第二电容器间的第二开关、将第二电容器初始化的第三开关以及控制电路。控制电路在由第一开关的操作进行的第一电容器的初始化后，进行由第二开关的操作和第三开关的操作构成的开关操作，并且取得第一与第二电容器间的电位亦即中间电位。控制装置还求出中间电位超过参照电位时的开关操作的次数、即检测次数。检测次数与通过一次开关操作第二电容器能够放电的电容、即第二电容器的电容相关。因此，通过求出检测次数来检测第二电容器的电容。控制电路在每次开关操作，在多个时刻取得中间电位。另外，控制装置基于多个中间电位，导出检测次数。通过该结构，即使在中间电位中包含噪声，检测次数的导出精度也会提高，第二电容器的电容的检测精度也会提高。第二电容器的电容、即检测次数根据是否存在物体而变动。因此，静电电容传感器例如用于基于检测次数的变动量与阈值的大小关系来判定是否存在检测对象物。然而，第二电容器的电容即使在检测对象物不存在的初始状态，也会受到第二电容器的电容所含的寄生电容的影响而变化。因此，通过一次开关操作的第二电容器的放电电容也根据寄生电容而变化。因此，存在检测次数波动，第二电容器的电容的检测精度降低的可能性。因此，存在是否存在检测对象物、例如用户的接近或操作等的判定精度降低的可能性。首先，如图20(a)、图20(b)所示，假定为第一电容器91的电容C11是100[pF]、第二电容器92的包含初始状态下的寄生电容的电容C12是5[pF]、检测对象物存在时的电容C12的变动量ΔC12是5[pF]。以下说明该情况下的检测次数(以下，称为静电电容计数值CN[LSB])等。如下式那样表示图20(a)所示的初始状态下的静电电容计数值CN0。静电电容计数值CN0＝100/5＝20[LSB]另一方面，如下式那样表示图20(b)所示的检测对象物存在的状态下的静电电容计数值CN1。静电电容计数值CN1＝100/(5+5)＝10[LSB]在该情况下，如下式那样表示检测对象物的存在判定所需的静电电容计数值CN的变动量ΔCN。变动量ΔCN＝|CN1-CN0|＝|10-20|＝10[LSB]即、在静电电容传感器中，检测对象物的存在判定所需的变动量ΔC12(5[pF])通过变动量ΔCN(10[LSB])来检测。因此，如下式那样表示分辨率Res[pF/LSB]。分辨率Res＝ΔC12/ΔCN＝5/10＝0.5[pF/LSB]另一方面，下面来说明如图21A、图21B所示，仅将第二电容器92的包含初始状态下的寄生电容的电容C12变为20[pF]时的检测次数(静电电容计数值CN[LSB])等。如下式那样表示图21(a)所示的初始状态下的静电电容计数值CN0。静电电容计数值CN0＝100/20＝5[LSB]另一方面，如下式那样表示图21(b)所示的检测对象物的存在状态下的静电电容计数值CN1。静电电容计数值CN1＝100/(20+5)＝4[LSB]在该情况下，如下式那样表示检测对象物的存在判定所需的静电电容计数值CN的变动量ΔCN。变动量ΔCN＝|CN1-CN0|＝|4-5|＝1[LSB]即、在静电电容传感器中，检测对象物的存在判定所需的变动量ΔC12(5[pF])通过变动量ΔCN(1[LSB])来检测。因此，如下式那样表示分辨率Res[pF/LSB]。分辨率Res＝ΔC12/ΔCN＝5/1＝5[pF/LSB]这样，第二电容器92的包含寄生电容的电容C12从5[pF]变换为20[pF]，从而分辨率Res也从0.5[pF/LSB]到5[pF/LSB]变化10倍。这样，若分辨率Res变化，则相对于相同的变动量ΔC12，静电电容计数值CN的变动量ΔCN不恒定。在该情况下，由于是否存在检测对象物的判定所需的检测对象物的检测距离变化，所以判定精度降低。即、第二电容器的电容所含的寄生电容的变化使是否存在检测对象物的判定精度降低。专利文献1：日本特开2018-44917号公报
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够抑制是否存在检测对象物的判定精度因寄生电容的变化而降低的静电电容传感器。根据解决上述课题的本专利技术的第一实施方式，提供一种静电电容传感器，其具备：与电源连接，并串联连接的第一电容器以及第二电容器；第一开关，其连接在上述第一电容器的两端子间；第二开关，其连接在上述第一电容器与上述第二电容器之间；第三开关，其连接在上述第二电容器的两端子间；开关控制部，其构成为在进行了将上述第一开关设为接通状态的第一开关处理之后，重复将上述第一开关设为断开状态并将上述第二开关以及上述第三开关互补地切换为断开状态以及接通状态的第二开关处理；导出部，其构成为将直到上述第一以及第二电容器间的中间电位与预先设定的参照电位的大小关系反转为止的上述第二开关处理的重复次数作为传感器输出值而导出；计算部，其构成为计算以分辨率一致的方式修正了上述传感器输出值的传感器输出修正值；以及判定部，其构成为基于传感器输出差值与预先设定的判定阈值的大小关系，判定是否存在检测对象物，该传感器输出差值是当前的上述传感器输出修正值与基于过去的上述传感器输出修正值的基准传感器输出值的差。此外，分辨率是传感器输出值的每单位量的第二电容器的电容的电容变化。附图说明图1是表示应用本专利技术的第一实施方式的静电电容传感器的车辆的后部的立体图。图2是表示静电电容传感器的电极与检测对象物的关系的示意图。图3是表示静电电容传感器的电气结构的框图。图4是表示静电电容传感器的电气结构的电路图。图5是表示开关处理的中间电位的变迁的时序图。图6是表示传感器输出值与第二电容器的电容的关系的图。图7是表示传感器输出值与分辨率的关系的图。图8是表示传感器输出值与修正系数的关系的图。图9是表示传感器输出值与传感器输出修正值的关系的图。图10是说明以与分辨率对应的修正系数修正了传感器输出值的传感器输出修正值的变动量相对于等效电容的变动量为恒定的一览。图11是表示由静电电容传感器判定是否存在检测对象物的处理的流程图。图12是表示传感器输出值的整个范围被划分的多个区划与传感器输出值的关系的简图。图13是表示由静电电容传感器计数多个区划的每一个的次数的处理的流程图。图14是表示本专利技术的第二实施方式的分辨率与修正系数的关系的图。图15是表示与伴随着等效的第二电容器的电容变动的分辨率对应的传感器输出值(变动量)与修正阈值的关系的图。图16是说明修正阈值根据与伴随着等效的第二电容器的电容变动的分辨率对应的传感器输出值(变动量)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种静电电容传感器，其具备：/n与电源连接，并串联连接的第一电容器以及第二电容器；/n第一开关，其连接在上述第一电容器的两端子间；/n第二开关，其连接在上述第一电容器与上述第二电容器之间；/n第三开关，其连接在上述第二电容器的两端子间；/n开关控制部，其构成为在进行了将上述第一开关设为接通状态的第一开关处理之后，重复将上述第一开关设为断开状态并将上述第二开关以及上述第三开关互补地切换为断开状态以及接通状态的第二开关处理；/n导出部，其构成为将直到上述第一以及第二电容器间的中间电位与预先设定的参照电位的大小关系反转为止的上述第二开关处理的重复次数作为传感器输出值而导出；/n计算部，其构成为计算以分辨率一致的方式修正了上述传感器输出值的传感器输出修正值；以及/n判定部，其构成为基于传感器输出差值与预先设定的判定阈值的大小关系，判定是否存在检测对象物，该传感器输出差值是当前的上述传感器输出修正值与基于过去的上述传感器输出修正值的基准传感器输出值的差。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181210 JP 2018-230679;20181210 JP 2018-2306801.一种静电电容传感器，其具备：
与电源连接，并串联连接的第一电容器以及第二电容器；
第一开关，其连接在上述第一电容器的两端子间；
第二开关，其连接在上述第一电容器与上述第二电容器之间；
第三开关，其连接在上述第二电容器的两端子间；
开关控制部，其构成为在进行了将上述第一开关设为接通状态的第一开关处理之后，重复将上述第一开关设为断开状态并将上述第二开关以及上述第三开关互补地切换为断开状态以及接通状态的第二开关处理；
导出部，其构成为将直到上述第一以及第二电容器间的中间电位与预先设定的参照电位的大小关系反转为止的上述第二开关处理的重复次数作为传感器输出值而导出；
计算部，其构成为计算以分辨率一致的方式修正了上述传感器输出值的传感器输出修正值；以及
判定部，其构成为基于传感器输出差值与预先设定的判定阈值的大小关系，判定是否存在检测对象物，该传感器输出差值是当前的上述传感器输出修正值与基于过去的上述传感器输出修正值的基准传感器输出值的差。


2.根据权利要求1所述的静电电容传感器，其具备：...

【专利技术属性】
技术研发人员：滹沱慧，
申请(专利权)人：株式会社爱信，
类型：发明
国别省市：日本;JP