(57)【要約】【課題】広範囲の検出が可能で、応力がかかる前に検知物を検出することが可能な検出装置を提供する。【解決手段】検出装置１は、挟み込みセンサ２と検出部３とを備える。挟み込みセンサ２は、線状導電体層４が形成された誘電体層４と、誘電体層４の表面と裏面の配置された導電体層６とを備え、表面に配置された導電体層と裏面に配置された導電体層のうちの少なくとも１つの導電体層にスリット７が形成されている。検出部１は、線状導電体層４の入力部に高周波信号８を供給して、スリット７が形成された導電層のスリット部において電界を発生させ、検知物１０の干渉により生じる電界の変化によって生じる入力部における反射係数の変化を検出する。【選択図】図１
2020017474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
延在する線状導電体部と、
前記線状導電体部の延在方向に延在し、前記線状導電体部と対向し、前記延在方向に配列された複数のスリットを備える第１導電体部と、
を備え、
前記線状導電体部に高周波信号を供給することにより、前記複数のスリットのそれぞれの部分において電界を発生させ、検知物による干渉により生じる前記電界の変化により、前記線状導電体部の反射係数が変化する、挟み込みセンサ。
【請求項２】
請求項１に記載のセンサにおいて、
前記延在方向に延在し、前記第１導電体部と対向する第２導電体部を備え、
前記線状導電体部は、前記第１導電体部と前記第２導電体部との間に、前記第１導電体部と前記第２導電体部とは離間した状態で、挟まれている、挟み込みセンサ。
【請求項３】
請求項２に記載のセンサにおいて、
前記第２導電体部には、スリットが配置されていない、挟み込みセンサ。
【請求項４】
請求項３に記載のセンサにおいて、
前記第１導電体部と前記第２導電体部との間には、誘電体層が設けられ、前記線状導電体部は、前記誘電体層に埋設され、前記スリットにおいて前記誘電体層が露出している、挟み込みセンサ。
【請求項５】
線状導電体層が形成された誘電体層と、前記誘電体の表面と裏面に配置された導電体層とを備え、前記表面に配置された導電体層と前記裏面に配置された導電体層のうちの少なくとも１つの導電体層にスリットが形成された伝送路を備える検知部と、
前記線状導電体層の入力部に高周波信号を供給して、前記スリットが形成された導電体層のスリット部において電界を発生させ、検知物の干渉により生じる前記電界の変化によって生じる前記入力部における反射係数の変化を検出する検出部と、
を備える、検出装置。
【請求項６】
請求項５に記載の検出装置において、
前記伝送路は、前記スリットとして、複数のスリットを備え、複数のスリットは、前記線状導電体層の延在方向に沿って、前記導電体層に形成された複数の第１スリットを備えている、検出装置。
【請求項７】
請求項６に記載の検出装置において、
前記表面に配置された導電体層と、前記裏面に配置された導電体層とは、電気的に接続されている、検出装置。
【請求項８】
請求項６に記載の検出装置において、
前記複数のスリットは、前記線状導電体層の延在方向と直交する方向に形成された複数の第２スリットを備える、検出装置。
【請求項９】
請求項５に記載の検出装置において、
前記検出部は、前記入力部において異なる位相の定在波を検出する、検出装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の検出装置において、
前記検出部は、前記入力部に接続された配線と、前記配線において異なる位置の複数の接続点における定在波の包絡線を検出する包絡線検出回路とを備える、検出装置。
【請求項１１】
請求項６に記載の検出装置において、
前記伝送路は、車両の複数のドアに対して共通とされ、前記伝送路において、それぞれドアに対応する部分に、前記複数の第１スリットが形成されている、検出装置。
【請求項１２】
請求項５に記載の検出装置において、
前記反射係数の変化は、キャリブレーションにより求められた基準に基づいて判定される、検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、挟み込みセンサおよび検出装置に関し、例えば自動車等の車両に搭載される挟み込みセンサおよび検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両の電動スライドドアや一般的な自動ドアなどのスライド式の開閉体のシステムでは、人体等の検知物の挟み込みを防止するための検出装置が求められている。検出装置としては、例えば特許文献１や特許文献２に記載されているものがある。特許文献１には、検知物が接触し、挟み込みセンサに応力(圧力)がかかることで、挟み込みセンサの抵抗値等の変化を検出する感圧方式が記載されている。また、特許文献２には、挟み込みセンサが容量検知用導体部を備え、容量検知用導体部と検知物との間に発生する寄生容量による容量変化を検知する容量方式が記載されている。なお、特許文献３には、挟み込みを防止するための検出装置は記載されていないが、電波を用いて物体までの距離を求める距離測定装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−７３６３６号公報
【特許文献２】特開２００９−８５９６１号公報
【特許文献３】特開２０１０−２７１０８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
感圧方式の場合、応力が発生した後の検知となるので、開閉体に挟み込まれてからの検知となる。一方、容量方式の場合は、応力がかかる前に検知が可能であるが、広範囲の検知を行うために検知部が長くなると容量検知用導体部自体の容量が大きくなり、検知物との寄生容量が相対的に小さい値となり、容量変化を検出することが困難となると言う課題がある。
【０００５】
本発明の目的は、広範囲の検出が可能で、応力がかかる前に検知物を検出することが可能な挟み込みセンサおよび検出装置を提供することにある。
【０００６】
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【０００８】
すなわち、検出装置は、検知部と検出部とを備える。検知部は、線状の導電体層が形成された誘電体層と、誘電体層の表面と裏面に配置された導電体層とを備え、表面に配置された導電体層と裏面に配置された導電体層のうちの少なくとも１つの導電体層にスリットが形成された伝送路を備える。また、検出部は、線状の導電体層の入力部に高周波信号を供給して、スリットが形成された導電体層のスリット部において電界を発生させ、検知物の干渉により生じる電界の変化によって生じる入力部における反射係数の変化を検出する。
【０００９】
検知物が、スリット部で発生している電界に干渉し、干渉により電界が変化し、線状の導電体層の入力部における反射係数が変化する。反射係数の変化により、検知物の近接あるいは接触を検出することで、応力がかかる前に検知物を検出することができる。また、検知部は、基本的な構造がストリップライン構造の伝送路であるため、伝送路が長くなっても、入力部での反射係数への影響は少ない。そのため、非接触の状態で、広範囲の検出を行うことが可能である。
【発明の効果】
【００１０】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００１１】
広範囲の検出が可能で、応力がかかる前に検知物を検出することが可能な挟み込みセンサおよび検出装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１に係わる検出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１に係わる挟み込みセンサの特性を示す特性図である。
【図３】（Ａ）および（Ｂ）は、実施の形態１に係わる挟み込みセンサの構成を示す平面図および断面図である。
【図４】実施の形態１に係わる挟み込みセンサの構成を示す斜視図である。
【図５】実施の形態１に係わる挟み込みセンサの特性を示す特性図である。
【図６】実施の形態１に係わる挟み込みセンサの特性を示す特性図である。
【図７】実施の形態１に係わる挟み込みセンサの特性を示す特性図である。
【図８】実施の形態１に係わる検出装置の構成を示すブロック図である。
【図９】実施の形態１の変形例１に係わる挟み込みセンサの構成を示す斜視図である。
【図１０】実施の形態１の変形例２に係わる挟み込みセンサの構成を示す斜視図である。
【図１１】実施の形態２に係わる検出装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】実施の形態１および２に係わる検出装置を搭載した自動車を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部分には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は、原則として省略する。
【００１４】
（実施の形態１）
＜検出装置の概要＞
まず、実施の形態１に係わる挟み込みセンサ（以下、検知部とも称する）および検出装置の概要を説明する。図１は、実施の形態１に係わる検出装置の構成を示すブロック図である。同図において、１は、検出装置を示している。検出装置１は、挟み込みセンサ２と挟み込みセンサ２に接続された検出部３を備えている。
【００１５】
挟み込みセンサ２は、特に制限されないが、紙面の手前側から奥側に向かう方向ＤＩＲに沿って延在する線状の導電体層（以下、線状導電体層または線状導電体部とも称する）５と、線状導電体層５を取り巻くように形成された誘電体層（誘電体部）４と、誘電体層４を取り巻くように形成された導電体層（導電体部）６とを備えている。導電体層６は、線状導電体層５と同じ方向ＤＩＲに延在している。線状導電体層５は、誘電体層４に埋設され、導電体層６とは電気的に分離されるように、離間して配置されている。
【００１６】
導電体層６の上面（表面）には、複数のスリット７が、導電体層６の延在する方向ＤＩＲに沿って配列されている。スリット７において、導電体層６は開口され、誘電体層４が露出している。挟み込みセンサ２は、ストリップライン構造をした伝送路と見なすことができる。このように見なした場合、線状導電体層５は、伝送路の芯線と見なすことができ、伝送路の延在する方向ＤＩＲに配列された複数のスリットを備えた導電体層６は、伝送路において芯線を挟むように配置された外側導電体線と見なすことができる。
【００１７】
同図において、１０は検知物を示している。同図では、検知物１０として、手が描かれている。勿論、手は検知物１０の一例であって、これに限定されるものではない。
【００１８】
検出部３は、検知物１０が挟み込みセンサ２に近接あるいは接触（以降、接触も含めて近接と称する）したか否かを検出するときに、高周波信号８を線状導電体層５の入力部に供給する。高周波信号８が、線状導電体層５の入力部に供給されると、線状導電体層５の入力部からは、反射波９が、検出部３に向かって出力されることになる。
【００１９】
図２は、実施の形態１に係わる挟み込みセンサ２の特性を示す特性図である。同図において、横軸は、高周波信号８の周波数を示し、縦軸は、高周波信号８と反射波９との比に基づいた反射係数（Ｓ１１）である。高周波信号８の周波数を、例えば低い周波数から高い周波数に変化させても、検知物１０が挟み込みセンサ２に近接していなければ、反射係数（Ｓ１１）は、特性曲線２０に示すように、殆ど一定である。これに対して、検知物１０が挟み込みセンサ２に近接していると、特性曲線２１で示すように、特定の周波数のときに、反射係数が大きく変化する。実施の形態１に係わる検出部３は、反射係数が変化したか否かを検出し、変化を検出したとき、検知物１０が近接したことを示す検出信号１１を出力する。
【００２０】
＜挟み込みセンサの概要＞
次に、実施の形態１に係わる挟み込みセンサの概要を説明する。図３は、実施の形態１に係わる挟み込みセンサの構成を示す平面図および断面図である。ここで、図３（Ａ）は、挟み込みセンサ２の平面図を示し、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示した断面線Ａ−Ａ’から見た断面図を示している。
【００２１】
導電体層６は、誘電体層４に埋設された線状導電体層５を挟むように形成された上面（表面）の導電体層（第１導電体層、第１導電体部）６＿Ｕと下面（裏側）の導電体層（第２導電体層、第２導電体部）６＿Ｄを備えている。上面導電体層６＿Ｕは、方向ＤＩＲに沿って配列された複数のスリットを備えている。図３には、複数のスリットとして、３個のスリット７＿１〜７＿３が例示されている。
【００２２】
スリット７＿１〜７＿３は、上面導電体層６＿Ｕに形成された開口部により構成されている。そのため、上面導電体層６＿Ｕは、スリット７＿１〜７＿３によって分断されておらず、スリット７＿１〜７＿３の脇の部分で一体となっている。特に制限されないが、スリット７＿１〜７＿３は、互いに同じ構造をしているので、スリット７＿１を例にして説明する。
【００２３】
スリット７＿１の形状は、平面視で見たとき、長方形をしている。スリット７＿１の長辺部７＿Ｗ１、７＿Ｗ２が、スリット７＿１の幅７Ｗであり、スリット７＿１の短辺部７＿Ｌ１、７＿Ｌ２が、スリット７＿１の長さ７Ｌである。スリット７＿１は、長辺部７＿Ｗ１、７＿Ｗ２の中心が、上面導電体層６＿Ｕの中心線（同図では、断面線Ａ−Ａ‘と同じ）と重なるように形成されている。また、スリット７＿１の短辺部７＿Ｌ１、７＿Ｌ２の中心線７Ｃと、スリット７＿１の隣に形成されているスリット７＿２の短辺部の中心線７Ｃとの間が、スリット間のピッチ７Ｐである。
【００２４】
この実施の形態１においては、スリット７＿１〜７＿３の短辺部７＿Ｌ１、７＿Ｌ２が、方向ＤＩＲに沿うように形成され、長辺部７＿Ｗ１、７＿Ｗ２が、方向ＤＩＲと直交する方向Ｃ−ＤＩＲに沿うように形成されている。また、複数のスリット間のピッチ７Ｐは、同じ値となっている。すなわち、スリットは、それぞれの長辺部が、挟み込みセンサ２の延在の方向ＤＩＲと直交し、それぞれの短辺部が、挟み込みセンサ２の延在の方向ＤＩＲと同じ方向になるように、形成されている。一方、下面導電体層６＿Ｄには、図３（Ｂ）に示すように、スリットが形成されていない。
【００２５】
同図において、１２は、線状導電体層５の入力部を示し、１３は、線状導電体層５の出力部を示している。実施の形態１では、入力部１２は、線状導電体層５の一方の端部に相当し、出力部１３は、線状導電体層５の他方の端部に相当する。入力部１２に高周波信号８が供給されると、高周波信号８は、出力部１３に向かって伝播することになる。出力部１３において、高周波信号８は、反射し、反射波は、入力部１２に向かって、線状導電体層５を伝播することになる。
【００２６】
高周波信号８が、線状導電体層５を伝播することにより、線状導電体層５は、交互に極性が変化する磁界を発生し、交互に変化する電界ＥＦＤ８を発生する。交互に変化する電界ＥＦＤ８が発生することにより、スリット７＿１の端部に、交互に極性が変化する電位（＋（−））が発生し、スリット７＿１の部分（スリット部）で電界ＥＦＤ７が発生する。図３（Ｂ）には、スリット７＿１の長辺部７＿Ｗ１および７＿Ｗ２で発生する電位と、電界が例示されている。ここでは、スリット７＿１を例に説明したが、他のスリット７＿２〜７＿３のそれぞれも、同様に、スリット部で電界ＥＦＤ７を発生する。
【００２７】
誘電体の検知物１０が、例えばスリット７＿１に近接すると、スリット７＿１の部分で発生している電界ＥＦＤ７が、検知物１０によって干渉され、電界ＥＦＤ７が変化することになる。電界ＥＦＤ７の変化は、さらに線状導電体層５の発生している電界を変化させる。その結果、線状導電体層５の伝搬特性が変化し、反射係数が変化することになる。これにより、図１で説明したように、検出部３で反射係数の変化を検出することにより、検知物１０が近接していることを検出することが可能となる。
【００２８】
図３では、下面導電体層６＿Ｄには、スリットが形成されていないため、下面導電体層６＿Ｄに検知物１０が近接しても、線状導電体層５の伝搬特性は変化せず、検知物１０は検出されない。ここでは、上面で、検知物１０を検出するために、上面導電体層６＿Ｕにスリットを形成する例を示したが、これに限定されるものではない。すなわち、下面導電体層６＿Ｄにスリットを形成してもよいし、上面導電体層６＿Ｕと下面導電体層６＿Ｄの両方にスリットを形成するようにしてもよく、少なくともいずれか１つの導電体層にスリットを形成すれば、スリットが形成された面側で検知物を検出することが可能である。
【００２９】
高周波信号８の波長が、スリット７＿１〜７＿３のサイズ（短辺部７＿Ｌ１、７＿Ｌ２および長辺部７＿Ｗ１、７＿Ｗ２）に比べて短い場合、高周波信号８が、電波としてスリット７＿１〜７＿３から漏れることが考えられる。この場合も、検知物１０がスリットに近接した場合には、反射係数が変化するため、検知物１０が近接しているか否かを検出することは可能である。しかしながら、不所望の電波が、挟み込みセンサ２から放射されることになるため、スリット７＿１〜７＿３のサイズは、高周波信号８の波長よりも小さくすることが望ましい。
【００３０】
なお、下面導電体層６＿Ｄは、例えば接地電圧Ｖｓのような所定の電圧に接続されてもよいし、フローティング状態であってもよい。
【００３１】
次に、挟み込みセンサ２の具体的な一例と、検出部３の具体的な一例を説明する。
【００３２】
＜挟み込みセンサの具体例１＞
図４は、実施の形態１に係わる挟み込みセンサの構成を示す斜視図である。挟み込みセンサ２は、誘電体層１０１と、誘電体層１０１の表面に形成された表面（上面）導電体層１０２と、誘電体層１０１の裏面に形成された裏面（下面）導電体層１０３と、誘電体層１０１の内部に埋設された線状導電体層１０４を備えている。言い換えると、挟み込みセンサ２は、線状導電体層１０４と、線状導電体層１０４と対向する表面導電体層１０２と、線状導電体層１０４および表面導電体層１０２と対向する裏面導電体層１０３と、線状導電体層１０４と表面導電体層１０２と裏面導電体層１０３との間に介在する誘電体とを備えている。また、表面導電体層１０２と裏面導電体層１０３のうちのいずれか一方には、少なくとも１つ以上の開口部がスリット１０５として形成されている。図４では、表面導電体層１０２に複数のスリット１０５が形成されている例が示されている。
【００３３】
表面導電体層１０２に形成された複数のスリット１０５は、互いに同じ構造を備えている。スリット１０５は、図３で説明したように、平面視で見たとき、長方形の形状をしている。スリット１０５のサイズの一例を述べると、挟み込みセンサ２が延在する方向ＤＩＲに沿ったスリット１０５の短辺部（スリットの長さ、図３の７＿Ｌ１、７＿Ｌ２に対応）の長さ（７Ｌ）は、１ｍｍであり、方向ＤＩＲに対して直交方向Ｃ−ＤＩＲに配列されるスリット１０５の長辺部（スリットの幅、図３の７＿Ｗ１、７＿Ｗ２に対応）の長さ（７Ｗ）は、１５ｍｍである。また、互いに隣接するスリット間で、長辺部（７＿Ｗ１、７＿Ｗ２）間の間隔は、１．５ｍｍである。すなわち、スリット間のピッチ（図２の７Ｐに対応）は、２．５ｍｍである。
【００３４】
＜測定結果＞
図４に示した挟み込みセンサ２に、検知物１０として、人体モデルと同じ比誘電率εｒ＝３８程度のファントム液剤を充填した容器を近接させたときと、近接させないときとで、反射係数の変化を測定した。このときの容器は、長さ方向が１５ｍｍ、幅方向が３０ｍｍ、高さ方向が１５ｍｍである。
【００３５】
図５は、実施の形態１に係わる挟み込みセンサを用いたときの測定結果を示す特性図である。図５は、図２と同様に、横軸は高周波信号８の周波数を示し、縦軸は反射係数を示している。また、同図において実線で示した曲線２１−１は、上記した容器を、検知物１０として挟み込みセンサ２に近接させたときの反射係数の変化を示す特性曲線であり、破線で示した曲線２０−１は、上記した容器を、挟み込みセンサ２に近接させなかったときの反射係数の変化を示す特性曲線である。
【００３６】
容器（検知物）を近接させていない場合、高周波信号８の周波数の上昇に伴って、反射係数は、曲線２０−１に示すようになだらかに変化している。容器を近接させた場合も、高周波信号８の周波数の上昇に伴って、反射係数は上昇しているが、曲線２１−１に示すように、高周波信号８の周波数が、２．４ＧＨｚ体のＩＳＭバンドでは、反射係数が３ｄＢ程度大きく変化している。
【００３７】
また、上記したスリット１０５の幅（図３の７＿Ｗ１、７＿Ｗ２）の長さ（７Ｗ）を、１５ｍｍから７．５ｍｍに変更し、その他の条件（スリットの長さおよびスリット間の間隔）は、上記したのと同じ条件で、反射係数の変化を測定した。図６は、スリット１０５の幅の長さ（７Ｗ）を、７．５ｍｍとしたときの測定結果を示す特性図である。
【００３８】
図６においても、容器（検知物）を挟み込みセンサ２に近接させた場合の特性が、実線２１−２で示され、容器を挟み込みセンサ２に近接させなかった場合の特性が、破線２０−２で示されている。図６に示すように、容器が近接している場合、５ＧＨｚ帯のＩＳＭバンドで、１０ｄＢ程度の大きな反射係数の変化がある。
【００３９】
反射係数が大きく変化するのを検出することにより、検知物１０が、挟み込みセンサ２に近接したことを検出することが可能となる。
【００４０】
＜検知物の位置検出＞
実施の形態１においては、挟み込みセンサ２が延在する方向ＤＩＲに沿って、複数のスリット１０５が、表面導電体層１０２に配列されている。すなわち、スリット１０５が、方向ＤＩＲに沿って、順次配列されている。各スリット１０５の部分で、電界を発生しているが、発生されている電界のうち、検知物１０が近接した１つあるいは複数のスリットの部分で発生している電界が、検知物１０による干渉で、変化することになる。また、線状導電体層１０４が発生している電界においては、検知物１０の干渉で変化したスリット部分に対応する位置の電界が影響を受けて、反射係数が変化する。そのため、反射係数の変化を検出することにより、検知物１０が近接した位置を特定することが可能である。
【００４１】
図７は、実施の形態１に係わる挟み込みセンサ２の特性を示す特性図である。図７も図２と同様に、横軸は高周波信号８の周波数を示し、縦軸は反射係数を示している。同図において、実線は、線状導電体層１０４の入力部１２から３０ｍｍ離れた位置に、容器（検知物１０）を近接させた場合の反射係数の変化を示す特性曲線である。同様に、破線は、入力部１２から６０ｍｍ離れた位置に、容器を近接させた場合の反射係数の変化を示す特性曲線であり、一点鎖線は、入力部１２から９０ｍｍ離れた位置に、容器を近接させた場合の反射係数の変化を示す特性曲線である。これらの特性曲線は、図４に示した挟み込みセンサ２を用いた測定により得られたものである。
【００４２】
同図において、符号３０が付された矢印は、３０ｍｍ離れた場合の特性曲線で、反射係数が山となっている周波数の位置を示している。また、符号６０が付された矢印は、６０ｍｍ離れた場合の特性曲線で、反射係数が山となっている周波数の位置を示し、符号９０が付された矢印は、９０ｍｍ離れた場合の特性曲線で、反射係数が山となっている周波数の位置を示している。
【００４３】
高周波信号８の周波数を、特定の範囲（図では、３．０ＧＨｚから６．５ＧＨｚ）で変化させたとき、図７に示すように、近接した位置により、反射係数が山と谷に変化する回数が異なっている。すなわち、図７では、３０ｍｍ離れていた場合、山は４回発生し、６０ｍｍ離れていた場合、山は３回発生し，９０ｍｍ離れていた場合、山は２回発生している。
【００４４】
検出部３は、高周波信号８の周波数を、所定の範囲だけ変化させ、変化させた周波数範囲において、反射係数が山と谷に変化する回数を求める。これにより、検出部３は、挟み込みセンサ２において、検知物１０が近接した位置を特定し、検出信号１１として出力する。また、複数の検知物が、実質的に同時に、挟み込みセンサに近接している場合も、それぞれの検知物の位置を特定することが可能である。
【００４５】
＜検出部３の構成＞
図８は、実施の形態１に係わる検出装置の構成を示すブロック図である。挟み込みセンサ２の構成は、既に説明しているので、省略する。検出部３は、可変周波数発生回路３０、インピーダンス整合用抵抗素子３１、ダイオード（包絡線検出回路）３２、ローパスフィルタ３３、アナログデジタル変換回路（以下、Ａ／Ｄ変換回路と称する）３４および演算回路３５を備えている。
【００４６】
可変周波数発生回路３０は、高周波信号を発生する。発生する高周波信号の周波数は、可変である。特に制限されないが、可変周波数発生回路３０は、制御信号ＣＮＴに従った周波数の高周波信号を発生する。発生した高周波信号は、可変周波数発生回路３０と入力部１２との間のインピーダンスを整合するインピーダンス整合用抵抗素子３１を介して、線状導電体層５（１０４）の入力部１２に、高周波信号８として供給される。ダイオード３２のカソードは、線状導電体層５（１０４）の入力部１２に接続され、ダイオード３２のアノードは、ローパスフィルタ３３の入力に接続されている。
【００４７】
ダイオード３２は、定在波の包絡線を検出するものである。すなわち、入力部１２において、高周波信号８の波形（進行波）と反射波９とが混合される。高周波信号８の周波数を変えることにより、進行波と反射波が一致し、定在波が発生するタイミングが発生する。ダイオードは、この定在波を整流して、定在波の包絡線を出力する。ローパスフィルタ３３は、ダイオードからの出力信号に含まれる低周波成分のみを出力する。これにより、ローパスフィルタ３３からは、高周波成分か取り除かれた定在波の包絡線が出力されることになる。
【００４８】
Ａ／Ｄ変換回路１１は、ローパスフィルタ３３から出力された定在波の包絡線をデジタル信号に変換し、演算回路３５に供給する。演算回路３５は、供給された定在波の値（デジタル値）を、例えば基準値と比較し、基準値を超えていた場合、検知物１０を検出したとことを示す検出信号１１を出力する。
【００４９】
反射波９は、反射係数の変化に伴って位相が変化する。そのため、進行波と反射波が一致して、基準値を超える大きな定在波が発生したときを、検出部３は、検知物１０を検出したと判定する。検知物１０の位置を検出する場合も同様に、検出部３は、高周波信号８を所定の周波数範囲で変化させたときに、大きな定在波が発生した回数を測定することにより、検知物１０の位置を特定する。すなわち、図８に示した検出部３は、入力部１２における定在波の大きさの変化（振幅の変化）を、入力部１２における反射係数の変化として検出している。進行波である高周波信号８と反射波７との混合により形成される定在波を基にして、反射係数の変化を検出する例を説明したが、検出部３としては、混在により形成される混在波の大きさ（振幅）の変化を、反射係数の変化として検出するようにしてもよい。
【００５０】
図８において、３７および３８は終端抵抗素子を示している。終端抵抗素子３７および３８は、接地電圧Ｖｓとスイッチ３６との間に接続されている。スイッチ３６は、終端抵抗素子３７および３８の選択と、終端抵抗素子なしの選択を行う。すなわち、スイッチ３６は、線状導電体層５（１０４）の他方の端部１３をオープン状態、終端抵抗素子３７に接続した状態または終端抵抗素子３８に接続した状態のいずれかに設定する。特に制限されないが、終端抵抗素子３７は５０Ωであり、終端抵抗素子３８は５ＫΩである。
【００５１】
前述した図２および図５〜図７の測定は、図８に示した検出部３を用いて行ったものである。例えば、図５に示した特性を測定する際には、スイッチ３６は、終端抵抗素子３７を端部１３に接続して測定が行われ、図６に示した特性を測定する際には、終端抵抗素子３８を端部１３に接続した。また。図７に示した特性を測定する際には、スイッチ３６は、端子１３をオープン状態にした。
【００５２】
なお、検出部３が、上記したスイッチ３６および終端抵抗素子３７、３８を含んでいてもよい。
【００５３】
＜変形例１＞
図９は、実施の形態１の変形例１に係わる挟み込みセンサ２−１の構成を示す斜視図である。図９は、図４と類似しているので、相異点を主に説明する。
【００５４】
変形例１においては、誘電体層１０１を貫通する複数のビア１０６が、誘電体層１０１に形成され、ビア１０６に導電体層が埋め込まれている。これにより、上面導電体層１０２と下面導電体層１０３とが電気的および機械的に接続されている。このようにすることにより、挟み込みにより、挟み込みセンサ２が過度に変形されるのを防ぐことが可能となる。また、挟み込みセンサ２の側面から、線状導電体層１０４で発生する電界が漏れるのを低減することも可能である。
【００５５】
ビア１０６に埋め込まれた導電体層によって、上面導電体層１０２と下面導電体層１０３とを接続する例を示したが、挟み込みセンサ２において、誘電体層１０１が露出している側面を側面導電体層で覆い、側面導電体層によって、上面導電体層１０２と下面導電体層１０３とが電気的および機械的に接続されるようにしてもよい。
【００５６】
＜変形例２＞
図１０は、実施の形態１の変形例２に係わる挟み込みセンサ２−２の構成を示す斜視図である。図１０も、図４と類似しているので、相異点を主に説明する。
【００５７】
変形例２においては、スリット７０５は、挟み込みセンサ２−２の延在する方向ＤＩＲに沿って、上面導電体層１０２に配列されたスリット（第１スリット）と、方向ＤＩＲと直交する方向Ｃ−ＤＩＲに沿って、上面導電体層１０２に配列されたスリット（第２スリット）とを備えている。これにより、１つのスリットの幅（図２（Ａ）の長辺部７＿Ｗ１、７＿Ｗ２）の長さ（７Ｗ）が長くなるのを防ぐことが可能となる。１つのスリットの幅が短くなるため、高周波信号８の周波数を上昇させても、不所望の高周波が、スリットから漏れるのを防ぐことが可能である。
【００５８】
以上では、複数の互いに同じサイズのスリットを、同じピッチの間隔で、導電体層に形成する例を説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、スリットは１つでもよい。また、複数のスリットを導電体層に形成する場合、スリットのサイズは、互いに異なっていてもよいし、隣接するスリット間のピッチも互いに異なっていてもよい。しかしながら、例えば図４で示したように、方向ＤＩＲに沿って複数のスリットを配列する場合、高周波信号の１波長の間に、複数のスリットが入るように、スリットのサイズ、ピッチおよび高周波信号８の周波数を定めることが望ましい。
【００５９】
（実施の形態２）
実施の形態２では、複数の検知物が、実質的に同時に挟み込みセンサに近接した場合に、それぞれの検知物の位置を特定することが可能な検出装置の構成を提供する。図１１は、実施の形態２に係わる検出装置の構成を示すブロック図である。図１１は、図８に類似しているので、主に相異点を説明する。なお、図１１では、図８に示した終端抵抗素子３７、３８およびスイッチ３６は省略している。
【００６０】
図１１に示した検出装置では、図８に対して、ダイオード、ローパスフィルタおよびＡ／Ｄ変換回路が追加されている。図１１において、３２＿１、３３＿１および３４＿１は、図８で説明したダイオード３２、ローパスフィルタ３３およびＡ／Ｄ変換回路３４に相当する。ダイオード３２＿１のカソードは、入力部１２とインピーダンス整合用抵抗素子３１とを接続する配線ＬＬの接続点Ｎ１に接続されている。
【００６１】
実施の形態２において追加されたダイオード３２＿２のカソードは、配線ＬＬにおいて、接続点Ｎ１から所定の距離ＰＤＦだけ離れた接続点Ｎ２に接続されている。追加されたローパスフィルタ３３＿２およびＡ／Ｄ変換回路３４＿２は、ダイオード３２＿２のアノードと演算回路３５との間に接続されている。
【００６２】
実施の形態２において、ダイオード３２＿２は、ダイオード３２＿１に比べて、所定の距離ＰＤＦだけ遅れたタイミングの定在波の包絡線を出力する。その結果、演算回路３５には、所定の距離ＰＤＦに対応する位相差を有する２つの定在波のデジタル信号が供給されることになる。
【００６３】
例えば、２つの検知物（以下、第１の検知物と第２に検知物と称する）が、実質的に同時に挟み込みセンサに近接した場合を説明する。第１の検知物と第２の検知物が近接している位置が異なるため、第１の検知物により生じる定在波の周期性と、第２の検知物により生じる定在波の周期性が異なる。これにより、検知物が複数であることを検出することが可能である。また、接続点Ｎ１で検出された定在波と検出点Ｎ２で検出された定在波との間の位相差によって、それぞれの検知物の位置を特定することが可能である。演算回路３５は、このような処理を演算により実行し、検出信号１１を出力する。
【００６４】
なお、２つの定在波を検出して、電波により距離を求める距離測定装置が、特許文献３に記載されている。しかしながら、特許文献３には、スリットを用いて電界を発生し、反射係数の変化から検知物の検出、位置の特定をすることは記載されていない。
【００６５】
＜キャリブレーション＞
実施の形態１および２では、反射係数の変化量で、検知物の近接を検出している。反射係数がどの程度変化したら、検知物が近接したと判定するかを定めるために、キャリブレーションを行うことが望ましい。すなわち、検出装置１を実際に使用する前に、近接として判定されるべき位置まで、検出物を挟み込みセンサ２に対して移動させ、そのときの反射係数の変化量を基準とする。検出装置１を実際に使用する際には、反射係数が、この基準の変化量を超えたとき、検出物を検出したと判定するようにする。すなわち、キャリブレーションにより、予め反射係数の基準を求めておく。
【００６６】
図８に示した検出部３を例にして述べると、次の通りである。検出装置１を実際に使用する前に、キャリブレーションを実行する。キャリブレーションにおいては、検知物が近接したと判定させる位置まで、検知物を移動させ、高周波信号８の周波数を変化させて、定在波に対応するデジタル値を基準値として求め、保持する。この保持された基準値を、演算回路３５に設定し、実際の使用においては、演算回路３５に設定された基準値と、Ａ／Ｄ変換回路３４からのデジタル値を、演算回路３５において比較する。
【００６７】
＜応用例＞
次に実施の形態１および２で説明した検出装置１を用いた応用例を説明する。ここでは、自動車に検出装置１を搭載した例を説明する。図１２は、実施の形態１および２に係わる検出装置を搭載した自動車を説明する説明図である。
【００６８】
図１２において、４０は自動車を示している。紙面の左側には、自動車４０の右側面が示され、紙面の右側には、自動車４０の左側面が示されている。１つの伝送路が一体の挟み込みセンサ２として、自動車４０の右側の後部ドア４１＿Ｒと、自動車４０の左側の後部ドア４１＿Ｌに設置されている。この場合、一体の挟み込みセンサ２は、スリットが形成されたセンサ部分２＿Ｒおよび２＿Ｌと、スリットが形成されていない伝送路部分２＿Ｎとを備えている。センサ部分２＿Ｒは、対応する右側の後部ドア４１＿Ｒに設置され、センサ部分２＿Ｌは、対応する左側の後部ドア４１＿Ｌに設置されている。伝送路部分２＿Ｎは、センサ部分２＿Ｒと２＿Ｌ間を電気的に接続する部分であり、自動車４０の車内に敷設されている。
【００６９】
右側の後部ドア４１＿Ｒおよび左側の後部ドア４１＿Ｌの少なくもいずれかに、人体等が挟み込まれる前に、検出部３によって、人体等は検知物として検出され、検出信号１１によって運転者へ通知される。
【００７０】
実施の形態１および２によれば、静電容量の変化によって、検知物を検出するものではなく、損失の少ない伝送路を挟み込みセンサ２として用いることができる。そのため、左右のドアに対して、一体の挟み込みセンサ２を共通に用いることが可能である。また、実施の形態１および２によれば、検知物の位置も特定することが可能であるため、一体の挟み込みセンサを用いても、いずれの後部ドアで挟み込みが発生する可能性があるかを特定することが可能である。
【００７１】
さらに、検知物を検出する必要が無い部分には、スリットを形成せずに伝送路部分とすることにより、不必要な通知が、運転者にされるのを防ぐことが可能である。
【００７２】
また、上記した一体の挟み込みセンサ２は、運転席および助手席側のドア４２＿Ｒおよび４２＿Ｌにも設置されるようにしてもよい。
【００７３】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、図４等では、線状導電体層として、その断面が長方形の場合を示したが、断面が円形または楕円形の線状導電体線であってもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１  検出装置
２  挟み込みセンサ
３  検出部
４、１０１  誘電体層
５、１０４  線状導電体層
６  導電体層
６＿Ｕ、１０２  上面導電体層
６＿Ｄ、１０３  下面導電体層
７、７＿１〜７＿３、１０５、７０５  スリット
８  高周波信号
９  反射波
１０  検知物
ＤＩＲ、Ｃ−ＤＩＲ  方向
【図１】
2020017474.tif 000003
【図２】
2020017474.tif 000004
【図３】
2020017474.tif 000005
【図４】
2020017474.tif 000006
【図５】
2020017474.tif 000007
【図６】
2020017474.tif 000008
【図７】
2020017474.tif 000009
【図８】
2020017474.tif 000010
【図９】
2020017474.tif 000011
【図１０】
2020017474.tif 000012
【図１１】
2020017474.tif 000013
【図１２】
2020017474.tif 000014