(57)【要約】  本発明は、物体、特に人の四肢が観察領域内に存在しているか否かに関する情報を提供する信号を生成するセンサ装置に関する。本発明は、観察領域内の物体の存在に関して大いに役立つ測定信号の生成を可能にするセンサ装置を提供することを目的としている。本発明によれば、この目的のために、観察領域に沿って延在する支持構造体を有するセンサ装置によって解決され、支持構造体上には隣り合って配置されている複数の検出部が形成されており、各検出部によって画定される部分観察領域内で検出事象が検出される。それによって、長い境界ゾーン、例えば閉鎖縁部に沿って延在する監視領域を小さい部分に分割して特に正確に監視することが可能になる監視回路を提供することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察領域に沿って延在する支持構造体を有するセンサ装置であって、前記支持構造体上には列になって配置されている複数の検出部が形成されており、それによって、それぞれの前記検出部によって画定される部分観察領域での検出事象を検出する、センサ装置。
【請求項２】
前記検出部はアドレス指定することで制御可能であることを特徴とする、請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項３】
前記検出部はアドレス指定することで問い合わせ可能であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のセンサ装置。
【請求項４】
前記検出部は、動作パターンに従って時間的にずれてアクティブにされる又は問い合わせされることを特徴とする、請求項１から３の少なくとも一項に記載のセンサ装置。
【請求項５】
前記検出部は、ＲＣネットワークとＬＣネットワークのいずれか１つ又は両方の構成要素によって形成されていることを特徴とする、請求項１から４の少なくとも一項に記載のセンサ装置。
【請求項６】
前記検出部はそれぞれ、少なくとも１つの電極装置を備え、前記電極装置は、それぞれの前記部分観察領域の電界特性の変化が、少なくとも一部が前記電極装置で形成されているコンデンサシステムの容量に影響を与えるように構成及び配置されていることを特徴とする、請求項１から５の少なくとも一項に記載のセンサ装置。
【請求項７】
前記検出部はそれぞれ、少なくとも１つの電極装置を備え、該電極装置は、それぞれの前記部分観察領域での電界特性の変化が前記電極装置によって検出可能であるように構成及び配置されていることを特徴とする、請求項１から６の少なくとも一項に記載のセンサ装置。
【請求項８】
それぞれの前記検出部が、所定の発振サイクル数の間、前記検出部に結び付けられている観察領域の監視を遂行することを特徴とする、請求項１から７の少なくとも一項に記載のセンサ装置。
【請求項９】
前記検出部は交流電圧によって制御され、前記交流電圧の周波数は搬送波周波数を形成し、前記搬送波周波数に基づいて、それぞれの前記部分観察領域に結び付けられている回路部分と基本回路との間で信号対話が行われることを特徴とする、請求項１から８の少なくとも一項に記載のセンサ装置。
【請求項１０】
それぞれの前記部分観察領域に結び付けられている前記回路部分の領域において信号処理が行われ、前記信号処理に基づいて、異なる接近状態を示す信号が生成されることを特徴とする、請求項１から９の少なくとも一項に記載のセンサ装置。
【請求項１１】
それぞれの前記部分観察領域に結び付けられている前記回路部分の領域において基本導線への接続が行われることを特徴とする、請求項１〜１０の少なくとも一項に記載のセンサ装置。
【請求項１２】
それぞれの前記部分観察領域に結び付けられている前記回路部分を介して前記接続がもたらされることを特徴とする、請求項１から１１の少なくとも一項に記載のセンサ装置。
【請求項１３】
それぞれの前記部分観察領域に結び付けられている前記回路部分の前記接続は、読み取り信号シーケンスによってもたらされることを特徴とする、請求項１〜１２の少なくとも一項に記載のセンサ装置。
【請求項１４】
前記検出部の検出効果は、前記読み取り信号シーケンスによって制御して変更可能であることを特徴とする、請求項１から１３の少なくとも一項に記載のセンサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体、特に人の四肢が観察領域に存在しているか否かについての情報を提供する信号を生成するセンサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
そのようなセンサ装置は、特に、危険領域、モータ駆動のドア、蓋、及び車両の覆いを防護するために利用される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、観察領域での物体の存在に関する特に有益な測定信号を生成することができるセンサ装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によれば、この課題は、観察領域に沿って延在する支持構造体と、この支持構造体上に列になって配置されている複数の検出部であって、各検出部が定められたそれぞれの部分観察領域での検出事象を検出するようになっている複数の検出部とを備えるセンサ装置によって達成される。
【０００５】
これによって、長い境界、例えば閉鎖縁部、に沿って延在する観察領域、が小さい部分領域に分割されて、特別正確に監視する手段によって監視回路を作ることが好適に可能となる。個々の検出部は、各検出部に結び付けられた各部分観察領域が互いに重なり合うように構成及び作動させることが可能である。これによって、生じ得る部分観察領域間の間隙を回避することが可能となる。
【０００６】
本発明の特に好ましい一実施の形態によれば、個々の検出部は、アドレス指定することによって制御できるように、又はアドレス指定することによって問い合わせができるように構成されている。このアドレス指定又は問い合わせによって、個々の検出部を制御し、個々の部分観察領域を所定の動作パターンに従って、特に時間的にシフトさせてアクティブ（活性化）にするか又は問い合わせることができる。
【０００７】
隣接する検出ゾーンがアクティブにされたか否かを個々の検出部の回路を介して確認できるように、当該回路を構成することも可能である。ここで、目下の部分観察領域は、先行する部分観察領域が所定の期間又は所定の発振サイクル数の間でアクティブであった場合にのみアクティブにされる。
【０００８】
個々の検出部は好ましくは、ＲＣネットワーク及び／又はＬＣネットワークの構成要素をそれぞれ備えている。ここで、個々の検出部は、少なくとも１つの電極装置をそれぞれ備えてもよい。各電極装置は、各部分観察領域の電界特性の変化が、電極装置で少なくとも一部が形成されているコンデンサシステムの容量に対して影響を与えるように、構成及び配置されている。
【０００９】
検出部の各電極装置が最終的に各部分観察領域の電界変化の検出に役立つように、検出部を構成することも可能である。当該検出回路が周囲のレベル変化及び誘電特性の変化を検出するようにローカル検出回路を構成することもできる。
【００１０】
観察領域は電界を生成するシステムを有することができ、その結果、特に検出されるべき物体によって電界が変化する場合に、検出部によってそのような電界を検出することができる。互いに対向している検出部が、電界生成源として、また電界検出器として交互に作用するように、これら検出部を作動させることが可能である。
【００１１】
各検出部が、所定の発振サイクル数の間、又はさらなる切換信号が到着するまで、それぞれの部分観察領域を監視するように、本発明のセンサ装置を構成することが可能である。ローカル回路を各検出部の領域に設けて、好ましくは搬送波周波数を有する交流電圧によってローカル回路が個々の検出部を制御し、当該搬送波周波数に基づいて、個々の部分観察領域の各回路と基本回路との間の信号対話（交信）が行われるようにすることができる。
【００１２】
各部分観察領域に結び付けられている回路構造を、当該回路構造に基づいて異なる接近状態を検出することができるように構成することが可能である。特に、ローカル回路が異なる間隔に対して結果を出すように、当該ローカル回路を作動させるか又は当該ローカル回路に問い合わせすることが可能である。
【００１３】
回路技術的に比較的単純で実現可能である本発明センサ装置の一実施形態は、個々の部分観察領域に結び付けられている回路構造がアドレス指定されて基本導線に接続可能であることを特徴とする。これらの適切な回路は好ましくは、基本導線と電極回路との間に直接設けられる。各観察領域をそれ自体で独立して制御すると共に、検出された測定信号を読み取り信号周波数を介して読み取ることも可能である。個々の部分観察領域に結び付けられているローカル回路を、当該回路の作動特性が信号周波数によって変更でき、特にプログラミングで設定できるように構成することが可能である。
【００１４】
本発明によるセンサ装置は、自動車分野において特に有利で、危険が潜むゾーン、特に間隙を閉鎖するゾーンを観察するために利用することができる。このセンサ装置は、車両の周辺領域を監視するのにも適している。特に、本発明によるセンサ装置を、車両の側方領域と車両のバンパーのある領域とに配置して、「人工的な側線」を作ることができ、当該側線によって、魚のように、車両の周辺領域を基本的に水平方向で完全に監視することができる。
【００１５】
本発明によるセンサ装置は、固定設備、特にドア設備及び窓設備（回転ドア、スライディンドア）用の安全システム又は制御システムとしても役立たせることができる。検出は好ましくは、電界相互作用効果、特に検出電極で少なくとも部分的に形成されるコンデンサシステムの容量変化に基づいて行われる。
【００１６】
本発明の詳細及び特徴は、図面を用いた以下の説明から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は本発明によるセンサ装置を示す。当該センサ装置は、柔軟な導体板によって製造されている支持構造体１を備え、当該支持構造体は観察領域の境界に沿って延在している。支持構造体上には、列になって配置されている複数の検出部Ｄ１、Ｄ２、ＤＮが形成されており、各検出部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３…Ｄｎによって画定されている部分観察領域Ｆ１、Ｆ２での検出事象がそれによって検出される。検出部は、その長さが２５ｍｍ〜１００ｍｍの範囲内、好ましくは約６０ｍｍであるように形成することができる。用途に応じて、より小さいか又はより大きい分割を使うことができる。
【００１８】
図１に示されている実施例では、検出部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３…Ｄｎは、アドレス指定して制御可能であると共に、アドレス指定して問い合わせが可能である。個々の検出部Ｄ１、Ｄ２…Ｄｎは所定の動作パターンに従って制御することができ、その結果、個々の検出部は、例えば順番にアクティベイト（活性化）され及び／又は問い合わせされる。
【００１９】
個々の検出部は、ＲＣネットワーク又はＬＣネットワークの構成要素によって形成され、図１に示されている実施例では少なくとも１つの電極装置Ｅ１を備える。この電極装置は、各部分観察領域Ｆ１、Ｆ２の電界特性、特に誘電性の変化を検出することができるように構成及び配置されている。適切な回路に電極装置を組み込むことによって、これらの変化を特別に検出することができ、各部分観察領域Ｆ１、Ｆ２の電界特性の変化は、電極装置Ｅ１を組み込んで形成されているコンデンサシステムの容量に対して影響を与える。容量変化は、当該容量変化に伴って生じる発振回路の影響、例えば電流又は電圧の周波数変化、振幅変化、及び共振挙動の変化によって検出することができる。検出部の各回路は、当該回路を介して部分観察領域Ｆ１、Ｆ２の好ましくは強度がこれらの変化を介して検出することができるように構成することも可能である。
【００２０】
個々の検出部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３…Ｄｎの制御は好ましくは、各検出部が所定の発振サイクル数の間、各検出部に結び付けられている部分観察領域Ｆ１、Ｆ２の監視を遂行し、その後次の検出部がアクティブになり、この検出部も所定の発振サイクル数の間監視を遂行するように行われる。
【００２１】
個々の検出部に設けられている複数の回路構造を、これらの回路構造が、それぞれ別個にそれ自体で独立して機能を果たす検出回路を形成し、当該検出回路によって、それぞれに結び付けられた部分観察領域を監視できるように構成することが可能である。個々の回路部分を、制御事象を介して各回路に結び付けられた部分観察領域Ｆ１、Ｆ２の観察を行うのに必要な回路構造だけを当該回路部分が有するように構成することも可能である。支持構造体上に次々に配置されている個々の回路システムを交流電圧によって制御することが可能である。ここで、この交流電圧によって同時に搬送波信号を提供することができ、当該搬送波信号に基づいて、例えば基本回路２を用いてＱＰＳＫ法、ＡＳＫ法、又はＦＳＫ法で信号対話（交信）を行うことができる。
【００２２】
個々の検出部の回路は、当該回路の領域において信号処理が行われ、当該信号処理に基づいて、物体が接近状態であるか否かを確認することができるように構成することが可能である。検出された接近状態をデータによって記録し、このデータを基本回路に伝送するか、又は問い合わせのために使用することが可能である。
【００２３】
個々の検出部は、当該検出部の検出特性を制御して変更可能に構成することができる。この変更は特に、制御信号シーケンスを、当該制御信号シーケンスがローカル検出回路のプログラミング又は設定を指示する所定の内容をトリガするように生成することによって行うことができる。
【００２４】
図１に示されている実施例では、基本回路２はケーシング構造体内に収容されており、当該ケーシング構造体は、導電経路３、４、５を有する支持構造体１の末端部に取り付けることができる。ハウジング装置２は、図１に示されている実施例では、給電プラグ及びデータケーブルプラグに結合可能なさらなる接続プラグ部分２ａを有するように構成されている。
【００２５】
基本回路２は特に、センサ装置を作動させるのに必要な全供給電力が接続プラグを介して供給されるようにすることができる。接続プラグは特にＵＳＢプラグとして形成することができ、全作動エネルギーはＵＳＢプラグシステムを介して供給される。基本回路２はさらに、当該基本回路によって検出される測定信号が、ＵＳＢケーブルを介して当該測定信号に適した信号標準規格で読み取りできるように、標準化されて提供されるよう構成することができる。
【００２６】
個々の検出部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３…Ｄｎを形成する部分回路は、図示されている実施例では、それぞれ少なくとも１つの電極装置Ｅ１を備える。当該電極装置は好ましくは、平面電極又はワイヤ電極にすることができる。この電極装置はＲＣネットワーク又はＬＣネットワークの一部分を形成し、当該部分を介して、各電極装置Ｅ１の周囲の誘電特性の変化、又は電界変化若しくは電界強度（「レベル」）も検出することができる。各部分回路は、図示されている実施例では、ＡＳＩＣとして形成されている制御回路ＡＳＣと、場合によってはさらなる電子構成要素とを備える。個々の部分回路は、非常に平らな構成となっており、好ましくは実質上印刷された構造体として構成される。これらの部分回路は、車体の塗装の下に配置することができるし、封止形状内に特別に収めることもできる。
【００２７】
ＡＳＩＣ  ＡＳＣは、当該ＡＳＩＣ  ＡＳＣを介して、アドレス指定することによって各部分回路を制御するか又は部分回路の検出事象に関してアドレス指定して問い合わせするように構成することができる。ＡＳＩＣは、好ましくは各部分回路を異なる作動モードで作動できるように構成されている。これらの作動モードは特に、図１では円錐状に示されているゾーンによって具体的に示されているように、異なる検出範囲を提供するように構成することができる。円錐状又は球状の部分観察領域は互いに重なり合うこともできる。
【００２８】
図２では、自動車のトランク蓋の閉鎖縁部領域が例示的に示されている。この図では破線によって具体的に示されているように、トランク蓋の閉鎖縁部領域の非常に近くに、本発明によるセンサ装置が配置されている。破線の個々の線は、図１に関連して上述した検出部Ｄ１、Ｄ２…Ｄｎに対応する。
【００２９】
検出部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３…Ｄｎは、この実施例においてもアドレス指定することで制御可能であるか又はアドレス指定して問い合わせ可能である。検出部は、所定の動作パターンに従って時間的にシフトしてアクティブ化され又は問い合わせされる。個々の検出部Ｄ１、Ｄ２…Ｄｎは、上述したように発振回路構成要素を備える。検出部Ｄ１、Ｄ２…Ｄｎは、例えばそれぞれ０．０２５秒の期間作動し、この時間でそれぞれ好ましくは少なくとも４００回の発振サイクルを遂行する。各検出部の領域での電界特性、特に各観察領域の物体の存在は、各観察領域での誘電特性に対する物体の非常に多様な影響に基づいて検出することができる。
【００３０】
図３では、平らな構造体として検出部Ｄ１が非常に簡略化して示されている。この検出部Ｄ１は、ここに示されている実施例では電極装置Ｅ１とコイルＬ１とを備える部分回路によって形成される。コイルＬ１は、強磁性コアＫに巻かれている巻線Ｗを備える。コイルＬ１は、この実施例では変換器として作動しており、一次巻線ＷＰを備え、当該一次巻線はコアＫに磁界を誘導することができる。一次巻線ＷＰは、図３においてもＡＳＩＣとして形成されている制御回路ＡＳＣに接続されており、当該制御回路によって交流電圧が供給されている。制御回路ＡＳＣは、図３では２本のみの導線３、４を有する電圧供給線上に存在し、当該電圧供給線は同時に制御線として機能する。導線３には例えば作動信号を印加することができ、当該作動信号は、アドレスＡと、作動モード情報部Ｂと、作動パルスＩのシーケンスとを含む。本発明によるセンサ装置の所定のＡＳＣは、アドレスＡを介してアクセスすることができる。そして当該ＡＳＣは、作動モード信号Ｂによって直接指定された切換を実行できるようにする。そして、この切換状態Ｂに応じて、一次巻線ＷＰを供給線３、４に直接接続することができ、また当該一次巻線に信号（作動パルスＩ）を供給することができる。この作動状態は、信号Ｓが切断信号シーケンスＴを有するようになるとすぐに終了することができる。当該切断信号シーケンスは制御回路ＡＳＣによって検出される。本発明に従って設けられている部分回路は、図３では非常に簡略化されて示されている。当該部分回路は、さらに多数の電子部品を備えることができ、それらの電子部品は好ましくは、印刷された構造体として形成されている。電極装置Ｅ１は、図３では鎖線によってのみ概略的に示されている対向電極を備え、当該対向電極は、誘電体として機能する支持構造体の裏側に存在する。作動パルスの数は、本発明によるセンサ装置の分解能が物体の存在する各領域においてダイナミックに向上するように、検出事象の発生に基づいて変更することができる。そして残りのゾーンは、当該残りのゾーンが時として同様に存在を示す状態を検知するまで、より低い分解能で、例えば少ない発振サイクルで制御することができる。
【００３１】
図４ａには、本発明によるセンサ装置が示されている。当該センサ装置は基本回路２を備え、その基本回路には、それぞれ個々にアドレス指定可能な多数の部分に分割されている電極支持細片が接続されていて、平らに形成されている。個々の部分回路はそれぞれ、図４では黒い長方形として概略的に示されていて、ＡＳＩＣによって実現されるローカル制御回路を有し、当該制御回路は、個々の部分回路をアドレス指定することで制御している。図示されている実施例では、個々の部分回路は、それぞれ独自の高電圧回路を有するように設計されている。
【００３２】
変形形態である図４ｂでは、個々の部分回路はアドレス指定することによって制御可能な電極装置Ｅ１、Ｅ２…を有する。しかし、発振回路の基本構成要素、特に、抵抗要素又はコイル要素は依然として基本回路２の近くに存在する。基本回路２は、標準的なインタフェース、特にＵＳＢソケットを介してコンピュータシステムに接続することができるように構成されており、当該コンピュータシステムによって、個々の部分でそれぞれ収集された測定事象を信号技術的にさらに処理し、さらなるプロセスの制御に利用することができる。
【００３３】
測定信号の分析は、非常に多様な概念に基づいて行うことができる。特に、予測されている変化からの信号レベルの変化のずれを、関係ある検出事象として分類することが可能である。
【００３４】
個々の部分の制御パターンは、特に精密で信頼できる検出が保証されるように調整することができる。
【００３５】
本発明によるセンサ装置によって、信号転送、例えば認証検査を実施するための信号転送を扱うこともできる。ここで、本発明によるセンサ装置は、挟み込み防止装置及び信号インタフェースとして機能させることができる。信号は、利用者が携帯する移動識別回路によって生成させることができる。この識別回路は、データセットによって変調される交流電界を生成させ、当該交流電界はセンサ装置を介して検出することができる。センサ装置でも信号を生成することができ、当該信号は、この移動構成要素又はその他の読み取りシステムによって検出され、データが処理される。
【００３６】
本発明によるセンサ装置あるいは一般的に言うと回路装置によって、例えば自動車の燃料補給量の調整のような非常に多様な信号伝送プロセスを扱うインタフェースを作ることができる。
【００３７】
特に自動車用の周辺監視システムとして本発明によるセンサ装置を使用する場合、本発明によるセンサ回路の信号の評価に基づいて、例えばトランクのロックやフィラーキャップを閉じることが可能になる。
【００３８】
例えば運転席側のドアが開いて、センサ回路は物体（運転手）がドア領域から車両後部へ移動するのを検出し、それによって、利用者が能動的に働きかけることなく、トランク蓋又はフィラーキャップを開けられるようにできる。
【００３９】
本発明によるセンサ装置によって、利用者、特にその腕及び手の動きを高い分解能で検出することが可能になる。これらの信号は、信号処理に使われ、当該信号処理によって、身振りの解釈と、これに基づく回路信号の生成とを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】帯状構造体として観察回路の列が形成されている本発明によるセンサ装置の配列を示した概略図である。
【図２】本発明によるセンサ装置を車両のトランク蓋における挟み込み防止システムとして利用した形態を説明するための概略斜視図である。
【図３】本発明による観察回路部のコイル素子を示すものである。
【図４ａ】アドレス指定して制御可能な個々の部分又はアドレス指定して問い合わせできる個々の部分を有する本発明によるセンサ装置の構成を説明するための概略図である。
【図４ｂ】アドレス指定して制御でき、作動挙動に関する信号に基づいて構成されている個々のセンサ部を有するセンサ装置を説明するための他の概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【国際調査報告】
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