(57)【要約】  本発明は、物体、詳細には四肢の、測定エリア内における物体の位置及び／又は測定エリアの通過の検出を管理する方法及び回路に関する。本発明は、第１の電極装置を含むセンサ電極のアセンブリ（３）を開示し、センサ電極のアセンブリはコンデンサシステムの一部を成し、コンデンサシステムの、基準電位（例えば接地）に対する静電容量は、測定エリア内の物体の存在又は位置によって決まる。本発明はまた、センサ電極装置に結合される評価回路（４〜８）と、コンデンサシステムに結合されるＬＣネットワーク（Ｌ、Ｃ２）と、電極装置及びＬＣネットワーク（Ｌ、Ｃ２）を備えるシステムにＬＣネットワークの並列共振周波数の範囲内の周波数を提供する発生器ユニット（１、２）とを提供する。
2009513961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定エリアにおいて物体の存在、位置及び／又は接近を検出する回路であって、
基準電位（例えば接地）に対する静電容量が前記測定エリア内の物体の存在、位置又は接近によって決まるコンデンサシステムの一部を形成する電極を含むセンサ電極のアセンブリと、
前記センサ電極に結合される評価回路と、
前記コンデンサシステムに結合されるＬＣネットワークと、
前記電極及び前記ＬＣネットワークを備えることによって形成されるシステムに、前記ＬＣネットワークの並列共振周波数の範囲内にある周波数を適用する発生器とを備える回路。
【請求項２】
前記評価回路が、共振挙動の変化に基づいて前記センサ電極への前記物体の接近を検出するように構成及び構築されることを特徴とする請求項１に記載の回路。
【請求項３】
前記発生器のエリアからの比較信号に対する前記ＬＣネットワークの比較信号の位相位置の変化が、前記共振挙動の変化として検出されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の回路。
【請求項４】
前記発生器のエリアから引き出される信号が発生器トリガ信号であることを特徴とする請求項１に記載の回路。
【請求項５】
前記発生器のエリアから引き出される信号が前記発生器の電位であることを特徴とする請求項１に記載の回路。
【請求項６】
前記ＬＣネットワークが、並列共振回路を形成するように、コイルと少なくとも１つのコンデンサとを備えることを特徴とする請求項１に記載の回路。
【請求項７】
前記発生器装置が、前記並列共振回路が共振周波数で動作するように、前記コンデンサシステムの前記電極のうちの１つに結合されることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の回路。
【請求項８】
前記評価回路が、位相シフトに基づいて前記コンデンサシステムの静電容量の変化を検出するように具現されることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の回路。
【請求項９】
前記評価回路が、振幅の変化に基づいて前記コンデンサシステムの静電容量の変化を検出するように具現されることを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の回路。
【請求項１０】
前記評価回路が、前記位相シフトと前記振幅の変化との両方を、組み合わせて考慮するように具現されることを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の回路。
【請求項１１】
前記位相シフトを検出するように、励振器信号及び電流、又は前記ＬＣネットワークの電位信号が相関されることを特徴とする請求項１から請求項１０のまでのいずれか１項に記載の回路。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の回路を有する自動車ドアロックシステム。
【請求項１３】
請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の回路で構成される回路を有する安全システム。
【請求項１４】
請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の回路を有する位置検出システム。
【請求項１５】
第１の（Ｘ）検出方向において存在状態又は接近状態を検出する少なくとも１つのＸ電極を有する請求項１４に記載の位置検出システム。
【請求項１６】
複数の（Ｘ）電極が前記測定エリアにわたって互いに離間されて分散される請求項１５に記載の位置検出システム。
【請求項１７】
第２の（Ｙ）検出方向において存在状態又は接近状態を検出する少なくとも１つのＹ電極を有する請求項１４から請求項１６までのいずれか１項に記載の位置検出システム。
【請求項１８】
複数の（Ｙ）電極が前記測定エリアにわたって分散される請求項１７に記載の位置検出システム。
【請求項１９】
第３の検出方向において存在状態又は接近状態を検出する少なくとも１つのＺ電極を有する請求項１４から請求項１８までのいずれか１項に記載の位置検出システム。
【請求項２０】
コンデンサシステムを用いて測定エリアにおいて物体の存在を検出する方法であって、  前記コンデンサシステムはセンサ電極を備えることによって形成され、
前記コンデンサシステムの静電容量は前記測定エリア内の前記物体の存在によって決まり、
前記方法において前記コンデンサシステム及びコイルによって形成される並列共振回路は、前記並列共振周波数の範囲内の周波数において発生器の電位を加えることによって動作し、
前記並列共振回路における共振に対する前記励振器の位相の変化が検出される方法。
【請求項２１】
前記励振器の周波数は変化することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記励振器の周波数の変化は前記位相位置に応じて生じることを特徴とする請求項２０又は請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記励振器の周波数の変化要件は、存在信号として評価されることを特徴とする請求項２０から請求項２２までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
前記回路の前記共振周波数は、回路素子の静電容量又はインダクタンスを変えることによって変化することを特徴とする請求項２０から請求項２３までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項２５】
測定エリアにおいて物体の位置及び／又は存在を検出する回路であって、
第１の電極（Ｅ１）を含むセンサ電極のアセンブリであって、前記電極は、基準電位（例えば接地）に対する静電容量が前記測定エリア内の物体の存在又は位置によって決まるコンデンサシステムの一部を形成する、センサ電極のアセンブリと、
前記センサ電極に結合される評価回路と、
前記コンデンサシステムに結合されるＬＣネットワークと、
前記電極（Ｅ１）及び前記ＬＣネットワークを備えることによって形成されるシステムに、前記ＬＣネットワークの並列共振周波数の範囲内にある周波数を適用する発生器とを備え、
前記センサ電極を備えることによって形成される前記検出コンデンサシステムの静電容量を変化させることにおいて前記ＬＣネットワークの共振挙動を追跡するという動作を可能にする回路技術上の手段が、前記ＬＣネットワーク付近に作られる回路。
【請求項２６】
前記共振回路において生成される電位が演算増幅器を介してフィードバックされることを特徴とする請求項２５に記載の回路。
【請求項２７】
前記ＬＣネットワーク付近にバラクタダイオード回路が提供されることを特徴とする請求項２５に記載の回路。
【請求項２８】
前記ＬＣネットワーク付近にジャイレータが提供されることを特徴とする請求項２５又は請求項２６に記載の回路。
【請求項２９】
前記ジャイレータシステム又は前記バラクタダイオードシステムにおける追跡要件が、接近の前記検出の検出基準として用いられることを特徴とする請求項２５から請求項２７までのいずれか１項に記載の回路。
【請求項３０】
前記システムが、励振器イベントと前記並列共振周波数の範囲内の共振との間の所定の位相シフトにおいて動作するように再度同調されることを特徴とする請求項２５から請求項２８までのいずれか１項に記載の回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体、詳細には四肢の、測定エリア内における位置及び／又は測定エリアへの接近の検出を管理する方法及び回路に関する。本発明は、詳細には、電界の相互作用効果に基づく、対応する検出を実施する方法及び回路にも関する。
【背景技術】
【０００２】
電界の相互作用効果に基づいて存在の検出を実施する近接センサ又はタッチセンサが既知である。このことの有益な要素は、接地に対して電圧が供給される信号電極付近で、導電体が信号電極によって放射される電界に影響を与えるという、人体の電気的特性である。この影響の量的表現は静電容量によって記述される。これは、人体が、自身の導電率に起因する結合電界を自身から離れて放射し、それによって、通常１２０ｐＦ〜１５０ｐＦの、かなりの接地された静電容量を形成するためである。このようにして、人体は信号電極の静電容量を、接近又は接触によって変える。信号電極の静電容量は多くの場合に、既知の検出システムにおいて周波数を決定する。接近は、周波数の測定によって検出することができる。
【０００３】
この点における１つの問題点は、特定の用途に必要とされる感度、及び方法の正常動作である。指等の人体の最も小さな部分の検出において、依然として検出しなければならない０．０１ｐＦ〜０．１ｐＦの低い静電容量の変化が、多くの場合の結果である。得られる感度は、発振器の基本静電容量に対する相対的な静電容量の変化によって決定され、基本静電容量は、できる限り低くするべきであり、これはまた高い発振周波数を表し、当該高い発振周波数は一方ではＥＭＶの問題に起因して、他方では干渉波に対して致命的である場合がある。
【発明の開示】
【０００４】
本発明の目的は、物体、詳細には生体のセンサ電極への接近を、これまでの手法よりも感度が高く、同時により安全である方法で可能にする解決策を提供することである。
【０００５】
この目的は、本発明によれば、測定エリアにおいて物体の位置及び／又は存在を検出する回路であって、
基準電位（例えば接地）に対する静電容量が測定エリア内の物体の存在又は位置によって決まるコンデンサシステムの一部である電極を含むセンサ電極のアセンブリと、
センサ電極のアセンブリに結合される評価回路と、
コンデンサシステムに結合されるＬＣネットワークと、
電極及びＬＣネットワークを備えるシステムに、ＬＣネットワークの並列共振周波数の範囲内の周波数を提供する発生器とを備える、回路によって解決される。
【０００６】
この回路は、高い精度及び信頼性で、センサ電極への物体の接近の確定を可能にする。
【０００７】
好ましくは、評価回路は、共振挙動の変化によって、センサ電極のアセンブリへの物体の接近を検出するように構成及び構築される。本発明の特定の一態様によれば、発生器のエリアからの比較信号に対するＬＣネットワークからの比較信号の位相位置の変化は、共振挙動の変化として検出される。発生器のエリアから得られる信号は、発生器の電位であるか、又は詳細には発生器トリガ信号であってもよい。
【０００８】
ＬＣネットワーク自体は、好ましくは、少なくとも１つのコイルと少なくとも１つのコンデンサとを備え、それによって、並列共振回路を形成する。
【０００９】
発生器信号とセンサ電極との結合は、容量結合で行われることが好ましく、並列共振周波数付近での並列共振回路の動作に役立つ。
【００１０】
評価回路は、位相シフトに基づいてコンデンサシステムの静電容量の変化を検出するように構成されることが好ましい。代替的に、又は特に有利には、コンデンサシステムの静電容量の変化が、並列共振回路における、電流の又は電圧の時間的な振幅変化に基づいて検出されるように回路を構成することも可能である。
【００１１】
本発明は、上記のタイプの回路を有する車両のドアロックシステムに関する。
【００１２】
本発明はさらに、上記のタイプの回路を有する安全システムに関する。
【００１３】
本発明は、少なくとも１つの上記のタイプの回路を有する位置検出システムであって、距離情報を得ることができる１つ又は複数のセンサ・コンデンサシステムが提供される、位置検出システムにも関する。
【００１４】
本発明のさらなる態様によれば、本発明は、コンデンサシステムを用いて測定エリアにおける物体の存在を検出する方法であって、コンデンサシステムの静電容量は、測定エリアにおける物体の存在によって決まり、システムはセンサ電極を備え、当該システムに結合されるＬＣネットワークは、ＬＣネットワークの並列共振周波数付近の周波数の励振器を追加することによってこの方法で動作し、共振に対する励振器の位相の変化は、共振回路において検出される、方法にも関する。
【００１５】
励振器の位相の代わりに、基準ＬＣネットワークから得られる比較信号の位相を利用することも可能である。２つのＬＣネットワークの互いに対する共振挙動は、センサ電極の環境における誘電特性の変化によって影響される。これは、信号の位相の互いに対する変化によって評価することができる。
【００１６】
励振器周波数を変動させることが可能である。励振器周波数の変化は、位相に依存し得る。励振器周波数の変化要件は、存在信号として評価される。
【００１７】
本発明の特定の一態様によれば、センサ電極を備えて形成されるコンデンサシステムの静電容量の体系的な変化を、所定の方法で補償することが可能である。このような体系的な変化は、例えば、センサ電極が、動作システム（例えば、窓開け装置、スライディングルーフ、コンバーティブルトップアセンブリ、座席位置決めシステム、ドア、ハッチ、特にトランクの蓋）と協働して用いられる場合に起こり得る。このような電極の目的は、怪我と関連性のある場所において四肢を検出することであってもよい。センサ電極・コンデンサシステムの静電容量の体系的な変化は、センサ電極を含むＬＣネットワークの補償動作が、センサ電極・コンデンサシステムにおいて処理されるという点において考慮することができる。これらの補償動作は、特に回路部を通じて、バラクタダイオードシステム及び／又はジャイレータシステムを用いて処理することができる。これらの手法によって、作動動作に起因して、センサ電極を備えるコンデンサシステムの静電容量の変化があってもそのシステムを並列共振周波数付近で動作させることが可能になり、したがって位相シフト効果によって、ほぼ一定の検出周波数でイベントの検出を検出することが可能になる。
【００１８】
本発明の特定の一態様によれば、補償回路（すなわちバラクタダイオード及びジャイレータ）を介して、有利なシステム周波数付近でシステムを永続的に動作させることが可能である。ジャイレータシステム又はバラクタダイオードシステムにおける再調整要件は、その後検出イベントとして解釈されることができる。特に、補償システムの調整要件が、現在動作している作動動作の動力学によって正当とされるものと異なる動力学を有する場合でも、検出イベントを検出することができる。誤りイベント、すなわち物体の接近は、補償システムにおける作動要件の変更が、補償システムの再調整要件に関して適切な作動動作と共に起こる変更から、特定の（おそらく或る関数に従って変化する）量だけ変化する場合に検出することができる。
【００１９】
補償システムの調整要件によって、電極への物体センサの接近の状態を検出することも可能である。回路の手法は、ＬＣネットワークが常に並列共振で作動するように、すなわち共振振動に対する励振イベントの特定の位相シフトで動作するように、また共振システムの側で位相シフトを維持するために（又は所定のシフト状態を実現するために）調整を行うように選択することができる。この調整要件は、現在の接近状態を示すための評価の基礎として用いることができる。
【００２０】
したがって、発生器周波数の追跡は、窓及びスライディングルーフトップ等の移動する物体において起こる場合がある変化する静電容量を調整するために、有利に実行される。位相の増加を維持しながらセンサカーブを動きに合わせて動的に調整することは、システムの検出感度が動作又は作動動作の間、変化を被らないという利点を有する。
【００２１】
共振回路の品質係数の上昇が、共振回路に対する静電容量によって同相フィードバックを介してセンサの感度を決定し、共振回路の減衰が引き起こされ、したがってセンサの品質、すなわち感度を向上させることが好ましい。
【００２２】
シールドが同相で結合される場合、接地等の基準電位又は車両の場合にはシャーシに対向して共振回路に接続される電極のシールドを用いることによっても、同相フィードバックは自動的に結果的に生成される。電極とシールドとの容量結合に起因して、共振回路の減衰を引き起こし、したがって、適切なアセンブリの寸法決めを伴ってセンサの感度の向上を有利に引き起こすフィードバック効果がもたらされる。
【００２３】
コイルとしてのスプールを、例えば静電容量をインダクタンスに変えるために用いる能動回路（ジャイレータ）で置き換えることが可能である。
【００２４】
本発明による回路を、センサ電極と結合されたＬＣネットワークとの間の大量であり且つおそらくシールドされる接続線を省くことができるようにＬＣネットワークを提供するために、センサ電極によって測定される領域に、直接近接して配置することも可能である。
【００２５】
この場合、検出基準として、例えば、システムが作動している周波数、並びに並列共振周波数に同調されている結合されたＬＣネットワークおいて現時点で調整されている静電容量及び／又はインダクタンスという情報のみが送出される。フィードバックの作動動作に関連する動力学の追跡の動力学の変動は、検出イベントとして解釈することができ、フィードバックの程度は実際の接近に関する情報として解釈することができる。
【００２６】
フィードバックは、発生器周波数の適合、及び／又は共振回路の特性の適合によって起こる場合がある。変化は、体系的な変化、例えば作動動作に関連する変化を補償することができるように調整されることが好ましい。
【００２７】
本発明のさらなる詳細及び特徴点は、図面に関連して以下の説明から明らかである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
センサ電極への人体の接近を検出することについての１つの概念は、信号発生器を、コンデンサＣ１を通じて電極に接続することであり、電極は評価ユニットにも接続されている（図１ａ）。評価ユニットの入力静電容量Ｃ２に起因して、評価電子ユニットの入力において、以下の係数によって発生器によって供給される電位を減衰するように容量電位分割器が形成される。
【００２９】
ｋ＝Ｃ１／Ｃ１＋Ｃ２                                                  （１）
例えばＣ１＝１ｐＦ且つＣ２＝１０ｐＦである場合、発生器の電位の約９％が評価ユニットの入力において受け取られる。
【００３０】
図１ｂに示すように人体の一部Ｋが受信電極に接近する場合、入力静電容量Ｃ２は、人体の結合静電容量Ｃｋと人体の接地静電容量Ｃｇとによってより高い値Ｃ２*＝Ｃ１＋Ｃｋまで上昇し、これは、Ｃｇ≫Ｃｋであることが常に仮定されなければならないためである。電位分割係数は、したがって、以下の通りである。
【００３１】
ｋ*＝Ｃ１／Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃｋ                                          （２）
例えばＣｋ＝０．１ｐＦの人体の結合静電容量の場合、受信電位は、したがって約１％だけ変化する。アセンブリの感度は比較的低い。
【００３２】
ＬＣネットワークが評価電子システムの入力に配置されることによって、感度は何倍も上昇する。最も単純な場合、ＬＣネットワークはコンデンサを備え、当該コンデンサにコイルＬが並列にスイッチングされ、したがって図２ａに示す共振回路が形成される。このネットワークの共振周波数に発生器の周波数を調整することによって、評価入力における共振の増大に起因して電位が生成され、この電位は発生器の電位よりも高い可能性があり、その結果、図１によるアセンブリの場合よりもかなり低い値に調整することができる。
【００３３】
図２ａによるアセンブリの実質的な利点は、共振回路が静電容量の変化に起因して、もともと調整されていた共振から離調され、供給される発生器信号に関する振幅の変化及び位相シフトが結果的にもたらされるため、人体による静電容量の変化に対する感度を従来の方法と比較して何倍にも高めることができるということである。両方の信号パラメータを用いて、人体の接近を示すことができる。しかしながら、最も有利には、発生器側のいかなる振幅の変化にも依存しないため、位相位置が利用され、さらに静電容量の変化に関してはるかにより高い感度が得られる。さらに、共振回路における電位は、位相を用いる方法を用いることによって低く保つことができ、このことは信号電極における電界放射に対して有利な効果を有し、したがって、放射の放出に関するＥＭＶの問題が低減される。
【００３４】
さらに、位相を用いる方法はまた、大抵、振幅を用いる方法よりも、受信側において外側からの干渉に対する感度が低い。干渉がある場合に、狭帯域共振回路に起因してこの方法を用いてフィルタリングも行われ、高い受信電位を選択することによって、干渉の影響をさらに低減させることができる。以下にさらに詳細に記載されるように、位相シフトを測定する、単純で純粋にデジタルな方法を用いることも有利である。したがって、上記の理由によって、位相を用いる方法が好ましく、以下にさらに詳細に記載される。
【００３５】
図２ａに示される構造は、本発明による概念を単純化して示すための、ＬＣネットワークの基本的な変形を含む。この構造に関して、理論（例えば式（１）における）から、周波数ｆの発生器信号と受信信号との間の位相シフトΦが以下の式から得られる。
【００３６】
Φ（ｆ）＝ａｒｃｔａｎ［１／Ｑ（ｆ／ｆ0）／（ｆ／ｆ0）2−１］        （３）
式中、Ｑは回路の品質係数であり、ｆ0は共振周波数である。
【００３７】
共振点における位相の増加の結果は、したがって
ｄΦ／ｄｆ＝−２Q／Ｆ0                                              （４）
である。
【００３８】
式３から、共振を有する場合位相シフトは９０度であることが明らかである。
【００３９】
式４によれば、共振周波数付近の位相の変化は品質係数Ｑが大きくなるほど大きくなる。これが、センサの感度が高くなる理由である。ΔＣ／Ｃ（Ｃ＝Ｃ１＋Ｃ２）の静電容量の相対的な変化の場合、位相変化は、
ΔΦ＝（ΔＣ／Ｃ）Ｑ                                                （５）
式５によれば、センサの感度は品質係数Ｑに比例し、高値を選択することによって、従来既知の方法とは対照的に大幅に向上させることができる。Ｃ１＝１ｐＦ、Ｃ２＝１０．．１１ｐＦ、Ｌ＝１０ｍＨ、及びＱ＝５０の例に関して、図４は、供給される周波数、及びグループパラメータとしての静電容量の変化に基づく位相シフトの変動を示す。４８０ｋＨｚの共振周波数及び０．１ｐＦの静電容量の増加によって、２４度の位相シフトが得られる。アセンブリの場合には、同じ変化によって約１％の値しかもたらさないであろう。
【００４０】
センサの感度にとって重要な品質係数は、スプールの損失抵抗によって主に決まり、共振回路において加えられる電位が演算増幅器及びフィードバックコンデンサＣRを介して同相で再度フィードバックされ、したがって回路が減衰され、品質が向上するため、向上する。同じ効果を、センサ電極を全体表面から遮蔽するためのシールド（図３）を用いることによって獲得することができる。これは、この場合に容量結合が電極とシールドとの間に起こるためである。
【００４１】
［電子的評価システム］
電気アセンブリは、以下にさらに詳細に記載され、これは位相シフトを評価するために有利に利用することができる（図５）。クロック発生器１が、通常５０ＭＨｚ〜１００ＭＨｚのクロックパルスを生成し、これは続く周波数分周器２において整数Ｎによって除算され、それによって、図２によるネットワーク３に対応する共振周波数が生成される。
【００４２】
図５の例において、５０ＭＨｚのクロック周波数及び４８０ｋＨｚの共振周波数において除算係数はＮ＝１０４である。
【００４３】
このネットワークの出力信号は、前の節に記載したように９０度の接地位相シフトを有し、コンパレータ４に供給され、続いてＥＸＯＲ関数によって分周器２において生成される信号に結合され、これは２つの信号を乗算したものに数学的に対応する。このようにして、回路の共振周波数の２倍に等しい周波数及びセンサネットワーク３の位相シフトに正比例するインパルス幅を有するデジタル信号がＥＸＯＲ出力において生成される。パルス持続期間中クロック信号をカウントする、続くカウンタ６によってこのインパルス幅を評価するときに、カウントの結果はセンサネットワークによって生成される位相シフトの画像である。カウンタによって供給されるカウント値は、次に、デジタルコンパレータ７によって、８において読み込まれる値と比較することができ、それによって特定の位相の変化、すなわち人体が接近している状態に対応する指示信号を発行する。評価の別の可能性は、ローパスフィルタを介してＥＸＯＲゲートの出力信号をフィルタリングすることであり、それによって位相シフトに比例する直流を生成し、この直流はＡＤ変換器及びマイクロコントローラによって評価することができる。
【００４４】
クロック発生器の長期ドリフト又はネットワーク内の長期ドリフトを補償するために、クロック発生器の周波数をカウント値又は得られる直流によって、９０度の出力位相シフトが常にセンサネットワークにおいてアイドルモードで調整されるように再調整することが可能である。人体の接近は、カウント値の変化としてのみ検出され、したがって結果的にこの評価の微分関数をもたらす。
【００４５】
［本発明及び使用の利点］
図５による説明されたアセンブリの大きな利点は、共振に従って選択されるただ１つのコイルと接続される単一のマイクロコントローラに評価電子システム全体を設け、それによって非常に感度の高い近接センサを、非常に単純で、かさばらず、コスト効率の良い方法で得ることである。
【００４６】
典型的な用途は、例えば、このセンサを車両のドアのハンドルに、キーレスアクセス機能と接続させて設置することである。ネットワークの静電容量Ｃ１及びＣ２が、それぞれの電極のアセンブリによってハンドルに形成される。さらに、本発明による概念によって、窓、コンバーティブルトップ、ドア、又はトランクの蓋のシステムにおける動きによる隙間等の危険な領域を監視するためのセンサを提供することも可能になる。電極のアセンブリは、平面に又はワイヤ状に具現してもよい。電極のアセンブリは、それ自体でさらなる機能を有する電気的に適切な構成要素（すなわちドアのハンドル）によって形成されてもよい。
【００４７】
電極のアセンブリは、さらなる信号の転送のためのインタフェース電極として利用することもできる。例えば電極に印加される信号を用いて、この信号を人体を介して受信ユニットに転送することができ、それによって、受信機の位置によって特徴付けられる或る特定の位置に人体が位置しているか否かを検出する。このようにして、車両の座席の占有のような、さらなる作用を検出することができる。
【００４８】
図６は、特にタッチパッド状の入力フィールドを提供することができる、位置検出システムの図を示す。この目的のために、Ｘ電極及びＹ電極のそれぞれへの接近状態が、位相位置Φｘ及びΦｙの評価に基づいて確定され、それによって家庭用電化製品の場合に、例えば入力フィールド上の指の位置が確定され、それによって、仮想鍵が作動するか、又はさらに、いわゆるジェスチャシステムの画面上に機能を表示することが可能になる。この目的のために、ｘ座標及びｙ座標の確定がそれぞれのフィールドで必要とされる。有利には、図７のｘ座標の例に示すように、ｘ電極とｙ電極との対の位相差ΔΦ＝Φ１−Φ２及び位相和ΣΦ＝Φ１＋Φ２のそれぞれが形成され、それによって、座標の確定の線形化が可能になる。まず、ｘに従属する非線形な進行（図７ａ）は、一般的に微分形式になり、これによって特にフィールドの中心が、相対的にかなり平坦になる。新たな関数Ψ＝ΣΦ＝Φ０（図７ｂ）が定義され、
ΔΦ／Ψ＝Φ１−Φ２／Φ１−Φ０                                      （６）
が適切に選択される定数Φ０と共に形成され、図７ａに示される線形化が結果的にもたらされ、これは座標に近似する比例関係に起因して簡単な位置の確定をもたらす。
【００４９】
広い表面における位置を十分な精度で検出することを可能にするために、例えば、図８に示すようなグリッド状の構造の複数の電極のアセンブリが必要である。ここで、図９のブロック図によれば、電極の関連する位相情報の評価がマルチプレクサによって意図的に起こり、それによってコストが低く保たれる。これは、この場合、全ての電極に関して、１つのみの単相力率計が必要であるためである。グリッドの個々のフィールド内での位置の確定は、上記に記載したものと同じアルゴリズムに従って行われる。
【００５０】
個々のシステムの特定の基本静電容量がこのように調整されるように、個々の電極の問い合わせと同期して発生器周波数を変化させることも可能である。
【００５１】
さらに、発生器周波数は、１較正周期内でそれぞれのシステムに合わせることができ、このことによって、それぞれのシステムが並列共振の範囲内で動作することができる。
【００５２】
本発明による回路はまた、運動システム上のクランプの隙間を保護するのに、特に自動車分野でコンバーティブルトップシステム、窓、ドア、及び蓋を安全にするのに、特に有利に適切である。
【００５３】
それぞれの電極は、取付けに関係する端部の隣接するエリアに一体化することができる。電極は、機能的な部品、特にレバー、バー、又はフレームに一体化することができる。これらは薄膜又は導電塗装構造体のような任意の所望の形状に具現することができる。導電塗装構造体は、例えば、絶縁状態で車体に塗布され、続いて全体に塗装することができる。電極のアセンブリのこの手法は、上記の手段とは独立して、本発明の自立的な概念として捉えることができる。
【００５４】
要約すると、本発明によるアセンブリは、従来の近接センサとは対照的に以下の利点を提供する：
接近による静電容量の変化に関して、大幅に向上した感度、
広い受信振幅及び狭帯域共振回路による選択による、誤りの低減、
位相シフトの評価による振幅の変化の独立性、
構成要素を数個のみ有する単純な評価電子システム、及び
純粋にデジタルな処理による評価であって、マイクロコントローラ又はＡＳＩＣに実装され、それによってかさばらず、コスト効率が良く実現される可能性を有する、評価。
【００５５】
図１０は、窓開け装置における、例えば窓ガラスを持ち上げることによって引き起こされる作動動作に起因する、センサ電極（鎖線）を備えて形成されるＬＣセンサシステムの静電容量の体系的且つ許容可能な変化を補償するための、本発明による回路の適用可能性を例示するための概略図である。並列共振回路における共振を有すると共に窓開け機構によって提供される動き又は速度の情報を有する、発生器信号の特定の位相位置を維持するのに必要とされる追跡の動力学を相関させることが可能である。追跡要件に関してより大きな動力学を有する変化要件が結果的にもたらされる場合、これらは、示すように、外部の影響、例えば手の接近に起因する。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１ａ】静電容量接近センサシステムの基本的な構成を示す、回路の概略図である。
【図１ｂ】測定エリアに物体が存在する場合の、図１によるシステムの電気的な関係を示す、回路の概略図である。
【図２ａ】センサ電極に結合されているＬＣネットワークを備えるセンサシステムを有する静電容量接近センサシステムの基本的な構成を示す、回路の概略図である。
【図２ｂ】感度を向上させるためのフィードバックを有するセンサシステムの図である。
【図３】電極を遮蔽するためのシールドの同相作動に起因するフィードバックを有するセンサシステムの図である。
【図４】静電容量に変動のある位相シフトを示す図である。
【図５】図２ａによる基本的な回路の、評価回路への組み込みを示すブロック図である。
【図６】位相を用いる方法による、ｘ座標及びｙ座標の検出のための電極のアセンブリの図である。
【図７ａ】位置座標ｘに従属する位相の線形化を示す図である。
【図７ｂ】位置座標ｘに従属する位相の線形化を示す図である。
【図８】広い面積において位置の確定の精度を向上させるための、グリッドとしての電極構造の図である。
【図９】複数のセンサ電極への接近状態の確定が、ＬＣネットワークにおける発生器信号に対する位相位置を連続して確定することによって行われる、マルチチャネル検出システムを説明するブロック図である。
【図１０】例えばガラスを持ち上げることによって引き起こされる関連する作動動作、センサ電極（鎖線）を備えて形成されるＬＣセンサシステムの静電容量の体系的且つ許容可能な変化を補償する窓開けユニットにおける、本発明による回路装置の可能性のある使用を示す概略図である。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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