【手続補正書】
【提出日】平成19年3月6日(2007.3.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
空間の領域内で電場影響媒体を検出する近接センサにおいて、
ａ）導電性である第一電極と；
ｂ）第一電極に作動可能に接続された第一の振動信号と；
ｃ）第一電極と少なくとも一つの第二の電極との間の電場が空間領域を占有するように第一電極から分離されると共に第一電極に近接して配置された少なくとも一つの第二の電極であって、電場が第一の振動信号に応答し、導電性である、少なくとも一つの第二の電極と；
ｄ）少なくとも一つの第二の電極に作動可能に接続された少なくとも一つの第二の振動信号であって、該少なくとも一つの第二の振動信号は第一の振動信号とコヒーレントであり、さらに該少なくとも一つの第二の振動信号は、第一の振動信号の位相に対する信号位相と信号レベルからなるグループからそれぞれが選択された複数個の第二の信号成分であって、各々の信号成分が異なる時刻に与えられる信号成分からなる少なくとも一つの第二の振動信号と；
ｅ）第一の電極に作動可能に接続された回路であって、該回路は第一電極からの第三信号を検出し、該第三信号は複数個の第三信号成分からなり、該第三信号は第一振動信号に応答し、該第三信号は少なくとも一つの第二振動信号に応答し、該第三信号は電場影響媒体の第一電極への接近に応答し、該第三信号は、第一振動信号の電流、第一振動信号の電圧、および第一電極のキャパシタンスからなるグループから選択され、それぞれの第三信号成分は、少なくとも一つの第二電極に印加された複数個の第二の信号成分のそれぞれの信号成分にそれぞれ応答し、更に該回路は、複数個の第三信号成分から第一電極に対する電場影響媒体の近接の測度を生成してなる回路とで構成される近接センサ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４】
少なくとも一つの第二の振動信号が複数個の第二の振動信号から構成され、更に該複数個の第二の振動信号のそれぞれの第二の振動信号は複数個の第二の電極のそれぞれの第二電極に作動可能に接続される、請求項１記載の空間領域内で電場影響媒体を検出する近接センサ。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項９】
空間の領域内で電場影響媒体を検出する近接センサにおいて、
ａ）第一側面と第二側面を有する第一電極であって、該第一電極は導電性であり、更に該第一電極は第一の表面に沿い配置されてなる第一電極と、
ｂ）該第一電極に作動可能に接続された第一の振動信号と；更に
ｃ）第三電極であって、該第三電極は導電性であり、該第三電極は第二表面に沿って配置され、該第三電極は、前記第一電極の前記第一側面と前記領域の間で前記第一電極の前記第一側面に近接すると共にそれから絶縁され、更にシールドモードにおいては、前記第三電極は前記第一の振動信号に作動可能に接続されてなる第三電極とで構成される近接センサ。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１２】
検出モードにおいて、第三電極が第一電極に作動可能に接続される、請求項１１に記載の空間の領域内で電場影響媒体を検出する近接センサ。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１３】
検出モードにおいて、第三電極が第一電極に作動可能に接続される、請求項１２に記載の空間の領域内で電場影響媒体を検出する近接センサ。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１５】
第四の電極により更に構成されてなり、該第四の電極が、導電性であり、かつ第三表面に沿って配置され、更に第一電極の第二の側に近接すると共にそれから絶縁され、第一電極の第二側に近接する電場影響媒体の影響から第一電極をシールドするように第一振動信号に作動可能に結合されてなる、請求項９に記載の空間の領域内で電場影響媒体を検出する近接センサ。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１６】
第二および第三表面が第一表面にほぼ平行し、更に第二および第三表面が、第一電極、第三電極、および第四電極からなるグループから選択される２つの電極の間で電場のはみ出しの程度が大きなものではなくなるように第一表面に十分に近接する、請求項１５に記載の空間の領域内で電場影響媒体を検出する近接センサ。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２３】
検出モードにおいて、第３電極を第１電極に作動可能に接続するステップにより更に構成される、請求項２２に記載の空間の領域内で電場影響媒体の近接を検出する方法。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
基本的な容量センサにおいて、金属電極がキャパシタンス測定回路に接続される。容量性センサの多くの変形例が、乗員検出用途に対する関連技術で教示されているが、公知の容量性センサによる一つの問題点は、信号ドリフトから生じるノイズが、キャパシタンスの小さな変化のみをもたらす距離にターゲットがある静的な場合の信号を上回ることにより引き起こされることがある、特に非常に低いキャパシタンスのレベルを検出するときの、測定オフセットの不確定さにより生じ得る比較的低い信号対ノイズ比である。これは、センサにより確実に検出出来る有用な位置測定の範囲を制限し得る。オフセットに際してのドリフトは、測定エレクトロニクスにおけるドリフト、あるいは検出電極との接続部によって生じる。更に、公知の単一電極容量性センサは、接地に対する静電容量をセンサの後方を含む全ての方向の全キャパシタンスの総和を表わす単一値として測定するので、センサに対する対象物の位置の正確なアイデアを得ることが困難または不可能である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
発明の要約
本発明は、空間の領域内に電場影響媒体を検出する近接センサを――第一の側面において――設けることにより上記の問題点を克服するもので、該センサは、第一電極と、少なくとも一つの第二電極と、第一電極に作動可能に接続された第一の振動信号と、少なくとも一つの第二電極に作動可能に接続された少なくとも一つの第二の振動信号と、更に第一電極に作動可能に接続され、第一電極から第三信号を検出すると共に第一電極に対する電場影響媒体の近接の測度を生成する回路とで構成される。第一電極は検出電極として作用し、また少なくとも一つの検出電極は少なくとも一つの制御電極として作用する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
特定の電場配置に対する応答は検出電極に印加された電圧信号の電流値を測定することによってなされる。異なった電場配置は、近接センサに近接する空間の領域内の電場影響媒体からなる対象物によって影響される、検出電極の周囲接地に対するキャパシタンスの異なった感度パターンをもたらす。センサ電極に対する各種のポテンシャルにおける制御電極に対する検出電極のキャパシタンスを測定することにより、複数個の独立したキャパシタンス値が得られ、これから、組み合わせて、センサに近接する対象物の空間配置が、Ｂａｙｅｓ規則を用いた確率的アルゴリズムを用いて一組の先験的な近接シナリオに対して決定される。近接センサにより検出されるタイプと位置が、対象物の種類および位置が、キャパシタンス測定の組み合わせから決定される最も有りうる近接シナリオに関わる対象物の種類と位置により与えられる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
従って、本発明の一つの目的は、拡大された検出範囲を近接センサに与えることにある。
本発明の他の目的は、寄生キャパシタンスに対する感度、および寄生キャパシタンスのドリフトおよびそれに伴う回路利得のドリフトに対する感度を減少させた近接センサを与えることにある。
本発明の更に他の目的は、改良された信号対ノイズ比を近接センサに与えることにある。
本発明の更に他の目的は、センサに近接する電場影響媒体の有無および位置を決定することが出来る近接センサを与えることにある。
本発明の更に他の目的は、センサの背後、および検出領域の外側に配置された電場影響媒体に感度の無い近接センサを与えることにある。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
本発明の他の利点は、単一の検出電極からの全てのキャパシタンス測定を行う特徴が、測定回路と各種の電極の間でスイッチングネットワークに対する必要性を排除することにより関連測定回路を簡単にし、精度を改良するということにある。
本発明の更に他の利点は、複数個の制御信号を少なくとも一つの制御電極に印加し、これにより、各々が検出電極から電場内の対象物へ異なる応答を与える複数個の異なる電場配置を生成することにより、本発明が、複数のキャパシタンス測定を与え、それにより対照物の近接センサに対する位置を検出し得ることにある。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
本発明の更に他の利点は、対象物の電場影響特性に応答するセンサを用いて対象物の近接度を測定するので、本発明が、新聞紙などの、電場に対しては比較的少ない影響を持つが超音波または赤外レンジセンサなどの他の近接センサであれば影響する妨害物に、比較的敏感ではないということにある。
安全拘束システムにおいて乗員センサとして用いられるとき、例えばエアバッグインフレータに近接する空間の領域を検出するようにエアバッグインフレータに近接して装着されるとき、本発明の近接センサからの空間および距離測定は、乗員がエアバッグフィルタに近接する「アット・リスクゾーン」内にいるか否か、そしてこれによりエアバッグフィルタの展開から障害の危険にあるか否かの決定を与え，従ってエアバッグインフレータは、乗員が「アット・リスクゾーン」にあるときディスエーブルされる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
前部駆動シールド３６は空間の領域１８内での電場影響媒体２０の効果から検出電極１２をシールドし，これにより回路３２は、さもなければ回路３２により検出電極１２のキャパシタンスの寄与であるとされてしまう寄生キャパシタンスを測定することが出来る。この寄生キャパシタンス、およびその関連するドリフト、および時間にわたる回路利得のドリフトは、検出電極１２のキャパシタンスの大きさおよびダイナミック範囲と比べて比較的大きなものであるので、このように手当てされないときは、回路３２による検出電極１２のキャパシタンス測定の精度を大幅に減少させることになり、ひいては検出電極への電場影響物体の近接度測定の制度を落とすこととなる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
導電性電場影響媒体２０は３ボルトの等ポテンシャルと相互作用するとき約１０パーセントだけ検出電極１２のキャパシタンスを増加させ、更に１ボルトの等ポテンシャルと相互作用するとき約１パーセントだけ検出電極１２のキャパシタンスを増加させる。第二の振動信号３０．１、３０．２は好適には、関連する第二の信号成分が三つの異なる値：＋Ｖｓｅｎｓｅ、０、−Ｖｓｅｎｓｅの一つを持つように構成され、これにより第二の振動信号３０．１、３０．２を生成する関連する回路を簡単にする。ただし、Ｖｓｅｎｓｅは第一振動信号２６のレベルである。Ｎ個の制御電極を持ち、Ｍ個の第二の振動信号レベルを持つ近接センサ１０で生成される異なる電場構成の個数はＭＮにより与えられる。従って，二つの制御電極を持つ図４の近接センサ１０．１に対して異なる電場構成の個数は３の２乗＝９であり、一方４個の制御電極を持つ図１の近接センサ１０に対して異なる電場構成の個数は３の４乗＝８１である。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
制御電極１４．５、１４．６の非対称ポテンシャルは関連する電場構成の関連する非対称感度を与える。各々の異なる電場構成は一般に、所定の電場影響媒体２０の所定の近接に対して第三信号３４の関連する異なる関連する成分を与え，従って所定の電場影響媒体２０の近接は電場構成の各々に応じて第三信号３４の測定の組み合わせから決定され得る。
例えば、相対的に正の検出電極１２が相対的に負の制御電極１４．５、１４．６により囲まれるときは、電場束密度は検出１２および制御電極１４．５、１４．６の間で最大になり、比較的短い範囲の感度パターンをもたらす。逆に、制御電極１４．５、１４．６が検出電極１２と同じポテンシャルにあるときは、如何なる電極間電場も存在せず、また検出１２および制御電極１４．５、１４．６から生じる電場の全ては近接センサ１０．１の周囲の接地に成端し、これにより比較的長い範囲の感度パターンを与える。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
検出電極１２からの、この電極に印加された所定の第一の振動信号２６に対する電場１６の形状は、左１４．５および右１４．６制御電極にそれぞれ印加された第二の振動信号３０．１および３０．２に応答する。図７に示した回路３２は、制御電極１４．５、１４．６の各々に３個の異なるポテンシャルの一つを印加し、これにより制御ポテンシャルおよび関連する９個の異なる電場形状の３の２乗＝９個の異なる組み合わせを与える手段を提供する。所定の位置における電場影響媒体２０の近接に対する第三信号３４の応答は異なる電場形状に対して異なる。逆に、各々の電場形状に対して第三信号３４を測定することにより、近接センサ１０．１はこれに近接する電場影響媒体２０の有無と位置を決定することが出来る。