(57)【要約】  容量センサ（２０）、および、個別導線（８）に結合された複数の個別電極（４）を備える容量センサフィールド（２）の読取り方法。第１の電極（４１）の導線（８）は、この導線が少なくとも１つの第２の電極（４２）と容量的に結合されるように導かれる。第１の信号（Ｃｍ１）は、第１の電極（４１）に結合された第１の導線（８）で検出され、第２の信号（Ｃｍ２）は、第２の電極（４２）に結合された第２の導線（８）で検出される。第１の電極（４１）または第２の電極（４２）の容量（Ｃｆ１、Ｃｆ２）は、第１の信号（Ｃｍ１）、第２の信号（Ｃｍ２）、および、第２の電極（４）と、第１の電極（４１）に結合された第１の導線（８）との間の容量結合を考慮する所定の計算式を用いて求められる。【選択図】図１
2015512547.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の個別電極（４）を有する容量センサフィールド（２）を読み取る方法であって、前記容量センサフィールド（２）の各電極（４）がそれぞれの個別導線（８）に結合され、前記個別導線がそれぞれの前記電極（４）から前記センサフィールド（２）の接続領域（１０）内まで延び、前記個別導線によってそれぞれの前記電極（４）の１つの容量（Ｃｆ１、Ｃｆ２、Ｃｆ３）を読み取ることができ、前記センサフィールド（２）の前記複数の電極（４）が少なくとも１つの第１の電極（４）を備え、前記第１の電極の前記導線（８）が、前記導線（８）が少なくとも１つの第２の電極（４２）と容量的に結合するように導かれ、前記容量センサフィールド（２）を読み取る前記方法が、
ａ）前記第１の電極（４１）に結合された第１の導線（８）で第１の信号（Ｃｍ１）を検出し、前記第２の電極（４２）に結合された第２の導線（８）で第２の信号（Ｃｍ２）を検出するステップと、
ｂ）第１の信号（Ｃｍ１）、第２の信号（Ｃｍ２）、および、前記第２の電極（４２）と前記第１の電極（４１）に結合された前記第１の導線（８）との間の前記容量結合を考慮する所定の計算式を用いて、前記第１の電極（４１）または前記第２の電極（４２）の前記容量（Ｃｆ１、Ｃｆ２）を求めるステップと、
を含む方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、前記計算式が、前記第２の電極（４２）と、前記第１の電極（４１）に結合された前記第１の導線（８）との間の容量（Ｃｋ１２）を組み込む、方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法において、前記センサフィールド（２）の前記複数の電極（４）が少なくとも１つの第３の電極を備え、前記第３の電極の第３の導線は、この導線が前記第１の電極（４１）、前記第２の電極（４２）および必要に応じて更なる電極と容量的に結合されるように導かれ、
前記検出するステップが、
前記第３の電極に結合された第３の導線で第３の信号（Ｃｍ３）を検出し、必要に応じて、前記更なる電極に結合された更なる導線で更なる信号を検出し、これらの更なる電極が前記第３の電極の前記導線と容量的に結合されるステップをさらに含み、
前記容量を求めるステップが、
前記第１、前記第２および前記第３の信号（Ｃｍ１、Ｃｍ２、Ｃｍ３）ならびに必要に応じて前記更なる導線での前記更なる信号を考慮する計算式を用いて、前記第１、前記第２または前記第３の電極（４１、４２）の容量（Ｃｆ１、Ｃｆ２、Ｃｆ３）を求めるステップであって、前記更なる導線が前記更なる電極と容量的に結合され、前記計算式が、前記第２の電極（４２）と前記第１の電極（４１）の前記導線（８）との間の前記容量（Ｃｋ１２）、前記第３の導線と前記第１の電極（４１）との間の前記容量（Ｃｋ１３）、前記第３の導線と前記第２の電極（４２）との間の前記容量（Ｃｋ２３）、および必要に応じて、前記第３の導線と、この導線に結合された前記更なる電極との間の容量をさらに組み込むステップをさらに含む、方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の方法において、前記第１、前記第２および必要に応じて前記第３の容量（Ｃｆ１，Ｃｆ２、Ｃｆ３）を求める前記ステップ中に、対応する所定の第１、第２および必要に応じて第３の計算式が用いられ、この計算式を求めるために線形連立方程式が解析的または数値的に解かれ、この線形連立方程式が、前記第１、前記第２および必要に応じて前記第３の信号（Ｃｍ１、Ｃｍ２、Ｃｍ３）のための第１、第２および必要に応じて第３の等式を含み、それぞれの前記等式が、前記第１、前記第２および必要に応じて前記第３の容量（Ｃｆ１，Ｃｆ２、Ｃｆ３）、ならびに前記第１、前記第２および必要に応じて前記第３の導線（８）と、対応する前記導線に結合された前記電極（４）との間の前記容量（Ｃｋ１２、Ｃｋ１３、Ｃｋ２３）から成る容量性ネットワークのために定式化され、前記容量（Ｃｋ１２、Ｃｋ１３、Ｃｋ２３）が、前記第１、前記第２および必要に応じて前記第３の電極（４１、４２）から、前記センサフィールド（２）の前記接続領域（１０）内の対応する前記第１、前記第２および必要に応じて前記第３の導線（８）の出力部までの経路に沿って生じる、方法。
【請求項５】
評価ユニット（２２）と、複数の個別電極（４）を有する容量センサフィールド（２）とを備え、各電極（４）がそれぞれの個別導線（８）に結合され、前記個別導線がそれぞれの前記電極（４）から接続領域（１０）内まで延び、前記個別導線によってそれぞれの前記電極（４）の容量（Ｃｆ１、Ｃｆ２）を読み取ることができ、前記センサフィールド（２）が少なくとも１つの第１の電極（４１）を備え、前記第１の電極の前記導線（８）は、前記導線（８）が少なくとも１つの第２の電極（４２）と容量的に結合されるように導かれ、前記評価ユニット（２２）が、
ａ）前記第１の電極（４１）に結合された第１の導線（８）で第１の信号（Ｃｍ１）を、前記第２の電極（４２）に結合された第２の導線（８）で第２の信号（Ｃｍ２）を検出し、
ｂ）計算式を用いて前記第１の電極（４１）または前記第２の電極（４２）の前記容量（Ｃｆ１、Ｃｆ２）を求め、この記憶された所定の計算式では、前記第１の信号（Ｃｍ１）、前記第２の信号（Ｃｍ２）、および前記第２の電極（４２）と前記第１の電極（４１）の前記導線（８）との間の容量結合が考慮される、
ように設計された、容量センサ（２０）。
【請求項６】
請求項５に記載の容量センサ（２０）において、前記計算式では、前記第２の電極（４２）と前記第１の電極（４１）の前記導線（８）との間の容量（Ｃｋ１２）が考慮される、容量センサ（２０）。
【請求項７】
請求項５または６に記載の容量センサ（２０）において、前記容量センサフィールド（２）が、前記センサフィールド（２）の少なくとも１つの前記接続領域（１０）に隣接する複数の外側電極（４１）と、前記外側電極（４１）によって前記接続領域（１０）から離隔され、かつ、前記センサフィールド（２）の内側に配置される複数の内側電極（４２）とを備え、前記内側電極（４２）の前記導線（８）は、前記導線が前記外側電極（４１）のうちの少なくとも１つと容量的に結合され、かつ、前記センサフィールド（２）の外縁に配置された前記接続領域（１０）に導かれるように導かれ、前記第１の電極が前記内側電極（４１）のうちの１つであり、前記第２の電極が前記外側電極（４２）のうちの１つである、容量センサ（２０）。
【請求項８】
請求項７に記載の容量センサ（２０）において、前記内側電極（４２）の前記導線（８）が、前記外側電極（４１）の面の一部の領域を少なくとも横切って導かれ、前記導線（８）が電気絶縁層（１２）によって前記内側電極（４２）から分離される、容量センサ（２０）。
【請求項９】
請求項８に記載の容量センサ（２０）において、前記電極（４）、前記導線（８）および／または前記絶縁層（１２）が、印刷方法で製造された層である、容量センサ（２０）。
【請求項１０】
請求項５から９のいずれか一項に記載の容量センサを製造するための方法であって、前記個別電極（４）、前記電気絶縁層（１２）および前記導線が、印刷方法を用いてフレキシブル基板上に重ねて取り付けられる、容量センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、評価ユニットと、複数の個別電極を備えるセンサフィールドとを有する容量センサに関するとともに、そのような容量センサフィールドの読取り方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
二次元容量センサフィールドは、例えばラジオまたはナビゲーションシステムを操作する等、車両機能のための制御パネル（タッチパッド）として多くの事例で使用される。容量センサフィールドは、自動車の計器パネルに配置されることが好ましく、対応する車両機能を表示するためのディスプレイまたはマスクと組み合わされる。従来技術によれば、そのようなタッチパッドは、比較的厚い回路基板を用いて作製されて、電極の導線と電極自体の間のクロストークを最小化し、それぞれの電極での正確な容量計測を可能にする。計測されるべき容量は、容量センサフィールドのそれぞれの電極と、例えば専用のピンまたはユーザの指等、接触板上に離隔態様で横たわり接地しているとみなされる物体との間の相互作用によって生じる。容量センサフィールドの電極で測定された容量を、更なる評価のための車両電子装置に伝達可能な適当な位置信号および／または近接信号に変換するために、容量センサは、通常、センサフィールドに加えて評価ユニットまたは評価電子装置を備え、これらは、もちろん車両の他の電子部品内に組み込むこともできる。
【０００３】
既知のセンサフィールドを製造するために使用される厚い回路基板は、一方ではコスト要素に相当する。他方では、厚くしたがって機械的に硬質の回路基板は、容量センサフィールドの適用可能性に関する制限につながる。例えば、タッチパッドの所望の空間的形状へのセンサフィールドの適合は、例えばタッチパッドの所定の凸面または凹面等、この空間的形状に硬質な回路基板を製造中に適合させなければ、限定的にのみ可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、容量センサの改良、容量センサフィールドの読取り方法の改良、および容量センサフィールドの製造方法の改良を特定することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、複数の個別電極を有する容量センサフィールドを読み取る方法が特定される。容量センサフィールドの各電極は、それぞれの電極からセンサフィールドの接続領域内まで延びる個別導線に結合される。対応する電極の容量は、それぞれの個別導線によって読み取ることができる。センサフィールドの複数の電極は、少なくとも１つの第１の電極を備え、第１の電極の導線は、この導線が少なくとも１つの第２の電極と容量的に結合されるように導かれる。第１の信号は、第１の電極に結合された第１の導線で検出され、第２の信号は、第２の電極に結合された第２の導線で検出される。第１の電極の容量または第２の電極の容量は、所定の計算式の評価によって求められ、この計算式は、第１の信号、第２の信号、および、第２の電極と、第１の電極に結合された第１の導線との間の容量結合を考慮する。
【０００６】
既知の技術的アプローチとは対照的に、本発明の態様によれば、本方法は、導線と電極の間の容量結合を最小化するためのアプローチを追及するよりもむしろ、この結合を意図的に容認する。したがって、対応する容量を読み取る際に生じる誤差は、適当な計算式を用いて算術的に補償される。したがって、好都合なことに、電極導線と電極の間のクロストークを可能な限り小さく維持するために厚い回路基板を使用せずに済ますことができる。計算式は、とりわけ、容量結合、好ましくは、第２の電極と、第１の電極に結合された第１の導線との間の容量を組み込む。第２の電極と第１の導線の間の容量は、例えば経験的に求めることができる。しかし、使用される形状寸法および使用される材料に基づいて（特に、それらの誘電率に基づいて）、この容量を計算することもできる。電極の導線と、これらの導線が導かれる付近のそれらの電極との間の容量結合を意図的に容認することによって、適当な容量センサフィールドを製造するための複数の製造技術に頼ることができる。したがって、例えば、適当な絶縁層を用いて導電性または非導電性の塗料による積層印刷技術で電極および全ての導線を取り付けることができる。そのままで十分に薄い柔軟なプラスチックフィルムは、基板として使用することができる。この柔軟な支持体（基板）は、例えば自動車の制御要素等の空間的形状に容量センサフィールドの形状を容易に適合することを可能にする。したがって、適当な容量センサフィールドを含む制御要素（タッチパッド）は、自動車の計器パネルの外形に柔軟に適合され、計器パネルに組み込むことができる。本発明の態様によれば、そのような製造方法は、比較的厚い回路基板を基板として使用する既知の従来の方法に対する利点をさらにもたらす。
【０００７】
本発明の更なる態様によれば、容量センサフィールドを読み取る有利な方法が特定され、センサフィールドの複数の電極は、少なくとも１つの第３の電極を備え、第３の電極の第３の導線は、この導線が第１の電極、第２の電極および必要に応じて更なる電極と容量的に結合されるように導かれる。検出ステップは、そのような方法で、第３の電極に結合された第３の導線で第３の信号を検出するサブステップをさらに含む。必要に応じて、更なる電極に結合された更なる導線で更なる信号が検出される。これらの更なる導線は、例えば、第３の電極の導線と容量的に結合される。第１、第２または第３の電極の容量は、適当な計算式の評価によって求められ、この計算式は、第１、第２および第３の信号ならびに必要に応じて更なる導線での更なる信号を考慮して、第１、第２または第３の電極について個別にそれぞれ求められる。計算式は、第２の電極と第１の電極の導線の間の容量、第３の導線と第１の電極の間の容量、第３の導線と第２の電極の間の容量、および必要に応じて、第３の導線と、この導線に結合された更なる電極との間の容量をさらに組み込む。そのような方法を用いることによって、複雑なセンサフィールドを高い信頼性で読み取ることができる。
【０００８】
上述した計算式を求めるために、解析的または数値的に解くことができ、かつ、その結果が第１、第２および必要に応じて第３の容量を計算するための対応する計算式を示す線形連立方程式を有利に定式化することができる。この線形連立方程式には、第１、第２および必要に応じて第３の信号のための第１、第２および必要に応じて第３の等式が存在する。第１から第３までの等式は、容量センサの対応する容量性ネットワークを解析することによって定式化される。ここでは、対応する第１、第２または必要に応じて第３の導線によって規定される、第１、第２および必要に応じて第３の電極から、センサフィールドの対応する接続領域内のそれらの出力部までの経路に沿う容量が考慮される。この経路に現れる容量は、まず、第１、第２または必要に応じて第３の電極の第１、第２および必要に応じて第３の容量である。さらに、第１、第２および必要に応じて第３の導線とこれらの導線に結合された電極との間の容量が考慮される。
【０００９】
本発明の更なる態様によれば、評価ユニットと、複数の個別電極を備えるセンサフィールドとを有する容量センサが特定される。これらの電極のそれぞれは、それぞれの電極から接続領域内まで延びる個別導線にそれぞれ結合される。それぞれの導線は、好ましくは直接的に、対応する電極に電気的に結合される。導線は、例えば、電極上に直接印刷され、電極は、このような方法で、導線と接触する。それぞれの電極の容量は、対応する導線によって読み取ることができる。容量センサフィールドは、少なくとも１つの第１の電極を備え、第１の電極の導線は、この導線が少なくとも１つの第２の電極と容量的に結合されるように導かれる。評価ユニットは、第１の電極に結合された第１の導線での第１の信号と、第２の電極に結合された第２の導線での第２の信号とを検出するように設計される。第１の電極または第２の電極の容量は、予め定められ、好ましくは評価ユニットに記憶された計算式を用いて求められる。この計算式は、第１の信号、第２の信号、および第２の電極と第１の電極の導線の間の容量結合を考慮する。この計算式は、第２の電極と第１の電極の導線の間の容量を考慮することが好ましい。既に上述したように、使用される形状寸法および材料に基づいて、この容量を経験的にも理論的にも求めることができる。
【００１０】
好都合なことに、容量センサのセンサフィールドは、容量センサフィールドの接続領域に隣接する複数の外側電極をさらに有することができる。これらの外側電極は、センサフィールドの周縁の少なくとも一部に配置されることが好ましい。これらの外側電極は、複数の内側電極から接続領域を離隔する。内側電極の導線は、導線が外側電極のうちの少なくとも１つと容量的に結合され、かつ、好ましくはセンサフィールドの縁に配置された接続領域に達するように導かれる。容量センサのそのような実施形態によれば、内側電極が第１の電極であり、外側電極が第２の電極である。
【００１１】
内側電極の導線を、さらに外側電極の面の一部の領域を少なくとも横切って導くことができ、好都合なことに、内側電極の導線は、電気絶縁層によって外側電極から分離される。容量センサの柔軟性およびコストに関して、電極、導線および／または絶縁層が、印刷プロセスで製造された層であれば好都合である。
【００１２】
本発明の更なる態様によれば、本発明の上記態様に従って説明されるような容量センサの製造方法が特定される。そのような製造方法では、個別電極、電気絶縁層および導線が、印刷プロセスを用いてフレキシブル基板上に重ねて取り付けられる。
【００１３】
本発明の態様による容量センサ、および、そのような容量センサの製造方法の更なる利点は、本発明による方法を考慮して既に述べられており、したがって繰り返されない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】例示的な実施形態による容量センサフィールドの前面を簡略斜視図である。
【図２】このセンサフィールドの切取り部をその背面から示す簡略斜視図である。
【図３】そのようなセンサフィールドの簡略等価回路図であり、内側および外側の電極が例として考慮されている。
【図４】容量センサフィールドの３つの例示的な電極についての更なる簡略等価回路図であり、センサフィールドにおける対応する電極への導線が２つまでの電極を横切って導かれている。
【図５】例示的な実施形態による容量センサの信号処理経路を図示する簡略フロー図である。
【図６】例示的な実施形態による容量センサが組み込まれる、自動車のセンターコンソールの切取り部を簡略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、複数の個別電極４（明確性のために電極４のうちの一部にのみ参照番号を付す）を備える容量センサフィールド２の前面の簡略斜視図を示している。電極４は、例えば、十分薄くしたがって柔軟なプラスチックフィルム、または薄いフレキシブル回路基板とすることができる、透明基板６に配置されることが好ましい。
【００１６】
電極４は、不連続である、すなわち、容量センサフィールド２が拡がる平面において、電極４は、離間し電気的に互いに分離される。電極４のそれぞれは、不連続である導線８に結合される。この導線８は、対応する電極４上に部分的に印刷されることが好ましく、したがって電極と電気的に接続または結合される。導線８は、電極４から容量センサフィールド２の接続領域１０内まで達する。接続領域１０に直接隣接しないそれらの電極４への導線８は、接続領域１０に隣接する電極４の面を横切って導かれ、さらに絶縁層１２によって対応する電極４に対して電気的に分離される。電極４、導線８および絶縁層１２は、適当な導電性または非導電性の塗料を用いて積層印刷プロセスで製造されることが好ましい。
【００１７】
自動車の制御パネル内に組み込まれることが好ましい、例えばラジオまたはナビゲーションシステムを操作するために使用される、容量センサフィールド２は、指１４または専用のピンで接触することによって操作される。そのような容量センサフィールド２を、例えば、種々の制御要素を形成するマスクと、または上部に横たわるディスプレイと組み合わせることによって、タッチパッドを実現することができる。指１４またはピンの接触または移動のそれぞれによって、例えばラジオの音量を調節する等、所定の機能を実行することができる。
【００１８】
図２は、図１から既知の容量センサフィールド２を、その背面から簡略斜視切欠き図で示している。容量センサフィールド２は、接続領域１０と直接隣接する外側電極４２を備える。これらの外側電極４２によって、容量センサフィールドの内側に配置された内側電極４１は、センサフィールド２の外縁に位置する接続領域１０から離隔される。外側電極４２の導線８は、外側電極から始まり接続領域１０内に直接導かれる。これとは対照的に、内側電極４１の導線８は、外側電極４２を横切って接続領域１０内に導かれ、絶縁層１２によって対応する外側電極４２から分離される。内側電極４１の導線８を経路付けるこの配置によって、この導線８と対応する外側電極４２との間に容量結合が生じる。得られる容量は、導線８と外側電極４２の間の重複領域の寸法、絶縁層１２の厚さ、およびこの絶縁層１２の材料（特に誘電率）に主に依存する。この誘電結合は、第１および第２の信号Ｃｍ１、Ｃｍ２を評価するときに考慮される。第１の信号Ｃｍ１は、第１の電極とも称される内側電極４１に接続され、第１の導線８でタップされる。第２の信号Ｃｍ２は、第２の電極とも称される外側電極４２に接続され、第２の導線８でタップされる。この容量結合を考慮して後者を訂正する計算式は、導線８と電極４の間にある容量性ネットワークを解析することによって求められる。
【００１９】
図３は、内側および外側の電極４１、４２（第１および第２の電極と称する）とそれらの導線８との間の容量性ネットワークの簡略等価回路図を示している。第１の信号Ｃｍ１は、第１の電極である内側電極４１に接続される第１の導線に適用される。第１の電極４１の容量は、Ｃｆ１と称され、接地しているとみなされる指１４またはピンが、この第１の電極４１との相互作用に関与するときに生じる。この第１の電極である内側電極４１への導線８は、その容量がＣｆ２（図２参照）と称される外側の第２の電極４２を横切って導かれるので、この導線８と外側電極４２の間で容量結合が生じる。導線８と第２の電極４２の間の容量は、図３の等価回路図でＣｋ１２と称される。
【００２０】
第２の信号Ｃｍ２は、第２の電極である内側電極４２に接続された第２の導線で検出される。第２の電極である内側電極４２に適用される容量は、接地しているとみなされる指１４またはピンが、この第２の電極である内側電極４２との相互作用に関与するときに変化する。
【００２１】
図３に示す等価回路図からは、等価回路図に示す容量によって、第１の導線で検出される第１の信号Ｃｍ１が以下のように求まることを導くことができる。
【００２２】
【数１】
2015512547.tif 000003
【００２３】
したがって、第２の導線に適用される第２の信号Ｃｍ２について、図３の等価回路図に示す容量に対する以下の依存関係が得られる。
【００２４】
【数２】
2015512547.tif 000004
【００２５】
第１および第２の信号Ｃｍ１、Ｃｍ２を示す等式は、第１および第２の電極４１、４２の容量Ｃｆ１、Ｃｆ２をそれぞれに求めるために、この量を解くことができる線形連立方程式を成す。第１の電極４１の容量Ｃｆ１については、以下の計算式が得られる。
【００２６】
【数３】
2015512547.tif 000005
【００２７】
したがって、第１の電極４１の容量Ｃｆ１は、第１および第２の信号Ｃｍ１、Ｃｍ２に基づいて、ならびに、第２の電極４２に結合された第２の導線８と第１の電極４１との間の容量Ｃｋ１２に基づいて求めることができる。したがって、以下の計算式は、第２の電極４２の容量Ｃｆ２に当てはまる。
【００２８】
【数４】
2015512547.tif 000006
【００２９】
内側電極４１の導線８が単に幾つかの電極を横切って（より具体的には外側電極４２を横切って）導かれる容量センサフィールド２では、電極４１、４２の対応する容量Ｃｆ１，Ｃｆ２を求めるための表現された解析解を見出すことができる。しかし、センサフィールド２が電極を備え、それらの導線８が多数の電極４を横切って導かれる場合、電極４の対応する容量を求めるための解析解を通常もはや見出すことができず、したがって、数値解析法に頼る必要がある。
【００３０】
以下では、第３の電極４が存在し、その導線８が、第１の電極である外側電極４１を横切るとともに、隣接する第２の電極である内側電極４２を横切って導かれるセンサフィールド２のための例示的な連立方程式が特定される。最初に、この場合の等価回路図が図４に示すように得られる。
【００３１】
信号Ｃｍ１、Ｃｍ２およびＣｍ３は、第１から第３までの導線で検出される。第３の電極への導線が、第１の電極（容量Ｃｆ１を有する）を横切るとともに第２の電極（容量Ｃｆ２を有する）を横切って導かれるので、既知の容量Ｃｋ１２に加えて、第３の電極（容量Ｃｆ３を有する）に延び得る導線と、第１の電極（Ｃｋ１３）および第２の電極（Ｃｋ２３）との容量結合によって生じる更なる容量Ｃｋ１３およびＣｋ２３が得られる。
【００３２】
図４に示す容量性ネットワークでは、第１から第３までの導線で検出される信号Ｃｍ１、Ｃｍ２およびＣｍ３について、線形連立方程式を成す以下の等式を定式化することができる。
【００３３】
【数５】
2015512547.tif 000007
【００３４】
この連立方程式の数値解析によって、対応する計算式を表現する、第１から第３までの容量Ｃｆ１、Ｃｆ２およびＣｆ３の項を見出すことができる。
【００３５】
図５は、導線で検出された信号Ｃｍ１〜Ｃｍ４に基づく信号伝達の簡略図を示しており、図５で電極クロストーク補償と称される、本発明の態様による方法に従って信号が評価され、したがって対応する電極４に適用される容量Ｃｆ１〜Ｃｆ４を計算することができる。これらの容量Ｃｆ１〜Ｃｆ４は、電極容量評価と称される更なるステップで評価され、そのステップでは、例えば、容量センサフィールド２上の指１４の位置を求め、このステップで出力される位置信号または近接信号に基づいて対応する機能を実行する。
【００３６】
図６は、種々の制御要素１８に加えて容量センサ２０を備える、自動車のセンターコンソール１６の切取り部の簡略図を示している。容量センサ２０は、容量センサフィールド２と、これに接続され、好ましくはセンターコンソール１６の内側（または自動車の他の場所）に配置される評価ユニット２２とを備える。
【図１】
2015512547.tif 000008
【図２】
2015512547.tif 000009
【図３】
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【図４】
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【図５】
2015512547.tif 000012
【図６】
2015512547.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成26年12月3日(2014.12.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の個別電極（４）を有する容量センサフィールド（２）を読み取る方法であって、前記容量センサフィールド（２）の各電極（４）がそれぞれの個別導線（８）に接続され、前記個別導線がそれぞれの前記電極（４）から前記センサフィールド（２）の接続領域（１０）内まで延び、前記個別導線によってそれぞれの前記電極（４）の１つの容量（Ｃｆ１、Ｃｆ２、Ｃｆ３）を読み取ることができ、前記センサフィールド（２）の前記複数の電極（４）が少なくとも１つの第１の電極（４）を備え、前記第１の電極の前記導線（８）が、前記導線（８）が少なくとも１つの第２の電極（４２）と容量的に結合するように導かれ、前記容量センサフィールド（２）を読み取る前記方法が、
ａ）前記第１の電極（４１）に接続された第１の導線（８）で第１の信号（Ｃｍ１）を検出し、前記第２の電極（４２）に接続された第２の導線（８）で第２の信号（Ｃｍ２）を検出するステップと、
ｂ）第１の信号（Ｃｍ１）、第２の信号（Ｃｍ２）、および、前記第２の電極（４２）と前記第１の電極（４１）に結合された前記第１の導線（８）との間の前記容量結合を考慮する所定の計算式を用いて、前記第１の電極（４１）または前記第２の電極（４２）の前記容量（Ｃｆ１、Ｃｆ２）を求めるステップと、
を含む方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、前記計算式が、前記第２の電極（４２）と、前記第１の電極（４１）に接続された前記第１の導線（８）との間の容量（Ｃｋ１２）を組み込む、方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法において、前記センサフィールド（２）の前記複数の電極（４）が少なくとも１つの第３の電極を備え、前記第３の電極の第３の導線は、この導線が前記第１の電極（４１）、前記第２の電極（４２）および必要に応じて更なる電極と容量的に結合されるように導かれ、
前記検出するステップが、
前記第３の電極に接続された第３の導線で第３の信号（Ｃｍ３）を検出し、必要に応じて、前記更なる電極に接続された更なる導線で更なる信号を検出し、これらの更なる電極が前記第３の電極の前記導線と容量的に結合されるステップをさらに含み、
前記容量を求めるステップが、
前記第１、前記第２および前記第３の信号（Ｃｍ１、Ｃｍ２、Ｃｍ３）ならびに必要に応じて前記更なる導線での前記更なる信号を考慮する計算式を用いて、前記第１、前記第２または前記第３の電極（４１、４２）の容量（Ｃｆ１、Ｃｆ２、Ｃｆ３）を求めるステップであって、前記更なる導線が前記更なる電極と容量的に結合され、前記計算式が、前記第２の電極（４２）と前記第１の電極（４１）の前記導線（８）との間の前記容量（Ｃｋ１２）、前記第３の導線と前記第１の電極（４１）との間の前記容量（Ｃｋ１３）、前記第３の導線と前記第２の電極（４２）との間の前記容量（Ｃｋ２３）、および必要に応じて、前記第３の導線と、この導線に容量的に結合された前記更なる電極との間の容量をさらに組み込むステップをさらに含む、方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の方法において、前記第１、前記第２および必要に応じて前記第３の容量（Ｃｆ１，Ｃｆ２、Ｃｆ３）を求める前記ステップ中に、対応する所定の第１、第２および必要に応じて第３の計算式が用いられ、この計算式を求めるために線形連立方程式が解析的または数値的に解かれ、この線形連立方程式が、前記第１、前記第２および必要に応じて前記第３の信号（Ｃｍ１、Ｃｍ２、Ｃｍ３）のための第１、第２および必要に応じて第３の等式を含み、それぞれの前記等式が、前記第１、前記第２および必要に応じて前記第３の容量（Ｃｆ１，Ｃｆ２、Ｃｆ３）、ならびに前記第１、前記第２および必要に応じて前記第３の導線（８）と、対応する前記導線に容量的に結合された前記電極（４）との間の前記容量（Ｃｋ１２、Ｃｋ１３、Ｃｋ２３）から成る容量性ネットワークのために定式化され、前記容量（Ｃｋ１２、Ｃｋ１３、Ｃｋ２３）が、前記第１、前記第２および必要に応じて前記第３の電極（４１、４２）から、前記センサフィールド（２）の前記接続領域（１０）内の対応する前記第１、前記第２および必要に応じて前記第３の導線（８）の出力部までの経路に沿って生じる、方法。
【請求項５】
評価ユニット（２２）と、複数の個別電極（４）を有する容量センサフィールド（２）とを備え、各電極（４）がそれぞれの個別導線（８）に接続され、前記個別導線がそれぞれの前記電極（４）から接続領域（１０）内まで延び、前記個別導線によってそれぞれの前記電極（４）の容量（Ｃｆ１、Ｃｆ２）を読み取ることができ、前記センサフィールド（２）が少なくとも１つの第１の電極（４１）を備え、前記第１の電極の前記導線（８）は、前記導線（８）が少なくとも１つの第２の電極（４２）と容量的に結合されるように導かれ、前記評価ユニット（２２）が、
ａ）前記第１の電極（４１）に接続された第１の導線（８）で第１の信号（Ｃｍ１）を、前記第２の電極（４２）に接続された第２の導線（８）で第２の信号（Ｃｍ２）を検出し、
ｂ）計算式を用いて前記第１の電極（４１）または前記第２の電極（４２）の前記容量（Ｃｆ１、Ｃｆ２）を求め、この記憶された所定の計算式では、前記第１の信号（Ｃｍ１）、前記第２の信号（Ｃｍ２）、および前記第２の電極（４２）と前記第１の電極（４１）の前記導線（８）との間の容量結合が考慮される、
ように設計された、容量センサ（２０）。
【請求項６】
請求項５に記載の容量センサ（２０）において、前記計算式では、前記第２の電極（４２）と前記第１の電極（４１）の前記導線（８）との間の容量（Ｃｋ１２）が考慮される、容量センサ（２０）。
【請求項７】
請求項５または６に記載の容量センサ（２０）において、前記容量センサフィールド（２）が、前記センサフィールド（２）の少なくとも１つの前記接続領域（１０）に隣接する複数の外側電極（４２）と、前記外側電極（４２）によって前記接続領域（１０）から離隔され、かつ、前記センサフィールド（２）の内側に配置される複数の内側電極（４１）とを備え、前記内側電極（４１）の前記導線（８）は、前記導線が前記外側電極（４２）のうちの少なくとも１つと容量的に結合され、かつ、前記センサフィールド（２）の外縁に配置された前記接続領域（１０）に導かれるように導かれ、前記第１の電極が前記内側電極（４１）のうちの１つであり、前記第２の電極が前記外側電極（４２）のうちの１つである、容量センサ（２０）。
【請求項８】
請求項７に記載の容量センサ（２０）において、前記内側電極（４１）の前記導線（８）が、前記外側電極（４２）の面の一部の領域を少なくとも横切って導かれ、前記導線（８）が電気絶縁層（１２）によって前記内側電極（４１）から分離される、容量センサ（２０）。
【請求項９】
請求項８に記載の容量センサ（２０）において、前記電極（４）、前記導線（８）および／または前記絶縁層（１２）が、印刷方法で製造された層である、容量センサ（２０）。
【請求項１０】
請求項５から９のいずれか一項に記載の容量センサを製造するための方法であって、前記個別電極（４）、前記電気絶縁層（１２）および前記導線が、印刷方法を用いてフレキシブル基板上に重ねて取り付けられる、容量センサの製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
第２の信号Ｃｍ２は、第２の電極である外側電極４２に接続された第２の導線で検出される。第２の電極である外側電極４２に適用される容量は、接地しているとみなされる指１４またはピンが、この第２の電極である外側電極４２との相互作用に関与するときに変化する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
したがって、第１の電極４１の容量Ｃｆ１は、第１および第２の信号Ｃｍ１、Ｃｍ２に基づいて、ならびに、第１の電極４１に結合された第２の導線８と第２の電極４２との間の容量Ｃｋ１２に基づいて求めることができる。したがって、以下の計算式は、第２の電極４２の容量Ｃｆ２に当てはまる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
以下では、第３の電極４が存在し、その導線８が、第１の電極である内側電極４１を横切るとともに、隣接する第２の電極である外側電極４２を横切って導かれるセンサフィールド２のための例示的な連立方程式が特定される。最初に、この場合の等価回路図が図４に示すように得られる。
【国際調査報告】
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