(57)【要約】【課題】立体センサに備えられた第一検出部と第二検出部とを容易に使い分けることができる立体センサを得る。【解決手段】第一検出部３０が、フイルム基材１２の立上領域１８の少なくとも一部の静電容量の変化を検出し、第二検出部４０が、フイルム基材１２の頂面領域２０の少なくとも一部の静電容量の変化を検出する。第一検出部３０と第二検出部４０とが異なる面の静電容量の変化を検出するため、立体センサ１０に備えられた第一検出部３０と第二検出部４０とを容易に使い分けることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面部と、前記平面部から立ち上がる立上領域、及び前記立上領域の先端に位置する頂面領域を含む突出部と、を有するフイルム基材と、
少なくとも一部が前記立上領域に形成され、前記立上領域の少なくとも一部の静電容量の変化を検出する第一検出部と、
少なくとも一部が前記頂面領域に形成され、前記頂面領域の少なくとも一部の静電容量の変化を検出する第二検出部と、
を備える立体センサ。
【請求項２】
前記フイルム基材の前記平面部に形成され、前記第一検出部及び第二検出部に端部が夫々接続される複数の配線と、
前記フイルム基材の前記第一検出部及び前記第二検出部が形成されている側に配置され、前記第一検出部及び前記第二検出部を保護する保護部材と、
を備える請求項１に記載の立体センサ。
【請求項３】
前記突出部には、一部が凹んだ凹部が形成され、前記第一検出部及び前記第二検出部の少なくとも一個は、前記凹部の静電容量の変化を検出するように配置されている請求項１又は２に記載の立体センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の静電容量センサは、三次元形成されているフイルム基材と、静電容量の変化を検出する導電性の回路パターン層とを含んで構成をされている。そして、回路パターン層は、静電容量の変化を検出する電極と、この電極から延びる導電ラインとを含んでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２６７６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の静電容量センサ（立体センサ）は、平面部から球形状に突出する三次元の形状を呈している。そして、電極（検出部）は、球形状の部分に複数形成されている。換言すれば、一の電極（第一検出部）と他の電極（第二検出部）とが同一球面上に形成されている。このため、一の電極と他の電極とを使い分けることが困難であった。
【０００５】
本発明の課題は、立体センサに備えられた第一検出部と第二検出部とを容易に使い分けることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１に係る立体センサは、平面部と、前記平面部から立ち上がる立上領域、及び前記立上領域の先端に位置する頂面領域を含む突出部と、を有するフイルム基材と、少なくとも一部が前記立上領域に形成され、前記立上領域の少なくとも一部の静電容量の変化を検出する第一検出部と、少なくとも一部が前記頂面領域に形成され、前記頂面領域の少なくとも一部の静電容量の変化を検出する第二検出部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
上記構成によれば、第一検出部が、フイルム基材の立上領域の少なくとも一部の静電容量の変化を検出し、第二検出部が、フイルム基材の頂面領域の少なくとも一部の静電容量の変化を検出する。このように、第一検出部と第二検出部とが異なる面の静電容量の変化を検出するため、第一検出部と第二検出部とが同一面上の静電容量の変化を検出する場合と比して、立体センサに備えられた第一検出部と第二検出部とを容易に使い分けることができる。
【０００８】
本発明の請求項２に係る立体センサは、請求項１に記載の立体センサにおいて、前記フイルム基材の前記平面部に形成され、前記第一検出部及び第二検出部に端部が夫々接続される複数の配線と、前記フイルム基材の前記第一検出部及び前記第二検出部が形成されている側に配置され、前記第一検出部及び前記第二検出部を保護する保護部材と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、第一検出部及び第二検出部に端部が夫々接続される複数の配線が、フイルム基材の平面部に形成されている。このように、配線が平面部に形成されることで、配線をスクリーン印刷工法により金属材料を用いて形成することが可能となる。
【００１０】
本発明の請求項３に係る立体センサは、請求項１又は２に記載の立体センサにおいて、前記突出部には、一部が凹んだ凹部が形成され、前記第一検出部及び前記第二検出部の少なくとも一個は、前記凹部の静電容量の変化を検出するように配置されていることを特徴とする。
【００１１】
上記構成によれば、第一検出部及び第二検出部の少なくとも一個は、凹部の静電容量の変化を検出するように配置されている。このため、同一面状に複数の検出部が形成されている場合に、凹部に形成された検出部に容易に触れることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の立体センサによれば、立体センサに備えられた第一検出部と第二検出部とを容易に使い分けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る立体センサを示した斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る立体センサを示した斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る立体センサを示した分解斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る立体センサを示した平面図である。
【図５】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）本発明の第１実施形態に係る立体センサを製造する各工程を示した工程図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る立体センサと、立体センサが用いられる空調システムを示した概略構成図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る立体センサを示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態に係る立体センサの一例について図１〜図６に従って説明する。なお、図中矢印Ｈは部品上下方向（鉛直方向）を示し、図中矢印Ｌは部品前後方向（水平方向）を示し、図中矢印Ｗは部品幅方向（水平方向）を示す。
【００１５】
（全体構成）
立体センサ１０は、自己キャパシタンス方式（自己容量方式）により静電容量の変化を検出するセンサであって、図６に示されるように、車両の空調システム１１０に信号配線１１２を介して接続されている。そして、この立体センサ１０を用いて、車室内に備えられた複数の空気吹出口の中から空気を吹き出させる空気吹出口を決める吹出モードの切り替えと、空気吹出口から吹き出される単位時間当たりの空気の量の切り替えとを行うようになっている。
【００１６】
また、空調システム１１０は、立体センサ１０によって検出された検出信号を増幅する増幅器１１４と、増幅した検出信号を検出する検出ＩＣ１１６とを備えている。
【００１７】
図６には、空調システム１１０の表示部１００が示されおり、表示部１００の上段には、５個の吹出モードが示されており、表示部１００の下段には、空気吹出口から吹き出される空気の量が示されている。
【００１８】
吹出モードは、風を上半身及び下半身に当てる第一モード、風を下半身に当て、かつ、フロントガラスの曇りを取る第二モード、風を下半身に当てる第三モード、風を上半身に当てる第四モード、及びフロントガラスの曇りを取る第五モードを備えている。表示部１００の図中左側から順番に、第一モード、第二モード、第三モード、第四モード、及び第五モードの表示が示されている。そして、立体センサ１０を用いて切り替えられた吹出モードの表示が表示部１００内で点灯するようになっている。
【００１９】
また、空気吹出口からの空気の量が、レベルメータを模した表示であるメータ１０２によって表示されるようになっている。空気の量については、「０」〜「３」で示されており、「０」が空気吹出口から空気が吹き出されない状態であり、数値が増加すると空気吹出口から吹き出される空気の量が増加するようになっている。
【００２０】
（要部構成）
次に、立体センサ１０の構造について説明する。
【００２１】
立体センサ１０は、図２、図３に示されるように、３次元形状に形成されたフイルム基材１２と、フイルム基材１２に形成された第一検出部３０と、フイルム基材１２に形成された第二検出部４０と、フイルム基材１２に形成された配線６０とを備えている。
【００２２】
さらに、立体センサ１０は、第一検出部３０及び第二検出部４０を保護する保護部材の一例としての保護フイルム８０を備えている。
【００２３】
〔フイルム基材〕
フイルム基材１２は、一例として、厚さ１２０〔μｍ〕の透明なポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ：Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）のフイルム材を３次元成形することで得られる。
【００２４】
具体的には、フイルム基材１２は、図３に示されるように、板面が上下方向を向く平面状の平面部１４と、平面部１４から上方側へ突出する突出部１６を有している。さらに、突出部１６は、平面部１４から上方側へ立ち上がる立上領域１８と、立上領域１８の先端に位置すると共に板面が上下方向を向く頂面領域２０とを有している。
【００２５】
平面部１４は、部品前後方向の長さが、部品幅方向の長さに比して長くされている。また、突出部１６は、平面部１４の部品前後方向の前方側（図中左側）の部分から上方へ突出しており、突出部１６の水平方向に切断した断面は円形状とされている。これにより、突出部１６の頂面領域２０は、円形状とされている。
【００２６】
〔第一検出部〕
第一検出部３０は、一例として、厚さ０．１〔μｍ〕のカーボンナノチューブ（ＣＮＴ：ｃａｒｂｏｎ  ｎａｎｏｔｕｂｅ）をフイルム基材１２の裏面１２Ａ（後述する保護フイルム８０側を向く面）に形成することで透明な部材として得られる。
【００２７】
具体的には、第一検出部３０は、立上領域１８における静電容量の変化を検出する部材であって、立上領域１８の周方向に沿って間隔を空けて複数形成されている。
【００２８】
夫々の第一検出部３０は、立上領域１８と平面部１４とに跨って形成され、平面部１４から立上領域１８へ向けて延びている。そして、夫々の第一検出部３０の先端側の部分が立上領域１８に位置し、夫々の第一検出部３０の基端側の部分が平面部１４に位置している。
【００２９】
この構成において、第一検出部３０を用いて空気吹出口から吹き出される空気の量を切り替えるようになっている。なお、切替操作の詳細については、後述する作用と共に説明する。
【００３０】
〔第二検出部〕
第二検出部４０は、一例として、厚さ０．１〔μｍ〕のカーボンナノチューブをフイルム基材１２の裏面１２Ａに形成することで透明な部材として得られる。
【００３１】
具体的には、第二検出部４０は、頂面領域２０における静電容量の変化を検出する部材である。そして、第二検出部４０は、頂面領域２０の中央側の部分の静電容量の変化を検出する検出部４２と、頂面領域２０の周縁側の部分の静電容量の変化を検出する検出部４８とを備えている。この検出部４８は、頂面領域２０の周縁に沿って間隔を空けて４個形成されている。
【００３２】
検出部４２は、頂面領域２０の中央側の部分に配置される円形状の検出電極４２Ａと、静電容量の変化の検出に寄与しない細長い線状の導電ライン４２Ｂとを有している。導電ライン４２Ｂは、一端が検出電極４２Ａに接続され、他端が立上領域１８を介して平面部１４へ延びている。さらに、検出部４２は、導電ライン４２Ｂの他端に接続され、導電ライン４２Ｂに比して幅広の接続部４２Ｃを有している。
【００３３】
一方、夫々の検出部４８は、頂面領域２０の周縁側に配置され、円形状の検出電極４２Ａ側の一部が切り欠かれた検出電極４８Ａと、静電容量の変化の検出に寄与しない細長い線状の導電ライン４８Ｂとを有している。導電ライン４８Ｂは、一端が検出電極４８Ａに接続され、他端が立上領域１８を介して平面部１４へ延びている。さらに、夫々の検出部４８は、導電ライン４８Ｂの他端に接続され、導電ライン４８Ｂに比して幅広の接続部４８Ｃを有している。
【００３４】
この構成において、第二検出部４０を用いて吹出モードを切り替えるようになっている。なお、切替操作の詳細については、後述する作用と共に説明する。
【００３５】
〔配線〕
配線６０は、一例として、厚さ３〔μｍ〕の銀合金（金属材料の一例）をフイルム基材１２の平面部１４の裏面１２Ａに形成することで得られる。
【００３６】
具体的には、配線６０は、図４に示されるように、第一検出部３０から延びる複数の配線６０Ａと、第二検出部４０の検出部４２から延びる配線６０Ｂと、第二検出部４０の検出部４８から延びる複数の配線６０Ｃとから構成されている。
【００３７】
夫々の配線６０Ａは、第一検出部３０の基端側の部分に一端が接続され、他端がフイルム基材１２の平面部１４において部品前後方向の後方側（図中右側）の縁部へ延びている。そして、配線６０Ａの一端及び他端は、他の部位に比して幅広とされている。
【００３８】
また、配線６０Ｂは、検出部４２の接続部４２Ｃに一端が接続され、他端がフイルム基材１２の平面部１４において部品前後方向の後方側の縁部へ延びている。そして、配線６０Ｂの一端及び他端は、他の部位に比して幅広とされている。
【００３９】
さらに、夫々の配線６０Ｃは、検出部４８の接続部４８Ｃに一端が接続され、他端がフイルム基材１２の平面部１４において部品前後方向の後方側の縁部へ延びている。そして、配線６０Ｃの一端及び他端は、他の部位に比して幅広とされている。
【００４０】
〔保護フイルム〕
保護フイルム８０は、一例として、厚さ１２０〔μｍ〕の透明なポリエチレンテレフタレートのフイルム材を３次元成形することで得られる。そして、図３に示されるように、フイルム基材１２の裏面１２Ａ側から保護フイルム８０をフイルム基材１２に重ねることで、保護フイルム８０が、第一検出部３０及び第二検出部４０を保護するようになっている。
【００４１】
具体的には、保護フイルム８０は、フイルム基材１２と同様に、板面が上下方向を向く平面状の平面部８４と、平面部８４から上方側へ突出する突出部８６とを有している。さらに、突出部８６は、平面部８４から上方側へ立ち上がる立上領域８８と、立上領域８８の先端に位置すると共に板面が上下方向を向く頂面領域９０とを有している。
【００４２】
保護フイルム８０がフイルム基材１２に重ねられた状態で、保護フイルム８０の平面部８４は、配線６０の他端が外部に露出するように外形が切り欠かれている。この点を除いて、平面部８４は、平面部１４と同様の形状とされている。
【００４３】
また、保護フイルム８０がフイルム基材１２に重ねられた状態で、保護フイルム８０の突出部８６は、図５（Ｄ）に示されるように、フイルム基材１２の突出部１６と隙間が生じるように、突出部１６に対して小さくされている。また、保護フイルム８０がフイルム基材１２に重ねられた状態で、保護フイルム８０の平面部８４と、フイルム基材１２の平面部１４とが接着剤等で接着されるようになっている。
【００４４】
〔その他〕
立体センサ１０は、平面部１４に誘電体が近接することで第一検出部３０及び第二検出部４０の静電容量が変化してしまうのを防止する防止カバー９６（図５（Ｄ）の二点鎖線参照）を備えている。
【００４５】
（製造方法）
次に、立体センサ１０の製造方法について説明する。
【００４６】
先ず、図５（Ａ）に示されるように、カーボンナノチューブの膜が片面に形成された平面状のＰＥＴフイルム１２０に、エッチング工法を用いて、第一検出部３０、及び第二検出部４０を形成する。
【００４７】
次に、図５（Ｂ）に示されるように、平面状のＰＥＴフイルム１２０に、真空成形工法を用いて、突出部１６を形成し、さらに、決められた形状にトリミングすることで、第一検出部３０及び第二検出部４０が裏面１２Ａに形成されているフイルム基材１２を得る。
【００４８】
次に、図５（Ｃ）に示されるように、フイルム基材１２の平面部１４の裏面１２Ａに、スクリーン印刷工法を用いて、配線６０を形成する。
【００４９】
次に、図５（Ｄ）に示されるように、フイルム基材１２の裏面１２Ａ側から保護フイルム８０を重ね、フイルム基材１２の平面部１４と保護フイルム８０の平面部８４とを接着剤（図示省略）等を用いて接着する。これにより、立体センサ１０が製造される。
【００５０】
この状態で、立体センサ１０の配線６０の他端が外部に露出されており、この配線６０の露出した他端に、信号配線１１２（図６参照）の端部に接続されたコネクタ１１２Ａの導通部が電気的に接続されるようになっている（図２参照）。
【００５１】
（作用・効果）
次に、立体センサ１０の作用について、立体センサ１０を用いて空調システム１１０の吹出モードを切り替える切替操作、及び立体センサ１０を用いて空気吹出口から吹き出される空気の量を切り替える切替操作により説明する。
【００５２】
立体センサ１０は、図６に示されるように、車両の空調システム１１０に信号配線１１２を介して接続されている。立体センサ１０を用いて吹出モード及び空気吹出口からの空気の量が切り替えられていない初期状態では、吹出モードは、風を上半身に当てる第四モード（図中左側から４番目）となっており、空気の量は、空気吹出口から空気が吹き出されない「０」となっている。
【００５３】
吹出モードを切り替える場合には、図１に示されるように、ユーザは、頂面領域２０に形成されている検出電極４２Ａ及び複数の検出電極４８Ａの何れか１個に指Ｆ１（誘電体の一例）を近接させる。夫々の検出電極４２Ａ、４８Ａが、何れかの吹出モードに対応しており、指Ｆ１が近接した検出電極４２Ａ、４８Ａに対応した吹出しモードに切り替えられる。
【００５４】
具体的には、信号配線１１２を介して夫々の検出電極４２Ａ、４８Ａには、図示せぬ電圧印加手段から電圧が印加されており、夫々の検出電極４２Ａ、４８Ａとフイルム基材１２との間には、電界が生じている。ここで、夫々の検出電極４２Ａ、４８Ａとフイルム基材１２との間に生じた電界が、指先Ｆ１を近接させることで変化する。これにより、夫々の検出電極４２Ａ、４８Ａとフイルム基材１２との間に蓄えられている静電容量（浮遊容量）が変化し、この変化が信号配線１１２を介して増幅器１１４に伝達される。そして、この変化が増幅器１１４によって増幅され、検出ＩＣ１１６（図６参照）によって検出される。
【００５５】
この検出ＩＣ１１６によって検出された検出信号に基づいて、指Ｆ１が近接した検出電極４２Ａ、４８Ａに対応した吹出しモードに切り替えられる。
【００５６】
これに対して、空気吹出口から吹き出される空気の量を切り替える場合には、図１に示されるように、ユーザは、立上領域１８に形成された第一検出部３０に指Ｆ２（誘電体の一例）を近接させる。そして、指Ｆ２を立上領域１８に沿って時計回り（図中矢印Ａ１）、又は反時計回り（図中矢印Ａ２）に移動させる。
【００５７】
指Ｆ２を時計回りに移動させることで２個の第一検出部３０に指Ｆ２が近接した場合は、空気の量が「０」から「１」となる。また、指Ｆ２を時計回りに移動させることで３個の第一検出部３０に指Ｆ２が近接した場合は、空気の量が「０」から「２」となる。さらに、指Ｆ２を時計回りに移動させることで４個以上の第一検出部３０に指Ｆ２が近接した場合は、空気の量が「０」から「３」となる。このように、指Ｆ２を時計回りに移動させることで近接した第一検出部３０の数によって、空気の量が増加するように切り替えられる。
【００５８】
一方、空気の量が「３」の状態で、指Ｆ２を反時計回りに移動させることで２個の第一検出部３０に指Ｆ２が近接した場合は、空気の量が「３」から「２」となる。また、指Ｆ２を反時計回りに移動させることで３個の第一検出部３０に指Ｆ２が近接した場合は、空気の量が「３」から「１」となる。さらに、指Ｆ２を反時計回りに移動させることで４個以上の第一検出部３０に指Ｆ２が近接した場合は、空気の量が「３」から「０」となる。このように、指Ｆ２を反時計回りに移動させることで近接した第一検出部３０の数によって、空気の量が減少するように切り替えられる。
【００５９】
なお、最初に指Ｆ２が触れる第一検出部３０は、複数有る第一検出部３０の中でどの第一検出部３０でもよく、指Ｆ２を立上領域１８に沿って時計回りに移動させる、又は反時計回りに移動させることによって空気の量が切り替えられる。
【００６０】
また、第一検出部３０に指Ｆ２が近接したことを検出する要領については、前述した検出電極４２Ａ、４８Ａに指Ｆ２が近接したことを検出する要領と同様である。
【００６１】
以上説明したように、第一検出部３０が、フイルム基材１２の立上領域１８における静電容量の変化を検出し、第二検出部４０が、フイルム基材１２の頂面領域２０における静電容量の変化を検出する。このように、第一検出部３０と第二検出部４０とが異なる面の静電容量の変化を検出するため、第一検出部３０と第二検出部４０とが同一面上の静電容量の変化を検出する場合と比して、立体センサ１０に備えられた第一検出部３０と第二検出部４０とを容易に使い分けることができる。なお、異なる面とは、同一の定義（例えば同一の式）で表現できない面である。
【００６２】
また、第一検出部３０及び第二検出部４０は、フイルム基材１２の裏面１２Ａに形成されている。このため、第一検出部３０及び第二検出部４０が、フイルム基材１２の外側面に形成されている場合と比して、第一検出部３０及び第二検出部４０の損傷を抑制することができる。
【００６３】
また、保護フイルム８０がフイルム基材１２の裏面１２Ａ側からフイルム基材１２に重ねられ、さらに、保護フイルム８０がフイルム基材１２に重ねられた状態で、フイルム基材１２の突出部１６と保護フイルム８０の突出部８６との間には隙間が生じている。これにより、第一検出部３０及び第二検出部４０において静電容量の変化を検出する部分を保護することができる。
【００６４】
また、配線６０は、フイルム基材１２の平面部１４に配置されている。このため、スクリーン印刷工法を用いて銀合金の配線６０を形成することができる。
【００６５】
また、配線６０に銀合金を用いることで、配線６０が損傷するのを抑制することができる。
【００６６】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る立体センサの一例について図７に従って説明する。なお、第１実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略し、第１実施形態と異なる部分を主に説明する。
【００６７】
第２実施形態に係る立体センサ１３０のフイルム基材１３２の立上領域１３８には、周方向に間隔を空けて凹状の凹部１５０が複数形成されている。そして、夫々の凹部１５０に第一検出部３０が形成されている。
【００６８】
このように、凹部１５０に第一検出部３０を形成させることで、ユーザが立上領域１３８に沿って指Ｆ２を移動させた場合に、ユーザは、指Ｆ２が何個の第一検出部３０に近接したかを容易に認識することができる。
【００６９】
また、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態をとることが可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記第１、第２実施形態では、第一検出部３０が複数形成されたが、第一検出部３０が一個であってもよい。同様に、第二検出部４０が複数形成されたが、第二検出部４０が一個であってもよい。
【００７０】
また、上記第１、第２実施形態では、第一検出部３０及び第二検出部４０がカーボンナノチューブによって形成されたが、他の導電材料（例えば、導電インク）によって形成されてもよい。
【００７１】
また、上記第１、第２実施形態では、配線６０が、銀合金により形成されたが、他の材料により形成されてもよい。
【００７２】
また、上記第２実施形態では、凹部１５０をフイルム基材１３２の立上領域１３８に形成されたが、フイルム基材１３２の頂面領域１４０に凹部を形成し、この凹部に検出電極を形成してもよい。
【００７３】
また、上記第１、第２実施形態では、立体センサ１０、１３０を車両の空調システム１１０を操作するのに用いたが、他の装置を操作するのに用いてもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１０          立体センサ
１２          フイルム基材
１２Ａ        裏面
１４          平面部
１６          突出部
１８          立上領域
２０          頂面領域
３０          第一検出部
４０          第二検出部
６０          配線
８０          保護フイルム（保護部材の一例）
１３０        立体センサ
１３２        フイルム基材
１３８        立上領域
１４０        頂面領域
１５０        凹部
【図２】
2016081809.tif 000003
【図３】
2016081809.tif 000004
【図５】
2016081809.tif 000005
【図６】
2016081809.tif 000006
【図１】
2016081809.tif 000007
【図４】
2016081809.tif 000008
【図７】
2016081809.tif 000009