JP2017504935A - 近接検出器 - Google Patents

Abstract

一態様によれば、本発明は自動車装置（Ｅｑ）の近接検出器（１０）に関する。近接検出器（１０）は、−ユーザ（Ｕ）が装置（Ｅｑ）に近接すると検出信号を生成する検出アンテナ（１）と、−装置（Ｅｑ）の動作を要求するように検出信号を処理する印刷回路（２）と、−検出アンテナ（１）と印刷回路（２）との間の電気的接続のための導電性ロッド（３）と、を備えている。

Description

本発明の技術分野は、ヒューマンマシンインターフェース（ＨＭＩ）である。本発明は近接検出器、特に自動車用装置のための近接検出器に関する。

ヒューマンマシンインターフェース（ＨＭＩ）は、人間であるユーザが機械と交信し、これを制御することを可能とするツールである。ヒューマンマシンインターフェースは、例えば以下のようなタイプであり得る。
−例えばＴＦＴ（薄膜トランジスタ）タイプのＬＣＤ（液晶ディスプレイ）スクリーン等のスクリーン、
−制御ボタン、
−例えば室内灯等の照明システム、
−例えば変速レバー等のレバー。

このようなインターフェースの使用を可能とする及び／又は容易にするために、インターフェースを近接検出器に結合することが公知の慣行である。近接検出器は、特に以下を制御し得る。
−ＨＭＩの起動、
−ＨＭＩがスクリーンである場合、ＨＭＩ上における情報の表示、
−ＨＭＩの照明又はバック照明。

近接検出器は、典型的には、検出アンテナとプリント回路基板とを備え、これらは電気的に接続されている。検出アンテナは、ヒューマンマシンインターフェースの表面要素の後方に配置されている。表面要素は、インターフェースの一部であって、人間であるユーザに最も近い。例えば、表面要素は、制御ボタンの場合には遠隔制御面であり、変速レバーの場合には変速ノブである。検出アンテナは、例えば表面要素の下方に固定された容量性フィルムであり得る。検出アンテナと印刷回路基板とを、フラットケーブル等の可撓性コネクタによって電気的に接続することが公知の慣行である。しかしながら、この電気的接続に関する手法は、制約がありコストがかかることがわかっている。

本発明は、単純な電気的接続部を提案することにより、上述の問題に対する解決策を提供する。特に、この電気的接続部は、特に自動車用装置のための近接検出器である近接検出器の製造費用を削減可能とするものである。

したがって、一態様によれば、本発明は、自動車用装置のための近接検出器であって、
−ユーザが前記装置に近接すると、検出信号を生成する検出アンテナと、
−前記検出信号を処理して前記装置の動作を制御する印刷回路基板と、
−前記検出アンテナを前記印刷回路基板に電気的に接続するための導電性ロッドと、
を備えた近接検出器に関する。

本明細書において、「ロッド」という用語は、当該ロッドに対する特定のタイプの断面を前提とせずに使用される。したがって、導電性ロッドは、円形、正方形、又は矩形の断面を有し得る。

本発明により、検出アンテナと印刷仮基板との間の電気的接続が、特にリボンケーブルタイプのコネクタに比較して単純且つ安価な要素である導電性ロッドを介して確保される。

上述の特徴の他に、本発明の一態様による近接検出器は、以下の特徴のうちの１つの特徴又は相補的な複数の特徴を、個々に又は技術的に可能な全ての組合せにおいて、有し得る。
−前記導電性ロッドは、可撓性を有するとともに記憶容量を有する。
−別の態様において、前記導電性ロッドは、剛性を有する。
−有利には、近接検出器は、前記導電性ロッドを取り囲む導電性バネを備え、前記導電性バネは、第１端部と、前記第１端部に対して反対側の第２端部とを有し、前記第１端部は前記検出アンテナに接触しており、前記第２端部は前記印刷回路基板に接触している。
−前記導電性ロッドは、第１端部と、前記第１端部に対して反対側の第２端部とを有し、前記導電性ロッドの前記第１端部は前記検出アンテナに接触しており、前記導電性ロッドの前記第２端部は前記印刷回路基板に接触している。
−別の態様において、前記導電性ロッドは、第１端部と第２端部との間に延びる中心部を有しており、
○前記導電性ロッドの前記第１端部は前記検出アンテナに接触しており、
○前記導電性ロッドは、前記印刷回路基板を、前記印刷回路基板の調節開口を介して貫通している。
前記導電性ロッドの前記中心部は、更に有利には、前記印刷回路基板の前記調節開口に接触していてもよい。
−前記検出アンテナが前記印刷回路基板の第１側に配置されているため、前記導電性ロッドを保持するための保持要素が、前記第１側に対して反対側の、前記印刷回路基板の第２側に配置され、前記保持要素は、前記印刷回路基板に電気的に接続されている。
−前記導電性ロッドは、前記印刷回路基板にはんだ付けされている。
−前記検出アンテナは、容量性アンテナである。
−近接検出器は、前記検出アンテナを機械的に支持する少なくとも１つの機械的支持要素を備え、前記機械的支持要素は、前記検出アンテナに接触している第１端部と、前記第１端部に対して反対側の第２端部であって、前記印刷回路基板に接触している第２端部とを有している。

他の態様によれば、本発明は、また、本発明の一態様による近接検出器を備えた自動車用装置であって、前記検出アンテナは前記装置の表面要素にオーバーモールドされている自動車用装置に関する。

上述の特徴の他に、本発明の一態様による自動車用装置は、以下の特徴のうちの１つの特徴又は相補的な複数の特徴を、個々に又は技術的に可能な全ての組合せにおいて、有し得る。
−自動車用装置は、
○ユーザが前記装置に近接すると検出信号をそれぞれが生成する複数の検出アンテナと、
○検出信号を処理して前記装置の動作を制御する少なくとも１つの印刷回路基板と、
○前記検出アンテナのうちの１つと前記印刷回路基板のうちの１つとの間の電気的接続をそれぞれが確保する複数の導電性ロッドと、
を備えている。
−自動車用装置は、
−スクリーン、
−制御ボタン、
−照明システム、
−レバー、
に所属している。

本発明及びその様々な適用例は、以下の説明を読み且つ添付図面を精査することによってよりよく理解されるであろう。

図面は、本発明の完全に非制限的な例として呈示される。

本発明の第１実施形態による近接検出器を備えた装置の概略断面図。 図１ａの装置の部分概略斜視図。 本発明の第２実施形態による近接検出器を備えた装置の概略断面図。 本発明の第３実施形態による近接検出器を備えた装置の概略断面図。 本発明の第４実施形態による近接検出器を備えた装置の概略断面図。 本発明の第５実施形態による近接検出器を備えた装置の概略断面図。 本発明の第１実施形態の近接検出器を備えた第２装置の部分概略断面図。

特に説明のない限り、異なる図に現れる同一の要素は均一な参照符号を有する。

図１は、装置Ｅｑの断面図である。装置Ｅｑは、
−本発明の第１実施形態による近接検出器１０であって、装置Ｅｑに近接したユーザＵ又は他のタイプの物体を検出可能とする近接検出器１０と、
−表面要素ｓＥｌｔと、
−ヒューマンマシンインターフェースＨＭＩと、を備えている。

ヒューマンマシンインターフェースＨＭＩは、例えばスクリーン、制御ボタン、照明システム又はレバーであり得る。

本発明の第１実施形態による近接検出器１０は、
−検出アンテナ１と、
−印刷回路基板２と、
−検出アンテナ１を印刷回路基板２に電気的に接続する導電性ロッド３及び導電性バネＳｐと、を備えている。導電性バネＳｐは導電性ロッド３の周囲に配設されている。導電性バネＳｐは、導電性ロッド３により案内されている。

本明細書において、「ロッド」という用語は、当該導電性ロッド３に対する特定のタイプの断面を前提とせずに使用される。したがって、導電性ロッド３は、円形、正方形、又は矩形の断面を有し得る。

検出アンテナ１は、有利には、表面要素ｓＥｌｔにオーバーモールドされ、これにより表面要素上の良好な抵抗及び良好な機械的保持性がもたらされている。導電性ロッド３は、有利には、検出アンテナ１の延長部である。この場合、検出アンテナ１と導電性ロッド３は一体アセンブリを形成している。別の態様として、導電性ロッド３は、検出アンテナ１に接触するように配置され、検出アンテナ１に例えばはんだ付けによって固定されていてもよい。

本発明の第１実施形態によれば、導電性ロッド３によって案内されている導電性バネＳｐは、有利には、検出アンテナ１と印刷回路基板２との間の電気的接続が確保されるようにしつつ、検出アンテナ１と印刷回路基板２との間の間隔公差を許容している。導電性バネＳｐは、
−検出アンテナ１に接触するとともにこれに固定された第１端部と、
−第１端部に対して反対側の第２端部であって、印刷回路基板２に接触するとともにこれに固定された第２端部と、を有している。

導電性バネＳｐの第１端部は、検出アンテナ１に例えばはんだ付けされている一方、導電性バネＳｐの第２端部は、印刷回路基板２に例えばはんだ付けされている。

近接検出器１０の第１実施形態によれば、検出アンテナ１と印刷回路基板２との間隔に従って、検出アンテナ１と印刷回路基板２との間の電気的接続を設定する２つのケースが区別されている。
−第１のケースによれば、検出アンテナ１と印刷回路基板２との間隔は、導電性ロッド３の長さに一致しており、導電性ロッド３は印刷回路基板２に接触している。検出アンテナ１と印刷回路基板２との間の電気的接続は、導電性ロッド３と導電間隔Ｓｐの両方によって確保されている。
−第２のケースによれば、検出アンテナ１と印刷回路基板２との間隔は、導電性ロッド３の長さより大きく、導電性ロッド３は印刷回路基板２に接触していない。検出アンテナと印刷回路基板２との間の電気的接続は、導電性バネＳｐによって確保されている。

図１ｂは、図１ａを参照して既に説明した装置Ｅｑの部分斜視図である。この部分断面図は、表面要素ｓＥｌｔと、検出アンテナ１と、導電性ロッド３と、導電性バネＳｐを示す。図１ｂに示す具体例において、表面要素ｓＥｌｔは、４つの辺を有するフレームである。表面要素ｓＥｌｔの四角形のフレーム形状は、ヒューマンマシンインターフェースＨＭＩがスクリーンである場合に特に適している。表面要素ｓＥｌｔは、ヒューマンマシンインターフェースＨＭＩの特性や幾何学的形状に応じて、多くの異なる形状を有し得る。図１ｂに示す具体例において、表面要素ｓＥｌｔにオーバーモールドされた検出アンテナ１は、表面要素ｓＥｌｔの３つの辺に沿って延びている。別の態様として、検出アンテナ１は、表面要素ｓＥｌｔの１辺に沿って、或いは２辺又は全ての辺に沿って延びていてもよい。検出アンテナ１が、表面要素ｓＥｌｔの１辺の一部に亘ってのみ、又は表面要素ｓＥｌｔの連続する２辺の一部に亘って延びるという態様も考えられる。検出アンテナ１が延びて覆う表面積が大きければ大きいほど、検出アンテナ１の感度が向上する。検出アンテナの寸法や大きさが制限されるほど、近接検出器１０の製造コストが抑えられる。導電性ロッド３と導電性バネＳｐは、検出アンテナ１の一端部に接触している。別の態様として、導電性ロッド３と導電性バネＳｐは、導電性アンテナ１の別の部分に接触していてもよい。第１実施形態の第１変形例によれば、複数の検出アンテナ１が設けられ、例えば表面要素ｓＥｌｔの各辺に１つの検出アンテナ１が設けられている。この第１変形例によれば、導電性ロッド３と導電性バネＳｐも複数個設けられる。１つの導電性ロッド３と１つの導電性バネＳｐが、各検出アンテナに使用される。第１実施形態の第２変形例によれば、近接検出器１０は、機械的に検出アンテナ１を支持する少なくとも１つの要素を備え得る。この機械的支持要素は、検出アンテナ１に接触している第１端部と、第１端部に対して反対側の第２端部であって、印刷回路基板２に接触している第２端部と、を有している。近接検出器１０は、例えば、検出アンテナ１に沿って均一に分散配置された、特に検出アンテナ１の角部に配設された複数の機械的支持要素を備え得る。

図２ａは、本発明の第２実施形態による近接検出器２０の断面図である。本発明の第２実施形態によれば、印刷回路基板２は、調節開口Ｏを備えている。調節開口Ｏの寸法は、第１端部と第２端部との間に延びる中心部を有する導電性ロッド３が、印刷回路基板２を調節開口Ｏを介して貫通し得るようなものとされている。図２ａに示す例において、導電性ロッド３は、印刷回路基板２に接触していない。したがって、検出アンテナ１と印刷回路基板２との間の電気的接続は、導電性ロッド３に案内された導電性バネＳｐにより確保されている。別の態様として、調節開口Ｏの寸法は、導電性ロッド３が調節開口Ｏを貫通している場合に、導電性ロッド３の中心部が調節開口Ｏに接触しているものとして選択され得る。この別態様によれば、導電性ロッド３が調節開口Ｏを貫通している際に、検出アンテナ１と印刷回路基板２との間の電気的接続は、導電性ロッド３の中心部３＿ｃと導電性バネＳｐの両方によって確保されている。

−本発明の第２実施形態による近接検出器２０は、有利には、検出アンテナ１と印刷回路基板２との間隔における公差を提供し、この公差は導電性ロッド３の長さによって制限されない。具体的には、
−検出アンテナ１と印刷回路基板２との間隔が導電性ロッド３の長さ以上である場合、導電性ロッド３は印刷回路基板２の調節開口Ｏを貫通しない。
−一方、検出アンテナと印刷回路基板２との間隔が導電性ロッド３の長さ未満である場合、導電性ロッド３は印刷回路基板２の調節開口Ｏを貫通する。

図２ｂは、本発明の第３実施形態による近接検出器３０の断面図である。第３実施形態によれば、導電性ロッド３は印刷回路基板２を調節開口Ｏを介して貫通しており、導電性ロッド３は印刷回路基板２にはんだビードｗによって電気的に接続されている。図２ｂに示す例において、印刷回路基板２は、第１ハーフ空間ｄＥ１と第２ハーフ空間ｄＥ２とを画成する平面Ｐに沿って延びている。検出アンテナ１は第１ハーフ空間ｄＥ１に配置され、はんだビードｗは第２ハーフ空間ｄＥ２に配置されている。はんだビードｗが第１ハーフ空間ｄＥ１に配置されることも可能である。或いは、図示しない別の態様によれば、導電性ロッド３が印刷回路基板２に、印刷回路基板２の両側に配置された第１及び第２はんだビードによって電気的に接続されることも可能である。第３実施形態によれば、バネが使用されないため、近接検出器を有利に単純なものとすることができる。第３実施形態の第１変形例によれば、印刷回路基板２は、調節開口を備えないことが可能である。この場合、導電性ロッド３は印刷回路基板を貫通せずに、印刷回路基板２に、第１ハーフ空間ｄＥ１に配置されたはんだビードによって電気的に接続される。第３実施形態の第２変形例によれば、記憶容量を有する可撓性導電性ロッドが使用される。例えば、
−「Ｖ」字形状又は「逆Ｖ」字形状の導電性ロッド、
−屈曲した導電性ロッド。

第３実施形態の第２変形例は、有利には、ある程度圧縮又は伸展され得る導電性ロッドによって検出アンテナ１と印刷回路基板２との間の電気的接続を保証しつつ、検出アンテナ１と印刷回路基板２との間隔における機械的な公差を提供する。第３実施形態の第１及び第２変形例は、互いに両立可能である。

図２ｃは、本発明の第４実施形態による近接検出器４０の断面図である。本発明の第４実施形態による近接検出器４０は、圧入タイプの導電性ロッド１３を備えている。圧入タイプの導電性ロッド１３は、例えば、複数の湾曲した導電性ストリップを有している。湾曲導電性ストリップのそれぞれは、第１端部と第２端部とを備えている。湾曲導電性ストリップの第１端部はひとまとめにされて導電性ロッド１３の第１端部を形成している。同様に、湾曲導電性ストリップの第２端部はひとまとめにされて導電性ロッド１３の第２端部を形成している。複数の湾曲導電性ストリップは、導電性ロッド１３が膨出した中心部を有するようにして、導電性ロッド１３の回転軸の周囲に配設されている。膨出した中心部の断面は、第１及び第２端部よりも大きい。第４実施形態によれば、導電性ロッド１３の圧入タイプの幾何学的形状は、導電性ロッド１３の膨出中心部が印刷回路基板２の調節開口Ｏに接触していることを確保し、これにより検出アンテナ１の印刷回路基板２に対する電気的接続を保証している。

図２ｄは、本発明の第５実施形態による近接検出器５０の断面図である。本発明の第５実施形態によれば、近接検出器５０は、導電性ロッド３を保持するための要素Ｍを備えている。保持要素Ｍは、図２ｂを参照して既に定義した第２ハーフ平面ｄＥ２において、印刷回路基板２に接触して配置されている。保持要素Ｍは導電性を有する。はんだビードｗが、保持要素Ｍを印刷回路基板２に固定しつつ、保持要素Ｍと印刷回路基板２との間の電気的接続を補強している。保持要素Ｍは中心開口Ｏ２を有している。中心開口Ｏ２の寸法は、導電性ロッド３が中心開口Ｏ２に接触しつつ中心開口Ｏ２に挿入され得るようなものとされている。換言すれば、中心開口Ｏ２は導電性ロッド３に対する雌コネクタとして機能し、導電性ロッド３は中心開口Ｏ２に対する雄コネクタとして機能する。保持要素Ｍにより、導電性ロッド３は機械的保持性という恩恵を受け、これにより、導電性ロッド３の破壊及び／又は検出アンテナ１と印刷回路基板２との接触不良に関する危険性が制限される。

図３は、第２装置Ｅｑ２の部分断面図である。第２装置Ｅｑ２は、
−「ノブ」タイプのヒューマンインターフェースＨＭＩ２と、
−「ノブ」タイプのヒューマンマシンインターフェースＨＭＩ２の表面要素ｓＥｌｔ２と、
−「ノブ」タイプのヒューマンマシンインターフェースＨＭＩ２のバック照明を可能とするＬＥＤ等の照明装置Ｌ、とを備えている。

図３は、図１ａを参照して既に説明した本発明の第１実施例による近接検出器１０の別の例示的統合体である。第２装置Ｅｑ２に統合された近接検出器１０の典型的な例示的動作は、以下のようなものである。
−第２装置Ｅｑ２から最初は離れているユーザが、第２装置Ｅｑ２に近づいて近接検出器１０が動作する領域の中に入る。
−近接検出器１０の検出アンテナ１が検出信号を生成する。
−電気的接続により検出信号が印刷回路基板２に送信される。この電気的接続は、ここで説明する具体的ケースにおいて、検出アンテナ１と印刷回路基板２との間の導電性ロッド３と導電性バネＳｐとによって確保されている。
−印刷回路基板２が検出信号を処理して、第２装置Ｅｑ２の「ノブ」タイプのヒューマンマシンインターフェースＨＭＩ２のバック照明を照明装置Ｌを介して制御する。

ここで説明する具体的ケースにおいて、近接検出器１０により制御されるバック照明により、第２装置Ｅｑ２は特に夜間においてオペレータに見やすくなるとともに、第２装置Ｅｑ２の人間工学的使い勝手が向上する。

Claims (13)

1. 自動車用装置（Ｅｑ、Ｅｑ２）のための近接検出器（１０、２０、３０、４０、５０）であって、
   −ユーザ（Ｕ）が前記装置（Ｅｑ、Ｅｑ２）に近接すると、検出信号を生成する検出アンテナ（１）と、
   −前記検出信号を処理して前記装置（Ｅｑ、Ｅｑ２）の動作を制御する印刷回路基板（２）と、
   −前記検出アンテナ（１）を前記印刷回路基板（２）に電気的に接続するための導電性ロッド（３、１３）と、
   を備えたことを特徴とする近接検出器（１０、２０、３０、４０、５０）。
2. 前記導電性ロッド（１３）は、可撓性を有するとともに記憶容量を有する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の近接検出器（４０）。
3. 前記導電性ロッド（１３）は、剛性を有する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の近接検出器（１０、２０、３０、５０）。
4. 前記導電性ロッド（３）を取り囲む導電性バネ（Ｓｐ）を備え、
   前記導電性バネ（Ｓｐ）は、第１端部と、前記第１端部に対して反対側の第２端部とを有し、
   前記第１端部は前記検出アンテナ（１）に接触しており、前記第２端部は前記印刷回路基板（２）に接触している、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の近接検出器（１０、２０）。
5. 前記導電性ロッド（３）が、第１端部と、前記第１端部に対して反対側の第２端部とを有し、
   前記導電性ロッド（３）の前記第１端部は前記検出アンテナ（１）に接触しており、前記導電性ロッド（３）の前記第２端部は前記印刷回路基板（２）に接触している、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の近接検出器（１０）。
6. 前記導電性ロッド（３、１３）が、第１端部と第２端部との間に延びる中心部を有し、
   −前記導電性ロッド（３、１３）の前記第１端部は前記検出アンテナ（１）に接触しており、
   −前記導電性ロッド（３、１３）は、前記印刷回路基板（２）を、前記印刷回路基板（２）の調節開口（Ｏ）を介して貫通している、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の近接検出器（２０、３０、４０、５０）。
7. 前記検出アンテナ（３）が前記印刷回路基板（２）の第１側（ｄＥ１）に配置されており、
   前記導電性ロッド（３）を保持するための保持要素（Ｍ）が、前記第１側（ｄＥ１）に対して反対側の、前記印刷回路基板（２）の第２側（ｄＥ２）に配置され、
   前記保持要素（Ｍ）は、前記印刷回路基板（２）に電気的に接続されている、
   ことを特徴とする請求項６に記載の近接検出器（５０）。
8. 前記導電性ロッド（３、１３）は、前記印刷回路基板（２）にはんだ付けされている、
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の近接検出器（１０、２０、３０、４０、５０）。
9. 前記検出アンテナ（１）は容量性アンテナである、
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の近接検出器（１０、２０、３０、４０、５０）。
10. 前記検出アンテナを機械的に支持する少なくとも１つの機械的支持要素を備え、
    前記機械的支持要素は、前記検出アンテナ（１）に接触している第１端部と、前記第１端部に対して反対側の第２端部であって、前記印刷回路基板（２）に接触している第２端部とを有している、
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の近接検出器（１０、２０、３０、４０、５０）。
11. 請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の近接検出器（１０、２０、３０、４０、５０）を備えた自動車用装置であって、
    前記検出アンテナ（１）は前記装置の表面要素（ｓＥｌｔ）にオーバーモールドされている、
    ことを特徴とする自動車用装置（Ｅｑ、Ｅｑ２）。
12. 自動車用装置（Ｅｑ、Ｅｑ２）であって、
    −ユーザが前記装置に近接すると検出信号をそれぞれが生成する、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の複数の検出アンテナ（１０、２０、３０、４０、５０）と、
    −検出信号を処理して前記装置の動作を制御する少なくとも１つの印刷回路基板（２）と、
    −前記検出アンテナ（１０、２０、３０、４０、５０）のうちの１つと前記印刷回路基板（２）のうちの１つとの間の電気的接続をそれぞれが確保する複数の導電性ロッド（３）と、
    を備えていることを特徴とする自動車用装置（Ｅｑ、Ｅｑ２）。
13. −スクリーン、
    −制御ボタン、
    −照明システム、
    −レバー、
    に所属していることを特徴とする、請求項１１又は１２のいずれか一項に記載の自動車用装置（Ｅｑ、Ｅｑ２）。

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