JP2004346703A

JP2004346703A - センサ付きアンテナ素子、ドア取っ手装置

Info

Publication number: JP2004346703A
Application number: JP2003147788A
Authority: JP
Inventors: Makoto Tsukahara; 誠塚原; Toshihiko Sakai; 俊彦酒井; Seiichi Ieda; 清一家田
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2003-05-26
Filing date: 2003-05-26
Publication date: 2004-12-09

Abstract

【課題】アンテナ機能とセンサ機能とを共用できるアンテナコア部をもち、しかも狭い空間に設置するに有利なセンサ付きアンテナ素子及びドア取っ手装置を提供する。
【解決手段】センサ付きアンテナ素子１は、アンテナコア部５と、アンテナコア部５の表面の少なくとも一部に配置された導電層５０とを具備し、導電層５０はセンサ電極とされている。ドア取っ手装置に適用できる。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はセンサ付きアンテナ素子及びセンサ付きアンテナ素子を備えたドア取っ手装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許文献１は車両用のドア開閉装置を開示する。このドア開閉装置は、ドアの開閉を行うドアハンドルを有し、このドアハンドル内にはアンテナとセンサ電極が配設されている。特許文献１はＵ字形状を持つ板状のセンサ電極を開示する。また特許文献２は、バーアンテナのコアとして、軟磁性を持つフェライトを用いたドアハンドル内蔵アンテナを開示する。また、特許文献３は、平行に配列されたケーブル電極をもつ自動車用人体接近検出センサを開示する。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３０８４４号公報
【特許文献２】特開２００１−３４５６１５号公報
【特許文献３】特開平１０−３０８１４９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に開示されているドア開閉装置では、上記のアンテナ素子とセンサとが別個の部材で構成され、別々に配設されている。従って、アンテナ素子とセンサの電極は、それぞれの機能のみを持つものであり、高付加価値化されているものの、アンテナ部はアンテナ機能のみを発揮し、センサ電極は静電容量型のセンサ機能のみを発揮する。従って、アンテナ素子とセンサ電極との双方を別々に配設することは、内部容積を多く必要とする。例えば、ドアの取っ手に用いた場合、ドアの取っ手の意匠などの制約になっている。
【０００５】
特許文献１に開示されているように、人体接近を静電容量の変化によって検出するセンサをアンテナ素子の近くに配置した場合には、アンテナ素子からの電波の放射が制限される。そのため、特許文献１では、略Ｕ字形状のセンサ電極を配置することで、センサ電極がアンテナ素子を遮蔽する面積を少なくし、電波の放射を妨げないようにして問題点を解決している。しかしながら、センサ電極における静電容量の変化を増加させるためには、センサ電極の面積を広くする必要があり、このようにセンサ電極の面積を広くすると、アンテナ素子のアンテナ性能への影響と相反する課題が残存する。
【０００６】
本発明は上記した従来技術を更に技術的に進めたものであり、アンテナ機能とセンサ機能とを共用できるアンテナコア部をもち、しかも狭い空間に設置するに有利なセンサ付きアンテナ素子及びドア取っ手装置を提供することを課題とするにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１様相の本発明に係るセンサ付きアンテナ素子は、アンテナコア部と、アンテナコア部の表面の少なくとも一部に配置された導電層とを具備し、導電層はセンサ電極とされていることを特徴とするものである。
【０００８】
第２様相の本発明に係るドア取っ手装置は、アンテナコア部と、アンテナコア部の表面の少なくとも一部に配置された導電層とを具備し、導電層はセンサ電極とされているセンサ付きアンテナ素子を備えていることを特徴とするものである。
【０００９】
第１様相の本発明に係るセンサ付きアンテナ素子、第２様相の本発明に係るドア取っ手装置によれば、アンテナコア部は発信及び／または受信が可能である。更に、アンテナコア部の表面に配置された導電層はセンサ電極として機能できるため、対象物が当該センサ電極に近づいたり接触したりすると、対象物の存在が検知される。たとえば、センサ電極が静電容量のセンサ電極として使用される場合には、このセンサ電極に対象物が近づくことによって、センサ電極を介して検出される静電容量が変化するため、対象物の存在が検知される。あるいは、互いに離間した導電層をアンテナコア部に配置し、水滴等の導電性を有する対象物が導電層間に付着することを、導電層間における電気抵抗によって検出するなど、静電容量センサ以外のセンサとしての使用も考えられる。
【００１０】
本発明に係るセンサ付きアンテナ素子は、アンテナ機能をもつアンテナ素子と、センサ機能をもつセンサ素子とを一体とした素子であり、省スペース化を図り得る。これにより狭い空間に配設することが可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
第１様相または第２様相の本発明によれば、センサ電極としては、静電容量型のセンサ電極として用いる形態を例示できる。この場合、対象物が当該センサ電極に近づくと、静電容量の変化が生じ、対象物の存在が検知される。あるいは、センサ電極としては、導電型のセンサ電極として用いる形態を例示できる。この場合には、互いに離間した複数の導電層を接近させた状態でアンテナコア部に配置する。そして水滴等の導電物質が複数の導電層の間に接触すると、導電物質を介して複数の導電層の間が導通するため、電気抵抗等によって導電物質の有無を検出するなどといった、静電容量センサ以外のセンサに適用することもできる。
【００１２】
第１様相または第２様相の本発明によれば、アンテナコア部に付設された導線部を有する形態を採用できる。導線部としてはコイルを例示できる。アンテナとして機能させるためには、コイル状の導線部の中にアンテナコア部を挿入した構造とすることができる。コイル状の導線部に給電することにより、その電流に対応した磁束がアンテナコア部内に発生し、空間に磁界が発生するので、送信用のアンテナとなる。あるいは、電波を受信したときには、アンテナコア部内に発生する磁束に対応した電流がコイル状の導線部に発生するので、受信用のアンテナとなる。
【００１３】
アンテナコア部の形状としては特に限定されず、角板状等の板状体、角棒や丸棒等の棒状体を例示できる。アンテナコア部としてはフェライト等の鉄酸化物を基材とする形態を採用できる。アンテナコア部に配設されている導電層の材質としては、導電性を有するものであれば良い。アンテナの損失を少なくする場合には、導電層を構成する材料としては、下記の（１式）を考慮すると、導電率が低くく且つ透磁率が低いものが好ましく、従って非磁性の金属が好ましい。更に、使用環境によっては耐食性が良好であるものが好ましい。導電層の材質としては、例えば、ニッケル、ニッケル合金、クロム、クロム合金、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、チタン、チタン合金等を採用できる。
【００１４】
導電層としては、導電性を有する膜または箔である形態を採用できる。膜の場合には、蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング、メッキ法等の成膜手段によりアンテナコア部の表面に成膜できる。箔の場合には、接着剤を介して箔をアンテナコア部の表面に貼り付けることができる。箔の場合には、アンテナコア部と別体であれば、箔が曲成したり変形したりするため、箔を保持する箔保持手段を設ける必要があるが、箔をアンテナコア部に一体的に貼り付ければ、箔の曲成、変形を抑止でき、箔の保持性を高めることができる。このため箔の薄肉化に有利となり、アンテナ損失の低減に有利となる。
【００１５】
導電層の厚みは、導電層を構成する透磁率、導電率、使用される電波の周波数等に応じて適宜選択され、例えば０．１〜５００μｍ、０．１〜１００μｍ、１１〜５０μｍを採用することができる。導電層の厚みの下限値としては０．２μｍ、０．５μｍ、１μｍ、２μｍを例示でき、導電層の厚みの上限値としては１００μｍ、５００μｍ、１０００μｍを例示できるが、これらに限定されるものではない。
【００１６】
導電層は、このアンテナが受信あるいは送信しようとする周波数の電波に対する表皮層厚さδよりも薄いときには、アンテナの損失を少なくすることができる。故に、アンテナの損失を少なくするためには、表皮層厚さδは薄い方が好ましい。表皮層厚さδは、ある材質に入射した電磁界が１／ｅ（ｅ≒２．７１８）に減衰する距離を意味する。ここで、透磁率μ、導電率σ（σ＝１／ρ）、角振動数ω（ω＝ｆ／２π、ｆは周波数）とすると、表皮層厚さδは基本的には次の（１式）で表される。
【００１７】
δ＝（２／μσω）^１／２ ………（１式）
従って、透磁率μ、導電率σ、周波数ｆが低いほど、表皮層厚さδは厚いことになる。また反対に、透磁率μ、導電率σ、周波数ｆが高いほど、表皮層厚さδは薄くなる。そのため、同じ厚さで、アンテナの損失を少なくしたい場合には、導電層としては、導電率が低い非磁性の金属で、かつ抵抗値が高くなるように形成することが好ましい。
【００１８】
フェライト等の鉄酸化物を基材とし、これの粉末を固めた圧粉体を焼結してアンテナコア部が形成されている場合には、アンテナコア部の表面は研磨されていない限り、微小な凹凸を有することが多い。このようにアンテナコア部の表面に微小な凹凸が存在していれば、これを反映し、アンテナコア部に積層した導電層にも微小な凹凸が形成され易い。この場合、導電層の表出面積を増加させるのに有利であり、ひいてはセンサ電極の電極面積を増加させるのに有利であり、センサの感度向上に有利である。アンテナコア部の表面は必要に応じて研磨することができる。
【００１９】
またアンテナコア部に導電層が一体的に積層されている場合には、万一、アンテナコア部が損傷したとしても、アンテナコア部における亀裂が過剰に成長することを導電層が抑制する効果も期待することができることがある。
【００２０】
また第１様相、第２様相に係る発明によれば、導電層と間に対象物が進入可能な進入空間を形成するように、導電層に対向して設けられた対向部材を有する形態を採用できる。導電層と対向部材とは進入空間を介して直接的に対面していても良いし、あるいは、導電層と対向部材との間に他の部材を配置した状態で、導電層と対向部材とは進入空間を介して対面していても良い。対向部材としては導電性を有する材料で形成できる。対向部材としては接地（アース）可能とされていることが好ましい。対向部材としては、センサ付きアンテナ素子が搭載される基体自体を用いても良い。車両または建築物等の構造物に適用される場合には、基体としては、車体または建築物等の構造物のボティ（ドアボディを含む）等を採用できる。なお、車体のボディは一般的にはアース接地されている。
【００２１】
また第１様相または第２様相の発明によれば、アンテナコア部の導線部に対する電気的信号を発信または受信する制御部を有しており、制御部は、導線部に対する電気的信号を発信または受信するアンテナ使用時間と、導電層をセンサ電極として使用するセンサ使用時間とを時間的にずらすように設定されている形態を採用できる。このようにアンテナ使用時間とセンサ使用時間とを時間的にずらせば、ノイズ低減に有利である。アンテナ使用時間とセンサ使用時間とをずらすとは、アンテナ使用時間とセンサ使用時間とが時間的に一致しない時間帯を有することを意味する。ここで、両者が部分的に重なっていても、両者が部分的に分離していればよい。
【００２２】
取っ手装置は人体またはロボットの手腕等で操作されるものである。代表的な取っ手装置としてはドア取っ手装置（ドア取っ手、ドアノブを含む）が挙げられる。取っ手としては、引く方式でも、押す方式でも、回転させる方式を問わない。取っ手装置に適用した場合には、対向部材としては、取っ手装置を装備する車両等の構造物のボディで形成しても良いし、ボディの他に別途設けても良い。
【００２３】
特に、近接する対象物の有無を静電容量変化によって検出する素子とする場合には、静電容量を持つための電極として、フェライト等で形成したアンテナコア部の表面に配設した導電膜または箔を導電層として用いることができる。導電層はセンサ電極となる。センサ電極は、対象物に面する部分の面積が大きい方が静電容量が増加し、検出しやすい。従って、対象物が近づく面の全体に、センサ電極を設けることが望ましい。
【００２４】
技術文献１のようにＵ字形状とすることは、アンテナへの影響を低減させるための形状であり、対象物を検出する感度を向上させる手だてとは基本的に相反するものである。このセンサ電極として、フェライト等のアンテナコア部の表面に、アンテナ素子が受信及び／または送信する電波の波長に対応した表皮厚さと比べて、薄い導電性の膜または箔を導電層として配設した場合には、導電層の面積はフェライト等のアンテナコア部の検出面の表面積と同等、またはそれに匹敵する大きさまで大きくすることができ、アンテナ素子の放射特性や受信特性を落とすことなく両立させ得る装置を提供することができる。
【００２５】
ドア取っ手装置については、この静電容量型のセンサ電極をもつセンサ付きアンテナ素子を備えることによって、ユーザーの携帯する携帯機とドアの間で通信を行い、携帯機によって、本人認証を行うドアの施錠・開錠システムに適用することができる。この場合、このユーザーがドアの取っ手に手をかけたことを、検出することで、ドアを開錠し、ドア取っ手からの手を離した場合には施錠するといった、いわゆるキーレスエントリー装置を実現することができる。ドア取っ手は、意匠が重要な部分であって、内部に入れる装置は、できるだけ小形化であることが望まれる。このためには、センサ電極付きアンテナ素子を一体化することが重要であり、さらに、小さい装置でより検出感度やアンテナの性能が高いことが必要である。
【００２６】
【実施例】
（第１実施例）
以下、本発明の第１実施例について図１〜図４を参照して説明する。図１はアンテナコア部５を示す。アンテナコア部５は酸化物系の軟磁性材料、具体的には鉄酸化物としてのフェライトを基材として、これの粉末を固めた圧粉体を焼結して形成されている。フェライトは鉄酸化物で形成されているため、原料が安価であり、成形により様々な形状に成形することができる。フェライトとして、Ｃｕ−Ｚｎフェライト、Ｎｉ−Ｚｎフェライト、Ｃｕ−Ｚｎ−Ｍｇフェライト、Ｍｎ−Ｚｎフェライトなどを使うことができる。このうち、Ｍｎ−Ｚｎフェライト以外のフェライトは、抵抗率ρが一般的には１０^４Ωｃｍ以上であり、電気抵抗が高い。Ｍｎ−Ｚｎフェライトの抵抗率ρは一般的には１〜１０^３Ωｃｍであり、電気抵抗が比較的低い。
【００２７】
そして、角板状をなすアンテナコア部５の表面５ａに、スパッタリングや真空蒸着法、あるいはメッキ法などの成膜法により金属膜を積層し、この金属膜を導電層５０とした。導電層５０の厚みとしては０．１〜０．４μｍとした。導電層５０としては、Ｎｉ−Ｃｒ、あるいは、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｓｉなどの金属で形成することができる。例えば、導電層５０としては、Ｎｉ−８０ａｔ．％Ｃｒ、あるいは、Ｎｉ−５０ａｔ．％Ｃｒ−５ａｔ．％Ｓｉなどの金属で形成することができる。この結果、図１に示すように、フェライトで形成したアンテナコア部５のうち一つの表面５ａの全域に導電層５０を形成している。表面５ａは長方形状をなす。
【００２８】
金属膜で形成した導電層５０の厚みは、上記した（１式）で求められる表皮層厚さδと同等またはそれよりも厚みが薄く設定されており、アンテナ損失が少なくされている。なお本実施例においても、薄膜状の導電層５０をアンテナコア部５の表面５ａに直接形成するのみではなく、アンテナコア部５の表面５ａに金属箔を導電層５０として接着剤などにより貼り付け、導電層５０としてもよい。
【００２９】
金属膜または金属箔等で形成した導電層５０を、対象物の接近に伴う静電容量の変化を検出するセンサ電極として使用する場合には、このセンサ電極の静電容量は、基本的には、センサ電極の電極面積と対象物の誘電率とに比例し、対象物との距離に反比例する。従って、この静電容量変化を用いて、ある範囲の区域において対象物の有無を検出する静電容量型のセンサとすることができる。このように静電容量型のセンサとするためには、導電層５０で形成されたセンサ電極の表面積が大きい方が検出感度が高い。従って、検出面となるアンテナコア部５の表面５ａを覆うように、金属膜または金属箔で形成した導電層５０を配設することが望ましい。
【００３０】
図２は、導電層５０を配設したアンテナコア部５の周囲にソレノイドコイルを巻回することによってコイル状の導線部６を付設した状態の断面を示す。図３は、上記したアンテナコア部５を適用したセンサ付きアンテナ素子１を模式的に示す。図３に示すようにセンサ付きアンテナ素子１はアンテナ部２を有する。このアンテナ部２は、透磁性をもつフェライトで形成されたアンテナコア部５と、アンテナコア部５に付設されたコイル状の導線部６とを有する。
【００３１】
図３に示すように、アンテナ部２の導線部６は、アンテナコア部５に付設されている。具体的には、導線部６は、アンテナコア部５の外面にコイル状に複数回巻回されたコイル部６０と、コイル部６０に電気的な繋がる延設部６２とを有する。導線部６の延設部６２には制御部６５が接続されている。図３に示すように、本実施例に係るセンサ付きアンテナ素子１は、対象物７が進入可能な進入空間４をアンテナコア部５との間に形成するように、アンテナコア部５の導電層５０に対向して設けられた対向部材３とを有する。対向部材３は導電性を有する材料（例えば鉄系、コバルト系、ニッケル系、アルミニウム系等）で板状に形成されている。対向部材３は、進入空間４を介してアンテナコア部５の導電層５０に対向しており、アース線３０を介して接地（アース）されている。対向部材３は所要の面積を有しており、アンテナコア部５に沿って配設されている。対向部材３としては、センサ付きアンテナ素子１を保持する基体（車両の場合にはドアボディ等のボディ）で形成することもできる。
【００３２】
図３に示すように、アンテナコア部５に積層された導電層５０は、導電性を有しており、静電容量型のセンサ電極として機能することができるものであり、静電容量を検出する検出部５２に電気的に繋がれている。検出部５２は、静電容量を検知するときに導電層５０と対向部材３との間に電圧を印加すると共に、静電容量型のセンサ電極としての導電層５０の静電容量を検出する機能を有する。検出部５２は、静電容量型のセンサは、コンデンサの原理を応用したものであり、金属体及び人体等の広い範囲の誘電体を測定対象とすることができる。導電層５０及び対向部材３は広い面積を有するため、静電容量の確保に有利である。なお導電層５０及び対向部材３は面積は同一でも良いし、異なっていても良く、要するに静電容量型のセンサを構成できれば良い。
【００３３】
アンテナコア部５のうちセンサ電極である導電層５０に対象物が近づくと、つまり、アンテナコア部５の導電層５０と対向部材３との間に形成される進入空間４に対象物７が進入すると、対象物７の比誘電率の影響を受けて静電容量が変化し、これが検出部５２により検出される。このため静電容量の変化に基づいて、変化対象物７の存在または対象物７の良否が判定される。対象物７としては、人体や動物等の生体、あるいは、作業用ロボット、あるいは、部品やカード等の物体、あるいは、雨水等の液状物を例示できる。
【００３４】
本実施例によれば、アース線３０を介してアース接地された対向部材３がアンテナコア部５の近くに設けられており、アンテナコア部５の導電層５０と対向部材３との間に形成される進入空間４の空間容積幅が所定大きさ内に規定されている。このような進入空間４に、進入空間４とは比誘電率が異なる対象物７が配置されるため、進入空間４に占める対象物７の容積が大きくなり、従って誘電率の変化が確保され易くなり、静電容量型センサとしてのセンシング性が向上する。
【００３５】
さて使用の際には、アンテナ部２の導線部６に電流が給電されるため、発生した電界と磁界により電磁波が構成され、アンテナ部２から電波として発信される。アンテナ部２から電波が発信されている状態で、電子キー等を備えた対象物７が近づくと、電子キー等が電波を受信する。更に電子キー等から発信された電波を図略の受信装置が受信するため、対象物７の接近が検知される。そして電子キー等から発信された電波に基づいて、対象物７が予め登録されているか否かのＩＤ認証（使用者認証、部品認証等の対象物認証）を行うことができる。ＩＤ認証（使用者認証）とは、使用者が予め登録されている者か否か判定することをいう。
【００３６】
更に、対象物７がアンテナコア部５の導電層５０に近づくと、つまり、対象物７が進入空間４に進入すると、静電容量が変化するため、上記した対象物７の存在または対象物７の良否が判定される。従って、アンテナ部２のアンテナコア部５に積層されている導電層５０を有効利用することにより、人体検知用また物体検知用の静電容量型のセンサを構成できる。
【００３７】
例えば、センサ付きアンテナ素子１がドア取っ手装置に装備されている場合について説明を加える。この場合、アンテナ部２の導線部６に給電されるため、アンテナ部２から電波が発信されている。このようにアンテナ部２から電波が発信されている状態で、電子キー等を備えた使用者が近づくと、アンテナ部２から発信された電波を電子キー等が受信する。更に電子キー等から発信された電波を受信装置が受信するため、ドア取っ手装置への使用者の接近が検知されると共に、その使用者のＩＤ認証が行われる。ＩＤ認証により登録されている者と認証される場合には、次のようにドアが開閉可能とされる。即ち、使用者の指先がドア取っ手を操作すべくアンテナコア部５に近づくと、つまり、使用者の指先が進入空間４に進入すると、進入空間４内における静電容量が変化するため、使用者によるドアを開閉する意思が検知される。このため図略のドアロック装置を作動させてドア装置を解錠する。ＩＤ認証により登録されている者であると認証されない場合には、使用者の指先がドア取っ手を操作すべくアンテナコア部５に近づいたとしても、ドア装置は施錠されたままの状態に維持される。上記したようにアンテナ部２による電波に基づくＩＤ認証と、静電容量の変化に基づく使用者のドア開放意思の検知という条件が満足されたとき、ドア取っ手装置は解錠される。
【００３８】
上記した実施例によれば、図４に示すように、制御部６５は、アンテナ部２の導線部６に対する電気的信号を発信または受信するアンテナ使用時間ＴＡと、対向部材３を静電センサとして使用するセンサ使用時間ＴＣとをずらすように設定されている。すなわち、図４に示すように、アンテナ部２の導線部６に対する電気的信号を発信または受信するアンテナ使用時間ＴＡと、対向部材３に対して給電するセンサ使用時間ＴＣとは、時間的に重ならないように、異なる時刻に行われる。従って、アンテナ部２がアンテナ機能を発揮しているときには、静電容量型のセンサはオフとなる。逆に、アンテナ部２が静電容量型のセンサとして機能しているときには、アンテナ機能はオフとなる。これによりノイズの発生を抑制するのに有利となる。
【００３９】
なお、アンテナ部２の導線部６に対する電気的信号を発信または受信するアンテナ部使用時間ＴＡと、対向部材３を静電センサとして使用するセンサ使用時間ＴＣとは、完全に分離させて行っても良いし、場合によっては、時間的に重ならない領域がある限り、時間的に一部重複させることにしても良い。
【００４０】
なお本実施例によれば、アース線３０を介して接地されている対向部材３が設けられているが、これに限らず、対向部材３に代えて大地そのものを用いても良い。
【００４１】
アンテナコア部５がＭｎ−Ｚｎフェライト等のように低い電気抵抗率をもつ軟磁性材料で形成されているときには、図５に示すように、アンテナコア部５の表面５ａに絶縁物で形成した絶縁層５ｒを形成し、絶縁層５ｒの上に導電層５０を形成することができる。この場合、導電層５０で形成したセンサ電極の機能が良好に確保される。
【００４２】
（試験例）
上記した第１実施例に基づいて試験例１、試験例２を下記のように行った。
【００４３】
（試験例１）アンテナコア部５を構成するフェライトとしてＮｉ−Ｚｎフェライトを用いた。このフェライトは、焼結後、研磨されたもので、高さ３ｍｍ、幅５ｍｍ、長さ６０ｍｍのサイズをもつ。このアンテナコア部５のうち、幅５ｍｍ、長さ６０ｍｍの長方形状の方面に、金属膜で形成した導電層５０を配置した。この場合、スパッタリングでＮｉ−５０ａｔ．％Ｃｒ−５ａｔ．％Ｓｉの組成をもつターゲットを用いて成膜した。成膜時に、アンテナコア部５の近傍においたガラス基板上に成膜された膜の厚さを測定することにより、導電層５０の厚みを求めた。導電層５０の厚みは０．４０μｍであった。また、導電層５０の電気抵抗率は８０μΩｃｍであった。フェライトで形成したアンテナコア部５の表面には０．４０μｍ以上の凹凸が存在するが、静電容量センサとしては問題なく機能した。またアンテナとしては、１３４ＫＨｚでの電流をコイル状の導線部６に流したところ、アンテナコア部５から３ｍ先で８７ｄＢμＶ／ｍの電界強度があり、センサ電極としての導電層５０をつけていないフェライトで形成したアンテナ素子の場合と全く同様であった。
【００４４】
（試験例２）アンテナコア部５を形成するフェライトとしてＮｉ−Ｚｎフェライトを用いた。このフェライトは、焼結後、研磨されたもので、高さ３ｍｍ、幅５ｍｍ、長さ６０ｍｍのものである。このアンテナコア部５のうち、幅５ｍｍ、長さ６０ｍｍの長方形の両面に金属膜を形成した導電層５０を配置した。この場合、Ｎｉ−５０ａｔ．％Ｃｒ−５ａｔ．％Ｓｉの組成のターゲットを用いてスパッタリングで成膜した。成膜時に、アンテナコア部５近傍においたガラス基板上に形成された膜の厚さを測定することにより、導電層５０の厚みを求めた。導電層５０の厚みはアンテナコア部５の両面とも０．４０μｍであり、電気抵抗率は８０μΩｃｍであった。アンテナコア部５を形成するフェライトの表面には０．４０μｍ以上の凹凸が存在するが、静電容量センサとしては、両面とも問題なく機能した。また、アンテナとしては、１３４ＫＨｚでの電流をコイル状の導線部６に流したところ、アンテナコア部５から３ｍ先で８７ｄＢμＶ／ｍの電界強度があり、センサ電極としての導電層５０をつけていないアンテナ素子と同様であった。
【００４５】
（第２実施例）
図６は第２実施例を示す。第２実施例は第１実施例と基本的には同様の構成、同様の作用効果を有する。以下、第１実施例と異なる部分を中心として説明する。本実施例によれば、図６に示すように、アンテナコア部５の表面５ａには導電層５０Ａが一体的に積層されており、表面５ａに背向する表面５ｂには導電層５０Ｂが一体的に積層されている。そして導電層５０Ａ、５０Ｂの回りにコイル状の導線部６が巻回されて付設されている。２つの導電層５０Ａ、５０Ｂはセンサ電極として使用できる。ここで、導電層５０Ａ、５０Ｂはそれぞれ独立に静電容量型センサを形成しても良い。あるいは、導電層５０Ａ、５０Ｂを電気的に接続することにより共通の静電容量型センサを形成しても良い。
【００４６】
（第３実施例）
図７は第３実施例を示す。第３実施例は第１実施例と基本的には同様の構成、同様の作用効果を有する。以下、第１実施例と異なる部分を中心として説明する。図７に示すように、導電層５０を表面５ａの全域に積層させたアンテナコア部５を用いたアンテナ素子１が設けられている。図７に示すように、フェライトで形成したアンテナコア部５については、これの表面１ａのみに、金属薄膜で形成した導電層５０が配置されている。この導電層５０の表面には、センサ用の端子８０が接着されており、導電層５０とセンサ用の端子８０とは、たとえば、１００μｍの線径をもつアルミニウムワイヤによりいわゆるワイヤポンディング法によって結線されている。ワイヤポンディング法に限らず、使用環境などによっては、導電性接着剤で端子８０をアンテナコア部５に取りつけるなどの方法で結線をしてもよい。さらに、コイル状の導線部６をアンテナコア部５の外周に巻回するためには、樹脂製のボビン８２をアンテナコア部５に取りつけ、そのボビン８２にコイル状の導線部６を巻いても良い。ここでコイル状の導線部６の端を樹脂製のボビン５の両側につけたコイル用の端子８３が設けられている。センサ電極となる導電層５０は、センサ用の端子８０、センサ用の結線８４を介して静電容量変化が検出される。またアンテナは、受信の場合には、アンテナコア部５で受けた電波によりコイル状の導線部６に電流が誘起され、それをコイル用の端子８３を介して増幅器で増幅される。送信では、送信信号がコイル用の端子８３を介してコイル状の導線部６に与えられ、アンテナコア部５内に発生した磁束密度によって、外界に電波が発生される。
【００４７】
（第４実施例）
図８は第４実施例を示す。第４実施例は第１実施例と基本的には同様の構成、同様の作用効果を有する。以下、第１実施例と異なる部分を中心として説明する。図８に示すように、取っ手本体１０は係止部１０ｈを有しており、係止部１０ｈを車両のホディ１１に係止させることにより、取っ手本体１０はホディ１１に取り付けられている。取っ手本体１０は樹脂を基材として形成されており、電波の放射を妨げない。図８に示すように、上記したセンサ付きアンテナ素子１は車両のドアハンドルの取っ手本体１０の内部に組み込まれている。車両のホディ１１は導電性をもつ金属で形成されており、アース接地されている。センサ付きアンテナ素子１の導電層５０はボディ１１のボディ面１１ｃに対向しており、進入空間４を形成している。そのため、取っ手本体１０を使用者の指先が握ると、指先が進入空間４内に進入し、導電層５０とアース接地されたボティ１１との間の進入空間４内における平均誘電率が変化する。その結果、使用者の指先の接近が静電容量の変化として検出される。
【００４８】
このシステムの応用例としては、取っ手本体１０を使用者の指先が掴んだことを静電容量の変化として検出し、その検出信号によって、取っ手本体１０内のセンサ付きアンテナ素子１から特定波長（１３４ＫＨｚ）で特定の信号が発信される。この信号を受信した携帯機からは、再度、使用者の識別信号を含んだ電波として発信し、それを取っ手または他の車体部分に取り付けられたアンテナによって受信する。ここで、使用者であることが識別できれば、ドアの開錠がされる。この場合以外は、施錠されていることにしておけば、鍵穴に本来のキー以外のもので開錠するなどができにくくなる。このように、このシステムは、利便性と安全性を高めたものである。
【００４９】
（他の形態）
図９〜図１３は上記した各実施例を適用した形態を示す。図９及び図１０は建築物のドア２００を開閉させるドア取っ手装置１００に適用した場合を示す。図９及び図１０に示す例では、ドア取っ手装置１００は、使用者の指先で操作される取っ手１０１と、取っ手１０１付近に設けられた対向部材３とを有する。取っ手１０１と対向部材３との間に、使用者の指先が進入される進入空間４を形成している。取っ手１０１にはアンテナ部２をもつセンサ付きアンテナ素子１が内蔵されている。導電性をもつ対向部材３は図略のアース線を介して接地されている。
【００５０】
また図１１に示す例では、ドア取っ手装置１００は、使用者の指先で操作される回動式の取っ手１０１と、取っ手１０１付近に設けられた対向部材３とを有する。取っ手１０１と対向部材３との間には、使用者の指先が進入される進入空間４を形成している。取っ手１０１には、アンテナ部２をもつセンサ付きアンテナ素子１が内蔵されている。従って、対象物である使用者の指先が進入空間４に進入されたとき、進入空間４内の静電容量が変化するため、指先の存在が判定され、使用者のドア開放意思が検知される。このため本適用形態においても、アンテナ部２の発信または受信に基づくＩＤ認証と、静電容量の変化基づく使用者のドア開放意思の検知との条件が満足されると、図略のドアロック装置が作動して解錠される。なお、２０２は通常のキーが差し込まれる鍵穴である。ドア２００が導電性を有する場合には、プレート状の対向部材３を廃止し、ドア２００自体を対向部材とすることもできる。
【００５１】
図１２は上記した各実施例を適用した他の形態を示す。本形態は、製造工場における部品の良否を判定する不良品検出装置に適用したものである。図１２に示すように、センサ付きアンテナ素子１は、導電層５０を積層したアンテナコア部５をもつアンテナ部２と、図略のアース線を介してアース接地された対向部材３とを有する。アンテナ部２と対向部材３とは、対象物である検査物７０が通過可能な進入空間４を形成する。検査物７０が良品であるとき、その検査物７０を進入空間４内に進入したときにおける静電容量が予め測定されている。また、検査物７０が不良品であるとき、その検査物７０を進入空間４内に進入したときにおける静電容量が予め予想されている。従って、検査物７０が進入空間４に進入すると、アンテナ部２と対向部材３とにより検査物７０の静電容量が検知される。進入空間４内の検査物７０の静電容量に応じて、検査物７０の良否が判定される。検査物７０が不良であるときには、進入空間４の出口を遮断部７９で遮断し、後工程への検査物７０の通過を遮る。更にアンテナ部２から電波を発信し、検査物７０が不良であることを受信側に報知する。
【００５２】
図１３は上記した各実施例の他の形態を示す。本適用例は、物体接触検出装置に適用したものである。図１３に示すように、センサ付きアンテナ素子１は、導電層５０を積層したアンテナコア部５をもつアンテナ部２と、アース接地された対向部材３とを有する。アンテナ部２と対向部材３とは、対象物としての物体７２が通過可能な進入空間４を形成する。進入空間４に物体７２が進入すると、進入空間４の静電容量が変化するため、物体７２の進入が検知される。そして物体７２を検知したら、アンテナ部２から電波を発信し、進入空間４への物体７２の進入を受信側に報知する。また、進入空間４内に進入した物体の数を静電容量に基づいてカウントし、物体の数が所定個数に達したとき、所定個数に達した旨を伝達する電波をアンテナ部２から発信する方式のカウンタ装置に適用しても良い。その他、本発明は上記した実施例、上記した形態のみに限定されるものではなく、例えば、対向部材３はアース線を介して接地されているが、接地されていない方式でも良い等、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できるものである上記した記載から次の技術的思想も認識できる。
（付記項１）アンテナコア部と、前記アンテナコア部の表面の少なくとも一部に配置された導電層とを具備し、前記導電層はセンサ電極とされているセンサ付きアンテナ素子を備えていることを特徴とする不良品検出装置。
（付記項２）アンテナコア部と、前記アンテナコア部の表面の少なくとも一部に配置された導電層とを具備し、前記導電層はセンサ電極とされているセンサ付きアンテナ素子を備えていることを特徴とする物体接触検出装置。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るアンテナ素子によれば、アンテナ機能とセンサ機能とを兼備する。このため、アンテナとしても機能できると共に、静電容量型等の電極センサとしても機能できるセンサ付きアンテナ素子を提供することができる。更に、センサ付きアンテナ素子を搭載したドア取っ手装置を提供することができる。また本発明に係るセンサ付きアンテナ素子は、アンテナ機能をもつアンテナ素子と、センサ機能をもつセンサ素子とを一体とした素子であり、省スペース化を図り得る。これにより狭い空間に配設することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例に係り、導電層を有するアンテナコア部を示す斜視図である。
【図２】第１実施例に係り、導電層を有するアンテナコア部の外側に導線部を巻回した状態を示す断面図である。
【図３】第１実施例に係り、センサ付きアンテナ素子の概念を示す斜視図である。
【図４】アンテナとセンサとの使用時間の関係を模式的に示すグラフである。
【図５】他の形態に係り、導電層を有するアンテナコア部を示す斜視図である。
【図６】第２実施例に係り、互いに背向する導電層を有するアンテナコア部の外側に導線部を巻回した状態を示す断面図である。
【図７】第３実施例に係り、センサ付きアンテナ素子の概念を示す平面図である。
【図８】第４実施例に係り、車体のボディに設けられたセンサ付きアンテナ素子を内蔵したドア取っ手装置の概念を示す断面図である。
【図９】建築物に設けられたドア取っ手装置をもつドアを使用者が開閉する状態を示す構成図である。
【図１０】建築物に設けられたドア取っ手装置の構成図である。
【図１１】建築物に設けられた他のドア取っ手装置の構成図である。
【図１２】工場の不良品検出装置に適用した構成図である。
【図１３】工場の物体接触検出装置に適用した構成図である。
【符号の説明】
図中、１はセンサ付きアンテナ素子、２はアンテナ部、３は対向部材、４は進入空間、５はアンテナコア部、５０は導電層、６は導線部、６０はコイル部、６２は延設部、７は対象物を示す。

Claims

アンテナコア部と、前記アンテナコア部の表面の少なくとも一部に配置された導電層とを具備し、前記導電層はセンサ電極とされていることを特徴とするセンサ付きアンテナ素子。
請求項１において、前記アンテナコア部はフェライトを基材とし、前記導電層は導電性を有する膜または箔であることを特徴とするセンサ付きアンテナ素子。
請求項１または請求項２において、前記アンテナコア部に付設された導線部を有することを特徴とするセンサ付きアンテナ素子。
請求項１〜請求項３のうちのいずれか一項において、前記導電層と間に対象物が進入可能な進入空間を形成するように、前記導電層に対向して設けられた対向部材を有することを特徴とするセンサ付きアンテナ素子。
請求項１〜請求項４のうちのいずれか一項において、前記アンテナコア部の前記導線部に対する電気的信号を発信または受信する制御部を有しており、前記制御部は、前記導線部に対する電気的信号を発信または受信するアンテナ使用時間と、前記導電層をセンサ電極として使用するセンサ使用時間とを時間的にずらすように設定されていることを特徴とするセンサ付きアンテナ素子。
アンテナコア部と、前記アンテナコア部の表面の少なくとも一部に配置された導電層とを具備し、前記導電層はセンサ電極とされているセンサ付きアンテナ素子を備えていることを特徴とするドア取っ手装置。