JP5055172B2 - 静電容量型近接センサ - Google Patents
静電容量型近接センサ Download PDFInfo
- Publication number
- JP5055172B2 JP5055172B2 JP2008064626A JP2008064626A JP5055172B2 JP 5055172 B2 JP5055172 B2 JP 5055172B2 JP 2008064626 A JP2008064626 A JP 2008064626A JP 2008064626 A JP2008064626 A JP 2008064626A JP 5055172 B2 JP5055172 B2 JP 5055172B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- planar
- detection
- linear
- coil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Description
静電容量型の近接センサは、電極の前側の検出領域では、電極から遠い位置の検出対象物を検出することができる、即ち、検出可能距離が長いことが望まれる。
また、電極の反対側、後側の領域では検出可能距離が短いことが望まれる。誤動作が少ないことが望まれる。
上記のような静電容量型近接センサでは、電極に検出対象物の人体が接近すると、片側の電極から出た電気力線が人体を通って大地に入り、他の電極に入らなくなり、両電極間の静電容量が変化する。このことから、両電極間の電気力線は、遠くに延び、遠い位置での本数が多いと、検出可能距離が長くなるものと推察される。両電極が同形同寸の平板であって対面していると、両電極間の電気力線は、遠い位置での本数が多くなり難いものと推察される。
そこで、両電極は、一方を表面積の少ない線状の形状にし、他方を表面積の多い面状ないし板状の形状にすることを着想した。
静電容量型近接センサにおいて、線状の電極と面状の電極を用いて実験した。
電極の例1では、図1に示すように、線状電極1は、直線状の電線であり、直径0.22mmで、長さ300mmである。面状電極2は、帯状ないし長方形状の平板であり、幅30mmで、長さ300mmである。線状電極1は、面状電極2と長さ方向を揃えて並列し、面状電極2の幅方向中央位置に配置し、面状電極2との間に間隔3mmを置いている。両電極の線状電極1側は、線状電極1が面状電極2に隠れず、線状電極1と面状電極2が現れ、前側の領域であって検出領域である。面状電極2側は、線状電極1が面状電極2に隠れ、後側の領域である。
電気回路は、静電容量の変化を検出することのできる各種の回路が使用可能であるが、直列共振回路を用いた。この回路は、図4に示すように、発信源E、巻き線間静電容量C1を有するコイルL、コンデンサC2を構成する電極6と電極7、抵抗器Rを直列に接続している。巻き線間静電容量C1とコイルLで並列共振回路を構成している。コイルLとコンデンサC2で直列共振回路を構成している。発信源Eと抵抗器Rの間は、接地している。抵抗器Rの両端の電圧Vを検出する。検出電圧Vと発信源Eの交流の周波数の関係は、図5の線図に実線で示すようになる。直列共振周波数は、並列共振周波数より低い。
電極例1では、線状電極1は抵抗器Rに接続して電極7にし、面状電極2はコイルLに接続して電極6にする。発信周波数は54kHzにし、発信電圧は0.5mVにする。すると、検出対象物の人の手がない初期状態で、検出電圧Vが8Vになる。この初期設定で、前側の領域において、検出対象物の人の手を線状電極1から各距離に配置して、検出電圧Vを測定する。また、後側の領域において、人の手を面状電極2から各距離に配置して、検出電圧Vを検出する。
結局、電極例1と電極例2では、前側の検出領域の検出可能距離が長い。
電極例1と電極例2では、後側領域の検出可能距離が前側領域のそれより短いが、誤動作を減らすにはまだ十分ではない。そこで、後側領域の検出可能距離を更に短くするため、遮蔽電極を設けることにした。電極例1では、図7に示すように、面状電極2の後側に間隔を置いて面状の遮蔽電極8を並列して対面する。遮蔽電極8は、帯状ないし長方形状の平板である。電極例2でも、図8に示すように、面状電極3、4の後側に間隔を置いて面状の遮蔽電極8を並列して対面する。遮蔽電極8は、接地する。
電極例3は、電極例2の面状電極を変形している。電極例2の面状電極における後側板3、上側板と下側板は、なくしている。電極例3の面状電極は、図10に示すように、上下の前側板4のみにしている。電極例3は、上下の前側板4、平板の面状電極と電線の線状電極1からなる。上下の前側板4のみの面状電極は、電極例2の折り返し板の面状電極より製造し易い。
静電容量型近接センサは、電極を内蔵した感知部が屋外に配置され、感知部の電極6、7付近に雨滴などが付着することがある。検出対象物ではない雨滴などが付着しても、動作しないことが望まれる。
他の電気回路は、図13に示すように、図9に示した電気回路における「巻き線間静電容量C1を有するコイルL」と「電極6と電極7で構成されるコンデンサC2」を入れ替えている。コイルLとコンデンサC2の直列接続回路、直列共振回路は、図9に示した電気回路におけるのと同様である。
一の電極は、表面積の少ない線状の形状にし、他の電極は、表面積の多い面状の形状にし、線状電極と面状電極は、間隔を置いて並列し、線状電極が面状電極に隠れない側を前側の検出領域にし、
線状電極は電線にし、面状電極は、平板の両側を前側に折り返し、後側に後側板を、前側の両側に前側板を有し、両側の前側板の間に線状電極を前側板と長さ方向を揃えて配置し、線状電極は両側の前側板と後側板から等距離に位置し、
線状電極と面状電極によるコンデンサとコイルを直列接続して直列共振回路を構成し、直列共振回路の電圧又は電流を検出し、検出電圧又は検出電流の変化で検出対象物の接近を検出する構成にしたことを特徴とする。
2)上記の静電容量型近接センサにおいて、
面状電極の後側には、間隔を置いて遮蔽電極を並列して対面し、遮蔽電極を接地する構成にしたことを特徴とする。
3)上記の静電容量型近接センサにおいて、
直列共振回路は、発信周波数を直列共振周波数より高く設定し、前側の検出領域で検出対象物の人体などが接近すると、直列共振周波数が低くなって検出電圧又は検出電流が減少し、検出対象物ではない雨滴などが接近すると、直列共振周波数が低くなると共にインピーダンスが減少し、検出電圧又は検出電流が変化しない、又は、ほとんど変化しない構成にしたことを特徴とする。
4)上記2)又は3)の静電容量型近接センサにおいて、
面状電極の片端側にコイルを配置し、面状電極とコイルを電線で接続し、
面状電極とコイルを接続した電線、線状電極、面状電極と遮蔽電極及びコイルを電気絶縁体に埋没して固定したことを特徴とする。
5)上記2)、3)又は4)の静電容量型近接センサにおいて、
感知部と電気回路部をケーブルで接続し、
感知部は、線状電極、面状電極と遮蔽電極及びコイルを内蔵し、
電気回路部は、直列共振回路の発信源、検出電圧又は検出電流の変化を検出する回路又は機器を内蔵したことを特徴とする。
上記の実施形態において、線状電極17は、断面形状が円形であるが、角形にする。
2 面状電極、平板、金属板
3、4 面状電極、折り返し板、金属板
3 面状電極の後側板
4 面状電極の前側板、面状電極
4、5 面状電極、折り曲げ板、金属板
5 面状電極の溝形板
6 電極
7 電極
8 遮蔽電極、平板、金属板
11 感知部
12 遮蔽電極、平板、金属板
13 絶縁シート、電気絶縁体
14 面状電極、折り返し板、金属板
15 面状電極の後側板
16 面状電極の前側板
17 線状電極、丸棒の金属線、電線
18 コイル
19、20 ケーブル、ケーブルのシールド線
19 シールド線
20 シールド線
21 電線
22 ケース、合成樹脂成形品の電気絶縁体
31 電気回路部
E 発信源
L コイル、インダクタンス
C1 コイルの巻き線間静電容量
C2 電極によるコンデンサ
C3 遮蔽電極によるコンデンサ
C 人体によるコンデンサ
R 抵抗器
V 電圧、検出電圧
Claims (5)
- 一の電極と他の電極でコンデンサを構成し、電極に検出対象物の人体などが接近すると、静電容量が変化し、静電容量の変化に基いて検出対象物の接近を検出する静電容量型近接センサにおいて、
一の電極は、表面積の少ない線状の形状にし、他の電極は、表面積の多い面状の形状にし、線状電極と面状電極は、間隔を置いて並列し、線状電極が面状電極に隠れない側を前側の検出領域にし、
線状電極は電線にし、面状電極は、平板の両側を前側に折り返し、後側に後側板を、前側の両側に前側板を有し、両側の前側板の間に線状電極を前側板と長さ方向を揃えて配置し、線状電極は両側の前側板と後側板から等距離に位置し、
線状電極と面状電極によるコンデンサとコイルを直列接続して直列共振回路を構成し、直列共振回路の電圧又は電流を検出し、検出電圧又は検出電流の変化で検出対象物の接近を検出する構成にしたことを特徴とする静電容量型近接センサ。 - 面状電極の後側には、間隔を置いて遮蔽電極を並列して対面し、遮蔽電極を接地する構成にしたことを特徴とする請求項1に記載の静電容量型近接センサ。
- 直列共振回路は、発信周波数を直列共振周波数より高く設定し、前側の検出領域で検出対象物の人体などが接近すると、直列共振周波数が低くなって検出電圧又は検出電流が減少し、検出対象物ではない雨滴などが接近すると、直列共振周波数が低くなると共にインピーダンスが減少し、検出電圧又は検出電流が変化しない、又は、ほとんど変化しない構成にしたことを特徴とする請求項1又は2に記載の静電容量型近接センサ。
- 面状電極の片端側にコイルを配置し、面状電極とコイルを電線で接続し、
面状電極とコイルを接続した電線、線状電極、面状電極と遮蔽電極及びコイルを電気絶縁体に埋没して固定したことを特徴とする請求項2又は3に記載の静電容量型近接センサ。 - 感知部と電気回路部をケーブルで接続し、
感知部は、線状電極、面状電極と遮蔽電極及びコイルを内蔵し、
電気回路部は、直列共振回路の発信源、検出電圧又は検出電流の変化を検出する回路又は機器を内蔵したことを特徴とする請求項2、3又は4に記載の静電容量型近接センサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008064626A JP5055172B2 (ja) | 2008-03-13 | 2008-03-13 | 静電容量型近接センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008064626A JP5055172B2 (ja) | 2008-03-13 | 2008-03-13 | 静電容量型近接センサ |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009222423A JP2009222423A (ja) | 2009-10-01 |
JP2009222423A5 JP2009222423A5 (ja) | 2011-04-07 |
JP5055172B2 true JP5055172B2 (ja) | 2012-10-24 |
Family
ID=41239382
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008064626A Expired - Fee Related JP5055172B2 (ja) | 2008-03-13 | 2008-03-13 | 静電容量型近接センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5055172B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5102716B2 (ja) * | 2008-08-08 | 2012-12-19 | 慶一 野々垣 | 静電容量型近接センサ |
JP2010066021A (ja) * | 2008-09-08 | 2010-03-25 | Keiichi Nonogaki | 静電容量型近接センサ |
WO2011111146A1 (ja) * | 2010-03-08 | 2011-09-15 | Nonogaki Keiichi | 静電容量型近接センサ |
FR2996673B1 (fr) * | 2012-10-05 | 2016-02-05 | Bostik Sa | Capteur capacitif pour la detection de presence d'un objet et/ou d'un individu. |
JP2017048614A (ja) * | 2015-09-02 | 2017-03-09 | 株式会社東海理化電機製作所 | 挟み込み検出用センサ及び開閉体制御装置 |
WO2019093550A1 (ko) * | 2017-11-10 | 2019-05-16 | 황성공업 주식회사 | 비접촉식 전동 스텝 장치 |
KR102009858B1 (ko) * | 2017-11-10 | 2019-08-12 | 황성공업 주식회사 | 비접촉식 전동 스텝 장치 |
JP7107547B2 (ja) * | 2018-02-16 | 2022-07-27 | 東京パーツ工業株式会社 | 静電容量式近接センサおよびこの静電容量式近接センサを用いた人体検知方法 |
CN112671956B (zh) * | 2019-10-16 | 2023-06-30 | 北京小米移动软件有限公司 | 电子设备的人体距离检测模组、电子设备及其控制方法 |
JP7406246B2 (ja) | 2020-04-10 | 2023-12-27 | 東京パーツ工業株式会社 | 静電容量式近接センサ |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0760185B2 (ja) * | 1992-01-21 | 1995-06-28 | 松下電工株式会社 | 着座センサ |
JP3453962B2 (ja) * | 1995-10-31 | 2003-10-06 | 松下電工株式会社 | 静電容量型雨センサ |
JP2000177380A (ja) * | 1998-12-14 | 2000-06-27 | Harness Syst Tech Res Ltd | 挟込み検知装置 |
-
2008
- 2008-03-13 JP JP2008064626A patent/JP5055172B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009222423A (ja) | 2009-10-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5055172B2 (ja) | 静電容量型近接センサ | |
WO2011024306A1 (ja) | 静電容量型近接センサ | |
US8970523B2 (en) | Two-dimensional capacitive touch panel with single sensor layer | |
JP6166227B2 (ja) | 送電装置及び受電装置 | |
TWI556693B (zh) | 包含一電容感測器之一電極組態之印刷電路板 | |
JP5093369B2 (ja) | 送電装置、受電装置および電力伝送システム | |
CN102023744B (zh) | 位置检测装置 | |
EP2031346A1 (en) | Object detecting device for detecting an object by electromagnetic induction | |
US9140738B2 (en) | Electrostatic capacitance detection device | |
US10491212B2 (en) | Apparatus to secure a sensor assembly for a device touch button | |
JP2009222423A5 (ja) | ||
JP2007157107A5 (ja) | ||
JP2009278319A (ja) | 静電容量型近接センサ | |
JP2010066021A (ja) | 静電容量型近接センサ | |
US10942587B2 (en) | Stylus pen | |
JP5102716B2 (ja) | 静電容量型近接センサ | |
JP2005181165A (ja) | 液面レベルセンサ | |
KR20180045788A (ko) | 터치입력장치 | |
WO2011111146A1 (ja) | 静電容量型近接センサ | |
KR102081110B1 (ko) | 스타일러스 펜과 이를 이용한 터치 입력 시스템 및 터치 검출 방법 | |
KR20180001448A (ko) | 터치 입력 장치 | |
CN113994307A (zh) | 位置检测装置 | |
CN113359059A (zh) | 漏电感应元件、漏电检测电路和热水器 | |
CN106708336B (zh) | 电容触摸屏 | |
KR102337904B1 (ko) | 터치센서 모듈 및 이를 이용하는 전자 기기 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110218 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110218 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120427 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120515 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120615 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120710 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120730 |
|
R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150803 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |