JP5326042B2 - 静電容量型センサ装置および静電容量型センサの静電容量計測装置 - Google Patents
静電容量型センサ装置および静電容量型センサの静電容量計測装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5326042B2 JP5326042B2 JP2012509510A JP2012509510A JP5326042B2 JP 5326042 B2 JP5326042 B2 JP 5326042B2 JP 2012509510 A JP2012509510 A JP 2012509510A JP 2012509510 A JP2012509510 A JP 2012509510A JP 5326042 B2 JP5326042 B2 JP 5326042B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- capacitance
- voltage
- capacitive sensor
- electrode
- measuring
- 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
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/14—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators
- G01L1/142—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators using capacitors
- G01L1/146—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators using capacitors for measuring force distributions, e.g. using force arrays
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/24—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying capacitance
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/24—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying capacitance
- G01D5/2405—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying capacitance by varying dielectric
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Description
静電容量型センサ装置に係る第一発明は、距離を隔てて対向して設けられた第一,第二電極を備え、外力の付与もしくは操作者の接近または接触に伴って第一,第二電極間の静電容量が変化する静電容量型センサと、静電容量型センサの第一電極に直列接続され、静電容量型センサに周期性の矩形波電圧を印加する電圧印加手段と、静電容量型センサの第二電極に接続され、電圧印加手段が周期性の矩形波電圧を印加した場合に静電容量型センサに充放電される電荷を整流する整流器と、整流器に並列接続される平滑コンデンサと、平滑コンデンサに並列接続される電流計測用シャント抵抗と、電流計測用シャント抵抗の両端電圧を計測する電圧計測手段とを備える。
前記静電容量型センサは、面形状に形成された静電容量型センサであり、前記静電容量型センサの面法線方向に距離を隔てて対向して設けられた前記第一,第二電極と、前記第一,第二電極間に設けられた誘電層と、前記静電容量型センサの表面側に設けられた絶縁層とを備え、前記静電容量型センサの表面への導電体としての操作者の接近または接触状態に応じて、前記第一,第二電極間の静電容量が変化するセンサである。
前記整流器、前記平滑コンデンサおよび前記電流計測用シャント抵抗は、前記第二電極の複数箇所にそれぞれに接続した複数からなり、複数の前記整流器は、前記第二電極のそれぞれ異なる位置に接続される。
前記静電容量型センサ装置は、前記電圧印加手段により前記矩形波電圧を印加した場合に前記電圧計測手段により計測されたそれぞれの前記電流計測用シャント抵抗の前記両端電圧に基づいて、前記静電容量型センサに接近または接触した操作者の接近位置、接触位置および接触状態の少なくとも何れかを推定する状態推定手段をさらに備える。
また、上記の場合、操作者が電極を構成することで、第一電極と第二電極のうち表面側に位置する電極と操作者自身とがキャパシタを形成する。その結果、第一電極と第二電極とにより形成されるキャパシタの静電容量に影響を与える。従って、第二電極に流れる電流を計測することにより、操作者の接近、接触または接触度合を把握することができる。なお、接触状態とは、接触の有無、接触度合を含む意味で用いている。
ここで、第二電極の抵抗成分の影響によって、複数の静電容量電圧変換回路から出力される電圧は、操作者の接近位置、接触位置または接触状態に応じて異なる値となる。このことを利用して、複数の出力側の静電容量電圧変換回路を第二電極のそれぞれ異なる位置に接続することで、それぞれの出力側の静電容量電圧変換回路の電圧計測手段により計測される両端電圧によって、操作者の接近位置、接触位置または接触状態を算出することができる。
また、静電容量型センサ装置に係る第二発明は、距離を隔てて対向して設けられた第一,第二電極を備え、外力の付与もしくは操作者の接近または接触に伴って前記第一,第二電極間の静電容量が変化する静電容量型センサと、前記静電容量型センサの前記第一電極に直列接続され、前記静電容量型センサに周期性の矩形波電圧を印加する電圧印加手段と、前記静電容量型センサの前記第二電極に接続され、前記電圧印加手段が周期性の前記矩形波電圧を印加した場合に前記静電容量型センサに充放電される電荷を整流する整流器と、前記整流器に並列接続される平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサに並列接続される電流計測用シャント抵抗と、前記電流計測用シャント抵抗の両端電圧を計測する電圧計測手段と、を備える。
前記静電容量型センサは、面形状に形成された静電容量型センサであり、前記静電容量型センサの面方向に距離を隔てて設けられた前記第一,第二電極と、前記静電容量型センサの表面側に設けられた絶縁層とを備え、前記静電容量型センサの表面への導電体としての操作者の接近または接触状態に応じて、前記第一,第二電極間の静電容量が変化するセンサである。
前記整流器、前記平滑コンデンサおよび前記電流計測用シャント抵抗は、前記第二電極の複数箇所にそれぞれに接続した複数からなり、複数の前記整流器は、前記第二電極のそれぞれ異なる位置に接続される。
前記静電容量型センサ装置は、前記電圧印加手段により前記矩形波電圧を印加した場合に前記電圧計測手段により計測されたそれぞれの前記電流計測用シャント抵抗の前記両端電圧に基づいて、前記静電容量型センサに接近または接触した操作者の接近位置、接触位置および接触状態の少なくとも何れかを推定する状態推定手段をさらに備える。
この場合、操作者が電極を構成することで、第一電極と操作者自身とが第一のキャパシタを形成し、かつ、第二電極と操作者自身とが第二のキャパシタを形成する。その結果、第一電極と第二電極とにより形成されるキャパシタの静電容量に影響を与える。従って、第二電極に流れる電流を計測することにより、操作者の接近、接触または接触度合を把握することができる。
そして、第二電極の抵抗成分の影響によって、複数の静電容量電圧変換回路から出力される電圧は、操作者の接近位置、接触位置または接触状態に応じて異なる値となる。このことを利用して、複数の出力側の静電容量電圧変換回路を第二電極のそれぞれ異なる位置に接続することで、それぞれの出力側の静電容量電圧変換回路の電圧計測手段により計測される両端電圧によって、操作者の接近位置、接触位置または接触状態を算出することができる。
上記においては、本発明を静電容量型センサ装置として把握した場合について説明したが、この他に、静電容量型センサ装置のうち計測装置部分のみを抽出して把握することができる。
前記静電容量型センサは、面形状に形成された静電容量型センサであり、前記静電容量型センサの面法線方向に距離を隔てて対向して設けられた前記第一,第二電極と、前記第一,第二電極間に設けられた誘電層と、前記静電容量型センサの表面側に設けられた絶縁層とを備え、前記静電容量型センサの表面への導電体としての操作者の接近または接触状態に応じて、前記第一,第二電極間の静電容量が変化するセンサである。
前記整流器、前記平滑コンデンサおよび前記電流計測用シャント抵抗は、前記第二電極の複数箇所にそれぞれに接続した複数からなり、複数の前記整流器は、前記第二電極のそれぞれ異なる位置に接続される。
前記静電容量型計測装置は、前記電圧印加手段により前記矩形波電圧を印加した場合に前記電圧計測手段により計測されたそれぞれの前記電流計測用シャント抵抗の前記両端電圧に基づいて、前記静電容量型センサに接近または接触した操作者の接近位置、接触位置および接触状態の少なくとも何れかを推定する状態推定手段をさらに備える。
また、静電容量型センサの静電容量計測装置に係る第二発明は、距離を隔てて対向して設けられた第一,第二電極を備え、外力の付与もしくは操作者の接近または接触に伴って前記第一,第二電極間の静電容量が変化する静電容量型センサの前記静電容量を計測する計測装置であって、前記静電容量型センサの前記第一電極に直列接続され、前記静電容量型センサに周期性の矩形波電圧を印加する電圧印加手段と、前記静電容量型センサの前記第二電極に接続され、前記電圧印加手段が周期性の前記矩形波電圧を印加した場合に前記静電容量型センサに充放電される電荷を整流する整流器と、前記整流器に並列接続される平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサに並列に接続される電流計測用シャント抵抗と、
前記電流計測用シャント抵抗の両端電圧を計測する電圧計測手段と、を備える。
前記静電容量型センサは、面形状に形成された静電容量型センサであり、前記静電容量型センサの面方向に距離を隔てて設けられた前記第一,第二電極と、前記静電容量型センサの表面側に設けられた絶縁層とを備え、前記静電容量型センサの表面への導電体としての操作者の接近または接触状態に応じて、前記第一,第二電極間の静電容量が変化するセンサである。
前記整流器、前記平滑コンデンサおよび前記電流計測用シャント抵抗は、前記第二電極の複数箇所にそれぞれに接続した複数からなり、複数の前記整流器は、前記第二電極のそれぞれ異なる位置に接続される。
前記静電容量型計測装置は、前記電圧印加手段により前記矩形波電圧を印加した場合に前記電圧計測手段により計測されたそれぞれの前記電流計測用シャント抵抗の前記両端電圧に基づいて、前記静電容量型センサに接近または接触した操作者の接近位置、接触位置および接触状態の少なくとも何れかを推定する状態推定手段をさらに備える。
<第一実施形態>
第一実施形態の静電容量型センサ装置について、図1および図2を参照して説明する。静電容量型センサ装置は、例えば、感圧センサとして用いたり、車両のシートベルトに貼り付けられ、シートベルトに付与される張力を計測することに用いたりすることができる。
以上説明した静電容量型センサユニット1は、ハーネスを介して、電源100および電圧計測器200に接続される。
Vx=Cx・(V−Vf)・Freq・R1 ・・・ (1)
Vx:電流計測用シャント抵抗R1の両端電圧
Cx:静電容量型センサ10の可変静電容量
V :電圧印加素子21により印加される最大電圧
Freq:電圧印加素子21により印加される矩形波電圧の周波数
Vf:第一,第二ダイオードD1,D2の順方向電圧
R1:電流計測用シャント抵抗
Cx=Vx/{(V−Vf)・Freq・R1} ・・・ (2)
第二実施形態の静電容量型センサ装置について、図3を参照して説明する。本実施形態の静電容量型センサ装置は、広範囲の感圧センサとして適用した場合の例である。第一実施形態の静電容量型センサ10は一箇所の感圧センサとして機能するため、第二実施形態では第一実施形態の静電容量型センサ10を複数箇所に設けるようにしたものである。ただし、単に複数設けるのでは静電容量電圧変換回路22の配置が容易ではないため、図3に示すように構成した。なお、第二実施形態において、第一実施形態の静電容量型センサ装置の各構成と実質的に同一の構成については同一符号を付している。
ここで、上記実施形態において、誘電層113が変形することにより、第一電極111a〜111dと第二電極112a〜112dとの離間距離が変化することに伴って、電極間の静電容量が変化すると説明した。この態様の他に、本発明は、人間(操作者)が指を接触した位置を検出するタッチパネルなどに適用することができる。この場合、人間の指が導電体として機能するため、導電体が静電容量型センサ110に接近または接触した場合には、第二電極112a〜112dと指との間でキャパシタを形成することになる。その結果、指が接触または近接した位置における第一電極111a〜111dと第二電極112a〜112dとの静電容量は、指が接触および近接していない位置における当該静電容量とは異なる。つまり、状態推定部340は、誘電層113が変形するか否かに関わらず、導電体としての人間の指が接近位置、接触位置または接触度合を算出することができる。
上記実施形態において、入力側切換回路310の各スイッチ310a〜310dの一端は、電圧印加素子21の出力端と、グランド(アース)への接地端とを選択して切換可能に構成されているものとした。この他の態様について、図5を参照して説明する。図5に示すように、入力側切換回路311の各スイッチ311aから311dの一端は、電圧印加素子21の出力端と、電源100の正極側の端子とを選択して切換可能に構成されている。一方、各スイッチ311a〜311dの他端は、対応する第一電極111a〜111dに接続されている。
次に、第三実施形態の静電容量型センサ装置について図6〜図8を参照して説明する。図6および図7に示すように、本実施形態の静電容量型センサ10は、第一実施形態と実質的同一の構成からなる静電容量型センサ10を用いる。ただし、静電容量型センサ10の形状を長尺状とする。また、第一電極11の一端に電圧印加素子21の出力端を接続する。さらに、第二電極12の一端に、第一の静電容量電圧変換回路222aを接続し、第二電極12の他端に、第二の静電容量電圧変換回路222bを接続する。なお、図6〜図8には図示しないが、電源100および電圧計測器200も備える。
次に、第四実施形態の静電容量型センサ装置について図9を参照して説明する。第三実施形態では、静電容量型センサ10の形状を長尺状とした。第三実施形態の考え方を、矩形状の静電容量型センサ10に適用した場合が、本実施形態である。つまり、図9に示すように、静電容量型センサ10は矩形状からなり、各層の構成は、第一実施形態と同一構成からなる。
上記実施形態においては、第一電極と第二電極を静電容量型センサの面法線方向に対向して設けられることとした。この他に、第一電極と第二電極を静電容量型センサの面方向(平面であれば面接線方向に相当)に対向するように設けることもできる。この場合の実施形態について、図10および図11を参照して説明する。
第五実施形態では、第一電極411a,411bおよび第二電極412a,412bを長尺状に形成し、それぞれ平行に配置した。第五実施形態の考え方を、環状に形成した第一,第二電極に適用した場合が、本実施形態である。つまり、図12および図13に示すように、静電容量型センサ510における第一電極511は、環状に形成され、絶縁層513の裏面側に配置されている。また、第二電極512は、第一電極511よりも小径の環状に形成され、絶縁層513の裏面側であって、第一電極511の径方向内側に同心的に配置されている。そして、第一電極511に電圧印加素子21の出力端が接続され、第二電極512に静電容量電圧変換回路522が接続されている。この場合、第一電極511と第二電極512とを跨ぐように人間の指が接触または接近した場合には、静電容量電圧変換回路522から出力される電圧が変化するため、指の接触または接近を検知することができる。
第七実施形態の静電容量型センサ装置について図14および図15を参照して説明する。静電容量型センサ610は、第五実施形態(図10に示す)における静電容量型センサ410とほぼ同様の構成からなる。そして、電圧印加素子21が、第一電極611の一端に接続されている。また、第二電極612の一端に、第一の静電容量電圧変換回路622aを接続し、第二電極612の他端に、第二の静電容量電圧変換回路622bを接続する。
なお、本実施形態において、電圧印加素子21と、第一,第二接続切換部310,320と、電圧計測器200と、切換制御部330と、位置算出部340は、それら全て、または、それら一部機能をコントロールユニット(マイコン)に搭載された同等の機能により置き換えて構成することもできる。本実施形態においては、静電容量型センサ10が可撓性且つ伸縮自在な性質を有するものとしたが、計測する対象に合わせて伸縮する方向を制限する、または、タッチパネルなどに適用する場合、可撓性または伸縮性を有する必要がない静電容量型センサ10は、第一,第二電極11,12、誘電層13、絶縁層14,15の一部または全ての材料を伸縮性が有しない材料、例えば、木材、樹脂、紙、布などで置き換えることができる。
10,110,410,510,610:静電容量型センサ
11,111a〜111d,411a〜411b,511,611:第一電極
12,121a〜121d,421a〜421b,521,621:第二電極
13,113:誘電層
20:回路基板、 21:電圧印加素子
22,122a〜122d,222a〜222b,322a〜322d,422,522,622a〜622b:静電容量電圧変換回路
22a:整流器
30:配線部、 31:第一電極、 32:第二電極、 33:絶縁層
100:電源
200:電圧計測器、 210:電圧増幅器、 220:静電容量算出部
310,311,312,313:入力側切換回路
320,322,323,324:出力側切換回路
330:切換制御部、 340:状態推定部
C1:平滑コンデンサ、 D1:第一ダイオード、 D2:第二ダイオード
R1:電流計測用シャント抵抗
Claims (7)
- 距離を隔てて対向して設けられた第一,第二電極を備え、外力の付与もしくは操作者の接近または接触に伴って前記第一,第二電極間の静電容量が変化する静電容量型センサと、
前記静電容量型センサの前記第一電極に直列接続され、前記静電容量型センサに周期性の矩形波電圧を印加する電圧印加手段と、
前記静電容量型センサの前記第二電極に接続され、前記電圧印加手段が周期性の前記矩形波電圧を印加した場合に前記静電容量型センサに充放電される電荷を整流する整流器と、
前記整流器に並列接続される平滑コンデンサと、
前記平滑コンデンサに並列接続される電流計測用シャント抵抗と、
前記電流計測用シャント抵抗の両端電圧を計測する電圧計測手段と、
を備える静電容量型センサ装置であって、
前記静電容量型センサは、
面形状に形成された静電容量型センサであり、
前記静電容量型センサの面法線方向に距離を隔てて対向して設けられた前記第一,第二電極と、前記第一,第二電極間に設けられた誘電層と、前記静電容量型センサの表面側に設けられた絶縁層とを備え、
前記静電容量型センサの表面への導電体としての操作者の接近または接触状態に応じて、前記第一,第二電極間の静電容量が変化するセンサであり、
前記整流器、前記平滑コンデンサおよび前記電流計測用シャント抵抗は、前記第二電極の複数箇所にそれぞれに接続した複数からなり、
複数の前記整流器は、前記第二電極のそれぞれ異なる位置に接続され、
前記静電容量型センサ装置は、前記電圧印加手段により前記矩形波電圧を印加した場合に前記電圧計測手段により計測されたそれぞれの前記電流計測用シャント抵抗の前記両端電圧に基づいて、前記静電容量型センサに接近または接触した操作者の接近位置、接触位置および接触状態の少なくとも何れかを推定する状態推定手段をさらに備える、静電容量型センサ装置。 - 距離を隔てて対向して設けられた第一,第二電極を備え、外力の付与もしくは操作者の接近または接触に伴って前記第一,第二電極間の静電容量が変化する静電容量型センサと、
前記静電容量型センサの前記第一電極に直列接続され、前記静電容量型センサに周期性の矩形波電圧を印加する電圧印加手段と、
前記静電容量型センサの前記第二電極に接続され、前記電圧印加手段が周期性の前記矩形波電圧を印加した場合に前記静電容量型センサに充放電される電荷を整流する整流器と、
前記整流器に並列接続される平滑コンデンサと、
前記平滑コンデンサに並列接続される電流計測用シャント抵抗と、
前記電流計測用シャント抵抗の両端電圧を計測する電圧計測手段と、
を備える静電容量型センサ装置であって、
前記静電容量型センサは、
面形状に形成された静電容量型センサであり、
前記静電容量型センサの面方向に距離を隔てて設けられた前記第一,第二電極と、前記静電容量型センサの表面側に設けられた絶縁層とを備え、
前記静電容量型センサの表面への導電体としての操作者の接近または接触状態に応じて、前記第一,第二電極間の静電容量が変化するセンサであり、
前記整流器、前記平滑コンデンサおよび前記電流計測用シャント抵抗は、前記第二電極の複数箇所にそれぞれに接続した複数からなり、
複数の前記整流器は、前記第二電極のそれぞれ異なる位置に接続され、
前記静電容量型センサ装置は、前記電圧印加手段により前記矩形波電圧を印加した場合に前記電圧計測手段により計測されたそれぞれの前記電流計測用シャント抵抗の前記両端電圧に基づいて、前記静電容量型センサに接近または接触した操作者の接近位置、接触位置および接触状態の少なくとも何れかを推定する状態推定手段をさらに備える、静電容量型センサ装置。 - 請求項1または2において、
前記電圧計測手段は、前記静電容量型センサの充電電圧、前記電圧印加手段により印加する前記矩形波電圧の周波数、および、前記電流計測用シャント抵抗の抵抗値に基づいて、前記電流計測用シャント抵抗の両端電圧を前記静電容量型センサの静電容量として計測する静電容量型センサ装置。 - 請求項1〜3の何れか一項において、
前記静電容量型センサ、前記電圧印加手段、前記整流器、前記平滑コンデンサおよび前記電流計測用シャント抵抗は、一体のユニットとして形成される静電容量型センサ装置。 - 請求項4において、
前記静電容量型センサの前記第一,第二電極は、可撓性を有し且つ伸縮自在な性質を有する電極であり、
前記静電容量型センサは、可撓性を有し且つ伸縮自在な性質を有する静電容量型センサ装置。 - 距離を隔てて対向して設けられた第一,第二電極を備え、外力の付与もしくは操作者の接近または接触に伴って前記第一,第二電極間の静電容量が変化する静電容量型センサの前記静電容量を計測する計測装置であって、
前記静電容量型センサの前記第一電極に直列接続され、前記静電容量型センサに周期性の矩形波電圧を印加する電圧印加手段と、
前記静電容量型センサの前記第二電極に接続され、前記電圧印加手段が周期性の前記矩形波電圧を印加した場合に前記静電容量型センサに充放電される電荷を整流する整流器と、
前記整流器に並列接続される平滑コンデンサと、
前記平滑コンデンサに並列に接続される電流計測用シャント抵抗と、
前記電流計測用シャント抵抗の両端電圧を計測する電圧計測手段と、
を備え、
前記静電容量型センサは、
面形状に形成された静電容量型センサであり、
前記静電容量型センサの面法線方向に距離を隔てて対向して設けられた前記第一,第二電極と、前記第一,第二電極間に設けられた誘電層と、前記静電容量型センサの表面側に設けられた絶縁層とを備え、
前記静電容量型センサの表面への導電体としての操作者の接近または接触状態に応じて、前記第一,第二電極間の静電容量が変化するセンサであり、
前記整流器、前記平滑コンデンサおよび前記電流計測用シャント抵抗は、前記第二電極の複数箇所にそれぞれに接続した複数からなり、
複数の前記整流器は、前記第二電極のそれぞれ異なる位置に接続され、
前記静電容量型計測装置は、前記電圧印加手段により前記矩形波電圧を印加した場合に前記電圧計測手段により計測されたそれぞれの前記電流計測用シャント抵抗の前記両端電圧に基づいて、前記静電容量型センサに接近または接触した操作者の接近位置、接触位置および接触状態の少なくとも何れかを推定する状態推定手段をさらに備える、静電容量型計測装置。 - 距離を隔てて対向して設けられた第一,第二電極を備え、外力の付与もしくは操作者の接近または接触に伴って前記第一,第二電極間の静電容量が変化する静電容量型センサの前記静電容量を計測する計測装置であって、
前記静電容量型センサの前記第一電極に直列接続され、前記静電容量型センサに周期性の矩形波電圧を印加する電圧印加手段と、
前記静電容量型センサの前記第二電極に接続され、前記電圧印加手段が周期性の前記矩形波電圧を印加した場合に前記静電容量型センサに充放電される電荷を整流する整流器と、
前記整流器に並列接続される平滑コンデンサと、
前記平滑コンデンサに並列に接続される電流計測用シャント抵抗と、
前記電流計測用シャント抵抗の両端電圧を計測する電圧計測手段と、
を備え、
前記静電容量型センサは、
面形状に形成された静電容量型センサであり、
前記静電容量型センサの面方向に距離を隔てて設けられた前記第一,第二電極と、前記静電容量型センサの表面側に設けられた絶縁層とを備え、
前記静電容量型センサの表面への導電体としての操作者の接近または接触状態に応じて、前記第一,第二電極間の静電容量が変化するセンサであり、
前記整流器、前記平滑コンデンサおよび前記電流計測用シャント抵抗は、前記第二電極の複数箇所にそれぞれに接続した複数からなり、
複数の前記整流器は、前記第二電極のそれぞれ異なる位置に接続され、
前記静電容量型計測装置は、前記電圧印加手段により前記矩形波電圧を印加した場合に前記電圧計測手段により計測されたそれぞれの前記電流計測用シャント抵抗の前記両端電圧に基づいて、前記静電容量型センサに接近または接触した操作者の接近位置、接触位置および接触状態の少なくとも何れかを推定する状態推定手段をさらに備える、静電容量型計測装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012509510A JP5326042B2 (ja) | 2010-03-31 | 2011-03-30 | 静電容量型センサ装置および静電容量型センサの静電容量計測装置 |
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010082246 | 2010-03-31 | ||
JP2010082246 | 2010-03-31 | ||
PCT/JP2011/057991 WO2011125725A1 (ja) | 2010-03-31 | 2011-03-30 | 静電容量型センサ装置および静電容量型センサの静電容量計測装置 |
JP2012509510A JP5326042B2 (ja) | 2010-03-31 | 2011-03-30 | 静電容量型センサ装置および静電容量型センサの静電容量計測装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2011125725A1 JPWO2011125725A1 (ja) | 2013-07-08 |
JP5326042B2 true JP5326042B2 (ja) | 2013-10-30 |
Family
ID=44762667
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012509510A Expired - Fee Related JP5326042B2 (ja) | 2010-03-31 | 2011-03-30 | 静電容量型センサ装置および静電容量型センサの静電容量計測装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5326042B2 (ja) |
WO (1) | WO2011125725A1 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018124179A (ja) * | 2017-02-01 | 2018-08-09 | バンドー化学株式会社 | センサ及びセンサ装置 |
WO2018163855A1 (ja) * | 2017-03-09 | 2018-09-13 | 正毅 千葉 | 誘電エラストマーセンサシステムおよび誘電エラストマーセンサ要素 |
US11448559B2 (en) | 2018-03-30 | 2022-09-20 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Capacitance detection device for detecting the capacitance of a sensor element |
US11493394B2 (en) | 2018-03-30 | 2022-11-08 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Capacitance detection device |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6311223B2 (ja) * | 2013-06-07 | 2018-04-18 | 日本電産リード株式会社 | 検査装置、検査装置のキャリブレーション方法及び検査方法 |
KR20160018755A (ko) * | 2013-06-11 | 2016-02-17 | 소마티스 센서 솔루션즈, 엘엘씨 | 물체를 감지하기 위한 시스템 및 방법 |
JP6221145B2 (ja) * | 2013-07-10 | 2017-11-01 | 日本電産リード株式会社 | タッチパネル検査装置 |
JP6182031B2 (ja) * | 2013-09-13 | 2017-08-16 | 住友理工株式会社 | 静電容量計測装置、静電容量型面状センサ装置および静電容量型液位検出装置 |
EP3115740A4 (en) * | 2014-03-03 | 2017-11-01 | Bando Chemical Industries, Ltd. | Sensor device and elastic structural body |
JP6231932B2 (ja) * | 2014-03-31 | 2017-11-15 | 株式会社Subaru | 腰部シートベルトによる傷害状況の発信装置 |
JP6231931B2 (ja) * | 2014-03-31 | 2017-11-15 | 株式会社Subaru | 衝撃度の算出装置 |
CN107003190B (zh) | 2014-12-09 | 2020-10-30 | 泰克年研究发展基金会公司 | 高分辨率压力感测 |
CN106461713B (zh) | 2015-01-13 | 2019-07-23 | 住友理工株式会社 | 静电电容测量装置、静电电容型面状传感器装置以及静电电容型液位检测装置 |
CN106017747A (zh) * | 2015-03-25 | 2016-10-12 | 松下知识产权经营株式会社 | 感压传感器 |
WO2016208678A1 (ja) * | 2015-06-24 | 2016-12-29 | バンドー化学株式会社 | 静電容量検出装置、検出装置、及びセンサシステム |
IT201600103234A1 (it) | 2016-10-14 | 2018-04-14 | Green Seas Ventures Ldt | Sistema Costruttivo afferente un sensore capacitivo di tensione |
EP3638465A4 (en) | 2017-06-15 | 2021-07-07 | OnRobot A/S | LOCATION AND FORCE DETECTION SYSTEMS, DEVICES AND METHODS |
IT201800004114A1 (it) | 2018-03-30 | 2019-09-30 | Green Seas Ventures Ltd C/O Citco B V I Ltd | Sistema costruttivo afferente un sensore capacitivo di tensione |
EP3899557A4 (en) | 2018-12-17 | 2022-10-26 | G & W Electric Company | ELECTRIC DETECTOR ASSEMBLY |
WO2020131903A1 (en) | 2018-12-17 | 2020-06-25 | G & W Electric Company | Electrical sensor assembly |
JP7352883B2 (ja) * | 2019-11-20 | 2023-09-29 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 検出回路および荷重検出装置 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05346357A (ja) * | 1992-06-16 | 1993-12-27 | Kazuhiro Okada | 静電容量の変化を利用したセンサ用の信号処理回路 |
JP2000047808A (ja) * | 1998-07-31 | 2000-02-18 | Pentel Kk | 押圧検出兼用静電容量式座標検出装置 |
JP2001289724A (ja) * | 2000-04-05 | 2001-10-19 | Totoku Electric Co Ltd | 圧力センサユニット |
JP2004163387A (ja) * | 2002-03-29 | 2004-06-10 | Sanyo Electric Co Ltd | 圧力センサ |
JP2005055232A (ja) * | 2003-07-31 | 2005-03-03 | Serukurosu:Kk | 歪量計測装置 |
JP2006285518A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Sony Corp | 接触位置座標検出方法および装置 |
JP2007289501A (ja) * | 2006-04-26 | 2007-11-08 | Omron Healthcare Co Ltd | 脈波測定装置 |
JP2009526227A (ja) * | 2006-02-10 | 2009-07-16 | ミリケン・アンド・カンパニー | フレキシブルな容量センサ |
JP2009276279A (ja) * | 2008-05-16 | 2009-11-26 | Fujikura Ltd | 位置検出装置 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4650538B2 (ja) * | 2008-08-08 | 2011-03-16 | 東海ゴム工業株式会社 | 静電容量型センサ |
-
2011
- 2011-03-30 JP JP2012509510A patent/JP5326042B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2011-03-30 WO PCT/JP2011/057991 patent/WO2011125725A1/ja active Application Filing
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05346357A (ja) * | 1992-06-16 | 1993-12-27 | Kazuhiro Okada | 静電容量の変化を利用したセンサ用の信号処理回路 |
JP2000047808A (ja) * | 1998-07-31 | 2000-02-18 | Pentel Kk | 押圧検出兼用静電容量式座標検出装置 |
JP2001289724A (ja) * | 2000-04-05 | 2001-10-19 | Totoku Electric Co Ltd | 圧力センサユニット |
JP2004163387A (ja) * | 2002-03-29 | 2004-06-10 | Sanyo Electric Co Ltd | 圧力センサ |
JP2005055232A (ja) * | 2003-07-31 | 2005-03-03 | Serukurosu:Kk | 歪量計測装置 |
JP2006285518A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Sony Corp | 接触位置座標検出方法および装置 |
JP2009526227A (ja) * | 2006-02-10 | 2009-07-16 | ミリケン・アンド・カンパニー | フレキシブルな容量センサ |
JP2007289501A (ja) * | 2006-04-26 | 2007-11-08 | Omron Healthcare Co Ltd | 脈波測定装置 |
JP2009276279A (ja) * | 2008-05-16 | 2009-11-26 | Fujikura Ltd | 位置検出装置 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018124179A (ja) * | 2017-02-01 | 2018-08-09 | バンドー化学株式会社 | センサ及びセンサ装置 |
JP7007802B2 (ja) | 2017-02-01 | 2022-01-25 | バンドー化学株式会社 | センサ及びセンサ装置 |
WO2018163855A1 (ja) * | 2017-03-09 | 2018-09-13 | 正毅 千葉 | 誘電エラストマーセンサシステムおよび誘電エラストマーセンサ要素 |
US11168974B2 (en) | 2017-03-09 | 2021-11-09 | Seiki Chiba | Dielectric elastomer sensor system and dielectric elastomer sensor element |
US11448559B2 (en) | 2018-03-30 | 2022-09-20 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Capacitance detection device for detecting the capacitance of a sensor element |
US11493394B2 (en) | 2018-03-30 | 2022-11-08 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Capacitance detection device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2011125725A1 (ja) | 2011-10-13 |
JPWO2011125725A1 (ja) | 2013-07-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5326042B2 (ja) | 静電容量型センサ装置および静電容量型センサの静電容量計測装置 | |
JP6286430B2 (ja) | 入力状態検出装置 | |
JP4333428B2 (ja) | 近接位置入力装置 | |
WO2012144550A1 (ja) | 静電容量型センサ装置 | |
US20130241578A1 (en) | Capacitance type sensor | |
US20170010130A1 (en) | Pliable capacitive structure apparatus and methods | |
CN107650739B (zh) | 座椅的客体区分装置 | |
CN110249529B (zh) | 用于相对于检测表面检测物体的接近和/或接触和压力的装置和方法 | |
JP5037961B2 (ja) | 物体検知センサ | |
JP5896353B2 (ja) | 静電容量型センサ装置 | |
CN111771109B (zh) | 静电电容检测装置 | |
CN113039510A (zh) | 输入装置和输入*** | |
CN114450560A (zh) | 静电电容型检知传感器、静电电容型检知传感器模块以及使用静电电容型检知传感器的状态判定方法 | |
JP6522740B2 (ja) | 荷重計測装置 | |
JP6096421B2 (ja) | タッチスイッチの入力装置 | |
JP2008197060A (ja) | 変形センサシステム | |
CN111771110B (zh) | 静电电容检测装置 | |
JP2017083331A (ja) | 静電容量検出装置、及びセンサシステム | |
WO2024070102A1 (ja) | 荷重検出装置および検出回路 | |
JP5768648B2 (ja) | 誘電率センサ | |
US9151641B2 (en) | Adaptor component for a measuring system | |
JP5876257B2 (ja) | 静電容量型センサ装置 | |
JP6059327B1 (ja) | 静電容量型スイッチ装置 | |
JP2013072752A (ja) | 静電容量型センサ装置 | |
JP2007330420A (ja) | 形状検出装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130411 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130606 |
|
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: 20130702 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130722 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5326042 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |