JP7216963B2 - 静電容量型検知センサ、静電容量型検知センサモジュールおよび静電容量型検知センサを用いた状態判定方法 - Google Patents
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Description
図1に示されている本発明の第1実施形態としての静電容量型検知センサは、基材10と、一対の第1電極111、112と、一対の第2電極121、122と、静電遮蔽部材140と、を備えている。本発明の第1実施形態としての静電容量型検知センサモジュールは、本発明の第1実施形態としての静電容量型検知センサと、検知処理装置200と、を備えている。静電遮蔽部材140は省略されてもよい。
本発明の第1実施形態としての静電容量型検知センサまたは静電容量型検知センサモジュールによれば、一対の第1電極111、112の間に電圧が印加され(図1の曲線矢印で表わされた電気力線参照)、この際の一対の第1電極111、112の電位差に基づき、一対の第1電極111、112の間の静電容量C1が測定される。一対の第2電極121、122の間に電圧が印加され(図1の上向き矢印で表わされた電気力線参照)、この際の一対の第2電極121、122の電位差に基づき、一対の第2電極121、122の間の静電容量C2が測定される。下側の第2電極121が上側の第2電極122よりも高電位になるように一対の第2電極121、122に電圧が印加されるほか、下側の第2電極121が上側の第2電極122よりも低電位になるように一対の第2電極121、122に電圧が印加されてもよい。
図3に示されている本発明の第2実施形態としての静電容量型検知センサは、基材10と、基準電極100と、第1電極110と、第2電極120と、を備えている。本発明の第2実施形態としての静電容量型検知センサモジュールは、本発明の第2実施形態としての静電容量型検知センサと、検知処理装置200と、を備えている。静電遮蔽部材140は省略されてもよい。
本発明の第2実施形態としての静電容量型検知センサまたは静電容量型検知センサモジュールによれば、第1検知期間において、基準電極100および第1電極110の間に電圧が印可される(図4Aの曲線矢印で表わされた電気力線参照)。基準電極100が第1電極110よりも高電位になるように基準電極100および第1電極110の間に電圧が印加されるほか、基準電極100が第1電極110よりも低電位になるように基準電極100および第1電極110の間に電圧が印加されてもよい。この際の基準電極100および第1電極110の間の電位差、ひいては静電容量C1が測定される。
第1実施形態では、一対の第1電極111および112が基材10の接触表面102に対して平行な方向に離間した状態で、ともに全体的に基材10に埋設されていたが(図2参照)、他の実施形態では一対の第1電極111および112のうち少なくとも一方が部分的に(例えば平板電極の一方の主面が)露出するように基材10の表面に貼付されまたは基材10に部分的に埋設されていてもよく、一対の第1電極111および112は平行な方向に離間していなくても三次元的に離間し電極間をつなぐ電気力線が前記誘電体の接触表面102を通っていればよい。当該露出箇所は、絶縁性シートにより保護されていてもよい。第1実施形態では、一対の第2電極121および122がともに全体的に基材10に埋設されていたが(図1参照)、他の実施形態では一対の第2電極121および122のうち少なくとも一方が部分的に(例えば平板電極の一方の主面の一部が)露出するように基材10の表面に貼付されまたは基材10に部分的に埋設されていてもよい。当該露出箇所は、絶縁性シートにより保護されていてもよい。
Claims (3)
- 誘電体からなる基材と、
三次元的に離間し電極間をつなぐ電気力線が前記誘電体の接触表面を通り、かつ、前記基材に少なくとも部分的に接した状態で配置されている基準電極および第1電極と、
前記基材の表面に対して垂直な方向について、前記第1電極よりも前記基材の表面から遠い位置で、前記基準電極とともに前記基材を挟むように前記基準電極に対向して配置されている第2電極と、
前記基材の表面に対して平行な方向について、前記基準電極および前記第1電極の間に接地された状態で配置されている静電遮蔽部材と、を備えていることを特徴とする静電容量型検知センサ。 - 請求項1に記載の静電容量型検知センサと、
前記基準電極および前記第1電極の間に電圧が印可されている第1検知期間と、前記基準電極および前記第2電極の間に電圧が印可されている第2検知期間と、を交互に切り替え、前記第1検知期間において前記基準電極および前記第1電極の間の静電容量に応じて前記基材の表面に対する物体の近接状態を検知し、かつ、前記第2検知期間において前記基準電極および前記第2電極の間の静電容量に応じて前記基材の表面に接触した物体から前記基材に作用する圧力を検知する検知処理装置と、を備えていることを特徴とする静電容量型検知センサモジュール。 - 請求項1に記載の静電容量型検知センサを用いた状態判定方法であって、
前記基準電極および前記第1電極の間に電圧が印可されている第1検知期間において、前記基準電極および前記第1電極の間の静電容量C1を測定し、
前記基準電極および前記第2電極の間に電圧が印可されている第2検知期間において、前記基準電極および前記第2電極の間の静電容量C2を測定し、
前記基材に対する物体の近接および接触がない状態における前記基準電極および前記第1電極の間の静電容量値Cp、前記基材に対して物体が接触した状態における前記基準電極および前記第1電極の間の静電容量値Cp_min、ならびに、前記基材に対して物体からの圧力がない状態における前記基準電極および前記第2電極の間の静電容量値Cfに基づき、
C1=CpかつC2=Cfの場合には前記基材に対する物体の近接および接触がない状態であると判定し、
Cp_min<C1<CpかつC2=Cfの場合には前記基材に対して物体が近接している状態であると判定し、
C1=Cp_minかつC2=Cfの場合には前記基材に対して物体が接触している状態であると判定し、
C2>Cfの場合には前記基材に対して物体から圧力が作用している状態であると判定する、状態判定方法。
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