静電容量式近接センサ
【課題】 検出感度の高い静電容量式近接センサを提供する。
【解決手段】 検知電極１２と接地電極１３の被検知物側に第１の絶縁体１４を配置し、さらにこの第１の絶縁体１４の上に電気的にフローティング状態で配置された導体１５を配置し、この導体１５上に第２の絶縁体１６を配置する。この第1及び第２の絶縁体１４，１６は、誘電率が空気よりも大きい、例えばアクリル，ＡＢＳ等の樹脂からなる。この第1及び第２の絶縁体１４，１６の配置により、検知電極１２から放出される電気力線を導体１５に導いて見かけ上の電極を形成する。これにより、外装面からの電極距離が見かけ上短くなる。
【解決手段】 検知電極１２と接地電極１３の被検知物側に第１の絶縁体１４を配置し、さらにこの第１の絶縁体１４の上に電気的にフローティング状態で配置された導体１５を配置し、この導体１５上に第２の絶縁体１６を配置する。この第1及び第２の絶縁体１４，１６は、誘電率が空気よりも大きい、例えばアクリル，ＡＢＳ等の樹脂からなる。この第1及び第２の絶縁体１４，１６の配置により、検知電極１２から放出される電気力線を導体１５に導いて見かけ上の電極を形成する。これにより、外装面からの電極距離が見かけ上短くなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体の接近を静電容量の変化で検知する静電容量式近接センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の静電容量式近接センサとして、絶縁基板上の一方の面（検出面）に検知電極と接地電極とを形成し、他方の面（背面）に検知電極及び接地電極の形成領域を覆うようにシールド電極を形成することにより、検出面側に電気力線を集中させて、検出面の側方や背面の物体の影響を排除するようにした静電容量式近接センサが知られている（例えば特許文献１）。
【０００３】
このような静電容量式近接センサでは、検知電極と接地電極との間の静電容量に基づく周波数で発振する発振回路と、この発振回路の発振周波数を判別する判定回路とを含んだ検知回路を備え、この検知回路によって検知電極と接地電極とに物体が近接することによる静電容量の変化を検出して、物体の有無や距離を判別するようにしている。このような静電容量式近接センサの検知電極は、検知する物体との電極距離が極力近い方が検知感度が良く、直接電極が露出しているような形態が一番感度を大きくすることができる。
【特許文献１】特開２０００−４８６９４号公報(段落０００６，００１２，図１，図２)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の静電容量式近接センサでは、意匠上の問題や、製品への実装上の問題により電極面が外装表面に配置できない場合が多い。従って、本来発揮できるセンサの能力を犠牲にして、微小な変化を増幅などの手段を用いて検出せざるを得ない。従って、回路のＳＮ比は決して高いものではない。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、検出感度の良好な静電容量式近接センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る静電容量式近接センサは、検知電極と、前記検知電極と接地との間の静電容量を検出して前記検知電極に被検知物が接近したことを検知する検知回路とを備えた静電容量式近接センサにおいて、前記検知電極の前記被検知物側に空気よりも誘電率の高い所定厚の絶縁体を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る静電容量式近接センサは、検知電極と、前記検知電極と接地との間の静電容量を検出して前記検知電極に被検知物が接近したことを検知する検知回路とを備えた静電容量式近接センサにおいて、前記検知電極の前記被検知物側に電気的にフローティング状態で配置された導体とを備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る静電容量式近接センサは、検知電極と、接地電極と、前記検知電極と前記接地電極との間の静電容量を検出して前記検知電極及び前記接地電極に被検知物が接近したことを検知する検知回路とを備えた静電容量式近接センサにおいて、前記被検知物及び前記接地電極の前記被検知物側に誘電率が空気よりも高い所定厚の絶縁体を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る静電容量式近接センサは、検知電極と、接地電極と、前記検知電極と前記接地電極との間の静電容量を検出して前記検知電極及び前記接地電極に被検知物が接近したことを検知する検知回路とを備えた静電容量式近接センサにおいて、前記被検知物及び前記接地電極の前記被検知物側に電気的にフローティング状態で配置された導体とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の静電容量式近接センサによれば、検知電極と被検知物との間に、検知電極側に誘電率が空気よりも大きい絶縁体を配置している。この検知電極側に配置された絶縁体により、検知電極から放出される電気力線を導体に導き、見かけ上の電極が形成される。したがって、検知電極が外装表面に配置されない場合、外装面からの電極距離を見かけ上短くすることが可能になり、検知電極の感度を向上させることが可能となる。
【００１１】
また、本発明の他の静電容量式近接センサによれば、検知電極の上に電気的にフローティング状態で導体を配置するようにしているので、その導体が見かけ上の電極となり、検出感度を向上させることが可能となり、さらには、表面が水濡れ状態であっても検知電極と接地電極間の誘電率の変化は生じず、検知感度を維持することが可能となる。さらに、この絶縁体の上に導体を配置すれば、より感度を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
まず、図１及び図２を参照して、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る静電容量式近接センサのセンサ部の断面図および検知回路を示す図であり、図２は同近接センサの検知回路の詳細を示すブロック図である。
【００１４】
静電容量式近接センサは、センサ部１０ａと、検知回路２０ａにより構成されている。被検知物がセンサ部１０ａに接近すると、センサ部１０ａの静電容量が変化するので、検知回路２０ａによりこの変化を検出し、被検知物の識別が可能となる。
【００１５】
センサ部１０ａは、第１の絶縁体１４と、この第１の絶縁体１４の下面に配置された検知電極１２及び接地電極１３と、第１の絶縁体１４の上面に電気的にフローティング状態で配置された導体１５と、この導体１５の更に上面に配置された第２の絶縁体１６とを備えて構成されている。
【００１６】
検知電極１２及び接地電極１３は、例えば第１絶縁体１４上に装着された銅箔により形成され、図２に示すように検知電極１２は矩形環状型から下辺中央部を程切り取った形状であり、接地電極１３は、矩形部材とその中央部から面方向に突出した部材から形成されている。第１及び第２の絶縁体１４，１６は、誘電率が空気のそれよりも高い、例えばアクリル、ＡＢＳ等の樹脂からなる。
【００１７】
検知回路２０ａは、図２に示すように、検知電極１２および接地電極１３の間の静電容量に応じて発振周波数が変化する発振回路２１と、この発振回路２１の発振出力周波数の大きさを検知する周波数検知回路２２と、この周波数検知回路２２で検知された周波数の大きさに基づいて物体の近接、距離等を判定する判定回路２３と、これらの回路を制御する制御回路２４とを備えて構成されている。ここで発振回路２１に接続された検知電極１２には、発振出力に対応した交番電圧が与えられるが、接地電極１３は接地電位に固定される。周波数検知回路２２は、ローパスフィルタのような周波数を電圧に変換する周波数−電圧変換器、発振出力の例えば立ち上がりエッジを計数する周波数計数器等により構成することができる。判定回路２３は、電圧コンパレータやＣＰＵ等のプログラマブルデバイスにより構成することができる。制御回路２４は、例えば発振回路２１、周波数検知回路２２及び判定回路２３に使用される増幅器のゲイン調整用、及び温度、湿度等の外部環境の補正用の回路であり、判定回路２３と一緒に構成されても良い。
【００１８】
なお、以上の構成は検知回路の一例であって、この他にも、例えば一定の周波数で発振する発振回路と、この発振回路の出力パルスのデューティーを検知電極及び接地電極の静電容量で変化させる単安定マルチバイブレータと、この単安定マルチバイブレータの出力の平均値を出力するローパスフィルタにより検知回路を構成することもできる。
【００１９】
（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態に係る静電容量式近接センサのセンサ部の断面図である。第１の実施形態と異なる箇所は第１の絶縁体１４と第２の絶縁体１６の間に導体１５を配置していない点である。また、センサ部１０ｂは絶縁体を２つ用いて構成する必要性はなく、空気より誘電率が高い絶縁体であれば、単数あるいは複数であっても良い。その他、検知回路は第１の実施形態と同様のものを使用する。
【００２０】
（第３の実施形態）
図４は、本発明の第３の実施形態に係る静電容量式近接センサのセンサ部の断面図である。第１の実施形態と異なる箇所は、例えば、フレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）、リジッドプリント回路（ＲＰＣ）等により構成されたもので、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、又はエポキシ樹脂などの絶縁基板１７上に検知電極１２及び接地電極１３がパターン形成されている点である。さらに、第１の絶縁体１４の代わりに、絶縁体からなるスペーサ１８を介し、検知電極１２及び接地電極１３と導体１５の間に空気層が形成されている。その他、検知回路は第１の実施形態と同様のものを使用する。
【００２１】
（実施例）
次に、本発明の実施例を説明する。
本発明に係る静電容量式近接センサの効果を実証するために図５に示される電極１２、１３で構成されるセンサ部を使用して、静電容量の測定を行った。
【００２２】
図５に示すように、電極１３は３０ｍｍ角の部分と、この３０ｍｍ角の下辺中心部に接続された縦３５ｍｍ×横５ｍｍ角の部分とにより形成されている。電極１２は、電極１３から１０ｍｍのギャップを介し幅２５ｍｍの矩形環状型から下辺中央部を幅３０ｍｍ程切り取った形状を有している。ここで、電極１３を接地電位に接続して接地電極１３とし、電極１２を検知電極１２として図２の回路の所定のフィードバック経路に接続し、静電容量式近接センサを構成した。なお、電極１２，１３上には、表１の実施例１〜７及び比較例１の層を形成した。
【００２３】
【表１】
【００２４】
測定は、接地した被検知物の中心を図３の各ポイントＡ〜Ｉに垂直に下ろしながら行い、各ポイントまでの距離と電極１２，１３間の静電容量を測定した。
【００２５】
なお、測定結果は、絶縁体や、導体の大きさに依存して初期の静電容量が変わるので、距離間の静電容量の変化量（ｐＦ）で表している。電極面からの測定距離は、（比較例１のみ５，１０ｍｍ）１５，２０，２５，３０，４０，５０，７０，１００ｍｍとした。また、横軸の距離は例えば２０ｍｍと表示している箇所は、２０ｍｍから２５ｍｍの静電容量の差を表している。
【００２６】
以下、図６〜図１３を参照して、実施例１〜７及び比較例１の静電容量の変化の測定結果を説明する。
【００２７】
実施例１
上記電極１２，１３上に１００ｍｍ角、厚さ３ｍｍのアクリル板と、さらにその上に１００ｍｍ角、厚さ１０ｍｍ（厚さ５ｍｍの２枚重ね）のアクリル板を配置した。このような配置は図３に示されるセンサ部１０ｂと同様である。被検知物として１００ｍｍ角の銅箔を貼り付けた厚さ５ｍｍのアクリル板を用い、測定を行った。その結果を図６に示す。図６に示すように、２０ｍｍより遠方における静電容量の変化は０．５ｐＦ未満であり、２０ｍｍに近づいてから以降の静電容量の変化は０．７０〜１．０３ｐＦの変化量であった。
【００２８】
実施例２
電極１２，１３上に、スペーサ１８によって厚さ１０ｍｍ、１００ｍｍ角の空気層を形成し、この空気層の上に１００ｍｍ角の銅箔、さらに、この銅箔の上に１００ｍｍ角、厚さ３ｍｍのアクリル板を配置した。このような配置は図４で示されるセンサ部１０ｃと同様である。被検知物として１００ｍｍ角の銅箔を貼り付けた厚さ５ｍｍのアクリル板を用い、測定を行った。測定の結果を図７に示す。図７に示すように、２０ｍｍより遠方における静電容量の変化は０．５ｐＦ未満であり、２０ｍｍに近づいてから以降の静電容量の変化は０．８２ｐＦ〜０．５１ｐＦの変化量であった。
【００２９】
実施例３
電極１２、電極１３上に、１００ｍｍ角、厚さ１０ｍｍ（厚さ５ｍｍの２枚重ね）のアクリル板、このアクリル板の上に１００ｍｍ角の銅箔、さらに、この銅箔の上に１００ｍｍ角、厚さ３ｍｍのアクリル板を配置した。このような配置の概要は図１で示されるセンサ部１０ａと同様である。被検知物として１００ｍｍ角の銅箔を貼り付けた厚さ５ｍｍのアクリル板を用い、測定を行った。測定の結果を図８に示す。図８に示すように、２０ｍｍより遠方における静電容量の変化は０．５ｐＦ未満であり、２０ｍｍに近づいてから以降の静電容量の変化は０．８９〜１．８９ｐＦの変化量であった。実施例２と比較し、全体的に感度は高く、検出位置における感度にも大きな差が生じている。
【００３０】
実施例４
電極１２，１３上の構成を実施例２と同様にして、被検知物を１２０ｍｍ角の銅箔を貼り付けた厚さ５ｍｍのアクリル板に変え、測定を行った。測定の結果を図９に示す。図９に示すように、２０ｍｍより遠方における静電容量の変化は０．５ｐＦ未満であり、２０ｍｍに近づいてから以降の静電容量の変化は０．７１〜１．０４ｐＦの変化量であった。
【００３１】
実施例５
電極１２、１３上の公正を実施例３と同様にして、被検知物を１２０ｍｍ角の銅箔を貼り付けた厚さ５ｍｍのアクリル板に変え、測定を行った。測定の結果を図１０に示す。図１０に示すように、２０ｍｍより遠方における静電容量の変化は０．５ｐＦ未満であり、２０ｍｍに近づいてから以降の静電容量の変化は１．３７〜２．１１ｐＦの変化量であった。実施例４と比較し、全体的に感度は高く、検出位置における感度にも大きな差が生じた。
【００３２】
実施例６
電極１２，１３上の構成を実施例２と同様にして、被検知物を１８０ｍｍ角の銅箔を貼り付けた厚さ５ｍｍのアクリル板に変え、測定を行った。測定の結果を図１１に示す。図１１に示すように、２０ｍｍより遠方における静電容量の変化は０．５ｐＦ未満であり、２０ｍｍに近づいてから以降の静電容量の変化は０．７９〜１．２１ｐＦの変化量であった。
【００３３】
実施例７
電極１２，１３上の構成を実施例３と同様にして、被検知物を１２０ｍｍ角の銅箔を貼り付けた厚さ５ｍｍのアクリル板に変え、測定を行った。測定の結果を図１２に示す。図１２に示すように、２０ｍｍより遠方における静電容量の変化は０．５ｐＦ未満であり、２０ｍｍに近づいてから以降の静電容量の変化は２．０８〜２．１８ｐＦの変化量であった。実施例６と比較し、全体的に感度は高く、検出位置における感度のバラツキは小さくなった。
【００３４】
比較例１
電極１２，１３上に絶縁体及び導体などを配置せず、実施例１と同様の測定を行った。その結果を図１３に示す。図１３に示すように、２０ｍｍより遠方における静電容量の変化は０．５ｐＦ未満であり、２０ｍｍに近づいてから以降の静電容量の変化は０．２１〜０．３８ｐＦの変化量であった。
【００３５】
以上の実施例及び比較例より、実施例２，４，６から誘電率が略１である空気のギャップであっても導体を上に配置することにより実施例１に近い検出感度の向上が見られた。
【００３６】
また、比較例１における電極面から１０ｍｍの位置での静電容量の変化量を、実施例１〜７の電極面を用いることによって、１５ｍｍの位置において実現可能となっている。比較例１の１５ｍｍの位置では、０．４ｐＦ程度の変化量であり、実施例は略２〜５倍の改善となった。これらの検出感度の向上は、絶縁体或いは導体を電極面上に配置することにより、絶縁体或いは導体が見かけの電極となり、被検知物との距離が見かけ上短くなることから生じる。
【００３７】
また、被検知物を大きくするにつれて、静電容量の変化は大きくなり、測定位置における静電容量のバラツキは小さくなった。したがって、被検知物が大きければ感度良く測定が行え、一方被検知物が小さければ、検出面と水平方向の位置を検知することが可能となる。
【００３８】
次に、実施例１と実施例３について湿度の違いによる初期静電容量を測定した。
電極は実施例１、実施例３と同じものを使用し、表面に１００ｍｍ角の水で濡れたタオルを置いた時と、濡れたタオルがない状態で初期静電容量を測定した。測定結果は以下の表２に示す。
【００３９】
【表２】
【００４０】
表２より、上面に導体がある場合、濡れたタオルを載せた時でも初期容量の変化は見られない。これは、実施例１の条件では絶縁体を介して同一面上に検知電極と接地電極が存在しているため、高誘電率の水を含んだ物体を載せることによって両電極間の誘電率が高まるからである。静電容量式近接センサとしては、この変化量はかなり大きく、誤作動の可能性が高い。一方、実施例３のように、導体が検知電極の上にある場合、検知電極から放出される電気力線が電気的に導体に導かれ、検知電極上の導体は見かけ上の検知電極となる。しかし、導体は電気的にフローティング状態であるので、同一面内には検知電極のみが存在することになる。したがって、この検知電極と接地電極の間の誘電率は、濡れたタオルを載せる前と後では変わらず同じなので初期容量は変化しない。
【００４１】
上記実施例および比較例から、本発明の一実施形態により、静電容量式近接センサの検出感度は高まることが明らかとなった。さらには、センサ部の表面が水濡れ状態であっても検知感度を維持できることが明らかとなった。
【００４２】
（他の実施形態）
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、図１４に示すセンサ部１０ｄのように、絶縁基板１７の被検知物側の検知電極１２と接地電極１３の間にガード電極１９ａが形成されてあっても良い。ここで、図１５に示すように、このガード電極１９ａには、検知回路２０ｂに備えられたバッファ２５を介して、検知電極１２からの信号と同位相および同電圧の信号が出力されている。このガード電極１９ａにより、検知電極１２と接地電極１３の間の寄生容量を抑制することができるので、より検出感度を向上させることが可能となる。
【００４３】
また、図１６に示すセンサ部１０ｅのように、絶縁基板１７の被検知物とは反対側の表面に導体基板１９ｂが形成されていてもよい。この導体基板１９ｂを接地すれば、シールド部材として機能し、絶縁基板１７の裏面側からの電気力線の影響を無くして耐ノイズ性を高めることができる。また、導体基板１９ｂを上述したように検知電極１２と同電位に保持すれば、ガード電極として機能し、検知電極１２の検出感度をいっそう向上させることが可能である。
【００４４】
また、上記ではスペーサ１８が含まれる構成において、絶縁基板１７、ガード電極１９ａ，導体基板１９ｂ、が配置されているが、第１の絶縁体１４が配置された構成においても、これらは配置可能であり、例えば図１７に示すようなセンサ部１０ｆの構成などであってもよい。
【００４５】
また、銅箔（導体）上に配置する絶縁体は誘電率が高いものほど望ましい。なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、導体は必ずしも金属である必要はなく、伝導性シリコン、導電性塗料、導電繊維、メッキ等でも良い。また、実施例に用いた接地電極と、接地電極を取り囲む形状の検知電極との間には、接地電極および検知電極以外の回路を配置することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
静電容量の変化によって物体、人体等の接近又は距離を検出するセンサおよびシステムに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る静電容量式近接センサのセンサ部の断面図および検知回路を示す図である。
【図２】同近接センサの検知回路の詳細を示すブロック図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る静電容量式近接センサのセンサ部の断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る静電容量式近接センサのセンサ部の断面図である。
【図５】実施例で用いた検知電極及び接地電極の平面図である。
【図６】同実施例１の測定結果である被見地物の距離と電極の静電容量の変化との関係を示すグラフである。
【図７】同実施例２の測定結果である被見地物の距離と電極の静電容量の変化との関係を示すグラフである。
【図８】同実施例３の測定結果である被検知物の距離と電極の静電容量の変化との関係を示すグラフである。
【図９】同実施例４の測定結果である被検知物の距離と電極の静電容量の変化との関係を示すグラフである。
【図１０】同実施例５の測定結果である被検知物の距離と電極の静電容量の変化との関係を示すグラフである。
【図１１】同実施例６の測定結果である被検知物の距離と電極の静電容量の変化との関係を示すグラフである。
【図１２】同実施例７の測定結果である被検知物の距離と電極の静電容量の変化との関係を示すグラフである。
【図１３】比較例１の測定結果である被検知物の距離と電極の静電容量の変化との関係を示すグラフである。
【図１４】本発明の他の実施形態に係る静電容量式近接センサのセンサ部の断面図である。
【図１５】本発明の他の実施形態に係る静電容量式近接センサの検知回路の詳細を示すブロック図である。
【図１６】本発明の更に他の実施形態に係る静電容量式近接センサのセンサ部の断面図である。
【図１７】本発明の更に他の実施形態に係る静電容量式近接センサのセンサ部の断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ・・・センサ部
１２・・・検知電極
１３・・・接地電極
１４・・・第１の絶縁体
１５・・・導体
１６・・・第２の絶縁体
１７・・・絶縁基板
１８・・・スペーサ
１９ａ・・・ガード電極
１９ｂ・・・導体基板
２０ａ，２０ｂ・・・検知回路
２１・・・発振回路
２２・・・周波数検知回路
２３・・・判定回路
２４・・・制御回路
２５・・・バッファ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体の接近を静電容量の変化で検知する静電容量式近接センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の静電容量式近接センサとして、絶縁基板上の一方の面（検出面）に検知電極と接地電極とを形成し、他方の面（背面）に検知電極及び接地電極の形成領域を覆うようにシールド電極を形成することにより、検出面側に電気力線を集中させて、検出面の側方や背面の物体の影響を排除するようにした静電容量式近接センサが知られている（例えば特許文献１）。
【０００３】
このような静電容量式近接センサでは、検知電極と接地電極との間の静電容量に基づく周波数で発振する発振回路と、この発振回路の発振周波数を判別する判定回路とを含んだ検知回路を備え、この検知回路によって検知電極と接地電極とに物体が近接することによる静電容量の変化を検出して、物体の有無や距離を判別するようにしている。このような静電容量式近接センサの検知電極は、検知する物体との電極距離が極力近い方が検知感度が良く、直接電極が露出しているような形態が一番感度を大きくすることができる。
【特許文献１】特開２０００−４８６９４号公報(段落０００６，００１２，図１，図２)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の静電容量式近接センサでは、意匠上の問題や、製品への実装上の問題により電極面が外装表面に配置できない場合が多い。従って、本来発揮できるセンサの能力を犠牲にして、微小な変化を増幅などの手段を用いて検出せざるを得ない。従って、回路のＳＮ比は決して高いものではない。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、検出感度の良好な静電容量式近接センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る静電容量式近接センサは、検知電極と、前記検知電極と接地との間の静電容量を検出して前記検知電極に被検知物が接近したことを検知する検知回路とを備えた静電容量式近接センサにおいて、前記検知電極の前記被検知物側に空気よりも誘電率の高い所定厚の絶縁体を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る静電容量式近接センサは、検知電極と、前記検知電極と接地との間の静電容量を検出して前記検知電極に被検知物が接近したことを検知する検知回路とを備えた静電容量式近接センサにおいて、前記検知電極の前記被検知物側に電気的にフローティング状態で配置された導体とを備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る静電容量式近接センサは、検知電極と、接地電極と、前記検知電極と前記接地電極との間の静電容量を検出して前記検知電極及び前記接地電極に被検知物が接近したことを検知する検知回路とを備えた静電容量式近接センサにおいて、前記被検知物及び前記接地電極の前記被検知物側に誘電率が空気よりも高い所定厚の絶縁体を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る静電容量式近接センサは、検知電極と、接地電極と、前記検知電極と前記接地電極との間の静電容量を検出して前記検知電極及び前記接地電極に被検知物が接近したことを検知する検知回路とを備えた静電容量式近接センサにおいて、前記被検知物及び前記接地電極の前記被検知物側に電気的にフローティング状態で配置された導体とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の静電容量式近接センサによれば、検知電極と被検知物との間に、検知電極側に誘電率が空気よりも大きい絶縁体を配置している。この検知電極側に配置された絶縁体により、検知電極から放出される電気力線を導体に導き、見かけ上の電極が形成される。したがって、検知電極が外装表面に配置されない場合、外装面からの電極距離を見かけ上短くすることが可能になり、検知電極の感度を向上させることが可能となる。
【００１１】
また、本発明の他の静電容量式近接センサによれば、検知電極の上に電気的にフローティング状態で導体を配置するようにしているので、その導体が見かけ上の電極となり、検出感度を向上させることが可能となり、さらには、表面が水濡れ状態であっても検知電極と接地電極間の誘電率の変化は生じず、検知感度を維持することが可能となる。さらに、この絶縁体の上に導体を配置すれば、より感度を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
まず、図１及び図２を参照して、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る静電容量式近接センサのセンサ部の断面図および検知回路を示す図であり、図２は同近接センサの検知回路の詳細を示すブロック図である。
【００１４】
静電容量式近接センサは、センサ部１０ａと、検知回路２０ａにより構成されている。被検知物がセンサ部１０ａに接近すると、センサ部１０ａの静電容量が変化するので、検知回路２０ａによりこの変化を検出し、被検知物の識別が可能となる。
【００１５】
センサ部１０ａは、第１の絶縁体１４と、この第１の絶縁体１４の下面に配置された検知電極１２及び接地電極１３と、第１の絶縁体１４の上面に電気的にフローティング状態で配置された導体１５と、この導体１５の更に上面に配置された第２の絶縁体１６とを備えて構成されている。
【００１６】
検知電極１２及び接地電極１３は、例えば第１絶縁体１４上に装着された銅箔により形成され、図２に示すように検知電極１２は矩形環状型から下辺中央部を程切り取った形状であり、接地電極１３は、矩形部材とその中央部から面方向に突出した部材から形成されている。第１及び第２の絶縁体１４，１６は、誘電率が空気のそれよりも高い、例えばアクリル、ＡＢＳ等の樹脂からなる。
【００１７】
検知回路２０ａは、図２に示すように、検知電極１２および接地電極１３の間の静電容量に応じて発振周波数が変化する発振回路２１と、この発振回路２１の発振出力周波数の大きさを検知する周波数検知回路２２と、この周波数検知回路２２で検知された周波数の大きさに基づいて物体の近接、距離等を判定する判定回路２３と、これらの回路を制御する制御回路２４とを備えて構成されている。ここで発振回路２１に接続された検知電極１２には、発振出力に対応した交番電圧が与えられるが、接地電極１３は接地電位に固定される。周波数検知回路２２は、ローパスフィルタのような周波数を電圧に変換する周波数−電圧変換器、発振出力の例えば立ち上がりエッジを計数する周波数計数器等により構成することができる。判定回路２３は、電圧コンパレータやＣＰＵ等のプログラマブルデバイスにより構成することができる。制御回路２４は、例えば発振回路２１、周波数検知回路２２及び判定回路２３に使用される増幅器のゲイン調整用、及び温度、湿度等の外部環境の補正用の回路であり、判定回路２３と一緒に構成されても良い。
【００１８】
なお、以上の構成は検知回路の一例であって、この他にも、例えば一定の周波数で発振する発振回路と、この発振回路の出力パルスのデューティーを検知電極及び接地電極の静電容量で変化させる単安定マルチバイブレータと、この単安定マルチバイブレータの出力の平均値を出力するローパスフィルタにより検知回路を構成することもできる。
【００１９】
（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態に係る静電容量式近接センサのセンサ部の断面図である。第１の実施形態と異なる箇所は第１の絶縁体１４と第２の絶縁体１６の間に導体１５を配置していない点である。また、センサ部１０ｂは絶縁体を２つ用いて構成する必要性はなく、空気より誘電率が高い絶縁体であれば、単数あるいは複数であっても良い。その他、検知回路は第１の実施形態と同様のものを使用する。
【００２０】
（第３の実施形態）
図４は、本発明の第３の実施形態に係る静電容量式近接センサのセンサ部の断面図である。第１の実施形態と異なる箇所は、例えば、フレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）、リジッドプリント回路（ＲＰＣ）等により構成されたもので、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、又はエポキシ樹脂などの絶縁基板１７上に検知電極１２及び接地電極１３がパターン形成されている点である。さらに、第１の絶縁体１４の代わりに、絶縁体からなるスペーサ１８を介し、検知電極１２及び接地電極１３と導体１５の間に空気層が形成されている。その他、検知回路は第１の実施形態と同様のものを使用する。
【００２１】
（実施例）
次に、本発明の実施例を説明する。
本発明に係る静電容量式近接センサの効果を実証するために図５に示される電極１２、１３で構成されるセンサ部を使用して、静電容量の測定を行った。
【００２２】
図５に示すように、電極１３は３０ｍｍ角の部分と、この３０ｍｍ角の下辺中心部に接続された縦３５ｍｍ×横５ｍｍ角の部分とにより形成されている。電極１２は、電極１３から１０ｍｍのギャップを介し幅２５ｍｍの矩形環状型から下辺中央部を幅３０ｍｍ程切り取った形状を有している。ここで、電極１３を接地電位に接続して接地電極１３とし、電極１２を検知電極１２として図２の回路の所定のフィードバック経路に接続し、静電容量式近接センサを構成した。なお、電極１２，１３上には、表１の実施例１〜７及び比較例１の層を形成した。
【００２３】
【表１】
【００２４】
測定は、接地した被検知物の中心を図３の各ポイントＡ〜Ｉに垂直に下ろしながら行い、各ポイントまでの距離と電極１２，１３間の静電容量を測定した。
【００２５】
なお、測定結果は、絶縁体や、導体の大きさに依存して初期の静電容量が変わるので、距離間の静電容量の変化量（ｐＦ）で表している。電極面からの測定距離は、（比較例１のみ５，１０ｍｍ）１５，２０，２５，３０，４０，５０，７０，１００ｍｍとした。また、横軸の距離は例えば２０ｍｍと表示している箇所は、２０ｍｍから２５ｍｍの静電容量の差を表している。
【００２６】
以下、図６〜図１３を参照して、実施例１〜７及び比較例１の静電容量の変化の測定結果を説明する。
【００２７】
実施例１
上記電極１２，１３上に１００ｍｍ角、厚さ３ｍｍのアクリル板と、さらにその上に１００ｍｍ角、厚さ１０ｍｍ（厚さ５ｍｍの２枚重ね）のアクリル板を配置した。このような配置は図３に示されるセンサ部１０ｂと同様である。被検知物として１００ｍｍ角の銅箔を貼り付けた厚さ５ｍｍのアクリル板を用い、測定を行った。その結果を図６に示す。図６に示すように、２０ｍｍより遠方における静電容量の変化は０．５ｐＦ未満であり、２０ｍｍに近づいてから以降の静電容量の変化は０．７０〜１．０３ｐＦの変化量であった。
【００２８】
実施例２
電極１２，１３上に、スペーサ１８によって厚さ１０ｍｍ、１００ｍｍ角の空気層を形成し、この空気層の上に１００ｍｍ角の銅箔、さらに、この銅箔の上に１００ｍｍ角、厚さ３ｍｍのアクリル板を配置した。このような配置は図４で示されるセンサ部１０ｃと同様である。被検知物として１００ｍｍ角の銅箔を貼り付けた厚さ５ｍｍのアクリル板を用い、測定を行った。測定の結果を図７に示す。図７に示すように、２０ｍｍより遠方における静電容量の変化は０．５ｐＦ未満であり、２０ｍｍに近づいてから以降の静電容量の変化は０．８２ｐＦ〜０．５１ｐＦの変化量であった。
【００２９】
実施例３
電極１２、電極１３上に、１００ｍｍ角、厚さ１０ｍｍ（厚さ５ｍｍの２枚重ね）のアクリル板、このアクリル板の上に１００ｍｍ角の銅箔、さらに、この銅箔の上に１００ｍｍ角、厚さ３ｍｍのアクリル板を配置した。このような配置の概要は図１で示されるセンサ部１０ａと同様である。被検知物として１００ｍｍ角の銅箔を貼り付けた厚さ５ｍｍのアクリル板を用い、測定を行った。測定の結果を図８に示す。図８に示すように、２０ｍｍより遠方における静電容量の変化は０．５ｐＦ未満であり、２０ｍｍに近づいてから以降の静電容量の変化は０．８９〜１．８９ｐＦの変化量であった。実施例２と比較し、全体的に感度は高く、検出位置における感度にも大きな差が生じている。
【００３０】
実施例４
電極１２，１３上の構成を実施例２と同様にして、被検知物を１２０ｍｍ角の銅箔を貼り付けた厚さ５ｍｍのアクリル板に変え、測定を行った。測定の結果を図９に示す。図９に示すように、２０ｍｍより遠方における静電容量の変化は０．５ｐＦ未満であり、２０ｍｍに近づいてから以降の静電容量の変化は０．７１〜１．０４ｐＦの変化量であった。
【００３１】
実施例５
電極１２、１３上の公正を実施例３と同様にして、被検知物を１２０ｍｍ角の銅箔を貼り付けた厚さ５ｍｍのアクリル板に変え、測定を行った。測定の結果を図１０に示す。図１０に示すように、２０ｍｍより遠方における静電容量の変化は０．５ｐＦ未満であり、２０ｍｍに近づいてから以降の静電容量の変化は１．３７〜２．１１ｐＦの変化量であった。実施例４と比較し、全体的に感度は高く、検出位置における感度にも大きな差が生じた。
【００３２】
実施例６
電極１２，１３上の構成を実施例２と同様にして、被検知物を１８０ｍｍ角の銅箔を貼り付けた厚さ５ｍｍのアクリル板に変え、測定を行った。測定の結果を図１１に示す。図１１に示すように、２０ｍｍより遠方における静電容量の変化は０．５ｐＦ未満であり、２０ｍｍに近づいてから以降の静電容量の変化は０．７９〜１．２１ｐＦの変化量であった。
【００３３】
実施例７
電極１２，１３上の構成を実施例３と同様にして、被検知物を１２０ｍｍ角の銅箔を貼り付けた厚さ５ｍｍのアクリル板に変え、測定を行った。測定の結果を図１２に示す。図１２に示すように、２０ｍｍより遠方における静電容量の変化は０．５ｐＦ未満であり、２０ｍｍに近づいてから以降の静電容量の変化は２．０８〜２．１８ｐＦの変化量であった。実施例６と比較し、全体的に感度は高く、検出位置における感度のバラツキは小さくなった。
【００３４】
比較例１
電極１２，１３上に絶縁体及び導体などを配置せず、実施例１と同様の測定を行った。その結果を図１３に示す。図１３に示すように、２０ｍｍより遠方における静電容量の変化は０．５ｐＦ未満であり、２０ｍｍに近づいてから以降の静電容量の変化は０．２１〜０．３８ｐＦの変化量であった。
【００３５】
以上の実施例及び比較例より、実施例２，４，６から誘電率が略１である空気のギャップであっても導体を上に配置することにより実施例１に近い検出感度の向上が見られた。
【００３６】
また、比較例１における電極面から１０ｍｍの位置での静電容量の変化量を、実施例１〜７の電極面を用いることによって、１５ｍｍの位置において実現可能となっている。比較例１の１５ｍｍの位置では、０．４ｐＦ程度の変化量であり、実施例は略２〜５倍の改善となった。これらの検出感度の向上は、絶縁体或いは導体を電極面上に配置することにより、絶縁体或いは導体が見かけの電極となり、被検知物との距離が見かけ上短くなることから生じる。
【００３７】
また、被検知物を大きくするにつれて、静電容量の変化は大きくなり、測定位置における静電容量のバラツキは小さくなった。したがって、被検知物が大きければ感度良く測定が行え、一方被検知物が小さければ、検出面と水平方向の位置を検知することが可能となる。
【００３８】
次に、実施例１と実施例３について湿度の違いによる初期静電容量を測定した。
電極は実施例１、実施例３と同じものを使用し、表面に１００ｍｍ角の水で濡れたタオルを置いた時と、濡れたタオルがない状態で初期静電容量を測定した。測定結果は以下の表２に示す。
【００３９】
【表２】
【００４０】
表２より、上面に導体がある場合、濡れたタオルを載せた時でも初期容量の変化は見られない。これは、実施例１の条件では絶縁体を介して同一面上に検知電極と接地電極が存在しているため、高誘電率の水を含んだ物体を載せることによって両電極間の誘電率が高まるからである。静電容量式近接センサとしては、この変化量はかなり大きく、誤作動の可能性が高い。一方、実施例３のように、導体が検知電極の上にある場合、検知電極から放出される電気力線が電気的に導体に導かれ、検知電極上の導体は見かけ上の検知電極となる。しかし、導体は電気的にフローティング状態であるので、同一面内には検知電極のみが存在することになる。したがって、この検知電極と接地電極の間の誘電率は、濡れたタオルを載せる前と後では変わらず同じなので初期容量は変化しない。
【００４１】
上記実施例および比較例から、本発明の一実施形態により、静電容量式近接センサの検出感度は高まることが明らかとなった。さらには、センサ部の表面が水濡れ状態であっても検知感度を維持できることが明らかとなった。
【００４２】
（他の実施形態）
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、図１４に示すセンサ部１０ｄのように、絶縁基板１７の被検知物側の検知電極１２と接地電極１３の間にガード電極１９ａが形成されてあっても良い。ここで、図１５に示すように、このガード電極１９ａには、検知回路２０ｂに備えられたバッファ２５を介して、検知電極１２からの信号と同位相および同電圧の信号が出力されている。このガード電極１９ａにより、検知電極１２と接地電極１３の間の寄生容量を抑制することができるので、より検出感度を向上させることが可能となる。
【００４３】
また、図１６に示すセンサ部１０ｅのように、絶縁基板１７の被検知物とは反対側の表面に導体基板１９ｂが形成されていてもよい。この導体基板１９ｂを接地すれば、シールド部材として機能し、絶縁基板１７の裏面側からの電気力線の影響を無くして耐ノイズ性を高めることができる。また、導体基板１９ｂを上述したように検知電極１２と同電位に保持すれば、ガード電極として機能し、検知電極１２の検出感度をいっそう向上させることが可能である。
【００４４】
また、上記ではスペーサ１８が含まれる構成において、絶縁基板１７、ガード電極１９ａ，導体基板１９ｂ、が配置されているが、第１の絶縁体１４が配置された構成においても、これらは配置可能であり、例えば図１７に示すようなセンサ部１０ｆの構成などであってもよい。
【００４５】
また、銅箔（導体）上に配置する絶縁体は誘電率が高いものほど望ましい。なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、導体は必ずしも金属である必要はなく、伝導性シリコン、導電性塗料、導電繊維、メッキ等でも良い。また、実施例に用いた接地電極と、接地電極を取り囲む形状の検知電極との間には、接地電極および検知電極以外の回路を配置することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
静電容量の変化によって物体、人体等の接近又は距離を検出するセンサおよびシステムに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る静電容量式近接センサのセンサ部の断面図および検知回路を示す図である。
【図２】同近接センサの検知回路の詳細を示すブロック図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る静電容量式近接センサのセンサ部の断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る静電容量式近接センサのセンサ部の断面図である。
【図５】実施例で用いた検知電極及び接地電極の平面図である。
【図６】同実施例１の測定結果である被見地物の距離と電極の静電容量の変化との関係を示すグラフである。
【図７】同実施例２の測定結果である被見地物の距離と電極の静電容量の変化との関係を示すグラフである。
【図８】同実施例３の測定結果である被検知物の距離と電極の静電容量の変化との関係を示すグラフである。
【図９】同実施例４の測定結果である被検知物の距離と電極の静電容量の変化との関係を示すグラフである。
【図１０】同実施例５の測定結果である被検知物の距離と電極の静電容量の変化との関係を示すグラフである。
【図１１】同実施例６の測定結果である被検知物の距離と電極の静電容量の変化との関係を示すグラフである。
【図１２】同実施例７の測定結果である被検知物の距離と電極の静電容量の変化との関係を示すグラフである。
【図１３】比較例１の測定結果である被検知物の距離と電極の静電容量の変化との関係を示すグラフである。
【図１４】本発明の他の実施形態に係る静電容量式近接センサのセンサ部の断面図である。
【図１５】本発明の他の実施形態に係る静電容量式近接センサの検知回路の詳細を示すブロック図である。
【図１６】本発明の更に他の実施形態に係る静電容量式近接センサのセンサ部の断面図である。
【図１７】本発明の更に他の実施形態に係る静電容量式近接センサのセンサ部の断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ・・・センサ部
１２・・・検知電極
１３・・・接地電極
１４・・・第１の絶縁体
１５・・・導体
１６・・・第２の絶縁体
１７・・・絶縁基板
１８・・・スペーサ
１９ａ・・・ガード電極
１９ｂ・・・導体基板
２０ａ，２０ｂ・・・検知回路
２１・・・発振回路
２２・・・周波数検知回路
２３・・・判定回路
２４・・・制御回路
２５・・・バッファ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検知電極と、
前記検知電極と接地との間の静電容量を検出して前記検知電極に被検知物が接近したことを検知する検知回路と
を備えた静電容量式近接センサにおいて、
前記検知電極の前記被検知物側に空気よりも誘電率の高い所定厚の絶縁体
を備えることを特徴とする静電容量式近接センサ。
【請求項２】
検知電極と、
前記検知電極と接地との間の静電容量を検出して前記検知電極に被検知物が接近したことを検知する検知回路と
を備えた静電容量式近接センサにおいて、
前記検知電極の前記被検知物側に電気的にフローティング状態で配置された導体
を備えることを特徴とする静電容量式近接センサ。
【請求項３】
前記検知電極と前記導体との間に第１の絶縁体が配置されたことを特徴とする請求項２記載の静電容量式近接センサ。
【請求項４】
前記導体の前記被検知物側に第２の絶縁体
を備えることを特徴とする請求項２又は３記載の静電容量式近接センサ。
【請求項５】
前記検知電極の前記被検知物と反対側に配置された絶縁基板と、
該絶縁基板の前記被検知物と反対側に配置されたシールド材として機能する導体基板と
を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の静電容量式近接センサ。
【請求項６】
前記検知電極は矩形環状型から下辺中央部を切り取った形状であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の静電容量式近接センサ。
【請求項７】
前記検知電極に沿って前記検知電極とは絶縁状態で配置されたガード電極を備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の静電容量式近接センサ。
【請求項８】
前記検知電極に沿ってその他の回路が形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の静電容量式近接センサ。
【請求項９】
検知電極と、
接地電極と、
前記検知電極と前記接地電極との間の静電容量を検出して前記検知電極及び前記接地電極に被検知物が接近したことを検知する検知回路と
を備えた静電容量式近接センサにおいて、
前記被検知物及び前記接地電極の前記被検知物側に誘電率が空気よりも高い所定厚の絶縁体
を備えることを特徴とする静電容量式近接センサ。
【請求項１０】
検知電極と、
接地電極と、
前記検知電極と前記接地電極との間の静電容量を検出して前記検知電極及び前記接地電極に被検知物が接近したことを検知する検知回路と
を備えた静電容量式近接センサにおいて、
前記被検知物及び前記接地電極の前記被検知物側に電気的にフローティング状態で配置された導体
を備えることを特徴とする静電容量式近接センサ。
【請求項１１】
前記検知電極及び前記接地電極と前記導体との間に第１絶縁体が配置されたことを特徴とする請求項１０記載の静電容量式近接センサ。
【請求項１２】
前記導体の前記被検知物側に第２の絶縁体
を備えることを特徴とする請求項１０又は１１記載の静電容量式近接センサ。
【請求項１３】
前記検知電極及び前記接地電極の前記被検知物と反対側に配置された絶縁基板と、
該絶縁基板の前記被検知物と反対側に配置されたシールド材として機能する導体基板と
を備えることを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項記載の静電容量式近接センサ。
【請求項１４】
前記検知電極は前記接地電極を取り囲むように矩形環状型から下辺中央部を切り取った形状に形成されていることを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか１項記載の静電容量式近接センサ。
【請求項１５】
前記検知電極と前記接地電極の間に両電極とは絶縁状態で配置されたガード電極を備えることを特徴とする請求項９乃至１４のいずれか１項記載の静電容量式近接センサ。
【請求項１６】
前記検知電極と前記接地電極の間に、その他の回路が形成されていることを特徴とする請求項９乃至１４のいずれか１項記載の静電容量式近接センサ。
【請求項１】
検知電極と、
前記検知電極と接地との間の静電容量を検出して前記検知電極に被検知物が接近したことを検知する検知回路と
を備えた静電容量式近接センサにおいて、
前記検知電極の前記被検知物側に空気よりも誘電率の高い所定厚の絶縁体
を備えることを特徴とする静電容量式近接センサ。
【請求項２】
検知電極と、
前記検知電極と接地との間の静電容量を検出して前記検知電極に被検知物が接近したことを検知する検知回路と
を備えた静電容量式近接センサにおいて、
前記検知電極の前記被検知物側に電気的にフローティング状態で配置された導体
を備えることを特徴とする静電容量式近接センサ。
【請求項３】
前記検知電極と前記導体との間に第１の絶縁体が配置されたことを特徴とする請求項２記載の静電容量式近接センサ。
【請求項４】
前記導体の前記被検知物側に第２の絶縁体
を備えることを特徴とする請求項２又は３記載の静電容量式近接センサ。
【請求項５】
前記検知電極の前記被検知物と反対側に配置された絶縁基板と、
該絶縁基板の前記被検知物と反対側に配置されたシールド材として機能する導体基板と
を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の静電容量式近接センサ。
【請求項６】
前記検知電極は矩形環状型から下辺中央部を切り取った形状であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の静電容量式近接センサ。
【請求項７】
前記検知電極に沿って前記検知電極とは絶縁状態で配置されたガード電極を備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の静電容量式近接センサ。
【請求項８】
前記検知電極に沿ってその他の回路が形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の静電容量式近接センサ。
【請求項９】
検知電極と、
接地電極と、
前記検知電極と前記接地電極との間の静電容量を検出して前記検知電極及び前記接地電極に被検知物が接近したことを検知する検知回路と
を備えた静電容量式近接センサにおいて、
前記被検知物及び前記接地電極の前記被検知物側に誘電率が空気よりも高い所定厚の絶縁体
を備えることを特徴とする静電容量式近接センサ。
【請求項１０】
検知電極と、
接地電極と、
前記検知電極と前記接地電極との間の静電容量を検出して前記検知電極及び前記接地電極に被検知物が接近したことを検知する検知回路と
を備えた静電容量式近接センサにおいて、
前記被検知物及び前記接地電極の前記被検知物側に電気的にフローティング状態で配置された導体
を備えることを特徴とする静電容量式近接センサ。
【請求項１１】
前記検知電極及び前記接地電極と前記導体との間に第１絶縁体が配置されたことを特徴とする請求項１０記載の静電容量式近接センサ。
【請求項１２】
前記導体の前記被検知物側に第２の絶縁体
を備えることを特徴とする請求項１０又は１１記載の静電容量式近接センサ。
【請求項１３】
前記検知電極及び前記接地電極の前記被検知物と反対側に配置された絶縁基板と、
該絶縁基板の前記被検知物と反対側に配置されたシールド材として機能する導体基板と
を備えることを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項記載の静電容量式近接センサ。
【請求項１４】
前記検知電極は前記接地電極を取り囲むように矩形環状型から下辺中央部を切り取った形状に形成されていることを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか１項記載の静電容量式近接センサ。
【請求項１５】
前記検知電極と前記接地電極の間に両電極とは絶縁状態で配置されたガード電極を備えることを特徴とする請求項９乃至１４のいずれか１項記載の静電容量式近接センサ。
【請求項１６】
前記検知電極と前記接地電極の間に、その他の回路が形成されていることを特徴とする請求項９乃至１４のいずれか１項記載の静電容量式近接センサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００７−１８８３９（Ｐ２００７−１８８３９Ａ）
【公開日】平成１９年１月２５日（２００７．１．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１９８２９６（Ｐ２００５−１９８２９６）
【出願日】平成１７年７月７日（２００５．７．７）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月２５日（２００７．１．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月７日（２００５．７．７）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
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