DE19524884A1 - Device for object detection - Google Patents

Device for object detection

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DE19524884A1
DE19524884A1 DE1995124884 DE19524884A DE19524884A1 DE 19524884 A1 DE19524884 A1 DE 19524884A1 DE 1995124884 DE1995124884 DE 1995124884 DE 19524884 A DE19524884 A DE 19524884A DE 19524884 A1 DE19524884 A1 DE 19524884A1
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Kazunori Kawashima
Hajime Oda
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Abstract

An object proximity sensing system comprises an oscillator 1 which includes a sensor 4, the capacitance of which changes in response to the proximity of an object to be sensed, such a change in capacitance causing a corresponding change in the oscillator output. The output P1 of the oscillator is applied to a discriminating circuit 2 the output level of which depends on the rate of change of the oscillator output and hence on the speed at which an object is approaching or receding from the sensor. The output P5 of the discriminating circuit is then applied to an output circuit 3 in which it is compared with a threshold value to set the detection level of the sensing system such that slow variations in the oscillator output due for example to environmental changes do not cause erroneous operation of the sensing system. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Erfas­ sungsvorrichtungen, die feststellen, ob sich ihnen ein menschlicher Körper oder ein anderer Gegenstand nähert oder sich von ihnen entfernt, und insbesondere eine der­ artige Vorrichtung zur Gegenstandserfassung, die anhand einer Kapazitätsänderung feststellt, ob sich ihr ein menschlicher Körper oder ein Gegenstand nähert oder sich von ihr entfernt.The present invention relates to the field of detection devices that determine whether you are aware of them human body or another object is approaching or away from them, and especially one of the like device for object detection based on a change in capacity determines whether you human body or object approaches or approaches removed from it.

Aus der Gebrauchsmusteranmeldung JP 63-3624-A ist eine Vorrichtung zur Gegenstandserfassung bekannt. In dieser Gegenstandserfassungsvorrichtung ist eine Erfassungselek­ trode an eine Impulsverzögerungsschaltung angeschlossen. Wenn sich ein Gegenstand der Erfassungselektrode nähert, wird die Verzögerungszeit des Impulses aufgrund von Kapazitätsänderungen zwischen der Erfassungselektrode und Masse geändert. Wenn die Impulsverzögerungszeit eine Referenzverzögerungszeit übersteigt, wird das Ausgangs­ signal invertiert.From the utility model application JP 63-3624-A is one Device for object detection known. In this Item detection device is a detection electrode trode connected to a pulse delay circuit. When an object approaches the detection electrode, the delay time of the pulse is due to Changes in capacitance between the detection electrode and Sizes changed. If the pulse delay time is one Exceeds the reference delay time, the output signal inverted.

Diese herkömmliche Vorrichtung zur Gegenstandserfassung besitzt den Vorteil, daß das Ausgangssignal im invertier­ ten Zustand bleibt, wenn sich der Gegenstand im Bereich innerhalb der Erfassungsreichweite bewegt. Diese Vorrich­ tung besitzt jedoch den Nachteil, daß sich ihre Betriebs­ eigenschaften in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur und von der Umgebungsfeuchtigkeit stark verändern. Wenn sich nämlich die Temperatur und/oder die Feuchtigkeit ändern, ändert sich die Erfassungsreichweite. Im schlimm­ sten Fall wird das Ausgangssignal selbst dann invertiert, wenn kein Gegenstand vorhanden ist; oder aber das Aus­ gangssignal wird selbst dann nicht invertiert, wenn sich der Gegenstand sehr nahe an der Erfassungsvorrichtung befindet. Auch bei einer plötzlichen Änderung der Tempe­ ratur und/oder bei einer Kondensation könnte das Aus­ gangssignal invertiert werden.This conventional device for object detection has the advantage that the output signal is inverted state remains when the object is in the area moved within the detection range. This device However, the device has the disadvantage that its operation properties depending on the ambient temperature and change greatly from the ambient humidity. If namely the temperature and / or the humidity change, the detection range changes. Im bad at best the output signal is inverted even then if there is no object; or the end output signal is not inverted even if the object very close to the detection device located. Even if the temp changes suddenly  rature and / or condensation could result can be inverted.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die obigen Probleme herkömmlicher Gegenstandserfassungsvor­ richtungen zu beseitigen und eine Vorrichtung zur Gegen­ standserfassung zu schaffen, die einen in ihrer Nähe befindlichen Gegenstand ohne fehlerhafte Funktion selbst dann sicher erfassen kann, wenn sich die Umgebungstempe­ ratur und/oder die Umgebungsfeuchtigkeit ändern und/oder eine Kondensation auftritt.It is therefore the object of the present invention problems of conventional object detection directions to eliminate and a device to counter create a state of the art, the one near you located object without faulty function itself can then be reliably detected when the surrounding temp Change temperature and / or the ambient humidity and / or condensation occurs.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zur Gegenstandserfassung, die die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale besitzt. Die abhängigen Ansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gerichtet.This object is achieved by a Device for object detection, which in the claim 1 specified features. The dependent claims are on preferred embodiments of the present Invention directed.

Damit die erfindungsgemäße Vorrichtung die Tatsache, daß sich ihr ein Gegenstand nähert, von der Tatsache unter­ scheiden kann, daß sich von ihr ein Gegenstand entfernt, enthält sie eine erste Ausgangsschaltung, die einen vorgegebenen Ausgangsimpuls erzeugt, wenn die Vorrichtung feststellt, daß sich ihr der Gegenstand nähert, und eine zweite Ausgangsschaltung, die einen vorgegebenen Aus­ gangsimpuls erzeugt, wenn die Vorrichtung feststellt, daß sich der Gegenstand von ihr entfernt.So that the device of the invention the fact that an object approaches it, from the fact below can divide that an object moves away from it, it contains a first output circuit, the one predetermined output pulse generated when the device realizes that the object is approaching her, and a second output circuit that a predetermined off gangsimpuls generated when the device determines that the object moves away from it.

Damit das Ausgangssignal dann, wenn sich der Gegenstand innerhalb der Erfassungsreichweite der Vorrichtung befin­ det, ähnlich wie im Stand der Technik im invertierten Zustand gehalten wird, ist eine dritte Ausgangsschaltung vorgesehen, die einen Ausgangsimpuls erzeugt, der an­ steigt, wenn die Erfassungsvorrichtung feststellt, daß sich der Gegenstand in ihrer Nähe befindet, und der abfällt, wenn die Vorrichtung feststellt, daß sich der Gegenstand nicht in ihrer Nähe befindet.So that the output signal when the subject within the detection range of the device det, similar to the prior art in inverted Is held state is a third output circuit provided that generates an output pulse that is applied to increases when the detector detects that the object is nearby, and the  drops when the device determines that the Item is not in their vicinity.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt; es zeigen:Other objects, features and advantages of the invention will become clear upon reading the following description preferred embodiments referring to the attached Reference to drawings; show it:

Fig. 1 ein Schaltbild einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Gegenstandser­ fassung; Fig. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of the device according to the invention for object detection;

Fig. 2 eine Schnittansicht zur Erläuterung des Aufbaus der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Gegenstandserfassung; Fig. 2 is a sectional view for explaining the structure of the device for object detection according to the invention;

Fig. 3 ein Zeitablaufdiagramm, das die Funktionsweise der Vorrichtung zur Gegenstandserfassung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung zeigt; Fig. 3 is a timing chart showing the operation of the object detection device according to the first embodiment of the present invention;

Fig. 4 ein Schaltbild einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Gegenstandser­ fassung; Fig. 4 is a circuit diagram of a second embodiment of the device for object detection;

Fig. 5 ein Zeitablaufdiagramm, das die Funktionsweise der Vorrichtung zur Gegenstandserfassung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung zeigt; Fig. 5 is a timing chart showing the operation of the object detection device according to the second embodiment of the present invention;

Fig. 6 ein Schaltbild einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Gegenstandser­ fassung; und Fig. 6 is a circuit diagram of a third embodiment of the device for object detection; and

Fig. 7 ein Zeitablaufdiagramm, das die Funktionsweise der dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Gegenstandserfassung zeigt. Fig. 7 is a timing chart showing the operation of the third embodiment of the device for object detection according to the invention.

In Fig. 1 ist ein Schaltbild einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Gegenstandserfas­ sung gezeigt. In Fig. 1 bezeichnen die Bezugszeichen TR1 bis TR3 Transistoren, die Bezugszeichen C1 bis C9 Konden­ satoren, die Bezugszeichen R1 bis R10 Widerstände, die Bezugszeichen VR1 und VR2 variable Widerstände, die Bezugszeichen Q1 und Q2 Verstärker wie etwa Operations­ verstärker und das Bezugszeichen D1 eine Diode. Das Bezugszeichen +V bezeichnet eine Spannungsquelle, während das Bezugszeichen GND die Masse bezeichnet.In Fig. 1, a circuit diagram of a first embodiment of the device for object detection solution is shown. In Fig. 1, reference numerals TR1 to TR3 denote transistors, reference numerals C1 to C9 capacitors, reference numerals R1 to R10 resistors, reference numerals VR1 and VR2 variable resistors, reference numerals Q1 and Q2 amplifiers such as operational amplifiers, and reference numeral D1 one Diode. The reference symbol + V denotes a voltage source, while the reference symbol GND denotes the ground.

Das Bezugszeichen 4 bezeichnet einen Wandler des Kapazi­ tätsänderungstyps (der im folgenden einfach als "Wandler" bezeichnet wird), in dem ein Kondensator aus einer aus einem leitenden Material hergestellten Sensorelektrode 5 und einem ebenfalls aus einem leitenden Material herge­ stellten Abschirmungsgehäuse 6 aufgebaut ist. Zur besse­ ren Verdeutlichung des Aufbaus des Wandlers 4 wird nun mit Bezug auf Fig. 2 der Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Gegenstandserfassung beschrieben.Reference numeral 4 denotes a converter of the capacitance change type (hereinafter simply referred to as a "converter") in which a capacitor is constructed of a sensor electrode 5 made of a conductive material and a shield case 6 also made of a conductive material. For better clarification of the structure of the converter 4 , the structure of an inventive device for object detection will now be described with reference to FIG. 2.

Das Bezugszeichen 10 bezeichnet eine Schaltungskarte, auf der die Schaltung von Fig. 1 angeordnet ist. Diese Schal­ tungskarte 10 ist in einem Abschirmungsgehäuse 6 in Form eines metallischen Kastens befestigt. Das Abschirmungsge­ häuse 6 ist mit einer vorgegebenen Stelle der Schaltung elektrisch verbunden. Zwischen dem Abschirmungsgehäuse 6 und der Sensorelektrode 5 wird ein Kondensator gebildet, wobei das Abschirmungsgehäuse 6 bewirkt, daß zur Sensor­ elektrode 5 und zur Schaltung kein äußeres Rauschen vor­ dringt. Numeral 10 denotes a circuit board on which the circuit of Fig. 1 is arranged. This circuit board 10 is fixed in a shield housing 6 in the form of a metallic box. The Abschirmungsge housing 6 is electrically connected to a predetermined location of the circuit. Between the shield housing 6 and the sensor electrode 5 , a capacitor is formed, the shield housing 6 causing the sensor electrode 5 and the circuit to penetrate no external noise.

Die Sensorelektrode 5 ist an der Schaltungskarte 10 mittels mehrerer Beine 5b, die um vorgegebene Strecken voneinander beabstandet sind, befestigt und außerdem mit der Schaltung elektrisch verbunden.The sensor electrode 5 is attached to the circuit card 10 by means of several legs 5 b, which are spaced apart from one another by predetermined distances, and is also electrically connected to the circuit.

Ein Kantenabschnitt 5a der Sensorelektrode 5 und ein Kantenabschnitt. 6a des Abschirmungsgehäuses 6 sind in der Weise angeordnet, daß sie voneinander um einen geeigneten Abstand, der in Abhängigkeit vom Gegenstandserfassungs­ vermögen bestimmt wird, getrennt sind. Obwohl sich in Fig. 2 die obere Oberfläche der Sensorelektrode 5 in derselben Ebene wie die obere Oberfläche des Kantenab­ schnitts 6a befindet, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Anordnung eingeschränkt.An edge section 5 a of the sensor electrode 5 and an edge section. 6 a of the shield housing 6 are arranged in such a way that they are separated from one another by a suitable distance, which is determined in dependence on the object detection ability. Although in the same plane as the upper surface of a Kantenab is in Fig. 2, the upper surface of the sensor electrode 5 section 6, the present invention is not limited to this arrangement.

Alternativ kann zwischen diesen beiden Oberflächen in Abhängigkeit vom Erfassungsvermögen eine Stufe vorgesehen sein. In einigen Fällen besitzt das Abschirmungsgehäuse keine Kastenform, sondern ist einfach durch eine Metall­ platte gegeben, die gegenüber der Sensorelektrode 5 angeordnet ist. Das obenbeschriebene Abschirmungsgehäuse 6 ist an einem aus Kunststoff oder dergleichen herge­ stellten Gehäuse 8 mittels eines herkömmlichen Verfahrens befestigt und durch einen hinteren Deckel 9 dicht ver­ schlossen.Alternatively, a step can be provided between these two surfaces depending on the detection capacity. In some cases, the shield housing has no box shape, but is simply given by a metal plate, which is arranged opposite the sensor electrode 5 . The above-described shield housing 6 is attached to a plastic or the like Herge made housing 8 by means of a conventional method and tightly closed by a rear cover 9 ver.

Wie in dieser Zeichnung durch die gestrichelte Linie gezeigt ist, verengt sich normalerweise der Erfassungsbe­ reich AR, in dem ein Gegenstand erfaßt wird, mit zuneh­ menden Abstand von der Sensorelektrode 5.As shown by the broken line in this drawing, the detection area AR in which an object is detected is normally narrowed with increasing distance from the sensor electrode 5 .

Das Bezugszeichen 1 (Fig. 1) bezeichnet einen Oszillator des Wien-Brücken-Typs, dessen Ausgang sich bei einer Änderung der Kapazität ändert, wenn sich ein Gegenstand dem Wandler 4 nähert oder sich von diesem entfernt. Eine Ausgangswelle (Frequenz und Spannung) P1 (Fig. 3) wird durch die Widerstandswerte des Widerstandes R5 und des variablen Widerstandes VR1 und außerdem durch den Kapazi­ tätswert des Kondensators C2 bestimmt. Da in diesem Fall der Wandler 4 zwischen die Basis von TR3 und dessen Emitter geschaltet ist, kann, falls sich die Kapazität des Wandlers 4 bei einer Annäherung des Gegenstandes verändert, infolgedessen die Ausgangsspannung (P1) geän­ dert werden. Es sollte darauf hingewiesen werden, daß, obwohl das Abschirmungsgehäuse 6 des Wandlers 4 mit Masse GND verbunden sein kann, der Wandler 4 zwischen die Basis und den Emitter geschaltet von TR3 ist, so daß, da die Spannung zwischen der Basis des Transistors und dessen Emitter im wesentlichen konstant ist, die Kapazität dieses Wandlers 4 unter normalen Bedingungen vernachläs­ sigt werden kann. Im Ergebnis kann, da es möglich ist, nur die durch die Annäherung des Gegenstandes bewirkte Kapazitätsänderung zu verwenden, eine Erfassungsvorrich­ tung mit hoher Empfindlichkeit geschaffen werden.Reference numeral 1 ( Fig. 1) denotes an oscillator of the Vienna Bridge type, the output of which changes when the capacitance changes as an object approaches or moves away from the transducer 4 . An output wave (frequency and voltage) P1 ( Fig. 3) is determined by the resistance values of the resistor R5 and the variable resistor VR1 and also by the capacitance value of the capacitor C2. In this case, since the converter 4 is connected between the base of TR3 and its emitter, if the capacitance of the converter 4 changes as the object approaches, the output voltage (P1) can consequently be changed. It should be noted that although the shield case 6 of the transducer 4 can be connected to ground GND, the transducer 4 is connected between the base and the emitter of TR3, so that since the voltage between the base of the transistor and its emitter is substantially constant, the capacity of this converter 4 can be neglected under normal conditions. As a result, since it is possible to use only the capacity change caused by the approach of the object, a detection device with high sensitivity can be created.

Der Transistor TR1 ist ein Transistor, der die Tempera­ tureigenschaften eines Betriebspunkts eines den Transi­ stor TR2 und die Widerstände R2 und R4 umfassenden Ver­ stärkers verbessern kann. Der Kondensator C1 wird für die Stabilisierung des Betriebspunkts von TR2 verwendet. Die Ausgangswelle, d. h. die Erfassungsempfindlichkeit wird durch Verwendung des variablen Widerstandes VR1 gesteu­ ert.The transistor TR1 is a transistor that controls the tempera ture characteristics of an operating point of a transi stor TR2 and Ver. comprising resistors R2 and R4 can improve. The capacitor C1 is used for the Stabilization of the operating point used by TR2. The Output shaft, d. H. the detection sensitivity becomes controlled by using the variable resistor VR1 ert.

Das Bezugszeichen 2 (Fig. 1) bezeichnet eine Ausgangsdis­ kriminatorschaltung, deren Ausgang sich bei einer ver­ hältnismäßig schnellen Änderung des Ausgangs des Oszilla­ tors 1 ändert. Die Ausgangsdiskriminatorschaltung 2 umfaßt die Diode D1, die Widerstände R7 und R8, die Kondensatoren C3 und C4 sowie den Transistor TR4. Die Diskriminatorschaltung 2 enthält ferner eine Spitzenwert- Erfassungsschaltung, die nach jeweils im wesentlichen einer Periode einer Wechselspannungswelle einen Spitzen­ wert der Wechselspannungswelle hält, ein Hochpaßfilter, das den Kondensator C5 und die Widerstände R9 und R10 enthält, sowie einen Wechselspannungsverstärker, der einen Verstärker Q1, die Widerstände R11 bis R14 sowie die Kondensatoren C6 und C7 enthält. Der Kondensator C7 dient dazu, das Rauschen mit verhältnismäßig hohen Fre­ quenzen zu beseitigen. Der Widerstand R13 dient dazu, den Ladevorgang des Kondensators C42 zu beschleunigen, wenn die Spannungsquelle eingeschaltet wird, und eine Zeit­ dauer bis zu einem stabilen Betrieb der Schaltung (Einschwingdauer) abzukürzen. Das Bezugszeichen 3 (Fig. 1) bezeichnet eine Ausgangsschaltung, die die Ausgangswelle der Ausgangsdiskriminatorschaltung 2 in einen Impuls umsetzt und einen Komparator, der einen Verstärker Q2, die Widerstände R16 und R17, den variablen Widerstand VR2 und den Kondensator C9 umfaßt, sowie eine Rauschbeseitigungsschaltung enthält, die den Widerstand R15 und den Kondensator C8 umfaßt. Ein Schwellenwert Vth des Komparators kann durch den variablen Widerstand VR2 gesteuert werden. Der Kondensator C9 dient dazu, den Schwellenwert Vth zu stabilisieren.Reference number 2 ( FIG. 1) denotes an output discriminator circuit, the output of which changes when the output of the oscillator 1 changes relatively quickly. The output discriminator circuit 2 comprises the diode D1, the resistors R7 and R8, the capacitors C3 and C4 and the transistor TR4. The discriminator circuit 2 further includes a peak detection circuit which holds a peak of the AC wave after substantially one period of an AC wave, a high-pass filter containing the capacitor C5 and the resistors R9 and R10, and an AC amplifier having an amplifier Q1, contains the resistors R11 to R14 and the capacitors C6 and C7. The capacitor C7 serves to eliminate the noise with relatively high frequencies. The resistor R13 serves to accelerate the charging process of the capacitor C42 when the voltage source is switched on, and to shorten a period of time until the circuit operates in a stable manner (settling time). Reference numeral 3 ( Fig. 1) denotes an output circuit which converts the output shaft of the output discriminator circuit 2 into a pulse and a comparator comprising an amplifier Q2, resistors R16 and R17, variable resistor VR2 and capacitor C9, and a noise canceling circuit includes the resistor R15 and the capacitor C8. A threshold value Vth of the comparator can be controlled by the variable resistor VR2. The capacitor C9 serves to stabilize the threshold value Vth.

In dem Zeitablaufdiagramm von Fig. 3 sind die Ausgangs­ spannungswellen P1 bis P6 (die im folgenden Ausgänge P1 bis P6 genannt werden) der Schaltung von Fig. 1 gezeigt. Eine Zeitperiode T1 gibt den anfänglichen Normalzustand an, in dem kein zu erfassender Gegenstand vorhanden ist. Eine Zeitperiode T2 gibt Zeitperioden an, in denen sich ein Gegenstand mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit in den Bereich innerhalb der Erfassungsreichweite des Wandlers 4 bewegt, diesen Erfassungsbereich durchquert und sich von diesem Erfassungsbereich entfernt. In einer Zeitperiode T3 ändern sich allmählich die Umgebungsbedin­ gungen wie etwa die Temperatur und/oder die Feuchtigkeit. In einer Zeitperiode T4 ändern sich die Umgebungsbedin­ gungen langsamer als während der Zeitperiode T2, jedoch schneller als während der Zeitperiode T3. Die Zeitperiode T5 gibt einen Normalzustand an, in dem sich die Umge­ bungsbedingungen nicht mehr ändern. Nun wird mit Bezug auf die Fig. 1 bis 3 die Funktionsweise der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung zur Gegenstandserfassung beschrieben.In the timing diagram of FIG. 3, the output voltage waves P1 to P6 (hereinafter referred to as outputs P1 to P6) of the circuit of FIG. 1 are shown. A time period T1 indicates the initial normal state in which there is no object to be detected. A time period T2 indicates time periods in which an object moves at a relatively high speed into the area within the detection range of the transducer 4 , crosses this detection area and moves away from this detection area. In a period of time T3, environmental conditions such as temperature and / or humidity gradually change. In a time period T4, the ambient conditions change more slowly than during the time period T2, but faster than during the time period T3. The time period T5 indicates a normal state in which the environmental conditions no longer change. Now the operation of the device according to the invention for object detection will be described with reference to FIGS . 1 to 3.

Da während der Zeitperiode T1 keine Zustandsänderung erfolgt, oszilliert der Oszillator 1 mit konstanter Frequenz und konstanter Amplitude, so daß der Ausgang P1 konstant ist. Der Ausgang P2 der Spitzenwert-Erfassungs­ schaltung, die die Diode D1, den Widerstand R7 und den Kondensator C3 enthält, ist ein Impulsstrom, der Hochfre­ quenzkomponenten enthält. Der Ausgang P3, der durch eine Impedanzumsetzungsschaltung und durch eine Glättungs­ schaltung, die den Kondensator C4 und den Widerstand R8 enthält, gegangen ist, wird im wesentlichen eine kon­ stante Gleichspannung. Die Impedanzumsetzungsschaltung dient dazu, eine Absenkung der Spannung des Ausgangs P2 zu verhindern. Im Ergebnis werden auch der Ausgang P4 des Hochpaßfilters und der Ausgang P5 des Wechselspannungs­ verstärkers zu konstanten Gleichspannungen. Da der Schwellenwert Vth des Komparators unter normalen Bedin­ gungen niedriger als die Spannung des Ausgangs P5 gesetzt ist, besitzt der Ausgang P6 des Komparators den Massepe­ gel.Since there is no change in state during the time period T1, the oscillator 1 oscillates at a constant frequency and constant amplitude, so that the output P1 is constant. The output P2 of the peak detection circuit, which includes the diode D1, the resistor R7 and the capacitor C3, is a pulse current containing high frequency components. The output P3, which has passed through an impedance conversion circuit and a smoothing circuit which contains the capacitor C4 and the resistor R8, becomes essentially a constant DC voltage. The impedance conversion circuit serves to prevent the voltage of the output P2 from lowering. As a result, the output P4 of the high-pass filter and the output P5 of the AC amplifier become constant DC voltages. Since the threshold value Vth of the comparator is set lower than the voltage of the output P5 under normal conditions, the output P6 of the comparator has the ground level.

Nun wird auf Fig. 2 Bezug genommen. Wenn ein Gegenstand 7 parallel zur Sensorelektrode 5 in der Figur von links nach rechts bewegt wird und den Erfassungsbereich AR erreicht (siehe durchgezogene Linie), diesen Erfassungs­ bereich durchläuft und sich dann vom Erfassungsbereich entfernt (siehe gestrichelte Linie), wird ein Zustand geschaffen, der zwischen der Zeitperiode T1 und der Zeitperiode T2 in Fig. 3 auftritt. Reference is now made to FIG . If an object 7 is moved parallel to the sensor electrode 5 in the figure from left to right and reaches the detection area AR (see solid line), passes through this detection area and then moves away from the detection area (see dashed line), a state is created which occurs between time period T1 and time period T2 in FIG. 3.

Da sich die Kapazität des Wandlers 4 ändert, wenn sich der Gegenstand dem Erfassungsbereich nähert, wird der Ausgang P1 des Oszillators 1 geändert. Aufgrund dieser Änderung wird auch der Ausgang P3 geändert. Da die Ände­ rung verhältnismäßig schnell erfolgt, wird die Gleich­ stromkomponente durch den ein Hochpaßfilter bildenden Kondensator C5 gekappt, so daß eine differentielle Welle P4 erzeugt wird. Der Ausgang P4 wird durch den Wechsel­ spannungsverstärker verstärkt und wird zum Ausgang P5.Since the capacitance of the transducer 4 changes as the object approaches the detection area, the output P1 of the oscillator 1 is changed. Because of this change, output P3 is also changed. Since the change takes place relatively quickly, the direct current component is capped by the capacitor C5 forming a high-pass filter, so that a differential wave P4 is generated. The output P4 is amplified by the AC voltage amplifier and becomes the output P5.

Der Ausgang P6 tritt nur in einer Zeitperiode auf, in der der Ausgang P5 den Schwellenwert Vth des Komparators übersteigt (d. h. während der Zeitperiode, in der in Fig. 3 der Ausgang P5 niedriger als der Schwellenwert Vth ist).The output P6 occurs only in a time period in which the output P5 exceeds the threshold value Vth of the comparator (ie during the time period in which the output P5 is lower than the threshold value Vth in FIG. 3).

Die Zeitperiode T3 entspricht dem Fall, in dem sich der Ausgang P1 des Oszillators 1 aufgrund von Umgebungsbedin­ gungen allmählich ändert. Da der Ausgang P3 eine Gleich­ spannungsänderung ist, handelt es sich um eine langsame Veränderung, so daß der Ausgang P4 nicht geändert wird. Im Ergebnis wird auch der Ausgang P5 nicht geändert, so daß kein Ausgang P6 erzeugt wird. Die Zeitperiode T4 repräsentiert den Fall, in dem sich die Umgebungsbedin­ gungen langsamer als während der Zeitperiode T2, jedoch schneller als während der Zeitperiode T3 verändern. Obwohl sich der Ausgang P3 ändert, ist diese Änderung langsamer als diejenige während der Zeitperiode T2. Daher kann diese Änderung durch das Hochpaßfilter und den Wechselspannungsverstärker nicht verstärkt werden. Der Ausgang P5 übersteigt den Schwellenwert Vth nicht, so daß kein Ausgang P6 erzeugt wird.The time period T3 corresponds to the case in which the output P1 of the oscillator 1 changes gradually due to environmental conditions. Since the output P3 is a DC voltage change, it is a slow change so that the output P4 is not changed. As a result, the output P5 is not changed, so that no output P6 is generated. The time period T4 represents the case in which the ambient conditions change more slowly than during the time period T2, but faster than during the time period T3. Although output P3 changes, this change is slower than that during time period T2. Therefore, this change cannot be amplified by the high-pass filter and the AC amplifier. The output P5 does not exceed the threshold value Vth, so that no output P6 is generated.

Während der Zeitperiode T5 treten ähnlich wie während der Zeitperiode T1 keine Zustandsänderungen auf, so daß kein Ausgang P6 erzeugt wird. During the time period T5 occur similarly to that during the Time period T1 no changes in state, so that no Output P6 is generated.  

Es sollte darauf hingewiesen werden, daß es möglich ist festzustellen, unter welcher Zustandsänderung der Ausgang erzeugt wird, indem die Schaltungskonstanten des Oszilla­ tors 1 und der Ausgangsdiskriminatorschaltung 2 geeignet eingestellt werden und indem außerdem der Schwellenwert Vth des Komparators der Ausgangsschaltung 3 geeignet eingestellt wird. Die Ausgangsschaltung ist nicht auf die in Fig. 1 gezeigte Ausführung eingeschränkt, sondern kann abgewandelt werden, indem z. B. ein Zeitgeber für die Ausgabe eines Impulses mit vorgegebener Breite verwendet wird.It should be noted that it is possible to determine the state change under which the output is generated by appropriately setting the circuit constants of the oscillator 1 and the output discriminator circuit 2 and also by appropriately setting the threshold value Vth of the comparator of the output circuit 3 . The output circuit is not limited to the embodiment shown in Fig. 1, but can be modified by z. B. a timer for the output of a pulse with a predetermined width is used.

In Fig. 4 ist ein Schaltbild einer zweiten Ausführungs­ form der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Gegenstandser­ fassung gezeigt. In Fig. 4 bezeichnet das Bezugszeichen 41 einen Oszillator, der Widerstände R41 bis R45, eine Diode D41, einen Komparator Q41 sowie den Wandler 4, der mit dem Wandler 4 der obenbeschriebenen ersten Ausfüh­ rungsform übereinstimmt, enthält. Das Tastverhältnis einer Ausgangsimpulswelle wird durch die Kapazitätsände­ rung verändert, die ihrerseits hervorgerufen wird, wenn sich ein Gegenstand in der Nähe der Sensorelektrode 5 des Wandlers 4 oder an einer von dieser Sensorelektrode 5 entfernten Stelle befindet. In dieser Schaltung ist das Abschirmungsgehäuse 6 des Wandlers 4 mit Masse GND ver­ bunden.In Fig. 4 is a circuit diagram of a second embodiment of the device for object detection according to the invention is shown. In Fig. 4, reference numeral 41 denotes an oscillator, the resistors R41 to R45, a diode D41, a comparator Q41 and the converter 4 , which corresponds to the converter 4 of the first embodiment described above, contains. The pulse duty factor of an output pulse wave is changed by the capacitance change, which in turn is caused when an object is in the vicinity of the sensor electrode 5 of the transducer 4 or at a location remote from this sensor electrode 5 . In this circuit, the shield housing 6 of the converter 4 is connected to ground GND.

Das Bezugszeichen 42 bezeichnet eine Ausgangsdiskrimina­ torschaltung, deren Ausgang bei einer verhältnismäßig schnellen Änderung des Ausgangs des Oszillators 1 geän­ dert wird. Die Ausgangsdiskriminatorschaltung 42 enthält eine Glättungsschaltung, die ihrerseits einen Widerstand R46 und einen Kondensator C41 umfaßt, sowie einen Wech­ selspannungsverstärker, der seinerseits einen Verstärker Q42, Widerstände R47 bis R51 und Kondensatoren C42 und C43 enthält. Der Kondensator C43 dient dazu, das Rauschen mit verhältnismäßig hoher Frequenz zu beseitigen. Der Widerstand R50 dient dazu, den Ladevorgang des Kondensa­ tors C42 beim Einschalten der Spannungsquelle abzukürzen und die Zeitdauer bis zur Stabilisierung des Schaltungs­ betriebs abzukürzen.Reference numeral 42 denotes an output discriminator gate circuit, the output of which is changed when the output of the oscillator 1 changes relatively quickly. The output discriminator circuit 42 includes a smoothing circuit, which in turn comprises a resistor R46 and a capacitor C41, and an AC voltage amplifier, which in turn contains an amplifier Q42, resistors R47 to R51 and capacitors C42 and C43. Capacitor C43 is used to remove the relatively high frequency noise. The resistor R50 serves to shorten the charging process of the capacitor C42 when the voltage source is switched on and to shorten the period of time until the circuit operation stabilizes.

Das Bezugszeichen 43 bezeichnet eine erste Ausgangsschal­ tung, die einen Komparator, einen Zeitgeber und eine Wellenformungsschaltung enthält. Der Schwellenwert Vth2 des Komparators kann durch einen variablen Widerstand V41 gesteuert werden. Wenn die Ausgangsspannung der Ausgangs­ diskriminatorschaltung 42 höher als der Schwellenwert Vth2 ist, wird an einem Ausgangsanschluß OUT1 ein Impuls ausgegeben.Numeral 43 denotes a first output circuit including a comparator, a timer and a waveform shaping circuit. The comparator threshold Vth2 can be controlled by a variable resistor V41. When the output voltage of the output discriminator circuit 42 is higher than the threshold Vth2, a pulse is output from an output terminal OUT1.

Ahnlich bezeichnet das Bezugszeichen 44 eine zweite Ausgangsschaltung, die einen Komparator, einen Zeitgeber, eine Wellenformungsschaltung und dergleichen enthält. Der Schwellenwert Vth3 des Komparators kann durch einen variablen Widerstand VR42 gesteuert werden. Wenn die Ausgangsspannung der Ausgangsdiskriminatorschaltung 42 niedriger als der Schwellenwert Vth3 ist, wird an einem Ausgangsanschluß OUT2 ein Impuls ausgegeben.Similarly, reference numeral 44 designates a second output circuit that includes a comparator, a timer, a waveform shaping circuit, and the like. The comparator threshold Vth3 can be controlled by a variable resistor VR42. When the output voltage of the output discriminator circuit 42 is lower than the threshold Vth3, a pulse is output from an output terminal OUT2.

Fig. 5 ist ein Zeitablaufdiagramm, das die Ausgangsspan­ nungswellen P41 bis P46 der in Fig. 4 gezeigten Schaltung (die im folgenden als Ausgänge P41 bis P46 bezeichnet werden) zeigt. Die Zeitperiode T41 bezeichnet einen anfänglichen Normalzustand, in dem kein zu erfassender Gegenstand vorhanden ist. Die Zeitperiode T42 ist eine Zeitperiode, in der sich ein Gegenstand mit verhältnismä­ ßig hoher Geschwindigkeit in den Erfassungsbereich des Wandlers 4 bewegt, diesen Bereich durchläuft und sich anschließend von diesem Bereich entfernt. Die Zeitperiode T43 bezeichnet einen Normalzustand, in dem sich die Umgebungsbedingungen nicht mehr ändern. Fig. 5 is a timing chart showing the output voltage waves P41 to P46 of the circuit shown in Fig. 4 (hereinafter referred to as outputs P41 to P46). The time period T41 denotes an initial normal state in which there is no object to be detected. The time period T42 is a time period in which an object moves at a relatively high speed into the detection area of the transducer 4 , passes through this area and then moves away from this area. The time period T43 denotes a normal state in which the ambient conditions no longer change.

Wenn sich ein Gegenstand an die Sensorelektrode 5 annä­ hert (Punkt tA in Fig. 5), wird die Kapazität des Wand­ lers 4 geändert, außerdem wird das Tastverhältnis des Impulses des Ausgangs P41 vom Oszillator 41 verringert, so daß die Spannung des Ausgangs P42 durch die Glättungs­ schaltung verringert wird. Der Ausgang P43 wird zu einer differentiellen Welle, die wegen des Kondensators C42 nur die Spannungsänderungskomponente des Ausgangs P42 ent­ hält. Der Ausgang P43 wird durch den Verstärker ver­ stärkt. Schließlich wird der Ausgang P44 des Wechselspan­ nungsverstärkers über den normalen Spannungspegel erhöht und dann auf den ursprünglichen Wert zurückgestellt. Wenn in diesem Zeitpunkt die Spannung des Ausgangs P44 größer oder gleich dem Schwellenwert Vth2 ist, kann in der ersten Ausgangsschaltung ein Ausgang P45 mit vorgegebener Breite erhalten werden.When an object approaches the sensor electrode 5 (point tA in Fig. 5), the capacitance of the converter 4 is changed, and the duty cycle of the pulse of the output P41 from the oscillator 41 is reduced, so that the voltage of the output P42 by the smoothing circuit is reduced. The output P43 becomes a differential wave, which only contains the voltage change component of the output P42 due to the capacitor C42. The output P43 is amplified by the amplifier. Finally, the output P44 of the AC voltage amplifier is increased above the normal voltage level and then reset to the original value. If the voltage of the output P44 is greater than or equal to the threshold value Vth2 at this time, an output P45 with a predetermined width can be obtained in the first output circuit.

Wenn sich hingegen der Gegenstand von der Sensorelektrode 5 entfernt (Punkt tB in Fig. 5), wird die Kapazität des Wandlers 4 verändert, außerdem wird das Tastverhältnis des Impulses des Ausgangs P41 vom Oszillator 41 auf das ursprüngliche Tastverhältnis zurückgestellt. Daher wird die Spannung des Ausgangs P42 auf den ursprünglichen Wert zurückgestellt und wird zu einer differentiellen Welle P43, die nur die Spannungsänderungskomponente des Aus­ gangs P42 enthält. Ähnlich wie im Annäherungsfall wird diese Spannung durch den Verstärker verstärkt. Am Ende weist der Ausgang P44 des Wechselspannungsverstärkers eine Spannungsänderung auf, in der der Pegel des Ausgangs niedriger als der normale Spannungspegel ist und dann auf den ursprünglichen Pegel zurückgestellt wird. Wenn dabei die Spannung des Ausgangs P44 unter den Schwellenwert Vth3 absinkt, wird in der zweiten Ausgangsschaltung der Ausgang P46 mit vorgegebener Breite erzeugt.If, on the other hand, the object moves away from the sensor electrode 5 (point tB in FIG. 5), the capacitance of the converter 4 is changed, and the pulse duty factor of the pulse of the output P41 from the oscillator 41 is reset to the original pulse duty factor. Therefore, the voltage of the output P42 is reset to the original value and becomes a differential wave P43 that contains only the voltage change component of the output P42. Similar to the approach, this voltage is amplified by the amplifier. At the end, the output P44 of the AC amplifier exhibits a voltage change in which the level of the output is lower than the normal voltage level and is then reset to the original level. If the voltage of the output P44 drops below the threshold value Vth3, the output P46 with a predetermined width is generated in the second output circuit.

Bei langsamen Änderungen der Umgebungsbedingungen werden ähnlich wie in der ersten Ausführungsform die Ausgänge P45 und P46 nicht geändert, da die Schaltungskonstanten in der Weise eingestellt worden sind, daß die Span­ nungsänderung von P44 zwischen den Schwellenwerten Vth2 und Vth3 liegt.With slow changes in environmental conditions similar to the outputs in the first embodiment P45 and P46 did not change because of the circuit constants have been set in such a way that the Span Change in P44 between the thresholds Vth2 and Vth3 lies.

Es sollte darauf hingewiesen werden, daß es in Fig. 4 möglich ist, eine dritte Ausgangsschaltung 11 zu verwen­ den (z. B. eine Setz/Rücksetz-Flipflopschaltung), die einen Ausgang P47 (OUT3) besitzt, der durch den Ausgang P45 gesetzt und durch den Ausgang P46 rückgesetzt wird. Außerdem kann das Signal ähnlich wie in der herkömmlichen Vorrichtung zur Gegenstandserfassung gehalten und ausge­ geben werden, wenn sich der Gegenstand in der Nähe der Sensorelektrode befindet.It should be noted that in Fig. 4 it is possible to use a third output circuit 11 (e.g. a set / reset flip-flop circuit) which has an output P47 (OUT3) which is set by the output P45 and is reset by output P46. In addition, the signal can be held and output similarly to the conventional object detection device when the object is near the sensor electrode.

Selbstverständlich können in der obenbeschriebenen Aus­ führungsform die Ausgänge OUT1, OUT2 und OUT3 einzeln verwendet oder beliebig miteinander kombiniert werden, um die tatsächliche Vorrichtung zu bilden.Of course, in the Aus the outputs OUT1, OUT2 and OUT3 individually used or combined in any order to form the actual device.

Fig. 6 ist ein Schaltbild einer dritten Ausführungsform, während Fig. 7 ein Zeitablaufdiagramm ist, das die Span­ nungswellen in einem Hauptabschnitt veranschaulicht. Die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 4 werden auch in Fig. 6 verwendet, um gleiche Elemente zu bezeichnen. Fig. 6 is a circuit diagram of a third embodiment, while Fig. 7 is a timing chart illustrating the voltage waves in a main section. The same reference numerals as in Fig. 4 are also used in Fig. 6 to designate the same elements.

In Fig. 6 bezeichnet das Bezugszeichen 64 eine erste Integratorschaltung, die einen Widerstand R61 und einen Kondensator C61 enthält. Das Bezugszeichen 65 bezeichnet eine zweite Integratorschaltung, die einen Widerstand R62 und einen Kondensator C62 enthält. Die Integrationskon­ stante der zweiten Integratorschaltung ist größer als diejenige der ersten Integratorschaltung gewählt. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Widerstandswert des Widerstandes R61 gleich demjenigen des Widerstandes R62, ferner ist die Kapazität des Kondensators C62 größer als diejenige des Kondensators C61 gewählt. Ein Differenzver­ stärker enthält einen Verstärker Q61, einen Widerstand R63 und einen Kondensator C63. Ferner ist eine Ausgangs­ diskriminatorschaltung 62 aus der ersten und aus der zweiten Integratorschaltung sowie aus dem Differenzver­ stärker aufgebaut.In Fig. 6, reference numeral 64 denotes a first integrator circuit that includes a resistor R61 and a capacitor C61. Numeral 65 denotes a second integrator circuit which includes a resistor R62 and a capacitor C62. The integration constant of the second integrator circuit is chosen to be greater than that of the first integrator circuit. In the present embodiment, the resistance value of the resistor R61 is equal to that of the resistor R62, and the capacitance of the capacitor C62 is selected to be larger than that of the capacitor C61. A difference amplifier contains an amplifier Q61, a resistor R63 and a capacitor C63. Furthermore, an output discriminator circuit 62 from the first and from the second integrator circuit as well as from the differential amplifier is constructed more strongly.

Wenn sich der Gegenstand der Sensorelektrode 5 des Wand­ lers 4 annähert (Punkt tA in Fig. 7), wird die Kapazität des Wandlers 4 geändert, ferner wird das Impulstastver­ hältnis des Ausgangs P41 des Oszillators 41 verringert. Der Ausgang P41 des Oszillators 41 wird in die erste und in die zweite Integratorschaltung eingegeben. Die Verrin­ gerung des Tastverhältnisses wird durch die Integrator­ schaltungen in eine Spannungsverringerung umgesetzt. Wie in Fig. 7 durch ΔP gezeigt, wird der Ausgang P62 der normale Wert im Zeitpunkt Δt1, während der Ausgang P63 der normale Wert im Zeitpunkt Δt2 wird.When the object of the sensor electrode 5 of the converter 4 approaches (point tA in FIG. 7), the capacitance of the converter 4 is changed, and the pulse duty ratio of the output P41 of the oscillator 41 is reduced. The output P41 of the oscillator 41 is input into the first and the second integrator circuit. The reduction in the duty cycle is implemented by the integrator circuits in a voltage reduction. As shown in FIG. 7 by ΔP, the output P62 becomes the normal value at the time Δt1, while the output P63 becomes the normal value at the time Δt2.

Ein solcher Zustand tritt auf, wenn die Spannung der Welle P63 höher als die Spannung der Welle P62 ist. Wenn sich jedoch der Gegenstand von der Sensorelektrode ent­ fernt (Punkt tB in Fig. 7), wird der Zustand in der Weise geändert, daß die Spannung der Welle P63 niedriger als die Spannung der Welle P62 ist. Die Ausgänge dieser zwei Integratorschaltungen sind im wesentlichen einander gleich oder weisen eine sehr kleine Differenz auf, wenn sich der Gegenstand weder in der Nähe der Sensorelektrode noch in einer Entfernung von ihr befindet und wenn die durch die Umgebungsbedingungen bewirkte Änderung langsam ist. Somit weist der Differenzverstärker eine sehr ge­ ringe Ausgangsveränderung auf. Im Ergebnis wird der Ausgang P64 des Differenzverstärkers wie in Fig. 7 ge­ zeigt geändert. Wenn sich der Gegenstand an die beiden Anschlüsse OUT1 und OUT2 annähert und sich von diesen entfernt, kann ein Ausgang ähnlich wie in der zweiten Ausführungsform erhalten werden.Such a condition occurs when the voltage of shaft P63 is higher than the voltage of shaft P62. However, when the object is removed from the sensor electrode (point tB in Fig. 7), the state is changed so that the voltage of the shaft P63 is lower than the voltage of the shaft P62. The outputs of these two integrator circuits are substantially the same as each other or have a very small difference when the object is neither near nor at a distance from the sensor electrode and when the change caused by the environmental conditions is slow. Thus, the differential amplifier has a very slight output change. As a result, the output P64 of the differential amplifier is changed as shown in FIG. 7. When the object approaches and moves away from the two terminals OUT1 and OUT2, an output similar to that in the second embodiment can be obtained.

Es sollte darauf hingewiesen werden, daß die Oszillator­ schaltung nicht auf den obenerläuterten Oszillator einge­ schränkt ist, sondern durch eine Schaltung verwirklicht sein kann, an die der Wandler 4 angeschlossen werden kann und deren Ausgang durch die Kapazitätsänderung geändert wird. Außerdem kann der Ausgangsdiskriminator durch einen anderen Ausgangsdiskriminator ersetzt sein, dessen Aus­ gang sich nicht ändert, wenn die Ausgangsänderung des Oszillators verhältnismäßig langsam ist, und dessen Ausgang sich stark ändert, wenn die Ausgangsänderung des Oszillators verhältnismäßig schnell ist.It should be noted that the oscillator circuit is not limited to the above-described oscillator, but can be realized by a circuit to which the converter 4 can be connected and whose output is changed by the change in capacitance. In addition, the output discriminator can be replaced by another output discriminator, the output of which does not change if the output change of the oscillator is relatively slow, and whose output changes greatly if the output change of the oscillator is relatively fast.

Schließlich kann die Ausgangsschaltung durch eine andere Ausgangsschaltung ersetzt sein, die den Ausgang der Ausgangsdiskriminatorschaltung in einen Impuls mit vorge­ gebener Spannung, mit vorgegebenem Strom und vorgegebener Breite umsetzt. Ferner kann zusätzlich eine Schaltung vorgesehen sein, die den Ausgang sperrt, wenn die Span­ nungsquelle eingeschaltet ist.Finally, the output circuit can be replaced by another Output circuit to be replaced, the output of the Output discriminator circuit in a pulse with pre given voltage, with given current and given Width implements. A circuit can also be used be provided, which blocks the output when the span source is switched on.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung tritt am Ausgangsan­ schluß nur dann ein Ausgangssignal auf, wenn sich ein Gegenstand in den Erfassungsbereich der Vorrichtung zur Gegenstandserfassung mit einer vorgegebenen Geschwindig­ keit bewegt oder sich mit einer vorgegebenen Geschwindig­ keit von diesem entfernt, und nur dann, wenn eine plötz­ liche Zustandsänderung auftritt, wenn sich der Gegenstand durch den Erfassungsbereich bewegt. Wenn daher während der Bewegung des Gegenstandes durch den Erfassungsbereich nur eine langsame Zustandsänderung auftritt, wird kein Ausgang erzeugt. Normalerweise ist eine Temperaturände­ rung und/oder eine Feuchtigkeitsänderung langsamer als eine Änderung, die bewirkt wird, wenn sich ein Gegenstand dem Erfassungsbereich annähert, so daß es möglich ist, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Gegenstandser­ fassung auf nachteilige Einflüsse, die durch Temperatur- und/oder Feuchtigkeitsschwankungen verursacht werden, nicht reagiert.In the arrangement according to the invention occurs at the exit include an output signal only when there is a Object in the detection area of the device Item capture at a given speed movement or at a given speed distance from this, and only if there is a sudden Liche change of state occurs when the subject moved through the detection area. Therefore, if during the movement of the object through the detection area  only a slow state change occurs, none Output generated. Usually there is a temperature change and / or a change in humidity slower than a change that is effected when there is an object approaches the detection area so that it is possible that the device according to the invention setting up adverse influences caused by temperature and / or moisture fluctuations are caused not reacted.

Da außerdem die Schaltungskonstanten geeignet eingestellt sind, ist es selbst dann, wenn eine Kondensation aufgrund von schnellen Temperatur- und/oder Feuchtigkeitsschwan­ kungen auftritt, möglich, daß die Gegenstandserfassungs­ vorrichtung fehlerfrei arbeitet.Because the circuit constants are also set appropriately it is even if there is condensation due to it of rapid temperature and / or humidity swans kung occurs, possible that the object detection device works correctly.

Ferner kann festgestellt werden, ob sich der Gegenstand der Gegenstandserfassungsvorrichtung nähert oder sich von dieser entfernt.It can also be determined whether the object approaching or approaching the object detection device this removed.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Gegenstandserfassung, gekennzeichnet durch
einen Oszillator (1), der einen Wandler (4) des Kapazitätsänderungstyps enthält, der seinerseits eine Sensorelektrode (5) und ein Abschirmungsgehäuse (6) enthält, und dessen Ausgang sich als Antwort auf eine Kapazitätsänderung ändert, die hervorgerufen wird, wenn sich ein Gegenstand dem Wandler (4) des Kapazitätsände­ rungstyps nähert oder sich von diesem entfernt,
eine Ausgangsdiskriminatorschaltung (2), deren Ausgang sich nicht verändert, wenn das Ausgangsänderungs­ verhältnis des Oszillators (1) kleiner oder gleich einem vorgegebenen Wert ist, und deren Ausgang sich verändert, wenn das Ausgangsänderungsverhältnis den vorgegebenen Wert übersteigt, und
eine Ausgangsschaltung (3), die den Ausgang der Ausgangsdiskriminatorschaltung (2) in eine vorgegebenen Ausgang umsetzt.
1. Device for object detection, characterized by
an oscillator ( 1 ) which includes a capacitance change type transducer ( 4 ) which in turn contains a sensor electrode ( 5 ) and a shield case ( 6 ) and whose output changes in response to a change in capacitance caused when an object changes approaching or moving away from the converter ( 4 ) of the capacity change type,
an output discriminator circuit ( 2 ) whose output does not change when the output change ratio of the oscillator ( 1 ) is less than or equal to a predetermined value, and whose output changes when the output change ratio exceeds the predetermined value, and
an output circuit ( 3 ) which converts the output of the output discriminator circuit ( 2 ) into a predetermined output.
2. Vorrichtung zur Gegenstandserfassung nach An­ spruch 1, gekennzeichnet durch
eine erste Ausgangsschaltung (43), die einen vorgegebenen Ausgangsimpuls erzeugt, wenn die Vorrichtung zur Gegenstandserfassung feststellt, daß sich ihr der Gegenstand nähert, und
eine zweite Ausgangsschaltung (44), die einen vorgegebenen Ausgangsimpuls erzeugt, wenn die Vorrichtung zur Gegenstandserfassung feststellt, daß sich der Gegen­ stand von ihr entfernt.
2. Device for object detection according to claim 1, characterized by
a first output circuit ( 43 ) which generates a predetermined output pulse when the object detection device detects that the object is approaching it, and
a second output circuit ( 44 ) which generates a predetermined output pulse when the object detection device determines that the object has moved away from it.
3. Vorrichtung zur Gegenstandserfassung nach An­ spruch 2, gekennzeichnet durch
eine dritte Ausgangsschaltung (11), die einen Ausgangsimpuls erzeugt, der dann, wenn die Vorrichtung zur Gegenstandserfassung feststellt, daß sich der Gegen­ stand sich ihr nähert, ansteigt und dann, wenn die Vor­ richtung zur Gegenstandserfassung feststellt, daß sich der Gegenstand von ihr entfernt, abfällt.
3. Device for object detection according to claim 2, characterized by
a third output circuit ( 11 ) which generates an output pulse which increases when the object detection device detects that the object is approaching it, and when the object detection device detects that the object is moving away from it , falls off.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1145033A3 (en) * 1999-08-02 2001-12-05 Zircon Corporation Apparatus having a single sensor for locating a concealed conductor energized by an alternating electric field
JP2001340318A (en) * 2000-05-31 2001-12-11 Secom Co Ltd Electrostatic capacity type measuring apparatus and respiration measuring apparatus
FR2844349B1 (en) * 2002-09-06 2005-06-24 Nanotec Solution CAPACITIVE SENSOR PROXIMITY DETECTOR
DE102006032372A1 (en) * 2005-07-19 2007-02-15 Preh Gmbh Capacitive rain sensor
JP2007139520A (en) * 2005-11-16 2007-06-07 Aisin Seiki Co Ltd Signal processor
JP4816487B2 (en) * 2007-02-13 2011-11-16 アイシン精機株式会社 Capacitance detection device
JP2011094997A (en) * 2009-10-27 2011-05-12 Alps Electric Co Ltd Wireless sensor apparatus
US9551804B1 (en) 2015-09-15 2017-01-24 Koninklijke Philips N.V. Motion detection device and corresponding method

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3233234A (en) * 1963-03-09 1966-02-01 Ferranti Packard Ltd Vehicle detector with battery storage element
DE2508706C2 (en) * 1974-05-02 1984-10-11 International Business Machines Corp., Armonk, N.Y. Circuit arrangement for coding data bit sequences
US4055129A (en) * 1975-07-16 1977-10-25 The Singer Company Digital differential capacitance proximity switch
US4031408A (en) * 1975-10-03 1977-06-21 George Ernest Holz Proximity switching system
GB1520074A (en) * 1976-03-29 1978-08-02 Sp Konstrukt Bjuro Promysh Avt Vehicle presence detector
DE3111684A1 (en) * 1981-03-25 1982-10-14 FHN-Verbindungstechnik GmbH, 8501 Eckental "ELECTRONIC CONTROL CIRCUIT FOR THE DRIVE MOTOR OF A LOWERABLE CAR WINDOW"
GB2125598B (en) * 1982-06-03 1986-01-15 Microsense Systems Ltd Induction loop vehicle detector
DE96568T1 (en) * 1982-06-09 1984-05-10 Deere & Co., 61265 Moline, Ill. METAL SEARCH ARRANGEMENT.
EP0175362A3 (en) * 1984-09-19 1988-12-07 Omron Tateisi Electronics Co. Capacitive-type detection device
DE3518282A1 (en) * 1985-05-22 1986-11-27 Raymond 8201 Schonstett Douw Redundant proximity switch
WO1989002635A1 (en) * 1987-09-16 1989-03-23 Simpson, Roland, Bruce Proximity sensor
GB2279750A (en) * 1993-07-10 1995-01-11 Paul Thomas Ryan Capacitive proximity sensor

Also Published As

Publication number Publication date
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GB9513852D0 (en) 1995-09-06
JPH0821741A (en) 1996-01-23

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