JP2008046070A - Object detection system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an object detection system capable of inhibiting production cost from increasing, low in price, little in affection from installation position and easy in execution of detection part. <P>SOLUTION: On one side of the film base material 1, a conductor layer 2 is formed and on the other side of the same the holding part 5 is joined and on the other side of holding part 5 to the film base material 1, the electrode for coupling 4 is fixed. This electrode for coupling 4 is connected to the detection circuit by the conductor 6, the electrode for coupling 4 and the conductor layer 2 are acting as a capacitor of the parallel flat plate capacitor type. In the detection circuit, the variation of static capacitance between the reference electrode (frame 7 etc.) and the detection electrode (conductive layer 2) is manually detected using the AC signal. Consequently, the whole conductive layer 2 can be simply made to act as detection electrode of the detection circuit part without directly attaching lead conductor to the conductor layer 2. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、各種の物体が接近したことを検出する物体検知システムに関し、詳しくは導電層を有した基板に接近し、あるいは接触する物体、人体の存在を検出する静電容量センサの構造に関する。   The present invention relates to an object detection system that detects that various objects have approached, and more particularly to a structure of a capacitance sensor that detects the presence of an object or human body that approaches or contacts a substrate having a conductive layer.

従来より、例えば窓ガラスの静電容量を検出する技術としては、窓ガラスに直接透明電極を形成し、雨や結露の検出する静電容量センサが知られている。さらに、導電性フィルムとアースされている窓の枠体との静電容量変化を検出する検出回路を備えたガラスセンサが提案されている(例えば特許文献1参照)。   Conventionally, as a technique for detecting the capacitance of a window glass, for example, a capacitance sensor that forms a transparent electrode directly on the window glass and detects rain or condensation has been known. Furthermore, a glass sensor having a detection circuit for detecting a change in capacitance between the conductive film and a grounded window frame has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

一方、最近の防犯に関しては、多層ラミネートや多層押し出しした積層フィルムが用いられてきている。この背景として、窓からの侵入が大幅に増加していることがある。警察庁の発表の「平成17年上半期の犯罪情勢」では、侵入窃盗の犯罪の手段に関して、「ガラス破り」の比率が最も高く、この傾向は数年続いている。
WO01/004857号公報
On the other hand, for recent crime prevention, multilayer laminates and multilayer extruded films have been used. The background may be a significant increase in intrusion from windows. According to the “Crime Situation in the First Half of 2005” announced by the National Police Agency, the ratio of “Glass Break” is the highest in terms of crimes for burglary and this trend has continued for several years.
WO01 / 004857

ところで、上述した従来の方法は、静電容量のガラスセンサとして非常によく考えられており、検出電極となる導電性フィルムの対極がアースされたガラス窓の枠体と決まっているので検出安定性に優れているが、検出電極となる導電性フィルム側の構造的には、フィルム上の導電性部分より検出回路へ電線等によって電気的に引き出す必要がある。
従って、フィルム基材上に電気信号引き出し用の電極部を別に形成する必要があり、導電性フィルム製作上で導電性膜の形成工程以外に、電気信号の接続用電極部の形成工程が必要になり、コストアップに繋がる。さらに、電気信号の引き出し電線があるので、フィルム上での接続点における強度や固定方法、引き廻し方法等、接続不具合を発生する要因が多々存在し、施工ミスによる接続点破損やガラス窓清掃時の不注意な動作による接続点破損等も発生する。
By the way, the above-mentioned conventional method is very well considered as a capacitance glass sensor, and since the counter electrode of the conductive film serving as the detection electrode is determined to be a grounded glass window frame, the detection stability is improved. However, in terms of the structure on the side of the conductive film serving as the detection electrode, it is necessary to electrically draw it from the conductive portion on the film to the detection circuit with an electric wire or the like.
Therefore, it is necessary to separately form an electrode part for extracting an electric signal on the film base material, and a process for forming an electrode part for connecting an electric signal is necessary in addition to the process for forming the conductive film in the production of the conductive film. It leads to cost increase. In addition, since there are lead wires for electrical signals, there are many factors that cause connection failures such as strength at the connection points on the film, fixing methods, routing methods, etc. The connection point may be damaged due to the careless operation.

そこで本発明は、製造コストの上昇を抑え、安価で設置場所の影響が少なく、検出部の施工が容易であるタッチセンサならびに容易に施工可能なガラスに貼合するフィルムセンサ等を実現でき、さらに侵入窃盗の犯罪で比率の高い「ガラス破り」に対応した防犯性の高いフィルムセンサ等を実現できる物体検知システムを提供することを目的とする。   Therefore, the present invention can realize a touch sensor that suppresses an increase in manufacturing cost, is inexpensive, has little influence on the installation location, and is easy to construct the detection unit, and a film sensor that is bonded to easily installable glass. An object of the present invention is to provide an object detection system capable of realizing a film sensor having a high crime prevention property corresponding to “glass breaking” which is a high percentage of crimes of burglary and theft.

上述の目的を達成するため、本発明の物体検知システムは、基板の一方の面に配置される検出電極として機能する導電層と、前記導電層の周辺に配置される基準電極と、前記基準電極と導電層との間の静電容量変化を検出することにより、外部物体が前記導電層に接近したことを検出する検出回路部と、前記基板の他方の面に配置された結合用電極部と、前記導電層と結合用電極部との間に発生する別の静電容量を利用して、交流的に検出のための信号を結合させる結合手段とを有することを特徴とする。
また本発明の物体検知システムは、前記基板の周囲に前記基準電極として機能する導電性を有する枠体が配置され、前記検出回路部と前記枠体との間を電気的に交流信号によって結合させる手段として、さらに別の結合用電極部を設けて静電容量を介して結合させることを特徴とする。
In order to achieve the above object, an object detection system according to the present invention includes a conductive layer functioning as a detection electrode disposed on one surface of a substrate, a reference electrode disposed around the conductive layer, and the reference electrode. A detection circuit unit that detects that an external object has approached the conductive layer by detecting a change in capacitance between the substrate and the conductive layer; and a coupling electrode unit disposed on the other surface of the substrate; And a coupling means for coupling a signal for detection in an alternating manner using another electrostatic capacitance generated between the conductive layer and the coupling electrode section.
In the object detection system of the present invention, a conductive frame functioning as the reference electrode is disposed around the substrate, and the detection circuit unit and the frame are electrically coupled by an AC signal. As a means, another coupling electrode part is provided and coupled via a capacitance.

また本発明の物体検知システムは、前記基板の周囲に枠状に形成された第1の導電層が配置され、さらに、前記第1の導電層の内側に絶縁状態で第2の導電層が配置され、前記検出回路部と前記第1、第2の導電層を結合させる手段として、前記基板の他方の面に形成されて前記検出回路部と接続された結合用電極部を設け、前記第1、第2の導電層にそれぞれ静電容量を介して結合させることを特徴とする。
また本発明の物体検知システムは、前記基板上にそれぞれ櫛型に形成された第1の導電層と第2の導電層が互いに絶縁状態で設けられ、かつ、第1の導電層の櫛の歯の間に第2の導電層の櫛の歯が入り込む状態で配置されてなり、前記検出回路部と前記第1、第2の導電層を結合させる手段として、前記基板の他方の面に形成されて前記検出回路部と接続された結合用電極部を設け、前記第1、第2の導電層にそれぞれ静電容量を介して結合させることを特徴とする。
In the object detection system of the present invention, a first conductive layer formed in a frame shape is disposed around the substrate, and a second conductive layer is disposed in an insulated state inside the first conductive layer. As a means for coupling the detection circuit unit and the first and second conductive layers, a coupling electrode unit formed on the other surface of the substrate and connected to the detection circuit unit is provided, The second conductive layer is coupled to the second conductive layer via a capacitance.
In the object detection system of the present invention, the first conductive layer and the second conductive layer formed in a comb shape on the substrate are provided in an insulated state, and the comb teeth of the first conductive layer are provided. The second conductive layer is disposed in a state where the comb teeth of the second conductive layer are inserted between the detection circuit portion and the first and second conductive layers, and is formed on the other surface of the substrate. And a coupling electrode unit connected to the detection circuit unit, and coupled to the first and second conductive layers via capacitances, respectively.

本発明の物体検知システムによれば、検出電極部として機能する導電層と、この導電層の周辺に配置される基準電極と、基準電極と導電層との間の静電容量変化を検出することにより、外部物体が前記導電層に接近したことを検出する検出回路部と、基板の他方の面に配置された結合用電極部と、導電層と結合用電極部との間に発生する別の静電容量を利用して、交流的に検出のための信号を結合させる結合手段とを有することから、従来技術のように基板上の導電性部分より検出回路へ電線等によって直接的に引き出すための電極部を設ける必要がなくなる。
したがって、導電層を有したガラスやフィルムの基板の製造工程において、導電層のコーティング作業だけで済み、電極部形成作業が不要であり、全体の工程が簡素化され従来技術よりも安価なコストで製造することができる。また、検出回路部からの電気信号線が直接的に電極部を介して基板の導電層に接続されていないので、施工ミスや保守時のトラブルによる接続用電極部での断線・破損等がなくなり、物体検知システム全体としての信頼性が飛躍的に向上する。
According to the object detection system of the present invention, a conductive layer functioning as a detection electrode unit, a reference electrode disposed around the conductive layer, and a change in capacitance between the reference electrode and the conductive layer are detected. Due to this, the detection circuit unit for detecting that an external object has approached the conductive layer, the coupling electrode unit disposed on the other surface of the substrate, and another generated between the conductive layer and the coupling electrode unit Since it has coupling means that couples signals for detection in an AC manner using electrostatic capacity, it is directly drawn out from the conductive part on the substrate to the detection circuit by electric wires or the like as in the prior art. There is no need to provide the electrode portion.
Therefore, in the manufacturing process of the glass or film substrate having the conductive layer, only the coating process of the conductive layer is required, the electrode part forming operation is unnecessary, the entire process is simplified, and the cost is lower than that of the prior art. Can be manufactured. In addition, since the electrical signal line from the detection circuit section is not directly connected to the conductive layer of the substrate via the electrode section, there is no disconnection or breakage in the connection electrode section due to construction mistakes or maintenance problems. The reliability of the entire object detection system is greatly improved.

また、例えば導電層を有したフィルム基材をガラス等の保持部に貼り付け、基板とすることができ、ガラスのフィルム基材とは反対面に電極部を貼り付けることが可能で、この場合も、検出回路部からの電気信号線が直接的に電極部を介して基板の導電層に接続されていないので、施工ミスや保守時のトラブルによる接続用電極部での断線・破損等がなくなり、物体検知システム全体としての信頼性が飛躍的に向上する。   Also, for example, a film base material having a conductive layer can be attached to a holding part such as glass to form a substrate, and an electrode part can be attached to the surface opposite to the glass film base material. However, since the electric signal line from the detection circuit section is not directly connected to the conductive layer of the substrate via the electrode section, there is no disconnection or breakage in the connection electrode section due to construction errors or maintenance troubles. The reliability of the entire object detection system is greatly improved.

また、例えば導電層を有したフィルム基材をガラス等の保持部に貼り付け、保持部を支える周囲の導電性枠体を検出回路部における基準電極として構成するとき、本発明においては、従来技術のように検出回路部と枠体を直接的に電気接続する方法と違い、交流的な間接結合方式であるため、施工が簡単となり、施工時または保守時における枠体と検出回路部との断線/破損トラブルがなくなり、信頼性が向上する。   For example, when a film base material having a conductive layer is attached to a holding portion such as glass and the surrounding conductive frame supporting the holding portion is configured as a reference electrode in the detection circuit portion, in the present invention, the conventional technique Unlike the method in which the detection circuit unit and the frame body are directly electrically connected as described above, the AC indirect coupling method simplifies the construction and disconnects the frame body and the detection circuit unit during construction or maintenance. / Eliminates damage and improves reliability.

さらに、導電層を有した基板において、導電性の部分(基準電極)をふたつ設け、各導電性部分の間に発生する静電容量の変化を検出する構成とし、各導電性部分の一部分の基板の反対面で検出回路部と交流的に間接接続させる方式とすることで、周囲の基準電極用の導電性枠体が不要になり基板面だけでセンシング機能を持たせることができ、例えば、枠体が樹脂製であっても動作可能である。また、検出回路部は基板面あるいは保持部に貼り付けるだけで済むので、施工の簡素化が図れる。   Further, in a substrate having a conductive layer, two conductive portions (reference electrodes) are provided to detect a change in capacitance generated between the conductive portions, and a substrate in a part of each conductive portion. By adopting a method in which the detection circuit unit is indirectly connected indirectly with the detection circuit unit on the opposite surface, a conductive frame for the surrounding reference electrode is not required, and a sensing function can be provided only on the substrate surface. Operation is possible even if the body is made of resin. In addition, since the detection circuit portion only needs to be attached to the substrate surface or the holding portion, the construction can be simplified.

そして、基板・導電層さらには結合用電極部等の透明性を高めた構成とすることで、施工後における内部の視認性を劣化させることがない。よって、一般住宅用の窓に貼り付けてガラスを破って建築物内に侵入する「ガラス破り」犯罪に対応した防犯フィルム分野においては、本発明による導電性を有したフィルムを用いることで、従来の進入防止機能にさらにプラスして、警報機能を有することが可能である。また、検出回路部は基板上あるいは保持部に貼り付けるだけの構成も可能であり、施工を非常に簡単にすることもできる。さらに地震災害時に発生するガラス飛散に対しても高い防止機能を併せ持つこともできる。   And by setting it as the structure which improved transparency, such as a board | substrate, a conductive layer, and also the electrode part for a coupling | bonding, the internal visibility after construction is not deteriorated. Therefore, in the crime prevention film field corresponding to the “glass breaking” crime that breaks the glass and intrudes into the building by pasting it on the window for ordinary houses, it is conventional by using the conductive film according to the present invention. It is possible to have an alarm function in addition to the entry prevention function. In addition, the detection circuit unit can be configured to be affixed on the substrate or the holding unit, and the construction can be greatly simplified. Furthermore, it can also have a high prevention function against glass scattering that occurs during an earthquake disaster.

また、導電層がキャリア密度2×1021cm−3以上である物質を含むことにより、プラズマ共鳴振動の作用で、近赤外線である約800nm以上の波長の光は、物質内部の自由電子(キャリア)と共鳴し反射されることから、熱線遮蔽機能を付与することができる。 In addition, since the conductive layer contains a substance having a carrier density of 2 × 10 21 cm −3 or more, light having a wavelength of about 800 nm or more, which is near infrared light, is caused by plasma resonance vibrations, and free electrons (carriers) inside the substance. ) And is reflected, it is possible to provide a heat ray shielding function.

また、近年普及してきたlow-eガラスには、熱線遮蔽機能を持たせるため、導電層を含んでいる。この導電層が基準電位と同電位になっていなければ(浮遊電位ならば)、あらためて導電層を形成することなく、ガラス面に検出回路部を貼り付けるだけで、センシング機能を持たせることができる。   In addition, low-e glass, which has been popular in recent years, includes a conductive layer in order to provide a heat ray shielding function. If this conductive layer is not at the same potential as the reference potential (if it is a floating potential), it is possible to provide a sensing function by simply attaching the detection circuit portion to the glass surface without forming a conductive layer again. .

また、本発明による導電性を有したフィルムを用いることで、住宅窓用の防犯フィルム以外にも、透明窓を有した展示棚やショーケースなどに貼り付け、触ると検出するタッチセンサとして機能しアナウンス等のガイドや警報等の防犯を行ったり、または住宅の壁紙などの一部に内蔵し、人間の手の接触を検出し各種制御を開始させるスイッチ機能としての活用も可能である。   Also, by using the conductive film according to the present invention, it functions as a touch sensor that detects when touched and attached to an exhibition shelf or a showcase with a transparent window in addition to a security film for residential windows. It can also be used as a switch function to start a variety of controls by detecting the contact of a human hand by providing guidance such as announcements, crime prevention such as warnings, or being incorporated in a part of the wallpaper of a house.

以下、本発明における物体検知システムの実施の形態について図面を用いて説明する。
図1は本発明の実施の形態による物体検知システムの基本的な構成を示す断面図である。
図において、フィルム基材1の片面には、ドライコーティング法もしくはウェットコーティング法などの成膜技術を活用して導電層2が形成されている。なお、必須ではないが、図示の例では、導電層2を保護する目的で、導電層2の表面に保護層3が施されている。
また、フィルム基材1のもう一方の片面には図示しない接着層を介して保持部5が接合されている。この保持部5はガラス板などであり、フィルム基材1と保持部5により、基板11が構成されている。
そして、この保持部5のフィルム基材1と反対の面には、図示しない接着剤を介して結合用電極部4が取り付けられている。この結合用電極部4からは電線6により検出回路部(図1では省略する)へと接続され、導電層2が検出回路部からみて検出電極として機能する。
Embodiments of an object detection system according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a sectional view showing a basic configuration of an object detection system according to an embodiment of the present invention.
In the figure, a conductive layer 2 is formed on one surface of a film substrate 1 by utilizing a film forming technique such as a dry coating method or a wet coating method. Although not essential, in the illustrated example, a protective layer 3 is applied to the surface of the conductive layer 2 for the purpose of protecting the conductive layer 2.
The holding part 5 is bonded to the other side of the film substrate 1 via an adhesive layer (not shown). The holding unit 5 is a glass plate or the like, and the substrate 11 is constituted by the film base 1 and the holding unit 5.
And the electrode part 4 for a coupling | bonding is attached to the surface opposite to the film base material 1 of this holding | maintenance part 5 via the adhesive agent which is not shown in figure. The coupling electrode portion 4 is connected to a detection circuit portion (not shown in FIG. 1) by an electric wire 6, and the conductive layer 2 functions as a detection electrode when viewed from the detection circuit portion.

ここで結合用電極部4と導電層2の間には保持部5があり、この保持部5を誘電体とする結合用電極部4と導電層2で構成される平行平板型のコンデンサとして動作する。そして、検出回路部では、後述する基準電極と検出電極(導電層2)との間の静電容量変化をみる電気信号として交流信号を用いる。よって、検出回路部から電線6を介して結合用電極部4に加えられた交流信号は、結合用電極部4と導電層2で構成されるコンデンサを介して導電層2に結合され、導電層2全体が基準電極に対しての検出電極として動作する。このように、従来技術のように導電層2から直接的に電気信号用の引き出し線を取り付けることなく、簡単に導電層2全体を検出回路部の検出電極として動作させることができる。   Here, there is a holding part 5 between the coupling electrode part 4 and the conductive layer 2, and it operates as a parallel plate type capacitor composed of the coupling electrode part 4 and the conductive layer 2 using the holding part 5 as a dielectric. To do. In the detection circuit unit, an AC signal is used as an electric signal for detecting a change in capacitance between a reference electrode (to be described later) and the detection electrode (conductive layer 2). Therefore, the AC signal applied from the detection circuit unit to the coupling electrode unit 4 via the electric wire 6 is coupled to the conductive layer 2 via the capacitor composed of the coupling electrode unit 4 and the conductive layer 2, and the conductive layer 2 as a whole operates as a detection electrode for the reference electrode. In this way, the entire conductive layer 2 can be easily operated as the detection electrode of the detection circuit unit without attaching an electrical signal lead line directly from the conductive layer 2 as in the prior art.

図2は本例における導電層を有したフィルム基材を窓ガラスに貼り付け、人物等の接触または接近等を検出するセンサに応用した概要図である。
図1で説明した導電層2を有したフィルム基材1がガラスなどの保持部5に貼り付けられ、その保持部5が導電性のある枠体7で固定されている。そして、検出回路部8からは電線6を介して結合用電極部4と繋がっており、結合用電極部4は接着剤等によって保持部5の導電層2を施した面とは反対面上に貼り付け処理され、結合用電極部4と導電層2からなる平行平板型コンデンサを介して、導電層2全体が検出電極として機能する。
一方、検出回路部8の基準電極としてはもうひとつの電線6によって引き出され、導電性を有した枠体7に直接接続されている。従って、導電層2と枠体7の間で静電容量が存在することになる。この導電層2と枠体7の周囲に人物などの誘電物質や金属などの導電体が接近もしくは接触すると、この静電容量に微弱な変化が生じる。実際の検出方法としては、検出電極である導電層2と基準電極である枠体7の間に交流信号を印加しておき、人物などの接近もしくは接触があると、この交流信号に変化を生じる。この微弱な変化分を増幅/判定処理することで検出が可能となる。
FIG. 2 is a schematic view of a film substrate having a conductive layer in this example applied to a window glass and applied to a sensor for detecting contact or approach of a person or the like.
The film substrate 1 having the conductive layer 2 described in FIG. 1 is attached to a holding part 5 such as glass, and the holding part 5 is fixed by a conductive frame 7. The detection circuit unit 8 is connected to the coupling electrode unit 4 via the electric wire 6, and the coupling electrode unit 4 is on the surface opposite to the surface of the holding unit 5 on which the conductive layer 2 is applied by an adhesive or the like. The entire conductive layer 2 functions as a detection electrode through a parallel plate type capacitor that is pasted and includes the coupling electrode portion 4 and the conductive layer 2.
On the other hand, the reference electrode of the detection circuit unit 8 is drawn out by another electric wire 6 and directly connected to the frame 7 having conductivity. Therefore, an electrostatic capacity exists between the conductive layer 2 and the frame body 7. When a dielectric substance such as a person or a conductor such as a metal approaches or contacts the conductive layer 2 and the frame 7, a slight change occurs in the capacitance. As an actual detection method, an AC signal is applied between the conductive layer 2 serving as a detection electrode and the frame body 7 serving as a reference electrode, and a change occurs in the AC signal when a person or the like approaches or touches. . Detection is possible by amplifying / determining the weak change.

次に図3は、検出電極側である導電層を有するフィルム基材1の構成は図2と同じであるが、検出回路部8の基準電極側である導電性を有した枠体7との接続方法を工夫した例である。
図2においては検出回路部8から電線6を介して枠体7に直接的に接続したが、図3に示す方式においては、枠体7の一部に比較的薄い絶縁体部9を配置し、その絶縁体部9の上に基準電極側での結合用電極部10を設け、ここから電線6を介して検出回路部8に接続する構造とした。図4に断面構造を示す。つまり、基準電極側においても絶縁体部9を誘電体として形成した平行平板型コンデンサ構造とすることによって、枠体7と結合用電極部10を交流的に結合させ、枠体7を検出回路部8における基準電極側として動作させるものである。
このことによって、検出回路部8の接続方法はそれぞれの結合用電極部(検出電極側の結合用電極部4および基準電極側の結合用電極部10)を保持部5の導電層2とは反対面上および枠体7の絶縁体部9上に貼り付けるだけで済み、施工が簡単になる。
Next, FIG. 3 shows the structure of the film substrate 1 having the conductive layer on the detection electrode side, which is the same as that in FIG. 2, but with the conductive frame 7 on the reference electrode side of the detection circuit unit 8. This is an example in which the connection method is devised.
In FIG. 2, the detection circuit unit 8 is directly connected to the frame body 7 via the electric wire 6. However, in the method shown in FIG. 3, a relatively thin insulator unit 9 is disposed on a part of the frame body 7. The coupling electrode portion 10 on the reference electrode side is provided on the insulator portion 9 and connected to the detection circuit portion 8 through the electric wire 6 from here. FIG. 4 shows a cross-sectional structure. That is, the parallel plate type capacitor structure in which the insulator portion 9 is formed as a dielectric also on the reference electrode side allows the frame body 7 and the coupling electrode portion 10 to be connected in an alternating manner, so that the frame body 7 is connected to the detection circuit portion. 8 is operated as the reference electrode side.
As a result, the connection method of the detection circuit unit 8 is such that each coupling electrode unit (the coupling electrode unit 4 on the detection electrode side and the coupling electrode unit 10 on the reference electrode side) is opposite to the conductive layer 2 of the holding unit 5. It is only necessary to affix on the surface and the insulator part 9 of the frame body 7, and the construction is simplified.

図5は、図3における考え方をさらに一歩進めたもので、導電層を有するフィルム基材1の周囲に基準電極となる導電性の枠体7を配置しなくてもすむ方式であり、フィルム基材1だけでセンシング機能を有するように構成したものである。
フィルム基材1にはふたつの導電性部分(第1、第2の導電層)が存在する。そのひとつがフィルム基材1の外周に近い部分に環状をなすように導電層2bが配置されている。また、もうひとつの導電性部分は環状型導電層2bの内側に位置し、大面積の導電層2aとして存在している。ふたつの導電層2aと2b間は導通していないものである。
そして、各導電層2a、2bの一部でそれぞれ最も近接した位置の保持部5の反対側に結合用電極部4aおよび4bが設けられている。この結合用電極部4a、4bが検出回路部8と一体構造となっており、図2および図3での電線6を不要とした構成になっている。
FIG. 5 is a further advancement of the concept in FIG. 3, which is a system that eliminates the need to dispose a conductive frame 7 serving as a reference electrode around the film substrate 1 having a conductive layer. The material 1 alone is configured to have a sensing function.
The film substrate 1 has two conductive portions (first and second conductive layers). The conductive layer 2b is arranged so that one of them forms a ring in a portion close to the outer periphery of the film substrate 1. The other conductive portion is located inside the annular conductive layer 2b and exists as a large-area conductive layer 2a. The two conductive layers 2a and 2b are not conductive.
The coupling electrode portions 4a and 4b are provided on the opposite side of the holding portion 5 at the closest position in a part of each of the conductive layers 2a and 2b. The coupling electrode portions 4a and 4b are integrated with the detection circuit portion 8, and the electric wire 6 in FIGS. 2 and 3 is unnecessary.

この部分を上方から見た断面図を図6に示す。ここで導電層2aと結合される結合用電極部4a側は検出回路部8における検出電極側であり、導電層2bと結合用電極部4bとが結合される側が検出回路部8における基準電極側である。つまり、導電層2bは図3における方式の導電性を有する枠体7と同じ働きをする。
よって、この導電層2aと導電層2bの周囲に人物などの誘電物質や金属などの導電体が接近もしくは接触すると、この静電容量に微弱な変化が生じ、検出電極側である導電層2aと基準電極側である導電層2bの間に交流信号を印加しておくと、人物などの接近もしくは接触があるとこの交流信号に変化を生じる。この微弱な変化分を増幅/判定処理することで周囲の状況変化を検出することが可能となる。この方式を採用することにより、窓枠での放熱を防ぎ保温性向上と結露防止、さらに軽量化のために最近登場した樹脂製の窓枠に対しても、センシング可能な導電層を有するフィルム基材として使用可能である。
A cross-sectional view of this part as viewed from above is shown in FIG. Here, the coupling electrode portion 4a side coupled with the conductive layer 2a is the detection electrode side in the detection circuit portion 8, and the side where the conductive layer 2b and coupling electrode portion 4b are coupled is the reference electrode side in the detection circuit portion 8. It is. That is, the conductive layer 2b functions in the same manner as the frame 7 having conductivity in the system shown in FIG.
Therefore, when a dielectric substance such as a person or a conductor such as a metal approaches or contacts the conductive layer 2a and the conductive layer 2b, a slight change occurs in the capacitance, and the conductive layer 2a on the detection electrode side If an AC signal is applied between the conductive layers 2b on the reference electrode side, a change occurs in the AC signal when a person or the like approaches or touches. By amplifying / determining this weak change, it is possible to detect a change in the surrounding situation. By adopting this method, the film base with a conductive layer that can be sensed even for resin-made window frames that have recently appeared to prevent heat dissipation from the window frame, improve heat retention, prevent condensation, and reduce weight. It can be used as a material.

次に図7であるが、基本的には図5と同じ考え方であり、フィルム基材上に導電性部分(第1、第2の導電層)をふたつ配置し、その間の静電容量変化を検出する方法であるが、導電性部分の形状を変えたものである。
まず、導電層2aがフィルム基材1上で櫛型状に形成され、さらに導電層2bもフィルム基材1上で櫛型に形成されている。しかし、その配置する位置は導電層2aにおける櫛の歯の隙間に、導電層2bの櫛の歯が存在する位置関係であり、さらに、導電層2a、2bの間が導通しないように配置されている。そして図5と同様に、各導電層2a、2bの一部でそれぞれ最も近接した位置の保持部5の反対側に結合用電極部4aおよび4bが設けられている。この結合用電極部4a、4bが検出回路部8と一体構造となっており、図2および図3での電線6を不要とした構成になっている。
検出原理については図5と同様であるが、図7の方式のほうが検出電極側である導電層2aと基準電極側である導電層2bとの対向する辺が多いので、フィルム基材1全面において比較的均一に検出することができる。
なお、図5および図7はフィルム基材1上にふたつの導電層を設ける方式の一例を示すものであり、他の配置パターンであっても本発明の意図するところに含まれる。
Next, FIG. 7 is basically the same idea as FIG. 5, and two conductive portions (first and second conductive layers) are arranged on the film substrate, and the capacitance change between them is changed. Although it is a detection method, the shape of the conductive portion is changed.
First, the conductive layer 2 a is formed in a comb shape on the film substrate 1, and the conductive layer 2 b is also formed in a comb shape on the film substrate 1. However, the arrangement position is a positional relationship in which the comb teeth of the conductive layer 2b exist in the gaps of the comb teeth in the conductive layer 2a, and further, the conductive layers 2a and 2b are arranged so as not to conduct. Yes. Similarly to FIG. 5, coupling electrode portions 4a and 4b are provided on the opposite side of the holding portion 5 at the closest position in a part of each of the conductive layers 2a and 2b. The coupling electrode portions 4a and 4b are integrated with the detection circuit portion 8, and the electric wire 6 in FIGS. 2 and 3 is unnecessary.
The detection principle is the same as in FIG. 5, but the method of FIG. 7 has more opposing sides of the conductive layer 2a on the detection electrode side and the conductive layer 2b on the reference electrode side. It can be detected relatively uniformly.
5 and 7 show an example of a system in which two conductive layers are provided on the film substrate 1, and other arrangement patterns are included in the intended scope of the present invention.

また、フィルム基材1、導電層2、結合用電極4、さらにはその他必要に応じて形成される保護層3等の薄膜層において、透明性を高めた構成とすることで、施工後における内部の視認性を劣化させることがない。よって、一般住宅用の窓に貼り付けてガラスを破って建築物内に侵入する「ガラス破り」犯罪に対応した防犯フィルム分野においては、本発明による導電性を有したフィルムを用いることで、従来の進入防止機能にさらにプラスして、警報機能を有することが可能である。また、検出回路部はフィルム基材上に貼り付けるだけの構成も可能であり、施工を非常に簡単にすることもできる。
さらに、本発明による導電性を有したフィルムを用いることで、住宅窓用の防犯フィルム以外にも、透明窓を有した展示棚やショーケースなどに貼り付け、触ると検出するタッチセンサとして機能しアナウンス等のガイドや警報等を行うためのスイッチ的な機能としての活用も可能である。
In addition, in the thin film layer such as the film base 1, the conductive layer 2, the coupling electrode 4, and the protective layer 3 formed as necessary, the internal structure after the construction is improved. Visibility is not degraded. Therefore, in the crime prevention film field corresponding to the “glass breaking” crime that breaks the glass and intrudes into the building by pasting it on the window for ordinary houses, it is conventional by using the conductive film according to the present invention. It is possible to have an alarm function in addition to the entry prevention function. In addition, the detection circuit unit can be configured to be affixed on the film substrate, and the construction can be made very simple.
Furthermore, by using the conductive film according to the present invention, it functions as a touch sensor that is detected when touched and attached to an exhibition shelf or a showcase with a transparent window in addition to a security film for residential windows. It can also be used as a switch function for giving announcements and warnings.

次に、検出電極側と基準電極側の間に生じる静電容量の変化を捉える方法について説明する。実際の方式においては各種検出方法が用いられる。例えば、静電容量の変化に伴う発振器の発振周波数の変化を検出するものや電極部でのインピーダンス変化を捉えることも考えられるが特に限定されるものではない。   Next, a method for capturing a change in capacitance that occurs between the detection electrode side and the reference electrode side will be described. Various detection methods are used in the actual system. For example, it is conceivable to detect a change in the oscillation frequency of the oscillator accompanying a change in capacitance, or to detect a change in impedance at the electrode portion, but it is not particularly limited.

本実施の形態では、図8に示すように、検出方式として最も簡単で一般的な方法であるブリッジ回路81を適用している。これは抵抗ブリッジ回路において抵抗素子をコンデンサに置換え、印加する信号源を交流信号発振部82にした回路である。ここで、通常の状態(侵入者が接近していない、もしくは接触していない場合)でのブリッジ回路から検出電極側であるフィルム基材1側をみた総合的な容量をCsとし、ブリッジ回路の各辺に配置してある容量値をそれぞれ図8のようにC1、C2、C4とする。また、これらの容量のインピーダンスは下記のように表される。
静電容量 : C1 インピーダンス Z1=1/ωC1
静電容量 : C2 インピーダンス Z2=1/ωC2
静電容量 : C4 インピーダンス Z4=1/ωC4
静電容量 : Cs インピーダンス Zs=1/ωCs
ただし、ωは交流信号の振動の角周波数とする。
通常の状態(侵入者が接近していない、もしくは接触していない場合)でのCsにおいて、ブリッジ回路のA点およびB点での信号レベルが等しいとき、つまりブリッジ回路が平衡状態であるとき、各インピーダンスの関係は Z1・Zs=Z2・Z4 となる。これは C1・Cs=C2・C4 でもある。従って、通常状態でのCsにおいて、コンデンサC1、C2、C4が上記の関係が成立するように値を選定すればよい。
In the present embodiment, as shown in FIG. 8, a bridge circuit 81, which is the simplest and general method as a detection method, is applied. This is a circuit in which a resistance element is replaced with a capacitor in a resistance bridge circuit, and an applied signal source is an AC signal oscillation unit 82. Here, Cs is a total capacity of the bridge circuit in the normal state (when the intruder is not approaching or not in contact) and the film substrate 1 side that is the detection electrode side is viewed as Cs. The capacitance values arranged on each side are C1, C2, and C4 as shown in FIG. Moreover, the impedance of these capacitors is expressed as follows.
Capacitance: C1 impedance Z1 = 1 / ωC1
Capacitance: C2 impedance Z2 = 1 / ωC2
Capacitance: C4 impedance Z4 = 1 / ωC4
Capacitance: Cs impedance Zs = 1 / ωCs
Where ω is the angular frequency of the AC signal vibration.
When the signal level at point A and point B of the bridge circuit is equal in Cs in a normal state (when an intruder is not approaching or in contact), that is, when the bridge circuit is in an equilibrium state, The relationship between each impedance is Z1 · Zs = Z2 · Z4. This is also C1 · Cs = C2 · C4. Therefore, the values may be selected so that the above-described relationship is established for the capacitors C1, C2, and C4 in Cs in the normal state.

また、侵入者が検出電極側であるフィルム基材1に接近、もしくは接触すると、通常状態での検出−基準電極間の容量Cs0に、侵入者の浮遊容量が加わり、全体の静電容量Csが変化するため、ブリッジ回路の平衡状態が崩れ、ブリッジ回路のA点およびB点の信号レベルに差異を生じる。この差異レベルを次段の差動増幅器83によって増幅され、図示しない後段によって直流化およびレベル判定処理等を行って、侵入者の接近、もしくは接触の判断をしている。
そして、この判断結果を基にしてコントローラや警報器と組み合わせることにより警報システム(図示せず)が構成でき、防犯システムとして機能させることが可能となる。
Further, when the intruder approaches or comes into contact with the film substrate 1 on the detection electrode side, the stray capacitance of the intruder is added to the capacitance Cs0 between the detection and the reference electrode in the normal state, and the total capacitance Cs is increased. As a result, the equilibrium state of the bridge circuit is lost, and a difference occurs in the signal levels at points A and B of the bridge circuit. This difference level is amplified by a differential amplifier 83 at the next stage, and direct current and level determination processing are performed by a subsequent stage (not shown) to determine whether an intruder is approaching or contacting.
An alarm system (not shown) can be configured by combining with a controller or an alarm device based on the determination result, and can function as a crime prevention system.

図9は本実施の形態において、導電層を有するフィルム基材1による検出電極側と、導電性を有する枠体7による基準電極側における各部分での容量成分を考慮して、図8を等価回路化したものである。
ここで、ブリッジ回路から検出電極側であるフィルム基材1側をみた総合的な容量をCsとした。
また、図3での検出電極側における導電層2と結合用電極部4によって構成される検出電極側結合容量をCs1とし、基準電極側における枠体7と絶縁体部9を介して配置される結合用電極部10によって構成される基準電極側結合容量をCs2とし、導電層2による検出電極側と枠体7による基準電極側の間に生じる、検出電極−基準電極間容量をCs0とする。
FIG. 9 is equivalent to FIG. 8 in the present embodiment in consideration of capacitance components at each portion on the detection electrode side by the film substrate 1 having the conductive layer and on the reference electrode side by the conductive frame 7. It is a circuit.
Here, Cs is the total capacity of the bridge substrate viewed from the film substrate 1 side, which is the detection electrode side.
Further, the detection electrode side coupling capacitance constituted by the conductive layer 2 and the coupling electrode portion 4 on the detection electrode side in FIG. 3 is Cs1, and is arranged via the frame body 7 and the insulator portion 9 on the reference electrode side. A reference electrode side coupling capacitance constituted by the coupling electrode portion 10 is Cs2, and a detection electrode-reference electrode capacitance generated between the detection electrode side by the conductive layer 2 and the reference electrode side by the frame 7 is Cs0.

この3つの容量は等価的に直列接続されているものであり、(1/Cs)=(1/Cs1)+(1/Cs2)+(1/Cs0)の関係である。本実施の形態では、ブリッジ回路81に印加する信号源である交流信号発振部82の周波数を約100KHzとし、ブリッジ回路での各コンデンサの値を、C1=C2=180pF、C4=30pFとした。
また、検出電極側の結合用電極部4は100mm×100mmの銅板を用いて、保持部の厚みを5mm、比誘電率を約7とし、基準電極側の結合用電極部10は、50mm×50mmの銅板を用いて、絶縁体の厚みを0.2mmとし、比誘電率を約2とした。
このとき、これらの条件より、検出電極側結合容量:Cs1と基準電極側結合容量:Cs2について静電容量算出式を用いて計算すると、Cs1≒124pF、Cs2≒220pFとなる。従って、通常の状態(侵入者が接近していない、もしくは接触していない場合)ではブリッジ回路81は平衡状態であるので、Cs=C4=30pFである。これらの数値を前記した式に代入して、通常状態での、検出電極−基準電極間容量:Cs0を求めると、約48pFになる。
このことより、検出電極側結合容量:Cs1と基準電極側結合容量:Cs2を大きくすればするほど、検出電極−基準電極間容量:Cs0がコンデンサC4の値に近づくことがわかる。
These three capacitors are equivalently connected in series and have a relationship of (1 / Cs) = (1 / Cs1) + (1 / Cs2) + (1 / Cs0). In the present embodiment, the frequency of the AC signal oscillating unit 82 that is a signal source applied to the bridge circuit 81 is about 100 KHz, and the values of the capacitors in the bridge circuit are C1 = C2 = 180 pF and C4 = 30 pF.
Further, the coupling electrode portion 4 on the detection electrode side uses a copper plate of 100 mm × 100 mm, the thickness of the holding portion is 5 mm, the relative dielectric constant is about 7, and the coupling electrode portion 10 on the reference electrode side is 50 mm × 50 mm. The thickness of the insulator was 0.2 mm and the relative dielectric constant was about 2.
At this time, when these conditions are used to calculate the detection electrode side coupling capacitance: Cs1 and the reference electrode side coupling capacitance: Cs2 using the capacitance calculation formula, Cs1≈124 pF and Cs2≈220 pF. Therefore, in a normal state (when an intruder is not approaching or in contact), the bridge circuit 81 is in a balanced state, so Cs = C4 = 30 pF. By substituting these numerical values into the above-described equation and obtaining the capacitance Cs0 between the detection electrode and the reference electrode in the normal state, it is about 48 pF.
From this, it can be seen that the larger the detection electrode side coupling capacitance: Cs1 and the reference electrode side coupling capacitance: Cs2, the closer the detection electrode-reference electrode capacitance: Cs0 approaches the value of the capacitor C4.

<透明フィルム基材>
次にフィルム基材について説明する。ベースとなるフィルム基材には、透明性を有するフィルム状の無機化合物成形物または有機化合物成形物が挙げられるが、そのフレキシビリティーと軽量性、それに何よりも加工性の点から有機化合物が好適であり、成形物の形状は表面が平滑であれば特に限定されない。また透明基板は、透明性を有すれば単一有機化合物成形物の均質構造(例えば光学的に異方性のない)が可能である。一方、フィルムの強度を強化するために同一、又は異なる有機化合物成形物を粘着・接着剤により積層構造体化した積層フィルムや、フィルムの成型時に多層構造化としたフィルムも使用可能である。
<Transparent film substrate>
Next, the film substrate will be described. Examples of the base film base material include transparent film-like inorganic compound moldings and organic compound moldings, and organic compounds are preferred from the viewpoint of flexibility and light weight, and above all, processability. The shape of the molded product is not particularly limited as long as the surface is smooth. Moreover, if the transparent substrate has transparency, a homogeneous structure of a single organic compound molded product (for example, no optical anisotropy) is possible. On the other hand, in order to reinforce the strength of the film, a laminated film in which the same or different organic compound molded products are formed into a laminated structure with an adhesive / adhesive, or a film having a multilayer structure when the film is molded can be used.

透明性を有する有機化合物としては、例えば、ポリアミド、ポリイミド、ポリプロピレン、ポリエチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセタール、ポリウレタン、ポリエチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレンサルファイド、ポリエーテルスルフォン、ポリアリレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、トリアセチルセルロース等のプラスチックが挙げられる。特にポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート等のプラスチックフィルムが透明性、強度、価格等から好適である。前記プラスチックフィルムの厚さは、目的の用途に応じて25〜300μmの範囲から適宜選択され、更に目的の用途に応じて、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、可塑剤、滑剤、着色剤、酸化防止剤、難燃剤等が添加さてれていても特に構わないし制約を加えるものではない。   Examples of the organic compound having transparency include polyamide, polyimide, polypropylene, polyethylpentene, polyvinyl chloride, polyvinyl acetal, polyurethane, polyethyl methacrylate, polycarbonate, polystyrene, polyethylene sulfide, polyether sulfone, polyarylate, and polyether. Examples thereof include plastics such as ether ketone, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, and triacetyl cellulose. In particular, plastic films such as polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, and polycarbonate are preferable from the viewpoint of transparency, strength, price, and the like. The thickness of the plastic film is appropriately selected from the range of 25 to 300 μm depending on the intended use, and further, depending on the intended use, an ultraviolet absorbent, an infrared absorbent, a plasticizer, a lubricant, a colorant, and an antioxidant. Even if an agent, a flame retardant, or the like is added, there is no particular limitation and no limitation is imposed.

<透明導電層>
物体検知システムを構成する透明導電層は、電気伝導性があれば特に制限されないが、インジウム、錫、亜鉛、チタン、ニオブ、セリウム、アンチモン等の酸化物、及び2種類以上の元素から成る複合酸化物が好適である。また、チタン窒化物も適用可能である。さらには、銀及び銀合金を透明酸化物で狭支した多層膜も使用可能である。形成方法も特に制限されるものではないが、ドライ法として真空蒸着法、イオンプレーティング法、プラズマ活性化蒸着法、スパッタリング法、CVD法などがあり、Wet法としてゾルゲルや導電性を有する粒子を分散させ塗液を塗布乾燥する方法などがある。
<Transparent conductive layer>
The transparent conductive layer constituting the object detection system is not particularly limited as long as it has electrical conductivity, but is a composite oxide composed of oxides of indium, tin, zinc, titanium, niobium, cerium, antimony, etc., and two or more elements. Things are preferred. Titanium nitride is also applicable. Furthermore, a multilayer film in which silver and a silver alloy are narrowly supported with a transparent oxide can also be used. Although the formation method is not particularly limited, the dry method includes a vacuum deposition method, an ion plating method, a plasma activated deposition method, a sputtering method, a CVD method, and the like, and the wet method uses sol-gel or conductive particles. There is a method of dispersing and applying a coating liquid.

導電層は、検出電極として機能するだけでなく、熱線遮蔽性を発現する。熱線遮蔽性は赤外線を反射することにより達成される。具体的には赤外線(波長約800nm以上)の光線透過率を抑制することが必要である。
このような光学的な振る舞いは、透明導電層を構成する物質内部の自由電子(キャリア)と光の相互作用であり、電気的特性のキャリア密度と光学的特性の反射の関係を用いることが出来る。前記相互作用は、プラズマ共鳴振動と呼ばれ、振動周波数をプラズマ振動周波数ωpと言う。プラズマ振動周波数ωpより小さい周波数の光は、物質内部の自由電子(キャリア)と共鳴し反射される。
プラズマ振動周波数ωpは、
ωp2=nq2/εm*
で表される(ただし、n:キャリア密度、q:キャリアの電荷、ε:誘電率、m*:キャリアの有効質量)。
このプラズマ振動周波数ωpにおける光の波長λpは、光速cとの関係式c=ωp・λpから、λp=c/ωpで求められる。関係式から近赤外領域である約800nm以上の赤外線を効率よく反射するために、λp=800nmについてキャリア密度を求めると約2×1021cm−3と求められる。本発明に赤外線遮蔽機能を付与する場合、キャリア密度が上記の値以上の物質を導電層に少なくとも一層入れる必要がある。
The conductive layer not only functions as a detection electrode, but also exhibits heat ray shielding properties. The heat ray shielding is achieved by reflecting infrared rays. Specifically, it is necessary to suppress the light transmittance of infrared rays (wavelength of about 800 nm or more).
Such optical behavior is an interaction between light and free electrons (carriers) inside the material constituting the transparent conductive layer, and the relationship between the carrier density of electrical characteristics and the reflection of optical characteristics can be used. . The interaction is called plasma resonance vibration, and the vibration frequency is called plasma vibration frequency ωp. Light having a frequency lower than the plasma oscillation frequency ωp resonates and reflects with free electrons (carriers) inside the substance.
The plasma oscillation frequency ωp is
ωp2 = nq2 / εm *
(Where n: carrier density, q: carrier charge, ε: dielectric constant, m *: effective mass of carrier).
The wavelength λp of light at the plasma oscillation frequency ωp is obtained by λp = c / ωp from the relational expression c = ωp · λp with respect to the speed of light c. From the relational expression, in order to efficiently reflect infrared light having a wavelength of about 800 nm or more, which is in the near infrared region, the carrier density is calculated to be about 2 × 10 21 cm −3 for λp = 800 nm. When the infrared shielding function is imparted to the present invention, it is necessary to put at least one substance having a carrier density of the above value or more in the conductive layer.

<粘着層・接着層>
粘着層または接着層は、基板の貼り合わせとガラスへの貼り合わせに用いられる。使用に際して明確に区別することはないが、ガラスに貼り合わせる面を粘着剤とするのが良い。その理由は、粘着剤とガラスが接すると、ガラスが割れた時に粘着剤がガラスの飛散を防止するために「ガラス破り」に対して有効となり、防犯性能が高くなるからである。多層数も要求特性に合わせて適宜決めることが可能である。粘着剤としては、ポリアクリル酸エステルを主成分したアクリル系粘着剤、シリコーン樹脂を主成分としたシリコーン系粘着剤、また天然ゴム、合成ゴムの弾性体と粘着付与剤が主成分のゴム系粘着剤等がある。使用可能な粘着剤に制限は無いが、本発明における粘着剤としては、アクリル系あるいはシリコーン系の粘着剤が好ましい。接着剤としては、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂等が使用可能である。
<Adhesive layer / adhesive layer>
The pressure-sensitive adhesive layer or the adhesive layer is used for bonding substrates and bonding to glass. Although it is not clearly distinguished at the time of use, the surface to be bonded to glass is preferably an adhesive. The reason is that when the adhesive and glass are in contact with each other, the adhesive is effective against “glass breaking” to prevent the glass from scattering when the glass is broken, and the crime prevention performance is improved. The number of multilayers can also be appropriately determined according to the required characteristics. Adhesives include acrylic adhesives based on polyacrylic acid esters, silicone adhesives based on silicone resins, and rubber-based adhesives consisting mainly of natural rubber and synthetic rubber elastic bodies and tackifiers. There are agents. Although there is no restriction | limiting in the adhesive which can be used, As an adhesive in this invention, an acrylic type or silicone type adhesive is preferable. As the adhesive, epoxy resin, urethane resin, unsaturated polyester resin, vinyl ester resin and the like can be used.

<絶縁保護層>
図1で示している保護層は、フィルム基材の表面に形成した導電層を保護する目的で施され、フィルム基材全面での表面の高硬度化が目的である。その効果は、鉛筆等による引っ掻き傷、スチールウールによる擦り傷等が起こらない耐禍性処理である。絶縁処理層を形成する材料としては、透明性、適度な硬度および機械的強度を有するものであれば良く、アクリル系樹脂、有機シリコーン系樹脂、ポリシロキサン等の樹脂材料が挙げられる。また絶縁処理層を塗工する際に、塗工液に樹脂フィラーや無機のフィラーを混合させることにより高硬度化することや、フィルム自体を不透明化しプライバシー保護機能の付与も可能であり、各々適宜使用しても構わない。
<Insulation protective layer>
The protective layer shown in FIG. 1 is applied for the purpose of protecting the conductive layer formed on the surface of the film substrate, and the purpose is to increase the surface hardness of the entire film substrate. The effect is a weather-resistant treatment that does not cause scratches such as pencils and scratches caused by steel wool. The material for forming the insulating treatment layer may be any material having transparency, appropriate hardness, and mechanical strength, and examples thereof include resin materials such as acrylic resins, organic silicone resins, and polysiloxanes. In addition, when applying an insulating treatment layer, it is possible to increase the hardness by mixing a resin filler or an inorganic filler in the coating liquid, or to make the film itself opaque and to provide a privacy protection function. You can use it.

<紫外線吸収層・赤外線吸収層>
さらに付加機能を設ける方法として図示していないが、粘着層・接着層や絶縁処理層に紫外線吸収層、及び赤外線吸収層を設けることもできる。紫外線吸収層、及び赤外線吸収層は、太陽光線中の紫外線及び赤外線が室内に入射するのを低減させる機能である。その方法として、紫外線、または赤外線吸収剤を含む皮膜を形成したり、粘着層及び接着層、または絶縁処理層に混ぜて、各層を形成すればよい。なお、形成方法は特に制限されない。紫外線吸収剤としては、サリチル酸系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、シアノアクリレート系などの有機系と、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化インジウム等の無機微粒子系があり、要求特性に合わせて単独、または混合して使用して構わない。
<Ultraviolet absorbing layer / infrared absorbing layer>
Further, although not shown as a method of providing an additional function, an ultraviolet absorbing layer and an infrared absorbing layer may be provided in the adhesive layer / adhesive layer or the insulating treatment layer. The ultraviolet absorption layer and the infrared absorption layer have a function of reducing the incidence of ultraviolet rays and infrared rays in sunlight into the room. As the method, a film containing ultraviolet rays or an infrared absorber may be formed, or each layer may be formed by mixing with an adhesive layer and an adhesive layer or an insulating treatment layer. The formation method is not particularly limited. UV absorbers include salicylic acid-based, benzophenone-based, benzotriazole-based, cyanoacrylate-based organic systems, and inorganic fine-particle systems such as iron oxide, zinc oxide, titanium oxide, and indium oxide. Or may be used in combination.

赤外線吸収剤としては、赤外線吸収色素等の有機系と導電性の無機微粒子の様な無機系があり、各々要求に応じて使用できる。有機系としては、フタロシアニン系やシアニン系の有機色素がある。無機系としては、酸化スズ、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化タングステン、酸化クロム、酸化モリブデン、アンチモン含有酸化スズ、インジウム含有酸化スズ微粒子がある。このうち、可視光領域に光吸収性のない材料が好適である。紫外線、又は赤外線吸収剤を固定する樹脂として、主にアクリル系樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アミノ樹脂、ビニル樹脂等の熱可塑性樹脂が一般に使用される。またフィルムセンサの透明導電層で用いた透明酸化物材料は、赤外線領域に電気伝導性に起因した吸収性能、紫外線領域にバンドギャップに起因した吸収性能を有しているため、被膜を形成して紫外線、赤外線吸収層の両方の効果を付与することが可能である。
また透明基板として、上記の様な紫外線吸収剤、赤外線吸収剤を含有させた可視域で透明なプラスチックフィルムを用いることも可能である。
As the infrared absorber, there are an organic type such as an infrared absorbing dye and an inorganic type such as conductive inorganic fine particles, which can be used according to demands. Examples of the organic type include phthalocyanine type and cyanine type organic dyes. Examples of the inorganic system include tin oxide, indium oxide, zinc oxide, tungsten oxide, chromium oxide, molybdenum oxide, antimony-containing tin oxide, and indium-containing tin oxide fine particles. Among these, a material that does not absorb light in the visible light region is preferable. In general, thermoplastic resins such as acrylic resins, polyester resins, alkyd resins, polyurethane resins, epoxy resins, amino resins, and vinyl resins are generally used as resins for fixing ultraviolet rays or infrared absorbers. In addition, the transparent oxide material used in the transparent conductive layer of the film sensor has an absorption performance due to electrical conductivity in the infrared region and an absorption performance due to the band gap in the ultraviolet region. It is possible to provide both the effects of ultraviolet rays and infrared absorbing layers.
Further, as the transparent substrate, it is also possible to use a plastic film transparent in the visible range containing the ultraviolet absorber and the infrared absorber as described above.

<ガラス窓>
本例の保持部5として、ガラス構造物、窓ガラス、及びガラス状建物構造物を挙げたが、これに限らず、透明で強度があり窓やショーウィンドウとして使用可能であれば特に制限されず、合成樹脂板等でも可能である。また形成した物体検知システムの誤動作を防ぐために、動作許可信号を用意し動作を制限することも可能である。例として、窓ガラスなどにマイクロスイッチを設置する等が好適である。
<Glass window>
Although the glass structure, the window glass, and the glass-like building structure were mentioned as the holding part 5 of this example, it is not particularly limited as long as it is transparent and strong and can be used as a window or a show window. A synthetic resin plate or the like is also possible. Further, in order to prevent malfunction of the formed object detection system, it is possible to prepare an operation permission signal and restrict the operation. As an example, it is preferable to install a microswitch on a window glass or the like.

本発明の第1の実施の形態による物体検知システムを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the object detection system by the 1st Embodiment of this invention. 図1に示す物体検知システムの正面図である。It is a front view of the object detection system shown in FIG. 本発明の第2の実施の形態による物体検知システムを示す正面図である。It is a front view which shows the object detection system by the 2nd Embodiment of this invention. 図3に示す物体検知システムの断面図である。It is sectional drawing of the object detection system shown in FIG. 本発明の第3の実施の形態による物体検知システムを示す正面図である。It is a front view which shows the object detection system by the 3rd Embodiment of this invention. 図5に示す物体検知システムの断面図である。It is sectional drawing of the object detection system shown in FIG. 本発明の第4の実施の形態による物体検知システムを示す正面図である。It is a front view which shows the object detection system by the 4th Embodiment of this invention. 本発明の実施の形態で用いる検出部の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the detection part used by embodiment of this invention. 図8に示す検出部の等価回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the equivalent circuit of the detection part shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1……フィルム基材、2……導電層、3……保護層、4、10……結合用電極部、5……保持部、6……電線、7……枠体、8……検出回路部、9……絶縁体部、11……基板、81……ブリッジ回路、82……交流信号発振部、83……差動増幅器、C1、C2、C4……コンデンサ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Film base material, 2 ... Conductive layer, 3 ... Protective layer, 4, 10 ... Coupling electrode part, 5 ... Holding part, 6 ... Electric wire, 7 ... Frame, 8 ... Detection Circuit part, 9 ... insulator part, 11 ... substrate, 81 ... bridge circuit, 82 ... AC signal oscillation part, 83 ... differential amplifier, C1, C2, C4 ... capacitor.

Claims (8)

基板の一方の面に配置される検出電極として機能する導電層と、
前記導電層の周辺に配置される基準電極と、
前記基準電極と導電層との間の静電容量変化を検出することにより、外部物体が前記導電層に接近したことを検出する検出回路部と、
前記基板の他方の面に配置された結合用電極部と、
前記導電層と結合用電極部との間に発生する別の静電容量を利用して、交流的に検出のための信号を結合させる結合手段と、
を有することを特徴とする物体検知システム。
A conductive layer functioning as a detection electrode disposed on one surface of the substrate;
A reference electrode disposed around the conductive layer;
A detection circuit unit for detecting that an external object has approached the conductive layer by detecting a capacitance change between the reference electrode and the conductive layer;
A coupling electrode portion disposed on the other surface of the substrate;
Coupling means for coupling a signal for detection in an alternating manner using another electrostatic capacitance generated between the conductive layer and the coupling electrode section;
An object detection system comprising:
前記基板の周囲に前記基準電極として機能する導電性を有する枠体が配置され、前記検出回路部と前記枠体との間を電気的に交流信号によって結合させる手段として、さらに別の結合用電極部を設けて静電容量を介して結合させることを特徴とする請求項1記載の物体検知システム。   As another means for electrically connecting the detection circuit unit and the frame by an alternating current signal, a conductive frame that functions as the reference electrode is disposed around the substrate. The object detection system according to claim 1, wherein a part is provided and coupled via a capacitance. 前記基板の周囲に枠状に形成された第1の導電層が配置され、さらに、前記第1の導電層の内側に絶縁状態で第2の導電層が配置され、前記検出回路部と前記第1、第2の導電層を結合させる手段として、前記基板の他方の面に形成されて前記検出回路部と接続された結合用電極部を設け、前記第1、第2の導電層にそれぞれ静電容量を介して結合させることを特徴とする請求項1記載の物体検知システム。   A first conductive layer formed in a frame shape is disposed around the substrate, and a second conductive layer is disposed in an insulated state inside the first conductive layer, and the detection circuit unit and the first conductive layer As a means for coupling the first and second conductive layers, a coupling electrode portion formed on the other surface of the substrate and connected to the detection circuit portion is provided, and each of the first and second conductive layers is statically connected. The object detection system according to claim 1, wherein the object detection system is coupled via a capacitance. 前記基板上にそれぞれ櫛型に形成された第1の導電層と第2の導電層が互いに絶縁状態で設けられ、かつ、第1の導電層の櫛の歯の間に第2の導電層の櫛の歯が入り込む状態で配置されてなり、前記検出回路部と前記第1、第2の導電層を結合させる手段として、前記基板の他方の面に形成されて前記検出回路部と接続された結合用電極部を設け、前記第1、第2の導電層にそれぞれ静電容量を介して結合させることを特徴とする請求項1記載の物体検知システム。   A first conductive layer and a second conductive layer, which are each formed in a comb shape on the substrate, are provided in an insulated state, and the second conductive layer is formed between the comb teeth of the first conductive layer. Comb teeth are arranged in a state of entering, and are formed on the other surface of the substrate and connected to the detection circuit unit as means for coupling the detection circuit unit and the first and second conductive layers. The object detection system according to claim 1, wherein a coupling electrode unit is provided and coupled to the first and second conductive layers via capacitances. 前記基板及び導電層が透明性を有していることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載の物体検知システム。   The object detection system according to claim 1, wherein the substrate and the conductive layer have transparency. さらに前記結合用電極部が透明性を有していることを特徴とする請求項5記載の物体検知システム。   The object detection system according to claim 5, wherein the coupling electrode portion has transparency. 前記基板はフィルム状に形成され、前記導電層が粘着剤あるいは接着剤を介して前記基板に貼り付けられていることを特徴とする請求項1記載の物体検知システム。   The object detection system according to claim 1, wherein the substrate is formed in a film shape, and the conductive layer is attached to the substrate via an adhesive or an adhesive. 前記導電層がキャリア密度2×1021cm−3以上である物質を含むことを特徴とする請求項1記載の物体検知システム。
The object detection system according to claim 1, wherein the conductive layer includes a substance having a carrier density of 2 × 10 21 cm −3 or more.
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