JP2014203772A - Mat sensor device using conductive cloth - Google Patents

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亨 杉田
Toru Sugita
亨 杉田
木村 睦
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睦 木村
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SHIBATA TECHNO TEX KK
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mat sensor device using a conductive cloth which can be a sensor having flexibility over a wide area and with which a touched state and a loaded state can be identified by one sensor without adverse influences caused by noise.SOLUTION: The mat sensor device comprises a mat sensor 6 which is configured in a three-layer structure from an insulator cloth 2 which is provided as an insulator with a non-conductive cloth, and front-side and rear side conductive clothes 1 and 3 laminated on front and rear sides of the insulator cloth 2, and which is provided in a mat shape, carpet shape or a sheet shape of cloth by adding electric wires to the front-side and rear-side conductive clothes 1 and 3, respectively, and making them functional as a capacitor. The front-side conductive cloth 1 is connected to a CPU 13 of a sensor detection circuit, and the rear-side conductive cloth 3 is connected to a ground side of a sensor detection substrate 7.

Description

本発明は、絶縁体として導電性のない布によって設けられた絶縁体布と、該絶縁体布に積層された導電性布とによって、コンデンサーの働きを持たせてマット状、カーペット状やシーツ状に構成された導電性の布を使用したマットセンサー装置に関する。   The present invention provides a mat-like, carpet-like, or sheet-like shape having a function of a capacitor by an insulator cloth provided by a non-conductive cloth as an insulator and a conductive cloth laminated on the insulator cloth. The present invention relates to a mat sensor device using a conductive cloth constructed as described above.

認知症やアルツハイマーなどの介護が必要とされる患者の離床を監視するために、ベッド脇の床にマットセンサーを使用している病院や介護施設が多い。
しかし、ほとんどのマットセンサーは、メカ式スイッチを使用したものであるため、厚みがあること、及び、ある程度の荷重がかからないとセンサーが作動しないという欠点がある。そのため、センサーの検出が遅れ、患者が立ち上がろうとしてよろけ、大怪我をした事故や、マットが厚いために端につまずいて転ぶといった事故が起こっている。このような経緯からマットに荷重をかけずに、足が触れただけで検知し、さらにバスマット程度の薄いマットセンサーが要望されている。
Many hospitals and nursing homes use mat sensors on the bedside floor to monitor the bed leaving patients who need care such as dementia and Alzheimer's.
However, since most mat sensors use mechanical switches, there are disadvantages that they are thick and do not operate unless a certain load is applied. For this reason, the detection of the sensor is delayed, the patient is trying to get up, the accident is seriously injured, and the mat is stumbled on the edge and falls. For this reason, there is a demand for a mat sensor that can detect a mat just by touching it without applying a load to the mat and that is as thin as a bath mat.

一方、現在、スマートフォンやなどに使われているタッチセンサーは、静電容量の変化を検出する方法によって、強い力を加えなくても手を触れただけで感知するものである。この方法を、マットセンサーに応用することが考えられる。
スマートフォン等のタッチセンサーは、センサー部が小さく容量も小さいため、人が手を触れただけでも大きな容量として加算される。このため、静電容量の変化が非常に大きく、タッチの検出が容易であるという特徴がある。このタッチセンサーに対して、マットセンサーは、その大きさが例えば畳の3分1の広さである場合、その面積はスマートフォンの約百倍になる。このため、従来のタッチセンサー装置を、マット全体をセンサーとして利用するマットセンサー装置に応用したとしても、静電容量を検出する範囲が広いことに加え、マット自体の静電容量が大きいため、人が触れたときのわずかな静電容量変化では検出が困難である。また、例えば床において使用するため、家庭用100Vの交流電源を含め、あらゆるノイズが乗ってしまい、センサーとして使用することが非常に困難になる。さらに市販の素材調達の観点からも、面積の大きなものが出来なかった。
On the other hand, touch sensors currently used in smartphones and the like detect a change in capacitance by detecting a change in capacitance by simply touching a hand without applying a strong force. It is conceivable to apply this method to a mat sensor.
A touch sensor such as a smartphone has a small sensor unit and a small capacity, and therefore, even if a person touches it, a large capacity is added. For this reason, there is a feature that the change in electrostatic capacitance is very large and the detection of touch is easy. In contrast to this touch sensor, when the size of the mat sensor is, for example, one third of the size of a tatami mat, the area thereof is about one hundred times that of a smartphone. For this reason, even if the conventional touch sensor device is applied to a mat sensor device that uses the entire mat as a sensor, in addition to the wide detection range of the capacitance, the capacitance of the mat itself is large. Detection is difficult with a slight change in capacitance when touched. Further, for example, because it is used on the floor, all noises including a 100V AC power supply for home use get on, making it very difficult to use as a sensor. Furthermore, from the viewpoint of procurement of commercially available materials, a large area could not be made.

これに対して、先に、導電性繊維を用いた導電性布帛と該導電性布帛の表面を覆う布からなる静電容量タッチセンサーを要介護者が横臥するベッドの端部に設け、要介護者が静電容量タッチセンサーに接触もしくは近接することにより静電容量タッチ電極と人体の誘電体とで構成されるコンデンサーの静電容量の変化を検出して検出信号を出力するタッチ検出回路とを備え、静電容量の変化を検知すると、要介護者の離床状況を示す検出信号を発する離床状況検出装置(特許文献1参照)が提案されている。   In contrast, a capacitive touch sensor comprising a conductive fabric using conductive fibers and a cloth covering the surface of the conductive fabric is first provided at the end of the bed where the person requiring care is lying, and care is required. A touch detection circuit that detects a change in capacitance of a capacitor composed of a capacitive touch electrode and a human body dielectric when a person touches or approaches the capacitive touch sensor and outputs a detection signal. A bed leaving condition detection device (see Patent Document 1) that generates a detection signal indicating a bed leaving situation of a care recipient is proposed when a change in capacitance is detected.

この離床状況検出装置は、最近開発された導電性布を利用できるものであるが、あくまでタッチセンサーであって、その面積が小さく、この装置構成を面積の広いマットセンサーに応用したとしても、静電容量を検出する範囲が広いことに加え、マット自体の静電容量が大きいため、人が触れたときのわずかな静電容量変化では検出が困難であって実用に適しないと考えられる。また、この離床状況検出装置は、一枚の導電性布帛を布で覆っている構成であり、ノイズが大きくて実用に適しない可能性がある。   Although this bedside detection device can use a recently developed conductive cloth, it is only a touch sensor and its area is small. Even if this device configuration is applied to a mat sensor with a large area, In addition to the wide detection range of capacitance, the mat itself has a large capacitance, so that it is difficult to detect even a slight change in capacitance when touched by a person and is not suitable for practical use. Moreover, this bed leaving condition detection apparatus is the structure which covered the sheet of conductive cloth with cloth, and there is a possibility that it is not suitable for practical use because of a large noise.

特開2007−213845(第1頁)JP2007-213845 (first page)

導電性の布を使用したマットセンサー装置に関して解決しようとする問題点は、従来の静電容量の変化を検知するタッチセンサーの構成では、面積の広いマット状などのシート状のセンサーとしては、人が触れたときのわずかな静電容量変化では検出が困難であってノイズによる悪影響を受けやすいなど、実用に適しない点にある。
そこで、本発明の目的は、広い面積で柔軟性のあるセンサーとすることができ、一つのセンサーで、触れた状態と荷重をかけた状態とをノイズによる悪影響を受けないで識別できる導電性の布を使用したマットセンサー装置を提供することにある。
The problem to be solved with respect to the mat sensor device using the conductive cloth is that the conventional touch sensor configuration for detecting a change in the electrostatic capacitance is not suitable for a sheet-like sensor having a large area such as a mat. It is not suitable for practical use because it is difficult to detect with a slight change in capacitance when touched, and is easily affected by noise.
Therefore, an object of the present invention is to provide a flexible sensor with a large area, and with one sensor, a conductive sensor that can distinguish between a touched state and a loaded state without being adversely affected by noise. An object of the present invention is to provide a mat sensor device using a cloth.

本発明は、上記目的を達成するために次の構成を備える。
本発明に係る導電性の布を使用したマットセンサー装置の一形態によれば、絶縁体として導電性のない布によって設けられた絶縁体布と、該絶縁体布の表裏のそれぞれに積層された表側の導電性布及び裏側の導電性布とによって三層構造に構成され、該表側及び裏側の導電性布のそれぞれに電線を付け、コンデンサーの働きを持たせて布のマット状、カーペット状やシーツ状に設けられたマットセンサーを備え、前記表側の導電性布がセンサー検出回路に接続され、前記裏側の導電性布がセンサー検出基板のグランド側に接続され、前記表側の導電性布に手や足を含む体の一部及び/又は物体が触れた際に電極の面積が増えて静電容量が増えることを利用すると共に、前記コンデンサーの電極部に相当する前記表側及び裏側の導電性布と該表側及び裏側の導電性布の間の前記絶縁体布とによって構成される積層構造の積層方向に、手や足を含む体の一部及び/又は物体で荷重をかけることで、前記絶縁体布に使用された布の柔軟性によって前記表側及び裏側の導電性布同士の距離が近くなることで静電容量が増えることを利用し、センサーとして用いることを特徴とする。
The present invention has the following configuration in order to achieve the above object.
According to one embodiment of the mat sensor device using the conductive cloth according to the present invention, the insulating cloth provided by the non-conductive cloth as the insulator and the front and back surfaces of the insulating cloth are laminated. The front side conductive cloth and the back side conductive cloth have a three-layer structure. Electric wires are attached to each of the front side and back side conductive cloths, and the function of a capacitor is given to form a mat, carpet, A mat sensor provided in a sheet shape, the conductive cloth on the front side is connected to a sensor detection circuit, the conductive cloth on the back side is connected to the ground side of the sensor detection board, and the conductive cloth on the front side is And the use of the fact that the capacitance of the electrode increases by increasing the area of the electrode when touched by a part of the body and / or an object including the foot, and the conductive cloth on the front side and the back side corresponding to the electrode part of the capacitor And the table And by applying a load on a part of the body including hands and feet and / or an object in the laminating direction of the laminated structure constituted by the insulating cloth between the conductive cloth on the back side and the insulating cloth, It is characterized in that it is used as a sensor by utilizing the fact that the capacitance increases due to the distance between the front and back conductive cloths being reduced by the flexibility of the cloth used.

また、本発明に係る導電性の布を使用したマットセンサー装置の一形態によれば、前記表側の導電性布に接続されたCPUの出力ポートから一定間隔で矩形波の電圧のパルスを出力し、該表側の導電性布における電圧が設定電圧に上がるまでの時間と矩形波の最大電圧に相当する電圧から設定電圧に下がるまでの時間とを、該表側の導電性布に入力端子を介して接続された前記CPUによって計測することで、前記表側の導電性布の静電容量の変化を検出することを特徴とすることができる。   Also, according to one embodiment of the mat sensor device using the conductive cloth according to the present invention, a rectangular wave voltage pulse is output at regular intervals from the output port of the CPU connected to the conductive cloth on the front side. The time required for the voltage on the front side conductive cloth to rise to the set voltage and the time required for the voltage to fall to the set voltage from the voltage corresponding to the maximum voltage of the rectangular wave are connected to the front side conductive cloth via the input terminal. By measuring with the connected CPU, a change in electrostatic capacitance of the conductive cloth on the front side can be detected.

本発明の導電性の布を使用したマットセンサー装置によれば、広い面積で柔軟性のあるセンサーとすることができ、一つのセンサーで、触れた状態と、荷重をかけた状態とをノイズによる悪影響を受けないで識別できるという特別有利な効果を奏する。   According to the mat sensor device using the conductive cloth of the present invention, it is possible to make a flexible sensor with a wide area. With one sensor, a touched state and a loaded state are caused by noise. It has a particularly advantageous effect that it can be identified without being adversely affected.

本発明に係る導電性の布を使用したマットセンサー装置の形態例を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the example of the form of the mat | matte sensor apparatus which uses the electroconductive cloth which concerns on this invention. 図1の形態例のマットセンサーに用いられる回路図である。It is a circuit diagram used for the mat | matte sensor of the form example of FIG. 図2の形態例の回路によって実行されるタイムチャート図である。FIG. 3 is a time chart executed by the circuit of the embodiment of FIG. 2.

以下、本発明に係る導電性の布を使用したマットセンサー装置の形態例を、添付図面(図1〜3)に基づいて詳細に説明する。
本発明に係る導電性の布を使用したマットセンサー装置は、絶縁体として導電性のない布によって設けられた絶縁体布2と、その絶縁体布の表裏のそれぞれに積層された表側の導電性布1及び裏側の導電性布3とによって三層構造に構成され、その表側及び裏側の導電性布1、3のそれぞれに電線を付け、コンデンサーの働きを持たせて布のマット状、カーペット状やシーツ状に設けられたマットセンサーを備えている。本形態例では、裏面の導電性布3を下側にして置くようにマット状に設けられている。
Hereinafter, the form example of the mat | matte sensor apparatus which uses the electroconductive cloth which concerns on this invention is demonstrated in detail based on an accompanying drawing (FIGS. 1-3).
The mat sensor device using the conductive cloth according to the present invention includes an insulator cloth 2 provided by a non-conductive cloth as an insulator, and the front-side conductivity laminated on the front and back of the insulator cloth. The cloth 1 and the back side conductive cloth 3 are formed into a three-layer structure, and electric wires are attached to the front side and back side conductive cloths 1 and 3 respectively, and the function of a capacitor is given to form a mat or carpet. And a mat sensor provided in a sheet form. In this embodiment, it is provided in a mat shape so that the conductive cloth 3 on the back surface is placed on the lower side.

そして、表側の導電性布1がセンサー検出回路(中央演算装置であるCPU13を含む回路)に接続され、裏側の導電性布3がセンサー検出基板(CPU基板)7のグランド(GND)側に接続され、表側の導電性布1に手や足を含む体の一部及び/又は物体が触れた際に電極の面積が増えて静電容量が増えることを利用すると共に、コンデンサーの電極部に相当する表側及び裏側の導電性布1、3とその表側及び裏側の導電性布1、3の間の絶縁体布2とによって構成される積層構造の積層方向に、手や足を含む体の一部及び/又は物体で荷重をかけることで、絶縁体布2に使用された布の柔軟性によって表側及び裏側の導電性布1、3同士の距離が近くなることで静電容量が増えることを利用し、センサーとして用いるように構成されている。   The conductive cloth 1 on the front side is connected to a sensor detection circuit (a circuit including the central processing unit CPU 13), and the conductive cloth 3 on the back side is connected to the ground (GND) side of the sensor detection board (CPU board) 7. It is equivalent to the electrode part of the capacitor while utilizing the fact that the area of the electrode increases when a part of the body including hands and feet and / or an object touches the conductive cloth 1 on the front side and the capacitance increases. Of the body including hands and feet in the laminating direction of the laminated structure composed of the conductive cloths 1 and 3 on the front and back sides and the insulating cloth 2 between the conductive cloths 1 and 3 on the front and back sides. By applying a load on the part and / or the object, the capacitance between the conductive cloths 1 and 3 on the front side and the back side is reduced due to the flexibility of the cloth used for the insulator cloth 2. Configured to use and use as sensor That.

さらに、表側の導電性布1に接続されたCPU13の出力ポートAから一定間隔で矩形波の電圧のパルスを出力し、その表側の導電性布1における電圧が設定電圧に上がるまでの時間と矩形波の最大電圧に相当する電圧から設定電圧に下がるまでの時間とを、その表側の導電性布1に入力端子8を介して接続されたCPU13によって計測することで、表側の導電性布1の静電容量の変化を検出するように構成されている。   Further, a rectangular wave voltage pulse is output from the output port A of the CPU 13 connected to the front side conductive cloth 1 at regular intervals, and the time until the voltage of the front side conductive cloth 1 rises to the set voltage is rectangular. The time until the voltage drops from the voltage corresponding to the maximum voltage of the wave to the set voltage is measured by the CPU 13 connected to the conductive cloth 1 on the front side via the input terminal 8, so that the conductive cloth 1 on the front side is measured. It is configured to detect a change in capacitance.

以上の構成を備える導電性の布を使用したマットセンサー装置によれば、表側の導電性布1の静電容量が増えたことを検出して人や物が乗ったことや人や物が触れたことを判断できる。マットに触れただけの場合は、電極の面積が増えたことによる容量の変化だけであるが、荷重をかけた場合は触れた体の一部の面積に加えて電極間の距離も近くなるため静電容量が増える。このことを利用して、マットに触れただけのときと、乗ったときの静電容量の増加値を検出することで、触れたのか、乗っているのか、を判断できた。このように一つのセンサーで、触れた状態と、荷重をかけた状態とを識別できる安価で薄いセンサーは、今までになかった。なお、本発明は、コンデンサーと同等の働きをさせているが、一般的なコンデンサーは容量などの変化はしない。本発明は、コンデンサーの容量は、電極の大きさに比例し、電極間の距離に反比例する特性があり、その原理を好適に利用したものである。   According to the mat sensor device using the conductive cloth having the above-described configuration, it is detected that the electrostatic capacity of the conductive cloth 1 on the front side has increased, and a person or an object has got on or a person or an object has touched it. Can be determined. If you only touch the mat, it is only a change in capacity due to the increase in the area of the electrode, but if a load is applied, in addition to the area of the part of the touched body, the distance between the electrodes will be closer. The capacitance increases. By utilizing this fact, it was possible to determine whether it was touched or on board by detecting the increased value of the capacitance when it was just touched on the mat and when it was on board. Thus, there has never been an inexpensive and thin sensor that can distinguish between a touched state and a loaded state with a single sensor. Although the present invention works in the same way as a capacitor, a general capacitor does not change its capacity. In the present invention, the capacitance of the capacitor is proportional to the size of the electrodes and has a characteristic inversely proportional to the distance between the electrodes, and the principle is suitably used.

次に、具体的な実施例を図1〜3に基づいて詳細に説明する。
1、3の導電性布で、図1のような構造となるように、2の一般的な布(絶縁布)をはさみ、3枚を縫い合わせて1枚のマットを作成し、バスマット程度の薄い6のマットセンサーを考案した。一般的な布2は絶縁のためのものである。導電性の糸や布は、すでに市販されている。1の導電性布はセンサーとして使用し、そのセンサーに入るノイズを3の導電性布にも同様に入るようにして、7のCPU基板のGND側に接続し、ノイズを打ち消す働きをさせるだけでなく、静電容量を持たせ、安定させる働きをさせることができた。
Next, specific examples will be described in detail with reference to FIGS.
With 1 or 3 conductive cloths, 2 general cloths (insulating cloths) are sandwiched so that the structure shown in FIG. 1 is sandwiched, and 3 mats are stitched together to create one mat, which is as thin as a bath mat. 6 mat sensors were devised. The general cloth 2 is for insulation. Conductive threads and fabrics are already on the market. The conductive cloth of 1 is used as a sensor, and the noise entering the sensor also enters the conductive cloth of 3 as well, and it is connected to the GND side of the CPU board of 7 so as to cancel the noise. It was possible to have a capacitance and to stabilize it.

図2は全体構成で、6は図1で作成された3枚の布を縫い合わせて一枚にしたマットセンサーである。7のCPU基板上に、13のワンチップマイコン型のCPU、その13のCPUのADC入力1本と出力ポート4本で構成している。   FIG. 2 shows the overall configuration, and 6 is a mat sensor in which the three fabrics created in FIG. 1 are stitched together. The CPU is composed of 13 one-chip microcomputer type CPUs, one ADC input and four output ports of the 13 CPUs.

1の導電性布に接続された4の端子と8の入力端子を接続。9の抵抗100kΩを介して出力ポートAに接続し、その出力ポートAから一定間隔で5Vのパルスを出力し、電圧が設定電圧に上がるまでと5Vから設定電圧に下がるまでの静電容量の時間的変化を検出する方法を行った。これにより直接13のCPUのADC入力に接続された1の導電性布の静電容量の変化を計測できる。   Connect 4 terminals connected to 1 conductive cloth and 8 input terminals. 9 is connected to the output port A via a resistor 100 kΩ, and a pulse of 5 V is output from the output port A at a constant interval, and the capacitance time until the voltage rises to the set voltage and from 5 V to the set voltage The method of detecting the change was performed. As a result, the change in the capacitance of one conductive cloth directly connected to the ADC input of 13 CPUs can be measured.

次に、本実施例において、制作した基板と計測方法の詳細を説明する。出力ポートAを0Vから5Vに立ち上げ、ADC入力が0Vから3.2Vになるまでの時間と、その後、出力ポートAを5Vから0Vに立ちさげ、ADC入力が5Vから1.8Vになるまでの時間を積算する方法により、静電容量を算出し通常の静電容量の値の平均値を割り出す。それを基準に静電容量が、10%以上増えたなら、出力ポートDを5Vにし、12のデジトラ(デジタルトランジスタ)をONにして、6のマットセンサーの検出信号を14の出力端子に出力した。   Next, in the present embodiment, the details of the produced substrate and the measuring method will be described. The time until the output port A is raised from 0V to 5V and the ADC input is changed from 0V to 3.2V, and then the output port A is raised from 5V to 0V until the ADC input is changed from 5V to 1.8V. The electrostatic capacity is calculated by the method of integrating the time of the above, and the average value of the normal electrostatic capacity values is determined. If the capacitance increased by 10% or more based on that, the output port D was set to 5V, the 12 digitra (digital transistor) was turned ON, and the detection signal of the 6 mat sensor was output to the 14 output terminals. .

10のデジトラはADC入力が3.2Vを検出したあと、センサーの電位を急速に5Vに、11のデジトラは同様にADC入力が1.8Vを検出したあと、急速に0Vにするためのものであるが、ADC入力ポートを出力ポートに切り替えることのできるワンチップマイコンであれば、10のデジトラと11のデジトラは不要である。さらにADC入力のないCPUを使用する場合は通常の入力ポートを使い、0V〜2.5Vさらに5V〜2.5Vになるまでの時間を計測して、静電容量の変化を検出することも可能である。   The 10 digitra is for rapidly setting the sensor potential to 5V after the ADC input is detected at 3.2V, and the 11th digita is for rapidly setting the ADC input to 1.8V after the ADC input is detected at 1.8V. However, in the case of a one-chip microcomputer that can switch the ADC input port to the output port, 10 digitra and 11 digitra are unnecessary. Furthermore, when using a CPU without ADC input, it is also possible to detect changes in capacitance by using a normal input port and measuring the time from 0V to 2.5V, and further from 5V to 2.5V. It is.

本実施例において、制作した6のマットセンサーを7のCPU基板に実装されている8の入力端子に接続したとき、出力ポートAの立ち上がり時間からADC入力の設定電圧になるまでの時間と同様の立ち下がり時間は、それぞれ約150μ秒であり、手や足が接触したときは約200μ秒となり、30%以上の変化があるため、仮にノイズによるバラツキが発生しても十分に検出可能な範囲であった。   In this embodiment, when the produced 6 mat sensors are connected to the 8 input terminals mounted on the 7 CPU boards, the time from the rise time of the output port A to the set voltage of the ADC input is the same. The fall time is about 150 μs each, and when the hand or foot comes into contact, it is about 200 μs, and there is a change of 30% or more. Therefore, even if there is a variation due to noise, it can be detected sufficiently. there were.

因みに静電容量による電圧変化の時間は、コンデンサ(C)と抵抗(R)の時定数により、電圧5Vにおいて約3.2V(64%)まで変化する時間(T)を以下の公式から算出できる。   By the way, the voltage change time due to the capacitance can be calculated from the following formula using the time constant of the capacitor (C) and the resistance (R) to change to about 3.2 V (64%) at a voltage of 5 V: .

抵抗Rが 100kΩ、ADC入力電圧が0Vから3.2Vまで上がる時間が約150μ秒であったので、T=CRの公式から、C=T÷Rであり、C=150μ秒÷100kΩ、C=1500pFとなり、制作した6のマットセンサー(60cm×100cm)の静電容量は約1500pFであることが解る。
また、手や足が接触したときは約200μ秒であったことから、上記の公式から算出すると約2000pFであることが解る。
Since the resistance R is 100 kΩ and the time for the ADC input voltage to rise from 0 V to 3.2 V is about 150 μsec, from the formula of T = CR, C = T ÷ R, C = 150 μsec ÷ 100 kΩ, C = It is 1500 pF, and it can be seen that the produced 6 mat sensors (60 cm × 100 cm) have a capacitance of about 1500 pF.
Moreover, since it was about 200 microseconds when the hand and the foot contacted, it is understood that it is about 2000 pF when calculated from the above formula.

これらにより、信頼性のあるマットセンサー装置として使用可能となった。
また、センシング面積の大きいセンサーを必要とした場合、金属で作成すると硬くて畳んで梱包や収納が不可能で、薄い金属を使うと折れ曲がってしまい、使用が不可能になる可能性がある。柔軟性の高い導電性布を使用することで、そのようなことのない製品が作成できた。
As a result, they can be used as a reliable mat sensor device.
In addition, when a sensor with a large sensing area is required, it may be hard to fold and be packed and stored when it is made of metal, and it may be bent when thin metal is used, making it impossible to use. By using a highly flexible conductive cloth, a product without such a problem could be created.

以上、本発明につき好適な形態例を挙げて種々説明してきたが、本発明はこの形態例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのは勿論のことである。   As described above, the present invention has been described in various ways with preferred embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and many modifications can be made without departing from the spirit of the invention. That is.

1 導電性布
2 絶縁体布(一般的な布)
3 導電性布
4 導電端子
5 導電端子
6 マットセンサー(布を3枚重ねて作ったマット)
7 センサー検出基板(CPU基板)
8 入力端子
9 抵抗
10 デジトラ(デジタルトランジスタ)
11 デジトラ(デジタルトランジスタ)
12 デジトラ(デジタルトランジスタ)
13 CPU
14 出力端子
1 Conductive cloth 2 Insulator cloth (general cloth)
3 Conductive cloth 4 Conductive terminal 5 Conductive terminal 6 Mat sensor (mat made by stacking 3 cloths)
7 Sensor detection board (CPU board)
8 Input terminal 9 Resistance 10 Digitra (digital transistor)
11 Digitra (digital transistor)
12 Digitra (digital transistor)
13 CPU
14 Output terminal

Claims (2)

絶縁体として導電性のない布によって設けられた絶縁体布と、該絶縁体布の表裏のそれぞれに積層された表側の導電性布及び裏側の導電性布とによって三層構造に構成され、該表側及び裏側の導電性布のそれぞれに電線を付け、コンデンサーの働きを持たせて布のマット状、カーペット状やシーツ状に設けられたマットセンサーを備え、
前記表側の導電性布がセンサー検出回路に接続され、前記裏側の導電性布がセンサー検出基板のグランド側に接続され、前記表側の導電性布に手や足を含む体の一部及び/又は物体が触れた際に電極の面積が増えて静電容量が増えることを利用すると共に、前記コンデンサーの電極部に相当する前記表側及び裏側の導電性布と該表側及び裏側の導電性布の間の前記絶縁体布とによって構成される積層構造の積層方向に、手や足を含む体の一部及び/又は物体で荷重をかけることで、前記絶縁体布に使用された布の柔軟性によって前記表側及び裏側の導電性布同士の距離が近くなることで静電容量が増えることを利用し、センサーとして用いることを特徴とする導電性の布を使用したマットセンサー装置。
An insulator cloth provided by a non-conductive cloth as an insulator, and a front-side conductive cloth and a back-side conductive cloth laminated on each of the front and back sides of the insulator cloth are configured in a three-layer structure, A wire sensor is attached to each of the conductive cloth on the front side and back side, and a mat sensor is provided in the form of a cloth mat, carpet or sheet with the function of a capacitor.
The front-side conductive cloth is connected to a sensor detection circuit, the back-side conductive cloth is connected to the ground side of the sensor detection board, and the front-side conductive cloth includes a part of a body including hands and feet and / or Utilizing the fact that the area of the electrode increases when the object touches and the capacitance increases, and between the conductive cloth on the front side and the back side corresponding to the electrode part of the capacitor and the conductive cloth on the front side and the back side Depending on the flexibility of the cloth used for the insulator cloth, a load is applied to a part of the body including hands and feet and / or an object in the laminating direction of the laminated structure composed of the insulator cloth. A mat sensor device using a conductive cloth, which is used as a sensor by utilizing the fact that the capacitance increases as the distance between the conductive cloths on the front side and the back side decreases.
前記表側の導電性布に接続されたCPUの出力ポートから一定間隔で矩形波の電圧のパルスを出力し、該表側の導電性布における電圧が設定電圧に上がるまでの時間と矩形波の最大電圧に相当する電圧から設定電圧に下がるまでの時間とを、該表側の導電性布に入力端子を介して接続された前記CPUによって計測することで、前記表側の導電性布の静電容量の変化を検出することを特徴とする請求項1記載の導電性の布を使用したマットセンサー装置。   A rectangular wave voltage pulse is output at regular intervals from an output port of the CPU connected to the front side conductive cloth, and the time until the voltage on the front side conductive cloth rises to the set voltage and the maximum voltage of the rectangular wave The time required for the voltage to fall to the set voltage from the voltage corresponding to the above is measured by the CPU connected to the front side conductive cloth via the input terminal, thereby changing the capacitance of the front side conductive cloth. The mat sensor device using the conductive cloth according to claim 1, wherein
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