JP2021099297A - Capacitance type touch sensor - Google Patents

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俊哉 森田
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Abstract

To provide a capacitance type touch sensor capable of coping with a detection region of a relatively large area even in a simple constitution and applying even when the detection region is a flat surface and a curved surface.SOLUTION: A capacitance type touch sensor 1 includes: a conductive metallic sheet 2 functioning as a counter electrode; a detection electrode 3 provided at a position close to the metallic sheet 2 and electrically insulated from the metallic sheet 2; a capacitance type detection circuit 4 electrically connected to the detection electrode 3 and having a current detection section 41; and a power source 5 for supplying power to the capacitance type detection circuit 4. The capacitance type touch sensor is configured to detect a total value Cs of a first capacitance Cs1 which is a capacitance between the metallic sheet 2 and an object H to be detected, and a second capacitance Cs2 which is a capacitance between the metallic sheet 2 and the detection electrode 3 in the current detection section 41.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、静電容量式タッチセンサに関するものである。 The present invention relates to a capacitive touch sensor.

従来より、例えば図5に示すように、検出領域に配置される平板状の金属板からなる検出電極A2と、直流電源A5を有する充電系A50と、電流検出手段A41を有する放電系A40と、検出電極A2に対して充電系A50と放電系A40とを所定の切換周波数で交互に切り換えるスイッチA42とを備え、人などの被検出物体Hと検出電極A2との間の静電容量Csを放電系A40に流れる電流として検出する静電容量式タッチセンサA1(静電容量式タッチスイッチ)が知られている(特許文献1)。 Conventionally, for example, as shown in FIG. 5, a detection electrode A2 made of a flat metal plate arranged in a detection region, a charging system A50 having a DC power supply A5, and a discharging system A40 having a current detecting means A41 have been used. A switch A42 for alternately switching between the charging system A50 and the discharging system A40 at a predetermined switching frequency is provided for the detection electrode A2, and the capacitance Cs between the object to be detected such as a person H and the detection electrode A2 is discharged. A capacitive touch sensor A1 (capacitive touch switch) that detects as a current flowing through the system A40 is known (Patent Document 1).

上記特許文献には、スイッチA42(図5では模式的なアナログ式スイッチで示されている)の切替周波数foは例えば数10kHzから数100kHz程度に設定される点、直流電源A5の電圧をVoとし、検出電極A2と被検出物体Hとの間の静電容量をCsとすると、検出電極A2に供給される電荷Q(単位;クーロン)は、Q=Cs・Vo×foで表される(1秒間に1クーロンの電荷が運ばれるときの電流が1Aである)点、時間をtとして、検出電極A2から放電系A40に放出される電荷Qは、Q=Is・tで表される点、Is=(Cs・Vo×fo)/tとの式が成り立ち、電流を考えるときt=1secであるから、Is=Cs・Vo×foとなる点、検出電極A2が有する静電容量Csの充放電であり、放電系に流れる電流は、もっぱら検出電極A2の静電容量Csのみに依存する点、これらの点が開示されている。 In the above patent document, the switching frequency fo of the switch A42 (indicated by a schematic analog switch in FIG. 5) is set to, for example, about several tens of kHz to several hundreds of kHz, and the voltage of the DC power supply A5 is set to Vo. Assuming that the capacitance between the detection electrode A2 and the object H to be detected is Cs, the charge Q (unit: coulomb) supplied to the detection electrode A2 is represented by Q = Cs · Vo × fo (1). The current when a charge of 1 coulomb is carried per second is 1A), and the charge Q discharged from the detection electrode A2 to the discharge system A40 is represented by Q = Is · t, where t is the time. Since the equation Is = (Cs · Vo × fo) / t holds and t = 1 sec when considering the current, the point where Is = Cs · Vo × fo and the charge of the electrostatic charge Cs possessed by the detection electrode A2 It is a discharge, and the current flowing through the discharge system depends solely on the capacitance Cs of the detection electrode A2, and these points are disclosed.

また、球面や自由曲面への適応が可能な織物の布地全体がセンサとして機能する導電性織物も案出されている。具体的には、導電性を備える導電糸と、絶縁性を備える絶縁糸とを用いて織られた導電布を2枚設け、これらの導電布が面合わせに重ね合わされて一体化され、各導電布の導電糸同士間の静電容量の変化を利用して、各導電布間に加えられる圧力変化を検出するタッチセンサとして機能させる導電性織物が下記特許文献2に開示されている。 In addition, a conductive woven fabric in which the entire woven fabric that can be adapted to a spherical surface or a free curved surface functions as a sensor has also been devised. Specifically, two conductive cloths woven using a conductive thread having conductivity and an insulating thread having insulation are provided, and these conductive cloths are overlapped and integrated face-to-face, and each conductive cloth is integrated. Patent Document 2 below discloses a conductive fabric that functions as a touch sensor that detects a change in pressure applied between each conductive cloth by utilizing a change in capacitance between the conductive threads of the cloth.

特開2003−202383号公報(特許第4035418号公報)Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-202383 (Patent No. 4035418) 特開2011−102457号公報(特許第5668966号公報)Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-102457 (Patent No. 5668966)

しかしながら、図5に示した上述の静電容量式タッチセンサであれば、検出電極A2の面積を広くすると静電容量Csが比例して大きくなり、速度的にスイッチA42の検知が困難となるため、検出電極の面積は一定の大きさ(10mm×10mm程度)に限られ、検出領域のサイズも限定される。また、検出領域に配置される検出電極A2は、平板状の金属板からなるものであるため、検出領域が曲面(球面や自由曲面など)である場合にはそれらの面に沿った形態に変形させて取り付けることは不可能である。 However, in the case of the above-mentioned capacitance type touch sensor shown in FIG. 5, if the area of the detection electrode A2 is increased, the capacitance Cs increases proportionally, and it becomes difficult to detect the switch A42 in terms of speed. The area of the detection electrode is limited to a certain size (about 10 mm × 10 mm), and the size of the detection area is also limited. Further, since the detection electrode A2 arranged in the detection region is made of a flat metal plate, when the detection region is a curved surface (spherical surface, free curved surface, etc.), it is deformed into a form along those surfaces. It is impossible to attach it by letting it.

一方、上記特許文献2に記載の導電性織物は、球面や自由曲面への適応が可能であるものの、押圧によって各導電布の厚みが変化し、導電糸同士間の距離が短くなることで静電容量が大きくなる方向に変化する現象を利用したものであるため、布地全体を導電糸で構成する必要があり、検出領域の拡大化(面積の大型化)に伴って導電糸の使用量の増大化及び構造の複雑化を招来し、これらがコストアップに直結する要因となり得る。 On the other hand, although the conductive fabric described in Patent Document 2 can be adapted to a spherical surface or a free curved surface, the thickness of each conductive cloth is changed by pressing, and the distance between the conductive threads is shortened, so that the conductive fabric is static. Since it utilizes the phenomenon that the capacitance changes in the direction of increasing, it is necessary to compose the entire fabric with conductive threads, and the amount of conductive threads used increases as the detection area expands (the area increases). This can lead to an increase in size and complexity of the structure, which can be a factor directly linked to an increase in cost.

本発明者は、鋭意研究の末、単純な構成でありながら比較的大きな面積の検出領域にも対応することができ、検出領域がフラットな平面である場合はもちろんのこと曲面である場合にも適用可能な静電容量式タッチセンサを案出するに至った。 As a result of diligent research, the present inventor can deal with a detection area having a relatively large area even though it has a simple structure, and the detection area can be a flat surface as well as a curved surface. We have come up with an applicable capacitive touch sensor.

すなわち、本発明に係る静電容量式タッチセンサは、対向電極として機能する導電性の金属製シートと、金属製シートに近接する位置に設けられ且つ金属製シートから電気的に絶縁された検出電極と、検出電極に電気的に接続され且つ電流検出部を有する静電容量型検知回路と、静電容量型検知回路に電力を供給する電源とを備え、金属製シートと被検出物体との間の静電容量である第1静電容量と、金属製シートと検出電極との間の静電容量である第2静電容量の合計値を電流検出部で検出するように構成したことを特徴としている。 That is, the capacitive touch sensor according to the present invention has a conductive metal sheet that functions as a counter electrode and a detection electrode that is provided at a position close to the metal sheet and electrically insulated from the metal sheet. And a capacitance type detection circuit that is electrically connected to the detection electrode and has a current detection unit, and a power supply that supplies power to the capacitance type detection circuit, and is between the metal sheet and the object to be detected. The feature is that the current detection unit detects the total value of the first capacitance, which is the capacitance of the above, and the second capacitance, which is the capacitance between the metal sheet and the detection electrode. It is said.

本発明者が行った新型タッチセンサの開発過程において、検出電極を金属製シートに近接する位置に設け、金属製シートを対向電極として機能させた場合に、この金属製シートと検出電極の間の静電容量が金属製シートの面積の大きさにあまり影響を受けないことが判明した。本発明者は、この事象に着目し、検出電極に電気的に接続した静電容量型検知回路の電流検出部によって金属製シートと被検出物体との間の静電容量である第1静電容量と、金属製シートと検出電極との間の静電容量である第2静電容量の合計値を検出するというこれまでに着想されることの無かった斬新な構成を採用することで、当該合計値に基づいて金属製シートに対して被検出物体が接触または接近したことを特定できることを見出した。 In the process of developing a new touch sensor performed by the present inventor, when the detection electrode is provided at a position close to the metal sheet and the metal sheet functions as a counter electrode, the detection electrode is located between the metal sheet and the detection electrode. It was found that the capacitance is not significantly affected by the size of the area of the metal sheet. Focusing on this phenomenon, the present inventor pays attention to this phenomenon, and is the first capacitance which is the capacitance between the metal sheet and the object to be detected by the current detection unit of the capacitance type detection circuit electrically connected to the detection electrode. By adopting a novel configuration that has never been conceived before, it detects the total value of the capacitance and the second capacitance, which is the capacitance between the metal sheet and the detection electrode. It has been found that it is possible to identify whether the object to be detected is in contact with or close to the metal sheet based on the total value.

このように、本発明に係る静電容量式タッチセンサによれば、対向電極として機能する金属製シートの面積を比較的大きいサイズに設定した場合にも、金属製シートに対して被検出物体が接触または接近したことを検出することができる。したがって、本発明によれば比較的大きい面積の検出領域を確保したい場合にも当該検出領域のサイズに応じて金属製シートのサイズを設定することで、検出領域の大型化を実現することができ、例えば布地全体を導電糸で構成した導電性織物による検出領域を増大する場合と比較して、検出可能領域の増大化に伴う構造の複雑化を招来することなく、大幅なコストアップも回避することができる。 As described above, according to the capacitive touch sensor according to the present invention, even when the area of the metal sheet functioning as the counter electrode is set to a relatively large size, the object to be detected is generated with respect to the metal sheet. It is possible to detect contact or approach. Therefore, according to the present invention, even when it is desired to secure a detection area having a relatively large area, it is possible to increase the size of the detection area by setting the size of the metal sheet according to the size of the detection area. For example, as compared with the case where the detection area is increased by the conductive woven fabric in which the entire fabric is composed of the conductive thread, the structure is not complicated due to the increase in the detectable area, and a significant cost increase is avoided. be able to.

特に、本発明に係る静電容量式タッチセンサによれば、対向電極である金属製シートを薄く柔軟な素材(物質)で構成することにより、検出領域の設定箇所(本発明に係るタッチセンサを適用する場所)に応じてフラットな平面はもちろん、曲面や不規則な起伏のある面にも配置(取付)可能なタッチセンサを構成することができる。したがって、本発明に係る静電容量式タッチセンサは、布団カバーの下に敷いて利用者の離床を検知可能な離床センサ、また座布団カバーの下に敷いて利用者の着座を検知可能な着座センサ等、種々のタッチセンサとして使用することが可能である。また、例えば金属製シートに例えば布製のカバーを被せることにより、金属製シートが露出している構成と比較して、見栄えが向上し、金属製シートの破損や汚損も防止され、敢えて静電容量式タッチセンサをセンサと認識させ難い場面での使用にも好適に対応できる。対向電極である金属製シートを導電性の薄膜シート状にする場合には、例えばアルミ箔等で金属製シートを構成する態様が好適である。 In particular, according to the capacitive touch sensor according to the present invention, the metal sheet as the counter electrode is made of a thin and flexible material (material) to set the detection region (the touch sensor according to the present invention). It is possible to configure a touch sensor that can be arranged (mounted) not only on a flat flat surface but also on a curved surface or an irregularly undulating surface depending on the application location). Therefore, the capacitive touch sensor according to the present invention is a bed leaving sensor that can be laid under the duvet cover to detect the user getting out of bed, and a seating sensor that can be laid under the cushion cover to detect the user's sitting. It can be used as various touch sensors. Further, for example, by covering the metal sheet with a cloth cover, for example, the appearance is improved as compared with the configuration in which the metal sheet is exposed, and the metal sheet is prevented from being damaged or soiled. It can be suitably used in situations where it is difficult to recognize the type touch sensor as a sensor. When the metal sheet as the counter electrode is formed into a conductive thin film sheet, it is preferable to form the metal sheet with, for example, aluminum foil.

特に、本発明に係る静電容量式タッチセンサが、金属製シートに形状保持シートを裏当て材として宛がっているものであれば、金属製シートの形状を保持することができ、金属製シートの破損を防止・抑制することができる。裏当て材の好適な一例としてPET製シートを挙げることができる。 In particular, if the capacitive touch sensor according to the present invention has a shape-retaining sheet attached to the metal sheet as a backing material, the shape of the metal sheet can be maintained and is made of metal. It is possible to prevent / suppress damage to the sheet. A PET sheet can be mentioned as a suitable example of the backing material.

本発明に係る静電容量式タッチセンサが、電流検出部で検出した検出情報を外部に通信または報知する情報出力部を備えているものであれば、ユーザ等は情報出力部からの出力情報(電流検出部で検出した検出情報)を活用して金属製シートに対する被検出物体の接触や接近を把握、特定することができ、当該出力情報に基づいて処すべき行動や措置を実施することが可能である。 If the capacitive touch sensor according to the present invention has an information output unit that communicates or notifies the detection information detected by the current detection unit to the outside, the user or the like can use the output information from the information output unit ( It is possible to grasp and identify the contact or approach of the object to be detected to the metal sheet by utilizing the detection information detected by the current detection unit), and it is possible to take actions and measures to be taken based on the output information. Is.

本発明によれば、単純な構成でありながら軽量で且つ比較的大きな面積の検出電極を確保することができ、検出領域がフラットな平面である場合はもちろんのこと曲面である場合にも適用することができ、種々の用途で活用可能な汎用性の高い静電容量式タッチセンサを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to secure a detection electrode that is lightweight and has a relatively large area while having a simple structure, and is applied not only when the detection region is a flat flat surface but also when it is a curved surface. It is possible to provide a highly versatile capacitive touch sensor that can be used in various applications.

本発明の一実施形態に係る静電容量式タッチセンサの模式図。The schematic diagram of the capacitive touch sensor which concerns on one Embodiment of this invention. 同実施形態に係る静電容量式タッチセンサの原理図。The principle diagram of the capacitive touch sensor which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る静電容量式タッチセンサの適用例を示す模式図。The schematic diagram which shows the application example of the capacitive touch sensor which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る静電容量式タッチセンサを用いた水位測定計を示す模式図。The schematic diagram which shows the water level measuring meter using the capacitive touch sensor which concerns on the same embodiment. 従来の静電容量式タッチセンサの原理図。Principle diagram of a conventional capacitive touch sensor.

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る静電容量式タッチセンサ1は、図1に示すように、対向電極として機能する導電性の金属製シート2と、金属製シート2に近接する位置に設けた検出電極3と、検出電極3に電気的に接続された静電容量型検知回路4と、静電容量型検知回路4に電力を供給する電源5とを備えたものである。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the capacitance type touch sensor 1 according to the present embodiment includes a conductive metal sheet 2 that functions as a counter electrode and a detection electrode 3 provided at a position close to the metal sheet 2. A capacitance type detection circuit 4 electrically connected to the detection electrode 3 and a power supply 5 for supplying power to the capacitance type detection circuit 4 are provided.

金属製シート2は、例えばアルミ箔等の柔軟性がある薄い素材から形成したものであり、用途に応じた適宜のサイズ(例えば700mm×700mm程度の大きな面積)に設定されている。図1では矩形の薄い金属製シート2を模式的に示している。この金属製シート2に、例えば金属製シート2と同形状のPET製の形状保持シートを裏当て材(図示省略)として宛がうことで、金属製シート2の形状を保持することができる。金属製シート2はそのまま露出した形態で使用することも可能であるが、適宜のカバー6で全体または少なくともオモテ面が被覆された形態(図示例ではオモテ面のみが被覆された形態)で使用することができる。カバー6は、金属製シート2に対して粘着テープ等の適宜の粘着材または接着剤によって分離不能に取り付けられている。カバー6は、金属製シート2の導電性に悪影響を与えない素材から形成されている。カバー6の色や材質を適宜選択することで、静電容量式タッチセンサ1の用途や設置場所等に応じたデザインに仕立てたり(質感を与える等)、手触りのよいものにすることができる。また、金属製シート2の少なくともオモテ面をカバー6で被覆することによって、センサであると気付き難いデザインにすることもできる。 The metal sheet 2 is formed of a thin and flexible material such as aluminum foil, and is set to an appropriate size (for example, a large area of about 700 mm × 700 mm) according to the application. FIG. 1 schematically shows a rectangular thin metal sheet 2. By addressing the metal sheet 2 with, for example, a PET shape-retaining sheet having the same shape as the metal sheet 2 as a backing material (not shown), the shape of the metal sheet 2 can be maintained. The metal sheet 2 can be used as it is in an exposed form, but it is used in a form in which the entire surface or at least the front surface is covered with an appropriate cover 6 (in the illustrated example, only the front surface is covered). be able to. The cover 6 is inseparably attached to the metal sheet 2 with an appropriate adhesive or adhesive such as an adhesive tape. The cover 6 is made of a material that does not adversely affect the conductivity of the metal sheet 2. By appropriately selecting the color and material of the cover 6, it is possible to tailor the design (giving a texture, etc.) according to the application, installation location, etc. of the capacitive touch sensor 1 and to make it feel good. Further, by covering at least the front surface of the metal sheet 2 with the cover 6, it is possible to make the design difficult to notice as a sensor.

検出電極3は、金属製シート2に近接する位置に設けられ且つ金属製シート2から電気的に絶縁されている。本実実施形態では、図2に示すように、静電容量型検知回路4を実装した基板のオモテ面を検出電極3に設定し、検出電極3を金属製シート2のウラ面に対向する姿勢(平行な姿勢)で配置している。検出電極3と金属製シート2の間に絶縁テープ等の絶縁材を介在させることによって金属製シート2に対する検出電極3の絶縁性を確保している。図1に示すように、検出電極3全体が金属製シート2に重なり、金属製シート2のオモテ面からは検出電極3を視認できない構成を採用したり、後述する図2に示すように、検出電極3の一部が金属製シート2に重なる構成を採用することができる。 The detection electrode 3 is provided at a position close to the metal sheet 2 and is electrically insulated from the metal sheet 2. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the front surface of the substrate on which the capacitance type detection circuit 4 is mounted is set as the detection electrode 3, and the detection electrode 3 faces the back surface of the metal sheet 2. It is arranged in a (parallel posture). The insulating property of the detection electrode 3 with respect to the metal sheet 2 is ensured by interposing an insulating material such as an insulating tape between the detection electrode 3 and the metal sheet 2. As shown in FIG. 1, the entire detection electrode 3 overlaps the metal sheet 2, and the detection electrode 3 cannot be visually recognized from the front surface of the metal sheet 2. As shown in FIG. 2, which will be described later, detection is performed. A configuration in which a part of the electrode 3 overlaps the metal sheet 2 can be adopted.

静電容量型検知回路4は、オモテ面を検出電極3に設定した基板のウラ面に実装した複数の回路素子(図示省略)を用いて構成されている。静電容量型検知回路4は、例えば電流−電圧変換器からなる電流検出部41を有する。ここで、静電容量型検知回路4は、図2に示すように、電流検出部41を有する放電系40を構成する回路であると見做すことができる。 The capacitance type detection circuit 4 is configured by using a plurality of circuit elements (not shown) mounted on the back surface of the substrate whose front surface is set on the detection electrode 3. The capacitance type detection circuit 4 has, for example, a current detection unit 41 including a current-voltage converter. Here, as shown in FIG. 2, the capacitance type detection circuit 4 can be regarded as a circuit constituting the discharge system 40 having the current detection unit 41.

電源5は、電力供給機能を有するものであればよく、例えば図1に示すモバイルバッテリー等を用いて構成することができる。 The power supply 5 may be any as long as it has a power supply function, and can be configured by using, for example, the mobile battery shown in FIG.

ここで、電源5を充電系50と見做した場合、本実施形態の静電容量式タッチセンサ1は、図2に示すように、検出電極3に対して充電系50と放電系40とを所定の切換周波数で交互に切り換えるスイッチ42を有するものである。このスイッチ42は、静電容量型検知回路4に当然に含まれるものである。 Here, when the power supply 5 is regarded as the charging system 50, the capacitive touch sensor 1 of the present embodiment has the charging system 50 and the discharging system 40 with respect to the detection electrode 3 as shown in FIG. It has a switch 42 that alternately switches at a predetermined switching frequency. This switch 42 is naturally included in the capacitance type detection circuit 4.

そして、本実施形態に係る静電容量式タッチセンサ1は、金属製シート2と被検出物体Hとの間の静電容量である第1静電容量Cs1と、金属製シート2と検出電極3との間の静電容量である第2静電容量Cs2の合計値Csを電流検出部41で検出するように構成している。本発明者は、対向電極として機能する金属製シート2のサイズ(面積)を大きくした場合であっても金属製シート2と検出電極3との間の静電容量(第2静電容量Cs2)はほぼ変わらないことを検証結果として得ている。 The capacitance type touch sensor 1 according to the present embodiment has a first capacitance Cs1 which is a capacitance between the metal sheet 2 and the object to be detected H, a metal sheet 2 and a detection electrode 3. The current detection unit 41 is configured to detect the total value Cs of the second capacitance Cs2, which is the capacitance between the two. The present inventor has a capacitance between the metal sheet 2 and the detection electrode 3 (second capacitance Cs2) even when the size (area) of the metal sheet 2 functioning as the counter electrode is increased. As a result of verification, we have obtained that there is almost no change.

したがって、電流検出部41で検出する合計値Csには、金属製シート2と被検出物体Hとの間の静電容量である第1静電容量Cs1の増減が明確に反映されることになり、電流検出部41で検出する合計値Csが所定の閾値以上の値であることをもって、金属製シート2に被検出物体Hが接触または近接している事象を検知することができる。 Therefore, the total value Cs detected by the current detection unit 41 clearly reflects the increase / decrease in the first capacitance Cs1, which is the capacitance between the metal sheet 2 and the object H to be detected. When the total value Cs detected by the current detection unit 41 is a value equal to or higher than a predetermined threshold value, it is possible to detect an event in which the object to be detected H is in contact with or in close proximity to the metal sheet 2.

本実施形態に係る静電容量式タッチセンサ1は、電流検出部41で検出した検出情報を外部に通信または報知する情報出力部7を備えている(図2参照)。情報出力部7は、静電容量型検知回路4と同じ基板に組み込まれるものであってもよいし、静電容量型検知回路4を構成するパーツとは別体のパーツから構成することも可能である。情報出力部7による情報の出力方法・態様は、静電容量式タッチセンサ1の用途に応じて適宜選択・設定することができる。 The capacitive touch sensor 1 according to the present embodiment includes an information output unit 7 that communicates or notifies the detection information detected by the current detection unit 41 to the outside (see FIG. 2). The information output unit 7 may be incorporated in the same substrate as the capacitance type detection circuit 4, or may be composed of parts separate from the parts constituting the capacitance type detection circuit 4. Is. The information output method / mode by the information output unit 7 can be appropriately selected and set according to the application of the capacitive touch sensor 1.

以下に、本実施形態に係る静電容量式タッチセンサ1の用途例を説明する。
例えば、本実施形態に係る静電容量式タッチセンサ1を医療・介護の分野で使用する場合、図3に示すように、ベッドBの敷き布団Fや枕M、ベッドBの手摺りTや乗降部分の床Yをそれぞれ静電容量式タッチセンサ1による検知領域に設定して、検知領域の大きさや形状等に応じて金属製シート2のサイズを適宜設定した静電容量式タッチセンサ1を各検知領域にセット(セットする態様は、装着・取付・貼付・載置等)する。なお、静電容量式タッチセンサ1は、枕カバー、敷き布団のシーツ、手摺りカバー、フローリングマット等で上方から被覆された状態(ユーザが視認できない状態、ユーザが直に触れない状態)でセットすることもできる。
An application example of the capacitive touch sensor 1 according to the present embodiment will be described below.
For example, when the capacitive touch sensor 1 according to the present embodiment is used in the fields of medical care and nursing care, as shown in FIG. 3, the mattress F and pillow M of the bed B, the handrail T and the boarding / alighting portion of the bed B The floor Y of each of the above is set as a detection area by the capacitance type touch sensor 1, and each detection of the capacitance type touch sensor 1 in which the size of the metal sheet 2 is appropriately set according to the size and shape of the detection area and the like. Set in the area (the mode of setting is mounting, mounting, pasting, mounting, etc.). The capacitive touch sensor 1 is set in a state of being covered from above with a pillow cover, mattress sheets, a handrail cover, a flooring mat, etc. (a state in which the user cannot see it or a state in which the user does not directly touch it). You can also do it.

このような用途で本実施形態に係る静電容量式タッチセンサ1を用いると、電流検出部41で検出する検出値(第1静電容量Cs1と第2静電容量Cs2の合計値Cs)に基づいて患者や介護対象者等が静電容量式タッチセンサ1の金属製シート2に近接したことを検知することができる。 When the capacitance type touch sensor 1 according to the present embodiment is used in such an application, the detection value detected by the current detection unit 41 (the total value Cs of the first capacitance Cs1 and the second capacitance Cs2) can be obtained. Based on this, it is possible to detect that a patient, a person to be cared for, or the like is close to the metal sheet 2 of the capacitive touch sensor 1.

このように、本実施形態に係る薄型軽量の静電容量式タッチセンサ1は、患者や介護対象者が所定のベッドBに居るか否か、或いはベッドB上で横たわっているか否かを検知可能な離床センサとして機能する。しかも、従来の離床センサは20〜30mm程度の凸型形状を有する加圧スイッチを使用したものが多かったため、患者が離床センサを認識してしまい、不快感を抱く可能性も高かったが、本実施形態に係る静電容量式タッチセンサ1によれば、金属製シート2の全体またはオモテ面を被覆するカバー6、或いは静電容量式タッチセンサ1を上方から覆うシーツ等によって、患者や介護対象者等が静電容量式タッチセンサ1の存在を直感的に認識し難い状況を確保することができ、「監視されている」、「物が体に当たっている」という過度なストレスや不安、不快感を患者や介護対象者等に与えない離床センサとして活用することができる。 As described above, the thin and lightweight capacitive touch sensor 1 according to the present embodiment can detect whether or not the patient or the care target person is in a predetermined bed B or is lying on the bed B. Functions as a bed leaving sensor. Moreover, since many of the conventional bed leaving sensors use a pressure switch having a convex shape of about 20 to 30 mm, there is a high possibility that the patient will recognize the bed leaving sensor and feel uncomfortable. According to the capacitive touch sensor 1 according to the embodiment, a patient or a care target is provided by a cover 6 that covers the entire metal sheet 2 or the front surface, or a sheet that covers the capacitive touch sensor 1 from above. It is possible to secure a situation in which it is difficult for a person or the like to intuitively recognize the existence of the capacitive touch sensor 1, and excessive stress, anxiety, or discomfort such as "being monitored" or "an object is hitting the body". Can be used as a bed leaving sensor that does not give to patients or care recipients.

また、図3に示すように、各静電容量式タッチセンサ1の情報出力部7からの出力情報を無線通信によって共通のコントローラCで受信可能に設定した場合には、静電容量式タッチセンサ毎の個別のコントローラが不要でありながら、患者または介護対象者等を監視・管理する立場の者が各静電容量式タッチセンサ1による検出情報を漏れなく把握することができる。各静電容量式タッチセンサ1の情報出力部7からの出力情報をスマートフォンやタブレット等のデバイスに受信可能に設定することも可能である。 Further, as shown in FIG. 3, when the output information from the information output unit 7 of each capacitive touch sensor 1 is set to be receivable by the common controller C by wireless communication, the capacitive touch sensor Although an individual controller is not required for each, a person in a position of monitoring and managing a patient or a person to be cared for can grasp the detection information by each capacitive touch sensor 1 without omission. It is also possible to set the output information from the information output unit 7 of each capacitive touch sensor 1 so that it can be received by a device such as a smartphone or tablet.

本実施形態に係る静電容量式タッチセンサの他の用途例としては、例えば椅子の座面に直接または座面を覆うシートカバーの下に静電容量式タッチセンサをセットすることで、椅子に人が座っているかどうかを検知可能な着座センサとして使用する態様や、建物や乗物の自動ドアのうち開閉スイッチが配置される箇所を含む高さ方向に比較的広い領域に静電容量式タッチセンサをセットすることで、背の低い子供もタッチ可能な自動ドアの開閉スイッチとして使用する態様を挙げることができる。 As another application example of the capacitive touch sensor according to the present embodiment, for example, by setting the capacitive touch sensor directly on the seat surface of the chair or under the seat cover covering the seat surface, the chair can be set. Capacitive touch sensor that can be used as a seating sensor that can detect whether a person is sitting, or in a relatively wide area in the height direction including the place where the open / close switch is placed in the automatic door of a building or vehicle. By setting, it can be mentioned that it can be used as an open / close switch for an automatic door that can be touched even by a short child.

さらには、工場等での作業場における床面の所定領域に静電容量式タッチセンサをセットして、異常等が生じた場合に静電容量式タッチセンサを踏むことで、異常発生を管理者等へ報知可能な報知センサとして使用する態様や、金融機関の受付窓口デスクや店舗のレジ周辺に静電容量式タッチセンサをセットして、強盗等の異常事態が発生した場合に静電容量式タッチセンサにタッチすることで、異常事態の発生を管理者等へ報知可能な報知センサとして使用する態様、さらには、金庫の外周に静電容量式タッチセンサをセットして、管理者以外の第三者等が金庫に触れた場合に静電容量式タッチセンサが当該事象を検知して、不審情報を警告音やアナウンスで報知可能な報知センサとして使用する態様を挙げることができる。 Furthermore, by setting a capacitive touch sensor in a predetermined area on the floor in a workplace such as a factory and stepping on the capacitive touch sensor when an abnormality occurs, an administrator or the like can detect the occurrence of an abnormality. Capacitive touch sensor can be used as a notification sensor that can notify the user, or a capacitive touch sensor can be set around the reception desk of a financial institution or the cash register of a store to provide a capacitive touch in the event of an abnormal situation such as robbery. By touching the sensor, it can be used as a notification sensor that can notify the administrator etc. of the occurrence of an abnormal situation. Furthermore, a capacitive touch sensor is set on the outer circumference of the safe, and a third other than the administrator. When a person or the like touches the safe, the capacitive touch sensor detects the event and uses the suspicious information as a notification sensor capable of notifying with a warning sound or an announcement.

また、図4に示すように、本実施形態に係る静電容量式タッチセンサを用いて水位測定計Xを構成することもできる。水位測定計Xは、下端の位置が異なる2本の検知棒X1,X2を備え、本実施形態に係る静電容量式タッチセンサ1を各検知棒X1,X2の下端を含む所定領域(図示例では検知棒全体に渡る領域)にセットすることで、一方の検知棒(第1検知棒X1)が水位下限検知用の検知棒として機能し、他方の検知棒(第2検知棒X2)が水位上限検知用の検知棒として機能するものである。図4に示す水位測定計Xは、共通の検知ボックスX3によって2本の直線状の検知棒X1,X2を相互に所定距離隔離間させた状態で保持し、第2検知棒X2は100mm程度高さ方向にスライド移動可能に設定されている。このような水位測定計Xによれば、第1検知棒X1によって水位が予め設定した下限値に到達しているか否かを検知することができ、第2検知棒X2によって水位が予め設定した上限値に到達しているか否かを検知することが可能である。第1検知棒X1及び第2検知棒X2の検知情報は共通の信号ケーブルX4によって所定の通信機器と通信可能に設定されている。このような水位測定計Xの好適な適用箇所としては、水位の管理が必要であるものの既知の高価な水位測定計Xの導入が見送られている傾向が高い水田を挙げることができる。 Further, as shown in FIG. 4, the water level measuring meter X can be configured by using the capacitive touch sensor according to the present embodiment. The water level meter X includes two detection rods X1 and X2 having different lower end positions, and the capacitance type touch sensor 1 according to the present embodiment includes a predetermined region including the lower ends of the respective detection rods X1 and X2 (illustration example). Then, by setting it in the area covering the entire detection rod), one detection rod (first detection rod X1) functions as a detection rod for detecting the lower limit of the water level, and the other detection rod (second detection rod X2) functions as a water level. It functions as a detection rod for detecting the upper limit. The water level measuring meter X shown in FIG. 4 holds two linear detection rods X1 and X2 separated from each other by a predetermined distance by a common detection box X3, and the second detection rod X2 is about 100 mm high. It is set so that it can be slid in the vertical direction. According to such a water level measuring meter X, it is possible to detect whether or not the water level has reached a preset lower limit value by the first detection rod X1, and the water level is set to an upper limit preset by the second detection rod X2. It is possible to detect whether or not the value has been reached. The detection information of the first detection rod X1 and the second detection rod X2 is set so as to be able to communicate with a predetermined communication device by a common signal cable X4. As a suitable application place of such a water level measuring meter X, there can be a paddy field in which the introduction of a known expensive water level measuring meter X is likely to be postponed although the water level must be controlled.

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、金属製シートは、導電性があればよく、アルミ箔以外の材料からなるものであってもよい。金属製シートの形状やサイズは適宜変更することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the metal sheet may be made of a material other than aluminum foil as long as it is conductive. The shape and size of the metal sheet can be changed as appropriate.

本発明に係る静電容量式タッチセンサの検知情報を出力先に出力する通信手段は無線通信に限定されず、有線通信であってもよい。 The communication means for outputting the detection information of the capacitive touch sensor according to the present invention to the output destination is not limited to wireless communication, and may be wired communication.

電源として、モバイルバッテリー以外のバッテリーを利用したり、配線による電源供給を利用することができる。電力を無線で伝送するワイヤレス給電を利用する構成であってもよい。 As a power source, a battery other than a mobile battery can be used, or a power supply by wiring can be used. It may be configured to use wireless power supply that transmits electric power wirelessly.

その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。 In addition, the specific configuration of each part is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

1…静電容量式タッチセンサ
2…金属製シート
3…検出電極
4…静電容量型検知回路
41…電流検出部
5…電源
7…情報出力部
1 ... Capacitive touch sensor 2 ... Metal sheet 3 ... Detection electrode 4 ... Capacitive detection circuit 41 ... Current detection unit 5 ... Power supply 7 ... Information output unit

Claims (3)

対向電極として機能する導電性の金属製シートと、
前記金属製シートに近接する位置に設けられ且つ前記金属製シートから電気的に絶縁された検出電極と、
前記検出電極に電気的に接続され且つ電流検出部を有する静電容量型検知回路と、
前記静電容量型検知回路に電力を供給する電源とを備え、
前記金属製シートと被検出物体との間の静電容量である第1静電容量と、前記金属製シートと前記検出電極との間の静電容量である第2静電容量の合計値を前記電流検出部で検出するように構成したことを特徴とする静電容量式タッチセンサ。
A conductive metal sheet that functions as a counter electrode,
A detection electrode provided at a position close to the metal sheet and electrically insulated from the metal sheet,
A capacitance type detection circuit that is electrically connected to the detection electrode and has a current detection unit,
It is equipped with a power supply that supplies power to the capacitance type detection circuit.
The total value of the first capacitance, which is the capacitance between the metal sheet and the object to be detected, and the second capacitance, which is the capacitance between the metal sheet and the detection electrode. A capacitive touch sensor characterized in that it is configured to be detected by the current detection unit.
前記金属製シートに形状保持シートを裏当て材として宛がっている請求項1に記載の静電容量式タッチセンサ。 The capacitive touch sensor according to claim 1, wherein a shape-retaining sheet is attached to the metal sheet as a backing material. 前記電流検出部で検出した検出情報を外部に通信または報知する情報出力部を備えている請求項1または2に記載の静電容量式タッチセンサ。 The capacitive touch sensor according to claim 1 or 2, further comprising an information output unit that communicates or notifies the detection information detected by the current detection unit to the outside.
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