JP4210004B2 - Capacitance type alarm device - Google Patents

Capacitance type alarm device Download PDF

Info

Publication number
JP4210004B2
JP4210004B2 JP19890899A JP19890899A JP4210004B2 JP 4210004 B2 JP4210004 B2 JP 4210004B2 JP 19890899 A JP19890899 A JP 19890899A JP 19890899 A JP19890899 A JP 19890899A JP 4210004 B2 JP4210004 B2 JP 4210004B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
input terminal
inverting input
sensor electrode
capacitance
alarm device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP19890899A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2001023051A (en
Inventor
正巳 八壁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Priority to JP19890899A priority Critical patent/JP4210004B2/en
Publication of JP2001023051A publication Critical patent/JP2001023051A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4210004B2 publication Critical patent/JP4210004B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Burglar Alarm Systems (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、建造物の窓枠やドア、自動車の車体等の導電体からなる保護対象に対する人や動物の接近又は接触を検出して警報を発する静電容量型警報装置に関するもので、特に盗難防止装置に利用して有用な装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、建造物や車両に対する盗難を防止するための種々の装置が提案されている。例えば、超音波ドップラーレーダーを車内に装着し、窓ガラスや車体が強打されたのを検出して警報を発する自動車用盗難防止装置が公知である。この装置は、車両の窓ガラスや車体が強打されたときに、車内に装着された超音波ドップラーレーダーの出力信号に現れるドップラー信号を検出し、該ドップラー信号が所定の時間よりも長く継続したときに警報信号を発生してブザー等の警報器を作動させるものである。
【0003】
しかしながら、このような自動車用盗難防止装置においては、窓ガラスや車体を強打されたときに発生するドップラー信号を検出するものであるため、盗難が発生したときには窓ガラスが壊されていたり、車体が傷つけられていたりする。また、タイヤの盗難やエンジンルーム内及びトランク内の物品の盗難を防止することができないという課題があった。さらに、超音波発生部と超音波受信部とを新たに設置する必要があり、コスト上の問題もある。こうした課題は、ドップラー効果を利用する何れの盗難防止装置にも共通するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
この発明はこうした課題を解決するために提案されたものであり、この発明の目的は、検出対象物との距離に応じた静電容量を検出し、警報を発する静電容量型警報装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、導電体からなるセンサ電極と電気的に接続され、前記センサ電極と検出対象物との間の静電容量を検出し、検出した静電容量に対応する信号を発生する静電容量検出手段と、前記信号が所定の閾値を越えたことを検出して警報を発する警報手段とを具備する静電容量型警報装置を提供する。
【0006】
前記静電容量検出手段は、反転入力端子、非反転入力端子及び出力端子を有し、前記出力端子と前記反転入力端子との間が帰還抵抗によって接続され、前記反転入力端子と前記非反転入力端子との間がイマジナリ・ショートの状態である演算増幅器を備える。前記反転入力端子と前記センサ電極との間は導線によって接続され、前記導線の少なくとも一部は前記非反転入力端子に接続されたシールド線によって包囲される。前記非反転入力端子に交流信号を印加することにより、前記演算増幅器は前記センサ電極と前記検出対象物との距離に対応する電圧を出力する。
【0007】
前記警報手段は信号処理手段と警報器とを備えており、前記信号処理手段は、前記電圧のピーク値を保持する保持部と、該ピーク値が所定の閾値を越えたことを検出して前記警報器を作動させる検出部とを備える。
【0008】
前記センサ電極としては、例えば自動車の車体や建造物の窓枠等の導電体を使用することができる。さらに、前記静電容量型警報装置はリモートコントロールによってオン、オフされる電源を備えると使用に便利である。
【0009】
【発明の実施の形態】
図1は、この発明に係る静電容量検出装置の一つの実施の形態の構成を概略的に示すブロック図である。図1において、静電容量型防犯装置は、保護対象である建造物の窓枠やドア及び自動車の車体等の導電体からなるセンサ電極Sと導線を介して電気的に接続された静電容量検出部1を備える。センサ電極Sは、人間、動物、工具等の検出対象物Dとの距離に応じた大きさの静電容量を発生するために設けられる。静電容量検出部1は、後述するように、演算増幅器のイマジナリショートの状態を利用してセンサ電極Sにおける静電容量の大きさを検出して該静電容量に対応する電圧を出力し、この電圧を信号処理部2に印加する。換言すると、静電容量検出部1は、センサ電極Sによって検出された物理量を、後段の信号処理部2によって処理可能な電気信号へ変換するものである。
【0010】
信号処理部2は、静電容量検出部1から受け取った電圧を処理し、該電圧の大きさが予め設定した範囲内にあるかどうかを判定する機能を有するもので、任意の構成の回路を使用することができる。これにより、センサ電極Sにおける静電容量が正常な状態にあるか否か、すなわち、センサ電極Sと人、動物等の検出対象物Dとの距離が所定の値以内にあるかどうかを判定することができる。信号処理部2は、静電容量検出部1から出力された電圧が予め設定した範囲を逸脱したと判定したときに警報信号を発生し、これをブザー等の警報器3に供給して該警報器3を作動させる。
【0011】
センサ電極Sは導電体であれば任意の材質及び形状のものでよく、保護対象が自動車であれば、図2の(a)に示すように、センサ電極Sは自動車の導電性の車体5であり、保護対象が建造物の場合には、図2の(b)に示すように、導電性の窓枠6をセンサ電極Sとすることができる。図2の(a)においては、自動車の車体5の適宜の位置を静電容量検出部1の入力端子と接続することにより、人や動物等の検出対象物Dが自動車に接近したときに検出対象物Dとセンサ電極Sである車体との間に発生する静電容量を利用して、検出対象物Dと車体との距離を検出することができるので、盗難防止装置や歩行者の自動車への異常接近を警報する接触防止装置を構成することができる。図2の(b)の場合には、窓枠6の適宜の位置を静電容量検出部1の入力端子と接続することにより、窓枠への接触又は接近を警報する防犯装置を構成することができる。
【0012】
図3は、静電容量検出部1の構成の一例を示している。静電容量検出部1は静電容量検出回路11と、該静電容量検出回路11をセンサ電極Sに接続する信号線12とを備える。静電容量検出回路11は演算増幅器13を備えており、この演算増幅器の電圧利得は閉ループ利得よりも極めて大きい。演算増幅器13の出力端子と反転入力端子(−)との間には帰還抵抗14が接続され、演算増幅器13に負帰還がかかっている。さらに、演算増幅器13の反転入力端子(−)には、信号線12の一端が接続され、信号線12の他端にはセンサ電極Sが接続される。一方、演算増幅器13の非反転入力端子(+)は、交流信号を発生する発振回路15の出力端子及び信号線12の周囲の少なくとも一部を包囲するシールド線16に接続される。
【0013】
信号線12の少なくとも一部をシールド線16によって包囲したのは、シールド線16によって外部からのノイズ等の不要信号が信号線12に誘導されるのを防止するためであり、シールド線16は接地されない。
【0014】
このように、演算増幅器13には帰還抵抗14を介して負帰還がかかっており、しかも、演算増幅器13の電圧利得の方が閉ループ利得よりも極めて大きいので、演算増幅器13の両入力端子間はイマジナリ・ショートの状態にある。すなわち、演算増幅器13の反転入力端子(−)と非反転入力端子(+)との間の電圧差は実質的にゼロである。したがって、信号線12とシールド線16とは同電位にあり、信号線12とシールド線16との間に生じる浮遊容量をキャンセルすることができる。このことは、信号線12の長さに無関係に成立するし、信号線12の移動や折り曲げ、折り返し等に関係なく成立する。
【0015】
いま、発振回路15から正弦波信号を発生させたときに演算増幅器13から出力される電圧をVoutとすると、
【0016】
【数1】
Vout=(1+jωCs・Rf)・Vin (1)
が成立する。ただし、Vinは発振回路15から発生される正弦波信号の振幅であり、ωは同正弦波信号の角周波数であり、Rfは帰還抵抗14の抵抗値であり、Csはセンサ電極Sと検出対象物Dとの間に形成される容量の値である。このとき、センサ電極Sと検出対象物Dとの間の距離をdとすると、Csとdとの間には
【0017】
【数2】
Cs=ε・A/d (2)
なる関係が成り立つ。ただし、εはセンサ電極Sと検出対象物Dとの間の誘電率であり、Aはセンサ電極Sの検出対象物Dに対向する部分の面積である。
【0018】
式(2)を式(1)に代入すると、式(1)は
【0019】
【数3】
Vout=(1+jωRf・ε・A/d)・Vin (3)
と書き直すことができる。この式は、静電容量検出回路11から出力される電圧Voutがセンサ電極Sと検出対象物Dとの間の距離dに応じた値を有すること、換言すると、静電容量検出回路11の出力にはセンサ電極Sと検出対象物Dとの距離に応じた電圧Voutが現れることを示している。
【0020】
なお、センサ電極Sの近くに導電体が存在すると、この導電体もセンサ電極Sとの間に浮遊容量を形成するので、そうした浮遊容量の影響を可能な限り除去して、静電容量検出回路11をセンサ電極Sと検出対象物Dとの間の静電容量Csに基づいて正確に動作させるために、センサ電極Sの周囲に存在する導電体をシールド線16と電気的に接続しておくことが望ましい。こうすると、センサ電極Sの周囲の導電体はセンサ電極Sと同電位になり、静電容量検出回路11の動作に影響しなくなる。
【0021】
図4は、Rf=10MΩ、Vin=0.5V、ω=2π×10kHz、ε=1としたときの、センサ電極Sと検出対象物との間に形成される容量の値Cs(単位フェムトファラッド)の変化に対して静電容量検出回路11から出力される電圧Vout(単位ボルト)がどのように変化するかを示すグラフである。このグラフから、Csの増加に対して、したがって、センサ電極Sと検出対象物Dとの距離dが小さくなるにつれてVoutがほぼ直線的に増加することがわかる。
【0022】
図5は、センサ電極Sを円形とし、その直径φを15mm、30mm及び45mmとしたときの、センサ電極Sと検出対象物との間の距離d(単位ミリメートル)に対する電圧Vout(単位ボルト)の変化を示すグラフである。ただし、何れの場合もεは空気の誘電率である。このグラフから、dが或る値よりも小さい範囲にあるならばVoutはdの増加と共に減少すること、該範囲はセンサ電極Sと検出対象物Dとの対向する面積Aの大きさに依存することがわかる。
【0023】
図6は、信号処理部2の構成の一例を示すブロック図である。信号処理部2は、静電容量検出部1から出力された電圧Voutが予め設定した閾値を越えたときに異常状態が発生したと判断して警報信号を発生し、ブザー等の警報器3を作動させるものであり、ピーク保持部21と比較検出部22とを備える。ピーク保持部21は、静電容量検出部1から電圧Voutを受け取って、所定のタイミングで電圧Voutのピーク値を抽出して保持し、保持したピーク値を比較検出部22に加える。比較検出部22は受け取ったピーク値を予め定めた閾値と比較し、ピーク値が閾値を越えたとき警報信号を発生して警報器に与える。
【0024】
比較検出部22に設定される閾値は、この発明に係る静電容量型警報装置を自動車用接触防止装置や盗難防止装置等のどのような装置としてとして使用するかに応じて、検出対象物Dがセンサ電極Sに接触した場合を含む、検出対象物Dがセンサ電極Sに対して接近し得る最小距離に応じて決めることができる。
【0025】
以上、この発明に係る静電容量型警報装置の一つの実施の形態について説明したが、この発明はこうした実施の形態に限定されるものではない。例えば、必要に応じて、静電容量型警報装置の電源のオン、オフをリモートコントロールすることができるようにしてもよい。また、金具などの導体があれば、新しくセンサ素子を設けること無く、検知装置を構成することができ、安価に警報装置や入退室センサなどを作ることも可能である。
【0026】
【発明の効果】
以上、この発明を図示の実施の形態を参照しながら説明したところから理解されるとおり、請求項1の発明は、検出対象物がセンサ電極に対して所定の距離まで接近したこと又はセンサ電極に接触したことを死角無く検出して警報を作動させることができるという効果を奏する。
【0027】
請求項2の発明は、センサ電極と検出対象物との間に形成される静電容量に正確に対応した電圧を求めることができ、例えばフェムトファラッド(ピコファラッドの1000分の1)のオーダーの微小なものであっても、該静電容量を電圧へ高精度に変換することが可能になるので、センサ電極と検出対象物との距離に応じて正確に警報を発することができるという効果を奏する。
【0028】
請求項3の発明は、所定の大きさの静電容量が検出されたときに警報を発することができるので、誤動作を防止することができるという効果を奏する。
これらを自動車の車体に用いれば、死角の無い自動車用盗難防止装置を提供することができるという効果を奏する。また、建物の窓枠やドアなどに用いれば、死角の無い建造物用防犯装置を提供することができるという効果を奏する。
【0029】
請求項4の発明は、離れた地点から装置の動作開始と終了を制御することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明に係る静電容量型警報装置の一つの実施の形態を示すブロック図である。
【図2】 (a)は図1のセンサ電極として自動車の車体を使用した場合の、(b)は図1のセンサ電極として窓枠を使用した場合の静電容量型警報装置の構成をそれぞれ示す図である。
【図3】 図1の静電容量検出部1の構成の一例を示す図である。
【図4】 図3の静電容量検出回路11の出力電圧Voutとセンサ電極Sで発生される静電容量Csとの関係を示すグラフである。
【図5】 センサ電極Sの形状に応じて、図3の静電容量検出回路11の出力電圧Voutがセンサ電極Sと検出対象物Dとの距離に応じてどう変化するかを示すグラフである。
【図6】 図1の信号処理部2の構成の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
S:センサ電極、 D:検出対象物、 1:静電容量検出部、
2:信号処理部、 3:警報器、5:車体、 6:窓枠、
12:信号線、 13:演算増幅器、 14:帰還抵抗、 15:発振回路、
21:ピーク保持部、 22:比較検出部、
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a capacitive alarm device that issues an alarm by detecting the approach or contact of a person or animal to a protection target made of a conductor such as a window frame or door of a building, or a car body, and in particular theft. The present invention relates to a device that is useful as a prevention device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, various devices for preventing theft of buildings and vehicles have been proposed. For example, an anti-theft device for automobiles is known that is equipped with an ultrasonic Doppler radar in a vehicle, detects a smashing of a window glass or a vehicle body, and issues an alarm. This device detects a Doppler signal that appears in the output signal of an ultrasonic Doppler radar mounted in the vehicle when the window glass or the vehicle body of the vehicle is struck, and the Doppler signal continues for a longer time than a predetermined time. An alarm signal is generated to activate an alarm device such as a buzzer.
[0003]
However, such an anti-theft device for automobiles detects a Doppler signal that is generated when the window glass or the vehicle body is smashed, so that when the theft occurs, the window glass is broken or the vehicle body is It is hurt. In addition, there is a problem that it is impossible to prevent theft of tires and theft of articles in the engine room and trunk. Furthermore, it is necessary to newly install an ultrasonic wave generation part and an ultrasonic wave reception part, and there also exists a problem on cost. Such a problem is common to any antitheft device using the Doppler effect.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been proposed in order to solve these problems, and an object of the present invention is to provide a capacitance type alarm device that detects a capacitance according to the distance to a detection target and issues an alarm. There is to do.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is electrically connected to a sensor electrode made of a conductor, detects a capacitance between the sensor electrode and a detection object, and detects the detected capacitance. There is provided a capacitance type alarm device comprising capacitance detection means for generating a corresponding signal and alarm means for generating an alarm upon detecting that the signal exceeds a predetermined threshold.
[0006]
The capacitance detection means has an inverting input terminal, a non-inverting input terminal, and an output terminal, and the output terminal and the inverting input terminal are connected by a feedback resistor, and the inverting input terminal and the non-inverting input An operational amplifier having an imaginary short between the terminals is provided. The inverting input terminal and the sensor electrode are connected by a conducting wire, and at least a part of the conducting wire is surrounded by a shield wire connected to the non-inverting input terminal. By applying an AC signal to the non-inverting input terminal, the operational amplifier outputs a voltage corresponding to the distance between the sensor electrode and the detection target.
[0007]
The alarm means includes a signal processing means and an alarm device. The signal processing means detects a holding unit that holds a peak value of the voltage, and detects that the peak value exceeds a predetermined threshold value. And a detector for operating the alarm device.
[0008]
As the sensor electrode, for example, a conductor such as a car body of a car or a window frame of a building can be used. Furthermore, it is convenient to use the electrostatic capacity type alarm device provided with a power source that is turned on and off by remote control.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of one embodiment of a capacitance detection device according to the present invention. In FIG. 1, the electrostatic capacity type crime prevention apparatus is an electrostatic capacity electrically connected to a sensor electrode S made of a conductor such as a window frame or door of a building to be protected and a car body of a car via a conductor. A detection unit 1 is provided. The sensor electrode S is provided to generate a capacitance having a magnitude corresponding to the distance from the detection target D such as a human being, an animal, or a tool. As will be described later, the capacitance detection unit 1 detects the size of the capacitance in the sensor electrode S using the imaginary short state of the operational amplifier, and outputs a voltage corresponding to the capacitance. This voltage is applied to the signal processing unit 2. In other words, the capacitance detection unit 1 converts the physical quantity detected by the sensor electrode S into an electrical signal that can be processed by the signal processing unit 2 at the subsequent stage.
[0010]
The signal processing unit 2 has a function of processing the voltage received from the capacitance detection unit 1 and determining whether or not the magnitude of the voltage is within a preset range. Can be used. Thereby, it is determined whether or not the capacitance of the sensor electrode S is in a normal state, that is, whether or not the distance between the sensor electrode S and the detection target D such as a person or animal is within a predetermined value. be able to. The signal processing unit 2 generates an alarm signal when it determines that the voltage output from the capacitance detection unit 1 has deviated from a preset range, and supplies the alarm signal to an alarm device 3 such as a buzzer. Actuator 3 is activated.
[0011]
The sensor electrode S may be of any material and shape as long as it is a conductor. If the object to be protected is an automobile, the sensor electrode S is a conductive body 5 of the automobile as shown in FIG. Yes, when the object to be protected is a building, the conductive window frame 6 can be used as the sensor electrode S as shown in FIG. In FIG. 2A, an appropriate position of the vehicle body 5 of the vehicle is connected to the input terminal of the capacitance detection unit 1 to detect when a detection object D such as a person or an animal approaches the vehicle. Since the distance between the detection object D and the vehicle body can be detected using the capacitance generated between the object D and the vehicle body which is the sensor electrode S, the anti-theft device and the pedestrian's automobile can be detected. It is possible to configure a contact prevention device that warns of an abnormal approach. In the case of (b) in FIG. 2, a crime prevention device is configured to warn contact or approach to the window frame by connecting an appropriate position of the window frame 6 to the input terminal of the capacitance detection unit 1. Can do.
[0012]
FIG. 3 shows an example of the configuration of the capacitance detection unit 1. The capacitance detection unit 1 includes a capacitance detection circuit 11 and a signal line 12 that connects the capacitance detection circuit 11 to the sensor electrode S. The capacitance detection circuit 11 includes an operational amplifier 13, and the voltage gain of the operational amplifier is much larger than the closed loop gain. A feedback resistor 14 is connected between the output terminal and the inverting input terminal (−) of the operational amplifier 13, and negative feedback is applied to the operational amplifier 13. Further, one end of the signal line 12 is connected to the inverting input terminal (−) of the operational amplifier 13, and the sensor electrode S is connected to the other end of the signal line 12. On the other hand, the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier 13 is connected to an output terminal of the oscillation circuit 15 that generates an AC signal and a shield line 16 that surrounds at least a part of the periphery of the signal line 12.
[0013]
The reason why at least a part of the signal line 12 is surrounded by the shield line 16 is to prevent unnecessary signals such as noise from the outside from being induced to the signal line 12 by the shield line 16, and the shield line 16 is grounded. Not.
[0014]
Thus, negative feedback is applied to the operational amplifier 13 via the feedback resistor 14, and the voltage gain of the operational amplifier 13 is much larger than the closed loop gain. Imaginary short. That is, the voltage difference between the inverting input terminal (−) and the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier 13 is substantially zero. Therefore, the signal line 12 and the shield line 16 are at the same potential, and the stray capacitance generated between the signal line 12 and the shield line 16 can be canceled. This is true regardless of the length of the signal line 12, and is true regardless of the movement, bending, folding, etc. of the signal line 12.
[0015]
Now, assuming that the voltage output from the operational amplifier 13 when the sine wave signal is generated from the oscillation circuit 15 is Vout,
[0016]
[Expression 1]
Vout = (1 + jωCs · Rf) · Vin (1)
Is established. Where Vin is the amplitude of the sine wave signal generated from the oscillation circuit 15, ω is the angular frequency of the sine wave signal, Rf is the resistance value of the feedback resistor 14, and Cs is the sensor electrode S and the detection target. It is the value of the capacity formed between the object D. At this time, when the distance between the sensor electrode S and the detection object D is d, the distance between Cs and d is
[Expression 2]
Cs = ε · A / d (2)
The relationship becomes true. However, (epsilon) is a dielectric constant between the sensor electrode S and the detection target D, A is an area of the part which opposes the detection target D of the sensor electrode S. FIG.
[0018]
Substituting equation (2) into equation (1), equation (1) becomes
[Equation 3]
Vout = (1 + jωRf · ε · A / d) · Vin (3)
Can be rewritten. This equation indicates that the voltage Vout output from the capacitance detection circuit 11 has a value corresponding to the distance d between the sensor electrode S and the detection object D, in other words, the output of the capacitance detection circuit 11. Indicates that a voltage Vout corresponding to the distance between the sensor electrode S and the detection object D appears.
[0020]
If a conductor is present near the sensor electrode S, this conductor also forms a stray capacitance with the sensor electrode S. Therefore, the influence of such stray capacitance is removed as much as possible to detect the capacitance. In order to accurately operate 11 based on the capacitance Cs between the sensor electrode S and the detection object D, a conductor existing around the sensor electrode S is electrically connected to the shield wire 16. It is desirable. In this way, the conductor around the sensor electrode S has the same potential as the sensor electrode S and does not affect the operation of the capacitance detection circuit 11.
[0021]
FIG. 4 shows a capacitance value Cs (unit femtofarad) formed between the sensor electrode S and the detection target when Rf = 10 MΩ, Vin = 0.5 V, ω = 2π × 10 kHz, and ε = 1. ) Is a graph showing how the voltage Vout (unit volt) output from the capacitance detection circuit 11 changes with respect to the change in. From this graph, it can be seen that Vout increases almost linearly as the distance d between the sensor electrode S and the detection object D decreases as Cs increases.
[0022]
FIG. 5 shows the voltage Vout (unit volt) with respect to the distance d (unit millimeter) between the sensor electrode S and the detection target when the sensor electrode S is circular and the diameter φ is 15 mm, 30 mm, and 45 mm. It is a graph which shows a change. However, in either case, ε is the dielectric constant of air. From this graph, if d is in a range smaller than a certain value, Vout decreases as d increases, and this range depends on the size of the area A where the sensor electrode S and the detection object D face each other. I understand that.
[0023]
FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the signal processing unit 2. The signal processing unit 2 determines that an abnormal state has occurred when the voltage Vout output from the capacitance detection unit 1 exceeds a preset threshold value, generates an alarm signal, and generates an alarm device 3 such as a buzzer. It operates and includes a peak holding unit 21 and a comparison detection unit 22. The peak holding unit 21 receives the voltage Vout from the capacitance detection unit 1, extracts and holds the peak value of the voltage Vout at a predetermined timing, and adds the held peak value to the comparison detection unit 22. The comparison detection unit 22 compares the received peak value with a predetermined threshold value, and when the peak value exceeds the threshold value, generates an alarm signal and gives it to the alarm device.
[0024]
The threshold value set in the comparison detection unit 22 depends on what kind of device, such as an automobile contact prevention device or an anti-theft device, is used for the electrostatic capacity alarm device according to the present invention. Can be determined according to the minimum distance that the detection object D can approach to the sensor electrode S, including the case where the sensor electrode S comes into contact.
[0025]
As mentioned above, although one embodiment of the capacitance type alarm device according to the present invention has been described, the present invention is not limited to such an embodiment. For example, it may be possible to remotely control on / off of the power supply of the capacitive alarm device as necessary. In addition, if there is a conductor such as a metal fitting, a detection device can be configured without newly providing a sensor element, and an alarm device, an entrance / exit sensor, etc. can be made at low cost.
[0026]
【The invention's effect】
As described above, as understood from the description of the present invention with reference to the illustrated embodiment, the invention of claim 1 is based on the fact that the detection object has approached the sensor electrode up to a predetermined distance or the sensor electrode. It is possible to detect the contact without a blind spot and activate an alarm.
[0027]
The invention of claim 2 can obtain a voltage that accurately corresponds to the capacitance formed between the sensor electrode and the detection object, and is, for example, in the order of femtofarad (1/1000 of picofarad). Even if it is a minute one, it is possible to convert the capacitance to voltage with high accuracy, so that an alarm can be accurately issued according to the distance between the sensor electrode and the detection target. Play.
[0028]
According to the third aspect of the present invention, an alarm can be issued when a predetermined capacitance is detected, so that it is possible to prevent malfunction.
If these are used in the body of an automobile, there is an effect that it is possible to provide an automobile antitheft device without a blind spot. Moreover, if it is used for a window frame, a door, etc. of a building, there exists an effect that the crime prevention apparatus for buildings without a blind spot can be provided.
[0029]
According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to control the start and end of the operation of the apparatus from a remote location.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a capacitive alarm device according to the present invention.
2A shows a configuration of a capacitive alarm device when a vehicle body is used as the sensor electrode of FIG. 1, and FIG. 2B shows a configuration of a capacitive alarm device when a window frame is used as the sensor electrode of FIG. FIG.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the configuration of the capacitance detection unit 1 in FIG. 1;
4 is a graph showing the relationship between the output voltage Vout of the capacitance detection circuit 11 of FIG. 3 and the capacitance Cs generated at the sensor electrode S. FIG.
5 is a graph showing how the output voltage Vout of the capacitance detection circuit 11 of FIG. 3 changes according to the distance between the sensor electrode S and the detection object D according to the shape of the sensor electrode S. FIG. .
6 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a signal processing unit 2 in FIG.
[Explanation of symbols]
S: sensor electrode, D: object to be detected, 1: capacitance detection unit,
2: signal processing unit, 3: alarm, 5: vehicle body, 6: window frame,
12: signal line, 13: operational amplifier, 14: feedback resistor, 15: oscillation circuit,
21: Peak holding unit, 22: Comparison detection unit,

Claims (3)

導電体からなるセンサ電極と電気的に接続され、前記センサ電極と検出対象物との間の静電容量を検出し、検出した静電容量に対応する信号を発生する静電容量検出手段と、前記信号が所定の閾値を越えたことを検出して警報を発する警報手段と、
を具備する静電容量型警報装置であって、
前記静電容量検出手段が、(A)反転入力端子、非反転入力端子及び出力端子を有し、前記出力端子と前記反転入力端子との間が帰還抵抗によって接続され、前記反転入力端子と前記非反転入力端子との間がイマジナリ・ショートの状態である演算増幅器と、(B)一端が前記反転入力端子に接続され、他端が前記センサ電極に接続された導線と、(C)前記導線の少なくとも一部を包囲し且つ前記非反転入力端子に接続されたシールド線と、(D)前記非反転入力端子に交流信号を印加する発振回路とを備え、
前記演算増幅器が、前記センサ電極と前記検出対象物との距離と前記交流信号の周波数に応じた電圧を出力することを特徴とする静電容量型警報装置。
A capacitance detecting means that is electrically connected to a sensor electrode made of a conductor, detects a capacitance between the sensor electrode and a detection object, and generates a signal corresponding to the detected capacitance; Alarm means for detecting that the signal exceeds a predetermined threshold and issuing an alarm;
A capacitive alarm device comprising :
The capacitance detection means has (A) an inverting input terminal, a non-inverting input terminal and an output terminal, and the output terminal and the inverting input terminal are connected by a feedback resistor, and the inverting input terminal and the inverting input terminal An operational amplifier that is in an imaginary short state with respect to the non-inverting input terminal; (B) a conducting wire having one end connected to the inverting input terminal and the other end connected to the sensor electrode; and (C) the conducting wire. And a shield wire connected to the non-inverting input terminal, and (D) an oscillation circuit that applies an AC signal to the non-inverting input terminal,
The capacitive alarm device , wherein the operational amplifier outputs a voltage corresponding to a distance between the sensor electrode and the detection target and a frequency of the AC signal .
前記警報手段が信号処理手段と警報器とを備え、
前記信号処理手段が、前記電圧のピーク値を保持する保持部と、該ピーク値が所定の閾値を越えたことを検出して前記警報器を作動させる検出部とを備える
ことを特徴とする、請求項1に記載の静電容量型警報装置。
The alarm means comprises a signal processing means and an alarm device,
The signal processing means includes a holding unit that holds the peak value of the voltage, and a detection unit that detects that the peak value has exceeded a predetermined threshold and activates the alarm device, The electrostatic capacity type alarm device according to claim 1.
リモートコントロールによってオン、オフされる電源を備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載の静電容量型警報装置。  The electrostatic capacity type alarm device according to claim 1, further comprising a power source that is turned on and off by a remote control.
JP19890899A 1999-07-13 1999-07-13 Capacitance type alarm device Expired - Fee Related JP4210004B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19890899A JP4210004B2 (en) 1999-07-13 1999-07-13 Capacitance type alarm device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19890899A JP4210004B2 (en) 1999-07-13 1999-07-13 Capacitance type alarm device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001023051A JP2001023051A (en) 2001-01-26
JP4210004B2 true JP4210004B2 (en) 2009-01-14

Family

ID=16398955

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19890899A Expired - Fee Related JP4210004B2 (en) 1999-07-13 1999-07-13 Capacitance type alarm device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4210004B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4009953B2 (en) * 2003-05-14 2007-11-21 オムロン株式会社 Object detection sensor
KR100992614B1 (en) 2008-07-21 2010-11-08 경원훼라이트공업 주식회사 capacitive proximity sensor and apparatus for detecting hacking ATM data using the same sensor
ITBA20100013A1 (en) * 2010-03-17 2010-06-16 Rocco Carone ALARM DEVICE OR COMMAND WHOSE SENSOR ELEMENTS ARE CONSTITUTED BY ONE OR MORE PAIRS OF UNIPOLAR ELECTRIC CABLES COMBINED WITH ONE OR MORE DETECTION ELEMENTS.
KR101854844B1 (en) * 2016-06-16 2018-06-20 주식회사 지엔피컴퍼니 Detection apparatus for security purpose

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001023051A (en) 2001-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3597670B2 (en) Automotive body approach detection sensor
EP1790078B1 (en) Proximity sensor for x-ray apparatus
KR0151568B1 (en) Ultrasonic wave reception apparatus and obstacle detection apparatus
US5801340A (en) Proximity sensor
CA2095398C (en) System for detecting human presence in hazardous situations
JP2010239587A (en) Device for opening and closing vehicular door
US20090212849A1 (en) Capacitive moisture independent crush protection
EP0725960B1 (en) Capacitive detector device and alarm system
AU2005239317B2 (en) Capacitance activated switch device
US11078692B2 (en) Method for detecting a user's intention to lock or unlock a motor vehicle door and associated device
US7902841B2 (en) Capacitive proximity sensor
JP2010236329A (en) Vehicle door opening/closing angle control device
JP4210004B2 (en) Capacitance type alarm device
JP3597669B2 (en) Human body approach discrimination circuit
KR20060010797A (en) Impact detection device
KR101496431B1 (en) Capacitive sensor system
JP2014194123A (en) Obstacle detector
US5530419A (en) Ambient pressure controlled automobile alarm
US20230392427A1 (en) Non-contact-type pinch prevention device
US20050096831A1 (en) Apparatus and method for the detection of objects
JPH1188138A (en) Touch sensor
JP5405876B2 (en) Operator discriminating device and in-vehicle device control device
JPS60261754A (en) Theft preventing apparatus for car
JP2003036484A (en) Closed space monitoring system
JP2001032628A (en) Catch preventing device and method

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20040113

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060704

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080724

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080922

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20081017

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20081024

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111031

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111031

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141031

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees