JP4505812B2 - 接近センサー装置 - Google Patents
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Description
(1)回路部品のばらつきや周囲条件による性能低下や誤検出が少ない。
(2)異なる時定数特性が関連付けされて設定された3つの検波回路を直列に接続する回路構成により、検出信号の中からパルスノイズのような不要な振幅変動成分を排除し、正確に対象物(主に人体や動物)の接近を検出できる。
(3)検出判定が簡単であり、判定にコンピュータが不要若しくは判定ソフトウエアを簡単にできる。
(4)誤検出の少ない小型で安定した性能の接近センサー装置(タッチセンサーを含む)が安価に実現できる。
前記第1の検波出力電圧V1から前記第2の検波出力電圧V2と前記第3の検波出力電圧V3を作り、対象物(人体や動物)の接近時に前記第2及び第3の検波回路5a,6aの時定数τ2、τ3の差で過渡的に発生する検波出力電圧V2とV3の電位差ΔVを比較する。ここに、前記第3の検波回路6aの時定数τ3は電圧上昇方向(τ3u)で短く、電圧下降方向(τ3d)で長い(τ3d≫τ3u)。この下降方向の時定数τ3dは第2の検波回路5aの電圧上昇方向の時定数τ2uの数十倍以上に設定する。例えば、図1中のコンデンサC2を4.7μF、抵抗R2を100kΩ、コンデンサC3を100μF、抵抗R3を1MΩに設定する。
一般に、強力な外乱ノイズは短時間で収束するパルスノイズ、或いはその不連続な繰り返しであることが殆どである。前記第1の検波回路4aはコンデンサC1と抵抗R1で決まる復帰時定数を前述の発振回路1の発振周期に近い比較的短い時定数τ1に設定する。これにより前記第1の検波出力電圧V1は外乱ノイズがあったときだけ電圧が増加するが、それ以外は前記発振回路1からの連続した検出信号S1による連続した検波出力電圧V1が発生する(図2参照)。この第1の検波出力電圧V1から第2の検波回路5aにより第2の検波出力電圧V2を作る。この第2の検波回路5aは前記検出信号S1の振幅減少方向の時定数τ2bである電圧下降方向の時定数τ2dが短く、振幅増加方向の時定数τ2aである電圧上昇方向の時定数τ2uが長く、この電圧上昇方向の時定数τ2uは前記第1の検波回路4aの時定数τ1の数倍以上に設定する。この電圧下降方向と電圧上昇方向の時定数であるτ1とτ2uの差により前記第2の検波出力電圧V2は入力電圧の第1の検波出力電圧V1の下限電圧をなぞるように変化する(図2の破線の電圧波形参照)。つまり、第1の検波回路4aに入力される外来ノイズ等の不連続な成分は排除され、連続する信号の成分だけが第2の検波回路5aの検波出力電圧V2となる。
2a,2b センサー部
3a,3b 静電容量センサー回路
4a,4b 第1の検波回路
5a,5b 第2の検波回路
6a,6b 第3の検波回路
7 判定回路
8、9、10、20 接近センサー装置
C 静電容量
fx 発振周波数
V0 出力信号
V1 第1の検波出力電圧
V2 第2の検波出力電圧
V3 第3の検波出力電圧
Vout 判定信号
ΔV 電位差
A,B 検出電極
S1 検出信号
AMP1 増幅器
τ2a 検出信号S1の振幅増加方向に対する第2の検波回路の時定数
τ2b 検出信号S1の振幅減少方向に対する第2の検波回路の時定数
τ1 第1の検波回路の時定数
τ2d 第2の検波回路の電圧下降方向の時定数
τ3d 第3の検波回路の電圧下降方向の時定数
τ2u 第2の検波回路の電圧上昇方向の時定数
τ3u 第3の検波回路の電圧上昇方向の時定数
Claims (1)
- 所定の周波数の出力信号を発振する発振回路と、
対象物の接近に応じて静電容量が変化するセンサー部を有し、前記発振回路の出力信号が供給され前記センサー部の静電容量の変化を検出して検出信号を出力する静電容量センサー回路と、
前記検出信号を検波し第1の検波出力電圧を出力する第1の検波回路と、
前記第1の検波回路の検波出力電圧を更に検波し第2の検波出力電圧を出力する検波回路であり、前記検出信号の振幅増加方向に対する時定数が前記検出信号の振幅減少方向に対する時定数よりも長く設定された第2の検波回路と、
前記第2の検波出力電圧を更に検波し第3の検波出力電圧を出力する検波回路であり、この第3の検波出力電圧が前記対象物の接近に伴って変化する前記第2の検波出力電圧の変化に遅れて追従するように時定数が設定された第3の検波回路と、
前記第2の検波出力電圧と前記第3の検波出力電圧との電位差を検出し、その電位差に応じて前記対象物の接近の有無を判定する判定回路と、
を備えることを特徴とする接近センサー装置。
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2005
- 2005-04-15 JP JP2005117716A patent/JP4505812B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
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