JP6754320B2 - Capacitance detector and sensor system - Google Patents

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Description

本発明は、静電容量検出装置、及びセンサシステムに関する。 The present invention relates to a capacitance detection device and a sensor system.

従来から、静電容量型のセンサ装置には、外部入力に応じて静電容量が変化する容量素子によって構成される静電容量型センサと、この静電容量型センサの静電容量を検出し出力する静電容量検出装置とを備えているものがある。
例えば、特許文献1に記載の静電容量検出装置は、所定周期の矩形波を静電容量型センサの一端側の電極に印加するための電圧印加素子と、一端側の電極に印加したときに前記センサの他端側の電極から出力される出力信号を整流する整流器と、整流器によって整流された出力信号を平滑化する平滑コンデンサとを備えている。この静電容量検出装置は、前記矩形波を前記センサの一端側の電極に印加したときに前記センサの他端側の電極から出力される出力信号を検出し、検出された出力信号の振幅に基づいて前記センサの静電容量を求めるように構成されている(例えば、特許文献1参照)。
Conventionally, a capacitance type sensor device has detected a capacitance type sensor composed of a capacitance element whose capacitance changes according to an external input and the capacitance of this capacitance type sensor. Some are equipped with a capacitance detection device that outputs.
For example, the capacitance detection device described in Patent Document 1 has a voltage application element for applying a rectangular wave having a predetermined cycle to an electrode on one end side of a capacitance type sensor, and when the voltage is applied to the electrode on one end side. It includes a rectifier that rectifies the output signal output from the electrode on the other end side of the sensor, and a smoothing capacitor that smoothes the output signal rectified by the rectifier. This capacitance detection device detects an output signal output from the electrode on the other end side of the sensor when the rectangular wave is applied to the electrode on one end side of the sensor, and determines the amplitude of the detected output signal. Based on this, the capacitance of the sensor is determined (see, for example, Patent Document 1).

特許第5326042号公報Japanese Patent No. 5326042

上述のように容量素子によって構成される静電容量型センサの出力信号には、当該センサの静電容量に基づいた信号成分以外に、例えば、周囲の電気製品等が発する電磁波等の環境ノイズによるノイズ成分が加わってしまうことがある。
このような環境ノイズは、商用電源の周波数等、比較的低い周波数であることが多く、このようなノイズ成分が出力信号に加わってしまうと、センサの静電容量の測定精度を低下させる要因となるため、取り除く必要がある。
特に、前記センサによって人体等の生体の動作を検出する場合、その動作に応じて検出される信号の周波数は非常に低い周波数として表れるが、商用電源の周波数に近い場合もあり、その測定精度を確保するためにできるだけ取り除く必要がある。
As described above, the output signal of the capacitance type sensor composed of the capacitive element is due to environmental noise such as electromagnetic waves emitted by surrounding electric products, in addition to the signal component based on the capacitance of the sensor. Noise components may be added.
Such environmental noise is often a relatively low frequency such as the frequency of a commercial power supply, and if such a noise component is added to the output signal, it is a factor that lowers the measurement accuracy of the capacitance of the sensor. Therefore, it needs to be removed.
In particular, when the motion of a living body such as a human body is detected by the sensor, the frequency of the signal detected according to the motion appears as a very low frequency, but it may be close to the frequency of a commercial power source, and its measurement accuracy is measured. It should be removed as much as possible to secure it.

前記センサの出力信号から上記ノイズ成分を除去するためには、整流器の後段に当該ノイズを除去するためのローパスフィルタを設けることが考えられる。
ローパスフィルタを設けることによって、商用電源等に起因するノイズ成分が除去され、静的な測定精度については維持することができる。
In order to remove the noise component from the output signal of the sensor, it is conceivable to provide a low-pass filter for removing the noise after the rectifier.
By providing a low-pass filter, noise components caused by a commercial power source or the like can be removed, and static measurement accuracy can be maintained.

しかし、商用電源に起因するノイズのように比較的低い周波数のノイズを除去し得るローパスフィルタを設けた場合、出力信号からノイズ成分を除去できる反面、比較的低い周波数成分のみが信号成分として残る。このため、前記ローパスフィルタを通過した後の出力信号はその変化が過度になだらかになり、センサの静電容量の変化に対する出力信号の応答性を低下させるおそれが生じる。 However, when a low-pass filter capable of removing relatively low frequency noise such as noise caused by a commercial power supply is provided, the noise component can be removed from the output signal, but only the relatively low frequency component remains as a signal component. Therefore, the change of the output signal after passing through the low-pass filter becomes excessively gentle, which may reduce the responsiveness of the output signal to the change of the capacitance of the sensor.

センサの静電容量の変化に対する出力信号の応答性が低下すると、例えば、センサの静電容量の変化を動的に測定しようとすると、センサ本体の静電容量の変化に対して出力信号が追従できず、静電容量の測定結果の精度を低下させてしまうという問題が生じる。 When the responsiveness of the output signal to a change in the capacitance of the sensor decreases, for example, when trying to dynamically measure the change in the capacitance of the sensor, the output signal follows the change in the capacitance of the sensor body. This is not possible, and there arises a problem that the accuracy of the capacitance measurement result is lowered.

つまり、ノイズを除去するために整流器の後段に設けられるローパスフィルタの遮断周波数は、除去しようとするノイズの周波数よりも低く設定しなければならず、このようなローパスフィルタを設けた場合、静的な測定精度については維持することができるが、動的な測定精度については低下するおそれが生じる。 In other words, the cutoff frequency of the low-pass filter provided after the rectifier to remove noise must be set lower than the frequency of the noise to be removed, and if such a low-pass filter is provided, it is static. The measurement accuracy can be maintained, but the dynamic measurement accuracy may decrease.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、センサの静電容量の変化に対する応答性の低下を抑制しつつ、センサの出力信号に加わるノイズを除去することができる静電容量検出装置、及びセンサシステムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and is capable of removing noise added to the output signal of a sensor while suppressing a decrease in responsiveness to a change in the capacitance of the sensor. It is an object of the present invention to provide a device and a sensor system.

本発明は、外部からの入力に応じて静電容量が変化する静電容量型センサの静電容量を検出する静電容量検出装置であって、前記静電容量型センサに所定周期のキャリア電圧を印加する電圧供給部と、前記キャリア電圧の印加に応じて前記静電容量型センサから出力される電流信号であるセンサ出力信号を電圧信号に変換する変換部と、電圧信号に変換された前記センサ出力信号を整流する整流部と、前記整流部によって整流された前記センサ出力信号に含まれる前記キャリア電圧の周波数成分を除去するローパスフィルタ部と、前記変換部と前記整流部との間に接続され、前記センサ出力信号を通過させるフィルタ部と、を備え、前記フィルタ部は、信号成分の通過を許容する周波数帯域の下限が、前記静電容量型センサ周囲の環境ノイズの周波数よりも高く設定され、前記ローパスフィルタ部の遮断周波数は、前記環境ノイズの周波数よりも高く設定されている。 The present invention is a capacitance detection device that detects the capacitance of a capacitance type sensor whose capacitance changes in response to an external input, and the carrier voltage of the capacitance type sensor has a predetermined cycle. A voltage supply unit that applies a voltage signal, a conversion unit that converts a sensor output signal, which is a current signal output from the capacitance type sensor in response to the application of the carrier voltage, into a voltage signal, and a conversion unit that converts the voltage signal. A rectifying unit that rectifies the sensor output signal, a low-pass filter unit that removes the frequency component of the carrier voltage included in the sensor output signal rectified by the rectifying unit, and a connection between the conversion unit and the rectifying unit. The filter unit includes a filter unit that allows the signal output signal to pass through, and the filter unit sets the lower limit of the frequency band that allows the passage of signal components to be higher than the frequency of environmental noise around the capacitance type sensor. The cutoff frequency of the low-pass filter unit is set higher than the frequency of the environmental noise.

上記のように構成された静電容量検出装置によれば、変換部と整流部との間に接続され、信号成分の通過を許容する周波数帯域の下限が、前記静電容量型センサ周囲の環境ノイズの周波数よりも高く設定されたフィルタ部を備えているので、例えば、センサ出力信号に環境ノイズが加わったとしても、このフィルタ部によって当該ノイズを除去することができる。
また、整流部後段のローパスフィルタ部においては、環境ノイズを除去する必要がなく、当該ローパスフィルタ部の遮断周波数を、環境ノイズの周波数よりも高く設定することができる。この結果、環境ノイズを除去するために整流器後段のローパスフィルタ部の遮断周波数を環境ノイズの周波数よりも低く設定する必要がある上記従来例と比較して、ローパスフィルタ部の遮断周波数をより高く設定することができ、静電容量型センサの静電容量の変化に対するセンサ出力信号の応答性が低下するのを抑制することができる。
以上のように、本発明によれば、静電容量型センサの静電容量の変化に対する応答性の低下を抑制しつつ、当該静電容量型センサのセンサ出力信号に加わるノイズを除去することができる。
According to the capacitance detection device configured as described above, the lower limit of the frequency band connected between the conversion unit and the rectifying unit and allowing the passage of signal components is the environment around the capacitance type sensor. Since the filter unit is set higher than the noise frequency, for example, even if environmental noise is added to the sensor output signal, the noise can be removed by this filter unit.
Further, in the low-pass filter section after the rectifying section, it is not necessary to remove the environmental noise, and the cutoff frequency of the low-pass filter section can be set higher than the frequency of the environmental noise. As a result, the cutoff frequency of the low-pass filter section in the subsequent stage of the rectifier must be set lower than the frequency of the environmental noise in order to remove the environmental noise. This makes it possible to suppress a decrease in the responsiveness of the sensor output signal to a change in the capacitance of the capacitance type sensor.
As described above, according to the present invention, it is possible to remove noise added to the sensor output signal of the capacitance type sensor while suppressing a decrease in responsiveness to a change in capacitance of the capacitance type sensor. it can.

上記静電容量型センサは、商用電源によって動作する電気製品等が発する電磁波等のノイズが環境ノイズとなってセンサ出力信号に影響を受ける場合がある。
このため、上記静電容量検出装置において、前記環境ノイズの周波数は、商用電源の周波数に基づいて定まる周波数であることがある。
この場合、センサ周囲の電気製品等が発する電磁波等が環境ノイズとなり、センサ出力信号に商用電源の周波数近傍の周波数のノイズが加わったとしても、フィルタ部によってこのノイズを低減することができる。
また、上記従来例のように、商用電源の周波数のノイズをローパスフィルタ部で除去しようとすると、当該ローパスフィルタ部の遮断周波数を商用電源の周波数よりも低く設定する必要があるが、本発明ではローパスフィルタ部の遮断周波数が、商用電源の周波数よりも大きく設定されるので、静電容量型センサの静電容量の変化に対するセンサ出力信号の応答性が低下するのを抑制することができる。
この結果、静電容量型センサの静電容量の変化に対する応答性の低下を抑制しつつ、当該静電容量型センサのセンサ出力信号に加わるノイズを除去することができる。
In the capacitance type sensor, noise such as electromagnetic waves generated by electric products operated by a commercial power source may become environmental noise and be affected by the sensor output signal.
Therefore, in the capacitance detection device, the frequency of the environmental noise may be a frequency determined based on the frequency of the commercial power supply.
In this case, even if electromagnetic waves or the like generated by electrical products or the like around the sensor become environmental noise and noise having a frequency near the frequency of the commercial power supply is added to the sensor output signal, this noise can be reduced by the filter unit.
Further, in order to remove the noise of the frequency of the commercial power supply by the low-pass filter unit as in the above-mentioned conventional example, it is necessary to set the cutoff frequency of the low-pass filter unit lower than the frequency of the commercial power supply, but in the present invention. Since the cutoff frequency of the low-pass filter unit is set higher than the frequency of the commercial power supply, it is possible to suppress a decrease in the responsiveness of the sensor output signal to a change in the capacitance of the capacitance type sensor.
As a result, it is possible to remove noise added to the sensor output signal of the capacitance type sensor while suppressing a decrease in the responsiveness of the capacitance type sensor to a change in capacitance.

また、上記静電容量検出装置において、前記ローパスフィルタ部は、2次以上のローパスフィルタによって構成されていることが好ましい。
さらに、前記フィルタ部は、2次以上のハイパスフィルタによって構成されていることが好ましい。
Further, in the capacitance detection device, it is preferable that the low-pass filter unit is composed of a secondary or higher-order low-pass filter.
Further, it is preferable that the filter unit is composed of a second-order or higher-order high-pass filter.

センサ出力信号は、キャリア電圧の印加に応じて出力されるため、キャリア電圧に含まれるノイズ成分を含む場合がある。
このため、前記電圧供給部は、所定周期の矩形波を生成する矩形波生成部と、前記矩形波を正弦波に近似した信号波に変換するフィルタ部と、を備え、前記信号波を前記キャリア電圧として前記静電容量型センサに印加するものであってもよい。
この場合、キャリア電圧に含まれるノイズを低減することができるので、ローパスフィルタ部によるキャリア電圧の周波数成分の除去が容易となり、センサ出力信号に加わるノイズをより効果的に除去することができる。
Since the sensor output signal is output in response to the application of the carrier voltage, it may include a noise component included in the carrier voltage.
Therefore, the voltage supply unit includes a square wave generation unit that generates a square wave having a predetermined period, and a filter unit that converts the square wave into a signal wave similar to a sine wave, and converts the signal wave into the carrier. The voltage may be applied to the capacitance type sensor.
In this case, since the noise included in the carrier voltage can be reduced, the frequency component of the carrier voltage can be easily removed by the low-pass filter unit, and the noise added to the sensor output signal can be removed more effectively.

また検出装置は、試料の表面状態を検出する検出装置であって、前記試料の表面に対して所定周期で点滅する点滅光を照射する照射部と、前記点滅光が前記試料の表面で反射した反射光を検出する光検出部と、前記光検出部が検出した前記反射光の変化に基づいて前記試料の表面状態を特定する処理部と、を備え、前記光検出部は、前記反射光を受光したときの光の強度に応じた電流信号であるセンサ出力信号を出力する受光部と、前記センサ出力信号を電圧信号に変換する変換部と、電圧信号に変換された前記センサ出力信号を整流する整流部と、前記整流部によって整流されたセンサ出力信号に含まれる前記キャリア電圧の周波数成分を除去して前記処理部に与えるローパスフィルタ部と、前記変換部と前記整流部との間に接続され、前記センサ出力信号を通過させるフィルタ部と、を備え、前記フィルタ部は、信号成分の通過を許容する周波数帯域の下限が、前記光検出部周囲の環境ノイズの周波数よりも高く設定され、前記ローパスフィルタ部の遮断周波数は、前記環境ノイズの周波数よりも高く設定されている。 The detection device is a detection device that detects the surface state of the sample, and is an irradiation unit that irradiates the surface of the sample with blinking light that blinks at a predetermined cycle, and the blinking light is reflected on the surface of the sample. A light detection unit that detects reflected light and a processing unit that identifies the surface state of the sample based on the change in the reflected light detected by the light detection unit are provided, and the light detection unit detects the reflected light. A light receiving unit that outputs a sensor output signal that is a current signal according to the intensity of light when received, a conversion unit that converts the sensor output signal into a voltage signal, and a rectification of the sensor output signal converted into a voltage signal. The rectifying unit is connected to the low-pass filter unit that removes the frequency component of the carrier voltage contained in the sensor output signal rectified by the rectifying unit and gives it to the processing unit, and the conversion unit and the rectifying unit. The filter unit is provided with a filter unit for passing the sensor output signal, and the lower limit of the frequency band that allows the passage of the signal component is set higher than the frequency of the environmental noise around the light detection unit. The cutoff frequency of the low-pass filter unit is set higher than the frequency of the environmental noise.

また本発明に係るセンサシステムは、外部からの入力に応じて静電容量が変化する静電容量型センサと、前記静電容量型センサの静電容量を検出する静電容量検出装置と、を備えたセンサシステムであって、前記静電容量検出装置は、前記静電容量型センサに所定周期のキャリア電圧を印加する電圧供給部と、前記キャリア電圧の印加に応じて前記静電容量型センサから出力される電流信号であるセンサ出力信号を電圧信号に変換する変換部と、電圧信号に変換された前記センサ出力信号を整流する整流部と、前記整流部によって整流された前記センサ出力信号に含まれる前記キャリア電圧の周波数成分を除去するローパスフィルタ部と、前記変換部と前記整流部との間に接続され、前記センサ出力信号を通過させるフィルタ部と、を備え、前記フィルタ部は、信号成分の通過を許容する周波数帯域の下限が、前記静電容量型センサ周囲の環境ノイズの周波数よりも高く設定され、前記ローパスフィルタ部の遮断周波数は、前記環境ノイズの周波数よりも高く設定されている。 Further, the sensor system according to the present invention includes a capacitance type sensor whose capacitance changes in response to an external input and a capacitance detection device that detects the capacitance of the capacitance type sensor. In the sensor system provided, the capacitance detection device includes a voltage supply unit that applies a carrier voltage of a predetermined cycle to the capacitance type sensor, and the capacitance type sensor in response to the application of the carrier voltage. A converter that converts a sensor output signal, which is a current signal output from, into a voltage signal, a rectifier that rectifies the sensor output signal that has been converted into a voltage signal, and a sensor output signal that is rectified by the rectifier. The filter unit includes a low-pass filter unit that removes a frequency component of the carrier voltage included, and a filter unit that is connected between the conversion unit and the rectifying unit and passes the sensor output signal. The lower limit of the frequency band that allows the passage of components is set higher than the frequency of the environmental noise around the capacitance type sensor, and the cutoff frequency of the low-pass filter unit is set higher than the frequency of the environmental noise. There is.

上記構成のセンサシステムによれば、静電容量型センサの静電容量の変化に対する応答性の低下を抑制しつつ、当該静電容量型センサのセンサ出力信号に加わるノイズを除去することができる。 According to the sensor system having the above configuration, it is possible to remove noise added to the sensor output signal of the capacitance type sensor while suppressing a decrease in responsiveness to a change in capacitance of the capacitance type sensor.

本発明によれば、センサの静電容量の変化に対する応答性の低下を抑制しつつ、当該センサの出力信号に加わるノイズを除去することができる。 According to the present invention, it is possible to remove noise added to the output signal of the sensor while suppressing a decrease in responsiveness to a change in the capacitance of the sensor.

第1実施形態に係るセンサシステムの全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the sensor system which concerns on 1st Embodiment. (a)は、センサシートの一例を示す斜視図であり、(b)は、図2(a)のA−A線断面図である。(A) is a perspective view showing an example of a sensor sheet, and (b) is a sectional view taken along line AA of FIG. 2 (a). 静電容量検出装置の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the structure of the capacitance detection device. 変換部の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the conversion part. (a)は、キャリア電圧の一例を示す図、(b)は、(a)のキャリア電圧の印加によってセンサシートから出力されるセンサ出力信号が変換部によって変換されたときの出力の一例を示す図である。(A) shows an example of a carrier voltage, and (b) shows an example of an output when the sensor output signal output from the sensor sheet by applying the carrier voltage of (a) is converted by the conversion unit. It is a figure. (a)は、変換部から出力されるセンサ出力信号の一例を示す図、(b)は、(a)に示すセンサ出力信号に加わっているノイズ成分のみを示した図、(c)は、図6(a)に示すセンサ出力信号をフィルタ部に与えたときの当該フィルタ部からの出力を示す図である。(A) is a diagram showing an example of the sensor output signal output from the conversion unit, (b) is a diagram showing only the noise component added to the sensor output signal shown in (a), and (c) is a diagram showing only the noise component added to the sensor output signal shown in (a). It is a figure which shows the output from the filter part when the sensor output signal shown in FIG. 6A is given to the filter part. (a)は、図6(c)に示すセンサ出力信号を整流部に与えたときの出力を示す図、(b)は、(a)に示すセンサ出力信号を第2ローパスフィルタ部に与えたときに当該第2ローパスフィルタ部から出力される信号波を示す図である。FIG. 6A is a diagram showing the output when the sensor output signal shown in FIG. 6C is applied to the rectifying unit, and FIG. 6B is a diagram showing the output when the sensor output signal shown in FIG. 6C is applied to the second low-pass filter unit. It is a figure which shows the signal wave which sometimes outputs from the 2nd low-pass filter part. 第2実施形態に係るセンサシステムのブロック図である。It is a block diagram of the sensor system which concerns on 2nd Embodiment. (a)は、LEDと、受光部とを試料に設置したときの態様を示す図、(b)は、試料の表面に塵埃が付着しているときの態様を示す図である。(A) is a diagram showing an aspect when the LED and the light receiving portion are installed on the sample, and (b) is a diagram showing an aspect when dust is attached to the surface of the sample.

以下、好ましい実施形態について図面を参照しつつ説明する。
〔1 第1実施形態〕
〔1.1 システムの全体構成について〕
図1は、第1実施形態に係るセンサシステムの全体構成を示す図である。図中、センサシステム1は、センサシート2と、静電容量検出装置3とを備えている。
センサシート2は、面状に形成されたエラストマー製の誘電層と、誘電層を挟むように当該誘電層の表裏面に形成されている一対の電極層と備えており、面状に形成された容量素子を構成している。
このセンサシート2は、当該センサシート2の表裏面に平行な方向(面方向)に沿って変形(伸縮)可能に形成されている。センサシート2は、面方向に変形する際、誘電層の面方向の変形に追従して電極層の面積に変化が生じる。このため、センサシート2の静電容量は、当該センサシート2の変形に応じて変化する。
センサシート2は、その静電容量が当該センサシート2の変形に応じて変化するという特性を利用して、例えば、人体の関節部分等、測定対象物の可動部分に取り付けられて、その可動部分の可動状態を把握するために用いられる。
Hereinafter, preferred embodiments will be described with reference to the drawings.
[1 First Embodiment]
[1.1 Overall system configuration]
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a sensor system according to the first embodiment. In the figure, the sensor system 1 includes a sensor sheet 2 and a capacitance detecting device 3.
The sensor sheet 2 includes a dielectric layer made of an elastomer formed in a planar shape and a pair of electrode layers formed on the front and back surfaces of the dielectric layer so as to sandwich the dielectric layer, and is formed in a planar shape. It constitutes a capacitive element.
The sensor sheet 2 is formed so as to be deformable (expandable) along a direction (plane direction) parallel to the front and back surfaces of the sensor sheet 2. When the sensor sheet 2 is deformed in the surface direction, the area of the electrode layer changes following the deformation of the dielectric layer in the surface direction. Therefore, the capacitance of the sensor sheet 2 changes according to the deformation of the sensor sheet 2.
Utilizing the characteristic that the capacitance of the sensor sheet 2 changes according to the deformation of the sensor sheet 2, the sensor sheet 2 is attached to a movable part of an object to be measured, such as a joint part of a human body, and the movable part thereof. It is used to grasp the movable state of.

センサシート2は、測定対象物の可動部分に、当該可動部分の可動に応じて変形するように取り付けられる。センサシート2は、可動部分が可動すると、それに応じて自身も変形し、その変形に応じて静電容量が変化する。
よって、センサシート2が取り付けられた状態で可動部分を可動させ、可動部分の状態と、センサシート2の静電容量との相関関係を予め把握しておけば、センサシート2の静電容量に基づいて測定対象物の可動状態を把握することができる。
このように、センサシート2は、当該測定対象物の可動部分の可動状態を示す情報を静電容量として出力するように構成されている。つまり、このセンサシート2は、測定対象物等、外部からの入力に応じて静電容量が変化する静電容量型センサを構成している。
The sensor sheet 2 is attached to a movable portion of the object to be measured so as to be deformed according to the movement of the movable portion. When the movable portion of the sensor sheet 2 moves, the sensor sheet 2 also deforms itself, and the capacitance changes according to the deformation.
Therefore, if the movable part is moved with the sensor sheet 2 attached and the correlation between the state of the movable part and the capacitance of the sensor sheet 2 is grasped in advance, the capacitance of the sensor sheet 2 can be obtained. Based on this, the movable state of the object to be measured can be grasped.
As described above, the sensor sheet 2 is configured to output information indicating the movable state of the movable portion of the measurement object as a capacitance. That is, the sensor sheet 2 constitutes a capacitance type sensor whose capacitance changes in response to an external input such as an object to be measured.

静電容量検出装置3は、センサシート2の静電容量を検出する機能を有している。静電容量検出装置3は、センサシート2の一方側の電極層に所定周期のキャリア電圧を印加し、このキャリア電圧に応じてセンサシート2の他方側の電極層から出力されるセンサ出力信号を検出する。
静電容量検出装置3は、検出したセンサシート2のセンサ出力信号に対して、各種信号処理を施すことによって、検出したセンサシート2の静電容量の変化を表す検出結果信号を出力する。
静電容量検出装置3は、上記検出結果信号を当該静電容量検出装置3に接続された情報処理装置4に与える。
The capacitance detection device 3 has a function of detecting the capacitance of the sensor sheet 2. The capacitance detection device 3 applies a carrier voltage of a predetermined cycle to the electrode layer on one side of the sensor sheet 2, and receives a sensor output signal output from the electrode layer on the other side of the sensor sheet 2 according to the carrier voltage. To detect.
The capacitance detection device 3 performs various signal processing on the detected sensor output signal of the sensor sheet 2 to output a detection result signal indicating a change in the detected capacitance of the sensor sheet 2.
The capacitance detection device 3 gives the detection result signal to the information processing device 4 connected to the capacitance detection device 3.

情報処理装置4は、静電容量検出装置3から与えられた検出結果信号に基づいて、測定対象物の可動部分の可動状態を示す情報を生成し、当該情報処理装置4の操作者に向けて出力する。 The information processing device 4 generates information indicating the movable state of the movable part of the measurement target based on the detection result signal given from the capacitance detection device 3, and directs the information processing device 4 to the operator of the information processing device 4. Output.

〔1.2 センサシートの構成について〕
図2(a)は、センサシート2の一例を示す斜視図であり、図2(b)は、図2(a)のA−A線断面図である。
図2(a)及び(b)に示すように、センサシート2は、シート状の誘電層11と、誘電層11の表面(おもて面:図2中、上側)に形成された表側電極層12Aと、誘電層11の裏面(図2中、下側)に形成された裏側電極層12Bと、一端が表側電極層12Aに連結された表側配線13Aと、一端が裏側電極層12Bに連結された裏側配線13Bと、表側配線13Aの他端に取り付けられた表側接続端子14Aと、裏側配線13Bの他端に取り付けられた裏側接続端子14Bと、誘電層11の表側及び裏側のそれぞれに積層された表側保護層15A及び裏側保護層15Bと、裏側保護層15Bに積層された粘着層18を備える。
[1.2 Sensor sheet configuration]
FIG. 2A is a perspective view showing an example of the sensor sheet 2, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2A.
As shown in FIGS. 2A and 2B, the sensor sheet 2 has a sheet-shaped dielectric layer 11 and front side electrodes formed on the surface (front surface: upper side in FIG. 2) of the dielectric layer 11. The layer 12A, the back side electrode layer 12B formed on the back surface (lower side in FIG. 2) of the dielectric layer 11, the front side wiring 13A having one end connected to the front side electrode layer 12A, and one end connected to the back side electrode layer 12B. The back side wiring 13B, the front side connection terminal 14A attached to the other end of the front side wiring 13A, the back side connection terminal 14B attached to the other end of the back side wiring 13B, and the front side and the back side of the dielectric layer 11 are laminated respectively. The front side protective layer 15A and the back side protective layer 15B, and the adhesive layer 18 laminated on the back side protective layer 15B are provided.

誘電層11は、エラストマー製のシート状物であり、例えば、その厚みは、例えば、10〜1000μmに設定されている。誘電層11は、表側電極層12Aと裏側電極層12Bとの間に介在しており、容量素子における誘電体としての機能を有している。
誘電層11は、エラストマーと他の任意成分とを含むエラストマー組成物を用いて形成されており、その表裏面の面積が変化するように可逆的に変形することができる。
上記エラストマーとしては、天然ゴム、イソプレンゴム、ニトリルゴム(NBR)、エチレンプロピレンゴム(EPDM)、スチレン・ブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)、クロロプレンゴム(CR)、シリコーンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、水素添加ニトリルゴム、ウレタンゴム等が用いられ、これらのなかではウレタンゴムやシリコーンゴムが好ましく、ウレタンゴムがより好ましい。
The dielectric layer 11 is a sheet-like material made of an elastomer, and the thickness thereof is set to, for example, 10 to 1000 μm. The dielectric layer 11 is interposed between the front electrode layer 12A and the back electrode layer 12B, and has a function as a dielectric in the capacitive element.
The dielectric layer 11 is formed by using an elastomer composition containing an elastomer and other optional components, and can be reversibly deformed so that the area of the front and back surfaces thereof changes.
Examples of the elastomer include natural rubber, isoprene rubber, nitrile rubber (NBR), ethylene propylene rubber (EPDM), styrene-butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), chloroprene rubber (CR), silicone rubber, and fluorine rubber. Acrylic rubber, hydrogenated nitrile rubber, urethane rubber and the like are used, and among these, urethane rubber and silicone rubber are preferable, and urethane rubber is more preferable.

両電極層12A、12Bは、導電材料を含有する導電組成物からなる。両電極層12A、12Bは、互いに同一組成の導電性組成物から構成されていてもよいし、互いに異なる組成の導電性組成物から構成されていてもよい。
表側電極層12Aと裏側電極層12Bとは、同一の平面視形状を有しており、誘電層11を挟んで表側電極層12Aと裏側電極層12Bとは全体が対向している。センサシート2は、表側電極層12Aと裏側電極層12Bとの対向した部分が容量素子として機能する。
なお、表側電極層12Aと裏側電極層12Bとは、必ずしも誘電層を挟んでその全体が対向している必要はなく、少なくともその一部が対向していればよい。
Both electrode layers 12A and 12B are made of a conductive composition containing a conductive material. Both electrode layers 12A and 12B may be composed of conductive compositions having the same composition as each other, or may be composed of conductive compositions having different compositions from each other.
The front electrode layer 12A and the back electrode layer 12B have the same plan view shape, and the front electrode layer 12A and the back electrode layer 12B face each other with the dielectric layer 11 interposed therebetween. In the sensor sheet 2, a portion of the sensor sheet 2 facing the front electrode layer 12A and the back electrode layer 12B functions as a capacitive element.
The front side electrode layer 12A and the back side electrode layer 12B do not necessarily have to face each other with the dielectric layer interposed therebetween, but at least a part thereof may face each other.

上記導電材料としては、例えば、カーボンナノチューブ、グラフェン、カーボンナノホーン、カーボンファイバー、導電性カーボンブラック、グラファイト、金属ナノワイヤー、金属ナノ粒子、導電性高分子等を単独で用いても良いし、2種以上併用してもよい。上記導電材料としては、カーボンナノチューブが好ましい。導電性及び伸縮性に優れた電極層を形成するのに適しているからである。
上記導電性組成物は、カーボンナノチューブ等の導電材料以外に、例えば、バインダー成分を含有していてもよい。
上記バインダー成分はつなぎ材料として機能し、上記バインダー成分を含有させることにより、誘電層との密着性、及び、電極層自体の強度を向上させることができる。
As the conductive material, for example, carbon nanotubes, graphene, carbon nanohorns, carbon fibers, conductive carbon black, graphite, metal nanowires, metal nanoparticles, conductive polymers and the like may be used alone, or two types may be used. The above may be used together. Carbon nanotubes are preferable as the conductive material. This is because it is suitable for forming an electrode layer having excellent conductivity and elasticity.
The conductive composition may contain, for example, a binder component in addition to the conductive material such as carbon nanotubes.
The binder component functions as a binder component, and by containing the binder component, the adhesion to the dielectric layer and the strength of the electrode layer itself can be improved.

なお、両電極層12A、12Bと、両接続端子14A、14Bとを接続している両配線13A、13Bも、両電極層12A、12Bと同様の導電性組成物から構成されている。 The wirings 13A and 13B connecting the electrode layers 12A and 12B and the connection terminals 14A and 14B are also made of the same conductive composition as the electrode layers 12A and 12B.

表側配線13Aを介して表側電極層12Aに接続されている表側接続端子14Aは、例えば、銅板等を用いて形成された板状の部材であり、外部に露出して設けられ、静電容量検出装置3から延びる接続線が接続される。
また、裏側配線13Bを介して裏側電極層12Bに接続されている裏側接続端子14Bも、銅板等を用いて形成された板状の部材であり、外部に露出して設けられ、静電容量検出装置3から延びる接続線が接続される。
センサシート2は、表側接続端子14Aによって静電容量検出装置3から与えられるキャリア電圧を受け付け、裏側接続端子14Bからキャリア電圧に応じたセンサ出力信号を出力する。
The front side connection terminal 14A connected to the front side electrode layer 12A via the front side wiring 13A is, for example, a plate-shaped member formed by using a copper plate or the like, and is provided so as to be exposed to the outside to detect capacitance. A connecting line extending from the device 3 is connected.
Further, the back side connection terminal 14B connected to the back side electrode layer 12B via the back side wiring 13B is also a plate-shaped member formed by using a copper plate or the like, and is provided so as to be exposed to the outside to detect capacitance. A connecting line extending from the device 3 is connected.
The sensor sheet 2 receives the carrier voltage given from the capacitance detection device 3 by the front side connection terminal 14A, and outputs a sensor output signal corresponding to the carrier voltage from the back side connection terminal 14B.

両保護層15A、15Bは、電極層12A、12B等を電気的に絶縁し外部環境から保護するために設けられている。また、両保護層15A、15Bは、センサシート2全体としての強度や耐久性を高める補強部材としての機能も有している。
この保護層15A、15Bの材質は特に限定されず、その要求特性に応じて適宜選択することができる。保護層15A、15Bの材質の具体例としては、誘電層11の材質と同様のエラストマー組成物等が挙げられる。
Both protective layers 15A and 15B are provided to electrically insulate the electrode layers 12A and 12B and the like to protect them from the external environment. Further, both the protective layers 15A and 15B also have a function as a reinforcing member for enhancing the strength and durability of the sensor sheet 2 as a whole.
The materials of the protective layers 15A and 15B are not particularly limited, and can be appropriately selected according to the required characteristics. Specific examples of the materials of the protective layers 15A and 15B include an elastomer composition similar to the material of the dielectric layer 11.

粘着層18は、センサシート2を測定対象物に貼り付けるために設けられた層であり、測定対象物の可動部分表面に貼り付けられたときに、可動部分の動作に応じて変形可能な程度に貼り付くことができる程度の粘着力を有している。 The adhesive layer 18 is a layer provided for attaching the sensor sheet 2 to the object to be measured, and when attached to the surface of the movable portion of the object to be measured, the adhesive layer 18 is deformable according to the movement of the movable portion. It has enough adhesive strength to stick to.

センサシート2は、誘電層11がエラストマー製のため、上述のように、面方向に変形(伸縮)可能である。誘電層11が面方向に変形した際には、その変形に追従して表側電極層12A及び裏側電極層12B、並びに、表側保護層15A及び裏側保護層15Bが変形する。
そして、センサシート2の変形に伴い、上記検出部の静電容量が誘電層11の変形量と相関をもって変化する。よって、静電容量の変化を検出することで、センサシート2の変形状態を把握することができる。
Since the dielectric layer 11 of the sensor sheet 2 is made of an elastomer, it can be deformed (expanded and contracted) in the plane direction as described above. When the dielectric layer 11 is deformed in the plane direction, the front side electrode layer 12A and the back side electrode layer 12B, and the front side protective layer 15A and the back side protective layer 15B are deformed following the deformation.
Then, as the sensor sheet 2 is deformed, the capacitance of the detection unit changes in correlation with the amount of deformation of the dielectric layer 11. Therefore, by detecting the change in capacitance, the deformed state of the sensor sheet 2 can be grasped.

〔1.3 静電容量検出装置3の構成について〕
図3は、静電容量検出装置3の構成の一例を示すブロック図である。図3に示すように、静電容量検出装置3は、センサシート2に所定周期でキャリア電圧を印加するための電圧供給部20を備えている。
電圧供給部20は、矩形波生成部21と、第1ローパスフィルタ(LPF:Low pass filter)部22とを備えている。
矩形波生成部21は、所定周期の矩形波を生成する機能を有している。矩形波生成部21は、生成した矩形波にバイアス電圧を与えて0Vを中心に振幅する波形に変換する。矩形波生成部21は、変換した矩形波を第1ローパスフィルタ部22に与える。
第1ローパスフィルタ部22は、所定の遮断周波数よりも低い周波数帯域の信号を通過させることで、与えられた矩形波を正弦波に近似した信号波に変換する機能を有している。つまり、矩形波生成部21が生成する矩形波は、第1ローパスフィルタ部22を通過することで、正弦波に近似した信号波に変換される。
[1.3 Configuration of Capacitance Detection Device 3]
FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration of the capacitance detection device 3. As shown in FIG. 3, the capacitance detection device 3 includes a voltage supply unit 20 for applying a carrier voltage to the sensor sheet 2 at a predetermined cycle.
The voltage supply unit 20 includes a rectangular wave generation unit 21 and a first low-pass filter (LPF: Low pass filter) unit 22.
The rectangular wave generation unit 21 has a function of generating a rectangular wave having a predetermined period. The square wave generation unit 21 applies a bias voltage to the generated square wave to convert it into a waveform that oscillates around 0V. The square wave generation unit 21 gives the converted square wave to the first low-pass filter unit 22.
The first low-pass filter unit 22 has a function of converting a given square wave into a signal wave similar to a sine wave by passing a signal in a frequency band lower than a predetermined cutoff frequency. That is, the square wave generated by the square wave generation unit 21 is converted into a signal wave similar to a sine wave by passing through the first low-pass filter unit 22.

なお、本実施形態の静電容量検出装置3が装置全体として、所定のバイアス電圧を与えることによって所定の中間基準電圧で動作するように構成した場合には、電圧供給部20は、振幅中心が中間基準電圧となる波形を有する信号波を生成する。 When the capacitance detection device 3 of the present embodiment is configured to operate at a predetermined intermediate reference voltage by applying a predetermined bias voltage to the device as a whole, the voltage supply unit 20 has an amplitude center. A signal wave having a waveform that becomes an intermediate reference voltage is generated.

電圧供給部20は、第1ローパスフィルタ部22によって変換された正弦波に近似した信号波をキャリア電圧としてセンサシート2に印加する。
第1ローパスフィルタ部22は、接続線23を介してセンサシート2の表側接続端子14A(図2参照)に接続されている。よって、キャリア電圧は、接続線23を通じてセンサシート2に印加される。
The voltage supply unit 20 applies a signal wave similar to a sine wave converted by the first low-pass filter unit 22 to the sensor sheet 2 as a carrier voltage.
The first low-pass filter unit 22 is connected to the front side connection terminal 14A (see FIG. 2) of the sensor sheet 2 via the connection line 23. Therefore, the carrier voltage is applied to the sensor sheet 2 through the connecting line 23.

正弦波に近似した信号波であるキャリア電圧の振幅電圧V、及び周波数fは、センサシート2の静電容量等に応じて予め設定した値とされている。
矩形波生成部21が生成する矩形波の波形や、第1ローパスフィルタ部22の特性は、振幅電圧V、周波数fが予め設定された値とされたキャリア電圧が得られるように設定されている。
The amplitude voltage V 0 and the frequency f 0 of the carrier voltage, which is a signal wave similar to a sine wave, are set to preset values according to the capacitance of the sensor sheet 2 and the like.
The waveform of the square wave generated by the square wave generation unit 21 and the characteristics of the first low-pass filter unit 22 are set so as to obtain a carrier voltage in which the amplitude voltage V 0 and the frequency f 0 are preset values. ing.

このようにして、電圧供給部20は、所定周期のキャリア電圧を生成し、生成したキャリア電圧をセンサシート2に印加する。 In this way, the voltage supply unit 20 generates a carrier voltage having a predetermined cycle, and applies the generated carrier voltage to the sensor sheet 2.

センサシート2の裏側接続端子14B(図2参照)は、接続線24を介して静電容量検出装置3の変換部25に接続されている。
センサシート2は、電圧供給部20からのキャリア電圧の印加に応じてセンサ出力信号を変換部25に与える。
変換部25は、キャリア電圧の印加に応じてセンサシート2から出力される電流信号であるセンサ出力信号を電圧信号に変換する機能を有している。
The back side connection terminal 14B (see FIG. 2) of the sensor sheet 2 is connected to the conversion unit 25 of the capacitance detection device 3 via the connection line 24.
The sensor sheet 2 gives a sensor output signal to the conversion unit 25 in response to the application of the carrier voltage from the voltage supply unit 20.
The conversion unit 25 has a function of converting a sensor output signal, which is a current signal output from the sensor sheet 2 in response to application of a carrier voltage, into a voltage signal.

図4は、変換部25の構成例を示す図である。図4に示すように、変換部25は、オペアンプ25aと、抵抗素子25bとを備えている。なお、図4では、変換部25の他に、センサシート2及び電圧供給部20も示している。 FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of the conversion unit 25. As shown in FIG. 4, the conversion unit 25 includes an operational amplifier 25a and a resistance element 25b. In addition to the conversion unit 25, FIG. 4 also shows the sensor sheet 2 and the voltage supply unit 20.

オペアンプ25aの反転入力端子には、センサシート2が接続されている。また、オペアンプ25aの非反転入力端子は接地されている。
抵抗素子25bは、オペアンプ25aの出力端子と反転入力端子との間に接続されており、帰還抵抗としての機能を有している。
オペアンプ25aは、抵抗素子25bに流れる電流とセンサシート2に流れる電流とが等しくなるように調整する。
A sensor sheet 2 is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 25a. Further, the non-inverting input terminal of the operational amplifier 25a is grounded.
The resistance element 25b is connected between the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier 25a, and has a function as a feedback resistor.
The operational amplifier 25a is adjusted so that the current flowing through the resistance element 25b and the current flowing through the sensor sheet 2 are equal to each other.

ここで、キャリア電圧を下記式(1)とした場合、センサシート2に流れる電流Iは、下記式(2)で表される。
キャリア電圧V = Vsin(2πft) ・・・(1)
電流I = j2πfCVsin(2πft) ・・・(2)
Here, when the carrier voltage is set to the following formula (1), the current I flowing through the sensor sheet 2 is represented by the following formula (2).
The carrier voltage V C = V 0 sin (2πf 0 t) ··· (1)
Current I = j2πf 0 CV 0 sin (2πf 0 t) ・ ・ ・ (2)

なお、上記式(1)中、Vはキャリア電圧の振幅電圧、fはキャリア電圧の周波数、tは時間を示す。また、上記式(2)中、jは虚数、Cはセンサシート2の静電容量を示す。
上述のように、オペアンプ25aは、抵抗素子25bに流れる電流とセンサシート2に流れる電流とが等しくなるように調整されるので、オペアンプ25aの出力電圧Voutは、下記式(3)で表される。
出力電圧Vout = j2πfCRVsin(2πft)
・・・(3)
In the above equation (1), V 0 is the amplitude voltage of the carrier voltage, f 0 is the frequency of the carrier voltage, and t is the time. Further, in the above equation (2), j is an imaginary number and C is the capacitance of the sensor sheet 2.
As described above, the operational amplifier 25a is adjusted so that the current flowing through the resistance element 25b and the current flowing through the sensor sheet 2 are equal to each other. Therefore, the output voltage V out of the operational amplifier 25a is represented by the following equation (3). To.
Output voltage V out = j2πf 0 CRV 0 sin (2πf 0 t)
... (3)

なお、上記式(3)中、Rは、抵抗素子25bの抵抗値を示す。
上記式(3)に示すように、オペアンプ25aの出力電圧Voutの振幅は、センサシート2の静電容量Cに比例する。よって、オペアンプ25aの出力電圧Voutの振幅からセンサシート2の静電容量Cの変化を求めることができる。また、キャリア電圧の振幅電圧Vと、オペアンプ25aの出力電圧Voutとの比からセンサシート2の静電容量Cを求めることもできる。
In the above equation (3), R indicates the resistance value of the resistance element 25b.
As shown in the above equation (3), the amplitude of the output voltage V out of the operational amplifier 25a is proportional to the capacitance C of the sensor sheet 2. Therefore, the change in the capacitance C of the sensor sheet 2 can be obtained from the amplitude of the output voltage V out of the operational amplifier 25a. Further, the capacitance C of the sensor sheet 2 can be obtained from the ratio of the amplitude voltage V 0 of the carrier voltage and the output voltage V out of the operational amplifier 25a.

以上のように、変換部25は、センサシート2から出力されるセンサ出力信号としての電流Iを電圧信号としての出力電圧Voutに変換する。上記式(2)、(3)に示すように、センサ出力信号としての電流I及び出力電圧Voutは、センサシート2の静電容量Cを示す情報を振幅として有している。 As described above, the conversion unit 25 converts the current I as the sensor output signal output from the sensor sheet 2 into the output voltage V out as the voltage signal. As shown in the above equations (2) and (3), the current I and the output voltage V out as the sensor output signal have information indicating the capacitance C of the sensor sheet 2 as the amplitude.

図5(a)は、キャリア電圧の一例を示す図である。図5(a)中、縦軸は電圧、横軸は時間(t)を示している。
図5(a)に示すように、キャリア電圧Vは、振幅電圧がVで一定とされた信号波として出力される。なお、キャリア電圧Vは、上述したように正弦波に近似した信号波として生成される。
本実施形態において、キャリア電圧の周波数fは、例えば、5kHzに設定される。
FIG. 5A is a diagram showing an example of carrier voltage. In FIG. 5A, the vertical axis represents voltage and the horizontal axis represents time (t).
As shown in FIG. 5 (a), the carrier voltage V C, the amplitude voltage is output as the signal waves constant at V 0. The carrier voltage V C is generated as a signal wave approximate to a sine wave as described above.
In the present embodiment, the frequency f 0 of the carrier voltage is set to, for example, 5 kHz.

図5(b)は、図5(a)のキャリア電圧の印加によってセンサシート2から出力されるセンサ出力信号が変換部25によって変換されたときの出力の一例を示す図である。
なお、図5(b)は、センサシート2を変形させ当該センサシート2の静電容量を経時的に変化させたときにおけるセンサ出力信号の例を示している。
FIG. 5B is a diagram showing an example of the output when the sensor output signal output from the sensor sheet 2 by the application of the carrier voltage of FIG. 5A is converted by the conversion unit 25.
Note that FIG. 5B shows an example of a sensor output signal when the sensor sheet 2 is deformed and the capacitance of the sensor sheet 2 is changed over time.

変換部25によって出力電圧Voutに変換されたセンサ出力信号は、図5(b)に示すように、センサシート2の静電容量が経時的に変化することで、振幅電圧が経時的に変動している。
上述したように、オペアンプ25aの出力電圧Voutの振幅は、センサシート2の静電容量Cに比例するため、センサシート2の静電容量Cの変化が出力電圧Voutの振幅に表れている。
つまり、図5(b)に示すセンサ出力信号の包絡線Eがセンサシート2の静電容量Cの変化を表している。
なお、キャリア電圧の周波数が5kHzに設定されていることより、変換部25によって変換された後のセンサ出力信号は、キャリア電圧の周波数fと同じ5kHzの周波数成分と、センサシート2の静電容量Cの変化を示す成分を含んでいる。センサ出力信号に含まれている静電容量Cの変化を示す成分の周波数は、下記式(4)のように表すことができる。
センサ出力信号に含まれている静電容量Cの変化を示す成分の周波数 =
± f ・・・(4)
なお、式(4)中、fは、キャリア電圧によって変調されていない状態での静電容量Cの変化を示す成分の周波数である。
As shown in FIG. 5B, the amplitude voltage of the sensor output signal converted to the output voltage V out by the conversion unit 25 fluctuates with time because the capacitance of the sensor sheet 2 changes with time. doing.
As described above, since the amplitude of the output voltage V out of the operational amplifier 25a is proportional to the capacitance C of the sensor sheet 2, the change in the capacitance C of the sensor sheet 2 appears in the amplitude of the output voltage V out . ..
That is, the envelope E of the sensor output signal shown in FIG. 5B represents the change in the capacitance C of the sensor sheet 2.
Since the carrier voltage frequency is set to 5 kHz, the sensor output signal converted by the conversion unit 25 has a frequency component of 5 kHz, which is the same as the carrier voltage frequency f 0, and the capacitance of the sensor sheet 2. It contains a component that indicates a change in volume C. The frequency of the component indicating the change in the capacitance C contained in the sensor output signal can be expressed by the following equation (4).
Frequency of the component indicating the change of capacitance C contained in the sensor output signal =
f 0 ± f e ... (4)
In equation (4), fe is the frequency of a component indicating a change in capacitance C in a state where it is not modulated by the carrier voltage.

以上のように、変換部25は、キャリア電圧の印加に応じてセンサシート2から出力される電流信号であるセンサ出力信号を電圧信号である出力電圧Voutに変換する。 As described above, the conversion unit 25 converts the sensor output signal, which is a current signal output from the sensor sheet 2, into the output voltage V out , which is a voltage signal, in response to the application of the carrier voltage.

図3に戻って、変換部25は、電圧信号である出力電圧Voutに変換したセンサ出力信号を当該変換部25の後段に接続されているフィルタ部26に与える。 Returning to FIG. 3, the conversion unit 25 gives the sensor output signal converted into the output voltage V out , which is a voltage signal, to the filter unit 26 connected to the subsequent stage of the conversion unit 25.

フィルタ部26は、ハイパスフィルタ(High pass filter)によって構成されている。フィルタ部26は、予め設定された遮断周波数より高い周波数帯域の信号成分の通過を許容することで、センサ出力信号を通過させる機能を有している。また、フィルタ部26は、前記遮断周波数よりも低い周波数帯域に存在するノイズ成分の通過を制限し除去する機能を有している。本実施形態のフィルタ部26は、オペアンプを用いた3次のハイパスフィルタを用いて構成されている。 The filter unit 26 is composed of a high-pass filter (High pass filter). The filter unit 26 has a function of passing a sensor output signal by allowing the passage of a signal component in a frequency band higher than a preset cutoff frequency. Further, the filter unit 26 has a function of limiting and removing the passage of noise components existing in a frequency band lower than the cutoff frequency. The filter unit 26 of the present embodiment is configured by using a third-order high-pass filter using an operational amplifier.

図6(a)は、変換部25から出力されるセンサ出力信号の一例を示す図である。
図6(a)に示すセンサ出力信号は、例えば、図5(b)のセンサ出力信号と比較して、振幅の中心が時間軸方向に沿って緩やかに変動している。つまり、図6(a)に示すセンサ出力信号には、当該センサ出力信号の周波数よりも低い周波数の低周波ノイズが加わっている。
また図6(a)に示すセンサ出力信号には、高周波ノイズも加わっている。
つまり、フィルタ部26には、ノイズ成分が加わっているセンサ出力信号が与えられる。
FIG. 6A is a diagram showing an example of a sensor output signal output from the conversion unit 25.
In the sensor output signal shown in FIG. 6A, for example, the center of amplitude gently fluctuates along the time axis direction as compared with the sensor output signal shown in FIG. 5B. That is, low-frequency noise having a frequency lower than the frequency of the sensor output signal is added to the sensor output signal shown in FIG. 6A.
High-frequency noise is also added to the sensor output signal shown in FIG. 6A.
That is, a sensor output signal to which a noise component is added is given to the filter unit 26.

図6(b)は、図6(a)に示すセンサ出力信号に加わっているノイズ成分のみを示した図である。
図6(b)中、低周波ノイズは、主な成分として、センサシート2の周囲の環境に起因して生じる環境ノイズを含んでいる。
本実施形態の環境ノイズは、例えば、センサシート2の周囲に設置された電気製品や、自システムが有する直流電源等が発する電磁波の影響によって生じるノイズである。周囲の電気製品や直流電源等に起因する環境ノイズは、センサシート2等を介してセンサ出力信号に加わる。
このような電気製品等が発するノイズには、商用電源の周波数成分が含まれている。さらに、直流電源が備えるコンバータ等が発するノイズには、商用電源から得た交流を整流する際に生じるリップルに起因するノイズ成分や、スイッチングによるノイズ成分が含まれている。このような、交流を整流する際に生じるノイズには、商用電源の周波数の2倍の周波数成分が含まれている。よって、環境ノイズの周波数は、50〜120Hzとなっている。
FIG. 6B is a diagram showing only the noise component added to the sensor output signal shown in FIG. 6A.
In FIG. 6B, the low frequency noise includes environmental noise generated due to the environment around the sensor sheet 2 as a main component.
The environmental noise of the present embodiment is, for example, noise generated by the influence of electromagnetic waves generated by an electric product installed around the sensor sheet 2 or a DC power source of the own system. Environmental noise caused by surrounding electric appliances, DC power supply, etc. is added to the sensor output signal via the sensor sheet 2 and the like.
The noise generated by such electric products includes the frequency component of a commercial power source. Further, the noise generated by the converter or the like provided in the DC power supply includes a noise component due to ripple generated when rectifying the AC obtained from the commercial power supply and a noise component due to switching. Such noise generated when rectifying alternating current contains a frequency component twice the frequency of a commercial power supply. Therefore, the frequency of environmental noise is 50 to 120 Hz.

図6(b)中、高周波ノイズは、スパイク状に表れており、キャリア電圧の周波数fよりも高い周波数のノイズとしてセンサ出力信号に加わっている。このような高周波ノイズは、静電容量検出装置3が有する各構成要素に起因して発生したり、外部から混入したりすることによって、センサ出力信号に加わっている。 In FIG. 6 (b), the high frequency noise is reflected in a spike, being applied to the sensor output signal as a higher frequency of noise than the frequency f 0 of the carrier voltage. Such high-frequency noise is added to the sensor output signal by being generated due to each component of the capacitance detection device 3 or being mixed from the outside.

ここで、フィルタ部26の遮断周波数fC1は、環境ノイズの周波数である50〜120Hzよりも高く、かつキャリア電圧の周波数fよりも低く設定されている。より詳細には、キャリア電圧の周波数fから、センサシート2の静電容量Cの変化を示す成分として取得したい周波数を減算した周波数をfとすると、フィルタ部26の遮断周波数fC1は、周波数fよりも低く設定されている。より具体的に、フィルタ部26の遮断周波数fC1は、3kHzに設定されている。
よって、上記ノイズが加わったセンサ出力信号が、変換部25からフィルタ部26に与えられると、フィルタ部26は、キャリア電圧の周波数f周辺の周波数帯域に存在するセンサ出力信号については通過を許容し、周波数が50〜120Hzの環境ノイズを主成分として含む低周波ノイズについては通過を阻止する。
よって、フィルタ部26を通過した後のセンサ出力信号からは、低周波ノイズが除去される。
Here, the cutoff frequency f C1 of the filter unit 26 is set higher than the frequency of environmental noise of 50 to 120 Hz and lower than the frequency f 0 of the carrier voltage. More particularly, from the frequency f 0 of the carrier voltage, a frequency of the frequency to be acquired as the component obtained by subtracting showing the change of the electrostatic capacitance C of the sensor sheet 2 When f g, cutoff frequency f C1 of the filter 26, It is set to be lower than the frequency f g. More specifically, the cutoff frequency f C1 of the filter unit 26 is set to 3 kHz.
Therefore, when the sensor output signal to which the noise is added is given from the conversion unit 25 to the filter unit 26, the filter unit 26 allows the sensor output signal existing in the frequency band around the frequency f 0 of the carrier voltage to pass through. However, low-frequency noise containing environmental noise having a frequency of 50 to 120 Hz as a main component is blocked from passing.
Therefore, low frequency noise is removed from the sensor output signal after passing through the filter unit 26.

図6(c)は、図6(a)に示すセンサ出力信号をフィルタ部26に与えたときの当該フィルタ部26からの出力を示す図である。
図6(c)に示すセンサ出力信号は、振幅の中心が0V近傍でほぼ一定の状態で振幅電圧が経時的に変動しており、低周波ノイズが除去されている。
一方、フィルタ部26の遮断周波数よりも高い周波数である高周波ノイズについては、除去されず、センサ出力信号に加わったままである。
FIG. 6C is a diagram showing an output from the filter unit 26 when the sensor output signal shown in FIG. 6A is applied to the filter unit 26.
In the sensor output signal shown in FIG. 6C, the amplitude voltage fluctuates with time in a state where the center of the amplitude is substantially constant near 0 V, and low-frequency noise is removed.
On the other hand, high frequency noise, which is a frequency higher than the cutoff frequency of the filter unit 26, is not removed and remains added to the sensor output signal.

図3に戻って、フィルタ部26は、ノイズが加わっているセンサ出力信号が変換部25から与えられると、上述のように、低周波ノイズを除去した後のセンサ出力信号を当該フィルタ部26の後段に接続されている整流部27に与える。 Returning to FIG. 3, when the sensor output signal to which noise is added is given from the conversion unit 25, the filter unit 26 transfers the sensor output signal after removing the low frequency noise to the filter unit 26 as described above. It is given to the rectifying unit 27 connected to the subsequent stage.

整流部27は、オペアンプを用いた半波整流回路によって構成されており、フィルタ部26から与えられるセンサ出力信号を半波整流する。
さらに、整流部27の後段には、第2ローパスフィルタ部28が接続されている。
第2ローパスフィルタ部28は、予め設定された遮断周波数より低い周波数帯域の信号を通過させることで、半波整流後のセンサ出力信号に含まれる成分である、静電容量を示す成分の通過を許容する。また、第2ローパスフィルタ部28は、キャリア電圧の周波数成分及び高周波ノイズを除去する機能を有している。本実施形態の第2ローパスフィルタ部28は、オペアンプを用いた3次のローパスフィルタを用いて構成されている。
The rectifier unit 27 is composed of a half-wave rectifier circuit using an operational amplifier, and half-wave rectifies the sensor output signal given from the filter unit 26.
Further, a second low-pass filter unit 28 is connected to the subsequent stage of the rectifying unit 27.
The second low-pass filter unit 28 passes a signal in a frequency band lower than the preset cutoff frequency to pass a component indicating capacitance, which is a component included in the sensor output signal after half-wave rectification. Tolerate. Further, the second low-pass filter unit 28 has a function of removing the frequency component of the carrier voltage and the high frequency noise. The second low-pass filter unit 28 of the present embodiment is configured by using a third-order low-pass filter using an operational amplifier.

図7(a)は、図6(c)に示すセンサ出力信号を整流部27に与えたときの出力を示す図である。図7(a)に示すように、整流部27は、フィルタ部26から与えられるセンサ出力信号を半波整流し出力する。
この図7(a)に示す半波整流されたセンサ出力信号には、上述の高周波ノイズが加わっている。
よって、整流部27は、高周波ノイズが加わっている、半波整流されたセンサ出力信号を第2ローパスフィルタ部28に与える。
FIG. 7A is a diagram showing an output when the sensor output signal shown in FIG. 6C is applied to the rectifying unit 27. As shown in FIG. 7A, the rectifying unit 27 half-wave rectifies and outputs the sensor output signal given from the filter unit 26.
The above-mentioned high-frequency noise is added to the half-wave rectified sensor output signal shown in FIG. 7A.
Therefore, the rectifying unit 27 gives the second low-pass filter unit 28 a half-wave rectified sensor output signal to which high-frequency noise is added.

第2ローパスフィルタ部28の遮断周波数fC2は、高周波ノイズやキャリア電圧の周波数fよりも低く設定されている。つまり、第2ローパスフィルタ部28の遮断周波数fC2は、静電容量を示す成分を残しつつ、キャリア電圧の周波数成分及び高周波ノイズを除去しうる値に設定されている。
よって、高周波ノイズが加わっている、半波整流されたセンサ出力信号が第2ローパスフィルタ部28に与えられると、第2ローパスフィルタ部28は、静電容量を示す成分については通過を許容し、高周波ノイズや、残存すると静電容量を示す成分に対してリップルを生じさせるキャリア電圧の周波数成分の通過を阻止する。
これによって、第2ローパスフィルタ部28を通過した後の信号波からは、高周波ノイズ及びキャリア電圧の周波数成分が除去される。
The cutoff frequency f C2 of the second low-pass filter unit 28 is set lower than the frequency f 0 of the high frequency noise and the carrier voltage. That is, the cutoff frequency f C2 of the second low-pass filter unit 28 is set to a value that can remove the frequency component of the carrier voltage and the high frequency noise while leaving the component indicating the capacitance.
Therefore, when a half-wave rectified sensor output signal to which high-frequency noise is added is given to the second low-pass filter unit 28, the second low-pass filter unit 28 allows the component indicating the capacitance to pass through. It blocks the passage of high-frequency noise and the frequency component of the carrier voltage that causes ripples to the component that indicates capacitance when remaining.
As a result, high-frequency noise and frequency components of the carrier voltage are removed from the signal wave after passing through the second low-pass filter unit 28.

なお、図7(a)に示す半波整流されたセンサ出力信号は、フィルタ部26によって低周波ノイズが除去されている。よって、第2ローパスフィルタ部28では、この低周波ノイズの通過を制限することについて考慮する必要がない。このため、本実施形態の第2ローパスフィルタ部28の遮断周波数fC2は、低周波ノイズ(環境ノイズ)の周波数である50〜120Hzよりも高く設定されている。 The half-wave rectified sensor output signal shown in FIG. 7A has low-frequency noise removed by the filter unit 26. Therefore, the second low-pass filter unit 28 does not need to consider limiting the passage of this low-frequency noise. Therefore, the cutoff frequency f C2 of the second low-pass filter unit 28 of the present embodiment is set higher than the frequency of low frequency noise (environmental noise) of 50 to 120 Hz.

このため、上記従来例のように、所定周波数である商用電源の周波数のノイズを除去するために整流器後段のローパスフィルタの遮断周波数を商用電源の周波数よりも低く設定し当該ノイズの通過を制限する場合と比較して、本実施形態では、第2ローパスフィルタ部28の遮断周波数fC2をより高く設定することができる。この結果、センサシート2の静電容量Cの変化に対するセンサ出力信号の応答性が低下するのを抑制できる。 Therefore, as in the above conventional example, the cutoff frequency of the low-pass filter in the subsequent stage of the rectifier is set lower than the frequency of the commercial power supply to limit the passage of the noise in order to remove the noise of the frequency of the commercial power supply which is a predetermined frequency. In this embodiment, the cutoff frequency f C2 of the second low-pass filter unit 28 can be set higher than in the case. As a result, it is possible to suppress a decrease in the responsiveness of the sensor output signal to a change in the capacitance C of the sensor sheet 2.

図7(b)は、図7(a)に示すセンサ出力信号を第2ローパスフィルタ部28に与えたときに当該第2ローパスフィルタ部28から出力される信号波を示す図である。
図7(b)中、線図Fは、第2ローパスフィルタ部28から出力される信号波を示している。
線図Fは、図7(a)に示すセンサ出力信号から高周波ノイズ及びキャリア電圧の周波数成分が除去されることで、図7(a)のセンサ出力信号の包絡線を表している。
上述したように、センサ出力信号は、その振幅によってセンサシート2の静電容量Cの変化を表している。よって、この図7(b)中の線図Fは、センサシート2の静電容量Cの変化を表している。
FIG. 7B is a diagram showing a signal wave output from the second low-pass filter unit 28 when the sensor output signal shown in FIG. 7A is applied to the second low-pass filter unit 28.
In FIG. 7B, FIG. F shows a signal wave output from the second low-pass filter unit 28.
FIG. F shows the envelope of the sensor output signal of FIG. 7 (a) by removing the frequency components of the high frequency noise and the carrier voltage from the sensor output signal of FIG. 7 (a).
As described above, the sensor output signal represents a change in the capacitance C of the sensor sheet 2 depending on its amplitude. Therefore, the diagram F in FIG. 7B shows the change in the capacitance C of the sensor sheet 2.

図3に戻って、第2ローパスフィルタ部28は、半波整流されたセンサ出力信号が整流部27から与えられると、図7(b)に示すセンサシート2の静電容量Cの変化を表す信号波を検出結果信号として当該第2ローパスフィルタ部28の後段に接続されている出力部29に与える。 Returning to FIG. 3, the second low-pass filter unit 28 represents a change in the capacitance C of the sensor sheet 2 shown in FIG. 7 (b) when a half-wave rectified sensor output signal is given from the rectifier unit 27. The signal wave is given as a detection result signal to the output unit 29 connected to the subsequent stage of the second low-pass filter unit 28.

出力部29は、第2ローパスフィルタ部28から与えられる検出結果信号に対して増幅やゲインの調整といった信号処理を行い、信号処理がなされた検出結果信号を情報処理装置4へ与える。 The output unit 29 performs signal processing such as amplification and gain adjustment on the detection result signal given from the second low-pass filter unit 28, and supplies the signal-processed detection result signal to the information processing device 4.

情報処理装置4は、例えば、コンピュータ等によって構成されており、与えられた検出結果信号に対して処理を行い、センサシート2の静電容量Cの値を求めたり、測定対象物の可動部分の可動状態を示す情報を生成し、検出結果に関する結果情報を生成する。
情報処理装置4は、生成した結果情報を当該情報処理装置4の操作者に向けて出力する。
The information processing device 4 is composed of, for example, a computer or the like, and processes a given detection result signal to obtain the value of the capacitance C of the sensor sheet 2 or to obtain the value of the capacitance C of the sensor sheet 2 or to obtain the value of the capacitance C of the measurement target. Generates information indicating the movable state and generates result information regarding the detection result.
The information processing device 4 outputs the generated result information to the operator of the information processing device 4.

なお、本実施形態では、第2ローパスフィルタ部28が、検出結果信号を出力部29に与える場合を示したが、第2ローパスフィルタ部28と、出力部29との間に、検出結果信号を増幅する増幅器と、不完全微分回路とを設けてもよい。
この場合、増幅器は、検出結果信号を増幅することで、微小な変化の検出が可能となる。また、不完全微分回路は、増幅した検出結果信号のレベルに電圧オフセットを合わせるように動作する。
In the present embodiment, the case where the second low-pass filter unit 28 gives the detection result signal to the output unit 29 is shown, but the detection result signal is transmitted between the second low-pass filter unit 28 and the output unit 29. An amplifier for amplifying and an incomplete differentiating circuit may be provided.
In this case, the amplifier can detect minute changes by amplifying the detection result signal. The inexact differential circuit also operates to match the voltage offset to the level of the amplified detection result signal.

〔1.4 効果について〕
本実施形態の静電容量検出装置3は、静電容量型センサであるセンサシート2に所定周期のキャリア電圧を印加する電圧供給部20と、キャリア電圧の印加に応じてセンサシート2から出力される電流信号であるセンサ出力信号を電圧信号に変換する変換部25と、電圧信号に変換された前記センサ出力信号を整流する整流部27と、整流部27によって整流されたセンサ出力信号に含まれるキャリア電圧の周波数成分を除去する第2ローパスフィルタ部28と、変換部25と整流部27との間に接続され、前記センサ出力信号を通過させるフィルタ部26と、を備え、フィルタ部26は、信号成分の通過を許容する周波数帯域の下限である遮断周波数fC1が、センサシート2の周囲の環境ノイズの周波数である商用電源の周波数よりも高く設定され、第2ローパスフィルタ部28の遮断周波数fC2は、商用電源の周波数よりも高く設定されている。
[1.4 Effect]
The capacitance detection device 3 of the present embodiment is output from the voltage supply unit 20 that applies a carrier voltage of a predetermined cycle to the sensor sheet 2 that is a capacitance type sensor, and the sensor sheet 2 in response to the application of the carrier voltage. It is included in the conversion unit 25 that converts the sensor output signal, which is a current signal, into a voltage signal, the rectifying unit 27 that rectifies the sensor output signal converted into a voltage signal, and the sensor output signal rectified by the rectifying unit 27. The filter unit 26 includes a second low-pass filter unit 28 that removes the frequency component of the carrier voltage, and a filter unit 26 that is connected between the conversion unit 25 and the rectifying unit 27 and passes the sensor output signal. The cutoff frequency f C1, which is the lower limit of the frequency band that allows the passage of signal components, is set higher than the frequency of the commercial power supply, which is the frequency of the environmental noise around the sensor sheet 2, and the cutoff frequency of the second low-pass filter unit 28. f C2 is set higher than the frequency of the commercial power supply.

上記のように構成された静電容量検出装置3によれば、変換部25と整流部27との間に接続され、遮断周波数fC1が商用電源の周波数よりも高く設定されたフィルタ部26を備えているので、センサ出力信号に商用電源の周波数のノイズが加わったとしても、フィルタ部26によって当該ノイズを除去することができる。
また、整流部27後段の第2ローパスフィルタ部28においては、商用電源の周波数のノイズがフィルタ部26によって除去されているので、商用電源の周波数のノイズを除去する必要がない。従って、当該第2ローパスフィルタ部28の遮断周波数fC2を、商用電源の周波数よりも高く設定することができる。この結果、上記従来例と比較して、第2ローパスフィルタ部28の遮断周波数fC2をより高く設定することができる。従って、センサシート2の静電容量Cの変化に対するセンサ出力信号の応答性が低下するのを抑制することができる。
また、第2ローパスフィルタ部28によって、高周波ノイズ及びキャリア電圧の周波数成分を除去することができる。
以上のように、本実施形態の静電容量検出装置3によれば、センサシート2の静電容量Cの変化に対する応答性の低下を抑制しつつ、当該センサシート2のセンサ出力信号に含まれている商用電源等に起因する環境ノイズを除去することができる。これに加えて、高周波ノイズも除去することができる。
According to the capacitance detection device 3 configured as described above, the filter unit 26 is connected between the conversion unit 25 and the rectifier unit 27 and the cutoff frequency f C1 is set higher than the frequency of the commercial power supply. Therefore, even if noise of the frequency of the commercial power supply is added to the sensor output signal, the noise can be removed by the filter unit 26.
Further, in the second low-pass filter unit 28 after the rectifying unit 27, the noise of the frequency of the commercial power supply is removed by the filter unit 26, so that it is not necessary to remove the noise of the frequency of the commercial power supply. Therefore, the cutoff frequency f C2 of the second low-pass filter unit 28 can be set higher than the frequency of the commercial power supply. As a result, the cutoff frequency f C2 of the second low-pass filter unit 28 can be set higher than that of the conventional example. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the responsiveness of the sensor output signal to a change in the capacitance C of the sensor sheet 2.
Further, the second low-pass filter unit 28 can remove high-frequency noise and frequency components of the carrier voltage.
As described above, according to the capacitance detection device 3 of the present embodiment, it is included in the sensor output signal of the sensor sheet 2 while suppressing a decrease in the responsiveness of the sensor sheet 2 to a change in the capacitance C. Environmental noise caused by commercial power sources and the like can be removed. In addition to this, high frequency noise can also be removed.

〔2 第2実施形態〕
図8は、第2実施形態に係るセンサシステムのブロック図である。図中、本実施形態のセンサシステム40は、試料50の表面に光を照射する照射装置41と、光検出装置42とを備えている。光検出装置42の後段には、情報処理装置が接続されている。情報処理装置は、光検出装置42が出力する検出結果信号を受け付け、試料50の表面50aの変化の有無や、塵埃の付着の有無等、表面状態に関する結果情報を生成する。
[2 Second Embodiment]
FIG. 8 is a block diagram of the sensor system according to the second embodiment. In the figure, the sensor system 40 of the present embodiment includes an irradiation device 41 that irradiates the surface of the sample 50 with light, and a photodetector 42. An information processing device is connected to the subsequent stage of the photodetector 42. The information processing device receives the detection result signal output by the photodetector 42, and generates result information regarding the surface state such as the presence / absence of a change in the surface 50a of the sample 50 and the presence / absence of dust adhesion.

照射装置41は、試料50の表面に照射する光源であるLED(Light Emitting Diode)45と、このLED45を制御する点灯制御部46とを備えている。
LED45は、試料50の表面に光を照射可能に設けられている。点灯制御部46は、試料50の表面に対して所定周期で点滅する点滅光が照射されるようにLED45を制御する。
The irradiation device 41 includes an LED (Light Emitting Diode) 45, which is a light source that irradiates the surface of the sample 50, and a lighting control unit 46 that controls the LED 45.
The LED 45 is provided so that the surface of the sample 50 can be irradiated with light. The lighting control unit 46 controls the LED 45 so that the surface of the sample 50 is irradiated with blinking light that blinks at a predetermined cycle.

光検出装置42は、照射装置41が照射した光が試料50の表面で反射した反射光を検出する装置であり、反射光を受光する受光部47と、変換部25と、フィルタ部26と、整流部27と、第2ローパスフィルタ部28と、出力部29とを備えている。
受光部47は、PD(Photo Diode)によって構成されており、受光した反射光の受光強度に応じた電流信号であるセンサ出力信号を出力する。受光部47は、後段の変換部25に接続されており、センサ出力信号を変換部25に与える。
The light detection device 42 is a device that detects the reflected light reflected by the light emitted by the irradiation device 41 on the surface of the sample 50, and includes a light receiving unit 47, a conversion unit 25, a filter unit 26, and a light receiving unit 47 that receives the reflected light. It includes a rectifying unit 27, a second low-pass filter unit 28, and an output unit 29.
The light receiving unit 47 is composed of a PD (Photodiode), and outputs a sensor output signal which is a current signal corresponding to the light receiving intensity of the received reflected light. The light receiving unit 47 is connected to the conversion unit 25 in the subsequent stage, and gives the sensor output signal to the conversion unit 25.

変換部25、フィルタ部26、整流部27、第2ローパスフィルタ部28、及び出力部29は、上記第1実施形態と同様の構成である。
よって、各部は、反射光の受光強度に応じた電流信号であるセンサ出力信号を電圧信号に変換し、電圧信号に変換されたセンサ出力信号から反射光の受光強度の変化を検出し、受光強度の変化を表す信号波を検出結果信号として出力部29の後段に接続されている情報処理装置に与える。
The conversion unit 25, the filter unit 26, the rectifying unit 27, the second low-pass filter unit 28, and the output unit 29 have the same configuration as that of the first embodiment.
Therefore, each part converts the sensor output signal, which is a current signal corresponding to the received intensity of the reflected light, into a voltage signal, detects a change in the received intensity of the reflected light from the sensor output signal converted into the voltage signal, and receives the received intensity. A signal wave representing the change in is given as a detection result signal to the information processing device connected to the subsequent stage of the output unit 29.

図9(a)は、LED45と、受光部47とを試料50に設置したときの態様を示す図である。図9(a)中、一点鎖線は、光線を示している。
図9(a)において、LED45は、点滅光の照射角度が試料50の表面50aに対して平行に近い角度となるように設置されている。また、受光部47は、試料50の表面50aのLED45からの点滅光が照射されている照射範囲の直上に配置されている。
FIG. 9A is a diagram showing an aspect when the LED 45 and the light receiving unit 47 are installed on the sample 50. In FIG. 9A, the alternate long and short dash line indicates a light ray.
In FIG. 9A, the LED 45 is installed so that the irradiation angle of the blinking light is almost parallel to the surface 50a of the sample 50. Further, the light receiving unit 47 is arranged directly above the irradiation range in which the blinking light from the LED 45 on the surface 50a of the sample 50 is irradiated.

点滅光は、表面50aに対して平行に近い角度で照射されているため、点滅光が表面50aで反射する反射光も表面50aに対して平行に近い角度で反射する。
このため、例えば、図9(a)に示すように、表面50a上に何も無ければ、受光部47に向けて反射光が直接照射されることはない。
よって、この場合、受光部47で受光される反射光の受光強度は低く表れる。
Since the blinking light is emitted at an angle close to parallel to the surface 50a, the reflected light reflected by the blinking light on the surface 50a is also reflected at an angle close to parallel to the surface 50a.
Therefore, for example, as shown in FIG. 9A, if there is nothing on the surface 50a, the reflected light is not directly irradiated to the light receiving portion 47.
Therefore, in this case, the light receiving intensity of the reflected light received by the light receiving unit 47 appears low.

図9(b)は、試料50の表面50aに塵埃が付着しているときの態様を示す図である。
図9(b)において、塵埃55が表面50aに塵埃が存在している場合、点滅光は、塵埃に照射されるので、散乱光を生じさせる。
この散乱光は、反射光と異なり、周囲に散乱する。このため、受光部47は、反射光の受光強度よりもより高い受光強度で散乱光を受光する。
つまり、表面50aに塵埃が無い場合では、光検出装置42が検出する受光強度は相対的に低く、表面50aに塵埃が存在する場合では、光検出装置42が検出する受光強度は相対的に高くなる。
本実施形態のセンサシステム40は、このような受光強度の相違によって、試料50の表面50aの変化の有無や、塵埃の付着の有無等、表面状態を検出する。
FIG. 9B is a diagram showing an aspect when dust is attached to the surface 50a of the sample 50.
In FIG. 9B, when the dust 55 is present on the surface 50a, the blinking light is irradiated to the dust, so that scattered light is generated.
This scattered light, unlike the reflected light, is scattered around. Therefore, the light receiving unit 47 receives the scattered light with a light receiving intensity higher than that of the reflected light.
That is, when there is no dust on the surface 50a, the light receiving intensity detected by the photodetector 42 is relatively low, and when dust is present on the surface 50a, the light receiving intensity detected by the photodetector 42 is relatively high. Become.
The sensor system 40 of the present embodiment detects a surface state such as the presence / absence of a change in the surface 50a of the sample 50 and the presence / absence of dust adhesion due to such a difference in light receiving intensity.

ここで、例えば、図9(b)に示すように、センサシステム40による表面状態の検出を蛍光灯60による照明環境の下で行う場合、光検出装置42の受光部47は、蛍光灯60の直接光や、反射光を受光してしまう。
これにより、受光部47が出力するセンサ出力信号に、表面50aの表面状態を示す情報以外に照明からの光を受光することによるノイズが加わることがある。
このような、照明からの光に起因するノイズは、センサ周囲の環境に起因して生じる環境ノイズである。
Here, for example, as shown in FIG. 9B, when the surface state is detected by the sensor system 40 under the illumination environment of the fluorescent lamp 60, the light receiving unit 47 of the light detection device 42 is the fluorescent lamp 60. It receives direct light and reflected light.
As a result, noise due to receiving light from the illumination may be added to the sensor output signal output by the light receiving unit 47 in addition to the information indicating the surface state of the surface 50a.
Such noise caused by the light from the illumination is environmental noise caused by the environment around the sensor.

蛍光灯は、商用電源の周波数(50〜60Hz)で点滅を繰り返しているものがあり、このような場合、受光部47が出力するセンサ出力信号に加えられる環境ノイズの周波数は、50〜60Hzとなる。 Some fluorescent lamps repeatedly blink at the frequency of a commercial power source (50 to 60 Hz). In such a case, the frequency of environmental noise added to the sensor output signal output by the light receiving unit 47 is 50 to 60 Hz. Become.

これに対して、本実施形態においても、変換部25と整流部27との間に接続され、遮断周波数fC1が商用電源の周波数よりも高く設定されたフィルタ部26を備えているので、センサ出力信号に環境ノイズとして商用電源の周波数のノイズが加わったとしても、フィルタ部26によって当該ノイズを除去することができる。 On the other hand, also in the present embodiment, since the filter unit 26 which is connected between the conversion unit 25 and the rectifying unit 27 and whose cutoff frequency f C1 is set higher than the frequency of the commercial power supply is provided, the sensor is provided. Even if noise of the frequency of a commercial power source is added to the output signal as environmental noise, the noise can be removed by the filter unit 26.

〔その他〕
本発明は、上記実施形態に限定されない。
例えば、上記第1実施形態のセンサシステムでは、センサシート2を人体の関節部分等、測定対象物の可動部分に取り付け、その可動部分の可動状態を測定するように構成した場合を例示した。この場合の環境ノイズの周波数は、50〜120Hzとなる。
[Other]
The present invention is not limited to the above embodiments.
For example, in the sensor system of the first embodiment, the case where the sensor sheet 2 is attached to a movable portion of an object to be measured such as a joint portion of a human body and the movable state of the movable portion is measured is illustrated. The frequency of the environmental noise in this case is 50 to 120 Hz.

一方、センサシステムの測定対象としては、人体の関節部分の動作といった比較的緩やかに変位するものだけではない。測定対象によっては、当該測定対象そのものの動作による変位以外に、測定対象そのものに起因して不要なノイズが与えられる場合がある。このような場合、環境ノイズは、上記第1実施形態において示したような商用電源の周波数に基づいて定まる周波数に限定されるものではない。 On the other hand, the measurement target of the sensor system is not limited to those that are relatively gently displaced, such as the movement of joints of the human body. Depending on the measurement target, unnecessary noise may be given due to the measurement target itself in addition to the displacement due to the operation of the measurement target itself. In such a case, the environmental noise is not limited to the frequency determined based on the frequency of the commercial power source as shown in the first embodiment.

例えば、センサシステムによって、テニスラケットによる打球時のガットの伸縮変形動作を測定する場合、当該ガットは、ガット全体がラケット面として伸縮変形動作する以外に、ガットそのものが振動等によって変位が生じることがある。このようなガットそのものの振動の周波数は5kHz程度となる。
このような、ガット全体の伸縮変形動作以外の変位は、ガット全体の伸縮変形動作とは関係が低く、ノイズとなってセンサ出力信号に表れる。
For example, when the sensor system measures the expansion and contraction deformation operation of the gut when hitting a ball by a tennis racket, the gut itself may be displaced due to vibration or the like in addition to the expansion and contraction deformation operation of the entire gut as a racket surface. is there. The frequency of vibration of such a gut itself is about 5 kHz.
Such displacements other than the expansion / contraction deformation operation of the entire gut have little relation to the expansion / contraction deformation operation of the entire gut, and appear as noise in the sensor output signal.

よって、上記のように、センサシステムによってテニスラケットのガットの伸縮変形動作を測定する場合においては、環境ノイズの周波数を5kHz未満とし、これに応じてフィルタ部26や、第2ローパスフィルタ部28の遮断周波数を設定する。
これにより、テニスラケットのガットの伸縮変形動作を測定する際における環境ノイズを除去することができる。
Therefore, as described above, when measuring the expansion / contraction deformation operation of the gut of the tennis racket by the sensor system, the frequency of the environmental noise is set to less than 5 kHz, and the filter unit 26 and the second low-pass filter unit 28 accordingly. Set the cutoff frequency.
This makes it possible to remove environmental noise when measuring the expansion and contraction deformation motion of the gut of the tennis racket.

また、上記第1実施形態では、キャリア電圧の周波数を5kHzとした場合を例示したが、このキャリア電圧の周波数は、フィルタ部26によって除去したいノイズの周波数よりも高い周波数に設定されていればよく、例えば、フィルタ部26によって除去したいノイズの周波数の10倍以上に設定することができる。 Further, in the first embodiment, the case where the frequency of the carrier voltage is set to 5 kHz is illustrated, but the frequency of the carrier voltage may be set to a frequency higher than the frequency of the noise to be removed by the filter unit 26. For example, it can be set to 10 times or more the frequency of the noise to be removed by the filter unit 26.

また、上記第1実施形態では、面状に形成されて面方向に伸縮変形する容量素子であるセンサシート2を静電容量型センサとして用いた場合を例示したが、例えば、可動側の電極と、固定側の電極とを備え、加速度等の外部からの入力によって可動側の電極が可動することで、両電極間の静電容量を変化させるように構成された静電容量型センサにも用いることができる。 Further, in the first embodiment, the case where the sensor sheet 2 which is a capacitive element formed in a planar shape and expands and contracts in the plane direction is used as a capacitance type sensor is illustrated, but for example, the electrode on the movable side It is also used for a capacitance type sensor that has a fixed side electrode and is configured to change the capacitance between both electrodes by moving the movable side electrode by external input such as acceleration. be able to.

また、上記第1実施形態では、正弦波に近似した信号波をキャリア電圧として用いたが、正弦波に近似せず、矩形波のままキャリア電圧として用いてもよい。但し、矩形波をキャリア電圧として用いた場合、センサシート2の出力が必要以上に大きくなり、変換部25に過大な電流が流れるおそれが生じる。よって、キャリア電圧としては、正弦波、又は正弦波に近似した信号波であることが好ましい。
なお、センサ出力信号は、キャリア電圧の印加に応じて出力されるため、キャリア電圧に含まれるノイズ成分を含む場合がある。
このため、上記第1実施形態では、電圧供給部20は、所定周期の矩形波を生成する矩形波生成部21と、前記矩形波を正弦波に近似した信号波に変換するフィルタ部である第1ローパスフィルタ部22とを備え、前記信号波をキャリア電圧としてセンサシート2に印加している。
これにより、キャリア電圧に含まれるノイズを低減することができるので、第2ローパスフィルタ部28によるキャリア電圧の周波数成分の除去が容易となる。従って、センサ出力信号に含まれるノイズをより効果的に除去することができる。
Further, in the first embodiment, a signal wave similar to a sine wave is used as a carrier voltage, but it may not be approximated to a sine wave and may be used as a square wave as a carrier voltage. However, when the rectangular wave is used as the carrier voltage, the output of the sensor sheet 2 becomes larger than necessary, and an excessive current may flow through the conversion unit 25. Therefore, the carrier voltage is preferably a sine wave or a signal wave similar to a sine wave.
Since the sensor output signal is output in response to the application of the carrier voltage, it may include a noise component included in the carrier voltage.
Therefore, in the first embodiment, the voltage supply unit 20 is a square wave generation unit 21 that generates a square wave having a predetermined period, and a filter unit that converts the square wave into a signal wave that is close to a sine wave. A low-pass filter unit 22 is provided, and the signal wave is applied to the sensor sheet 2 as a carrier voltage.
As a result, noise included in the carrier voltage can be reduced, so that the frequency component of the carrier voltage can be easily removed by the second low-pass filter unit 28. Therefore, the noise included in the sensor output signal can be removed more effectively.

また、上記各実施形態では、フィルタ部26にハイパスフィルタを用いた場合を示したが、ハイパスフィルタに代えてバンドパスフィルタを用いることもできる。この場合、信号成分の通過を許容する周波数帯域の下限である低域側の遮断周波数を環境ノイズの周波数よりも高く設定して用いる。 Further, in each of the above embodiments, the case where the high-pass filter is used for the filter unit 26 is shown, but a band-pass filter can be used instead of the high-pass filter. In this case, the cutoff frequency on the low frequency side, which is the lower limit of the frequency band that allows the passage of signal components, is set higher than the frequency of environmental noise.

また、上記各実施形態では、フィルタ部26に3次のハイパスフィルタを用いた場合を示したが、例えば、3次以外の1次や2次のハイパスフィルタを用いてもよい。
なお、2次以上のハイパスフィルタは、そのフィルタ特性が1次のハイパスフィルタと比較してより急峻な特性となるので、必要な周波数帯域の信号だけを通過させるように設定することがより容易となる。
また、フィルタ部26と同様、第2ローパスフィルタ部28についても上記実施形態では3次のローパスフィルタを用いた場合を示したが、3次以外の1次や2次のローパスフィルタを用いてもよい。2次以上のローパスフィルタは、そのフィルタ特性が1次のハイパスフィルタと比較してより急峻な特性となるので、この場合も必要な周波数帯域の信号だけを通過させるように設定することがより容易となる。
Further, in each of the above embodiments, the case where a third-order high-pass filter is used for the filter unit 26 is shown, but for example, a first-order or second-order high-pass filter other than the third-order may be used.
Since the filter characteristics of a second-order or higher-order high-pass filter are steeper than those of a first-order high-pass filter, it is easier to set so that only signals in the required frequency band pass through. Become.
Further, similarly to the filter unit 26, the case where a third-order low-pass filter is used for the second low-pass filter unit 28 is shown in the above embodiment, but a first-order or second-order low-pass filter other than the third-order may be used. Good. Since the filter characteristics of a low-pass filter of second order or higher are steeper than those of a high-pass filter of first order, it is easier to set so as to pass only signals in the required frequency band in this case as well. It becomes.

また、上記各実施形態では、整流部27が半端整流する場合を示したが、整流部27を全波整流するように構成してもよい。この場合、整流部27が出力する整流されたセンサ出力信号の振幅を示す値が、半端整流した場合の2倍となる。このため、センサ出力信号に含まれる静電容量を示す成分が増加し、その後に第2ローパスフィルタ部28においてキャリア電圧の周波数成分の除去が容易となる。 Further, in each of the above embodiments, the case where the rectifying unit 27 performs odd rectification is shown, but the rectifying unit 27 may be configured to perform full-wave rectification. In this case, the value indicating the amplitude of the rectified sensor output signal output by the rectifying unit 27 is twice that in the case of odd rectification. Therefore, the component indicating the capacitance included in the sensor output signal increases, and then the frequency component of the carrier voltage can be easily removed by the second low-pass filter unit 28.

1 センサシステム
2 センサシート
3 静電容量検出装置
4 情報処理装置
11 誘電層
12A 表側電極層
12B 裏側電極層
13A 表側配線
13B 裏側配線
14A 表側接続端子
14B 裏側接続端子
15A 表側保護層
15B 裏側保護層
18 粘着層
20 電圧供給部
21 矩形波生成部
22 第1ローパスフィルタ部
23 接続線
24 接続線
25 変換部
25a オペアンプ
25b 抵抗素子
26 フィルタ部
27 整流部
28 第2ローパスフィルタ部
29 出力部
40 センサシステム
41 照射装置
42 光検出装置
46 点灯制御部
47 受光部
50 試料
50a 表面
55 塵埃
60 蛍光灯
1 Sensor system 2 Sensor sheet 3 Capacitance detection device 4 Information processing device 11 Dielectric layer 12A Front side electrode layer 12B Back side electrode layer 13A Front side wiring 13B Back side wiring 14A Front side connection terminal 14B Back side connection terminal 15A Front side protection layer 15B Back side protection layer 18 Adhesive layer 20 Voltage supply unit 21 Rectangular wave generator 22 1st low-pass filter unit 23 Connection line 24 Connection line 25 Conversion unit 25a Operate 25b Resistance element 26 Filter unit 27 Rectification unit 28 2nd low-pass filter unit 29 Output unit 40 Sensor system 41 Irradiation device 42 Light detection device 46 Lighting control unit 47 Light receiving unit 50 Sample 50a Surface 55 Dust 60 Fluorescent lamp

Claims (6)

外部からの入力に応じて静電容量が変化する静電容量型センサの静電容量を検出する静電容量検出装置であって、
前記静電容量型センサに所定周期のキャリア電圧を印加する電圧供給部と、
前記キャリア電圧の印加に応じて前記静電容量型センサから出力される電流信号であるセンサ出力信号を電圧信号に変換する変換部と、
電圧信号に変換された前記センサ出力信号を整流する整流部と、
前記整流部によって整流された前記センサ出力信号に含まれる前記キャリア電圧の周波数成分を除去するローパスフィルタ部と、
前記変換部と前記整流部との間に接続され、前記センサ出力信号を通過させるフィルタ部と、を備え、
前記フィルタ部は、信号成分の通過を許容する周波数帯域の下限が、前記静電容量型センサ周囲の環境ノイズの周波数よりも高く設定され、
前記ローパスフィルタ部の遮断周波数は、前記環境ノイズの周波数よりも高く設定されており、
前記変換部は、前記静電容量型センサの静電容量に比例するように前記センサ出力信号を電圧信号に変換し、
前記静電容量型センサは、測定対象物の可動部分に取り付けられ前記可動部分の動作に応じて当該静電容量型センサが変形し、その変形に応じて静電容量が変化することで測定対象物の可動部分の動作の状態を示す情報を静電容量の変化として出力するものである
静電容量検出装置。
It is a capacitance detection device that detects the capacitance of a capacitance type sensor whose capacitance changes in response to external input.
A voltage supply unit that applies a carrier voltage of a predetermined cycle to the capacitance type sensor, and
A conversion unit that converts a sensor output signal, which is a current signal output from the capacitance type sensor, into a voltage signal in response to the application of the carrier voltage.
A rectifying unit that rectifies the sensor output signal converted into a voltage signal,
A low-pass filter unit that removes the frequency component of the carrier voltage included in the sensor output signal rectified by the rectifying unit, and a low-pass filter unit.
A filter unit connected between the conversion unit and the rectifying unit and passing the sensor output signal is provided.
In the filter unit, the lower limit of the frequency band that allows the passage of signal components is set higher than the frequency of the environmental noise around the capacitance type sensor.
The cutoff frequency of the low-pass filter unit is set higher than the frequency of the environmental noise.
The conversion unit converts the sensor output signal into a voltage signal in proportion to the capacitance of the capacitance type sensor .
The capacitance type sensor is attached to a movable part of an object to be measured, and the capacitance type sensor is deformed according to the operation of the movable part, and the capacitance changes according to the deformation. A capacitance detection device that outputs information indicating the operating state of moving parts of an object as a change in capacitance.
前記環境ノイズの周波数は、商用電源の周波数に基づいて定まる周波数である請求項1に記載の静電容量検出装置。 The capacitance detection device according to claim 1, wherein the frequency of the environmental noise is a frequency determined based on the frequency of a commercial power source. 前記ローパスフィルタ部は、2次以上のローパスフィルタによって構成されている請求項1又は請求項2に記載の静電容量検出装置。 The capacitance detection device according to claim 1 or 2, wherein the low-pass filter unit is composed of a secondary or higher-order low-pass filter. 前記フィルタ部は、2次以上のハイパスフィルタによって構成されている請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の静電容量検出装置。 The capacitance detection device according to any one of claims 1 to 3 , wherein the filter unit is composed of a second-order or higher-order high-pass filter. 外部からの入力に応じて静電容量が変化する静電容量型センサの静電容量を検出する静電容量検出装置であって、
前記静電容量型センサに所定周期のキャリア電圧を印加する電圧供給部と、
前記キャリア電圧の印加に応じて前記静電容量型センサから出力される電流信号であるセンサ出力信号を電圧信号に変換する変換部と、
電圧信号に変換された前記センサ出力信号を整流する整流部と、
前記整流部によって整流された前記センサ出力信号に含まれる前記キャリア電圧の周波数成分を除去するローパスフィルタ部と、
前記変換部と前記整流部との間に接続され、前記センサ出力信号を通過させるフィルタ部と、を備え、
前記フィルタ部は、信号成分の通過を許容する周波数帯域の下限が、前記静電容量型センサ周囲の環境ノイズの周波数よりも高く設定され、
前記ローパスフィルタ部の遮断周波数は、前記環境ノイズの周波数よりも高く設定されており、
前記変換部は、前記静電容量型センサの静電容量に比例するように前記センサ出力信号を電圧信号に変換し、
前記電圧供給部は、
所定周期の矩形波を生成する矩形波生成部と、
前記矩形波を正弦波に近似した信号波に変換するフィルタ部と、を備え、
前記信号波を前記キャリア電圧として前記静電容量型センサに印加す
静電容量検出装置。
It is a capacitance detection device that detects the capacitance of a capacitance type sensor whose capacitance changes in response to external input.
A voltage supply unit that applies a carrier voltage of a predetermined cycle to the capacitance type sensor, and
A conversion unit that converts a sensor output signal, which is a current signal output from the capacitance type sensor, into a voltage signal in response to the application of the carrier voltage.
A rectifying unit that rectifies the sensor output signal converted into a voltage signal,
A low-pass filter unit that removes the frequency component of the carrier voltage included in the sensor output signal rectified by the rectifying unit, and a low-pass filter unit.
A filter unit connected between the conversion unit and the rectifying unit and passing the sensor output signal is provided.
In the filter unit, the lower limit of the frequency band that allows the passage of signal components is set higher than the frequency of the environmental noise around the capacitance type sensor.
The cutoff frequency of the low-pass filter unit is set higher than the frequency of the environmental noise.
The conversion unit converts the sensor output signal into a voltage signal in proportion to the capacitance of the capacitance type sensor.
The voltage supply unit
A square wave generator that generates a square wave with a predetermined period,
A filter unit that converts the rectangular wave into a signal wave similar to a sine wave is provided.
It applied to the capacitive sensor of the signal wave as the carrier voltage <br/> electrostatic capacitance detection device.
外部からの入力に応じて静電容量が変化する静電容量型センサと、前記静電容量型センサの静電容量を検出する静電容量検出装置と、を備えたセンサシステムであって、
前記静電容量検出装置は、
前記静電容量型センサに所定周期のキャリア電圧を印加する電圧供給部と、
前記キャリア電圧の印加に応じて前記静電容量型センサから出力される電流信号であるセンサ出力信号を電圧信号に変換する変換部と、
電圧信号に変換された前記センサ出力信号を整流する整流部と、
前記整流部によって整流された前記センサ出力信号に含まれる前記キャリア電圧の周波数成分を除去するローパスフィルタ部と、
前記変換部と前記整流部との間に接続され、前記センサ出力信号を通過させるフィルタ部と、を備え、
前記フィルタ部は、信号成分の通過を許容する周波数帯域の下限が、前記静電容量型センサ周囲の環境ノイズの周波数よりも高く設定され、
前記ローパスフィルタ部の遮断周波数は、前記環境ノイズの周波数よりも高く設定されており、
前記変換部は、前記静電容量型センサの静電容量に比例するように前記センサ出力信号を電圧信号に変換し、
前記静電容量型センサは、測定対象物の可動部分に取り付けられ前記可動部分の動作に応じて当該静電容量型センサが変形し、その変形に応じて静電容量が変化することで測定対象物の可動部分の動作の状態を示す情報を静電容量の変化として出力するものである
センサシステム。
A sensor system including a capacitance type sensor whose capacitance changes in response to an external input and a capacitance detection device that detects the capacitance of the capacitance type sensor.
The capacitance detection device is
A voltage supply unit that applies a carrier voltage of a predetermined cycle to the capacitance type sensor, and
A conversion unit that converts a sensor output signal, which is a current signal output from the capacitance type sensor, into a voltage signal in response to the application of the carrier voltage.
A rectifying unit that rectifies the sensor output signal converted into a voltage signal,
A low-pass filter unit that removes the frequency component of the carrier voltage included in the sensor output signal rectified by the rectifying unit, and a low-pass filter unit.
A filter unit connected between the conversion unit and the rectifying unit and passing the sensor output signal is provided.
In the filter unit, the lower limit of the frequency band that allows the passage of signal components is set higher than the frequency of the environmental noise around the capacitance type sensor.
The cutoff frequency of the low-pass filter unit is set higher than the frequency of the environmental noise.
The conversion unit converts the sensor output signal into a voltage signal in proportion to the capacitance of the capacitance type sensor .
The capacitance type sensor is attached to a movable part of an object to be measured, and the capacitance type sensor is deformed according to the operation of the movable part, and the capacitance changes according to the deformation. A sensor system that outputs information indicating the operating state of moving parts of an object as a change in capacitance .
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