JPH03112218A

JPH03112218A - 非接触スイッチ

Info

Publication number: JPH03112218A
Application number: JP25010989A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Yanagi; 康裕柳
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1989-09-26
Filing date: 1989-09-26
Publication date: 1991-05-13

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】【産業上の利用分野】

本発明は、静電容量の変化に基づいて近接物体の存否を
検出するようにした非接触スイッチに関するものである
。

【従来の技術】

従来より、静電容量の変化に基づいて近接物体の存否を
検出するようにした非接触スイッチとしては、国際出願
番号ＰＣＴ／ＡＵ　　８６１０００４３の近接検出装置
が知られている。この近接検出装置は、第２図に示すように、対の電極板
１　ａ、１　ｂをほぼ同一平面上に配置したセンサ１を
備えている。一方の電極板１ａは、他方の電極板１ｂに
対して離間するとともに電極板１ｂを囲む環状に形成さ
れるのであって、センサ１は平板状のコンデンサを形成
している。一方の電極板１ａには、第３図に示すように
、パルス電流が一定間隔で間欠的に入力され、他方の電
極板１ｂには出力パルスを検出するスイッチ回路２が接
続される。センサ１に対して指のような物体が接近していないとき
には、第４図（ａ）に示すように、画電極板１　ａ、１
　ｂによってのみコンデンサが形成されているから、第
５図の左半分に示すように、波高値の比較的大きい出力
パルスが得られる。一方、第４図（ｂ）に示すように、
指３が接近すると指３が第３の電極として機能し、各電
極板１　ａ、１　ｂと指３との間にもコンデンサが形成
されることになり、入力パルスのエネルギーの一部が指
３に吸収されることになって、第５図の右半分に示すよ
うに、出力パルスの波高値が減少する。すなわち、セン
サ１の周囲の電界が変化することにより、画電極板１　
ａ、１　ｂの間での静電容量が変化するのであり、この
静電容量の変化が出力パルスの波高値の変化として検出
されることになるのである。したがって、出力パルスの波高値の変化を検出すれば、
近接物体の存否に対応した２値出力が得られるのである
。このような２値出力を得るには、まず、電源投入時の出
力パルスの波高値を基準レベルとして記憶しておき、逐
次得られる出力パルスの波高値と基準レベルとの差分が
所定の閾値を越えると、近接物体が存在していると判断
して、オン出力を送出するようにすればよいのである。

【発明が解決しようとする課題】

ところで、スイッチ回ｌ￥８２は、構成している電子部
品の温度特性等により動作特性に変化が生じることがあ
る。このような動作特性の変化があると、第６図（ａ）
に示すように、センサ１の出力パルスの波高値が変化し
、基準レベルＳＬとの差分Δ■が上記閾値を越えること
かある。一方、物体が接近したときには、第６図（ｂ）
に示すように、センサ１の出力パルスの波高値か変化し
、基準レベルＳＬとの差分Δ■が閾値を越えるのである
。すなわち、上述したように、電源投入時の出力パルスの
波高値を基準レベルとして設定し、その後の出力パルス
の波高値との差分によって近接物体の存否を検出するよ
うにした従来構成では、物体が接近したときと、動作特
性が変化したときとの識別ができず、誤動作が生しると
いう問題があった。本発明は上記問題点の解決を目的とするものであり、物
体が接近した場合と動作特性が変化した場合とを識別で
きるようにすることにより、誤動作を防止した非接触ス
イッチを提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

本発明では、上記目的を達成するために、一対の電極板
を離間して配置したセンサを有し、センサの一方の電極
板にパルス電流を間欠的に入力するとともに、他方の電
極板で検出される出力パルスの波高値の変化に基づいて
センサに対する近接物体の存否に対応した２値出力が得
られるようにした非接触スイッチにおいて、現在の出力
パルスの波高値と１つ前の出力パルスの波高値との差分
に基づいて近接物体の存否を判定するスイッチ回路を設
けているのである。

【作用】

上記構成によれば、現在の出力パルスの波高値と１つ前
の出力パルスの波高値との差分に基づいて近接物体の存
否を判定するスイッチ回路を設けているので、従来のよ
うに、一定の基準レベルを設定する場合に比較すれば、
静電容量の急激な変化のみを検出することになり、動作
特性が変化する場合のような比較的遅い変化と、物体が
接近する場合のような比較的速い変化との識別ができる
ようになるのである。その結果、周囲温度の変化等によ
る誤動作が防止されるのである。

【実施例】

センサ１は、「従来の技術」の項で説明したように、一
対の電極板１ａ、］、ｂを備えている〈第２図参照）。このセンサ１は、プリント基板にエツチングを施すこと
によって容易に形成することができる。また、１個のみ
とせず、複数個をマトリクス状などに配列してもよい。センサ１の出力は、第１図に示すように、スイッチ回路
２に入力される。スイッチ回路２は、アナログ値として
得られるセンサ１の出力パルスの波高値をディジタル値
に変換するＡ／Ｄ変換回路４、逐次得られる出力パルス
の波高値を記憶する現在値記憶部５．１回前に得られた
出力パルスの波高値を記憶する前回値記憶部６、現在値
記憶部５と前回値記憶部６との記憶値の差分を求める減
算部７、減算部７の出力値に基づいてセンサ１に対する
近接物体の存否を判定する判定部８、判定部８により近
接物体の存在が検出されるとオン出力が得られる出力部
９を備えている。すなわち、現在値記憶部５には、セン
サ１，１：り出力された現在の出力パルスの波高値Ｖ１
．が記憶され、前回値記憶部６に記憶されている１１）
前の出力パルスの波高値Ｖ１．１との差分ΔＶ　（＝　
Ｖ　１．　　Ｖ　＝　−＋　）が減算部７の出力として
得られるのである。この差分ΔＶが求められた後に、現
在値記憶部５の値は前回値記憶部６に転送され、前回値
記憶部６の記憶値が書き換えられる。次に、判定部８で
は、上記差分へＶを所定の閾値と比較し、差分Δ■が閾
値を越えていればオンと判定し、出力部９を介してオン
出力を送出する。以上のようにして、逐次得られる出力パルスの前回値と
現在値との差分が閾値を越えるときには、出力パルスの
レベルに大きな変化が生じたことを意味するから、セン
サ１に対して物体が接近したことを検出できるのである
。一方、温度、その他の環境の変化による動作特性の変
化は時間の経過とともに徐々に生じるから、物体が接近
したときの変化とは出力パルスの波・高値の変化の速度
が異なるのであり、その結果、両者を区別することがで
きて誤動作が防止されるのである。また、物体が接近し
たときにチャタリングが生じないから、チャタリング防
止用の回路を設ける必要がなく、回路構成が簡単になる
。

【発明の効果】

本発明は上述のように、一対の電極板を離間して配置し
たセンサを有し、センサの一方の電極板にパルス電流を
間欠的に入力するとともに、他方の電極板で検出される
出力パルスの波高値の変化に基づいてセンサに対する近
接物体の存否に対応した２値出力が得られるようにした
非接触スイッチにおいて、現在の出力パルスの波高値と
１つ前の出力パルスの波高値との差分に基づいて近接物
体の存否を判定するスイッチ回路を設けているので、従
来のように、一定の基準レベルを設定する場合に比較す
れば、静電容量の急激な変化のみを検出することになり
、動作特性が変化する場合のような比較的遅い変化と、
物体が接近する場合のような比較的速い変化との識別が
できるようになるのである。その結果、周囲温度等の環
境の変化による誤動作が防止されるという利点を有する
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図は本
発明に係る非接触スイッチに用いるセンサの正面図、第
３図は同上のセンサとスイッチ回路との接続関係を示す
要部回路図、第４図および第５図は同上の動作説明図、
第６図は従来の問題点を示す動作説明図である。１・・・センサ、１　ａ、１　ｂ・・・電極板、２・・
・スイッチ回路、４・・・Ａ／Ｄ変換回路、５・・・現
在値記憶部、６・・・前回値記憶部、７・・・減算部、
８・・・判定部、９・・・出力部。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）一対の電極板を離間して配置したセンサを有し、
センサの一方の電極板にパルス電流を間欠的に入力する
とともに、他方の電極板で検出される出力パルスの波高
値の変化に基づいてセンサに対する近接物体の存否に対
応した２値出力が得られるようにした非接触スイッチに
おいて、現在の出力パルスの波高値と１つ前の出力パル
スの波高値との差分に基づいて近接物体の存否を判定す
るスイッチ回路を設けて成ることを特徴とする非接触ス
イッチ。