JPH04299612A - 高周波近接スイッチによる複数個所の感知方法及び装置 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、高周波近接スイッチ
において、１個の発振器により複数個所を感知する方法
及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】高周波を利用する近接スイッチの例は、
例えば特公昭６３−１４１３７号公報に示されるシャワ
ー用スイッチのように、人が通過する場所に設置された
感知部と、この感知部に直接又は同軸ケーブル等で接続
された高周波発振回路と、この高周波発振回路の出力レ
ベルを検知して人の有無を検出するスイッチ回路とから
構成される。このような構成において、高周波発振回路
の発振周波数は人がいない時に上下の感知板の共振点に
近づけて調整されており、安定な発振をさせることがで
きる。この時、発振回路からの出力ＳＧによってスイッ
チ回路はオフ信号を出力する。また、人が接近した時に
は、人と感知板間の浮遊容量や抵抗損失などによって発
振周波数が変化すると共に、尖鋭度Ｑの変化に従って出
力ＳＧのレベルが低下する。この時、スイッチ回路はオ
ン信号を出すようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような高周波近接
スイッチを使用する場合、感知すべき場所の面積が広か
ったり、或いはスイッチの使用目的から複数個所を感知
する必要があるときには、上記の構成のものを必要な数
だけ個々に設置しなければならなかった。また、周波数
の異なる回路系が至近距離内に共存するので、互いに干
渉して誤動作することを防ぐためには、タンク回路を設
けて調整するなどの必要があった。

【０００４】この発明は上述した事情から成されたもの
であり、この発明の目的は、従来の高周波近接スイッチ
を改造し、発振器を複数設けなくても簡単に複数個の感
知部を接続でき、またタンク回路も必要としない方法及
び装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述のような感知板をコ
ンデンサとして同調回路を形成するタイプのものは、発
振部を共通にして複数個所の感知に用いる時には、感知
板と発振回路との間にローディングコイルを介挿するこ
とによって、周辺の影響を受けず一義的に発振周波数を
設定できることが特公平２−２６４１４号公報に開示さ
れている。

【０００６】図１は同軸ケーブルなどフィーダを使用し
ない高周波近接スイッチの回路の一部を示し、感知板１
と高周波発振回路との間にローディングコイル２が介挿
されている。図１の発振回路と感知板１の共振系の等価
回路を示すと図２のようになる。発振部３側の共振周波
数をｆ０１、感知部４側の共振周波数ｆ０２で示せば、
周波数ｆ０２はその感知板１の、例えば形、大きさ、厚
さ等によって、容量が異なるのでローディングコイルＬ
２又はコンデンサＣ３の容量を調整することにより周波
数ｆ０２をｆ０１に近づければ感知板の違いに依らず感
度の良い近接スイッチが得られる。

【０００７】従って、図３のように発振部３に複数個の
感知部４１〜４ｎをそれぞれスイッチＳ１〜Ｓｎを介し
て接続し、スイッチＳ１〜Ｓｎを時間的に切換え、出力
側もこのスイッチと同期した出力が得られるようにすれ
ば１つの発振器で複数個所の感知が可能になる。

【０００８】すなわち、この発明の上記目的は、高周波
近接スイッチの感知板容量、デバイドコンデンサ及びロ
ーディングコイルから成る共振回路を感知部とし、複数
個の前記感知部をそれぞれスイッチを介して１つの発振
回路に並列に接続し、前記スイッチを時間的に切換える
ことによって前記各感知部から順次出力する信号を得、
更に前記スイッチの切換えと同期させて前記信号から前
記各感知部ごとの信号を分離して取出すことによって達
成される。

【０００９】また、この発明の装置は、高周波近接スイ
ッチを形成する複数の感知部と、前記複数の感知部をス
イッチ手段を介して駆動する発振部と、前記発振部の出
力を検波する検波部と、前記検波部の出力を弁別して前
記複数の感知部に対応した出力部に与える弁別部と、前
記スイッチ手段及び弁別部を同期して切換える同期手段
とを設けることによって達成される。

【００１０】

【作用】上記の方法によれば各感知板の容量Ｃｃ１〜Ｃ
ｃｎが異なっても、ローディングコイルＬ２１〜Ｌ２ｎ
又はデバイドコンデンサＣ３１〜Ｃ３２を調整して、各
共振周波数ｆ０２１〜ｆ０２ｎをｆ０１に近づけること
により個別に感度の良い近接スイッチが得られ、またそ
れぞれの出力変化を個別に得ることができる。

【００１１】

【実施例】以下に、本発明による具体例として感知部が
２個所の場合について説明する。図４は本発明の構成例
を示すブロック図であり、また図５はその具体的な回路
図である。図５の回路は感知板■、■及び発振回路を含
む感知板側５と制御器側６とから構成されており、端子
１、１’は電源のプラス、端子２、２’は検波出力、端
子３、３’はアース、端子４、４’は同期信号をそれぞ
れ接続する。コイルＬ１、コンデンサＣ６、トランジス
タＱ１などで構成される部分はコルピッツ型発振器でイ
ンダクタンスＬ１、容量Ｃ６により決められた周波数ｆ
０１で発振する。

【００１２】図６は感知板側５の一例を示す斜視図であ
り、感知板■、■の間に発振部３が置かれ、２枚の極板
７の間には高周波絶縁性の良い発泡樹脂８などが充填さ
れている。この例は感知板■、■を近くに置く必要のあ
るときの構造で、車のバンパ等への使用に適している。 感知板■は極板７で作られる静電容量Ｃｃ１とインダク
タンスＬ２１又は容量Ｃ３１により、周波数ｆ０２１を
ｆ０１に近づけて調整する。また、感知板■は極板７′
で作られる静電容量Ｃｃ２とインダクタンスＬ２２又は
容量Ｃ３２により、周波数ｆ０２２をｆ０１に近づけて
調整する。

【００１３】一方、制御器側６からインバータＩＮＶ３
、ＩＮＶ４、コンデンサＣ１０、抵抗Ｒ９によってくり
返し周波数ｆＡの矩形波を発生し、感知板側５のアナロ
グスイッチＡＧ１及びＡＧ３をＯＮ、ＯＦＦさせる。 アナログスイッチＡＧ２、ＡＧ４はなくてもよいが、も
し漏れ電流がある場合アナログスイッチＡＧ１がＯＦＦ
の時、アナログスイッチＡＧ２をＯＮさせて感知板■の
影響をなくす為である。アナログスイッチＡＧ３とアナ
ログスイッチＡＧ４との関係も同じである。この回路は
アナログスイッチでなくとも、図７のようにトランジス
タを用いても良い。但し、その場合にはカップリングコ
ンデンサＣ２は感知板の数だけ必要となり、Ｃ２＜＜Ｃ
６の条件が必要である。

【００１４】信号のタイムチャートは図８のようになる
。Ａは同期信号ｆＡ、Ｂは高周波出力ＯＴ、Ｃは感知板
■の検波出力Ｏ１、Ｄは感知板■の検波出力Ｏ２を示す
。高周波検波出力ＯＴＤはアナログスイッチＡＧ５、Ａ
Ｇ６で分離されコンデンサＣ９１、Ｃ９２で平滑された
後ＯＰ２、ＯＰ３の直流増幅器で別々に増幅される。 同期信号ｆＡは検出する物体が、近づく速さ等によって
異なるが、自動ドアや近距離の自動車バンパー等であれ
ばくり返し周波数は５０〜１ＫＨｚ位である。

【００１５】このチョッパー信号が端子４、４′から感
知板側５のコイルＬ４を通してアナログスイッチＡＧ１
、ＡＧ４の制御入力へ入力されると共に、インバータＩ
ＮＶ１を通して位相を逆にしてアナログスイッチＡＧ２
、ＡＧ３に入力される。今アナログスイッチの制御入力
へ正で入力した時にアナログスイッチがＯＮしたとする
と、同期信号が正の時アナログスイッチＡＧ１、ＡＧ４
がＯＮし、カップリング容量Ｃ２はアナログスイッチＡ
Ｇ１を通してコイルＬ２１、コンデンサＣ３１及び感知
板容量Ｃｃ１と接続され、また高周波発振器Ｃ６、Ｌ１
（ｆ０１）のタンク回路がカップリングされ図９の様な
組合せとなり、物体が近づいて周波数ｆ０２１が矢印の
方向に変化すればその出力は低下する。

【００１６】次に同期信号が負の時アナログスイッチＡ
Ｇ１、ＡＧ４はＯＦＦとなって切離される一方、インバ
ータＩＮＶ１を通してアナログスイッチＡＧ２、ＡＧ３
は正入力となりＯＮする。このときコンデンサＣ２はコ
イルＬ２２、コンデンサＣ３２及びＣｃ２と接続され、
図１０のような近接スイッチが形成される。

【００１７】以上のようなことが繰り返され、発振器の
出力は図８のＢのような変調信号が得られる。これを検
波してコイルＬ２、端子２、２′に接続され、ボルテー
ジフォロワＯＰ１を通してアナログスイッチＡＧ５、Ａ
Ｇ６に入力される。ここで同期信号により弁別され、各
信号はコンデンサＣ９１及びＣ９２で平滑されて直流信
号が得られる。以下復帰型直流増幅器ＯＰ２及びＯＰ３
で増幅されコンパレータＣｏｍｐ１及びＣｏｍｐ２によ
り２値化してリレーを駆動する。なお、上記回路の変形
例として、検波器と弁別器とは順序を入換えてもよい。

【００１８】ここにおいて、バンパに取付けて障害物セ
ンサとして使用する例は特開昭６０−１８６７７３号公
報に示されているが、その方式によれば感知した個所を
明確にするためには、１つのバンパに対して感知板を数
個に分割しなければならない。そのため、その数に応じ
た配線が必要になって煩雑になるが上記のように分割す
れば１本の線（２芯シールド線）で済む。また、フィー
ダ無し方式は検波後の出力となるので引出し線には長さ
の制限がなく、車の配線に支障をきたさず自由に引くこ
とができる。

【００１９】以上に説明した近接スイッチはフィーダを
使用しない方式のものであるが、フィーダを使用した方
式も同様に用いることができる。フィーダを使用するタ
イプは自動ドア等に使用されるように感知板を地中に埋
設されるため、半導体等のアクチブな部品を入れずに行
なう方法で、その解決策が特開昭６２−８２１８９号公
報に記されている。すなわち感知板容量及びフィーダと
で共振回路ｆ０２を形成し、発振回路ｆ０１との間をカ
ップリングコンデンサで結べば良い。

【００２０】この場合の感知部と発振部との接続を回路
図により説明すれば図１１のようになる。但し、特開昭
６２−８２１８９号公報ではバリキャップＶＣを使って
自動調整しているが、ここでは説明を簡単にするため手
動の可変容量器とする。また、感知板は複数個が可能で
あるが２個とした。発振回路のタンク回路の共振周波数
ｆ０１に、例えばアナログスイッチＡＧ１、ＡＧ２の制
御入力が正のとき感知板■側が接続されていればＶＣ１
により周波数ｆ０２１をｆ０１に近づければ良く、また
アナログスイッチＡＧ２、ＡＧ３の制御入力が正のとき
ＶＣ２によりｆ０２２をｆ０１に近づければ感知板■側
が調整される。このようにすれば動作は図５の回路と同
じで感知板■及び■は分離される。

【００２１】フィーダを使用した時の実施例を、自動ド
アについて図１２で説明する。出入口マット１０、１１
及びドア９の下部に安全マット１２を設ける。マット１
０又は１１がＯＮするとドア９が開き、マット１２は動
作状態に入る。マット１２に近づくとＯＮして、ドア９
近くで立ち止まってもドア９は閉まらないようにする。 マット１２がＯＦＦし、マット１１又は１０を通り過ぎ
るとマット１１又は１０はＯＦＦし、ある時間後にマッ
ト１２を禁止状態にすれば、ドア９の誤動作はなくなる
。以上のマット１０、１１及び１２を１つの発振器及び
制御器で行なうことができる。

【００２２】

【発明の効果】以上に述べたようにこの発明によれば、
複数個所の感知に発振器が１つで済むので回路が簡素化
される。また、感知板どうしが周波数干渉しないので、
２〜３枚近くで使用する場合に周波数の調整をする必要
がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】高周波近接スイッチの感知部及び発振部の回路
図である。

【図２】図１の等価回路である。

【図３】発振部と複数個の感知部とを接続する方法を示
す図である。

【図４】本発明の構成例を示すブロック図である。

【図５】本発明の１例を示す回路図である。

【図６】感知板の１例を示す斜視図である。

【図７】発振部と複数の感知部とを接続する他の方法を
示す図である。

【図８】各信号のタイムチャートである。

【図９】スイッチ切換えによる作動を説明する図である
。

【図１０】スイッチ切換えによる作動を説明する図であ
る。

【図１１】本発明の他の例を示す回路図である。

【図１２】自動ドア感知部の配置を示す図である。

【符号の説明】

１　　　　感知板 ２　　　　ローディングコイル ３　　　　発振部 ４　　　　感知部 ５　　　　感知板側 ６　　　　制御器側 ７　　　　極板 ７′　　極板 ８　　　　発泡樹脂 ９　　　　ドア １０　　マット １１　　マット １２　　安全マット

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　高周波近接スイッチの感知板容量、デ
   バイドコンデンサ及びローディングコイルから成る共振
   回路を感知部とし、複数個の前記感知部をそれぞれスイ
   ッチを介して１つの発振回路に並列に接続し、前記スイ
   ッチを時間的に切換えることによって前記各感知部から
   順次出力する信号を得、更に前記スイッチの切換えと同
   期させて前記信号から前記各感知部ごとの信号を分離し
   て取出すようにしたことを特徴とする高周波近接スイッ
   チ複数感知方法。
2. 【請求項２】　　高周波近接スイッチを形成する複数の
   感知部と、前記複数の感知部をスイッチ手段を介して駆
   動する発振部と、前記発振部の出力を検波する検波部と
   、前記検波部の出力を弁別して前記複数の感知部に対応
   した出力部に与える弁別部と、前記スイッチ手段及び弁
   別部を同期して切換える同期手段とを具備したことを特
   徴とする高周波近接スイッチ複数感知装置。