WO2022070712A1

WO2022070712A1 - 近接センサ、制御システム及び機器

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Publication number: WO2022070712A1
Application number: PCT/JP2021/031537
Authority: WO
Inventors: 暁宏山村; 公太荒木; 健二柴田
Original assignee: パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority date: 2020-10-01
Filing date: 2021-08-27
Publication date: 2022-04-07
Also published as: KR20230048418A; US20230358572A1; JPWO2022070712A1

Abstract

本開示は、検知対象に対する検知感度を向上させることを目的とする。近接センサ（１）は、導体（３）と、受信電極（４）と、第１送信電極（５１）と、を備える。導体（３）は、上面（３Ｕ）を有する。受信電極（４）は、導体（３）の上面（３Ｕ）から上方向に離れており、第１方向に沿って延びる。第１方向は、上方向と直交する。第１送信電極（５１）は、導体（３）の上面（３Ｕ）から上方向に離れており、第１方向に沿って延びる。第１送信電極（５１）と受信電極（４）とは、第２方向に並んでいる。第２方向は、上方向及び第１方向の両方と直交する。第１方向と直交する断面において第１送信電極（５１）の上面（５Ｕ）は上方向に膨らんだ形状である。

Description

近接センサ、制御システム及び機器

　本開示は一般に近接センサ、制御システム及び機器に関し、より詳細には、相互容量式の近接センサ、この近接センサを備える制御システム及び機器に関する。

　特許文献１に記載の近接センサ装置は、被検出体（検知対象）との間に静電容量を形成する検出電極と、検出電極を装着するベース板と、静電容量を検出する検出部とを具備する。ベース板は、押ボタン型スイッチ又は圧力センサに支持される。被検出体が検出電極に接近したとき、静電容量が変化し、静電容量の変化により被検出体の接近を検知することができる。

　特許文献１に記載されたような近接センサ装置において、検知対象に対する検知感度の向上を望まれることがあった。

国際公開第２０１８／０７９７７１号

　本開示は、検知対象に対する検知感度を向上させることができる近接センサ、この近接センサを備える制御システム及び機器を提供することを目的とする。

　本開示の一態様に係る近接センサは、相互容量式の近接センサである。前記近接センサは、導体と、受信電極と、第１送信電極と、を備える。前記導体は、上面を有する。前記受信電極は、前記導体の前記上面から上方向に離れており、第１方向に沿って延びる。前記第１方向は、前記上方向と直交する。前記第１送信電極は、前記導体の前記上面から前記上方向に離れており、前記第１方向に沿って延びる。前記第１送信電極と前記受信電極とは、第２方向に並んでいる。前記第２方向は、前記上方向及び前記第１方向の両方と直交する。前記第１方向と直交する断面において前記第１送信電極の上面は前記上方向に膨らんだ形状である。

　本開示の別の一態様に係る近接センサは、相互容量式の近接センサである。前記近接センサは、導体と、受信電極と、第１送信電極と、第２送信電極と、を備える。前記導体は、上面を有する。前記受信電極は、前記導体の前記上面から上方向に離れており、第１方向に沿って延びる。前記第１方向は、前記上方向と直交する。前記第１送信電極は、前記導体の前記上面から前記上方向に離れており、前記第１方向に沿って延びる。前記第２送信電極は、前記導体の前記上面から前記上方向に離れており、前記第１方向に沿って延びる。前記第１送信電極は、前記受信電極に対して、第２方向と平行な両方向のうち一方向の側に配置されている。前記第２方向は、前記上方向及び前記第１方向の両方と直交する。前記第２送信電極は、前記受信電極に対して、前記第２方向と平行な前記両方向のうち他方向の側に配置されている。前記導体の前記上面は、第１凸状領域と、第２凸状領域と、凹状領域と、を有する。前記第１凸状領域は、前記第１方向に沿って延びて前記上方向に膨らんだ形状である。前記第２凸状領域は、前記第１方向に沿って延びて前記上方向に膨らんだ形状である。前記凹状領域は、前記第２方向における前記第１凸状領域の上端と前記第２凸状領域の上端との間の位置であって、前記受信電極の下に設けられており、前記第１方向に沿って延びて下方向に膨らんだ形状である。上から見て、前記第１凸状領域の前記上端は、前記第１送信電極と前記受信電極との間に位置する。上から見て、前記第２凸状領域の前記上端は、前記第２送信電極と前記受信電極との間に位置する。前記第１方向と直交する断面において前記第１送信電極の上面は前記上方向に膨らんだ形状である。前記第１方向と直交する前記断面において前記第２送信電極の上面は前記上方向に膨らんだ形状である。

　本開示の一態様に係る制御システムは、上記のいずれかの態様に係る前記近接センサと、出力部と、を備える。前記出力部は、前記近接センサからの出力に応じて機器を制御する制御信号を出力する。

　本開示の一態様に係る機器は、上記のいずれかの態様に係る前記近接センサと、機能部と、を備える。前記機能部は、前記近接センサからの出力に応じて動作する。

図１は、一実施形態に係る近接センサの斜視図である。図２は、同上の近接センサの断面図である。図３は、同上の近接センサの平面図である。図４は、同上の近接センサを備える機器のブロック図である。図５は、比較例に係る近接センサの正面図である。図６は、変形例１に係る近接センサの正面図である。図７は、変形例２に係る近接センサの正面図である。図８は、変形例３に係る近接センサの正面図である。図９は、一実施形態に係る近接センサの送信電極及び受信電極の配置と検知感度との関係を表すグラフである。図１０は、同上の近接センサの導体の曲率半径と検知感度との関係を表すグラフである。図１１は、同上の近接センサの電極の表面積の比と検知感度との関係を表すグラフである。図１２は、変形例４に係る近接センサの正面図である。図１３は、変形例５に係る近接センサの正面図である。図１４は、変形例６に係る近接センサの正面図である。図１５は、変形例７に係る近接センサの正面図である。図１６は、変形例８に係る近接センサの正面図である。図１７は、変形例９に係る近接センサの正面図である。図１８は、変形例１０に係る近接センサの正面図である。

　（実施形態）
　以下、実施形態に係る近接センサ、制御システム及び機器について、図面を用いて説明する。ただし、下記の実施形態は、本開示の様々な実施形態の１つに過ぎない。下記の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。また、下記の実施形態において説明する各図は、模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。また、実施形態及び各変形例において、共通する構成要素には同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略している。

　（１）概要
　図１～図３に示すように、本実施形態の近接センサ１は、相互容量式の近接センサである。近接センサ１は、導体３と、受信電極４と、送信電極５と、を備える。導体３は、上面３Ｕを有する。受信電極４は、導体３の上面３Ｕから上方向に離れており、第１方向に沿って延びる。第１方向は、上方向と直交する。送信電極５は、導体３の上面３Ｕから上方向に離れており、第１方向に沿って延びる。送信電極５と受信電極４とは、第２方向に並んでいる。第２方向は、上方向及び第１方向の両方と直交する。第１方向と直交する断面において送信電極５の上面５Ｕは上方向に膨らんだ形状である。

　送信電極５には、所定の電圧が印加される。これにより、送信電極５が駆動され、空間に信号（電界）を出力する。受信電極４は、空間を介して送信電極５からの信号を受信する。これにより、受信電極４は、送信電極５と受信電極４との間に形成される静電容量の大きさに応じた出力を得る。近接センサ１から見て上方向の空間において、検知対象が近接センサ１に近づくほど、送信電極５と受信電極４との容量結合状態が阻害されるため、上記静電容量が減少する。そのため、近接センサ１により、近接センサ１から見て上方向に位置する検知対象を検知することができる。検知対象は、例えば、人である。なお、導体３は、静電シールドとして機能する。

　本実施形態によれば、送信電極５の上面５Ｕが平面である場合と比較して、送信電極５の上面５Ｕの面積が大きくなる。そのため、近接センサ１に検知対象が接近したときの上記静電容量の変化量が増加し、これにより、検知対象に対する検知感度を向上させることができる。また、比較的遠くの検知対象を検知することができる。

　本実施形態では、第１方向、第２方向及び上方向を、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸（図１等を参照）を用いて、次のように規定する。すなわち、Ｘ軸方向を第１方向と規定し、Ｙ軸方向を第２方向と規定し、Ｚ軸方向を上下方向と規定し、Ｚ軸の正の方向を上方向と規定する。また、Ｚ軸の負の方向を下方向と規定する。なお、本開示で言う「直交」とは、厳密に９０度の角度で交差する場合だけに限定されず、９０度から多少（数度程度）ずれていても「直交」と言う。また、図面中のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を表す矢印は説明のために表記しているに過ぎず、実体を伴わない。

　本開示で言う「上方向」とは、導体３から見て受信電極４及び送信電極５が位置する側を意味するに過ぎない。本開示で言う「上方向」が、例えば、下方向、前方向、後ろ方向、左方向又は右方向となる向きで、近接センサ１が使用されてもよい。

　本開示で言う「下方向」とは、受信電極４及び送信電極５から見て導体３が位置する側を意味するに過ぎない。本開示で言う「下方向」が、例えば、上方向、前方向、後ろ方向、左方向又は右方向となる向きで、近接センサ１が使用されてもよい。

　部材について、本開示で言う「上面」とは、部材のうち上方向に向いた面を意味する。部材について、本開示で言う「下面」とは、部材のうち下方向に向いた面を意味する。本実施形態では、送信電極５の形状は円柱状であって、送信電極５の側面のうち上方向における先端と、上方向と直交する方向（Ｙ軸方向）における先端とが、上記側面を構成する曲面によりつながっている。このような場合、送信電極５の上面５Ｕとは、送信電極５の側面のうち、送信電極５の上下方向における中心よりも上の領域である。

　本開示で言う「上端」とは、上方向における先端を意味する。

　本実施形態の近接センサ１は、送信電極５を複数（図１では２つ）備える。以下では、２つの送信電極５を区別するために、一方の送信電極５を第１送信電極５１と称し、他方の送信電極５を第２送信電極５２と称することがある。

　（２）制御システム及び機器
　図４に示すように、機器１０は、制御システム８と、機能部９と、を備える。機能部９は、例えば、モータ９１と、モータ９１の動作を制御するモータ制御回路９２と、を含む。制御システム８は、機能部９の動作を制御する。

　制御システム８は、近接センサ１と、駆動回路８１と、制御回路８２と、を備える。制御回路８２は、出力部８２１と、駆動制御部８２２と、演算部８２３と、を有する。

　機器１０は、例えば、ロボットアームである。近接センサ１は、ロボットアームの構造部分に取り付けられる。機能部９のモータ９１は、ロボットアームを機械的に駆動する駆動力を発生させる。

　制御回路８２は、１以上のプロセッサ及びメモリを有するコンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムを、コンピュータシステムのプロセッサが実行することにより、制御回路８２の少なくとも一部の機能が実現される。プログラムは、メモリに記録されていてもよいし、インターネット等の電気通信回線を通して提供されてもよく、メモリカード等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。

　駆動回路８１は、発振回路を備える。駆動回路８１は、近接センサ１の第１送信電極５１とグランド（基準電位）との間、及び第２送信電極５２とグランド（基準電位）との間に駆動電圧を印加する。駆動電圧は、例えば、矩形波である。

　駆動制御部８２２は、駆動回路８１を制御する。これにより、駆動制御部８２２は、駆動回路８１が第１送信電極５１とグランドとの間、及び第２送信電極５２とグランドとの間に駆動電圧を印加するタイミングを制御する。第１送信電極５１への駆動電圧の印加のタイミングと第２送信電極５２への駆動電圧の印加のタイミングとは同じタイミングであることが好ましい。

　送信電極５（第１送信電極５１及び第２送信電極５２）とグランドとの間に駆動電圧が印加されると、近接センサ１の受信電極４には、第１送信電極５１及び第２送信電極５２の両方との間の静電容量の大きさに応じた出力が生じる。上記出力は、例えば、上記静電容量に比例した振幅の電圧信号である。受信電極４の出力は、制御回路８２の検出回路を通じて検出され、近接センサ１からの出力として得られる。以下では、第１送信電極５１と受信電極４との間の静電容量の大きさを、「静電容量Ｃ１」と表記し、第２送信電極５２と受信電極４との間の静電容量の大きさを、「静電容量Ｃ２」と表記し、静電容量Ｃ１、Ｃ２の合成容量を「静電容量Ｃ３」（Ｃ３＝Ｃ１＋Ｃ２）と表記して説明する。受信電極４の出力は、静電容量Ｃ３の大きさに応じた出力である。

　制御回路８２の演算部８２３は、近接センサ１の受信電極４から得られた出力に応じて、制御信号を生成する。出力部８２１は、演算部８２３で生成された制御信号を、機器１０の機能部９へ出力する。これにより、機能部９が制御信号に応じた動作をする。すなわち、出力部８２１は、制御信号を出力することで、機器１０を制御する。このように、機能部９は、近接センサ１からからの出力に応じて動作する。

　演算部８２３は、静電容量Ｃ３を、従来周知の様々な方法（スイッチドキャパシタ方式等）により検知できる。演算部８２３は、検知した静電容量Ｃ３に基づいて、制御信号を生成する。具体的には、演算部８２３は、静電容量Ｃ３に基づいて、検知対象と近接センサ１との間の距離を算出する。演算部８２３は、算出した距離の値が所定の閾値以下であると、機能部９の動作を抑制するための制御信号を生成する。また、演算部８２３は、算出した距離の値が所定の閾値より大きいと、制御信号を生成しない。機能部９の動作を抑制するとは、例えば、機能部９のモータ９１の速度を低下させる、又は、機能部９の動作を停止させることである。

　ここで、機器１０がロボットアームであるとして、近接センサ１の用途の一例を説明する。ロボットアームの近接センサ１に対して人（検知対象）が接近すると、演算部８２３が近接センサ１を用いて検知する静電容量Ｃ３が変化する。演算部８２３は、検知した静電容量Ｃ３に基づいて、ロボットアームと人との間の距離を算出する。出力部８２１は、演算部８２３で算出された距離の値が所定の閾値以下である場合、ロボットアームの動作を抑制するための制御信号を、機能部９へ出力する。機能部９のモータ制御回路９２は、制御信号に応じて、モータ９１の速度を低下させる、又は、モータ９１を停止させる。

　（３）静電容量及び位置の検知
　演算部８２３は、静電容量Ｃ３を、例えば、スイッチドキャパシタ方式により検知する。スイッチドキャパシタ方式では、静電容量が検知される対象である対象コンデンサに蓄積される電荷の量に基づいて、対象コンデンサの静電容量（の変化）を検知する。ここでは、対象コンデンサは、第１送信電極５１及び受信電極４を一対の対向電極とするコンデンサと、第２送信電極５２及び受信電極４を一対の対向電極とするコンデンサと、である。

　例えば、スイッチドキャパシタ方式は、所定時間の間、対象コンデンサを充電する充電処理と、対象コンデンサを放電させて対象コンデンサに蓄えられた電荷で判定用のコンデンサを充電する放電処理とを交互に繰り返し行う。判定用のコンデンサの両端電圧が規定値に達すると、放電処理を終了して充電処理を開始する。つまり、対象コンデンサの静電容量が大きいほど所定時間内に判定用のコンデンサの両端電圧が規定値に達した回数が増える。したがって、所定時間内に判定用のコンデンサの両端電圧が規定値に達した回数に基づいて、対象コンデンサの静電容量を検知できる。

　次に、検知対象の位置の検知について説明する。

　各送信電極５は、電界を放射する。各送信電極５から放射された電界の少なくとも一部は、受信電極４に向かう。制御回路８２は、受信電極４から得た出力に基づいて、検知対象と近接センサ１との間の距離を検知する。

　検知対象が第１送信電極５１に近づくと、第１送信電極５１と受信電極４との間に形成される電気力線のうち、検知対象に吸収される割合が大きくなり、第１送信電極５１と受信電極４との間の結合容量が小さくなるので、静電容量Ｃ１が減少する。検知対象が第１送信電極５１から離れると、第１送信電極５１と受信電極４との間に形成される電気力線のうち、検知対象に吸収される割合が小さくなり、静電容量Ｃ１が増加する。

　検知対象が第２送信電極５２に近づくと、第２送信電極５２と受信電極４との間に形成される電気力線のうち、検知対象に吸収される割合が大きくなり、第２送信電極５２と受信電極４との間の結合容量が小さくなるので、静電容量Ｃ２が減少する。検知対象が第２送信電極５２から離れると、第２送信電極５２と受信電極４との間に形成される電気力線のうち、検知対象に吸収される割合が小さくなり、静電容量Ｃ２が増加する。

　そのため、検知対象が近接センサ１に近づくほど、静電容量Ｃ３が減少し、検知対象が近接センサ１から離れるほど、静電容量Ｃ３が増加する。

　そこで、演算部８２３は、静電容量Ｃ３に基づいて、検知対象と近接センサ１との間の距離を算出する。静電容量Ｃ３が小さいほど、演算部８２３が算出する上記距離は短くなる。

　（４）近接センサの構成
　図２に示すように、近接センサ１は、第１送信電極５１、第２送信電極５２、受信電極４及び導体３に加えて、基体２を更に備える。図３では、基体２の図示を省略している。

　基体２の材料は、例えば、合成樹脂である。基体２は、電気絶縁性を有する。基体２は、下面２Ｌと、上面２Ｕと、を含む。下面２Ｌには、導体３が配置されている。より詳細には、下面２Ｌは、導体３の上面３Ｕと接触している。上面２Ｕには、第１送信電極５１、第２送信電極５２及び受信電極４が配置されている。

　基体２は、その全体に亘って、略一定の厚さを有する。基体２の上面２Ｕ及び下面２Ｌは、基体２の厚さ方向の両側の面である。導体３は、基体２の下面２Ｌの全体を覆っている。導体３は、その全体に亘って、略一定の厚さを有する。これにより、導体３は、基体２に沿った形状に形成されている。

　導体３の厚さは、基体２の厚さよりも小さい。導体３の形状は、基体２を厚さ方向に圧縮したような形状である。

　導体３の材料は、金属である。導体３は、グランドに（電気的に）接続される。導体３は、静電シールドとして機能する。

　図２に示すように、導体３の上面３Ｕは、第１凸状領域３１と、第２凸状領域３２と、凹状領域３３と、を有する。第１凸状領域３１は、Ｘ軸方向（第１方向）に沿って延びて上方向に膨らんだ形状である。第２凸状領域３２は、Ｘ軸方向（第１方向）に沿って延びて上方向に膨らんだ形状である。つまり、第１凸状領域３１及び第２凸状領域３２は、上に凸の曲線をＸ軸方向に沿って動かしてできる軌跡（柱面）の形状である。凹状領域３３は、Ｙ軸方向（第２方向）における第１凸状領域３１の上端３１０と第２凸状領域３２の上端３２０との間の位置であって、受信電極４の下に設けられている。凹状領域３３は、Ｘ軸方向（第１方向）に沿って延びて下方向に凹んだ形状である。つまり、凹状領域３３は、下に凸の曲線をＸ軸方向に沿って動かしてできる軌跡（柱面）の形状である。

　以下では、第１凸状領域３１と第２凸状領域３２とをそれぞれ、凸状領域３０と称することがある。

　図２に示すように、Ｘ軸方向（第１方向）と直交する断面において、第１凸状領域３１及び第２凸状領域３２の各々は円弧状の形状である。第１凸状領域３１の形状は、第２凸状領域３２の形状に等しい。第１凸状領域３１の曲率中心Ｑ１のＺ座標は、第２凸状領域３２の曲率中心Ｑ２のＺ座標に等しい。位置、物の寸法及び形状に関して、本開示で言う「等しい」とは、完全に等しい状態に限定されず、実用上問題ない範囲で異なっている場合も含む。例えば、２つの値の差が５％未満の範囲なら「等しい」とみなして本開示を適用してもよい。

　凹状領域３３の一部は、Ｙ軸の正の方向における第１凸状領域３１の一端Ｔ１付近の部位を兼ねている。凹状領域３３の別の一部は、Ｙ軸の負の方向における第２凸状領域３２の一端Ｔ２付近の部位を兼ねている。Ｘ軸方向（第１方向）と直交する断面において、凹状領域３３の形状は、第１凸状領域３１の上記一端Ｔ１付近の部位と、第２凸状領域３２の上記一端Ｔ２付近の部位と、により形成されるＵ字状又はＶ字状の形状である。図２では、説明の便宜上、一端Ｔ１、Ｔ２を図示するが、これにより厳密に一端Ｔ１、Ｔ２の位置を規定するものではない。

　図３に示すように、上から見て、第１凸状領域３１の上端３１０は、第１送信電極５１と受信電極４との間に位置する。上から見て、第２凸状領域３２の上端３２０は、第２送信電極５２と受信電極４との間に位置する。上から見て、導体３の形状は、矩形状である。「矩形」とは、長方形と正方形とを含む概念である。本実施形態では、Ｘ軸方向における導体３の長さは、Ｙ軸方向における導体３の長さよりも長い。

　図２に示すように、第１送信電極５１は、第１芯材５１１と、第１導電層５１２と、を含む。受信電極４は、第２芯材４１と、第２導電層４２と、を含む。第２送信電極５２は、第３芯材５２１と、第３導電層５２２と、を含む。

　第１芯材５１１、第２芯材４１及び第３芯材５２１はそれぞれ、例えば、電気絶縁性を有する。第１芯材５１１、第２芯材４１及び第３芯材５２１の材料は、例えば、合成樹脂である。第１導電層５１２は、第１芯材５１１を覆っている。第２導電層４２は、第２芯材４１を覆っている。第３導電層５２２は、第３芯材５２１を覆っている。第１導電層５１２、第２導電層４２及び第３導電層５２２の材料は、金属である。

　第１送信電極５１、第２送信電極５２及び受信電極４の構造及び寸法は、互いに同じである。

　第１送信電極５１の第１芯材５１１の形状は、円柱状である。第１芯材５１１の軸方向は、Ｘ軸方向に沿っている。第１導電層５１２は、第１芯材５１１の側面を覆っている。これにより、第１送信電極５１は、円柱状に形成されている。

　受信電極４の第２芯材４１の形状は、円柱状である。第２芯材４１の軸方向は、Ｘ軸方向に沿っている。第２導電層４２は、第２芯材４１の側面を覆っている。これにより、受信電極４は、円柱状に形成されている。

　第２送信電極５２の第３芯材５２１の形状は、円柱状である。第３芯材５２１の軸方向は、Ｘ軸方向に沿っている。第３導電層５２２は、第３芯材５２１の側面を覆っている。これにより、第２送信電極５２は、円柱状に形成されている。

　第１送信電極５１、第２送信電極５２及び受信電極４の軸方向は、Ｘ軸方向に沿っている。上から見て、第１送信電極５１、第２送信電極５２及び受信電極４の各々の第１端は、Ｘ軸方向における導体３の第１端に重なっている。上から見て、第１送信電極５１、第２送信電極５２及び受信電極４の各々の第２端は、Ｘ軸方向における導体３の第２端に重なっている。

　図２に示すように、Ｘ軸方向（第１方向）と直交する断面において、第１送信電極５１の上面５１Ｕ及び第２送信電極５２の上面５２Ｕは、上方向に膨らんだ形状である。より詳細には、Ｘ軸方向（第１方向）と直交する断面において、第１送信電極５１の上面５１Ｕ及び第２送信電極５２の上面５２Ｕは円弧状の形状である。

　また、上述の通り、第１送信電極５１及び第２送信電極５２の形状は円柱状である。そのため、Ｘ軸方向（第１方向）と直交する断面において、第１送信電極５１及び第２送信電極５２の各々は円状の形状である。

　第１送信電極５１及び第２送信電極５２の各々は、導体３の上面３Ｕから上方向に離れている。言い換えると、第１送信電極５１及び第２送信電極５２の各々は、導体３の上面３Ｕに対して所定の距離をあけて配置されている。より詳細には、第１送信電極５１及び第２送信電極５２の各々と、導体３の上面３Ｕとの間には、基体２が挟まれており、少なくとも基体２の厚さ分の距離があいている。

　第１送信電極５１及び第２送信電極５２の各々は、Ｘ軸方向（第１方向）に沿って延びている。第１送信電極５１は、受信電極４に対して、Ｙ軸方向（第２方向）と平行な両方向のうち一方向の側（Ｙ軸の負の方向の側）に配置されている。第２送信電極５２は、受信電極４に対して、Ｙ軸方向（第２方向）と平行な両方向のうち他方向の側（Ｙ軸の正の方向の側）に配置されている。

　Ｘ軸方向（第１方向）と直交する断面において、受信電極４の上面４Ｕは、上方向に膨らんだ形状である。より詳細には、Ｘ軸方向（第１方向）と直交する断面において、受信電極４の上面４Ｕは円弧状の形状である。

　また、上述の通り、受信電極４の形状は円柱状である。そのため、Ｘ軸方向（第１方向）と直交する断面において、受信電極４は円状の形状である。

　そして、第１送信電極５１、第２送信電極５２及び受信電極４について、直径は互いに等しく、第１方向に沿った長さは互いに等しい。このため、第１送信電極５１の外周面の表面積、第２送信電極５２の外周面の表面積及び受信電極４の外周面の表面積は等しい。

　受信電極４は、導体３の上面３Ｕから上方向に離れている。より詳細には、受信電極４と、導体３の上面３Ｕとの間には、基体２が挟まれており、少なくとも基体２の厚さ分の距離があいている。

　Ｘ軸方向（第１方向）と直交する断面において、第１凸状領域３１の曲率中心Ｑ１と受信電極４とを結ぶ第１線分Ｊ１と、第１凸状領域３１の曲率中心Ｑ１と第１送信電極５１とを結ぶ第２線分Ｊ２と、がなす角θ１の大きさは、６０度以上１８０度以下であることが好ましい。本実施形態では、角θ１は、約７０度である。また、角θ１は、第１凸状領域３１の上端３１０と曲率中心Ｑ１とを結ぶ線分により２等分される。ここで、第１線分Ｊ１は、曲率中心Ｑ１と、受信電極４の中心と、を結ぶ線分として規定される。第２線分Ｊ２は、曲率中心Ｑ１と、第１送信電極５１の中心と、を結ぶ線分として規定される。

　Ｘ軸方向（第１方向）と直交する断面において、第２凸状領域３２の曲率中心Ｑ２と受信電極４とを結ぶ線分Ｊ３と、第２凸状領域３２の曲率中心Ｑ２と第２送信電極５２とを結ぶ線分Ｊ４と、がなす角θ２の大きさは、６０度以上１８０度以下であることが好ましい。本実施形態では、角θ２は、約７０度である。また、角θ２は、第２凸状領域３２の上端３２０と曲率中心Ｑ２とを結ぶ線分により２等分される。ここで、線分Ｊ３は、曲率中心Ｑ２と、受信電極４の中心と、を結ぶ線分として規定される。線分Ｊ４は、曲率中心Ｑ２と、第２送信電極５２の中心と、を結ぶ線分として規定される。

　Ｘ軸方向（第１方向）と直交する断面において、第１凸状領域３１の曲率半径Ｒ１は、Ｙ軸方向（第２方向）における第１送信電極５１の幅Ｗ１（第１送信電極５１の直径）の１／４倍以上４倍以下であることが好ましい。本実施形態では、曲率半径Ｒ１は、幅Ｗ１の約３．５倍である。また、上記断面において、曲率半径Ｒ１は、Ｙ軸方向（第２方向）における受信電極４の幅Ｗ２（受信電極４の直径）の１／４倍以上４倍以下であることが好ましい。

　また、上記断面において、第２凸状領域３２の曲率半径Ｒ２は、Ｙ軸方向（第２方向）における第２送信電極５２の幅Ｗ３の１／４倍以上４倍以下であることが好ましい。また、上記断面において、曲率半径Ｒ２は、Ｙ軸方向（第２方向）における受信電極４の幅Ｗ２（受信電極４の直径）の１／４倍以上４倍以下であることが好ましい。本実施形態では、曲率半径Ｒ１は、曲率半径Ｒ２に等しい。また、幅Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３は等しい。

　（５）利点
　図５に、比較例に係る近接センサ１Ｐを示す。近接センサ１Ｐは、送信電極５Ｐと、受信電極４Ｐと、導体３Ｐと、基体２Ｐと、を備える。送信電極５Ｐは平板状に形成されており、送信電極５Ｐの上面５０Ｐは平面状である。受信電極４Ｐは平板状に形成されており、受信電極４Ｐの上面４０Ｐは平面状である。

　これに対して、実施形態の近接センサ１では、Ｘ軸方向（第１方向）と直交する断面において送信電極５の上面５Ｕは上方向に膨らんだ形状である。そのため、Ｙ軸方向における送信電極５の幅Ｗ１と、同方向における送信電極５Ｐの幅Ｗ１とが等しいとすると、実施形態の送信電極５の上面５Ｕの面積は、比較例の送信電極５Ｐの上面５０Ｐの面積よりも大きい。よって、実施形態では、近接センサ１の上に位置する検知対象が近接センサ１に接近したときの送信電極５と受信電極４との間の静電容量の変化量が、比較例の近接センサ１Ｐと比較して増加する。つまり、実施形態では、比較例と比較して、検知対象のより微小な移動を検知することができる。言い換えると、実施形態では、比較例と比較して、検知対象に対する検知感度が高い。また、これにより、実施形態では、比較例と比較して、より遠くの検知対象を検知することができる。

　（６）変形例１～３
　以下、実施形態の変形例１～３に係る近接センサ１Ａ～１Ｃについて説明する。近接センサ１Ａ～１Ｃは、送信電極５を１つのみ備えているとする。

　図６に、実施形態の変形例１に係る近接センサ１Ａと、近接センサ１Ａにおける電気力線（点線で示す）の分布と、を図示する。変形例１の近接センサ１Ａは、導体３の形状が、実施形態の近接センサ１における導体３の形状と異なる。すなわち、変形例１の導体３は、平板状である。そのため、変形例１の導体３の上面３Ｕは、平面状である。また、変形例１の基体２は、平板状である。

　変形例１の近接センサ１Ａでは、実施形態の近接センサ１と同様に、Ｘ軸方向（第１方向）と直交する断面において送信電極５の上面５Ｕは上方向に膨らんだ形状である。そのため、比較例に係る近接センサ１Ｐよりも、検知対象に対する検知感度が高い。

　図７に、実施形態の変形例２に係る近接センサ１Ｂと、近接センサ１Ｂにおける電気力線（点線で示す）の分布と、を図示する。図７では、図２とは送信電極５及び受信電極４の配置が若干異なるが、上から見て、第１凸状領域３１の上端３１０が送信電極５と受信電極４との間に位置する点では、図２と共通している。

　図７では、図６と比較して、送信電極５のうち下側の領域から出た複数の電気力線のうち、導体３に向かう電気力線の本数が少ない。これは、導体３に第１凸状領域３１が設けられているためである。すなわち、導体３のうち送信電極５との間の距離が最短である点を除いた任意の点（以下、「基準点」と称す）と、送信電極５の中心と、の間の距離（以下、「対象距離」と称す）は、図６よりも図７の方が長い。より詳細には、基準点が送信電極５から遠いほど、図６における対象距離と図７における対象距離との差は大きい。このように、図７では、導体３の一部の部位が送信電極５から比較的遠くに設けられているので、送信電極５から導体３に向かう電気力線の本数が少ない。

　特に、図７では、図６と比較して、送信電極５のうち下側の領域から出た複数の電気力線のうち、Ｙ軸の負の方向（受信電極４がある側とは反対側）に出て受信電極４に向かう電気力線（以下、「第１電気力線」と称す）の本数が多い。第１電気力線は、送信電極５のうち下側の領域からＹ軸の正の方向に出て受信電極４に向かう電気力線と比較して、近接センサ１に接近した検知対象に吸収される可能性が高いので、検知対象に対する検知感度への寄与が大きい。

　このように、図７では、図６と比較して、送信電極５のうち下側の領域から出た複数の電気力線のうち、導体３に向かう電気力線の本数が少なく、受信電極４に向かう第１電気力線の本数が多い。そのため、送信電極５と受信電極４との間の静電容量に着目すると、図７の近接センサ１Ｂでは、図６の近接センサ１Ａと比較して、検知対象の移動に応じた静電容量の変化量が大きい。つまり、図７の近接センサ１Ｂでは、図６の近接センサ１Ａと比較して、検知対象に対する検知感度が高い。同じ理由により、実施形態の近接センサ１では、図６の近接センサ１Ａと比較して、検知対象に対する検知感度が高い。

　図８に、実施形態の変形例３に係る近接センサ１Ｃと、近接センサ１Ｃにおける電気力線（点線で示す）の分布と、を図示する。近接センサ１Ｃは、図７に示す近接センサ１Ｂよりも、第１凸状領域３１の曲率半径が小さい。よって、図８の近接センサ１Ｃでは、図７の近接センサ１Ｂと比較して、送信電極５のうち下側の領域から出た複数の電気力線のうち、受信電極４に向かう電気力線の本数が更に多い。そのため、図８の近接センサ１Ｃは、図７の近接センサ１Ｂと比較して、検知対象に対する検知感度が更に高い。

　（７）送信電極及び受信電極の配置と検知感度との関係
　図９は、角θ１（図２参照）の大きさと、近接センサ１の検知感度と、の関係を表すグラフである。角θ１は、Ｘ軸方向（第１方向）と直交する断面において、第１凸状領域３１の曲率中心Ｑ１と受信電極４とを結ぶ第１線分Ｊ１と、第１凸状領域３１の曲率中心Ｑ１と第１送信電極５１とを結ぶ第２線分Ｊ２と、がなす角である。図９に示す例では、近接センサ１は、第１送信電極５１と第２送信電極５２とのうち、第１送信電極５１のみを備えているとする。

　第１送信電極５１と受信電極４との間の静電容量Ｃ１は、近接センサ１と検知対象との間の距離に応じて変化する。交点容量とは、検知対象が存在しない状態、又は、検知対象が近接センサ１の検知範囲外に配置されている状態における、第１送信電極５１と受信電極４との間の静電容量Ｃ１である。Δ容量（デルタ容量）とは、所定の検知対象を、近接センサ１の検知範囲内であって近接センサ１に対して一定距離だけ離れた所定の位置に配置した場合の静電容量Ｃ１を、交点容量から引いた値である。シミュレーションにより、交点容量及びΔ容量を求めた。基体２及び導体３の断面形状を半円弧状とし、第１送信電極５１及び受信電極４の位置を変更することで、角θ１を６通りに変化させ、角θ１の大きさを変化させるごとに、交点容量及びΔ容量を求めた。図９において、交点容量のスケールはΔ容量のスケールとは異なる。

　図９に示すように、角θ１が４０度以上１８０度以下の範囲では、交点容量は、角θ１が大きいほど小さい。また、Δ容量は、角θ１が１２０度のとき最大である。角θ１と１２０度との差の絶対値が大きいほど、Δ容量は小さい。

　Δ容量が大きいほど、検知対象のより微小な移動を検知することができる。言い換えると、Δ容量が大きいほど、検知対象に対する検知感度が高い。また、交点容量が小さいほど、近接センサ１から制御回路８２（図４参照）に入力される信号（例えば、電圧信号）の大きさが小さいので、制御回路８２として入力レンジが比較的狭い回路を採用できる。そこで、図９に基づいて、Δ容量が比較的大きく交点容量が比較的小さい範囲を特定すると、角θ１は１２０度程度が適当である。また、角θ１が６０度以上１８０度以下の範囲も適当である。

　（８）導体の曲率半径と検知感度との関係
　図１０は、導体３の凸状領域３０の曲率半径Ｒ１と交点容量との関係、及び、曲率半径Ｒ１とΔ容量との関係を表すグラフである。シミュレーションにより、交点容量及びΔ容量を求めた。図１０において、交点容量のスケールはΔ容量のスケールとは異なる。

　図１０に示す例では、近接センサ１は、第１送信電極５１と第２送信電極５２とのうち、第１送信電極５１のみを備えているとする。図１０の折れ線Ｈ１は、曲率半径Ｒ１が有限の値の場合のΔ容量を表し、点Ｈ２は、曲率半径Ｒ１が無限大の場合、すなわち、導体３が平板状であって凸状領域３０を有していない場合のΔ容量を表す。

　図１０に示すように、導体３が凸状領域３０を有することにより、凸状領域３０を有していない場合と比較して、Δ容量が大きいので、近接センサ１の検知感度が向上している。

　交点容量が所定の大きさよりも小さく、かつ、Δ容量が比較的大きくなるように、例えば、曲率半径Ｒ１をＲ１＝ｒ１０（図１０参照）となるように導体３を設計することが好ましい。

　曲率半径Ｒ１は、Ｙ軸方向（第２方向）における第１送信電極５１の幅Ｗ１（図２参照）の１／４倍以上４倍以下であることが好ましい。

　（９）電極の表面積の比と検知感度との関係
　図１１に示す例では、近接センサ１は、第１送信電極５１と第２送信電極５２とのうち、第１送信電極５１のみを備えているとする。図１１は、面積比とΔ容量との関係を示すグラフである。シミュレーションにより、Δ容量を求めた。上記面積比は、第１送信電極５１のうち第１方向に沿って延びる外周面５１０（図１参照）の表面積（以下、「表面積Ｓ５１」と表記する）と、受信電極４のうち第１方向に沿って延びる外周面４００（図１参照）の表面積（以下、「表面積Ｓ４」と表記する）と、の比である。外周面５１０は上面５１Ｕを含み、外周面４００は上面４Ｕを含む。以下では、上記面積比を「面積比ｒ１」と表記する。Ｓ５１＜Ｓ４の場合は、面積比ｒ１＝Ｓ５１／Ｓ４として求め、Ｓ４＜Ｓ５１の場合は、面積比ｒ１＝Ｓ４／Ｓ５１として求め、いずれの場合も同じ結果が得られた。なお、図１１におけるΔ容量は、特定の値を１．０として上記特定の値との比を表した相対値である。

　図１１に示すように、面積比ｒ１が１．０に近いほど、Δ容量が大きくなるので、近接センサ１の検知感度が向上する。近接センサ１として必要な感度仕様に応じて、表面積Ｓ４、Ｓ５１を適宜設定すればよい。すなわち、第１送信電極５１のうち第１方向に沿って延びる表面の面積（表面積Ｓ５１）と、受信電極４のうち第１方向に沿って延びる表面の面積（表面積Ｓ４）との比は、感度に応じて設定されていることが好ましい。

　近接センサ１が２つの送信電極５（第１送信電極５１及び第２送信電極５２）及び１つの受信電極４を備える場合は、表面積Ｓ５１、Ｓ４と、第２送信電極５２のうち第１方向に沿って延びる外周面５２０（図１参照。外周面５２０は上面５２Ｕを含む。）の表面積（以下、「表面積Ｓ５２」と表記する）とを、次のように設定すればよい。すなわち、面積比ｒ１を再定義し、（Ｓ５１＋Ｓ５２）＜Ｓ４の場合は、面積比ｒ１＝（Ｓ５１＋Ｓ５２）／Ｓ４として求め、Ｓ４＜（Ｓ５１＋Ｓ５２）の場合は、面積比ｒ１＝Ｓ４／（Ｓ５１＋Ｓ５２）として求める。この場合も、面積比ｒ１が１．０に近いほど、Δ容量が大きくなるので、近接センサ１として必要な感度仕様に応じて、表面積Ｓ４、Ｓ５１、Ｓ５２を適宜設定すればよい。面積比ｒ１が０．７以上の範囲が実用的である。例えば、Ｓ４：Ｓ５１：Ｓ５２＝１．３：０．５：０．５としてもよい。あるいは、Ｓ４：Ｓ５１：Ｓ５２＝１．０：０．３５：０．３５としてもよい。このように、第２送信電極５２のうち第１方向に沿って延びる表面の面積（表面積Ｓ５２）と、受信電極４のうち第１方向に沿って延びる表面の面積（表面積Ｓ４）との比は、感度に応じて設定されていることが好ましい。

　近接センサ１が１以上の受信電極４と１以上の送信電極５とを備える場合に上記の知見を適用できるように一般化すると、次のようにすればよい。すなわち、１以上の受信電極４の側面の表面積の総和と、１以上の送信電極５の側面の表面積の総和と、の比を、感度に応じて設定すればよい。上記比が１．０に近いほど、Δ容量が大きくなると考えられる。上記比が、例えば０．７以上となるように近接センサ１を構成することが好ましい。

　なお、１以上の受信電極４及び１以上の送信電極５のうち一部の電極の形状が、別の一部の電極の形状と異なる場合であっても同様に、各電極のうち第１方向に沿って延びる表面の面積の比が、感度に応じて設定されることが好ましい。

　（１０）変形例４～６
　以下、図１２～図１４を参照して、実施形態の変形例４～６に係る近接センサ１Ｄ～１Ｆについて説明する。近接センサ１Ｄ～１Ｆは、送信電極５を１つのみ備えているとする。近接センサ１Ｄ～１Ｆは、Ｘ軸方向（第１方向）と直交する断面における送信電極５及び受信電極４の形状において、実施形態と相違する。また、近接センサ１Ｄ～１Ｆは、導体３及び基体２の形状が平板状である点でも、実施形態と相違する。

　近接センサ１Ｄでは、上記断面における送信電極５及び受信電極４の形状は、円を、円周上の２点を結ぶ線分で２つの図形に分割した場合の、面積が大きい方の図形の形状である。送信電極５及び受信電極４のうち、上記線分を含む下面が、基体２と接触している。

　近接センサ１Ｅでは、上記断面における送信電極５及び受信電極４の形状は、半円と、上記半円の直径を上底とする等脚台形と、を組み合わせた形状である。上記等脚台形の上底は、下底よりも長い。送信電極５及び受信電極４のうち、上記等脚台形の下底を含む下面が、基体２と接触している。

　近接センサ１Ｆでは、上記断面における送信電極５及び受信電極４の形状は、半円と、上記半円の直径を一辺とする長方形と、を組み合わせた形状である。送信電極５及び受信電極４は、上記長方形のうち上記一辺と対向する辺を含む下面を有し、当該下面が、基体２と接触している。

　（１１）変形例７～９
　以下、図１５～図１７を参照して、実施形態の変形例７～９に係る近接センサ１Ｇ～１Ｉについて説明する。近接センサ１Ｇ～１Ｉでは、Ｘ軸方向（第１方向）と直交する断面における基体２及び導体３の形状は、弧状である。

　近接センサ１Ｇは、図１２における送信電極５及び受信電極４を、弧状の基体２及び導体３を備える近接センサに配置した構成である。

　近接センサ１Ｈは、図１３における送信電極５及び受信電極４を、弧状の基体２及び導体３を備える近接センサに配置した構成である。

　近接センサ１Ｉは、図１４における送信電極５及び受信電極４を、弧状の基体２及び導体３を備える近接センサに配置した構成である。

　（１２）変形例１０
　次に、図１８を参照して、変形例１０に係る近接センサ１Ｊについて説明する。

　近接センサ１Ｊは、複数（図１８では４つ）の送信電極５と、複数（図１８では３つ）の受信電極４と、を備える。Ｘ軸方向（第１方向）と直交する断面において、複数の送信電極５及び複数の受信電極４は、円弧状に並んでいる。

　導体３は、複数（図１８では６つ）の凸状領域３０を有する。Ｘ軸方向（第１方向）と直交する断面において、複数の凸状領域３０の各々の形状は、円弧状である。複数の凸状領域３０は、円弧状に並んでいる。また、導体３は、互いに隣り合う２つの凸状領域３０の間に、凹状領域３３を有する。つまり、導体３は、複数（図１８では７つ）の凹状領域３３を有する。各凹状領域３３に対して基体２を介して対向する領域には、対応する送信電極５又は受信電極４が配置されている。これにより、導体３に沿って、送信電極５と受信電極４とが交互に並んでいる。

　複数の受信電極４のうち特定の受信電極４を、受信電極４ｂと称す。また、複数の送信電極５のうち受信電極４ｂと隣り合う２つの送信電極５をそれぞれ、送信電極５ａ、５ｃと称す。送信電極５ａと受信電極４ｂとが並んでいる方向に沿った方向を第２方向（Ｙ軸方向）と規定すると、少なくとも、送信電極５ａと受信電極４ｂと送信電極５ｃとは、第２方向に沿って並んでいる。また、少なくとも、送信電極５ａと受信電極４ｂと送信電極５ｃとは、対応する凹状領域３３に対して上（Ｚ軸の正の方向）に配置されている。

　近接センサ１Ｊは、カバー６を更に備える。カバー６は、電気絶縁性を有する。カバー６は、基体２及び導体３を保持している。Ｘ軸方向（第１方向）と直交する断面において、カバー６の形状は、半円弧状である。上記断面におけるカバー６の両端には、カバー６の内側に向かって延びる爪部６１が設けられている。すなわち、カバー６は、２つの爪部６１を有する。２つの爪部６１には、基体２及び導体３が保持されている。カバー６は、Ｘ軸方向に沿って延びている。

　複数の送信電極５及び複数の受信電極４は、基体２とカバー６との間に配置されている。これにより、複数の送信電極５及び複数の受信電極４は、外部に露出しない状態にされている。

　このように構成された近接センサ１Ｊでは、カバー６の径方向における外側に位置する検知対象の移動に応じて、各送信電極５と、これに隣り合う受信電極４との間の静電容量が変化するので、近接センサ１Ｊにより、検知対象を検知することができる。

　Ｘ軸方向（第１方向）と直交する断面において、カバー６の形状は、半円弧状に限定されず、例えば、半円弧よりも長い若しくは短い円弧状、又は、円環状であってもよい。

　なお、実施形態のように送信電極５と受信電極４とがＹ軸方向に並んで配置される場合（図２参照）であっても、複数の送信電極５及び複数の受信電極４が交互に並んで配置されてもよい。

　（１３）その他の変形例
　以下、実施形態のその他の変形例を列挙する。以下の変形例は、適宜組み合わせて実現されてもよい。また、以下の変形例は、上述の各変形例と適宜組み合わせて実現されてもよい。

　機器１０は、ロボットアームに限定されない。機器１０は、例えば、他のロボット、ラジコン、照明器具、パーソナルコンピュータ、ディスプレイ、音響機器又は家電機器等であってもよい。さらに、近接センサ１は、機器１０の機能部９の動作を制御するためのユーザの操作を受け付ける操作デバイスの一構成であってもよい。この場合、ユーザが手又は身体等を操作デバイスに接近させること、又は、所定の動きをすることが操作に相当し、近接センサ１が操作を検知し、これに応じて機能部９が所定の動作をする。

　機器１０に、複数の近接センサ１を設置してもよい。例えば、複数の近接センサ１を所定間隔をあけて一列に並べて設置し、複数の近接センサ１を同期して駆動させる（駆動電圧を印加する）ことによって、複数の近接センサ１が一列に並んでいる方向への検知対象の移動を検出することもできる。この検出状況に応じて、機器１０側の所定の制御を行うこともできる。例えば、表示部付きの機器１０であれば、表示部の画面内での選択位置を、複数の近接センサ１の検出状況に応じて移動させたり、画面をスクロールさせたりする等の制御を行うようにしてもよい。

　制御システム８と機能部９とが、１つの装置（機器１０）に集約されていることは必須ではなく、制御システム８を備える装置と、機能部９を備える装置と、がそれぞれ設けられてもよい。

　受信電極４及び複数の送信電極５の第１芯材５１１、第２芯材４１及び第３芯材５２１は、導電性を有していてもよい。第１芯材５１１、第２芯材４１及び第３芯材５２１の材料は、導電性の材質であってもよい。第１芯材５１１、第２芯材４１及び第３芯材５２１の材料は、金属（例えば銅など）であってもよい。

　導電性の材質の第１芯材５１１と第１導電層５１２とは異なる材質でもよいし、または同じ材質であってもよい。例えば導電性の円柱状の棒状材を用いて第１送信電極５１を構成する場合、第１導電層５１２を無くしてもよい。詳細な記載は省略するが、第２芯材４１及び第３芯材５２１についても同様である。

　送信電極５の個数は、２つに限定されず、１つ又は３つ以上であってもよい。受信電極４の個数は、１つに限定されず、２つ以上であってもよい。例えば、近接センサ１は、２つの受信電極４と、２つの受信電極４の間に配置された１つの送信電極５と、を備えていてもよい。

　（まとめ）
　以上説明した実施形態等から、以下の態様が開示されている。

　第１の態様に係る近接センサ（１、１Ａ～１Ｊ）は、相互容量式の近接センサである。近接センサ（１、１Ａ～１Ｊ）は、導体（３）と、受信電極（４）と、第１送信電極（５１）と、を備える。導体（３）は、上面（３Ｕ）を有する。受信電極（４）は、導体（３）の上面（３Ｕ）から上方向に離れており、第１方向に沿って延びる。第１方向は、上方向と直交する。第１送信電極（５１）は、導体（３）の上面（３Ｕ）から上方向に離れており、第１方向に沿って延びる。第１送信電極（５１）と受信電極（４）とは、第２方向に並んでいる。第２方向は、上方向及び第１方向の両方と直交する。第１方向と直交する断面において第１送信電極（５１）の上面（５１Ｕ）は上方向に膨らんだ形状である。

　上記の構成によれば、第１送信電極（５１）の上面（５１Ｕ）が平面である場合と比較して、第１送信電極（５１）の上面（５１Ｕ）の面積が大きくなる。そのため、近接センサ（１、１Ａ～１Ｊ）に検知対象が接近したときの第１送信電極（５１）と受信電極（４）との間の静電容量の変化量が増加し、これにより、検知対象に対する検知感度を向上させることができる。

　また、第２の態様に係る近接センサ（１、１Ａ～１Ｊ）では、第１の態様において、第１方向と直交する断面において、第１送信電極（５１）の上面（５１Ｕ）は円弧状の形状である。

　上記の構成によれば、第１送信電極（５１）の上面（５１Ｕ）の面積を大きくすることができる。

　また、第３の態様に係る近接センサ（１、１Ａ～１Ｃ、１Ｊ）では、第２の態様において、第１方向と直交する断面において、第１送信電極（５１）は円状の形状である。

　上記の構成によれば、第１送信電極（５１）の指向性を低くできる。

　また、第４の態様に係る近接センサ（１、１Ｂ～１Ｃ、１Ｇ～１Ｊ）では、第１～３の態様のいずれか１つにおいて、導体（３）の上面（３Ｕ）は、凸状領域（３０）を有する。凸状領域（３０）は、第１方向に沿って延びて上方向に膨らんだ形状である。上から見て、凸状領域（３０）の上端（３１０）は、第１送信電極（５１）と受信電極（４）との間に位置する。

　上記の構成によれば、凸状領域（３０）が無い場合と比較して、検知対象に対する検知感度を向上させることができる。

　また、第５の態様に係る近接センサ（１、１Ｂ～１Ｃ、１Ｇ～１Ｊ）では、第４の態様において、第１方向と直交する断面において、凸状領域（３０）は円弧状の形状である。

　上記の構成によれば、検知対象に対する検知感度を更に向上させることができる。

　また、第６の態様に係る近接センサ（１、１Ｂ～１Ｃ、１Ｇ～１Ｊ）では、第５の態様において、第１方向と直交する断面において、凸状領域（３０）の曲率半径（Ｒ１）は、第２方向における第１送信電極（５１）の幅（Ｗ１）の１／４倍以上４倍以下である。

　また、第７の態様に係る近接センサ（１、１Ｂ～１Ｃ、１Ｇ～１Ｊ）では、第５又は６の態様において、第１方向と直交する断面において、凸状領域（３０）の曲率中心（Ｑ１）と受信電極（４）とを結ぶ第１線分（Ｊ１）と、凸状領域（３０）の曲率中心（Ｑ１）と第１送信電極（５１）とを結ぶ第２線分（Ｊ２）と、がなす角（θ１）の大きさは、６０度以上１８０度以下である。

　また、第８の態様に係る近接センサ（１、１Ａ～１Ｊ）は、第１～７の態様のいずれか１つにおいて、第１送信電極（５１）のうち第１方向に沿って延びる表面の面積と、受信電極（４）のうち第１方向に沿って延びる表面の面積との比は、感度に応じて設定されている。

　上記の構成によれば、近接センサ（１、１Ａ～１Ｊ）の感度として、所望の感度を得られる。

　また、第９の態様に係る近接センサ（１、１Ｊ）は、第１～８の態様のいずれか１つにおいて、第２送信電極（５２）を更に備える。第２送信電極（５２）は、導体（３）の上面（３Ｕ）から上方向に離れており、第１方向に沿って延びる。第１送信電極（５１）は、受信電極（４）に対して、第２方向と平行な両方向のうち一方向の側に配置されている。第２送信電極（５２）は、受信電極（４）に対して、第２方向と平行な両方向のうち他方向の側に配置されている。

　上記の構成によれば、第２送信電極（５２）が無い場合と比較して、より広い空間範囲内の検知対象を検知できる。

　また、第１０の態様に係る近接センサ（１、１Ｊ）では、第９の態様において、第１方向と直交する断面において、第２送信電極（５２）の上面（５２Ｕ）は上方向に膨らんだ形状である。

　上記の構成によれば、第２送信電極（５２）の上面（５２Ｕ）が平面である場合と比較して、第２送信電極（５２）の上面（５２Ｕ）の面積が大きくなる。そのため、近接センサ（１Ｊ）に検知対象が接近したときの第２送信電極（５２）と受信電極（４）との間の静電容量の変化量が増加し、これにより、検知対象に対する検知感度を向上させることができる。

　また、第１１の態様に係る近接センサ（１、１Ｊ）では、第１０の態様において、第１方向と直交する断面において、第２送信電極（５２）は円状の形状である。

　上記の構成によれば、第２送信電極（５２）の指向性を低くできる。

　また、第１２の態様に係る近接センサ（１、１Ｊ）では、第９～１１の態様のいずれか１つにおいて、導体（３）の上面（３Ｕ）は、第１凸状領域（３１）と、第２凸状領域（３２）と、凹状領域（３３）と、を有する。第１凸状領域（３１）は、第１方向に沿って延びて上方向に膨らんだ形状である。第２凸状領域（３２）は、第１方向に沿って延びて上方向に膨らんだ形状である。凹状領域（３３）は、第２方向における第１凸状領域（３１）の上端（３１０）と第２凸状領域（３２）の上端（３２０）との間の位置であって、受信電極（４）の下に設けられており、第１方向に沿って延びて下方向に凹んだ形状である。上から見て、第１凸状領域（３１）の上端（３１０）は、第１送信電極（５１）と受信電極（４）との間に位置する。上から見て、第２凸状領域（３２）の上端（３２０）は、第２送信電極（５２）と受信電極（４）との間に位置する。

　上記の構成によれば、第１凸状領域（３１）及び第２凸状領域（３２）が無い場合と比較して、検知対象に対する検知感度を向上させることができる。

　また、第１３の態様に係る近接センサ（１、１Ｊ）では、第１２の態様において、第１方向と直交する断面において、第１凸状領域（３１）及び第２凸状領域（３２）の各々は円弧状の形状である。

　また、第１４の態様に係る近接センサ（１、１Ｊ）は、第９～１３の態様のいずれか１つにおいて、第２送信電極（５２）のうち第１方向に沿って延びる表面の面積と、受信電極（４）のうち第１方向に沿って延びる表面の面積との比は、感度に応じて設定されている。

　上記の構成によれば、近接センサ（１、１Ｊ）の感度として、所望の感度を得られる。

　また、第１５の態様に係る近接センサ（１、１Ａ～１Ｊ）では、第１～１４の態様のいずれか１つにおいて、導体（３）はグランドに接続される。

　上記の構成によれば、静電シールドとしての導体（３）が接地されるため、近接センサ（１、１Ａ～１Ｊ）の耐ノイズ性能を向上させることができる。

　また、第１６の態様に係る近接センサ（１、１Ａ～１Ｊ）では、第１～１５の態様のいずれか１つにおいて、第１送信電極（５１）は、電気絶縁性を有する第１芯材（５１１）と、第１芯材（５１１）を覆う第１導電層（５１２）と、を含む。受信電極（４）は、電気絶縁性を有する第２芯材（４１）と、第２芯材（４１）を覆う第２導電層（４２）と、を含む。

　上記の構成によれば、第１送信電極（５１）及び受信電極（４）を簡素な構成とすることができる。

　また、第１７の態様に係る近接センサ（１、１Ａ～１Ｊ）は、第１～１６の態様のいずれか１つにおいて、電気絶縁性を有する基体（２）を更に備える。基体（２）は、導体（３）の上面（３Ｕ）と接触している下面（２Ｌ）と、第１送信電極（５１）及び受信電極（４）が配置された上面（２Ｕ）と、を含む。

　上記の構成によれば、第１送信電極（５１）及び受信電極（４）と導体（３）との間に基体（２）が挟まれているので、第１送信電極（５１）及び受信電極（４）と導体（３）との間の距離を確保できる。

　また、第１８の態様に係る近接センサ（１、１Ｊ）は、相互容量式の近接センサである。近接センサ（１、１Ｊ）は、導体（３）と、受信電極（４）と、第１送信電極（５１）と、第２送信電極（５２）と、を備える。導体（３）は、上面（３Ｕ）を有する。受信電極（４）は、導体（３）の上面（３Ｕ）から上方向に離れており、第１方向に沿って延びる。第１方向は、上方向と直交する。第１送信電極（５１）は、導体（３）の上面（３Ｕ）から上方向に離れており、第１方向に沿って延びる。第２送信電極（５２）は、導体（３）の上面（３Ｕ）から上方向に離れており、第１方向に沿って延びる。第１送信電極（５１）は、受信電極（４）に対して、第２方向と平行な両方向のうち一方向の側に配置されている。第２方向は、上方向及び第１方向の両方と直交する。第２送信電極（５２）は、受信電極（４）に対して、第２方向と平行な両方向のうち他方向の側に配置されている。導体（３）の上面（３Ｕ）は、第１凸状領域（３１）と、第２凸状領域（３２）と、凹状領域（３３）と、を有する。第１凸状領域（３１）は、第１方向に沿って延びて上方向に膨らんだ形状である。第２凸状領域（３２）は、第１方向に沿って延びて上方向に膨らんだ形状である。凹状領域（３３）は、第２方向における第１凸状領域（３１）の上端（３１０）と第２凸状領域（３２）の上端（３２０）との間の位置であって、受信電極（４）の下に設けられており、第１方向に沿って延びて下方向に膨らんだ形状である。上から見て、第１凸状領域（３１）の上端（３１０）は、第１送信電極（５１）と受信電極（４）との間に位置する。上から見て、第２凸状領域（３２）の上端（３２０）は、第２送信電極（５２）と受信電極（４）との間に位置する。第１方向と直交する断面において第１送信電極（５１）の上面（５１Ｕ）は上方向に膨らんだ形状である。第１方向と直交する断面において第２送信電極（５２）の上面（５２Ｕ）は上方向に膨らんだ形状である。

　上記の構成によれば、第１送信電極（５１）の上面（５１Ｕ）及び第２送信電極（５２）の上面（５２Ｕ）が平面である場合と比較して、各上面（５１Ｕ、５２Ｕ）の面積が大きくなる。そのため、近接センサ（１、１Ｊ）に検知対象が接近したときの第１送信電極（５１）及び第２送信電極（５２）と受信電極（４）との間の静電容量の変化量が増加し、これにより、検知対象に対する検知感度を向上させることができる。

　また、第１９の態様に係る近接センサ（１、１Ｊ）では、第１８の態様において、第１方向と直交する断面において、第１凸状領域（３１）及び第２凸状領域（３２）の各々は円弧状の形状である。

　また、第２０の態様に係る近接センサ（１、１Ｊ）では、第１９の態様において、第１方向と直交する断面において、第１凸状領域（３１）の曲率中心（Ｑ１）と受信電極（４）とを結ぶ第１線分（Ｊ１）と、第１凸状領域（３１）の曲率中心（Ｑ１）と第１送信電極（５１）とを結ぶ第２線分（Ｊ２）と、がなす角（θ１）の大きさは、６０度以上１８０度以下である。

　また、第２１の態様に係る近接センサ（１、１Ｊ）では、第１９又は２０の態様において、第１方向と直交する断面において、第２凸状領域（３２）の曲率中心（Ｑ２）と受信電極（４）とを結ぶ線分（Ｊ３）と、第２凸状領域（３２）の曲率中心（Ｑ２）と第２送信電極（５２）とを結ぶ線分（Ｊ４）と、がなす角（θ２）の大きさは、６０度以上１８０度以下である。

　また、第２２の態様に係る近接センサ（１、１Ｊ）は、第１８～２１の態様のいずれか１つにおいて、第１送信電極（５１）のうち第１方向に沿って延びる表面の面積と、受信電極（４）のうち第１方向に沿って延びる表面の面積との比は、感度に応じて設定されている。

　また、第２３の態様に係る近接センサ（１、１Ｊ）では、第１８～２２の態様のいずれか１つにおいて、導体（３）はグランドに接続される。

　上記の構成によれば、静電シールドとしての導体（３）が接地されるため、近接センサ（１、１Ｊ）の耐ノイズ性能を向上させることができる。

　また、第２４の態様に係る近接センサ（１、１Ｊ）では、第１８～２３の態様のいずれか１つにおいて、第１送信電極（５１）は、電気絶縁性を有する第１芯材（５１１）と、第１芯材（５１１）を覆う第１導電層（５１２）と、を含む。受信電極（４）は、電気絶縁性を有する第２芯材（４１）と、第２芯材（４１）を覆う第２導電層（４２）とを含む。第２送信電極（５２）は、電気絶縁性を有する第３芯材（５２１）と、第３芯材（５２１）を覆う第３導電層（５２２）と、を含む。

　上記の構成によれば、第１送信電極（５１）、第２送信電極（５２）及び受信電極（４）を簡素な構成とすることができる。

　また、第２５の態様に係る近接センサ（１、１Ｊ）は、第１８～２４の態様のいずれか１つにおいて、電気絶縁性を有する基体（２）を更に備える。基体（２）は、導体（３）の上面（３Ｕ）と接触している下面（２Ｌ）と、第１送信電極（５１）、第２送信電極（５２）及び受信電極（４）が配置された上面（２Ｕ）と、を含む。

　上記の構成によれば、第１送信電極（５１）及び第２送信電極（５２）及び受信電極（４）と導体（３）との間に基体（２）が挟まれているので、第１送信電極（５１）、第２送信電極（５２）及び受信電極（４）と導体（３）との間の距離を確保できる。

　第１の態様以外の構成については、近接センサ（１、１Ａ～１Ｊ）に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。

　また、第２６の態様に係る制御システムは、第１～２５の態様のいずれか１つに係る近接センサ（１、１Ａ～１Ｊ）と、出力部（８２１）と、を備える。出力部（８２１）は、近接センサ（１、１Ａ～１Ｊ）からの出力に応じて機器（１０）を制御する制御信号を出力する。

　上記の構成によれば、近接センサ（１、１Ａ～１Ｊ）の検知感度が比較的高いので、近接センサ（１、１Ａ～１Ｊ）の検知結果に基づいてなされる機器（１０）に対する制御の精度を高められる。

　また、第２７の態様に係る機器（１０）は、第１～２５の態様のいずれか１つに係る近接センサ（１、１Ａ～１Ｊ）と、機能部（９）と、を備える。機能部（９）は、近接センサ（１、１Ａ～１Ｊ）からの出力に応じて動作する。

　上記の構成によれば、近接センサ（１、１Ａ～１Ｊ）の検知感度が比較的高いので、近接センサ（１、１Ａ～１Ｊ）から出力される信号に基づいてなされる機能部（９）に対する制御の精度を高められる。

１、１Ａ～１Ｊ　近接センサ
２　基体
２Ｌ　下面
２Ｕ　上面
３　導体
３Ｕ　上面
４　受信電極
９　機能部
１０　機器
３０　凸状領域
３１　第１凸状領域
３２　第２凸状領域
３３　凹状領域
４１　第２芯材
４２　第２導電層
５１　第１送信電極
５１Ｕ　上面
５２　第２送信電極
５２Ｕ　上面
３１０、３２０　上端
５１１　第１芯材
５１２　第１導電層
５２１　第３芯材
５２２　第３導電層
８２１　出力部
Ｊ１　第１線分
Ｊ２　第２線分
Ｊ３、Ｊ４　線分
Ｑ１、Ｑ２　曲率中心
Ｒ１、Ｒ２　曲率半径
Ｗ１　幅
θ１、θ２　角

Claims

　上面を有する導体と、
　前記導体の前記上面から上方向に離れており、前記上方向と直交する第１方向に沿って延びる受信電極と、
　前記導体の前記上面から前記上方向に離れており、前記第１方向に沿って延びる第１送信電極と、を備える相互容量式の近接センサであって、
　前記第１送信電極と前記受信電極とは、前記上方向及び前記第１方向の両方と直交する第２方向に並んでおり、
　前記第１方向と直交する断面において前記第１送信電極の上面は前記上方向に膨らんだ形状である、
　近接センサ。
　前記第１方向と直交する前記断面において、前記第１送信電極の前記上面は円弧状の形状である、
　請求項１に記載の近接センサ。
　前記第１方向と直交する前記断面において、前記第１送信電極は円状の形状である、
　請求項２に記載の近接センサ。
　前記導体の前記上面は、前記第１方向に沿って延びて前記上方向に膨らんだ形状である凸状領域を有し、
　上から見て、前記凸状領域の上端は、前記第１送信電極と前記受信電極との間に位置する、
　請求項１～３のいずれか一項に記載の近接センサ。
　前記第１方向と直交する前記断面において、前記凸状領域は円弧状の形状である、
　請求項４に記載の近接センサ。
　前記第１方向と直交する前記断面において、前記凸状領域の曲率半径は、前記第２方向における前記第１送信電極の幅の１／４倍以上４倍以下である、
　請求項５に記載の近接センサ。
　前記第１方向と直交する前記断面において、前記凸状領域の曲率中心と前記受信電極とを結ぶ第１線分と、前記凸状領域の前記曲率中心と前記第１送信電極とを結ぶ第２線分と、がなす角の大きさは、６０度以上１８０度以下である、
　請求項５又は６に記載の近接センサ。
　前記第１送信電極のうち前記第１方向に沿って延びる表面の面積と、前記受信電極のうち前記第１方向に沿って延びる表面の面積との比は、感度に応じて設定されている、
　請求項１～７のいずれか一項に記載の近接センサ。
　前記導体の前記上面から前記上方向に離れており、前記第１方向に沿って延びる第２送信電極を更に備え、
　前記第１送信電極は、前記受信電極に対して、前記第２方向と平行な両方向のうち一方向の側に配置されており、
　前記第２送信電極は、前記受信電極に対して、前記第２方向と平行な前記両方向のうち他方向の側に配置されている、
　請求項１～８のいずれか一項に記載の近接センサ。
　前記第１方向と直交する前記断面において、前記第２送信電極の上面は前記上方向に膨らんだ形状である、
　請求項９に記載の近接センサ。
　前記第１方向と直交する前記断面において、前記第２送信電極は円状の形状である、
　請求項１０に記載の近接センサ。
　前記導体の前記上面は、
　　前記第１方向に沿って延びて前記上方向に膨らんだ形状である第１凸状領域と、
　　前記第１方向に沿って延びて前記上方向に膨らんだ形状である第２凸状領域と、
　　前記第２方向における前記第１凸状領域の上端と前記第２凸状領域の上端との間の位置であって、前記受信電極の下に設けられており、前記第１方向に沿って延びて下方向に凹んだ形状である凹状領域と、を有し、
　上から見て、前記第１凸状領域の前記上端は、前記第１送信電極と前記受信電極との間に位置し、
　上から見て、前記第２凸状領域の前記上端は、前記第２送信電極と前記受信電極との間に位置する、
　請求項９～１１のいずれか一項に記載の近接センサ。
　前記第１方向と直交する前記断面において、前記第１凸状領域及び前記第２凸状領域の各々は円弧状の形状である、
　請求項１２に記載の近接センサ。
　前記第２送信電極のうち前記第１方向に沿って延びる表面の面積と、前記受信電極のうち前記第１方向に沿って延びる表面の面積との比は、感度に応じて設定されている、
　請求項９～１３のいずれか一項に記載の近接センサ。
　前記導体はグランドに接続される、
　請求項１～１４のいずれか一項に記載の近接センサ。
　前記第１送信電極は、電気絶縁性を有する第１芯材と、前記第１芯材を覆う第１導電層と、を含み、
　前記受信電極は、電気絶縁性を有する第２芯材と、前記第２芯材を覆う第２導電層と、を含む、
　請求項１～１５のいずれか一項に記載の近接センサ。
　電気絶縁性を有する基体を更に備え、
　前記基体は、前記導体の前記上面と接触している下面と、前記第１送信電極及び前記受信電極が配置された上面と、を含む、
　請求項１～１６のいずれか一項に記載の近接センサ。
　上面を有する導体と、
　前記導体の前記上面から上方向に離れており、前記上方向と直交する第１方向に沿って延びる受信電極と、
　前記導体の前記上面から前記上方向に離れており、前記第１方向に沿って延びる第１送信電極と、
　前記導体の前記上面から前記上方向に離れており、前記第１方向に沿って延びる第２送信電極と、を備える相互容量式の近接センサであって、
　前記第１送信電極は、前記受信電極に対して、前記上方向及び前記第１方向の両方と直交する第２方向と平行な両方向のうち一方向の側に配置されており、
　前記第２送信電極は、前記受信電極に対して、前記第２方向と平行な前記両方向のうち他方向の側に配置されており、
　前記導体の前記上面は、
　　前記第１方向に沿って延びて前記上方向に膨らんだ形状である第１凸状領域と、
　　前記第１方向に沿って延びて前記上方向に膨らんだ形状である第２凸状領域と、
　　前記第２方向における前記第１凸状領域の上端と前記第２凸状領域の上端との間の位置であって、前記受信電極の下に設けられており、前記第１方向に沿って延びて下方向に膨らんだ形状である凹状領域と、を有し、
　上から見て、前記第１凸状領域の前記上端は、前記第１送信電極と前記受信電極との間に位置し、
　上から見て、前記第２凸状領域の前記上端は、前記第２送信電極と前記受信電極との間に位置し、
　前記第１方向と直交する断面において前記第１送信電極の上面は前記上方向に膨らんだ形状であり、
　前記第１方向と直交する前記断面において前記第２送信電極の上面は前記上方向に膨らんだ形状である、
　近接センサ。
　前記第１方向と直交する前記断面において、前記第１凸状領域及び前記第２凸状領域の各々は円弧状の形状である、
　請求項１８に記載の近接センサ。
　前記第１方向と直交する前記断面において、前記第１凸状領域の曲率中心と前記受信電極とを結ぶ第１線分と、前記第１凸状領域の前記曲率中心と前記第１送信電極とを結ぶ第２線分と、がなす角の大きさは、６０度以上１８０度以下である、
　請求項１９に記載の近接センサ。
　前記第１方向と直交する前記断面において、前記第２凸状領域の曲率中心と前記受信電極とを結ぶ線分と、前記第２凸状領域の前記曲率中心と前記第２送信電極とを結ぶ線分と、がなす角の大きさは、６０度以上１８０度以下である、
　請求項１９又は２０に記載の近接センサ。
　前記第１送信電極のうち前記第１方向に沿って延びる表面の面積と、前記受信電極のうち前記第１方向に沿って延びる表面の面積との比は、感度に応じて設定されている、
　請求項１８～２１のいずれか一項に記載の近接センサ。
　前記導体はグランドに接続される、
　請求項１８～２２のいずれか一項に記載の近接センサ。
　前記第１送信電極は、電気絶縁性を有する第１芯材と、前記第１芯材を覆う第１導電層と、を含み、
　前記受信電極は、電気絶縁性を有する第２芯材と、前記第２芯材を覆う第２導電層とを含み、
　前記第２送信電極は、電気絶縁性を有する第３芯材と、前記第３芯材を覆う第３導電層と、を含む、
　請求項１８～２３のいずれか一項に記載の近接センサ。
　電気絶縁性を有する基体を更に備え、
　前記基体は、前記導体の前記上面と接触している下面と、前記第１送信電極、前記第２送信電極及び前記受信電極が配置された上面と、を含む、
　請求項１８～２４のいずれか一項に記載の近接センサ。
　請求項１～２５のいずれか一項に記載の近接センサと、
　前記近接センサからの出力に応じて機器を制御する制御信号を出力する出力部と、を備える、
　制御システム。
　請求項１～２５のいずれか一項に記載の近接センサと、
　前記近接センサからの出力に応じて動作する機能部と、を備える、
　機器。