JP2000294098A - タッチセンサ - Google Patents

タッチセンサ

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JP2000294098A
JP2000294098A JP11103470A JP10347099A JP2000294098A JP 2000294098 A JP2000294098 A JP 2000294098A JP 11103470 A JP11103470 A JP 11103470A JP 10347099 A JP10347099 A JP 10347099A JP 2000294098 A JP2000294098 A JP 2000294098A
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circuit
touch sensor
oscillation
noise protection
gap
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JP11103470A
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Isao Kai
勲 甲斐
Toshiyuki Kobayashi
敏幸 小林
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SENSOR TEC KK
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SENSOR TEC KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 a)静電気等による部品破壊を防止する、
b)小型で、HIC化等を可能とする、c)高信頼性で
ある、d)ノイズ保護用素子が不要で、安価なものとす
る、を達成するタッチセンサを提供することである。 【解決手段】 発振回路やチップ部品10等を搭載した
基板7上の回路パターンのうち、電極6に接続されるパ
ターン8aとGNDに接続されるパターン8bとでノイ
ズ保護用ギャップ部Gが形成されている。ギャップ部G
には、封止材料の浸入を防止する保護部材9が貼付さ
れ、少なくとも保護部材9と当該保護部材9の周囲が封
止材料で封止される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、人体検出に用い
られるタッチセンサに関し、特にパチンコ機等の球を発
射するに際して、遊戯者が発射ハンドルに設けられた電
極に触れていないと、球の発射ができないようにし、遊
戯者が複数のパチンコ機を使用することを防止するのに
好適なタッチセンサに関する。
【0002】
【従来の技術】タッチセンサには、人体の大地間容量を
利用し、人体が電極に接触したか否かで発振回路の発振
条件が変化することにより、人体の接触を検出するもの
がある。この種の従来のタッチセンサの回路構成を図6
に示す。図6において、電源V ccは定電圧回路1で一定
電圧となり、発振回路2、検波平滑回路3、比較回路4
に電力が供給される。発振回路2と、この発振回路2に
直流カット用コンデンサC4 (電蝕防止)を介して電極
6が接続されている。また、電極6にはノイズ保護用の
マイクロギャップG(または、バリスタ等)の一端が接
続され、このマイクロギャップGの他端がGNDに接続
されている。
【0003】発振回路2の出力側には、検波平滑回路3
が接続され、発振出力が検波及び平滑される。検波平滑
回路3は比較回路4に接続されており、検波及び平滑さ
れた出力信号が、比較回路4で比較電圧(一定値)と比
較され、それに応じた出力が出力回路5に入力される。
出力回路5では、比較回路4の入力に応じて、人体が電
極6に接触したか否かの出力信号を出力する。
【0004】大地間容量C0 を持った人体が電極6へ接
触すると、発振回路2の発振条件が変化し、発振出力が
変化する。この発振出力が検波平滑回路3で検波平滑さ
れ、比較回路4に入力される。比較回路4では、比較電
圧以下の入力レベルになると出力はLレベルからHレベ
ルとなり、出力回路5に入力される。そして、出力回路
5からは、人体の接触検出信号が出力される。
【0005】また、電極6から静電気等のノイズがある
と、ノイズ保護用のマイクロギャップG(または、バリ
スタ等)によって、回路が保護される。他の従来の技術
としては、前記ノイズ保護用のマイクロギャップGを、
回路部品を実装する基板上の回路パターンで形成したも
のがある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】タッチセンサにおいて
は、表面直出しの電極部に人体が接触する。ところが、
人体は、化繊や毛織物の衣服を着用したり、絨毯上を歩
行する等により、常に静電気を帯びている。特に冬は、
この静電気は数万Vにも達し、電極に対して高電圧の静
電気放電が常に繰り返されている。
【0007】以上のことから、従来のタッチセンサで
は、次のような問題点〜がある。 静電気等により、部品が破壊される。 数万Vの静電気に耐えるマイクロギャップやバリスタ
等は大きいため、それらを除いた回路部をHIC化し、
マイクロギャップやバリスタ等は外部接続されており、
タッチセンサ全体の小型化(HIC化等)ができない。
【0008】バリスタやツェナーダイオード等の半導
体のノイズ保護用素子を用いると、検出容量Cd (10
0pF程度に設定される)より遙に大きなノイズ保護用
素子の静電容量(バリスタ数百〜数千pF、ツェナーダ
イオード数十〜数百pF)が、検出容量の一部として接
続されたことになり、発振回路の発振ゲインと電極に係
る静電容量との関係は、検出容量付近においては、図5
に示すように緩やかな傾斜を持つ近似直線になる。この
場合、少しの検出容量の変化で検出出力がON/OFF
されてしまう。従って、ノイズ保護用素子の静電容量の
バラツキや温度変化等の環境変化により、動作が不安定
になる。
【0009】ノイズ保護用のギャップを回路基板上に
回路パターンで形成したものでは、ギャップは数10〜
数100μmしかなく、ギャップ部に塵や埃が溜まり、
高インピーダンスの回路では、誤動作の原因になる。ま
た、HIC化する場合には、塵、埃、湿気等を防止する
ため、エポキシ樹脂やウレタン樹脂等の封止材料で基板
及び回路部を封止するのが一般的であるが、封止すると
ノイズ保護用のギャップ部も封止されてノイズがギャッ
プ部で放電されなくなるため、封止することができな
い。
【0010】この発明は、上記問題点〜に着目して
なされたもので、次の項目a〜dを達成するタッチセン
サを提供することを目的としている。 a)静電気等による部品破壊を防止する。 b)小型で、HIC化等を可能とする。 c)高信頼性である。
【0011】d)ノイズ保護用素子が不要で、安価なも
のを提供する。
【0012】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の請求項1記載のタッチセンサは、発振回路
と、この発振回路に設けた電極とからなり、前記電極へ
の人体の接触で、前記発振回路の発振条件が変化するこ
とにより、人体の接触を検出するタッチセンサにおい
て、回路部品を実装する基板上に、前記電極と電源ライ
ン間に回路パターンでノイズ保護用のギャップ部を少な
くとも1箇所以上形成し、前記ギャップ部に封止材料の
浸入を防止する保護部材を設け、少なくとも前記保護部
材と当該保護部材の周囲を封止材料で封止したことを特
徴としている。
【0013】このタッチセンサでは、電極に手等が接触
して静電気が放電された場合、ノイズ保護用ギャップで
電源ラインに放電されるため、ノイズ保護用素子が不要
となり、小型で安価にできる。また、ノイズ保護用素子
が無いため、ノイズ保護用素子を用いた場合のような静
電容量のバラツキや温度変化等の環境変化による誤動作
を防止することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、実施の形態により、この発
明をさらに詳細に説明する。図1はこの発明の一実施形
態であるタッチセンサの回路構成を示すブロック図であ
る。図1において、電源Vccは定電圧回路1で一定電圧
となり、発振回路2、検波平滑回路3、比較回路4に電
力が供給される。この発振回路2には、直流カット用コ
ンデンサC4 (電蝕防止)を介して電極6が接続されて
いる。
【0015】発振回路2の出力側には、検波平滑回路3
が接続され、発振出力が検波及び平滑される。検波平滑
回路3は比較回路4に接続されており、検波及び平滑さ
れた出力信号が、比較回路4で比較電圧(一定値)と比
較され、それに応じた出力が出力回路5に入力される。
出力回路5では、比較回路4の入力に応じて、人体が電
極6に接触したか否かの出力信号を出力する。
【0016】発振回路2は、コンデンサC1 ,C2 、コ
イルL及びトランジスタTrからなるコルピッツ型発振
回路である。抵抗器R1 は発振ゲイン調整用のフィード
バック抵抗で、抵抗器R2 ,R3 はトランジスタTrの
バイアス抵抗である。コンデンサC3 ,C5 はバイパス
用のコンデンサである。電極6から携帯電話機等からの
電波ノイズを受けた場合、電波ノイズは、コンデンサC
4 ,C5 ,C3 を介して、電源ラインに逃されるため発
振回路2への影響はなく、電波ノイズによる誤動作を防
止できる。
【0017】電極6とGND間には、図2に示すよう
に、図1に示す回路がチップ部品10と共に搭載された
プリント基板7上の回路パターンのうち、電極6に接続
されるパターン8aとGNDに接続されるパターン8b
とで、ノイズ保護用ギャップ部Gが設けられている。な
お、ギャップ部Gのギャップgは、0.1〜0.2mm
が必要である。但し、図2ではノイズ保護用ギャップ部
Gは1箇所だけ設けられているが、プリント基板7の製
作時のエッチング不良等を考慮して、図3に示すように
複数(ここでは3つ)のギャップ部Gを形成しておくこ
とが望ましい。
【0018】ノイズ保護用ギャップ部Gには、封止材料
(エポキシ樹脂やウレタン樹脂等)の浸入を防止するた
めの粘着剤付き保護部材9が貼付され、この保護部材9
によりギャップ部Gが覆われる。なお、保護部材9は、
粘着剤付きのシール等が最適であるが、封止材料でギャ
ップgが塞がれずに放電可能な空間を確保できるのであ
れば何でもよい。
【0019】プリント基板7上にチップ部品10等を実
装し、ノイズ保護用ギャップ部Gに保護部材9を貼付
し、このプリント基板7をケース(図示しない)等に納
めた上で、ケース内が封止材料で充填される。封止材料
による封止状態の要部拡大断面図を示す図4において、
保護部材9の粘着剤は、ノイズ保護用ギャップ部Gに封
止材料11が浸入するのを防ぐと共に、放電可能なギャ
ップgを確保する。
【0020】このように構成したタッチセンサでは、大
地間容量C0 を持った人体が電極6へ接触すると、発振
回路2の選択度Qが低下し、発振のゲインが下がる。発
振は検波平滑回路3で検波及び平滑され、電圧レベルの
下がった信号として比較回路4に入力される。比較回路
4では、比較電圧以下の入力レベルになると、出力はL
レベルからHレベルとなり、出力回路5に入力される。
そして、出力回路5からは人体の接触検出信号として出
力される。
【0021】発振回路2の発振ゲインと電極6に係る静
電容量との関係は、検出容量付近においては、図5に示
すように大きな傾斜を持つ近似直線になる。この場合、
少しの検出容量の変化では検出出力がON/OFFされ
てしまうことがない。従って、温度変化等の環境変化が
あっても、検出動作が安定している。人体が電極6へ接
触するとき、電極6に静電気が放電されると、ギャップ
gで放電が起こり、ノイズ保護用ギャップ部GからGN
Dに電流が流れ、回路が保護される。
【0022】なお、本発明において、発振回路2は、コ
ルピッツ型に限定されるものではなく、ハートレー型等
の発振回路でもよい。また、このタッチセンサは、パチ
ンコ機だけでなく、電子機器のON/OFFスイッチ、
ドアノブスイッチ、エレベータのスイッチ等、人体の接
触を検出するものであれば、あらゆるものに用いること
ができる。
【0023】
【発明の効果】本発明のタッチセンサは、以上説明した
ように構成されるので、次の効果を有する。 (1)ノイズ保護用ギャップ部で静電気等のノイズを確
実に吸収するので、部品の破壊を防止できる。 (2)ノイズ保護用素子が不要となるので、小型でHI
C化が可能であり、安価にすることができる。 (3)ノイズ保護用素子を用いた場合のような静電容量
による発振回路への影響がなく、温度特性も良好で安定
した検出動作となり、回路の信頼性が向上する。 (4)保護部材により封止材料がノイズ保護用ギャップ
部に浸入しないため、塵、埃、湿気等を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態に係るタッチセンサの回
路構成を示すブロック図である。
【図2】この発明の一実施形態に係るタッチセンサのノ
イズ保護用ギャップ部を示す斜視図である。
【図3】図2のノイズ保護用ギャップ部の変更例を示す
斜視図である。
【図4】この発明の一実施形態に係るタッチセンサのノ
イズ保護用ギャップ部の要部拡大断面図である。
【図5】電極に係る静電容量C0 と発振ゲインとの関係
を示すグラフである。
【図6】従来のタッチセンサの回路構成を示すブロック
図である。
【符号の説明】
2 発振回路 6 電極 7 プリント基板 8a,8b 回路パターン 9 保護部材 11 封止材料 G ノイズ保護用ギャップ部 g ギャップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5G046 AA01 AA11 AB02 AC23 AD25 AE22 5J050 AA13 AA34 AA37 AA47 AA49 AA50 BB23 DD04 EE34 EE35

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】発振回路と、この発振回路に設けた電極と
    からなり、前記電極への人体の接触で、前記発振回路の
    発振条件が変化することにより、人体の接触を検出する
    タッチセンサにおいて、 回路部品を実装する基板上に、前記電極と電源ライン間
    に回路パターンでノイズ保護用のギャップ部を少なくと
    も1箇所以上形成し、前記ギャップ部に封止材料の浸入
    を防止する保護部材を設け、少なくとも前記保護部材と
    当該保護部材の周囲を封止材料で封止したことを特徴と
    するタッチセンサ。
  2. 【請求項2】前記保護部材は、シールであることを特徴
    とする請求項1記載のタッチセンサ。
JP11103470A 1999-04-12 1999-04-12 タッチセンサ Pending JP2000294098A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002147117A (ja) * 2000-11-13 2002-05-22 Sensatec Co Ltd 自動ドア
JP2006288687A (ja) * 2005-04-11 2006-10-26 Sensatec Co Ltd タッチセンサ

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002147117A (ja) * 2000-11-13 2002-05-22 Sensatec Co Ltd 自動ドア
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