JPH0334257B2 - - Google Patents
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- JPH0334257B2 JPH0334257B2 JP58049946A JP4994683A JPH0334257B2 JP H0334257 B2 JPH0334257 B2 JP H0334257B2 JP 58049946 A JP58049946 A JP 58049946A JP 4994683 A JP4994683 A JP 4994683A JP H0334257 B2 JPH0334257 B2 JP H0334257B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- output
- input
- touch plate
- touch
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
- H03K17/96—Touch switches
- H03K17/962—Capacitive touch switches
Landscapes
- Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、人体の接触を検出して、検出信号を
出力するタツチスイツチの改良に関する。
出力するタツチスイツチの改良に関する。
従来のタツチスイツチの回路としては例えば第
1図に示すように触板10、入力コンデンサ1
1、バイアス抵抗12、入力過電圧保護用ダイオ
ード13,14、感度調整用ボリユーム15、演
算増幅器16、バイアス用トランス17、このト
ランス17を付勢する電源18により構成されて
いる。このような構成のものにおいて、人が触板
10に触れると、触板10とアースとの間に形成
される浮遊静電容量を通して電圧が、触板10に
入力され、その電圧は、演算増幅器16の入力抵
抗が非常に高いので、入力コンデンサ11とバイ
アス抵抗12により分圧され、入力電圧Vbとし
て演算増幅器16の反転入力端に入力される。入
力電圧Vbが感度調整用ボリユーム15により、
あらかじめ設定されたコンパレータ電圧Vpより
高くなると、演算増幅器16により構成された反
転比較回路により、演算増幅器16の出力電圧
Vpは、正母線Pより負母線Nの電位となり、検
出信号として図示しない制御装置へ出力される。
前記入力電圧Vbとコンパレータ電圧Vpとの関係
は第2図にようになる。なおRは登録信号、
COMは共通母線(零母線)を示している。
1図に示すように触板10、入力コンデンサ1
1、バイアス抵抗12、入力過電圧保護用ダイオ
ード13,14、感度調整用ボリユーム15、演
算増幅器16、バイアス用トランス17、このト
ランス17を付勢する電源18により構成されて
いる。このような構成のものにおいて、人が触板
10に触れると、触板10とアースとの間に形成
される浮遊静電容量を通して電圧が、触板10に
入力され、その電圧は、演算増幅器16の入力抵
抗が非常に高いので、入力コンデンサ11とバイ
アス抵抗12により分圧され、入力電圧Vbとし
て演算増幅器16の反転入力端に入力される。入
力電圧Vbが感度調整用ボリユーム15により、
あらかじめ設定されたコンパレータ電圧Vpより
高くなると、演算増幅器16により構成された反
転比較回路により、演算増幅器16の出力電圧
Vpは、正母線Pより負母線Nの電位となり、検
出信号として図示しない制御装置へ出力される。
前記入力電圧Vbとコンパレータ電圧Vpとの関係
は第2図にようになる。なおRは登録信号、
COMは共通母線(零母線)を示している。
ところが、このタツチスイツチの周囲の誘導電
圧が弱かつたり、手袋等の絶縁物を通して触板1
0に触れても、タツチスイツチとしての機能を十
分にはたす為に第1図、第3図の如く共通母線
COMは、交流電源18に接続されたバイアス用
トランス17により、交流バイアスされている。
バイアス用トランス17から出力された交流バイ
アス電圧により、バイアス抵抗12、入力コンデ
ンサ11、人体の容量19、アースを通り、バイ
アス電流が流れる。このバイアス電流により、負
の半サイクルに於いて、バイアス抵抗12の両端
に正のバイアク電圧Vbが現われる。故に前記と
同様に、第2図の如くバイアス電圧Vbが、前記
コンパレータ電圧Vpを越えると、演算増幅器1
6の出力電圧Vpは、負母線Nの電位となり、検
出信号となる。前記の如く、交流バイアス回路を
付加した為に演算増幅器16の出力信号である検
出信号を、他の直接アースされた制御回路と、直
接、接続できず、電源上、分離しなくてはならな
い。故に電源系統が複雑になる。又、入力コンデ
ンサ11が短絡故障を生じると当然、人が触板1
0に触れた時、交流バイアスにより、人体に多く
の電流が流れ、感電シヨツクを感じ、非常に危険
である。又、タツチスイツチの取付け時や、感度
調整用ボリユーム15による感度調整時に於い
て、調整員が誤つて触板10以外の部分へ触れる
と、前記と同様に交流バイアスにより、人体に多
くの電流が流れ危険である。又、タツチスイツチ
と制御位置との距離が長い場合、つまり、配線距
離が長くなると配線間の浮遊容量により、交流バ
イアスの負荷インピーダンスが小さくなり、バイ
アス用トランス17の容量が大きくなり、大変不
経済となる。
圧が弱かつたり、手袋等の絶縁物を通して触板1
0に触れても、タツチスイツチとしての機能を十
分にはたす為に第1図、第3図の如く共通母線
COMは、交流電源18に接続されたバイアス用
トランス17により、交流バイアスされている。
バイアス用トランス17から出力された交流バイ
アス電圧により、バイアス抵抗12、入力コンデ
ンサ11、人体の容量19、アースを通り、バイ
アス電流が流れる。このバイアス電流により、負
の半サイクルに於いて、バイアス抵抗12の両端
に正のバイアク電圧Vbが現われる。故に前記と
同様に、第2図の如くバイアス電圧Vbが、前記
コンパレータ電圧Vpを越えると、演算増幅器1
6の出力電圧Vpは、負母線Nの電位となり、検
出信号となる。前記の如く、交流バイアス回路を
付加した為に演算増幅器16の出力信号である検
出信号を、他の直接アースされた制御回路と、直
接、接続できず、電源上、分離しなくてはならな
い。故に電源系統が複雑になる。又、入力コンデ
ンサ11が短絡故障を生じると当然、人が触板1
0に触れた時、交流バイアスにより、人体に多く
の電流が流れ、感電シヨツクを感じ、非常に危険
である。又、タツチスイツチの取付け時や、感度
調整用ボリユーム15による感度調整時に於い
て、調整員が誤つて触板10以外の部分へ触れる
と、前記と同様に交流バイアスにより、人体に多
くの電流が流れ危険である。又、タツチスイツチ
と制御位置との距離が長い場合、つまり、配線距
離が長くなると配線間の浮遊容量により、交流バ
イアスの負荷インピーダンスが小さくなり、バイ
アス用トランス17の容量が大きくなり、大変不
経済となる。
本発明は、従来のタツチスイツチの不具合を解
消でき、それに加え、安全でかつ、確実な検出の
可能なタツチスイツチを提供する事を目的とす
る。
消でき、それに加え、安全でかつ、確実な検出の
可能なタツチスイツチを提供する事を目的とす
る。
本発明はかかる目的を達成するため、触板、こ
の触板に制限抵抗を直列に介して接続されその入
力インピーダンスの変化により発振動作を停止す
る発振回路、その出力とあらかじめ決められた値
を比較する比較回路、その出力により触板に人体
が触れたことを検出すると一定時間検出信号を出
力する回路により構成することを特徴としてい
る。
の触板に制限抵抗を直列に介して接続されその入
力インピーダンスの変化により発振動作を停止す
る発振回路、その出力とあらかじめ決められた値
を比較する比較回路、その出力により触板に人体
が触れたことを検出すると一定時間検出信号を出
力する回路により構成することを特徴としてい
る。
以下本発明によるタツチスイツチの一実施例を
第4図により説明する。
第4図により説明する。
第4図に示すタツチスイツチの回路は、触板2
0、正、負母線P,N間に図示極性にして接続さ
れた入力過電圧保護用ダイオード31,32、触
板20とこのダイオード31,32の接続間に接
続された入力抵抗33、この入力抵抗33を介し
て電圧が加えられる発振回路21、この発振回路
21の出力V1が加えられるバンドパスフイルタ
ー22、このバンドパスフイルター22の出力
V2と可変抵抗器37から取出された基準電圧Vs
とを比較する比較回路23、この比較回路の出力
V3を平滑する平滑回路24、この平滑回路24
の出力V4が加えられるワンシヨツト回路25、
このワンシヨツト回路25の出力V5がベース電
流制限抵抗34を介してベースに加えられるドラ
イブ用トランジスター35、このトランジスター
35エミツタ−コレクター間に接続された出力過
電圧保護用素子(例えば両方向性ツエナーダイオ
ード)36により構成されている。
0、正、負母線P,N間に図示極性にして接続さ
れた入力過電圧保護用ダイオード31,32、触
板20とこのダイオード31,32の接続間に接
続された入力抵抗33、この入力抵抗33を介し
て電圧が加えられる発振回路21、この発振回路
21の出力V1が加えられるバンドパスフイルタ
ー22、このバンドパスフイルター22の出力
V2と可変抵抗器37から取出された基準電圧Vs
とを比較する比較回路23、この比較回路の出力
V3を平滑する平滑回路24、この平滑回路24
の出力V4が加えられるワンシヨツト回路25、
このワンシヨツト回路25の出力V5がベース電
流制限抵抗34を介してベースに加えられるドラ
イブ用トランジスター35、このトランジスター
35エミツタ−コレクター間に接続された出力過
電圧保護用素子(例えば両方向性ツエナーダイオ
ード)36により構成されている。
第5図は、上記発振回路21の詳細図を示すも
ので、この回路は、いわゆるウイーンブリツジ発
振回路を形成している。すなわち、この発振回路
21は第5図に示すように演算増幅器47の正転
入力端子1と共通電位線COMとの間に抵抗41
とコンデンサ42とを並列に接続すると共に、演
算増幅器47の正転入力端子1と出力端子3との
間にコンデンサ43と抵抗44とを直列に接続
し、また反転入力端子2と共通電位線COMとの
間に抵抗15を接続すると共に反転入力端子2と
出力端子3との間に抵抗46を接続する構成とし
たものである。なお、演算増幅器47の電源端子
7,4は、正母線P、負母線Nに接続されてい
る。
ので、この回路は、いわゆるウイーンブリツジ発
振回路を形成している。すなわち、この発振回路
21は第5図に示すように演算増幅器47の正転
入力端子1と共通電位線COMとの間に抵抗41
とコンデンサ42とを並列に接続すると共に、演
算増幅器47の正転入力端子1と出力端子3との
間にコンデンサ43と抵抗44とを直列に接続
し、また反転入力端子2と共通電位線COMとの
間に抵抗15を接続すると共に反転入力端子2と
出力端子3との間に抵抗46を接続する構成とし
たものである。なお、演算増幅器47の電源端子
7,4は、正母線P、負母線Nに接続されてい
る。
而して第5図に於いてそれぞれの抵抗値及び容
量を下記の如くとすると、 抵抗41−R2(Ω) コンデンサ42−C2(F) 〃 43−C1(F) 抵抗44−R1(Ω) 〃 45−R3(Ω) 〃 46−R4(Ω) ウイーンブリツジ回路の発振条件は下記の如くな
る事が知られている。
量を下記の如くとすると、 抵抗41−R2(Ω) コンデンサ42−C2(F) 〃 43−C1(F) 抵抗44−R1(Ω) 〃 45−R3(Ω) 〃 46−R4(Ω) ウイーンブリツジ回路の発振条件は下記の如くな
る事が知られている。
1+R4/R3≧1+C2/C1+R1/R2 −(1)
つまり、(1)式に於いて各抵抗値、容量を選ぶ事
により、この発振回路を発振させたり停止させた
りする事ができる。なお、ここで示す発振回路2
1の入力端子をXとし、出力端子をYとする。
により、この発振回路を発振させたり停止させた
りする事ができる。なお、ここで示す発振回路2
1の入力端子をXとし、出力端子をYとする。
次に上記のように構成されたタツチスイツチの
作用を第7図を参照して説明する。今、前記のウ
イーンブリツジ発振回路21の正転入力端子1を
タツチスイツチの触板として使用し、人体が触板
に触れると、第5図に示す如く共通母線COMが
接地されているため第5図にて破線にて示す様に
等価的に抵抗48、コンデンサ49が接続された
事になる。
作用を第7図を参照して説明する。今、前記のウ
イーンブリツジ発振回路21の正転入力端子1を
タツチスイツチの触板として使用し、人体が触板
に触れると、第5図に示す如く共通母線COMが
接地されているため第5図にて破線にて示す様に
等価的に抵抗48、コンデンサ49が接続された
事になる。
つまり、抵抗48により抵抗41の抵抗値R2
は小さくなり、一方コンデンサ49により、コン
デンサC2の容量は大きくなる。これは、前記(1)
式の右項を大きくする。
は小さくなり、一方コンデンサ49により、コン
デンサC2の容量は大きくなる。これは、前記(1)
式の右項を大きくする。
そこで、通常時、前記(1)式の発振条件を満足
し、人が正転入力端子1に触れた時、前記(1)式の
右項が大きくなり発振条件がくずれ、発振が停止
する様に各抵抗値、容量を選ぶ事により、人体が
触板20に触れると、入力抵抗33を通して、前
記発振回路21に信号が入力され、前記の如く発
振が停止する。するとその時の出力V1はバンド
パスフイルター22により雑音成分が除去されて
比較回路23に入力される。これは、外部から触
板20に誘導される雑音電波による誤動作を防ぐ
為に、第6図に示す特性の如く前記の発振回路2
1の発振周波数f0付近の周波数のみを通過できる
バンドパスフイルターとしてある。
し、人が正転入力端子1に触れた時、前記(1)式の
右項が大きくなり発振条件がくずれ、発振が停止
する様に各抵抗値、容量を選ぶ事により、人体が
触板20に触れると、入力抵抗33を通して、前
記発振回路21に信号が入力され、前記の如く発
振が停止する。するとその時の出力V1はバンド
パスフイルター22により雑音成分が除去されて
比較回路23に入力される。これは、外部から触
板20に誘導される雑音電波による誤動作を防ぐ
為に、第6図に示す特性の如く前記の発振回路2
1の発振周波数f0付近の周波数のみを通過できる
バンドパスフイルターとしてある。
比較回路23は、2つの入力端子があり、一方
には、前記発振回路21の出力がバンドパスフイ
ルター22を通して、V2として入力される。他
方には、可変抵抗器37によりあらかじめ設定さ
れたVsが入力される。
には、前記発振回路21の出力がバンドパスフイ
ルター22を通して、V2として入力される。他
方には、可変抵抗器37によりあらかじめ設定さ
れたVsが入力される。
比較回路23の出力電圧V3は、前記V2がVsよ
り大きくなると負母線Nになる。つまり、人が触
板20に触れると発振回路21にて、発振が停止
して、V2は共通母線COMになる。
り大きくなると負母線Nになる。つまり、人が触
板20に触れると発振回路21にて、発振が停止
して、V2は共通母線COMになる。
Vsはあらかじめ、共通母線COMより低く設定
しているのでそれ迄、正母線Pと負母線Nに交互
に振れていた波形が、負母線Nに安定する。次に
比較回路23の出力V3は、平滑回路24に入力
される。この平滑回路24にて、入力波形は平滑
されてV4になる。そこで人が触れると前記の如
く入力波形V3は負母線Nになるので、平滑回路
24の出力波形V4は、次のワンシヨツト回路2
5のトリガ電圧VTより小さくなる。ワンシヨツ
ト回路25は、入力電圧V4があらかじめ決めら
れているトリガ電圧VTより低くなると、出力電
圧V5はあらかじめ決められた一定時間正母線P
となる。
しているのでそれ迄、正母線Pと負母線Nに交互
に振れていた波形が、負母線Nに安定する。次に
比較回路23の出力V3は、平滑回路24に入力
される。この平滑回路24にて、入力波形は平滑
されてV4になる。そこで人が触れると前記の如
く入力波形V3は負母線Nになるので、平滑回路
24の出力波形V4は、次のワンシヨツト回路2
5のトリガ電圧VTより小さくなる。ワンシヨツ
ト回路25は、入力電圧V4があらかじめ決めら
れているトリガ電圧VTより低くなると、出力電
圧V5はあらかじめ決められた一定時間正母線P
となる。
その時ベース電流制限抵抗34を通し、ドライ
ブ用トランジスター35のベースに電流が流れ、
いわゆるオープンコレクター方式にて出力信号が
出力される。
ブ用トランジスター35のベースに電流が流れ、
いわゆるオープンコレクター方式にて出力信号が
出力される。
なお、ドライブ用トランジスター35のコレク
ターには外部からの雑音による破壊を防ぐ為に、
保護素子36(例えば両方性ツエナーダイオー
ド)が接続されている。
ターには外部からの雑音による破壊を防ぐ為に、
保護素子36(例えば両方性ツエナーダイオー
ド)が接続されている。
以上述べたように本発明によるタツチスイツチ
は、交流バイアスをもちいないので、感電シヨツ
クがなく非常に安全であり、しかも人体が静電気
を帯びて触板に触れても静電気シヨツクを受るこ
とがなく、又、一定時間検出信号を確実に得るこ
とができるタツチスイツチを提供できる。
は、交流バイアスをもちいないので、感電シヨツ
クがなく非常に安全であり、しかも人体が静電気
を帯びて触板に触れても静電気シヨツクを受るこ
とがなく、又、一定時間検出信号を確実に得るこ
とができるタツチスイツチを提供できる。
第1図は従来のタツチスイツチ回路を示す回路
図、第2図は第1図に示す回路の入出力波形図、
第3図は第1図に示す回路の交流バイアスの原理
を示す図、第4図は本発明によるタツチスイツチ
回路の一実施例を示すブロツク図、第5図は同実
施例における発振回路の結線図、第6図は同実施
例におけるバンドパスフイルター回路の特性図、
第7図は同実施例の作用を説明するための入出力
波形図である。 20……触板、21……発振回路、22……バ
ンドパスフイルター回路、23……比較回路、2
4……平滑回路、25……ワンシヨツト回路、3
1,32……入力過電圧保護ダイオード、33…
…入力電流制限抵抗、34……ベース電流制限抵
抗、35……ドライブ用トランジスター、36…
…出力過電圧保護素子、P……正母線、N……負
母線、COM……共通母線。
図、第2図は第1図に示す回路の入出力波形図、
第3図は第1図に示す回路の交流バイアスの原理
を示す図、第4図は本発明によるタツチスイツチ
回路の一実施例を示すブロツク図、第5図は同実
施例における発振回路の結線図、第6図は同実施
例におけるバンドパスフイルター回路の特性図、
第7図は同実施例の作用を説明するための入出力
波形図である。 20……触板、21……発振回路、22……バ
ンドパスフイルター回路、23……比較回路、2
4……平滑回路、25……ワンシヨツト回路、3
1,32……入力過電圧保護ダイオード、33…
…入力電流制限抵抗、34……ベース電流制限抵
抗、35……ドライブ用トランジスター、36…
…出力過電圧保護素子、P……正母線、N……負
母線、COM……共通母線。
Claims (1)
- 1 触板と、この触板に入力端子が接続されると
共に抵抗およびコンデンサからなる入力インピー
ダンスを介して接地電位にある共通母線に接続さ
れ且つ常時は発振状態にあり前記触板に人体が振
れると前記入力インピーダンスの変化により前記
発振動作を停止する発振回路と、前記触板と前記
発振回路の入力端子との間に過電圧保護用ダイオ
ードと共に直列に設けられた制限抵抗と、前記発
振回路の出力と前記共通母線の電位より低い値に
設定された設定値とを比較する比較回路と、この
比較回路の出力が加えられ前記発振回路の出力が
設定値以下のとき人体が前記接触板に振れたこと
を検出して一定時間その検出信号を出力する回路
とからなるタツチスイツチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4994683A JPS59175217A (ja) | 1983-03-25 | 1983-03-25 | タツチスイツチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4994683A JPS59175217A (ja) | 1983-03-25 | 1983-03-25 | タツチスイツチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59175217A JPS59175217A (ja) | 1984-10-04 |
| JPH0334257B2 true JPH0334257B2 (ja) | 1991-05-22 |
Family
ID=12845186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4994683A Granted JPS59175217A (ja) | 1983-03-25 | 1983-03-25 | タツチスイツチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59175217A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4830228B2 (ja) * | 2001-07-30 | 2011-12-07 | オムロン株式会社 | タッチセンサ |
| GB2411278B (en) * | 2004-02-20 | 2008-05-07 | Pelikon Ltd | Improved displays |
| JP4602941B2 (ja) * | 2006-06-15 | 2010-12-22 | 株式会社東海理化電機製作所 | 静電容量センサ回路 |
| JP2012017882A (ja) * | 2010-07-06 | 2012-01-26 | Sharp Corp | 調理器 |
| CN104638612B (zh) * | 2015-02-13 | 2017-08-08 | 西安交通大学 | 一种人体触电事故识别与保护方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5758671Y2 (ja) * | 1975-10-27 | 1982-12-15 | ||
| JPS56116231A (en) * | 1980-02-15 | 1981-09-11 | Matsushita Electric Works Ltd | Touch switch |
-
1983
- 1983-03-25 JP JP4994683A patent/JPS59175217A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59175217A (ja) | 1984-10-04 |
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