JPH0590936A - Ｐｌｌ回路を用いた物体等の近接検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 センサ−と電極板と検出装置を離して設置で
き、対象の大小や形態の如何に拘らず、人や物体等の近
接を、接近度合に対応させて正確に検出でき、誤動作や
不要電波による周囲への影響の少ない、静電容量式の装
置を提供する。 【構成】 棒状、面状など適宜形態に導電性材料で形成
したセンサ−２６Ｓと、センサー２６Ｓに接続された時
定数決定部を有する前置発振器２１、フェ−ズ・ロック
ド・ル−プ回路２２、出力回路２５を備えている。静電
容量の変化が検出されないときは、前置発振器２１の発
振周波数は、フェ−ズ・ロックド・ル−プ回路２２のキ
ャプチャ−レンジの外にあり、静電容量が変化すると、
発振周波数がフェーズ・ロックド・ループ回路のキャプ
チャーレンジの中に入り、出力端子Ｄｏの出力が変化す
るように設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、人やその他の動物、或
は、物体が近接したことを様々な近接態様に対応して検
出することができる近接検出装置に関するものである。
なお、本発明において近接又は接近とは、人や物体等が
対象に接触したときを含む概念として使用する。また、
本発明における近接検出とは、人や物体等が対象に接
近，接触した状態の検出と、接近，接触状態からの離脱
との双方を含むものとする。更に、本発明において使用
される導電体は、導電金属は勿論、電気を通すことがで
きるものであれば、導電性接着剤、導電性スポンジ、導
電性織布，布織布などをも含むものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、人や物体等が特定の位置，装
置，設備等に接近したことを安全上等の観点から検出す
るようにした近接検出装置には、種々のものがあること
が知られており、また、これらの多くのものが実用に供
されている。従来の近接検出手段は、その大半が、例え
ば、可視光線，赤外線，超音波を検出装置のセンサ−体
に利用したものであるが、センサ−体はこれら光線や音
波の発射源と、発射された光線や音波を受ける受光部や
受波部とをセンサ−体として設置する必要があるため、
センサ−体の設置箇所や設置方向に制約が生じたり、或
は、対象や設置場所の光的，音波的環境によっては設置
できない場合もある。

【０００３】また、センサ−体の設置ができても、近接
する人又は物体等が前記センサ−体を形成する光線や音
波の発射源と受光又は受波部の間を横断しなければ、該
センサ−はそれを検出できないという問題がある。この
ように人や物体等が検出できないときは、例えば、盗難
防止や安全上等の観点から対象に接近する人や物体等を
予め検出するようにした盗難防止や安全装置は本来の機
能を果し得ないことになる。

【０００４】一方、上記の検出方式のような問題点がな
い近接検出方式として、人や物体が対象に接近すること
により生起される静電容量の変化を検出して、人や物体
等の接近を検出する方式の装置が知られている。

【０００５】このような装置としては、例えば、人や物
体等が対象（センサ−）に接近することにより生じる当
該センサ−の静電容量の変化を検出するようにした装置
がある。この装置は、図16の機能ブロック図に示すよう
に発振器１、検波回路２、濾波器３、電圧比較回路４、
出力回路５等から構成されている。尚、図16において、
６はセンサ−、７は警報器、８は基準電圧であり、前記
センサ−６が接続された発振器１は、一定のクォリティ
ファクタＱを有する周波数決定ブロック1bと、発振用回
路1aとから構成されている。また、発振器１の周波数
は、高い周波数と低い周波数との設定が可能で、高い周
波数が設定された場合の発振器１では周波数決定ブロッ
ク1bは、主として、コイル、コンデンサによって形成さ
れる。

【０００６】図17は、図16に示した従来の静電容量の変
化検出による近接検出装置において、その発振器１の構
成例を示す機能ブロック図である。図17における図16と
同一符号は図16と同一機能ブロックを示すが、Ｌはコイ
ル、Ｃはコンデンサである。いま、上記の発振器１に、
例えば、１MHz〜200MHzなどのように、高い周波数を設
定する場合、周波数決定ブロック1bは、並列接続された
コイルＬとコンデンサＣを主体にして構成され、一定の
共振周波数とクォリティファクタＱのそれぞれを有する
ように形成される。

【０００７】図16において、接続されたセンサ−６を人
又は物体等の近接を検出したい対象に配備し、当該セン
サ−に人又は物体等が接近あるいは接触すると、この周
波数決定ブロック1bの共振周波数とクォリティファクタ
Ｑの変化によって生じる発振器１の出力周波数の変動や
発振出力振幅電圧の変動、或は、発振状態の停止などが
検波回路２へ伝えられる。検波回路２では入力した信号
を検波し直流成分に変換された電圧レベルを次段の濾波
器３へ入力する。濾波器３は一定の時定数を有し、前記
直流成分を濾波器３を通過させて平滑化する。直流に変
換された電圧は電圧比較回路４において、予め設定され
た基準電圧８と比較されることにより、この比較結果が
静電容量の変化として検出され、出力回路５を経て警報
器７へ伝えられることによって、センサ−６で検出され
る静電容量の変化が人や物体等の対象に対する近接状態
に関する情報として報知される。なお、割合い精度の高
い静電容量の変化検出による近接検出装置では、図16の
発振用回路1aの出力側に同調回路（または帯域濾波器）
を接続して、振幅電圧の変動が一層明確に検波できるよ
うにしたものもある。

【０００８】しかし、高い周波数の発振器１を使用する
と、センサ−６が感知する微妙な変動には有効に作用す
るが、その反面、センサ−６自体がアンテナとなって常
時電波が放射される状態になるため、周囲に電波障害が
生じる恐れがある。従って、センサ−６と発振器１との
距離は余り大きくとることができない。一方、同軸ケ−
ブル等を使用して、センサ−６と発振器１との距離を大
きくすると、同軸ケ−ブル自体が持つ自己容量によっ
て、静電容量の微妙な変化に対する感度が低下し、場合
によっては、発振状態が維持できなくなったりするの
で、静電容量の検出範囲が著しく狭くなる。また、セン
サ−６を含めて発振器１の感度を高くしても、鋭敏では
あるがそれ故に動作が不安定になったり、誤動作を惹起
してしまうなどの問題が生じる。すなわち、従来の近接
検出装置は、静電容量の大きな変化に対しては、発振停
止の状態を続けるだけで、実際に作動する範囲は、極め
て限定されてしまう。このように、発振器１を高い周波
数に設定する従来の近接検出手法は、ごく限られた範囲
で感度が高くなるという利点はあるが、電波障害が生じ
たり、装置本体とセンサ−６との距離を大きくとれない
ので、近接検出装置を設置できる対象の種類等が限定さ
れるなど多くの不都合がある。

【０００９】この点に鑑み、従来技術では発振器１を例
えば500KHzなどのように、比較的低い周波数に設定する
方式の装置もある。この方式の場合には、周波数決定ブ
ロック1bを主体としてコンデンサ、抵抗器によって形成
している。図18は、図16に示した従来装置において、発
振器１を比較的低い周波数に設定する場合の構成例を示
す機能ブロック図である。図18における図16と同一符号
は図16および図17と同一機能ブロックを示すが、Ｒは抵
抗器である。図17の発振器１では、基本的に直列接続さ
れた抵抗器ＲとコンデンサＣによって周波数決定ブロッ
ク1aを構成し、その接続点にセンサ−６を接続する。

【００１０】発振器１を低い周波数に設定するようにし
た図18の装置でも、センサ−６によって検知される容量
変化、すなわち、静電容量の検出時に生じる周波数変動
と発振出力振幅電圧の変動を、検波回路２と濾波器３に
よって直流成分の電圧レベル変動に置換し、得られた電
圧と予め設定された基準電圧８とを電圧比較回路４で比
較することにより、静電容量の変化を検出するが、この
点は、発振器１を高い周波数に設定したものと同じであ
る。

【００１１】発振器１に低い周波数を使用する検出方式
によれば、低周波数であるが故に静電容量の変化に対す
る感度は低いが、周波数変動と発振出力振幅電圧の変動
は静電容量の変化に対応して微妙に生じるものとなる。
しかし乍ら、後段に接続される回路でその変動を電圧に
変換すると変動分が小さすぎるので、予め設定された基
準電圧８との差が微少なため比較が非常に困難であり、
先に挙げた低感度とも相俟って実用性に欠ける、という
不都合がある。このように、従来の静電容量の変化検出
による近接検出装置は、発振器の周波数を高くしたも
の、低くしたもののいずれの方式であっても、上述のよ
うな問題点があるのである。

【００１２】他方、従来の静電容量形の近接検出装置の
中には、一例として、図19の装置全体の機能ブロック図
に示すように、発振器31、高周波ブリッジ32、可変基準
用コンデンサ33、位相補正回路34、差動アンプ35、セン
サ−体36S、位相感応検波回路37等から構成されたもの
がある。この図19において、32a・32bは高周波ブリッジ
のＬＣＲネットワ−クで各々比較用ネットワ−クと基準
用ネットワ−ク、35a・35bは共に差動アンプ相対入力端
子、37a・37bは共に位相感応検波回路相対入力端子、38
はフィルタ、40はアナログアンプ、41はレベル表示メ−
タ、42はヒステリシス機能を有する電圧比較回路、43は
設定電圧、44は出力回路、45は警報器、46は電源、39は
出力フィルタ38からアナログアンプ40と電圧比較回路42
への伝達を担う信号線、Ｃｘは物体等が対象に接近する
ことにより生起される静電容量、Ｉｎは静電容量の入力
点、Ａｏはアナログアンプ40からのアナログ出力、Ｄｏ
は出力回路44からのデジタル出力である。

【００１３】図19に於て、点線ＢＯＸで囲まれた部分
は、外見上センサ−体36Sと一体化される検出装置本体
へ収納される機能ブロック、点線ＥＸＴで囲まれた部分
は検出装置本体外へ設置される機能ブロックであり、こ
のブロックＥＸＴの中でＬＳは図の装置を限定範囲で作
動するスイッチとして機能させるときに機能させるブロ
ック、また、ＬＭはこの装置を物体等の連続的な近接状
態を検出報知するときに機能させるブロックであって、
発振器31からの高周波発振出力信号を高周波ブリッジ32
に入力する一方、センサ−体36Sは高周波ブリッジ32の
比較用ネットワ−ク32aと差動アンプ35の相対入力端子3
5bに接続されると共に、可変基準コンデンサ33は高周波
ブリッジ32の基準用ネットワ−ク32bと差動アンプ35の
相対入力端子35bに接続されている。

【００１４】図20は、図19に示した従来の近接検出装置
の設置態様の一例を示す断面図である。図20において、
図19と同一符号は図19と同一機能ブロックを示すが、47
はセンサ−となる電極板36を配置する絶縁性の台座、48
は機能ブロックＢＯＸを収装するシ−ルドケ−ス、49は
導電性を有する機器筺体の一部が兼用するア−ス板で前
記電極板36と対をなし、その間に静電容量Ｃｘが形成さ
れる。50は対をなす電極板36とア−ス板49の間に近接す
る物体である。

【００１５】この図20において、物体50がセンサ−を形
成する電極板36とア−ス板49の対向面間に関し、例え
ば、接近するように移動すると、物体50のもつ誘電率作
用によりア−ス板49と電極板36の間の静電容量Ｃｘに変
化が生じる。このときア−ス板49は接地状態になってい
るからボディ−エフェクトにより電極板36に相対する電
極となり、入力点Ｉｎを経由して電極板36から得た前記
静電容量Ｃｘが検出回路へ伝達される。

【００１６】入力点Ｉｎを経由する検出された静電容量
Ｃｘは、図19に示す高周波ブリッジ32内の比較用ネット
ワ−ク32aに伝達される。この高周波ブリッジ32では、
発振器31からの高周波発振出力信号の入力を基に、例え
ば、物体50が前記静電容量Ｃｘの変化をもたらす臨界位
置内に入ったときの静電容量Ｃｘの影響による比較用ネ
ットワ−ク32aのイミタンスと、可変基準コンデンサ33
の調節による基準用ネットワ−ク32bのイミタンスとの
平衡行が整うように、予め前記可変基準コンデンサ33の
値が調節されているものとする。なお、回路系の共通ア
−スは電源46の供給ライン若しくは直接的に接地されて
いる。

【００１７】従って、物体50が電極板36とア−ス板49の
間に入り、これに伴って静電容量Ｃｘに変化が生じ、こ
の変化に応じて高周波ブリッジ32のイミタンス平衡が崩
れ同時に位相ずれが生じ、その様子が差動アンプ35の相
対入力端子35a・35bの各々に伝達される。この差動アン
プ35では後続の回路の影響を緩衝し、且つ、前記イミタ
ンス平衡の崩れ度合を増幅して次段の位相感応検波回路
37の相対入力端子37bへ入力しているが、この点の信号
成分は基の発振器31の高周波発振出力信号と対比して、
位相が進角しており加えて位相ズレも生じている高周波
信号であるので、発振器31から別経路で接続されている
位相補正回路34を経由した位相補正済みの高周波発振出
力信号をこの位相感応検波回路37の相対入力端子37aへ
入力して混合し、先の位相ズレ成分とイミタンスの崩れ
度合の成分を検波して、物体50の電極板36とア−ス板49
の間に挿入近接する度合の変化に応じた高周波数の直流
成分に変換し次段のフィルタへ伝達している。

【００１８】そして、フィルタ38では入力された高周波
数の直流成分信号を平滑化し直流化した電圧を、次段の
アナログアンプ40へ入力しており、それによりアナログ
出力Ａｏには、結果的に、物体50のセンサ−36Sに対す
る接近度合の変化が連続的に増幅された直流電圧の変化
として現れるため、そこにレベル表示メ−タ41を接続し
て物体の接近度合の変化状態を視覚的に表示するように
している。

【００１９】また、図19において、センサ−36Sとなる
電極板36とア−ス板49の間に入る物体50の近接が臨界位
置に達したとき、警報器45などを作動させて周囲に報知
するようにしたレベルスイッチの場合には、設定電圧43
を警報を出したい接近度に応じて調整し、その電圧を比
較基準として電圧比較回路42によって、物体50が臨界位
置に達したか否かを判別してこの結果を出力回路44へ入
力し、それによりデジタル出力Ｄｏに電圧の有無を出力
させて警報器45の起動や停止を喚起するようになってい
る。

【００２０】ここで、フィルタ38と電圧比較回路42の特
性について述べておく。例えば、フィルタ38の時定数
が、高周波数の直流成分信号を平滑化し直流化できる程
度の必要値であるとすると、物体50が臨界位置に対し近
接，離反することを頻繁にくり返した場合には、その時
定数が小さ過ぎるため後段の回路に当該物体の近接，離
反が伝達されてしまい、レベル表示メ−タ41はドリフト
を生じ、例えば、警報器45は起動や停止を頻繁に繰り返
す事となる。これを防ぐためフィルタ38の時定数を前記
必要値より非常に大きい値にしてドリフトを防止してお
り、加えて電圧比較回路42にはヒステリシス特性を持た
せて出力信号の明確化を図っている。

【００２１】しかし、高周波ブリッジ32を電極板36から
得られる静電容量Ｃｘに対応させて、人が近接する全範
囲に亘り装置の実用上の感度を得、更に明確な動作状態
を実現するためには、発振器31の発振周波数を高くして
前述のイミタンスの平衡崩壊を明確化し、且つ、後段に
続く差動アンプ35の出力飽和を起こさないような前記発
振周波数を選択しなければならない。ところが、発振周
波数は、ア−ス板49の面積にもよるが、約１〜200MHzと
高い周波数を使用しているため、電極板36自体がアンテ
ナとなって常時電波が放射される状態になり、周囲に電
波障害が生じる恐れがある。

【００２２】このため従来の検出装置では電極板36と高
周波ブリッジ32との距離を余り大きくとることができな
いという不都合があり、図20に示した通り、シ−ルドケ
−ス48内に装置の主要な機能ブロックＢＯＸを設け、こ
のシ−ルドケ−ス48に電極板36をほぼ直近に併設して高
周波ブリッジ32との距離を極力短くしているが、電極板
36はその性質上シ−ルドすることなく外部に対し露出し
て設けられるため、周囲への電波障害の減少は実質上図
れていないのが現状である。

【００２３】このように従来の近接検出装置では、重要
な機能ブロックＢＯＸをシ−ルドケ−ス内に収めた設置
態様をとるため設置場所等が限定されてしまうなどの不
都合があり、また、装置を設置したい対象、場所が小さ
いものであるとシ−ルドケ−ス48内の装置自体の方が相
対的に設置対象に比べ大きくなるのに対し、この対象に
配置される電極板36とア−ス板49は自づから小面積のも
のとなって、そこで得られる静電容量Ｃｘの変化が微少
過ぎるため、そのような小型の設置対象においては従来
装置で人等の大きな物体の接近の検出ができず、検出装
置を適用できる対象の大きさがある程度以上のものに限
定されてしまうという問題がある。また、これとは逆に
設置対象が余りに大きい場合には電極板36やア−ス板49
も自づから大面積となり、そこで得られる静電容量Ｃｘ
の変化も大き過ぎるものとなるため、これが従来装置の
検出範囲外のものとなり、従って、適用できる設置対象
の最大大きさも限定されてしまうなど、近接検出装置を
適用できる対象の大きさが限定されるという不都合があ
った。

【００２４】なお、図19，図20に示す従来装置において
も、同軸ケ−ブル等を使用して、電極板36と高周波ブリ
ッジ32との距離を大きくしても、同軸ケ−ブル自体が持
つ自己容量によって、静電容量Ｃｘ、即ち物体等の近接
による微少な変化に対する感度が低下したり、高周波ブ
リッジ32の適度なイミタンス崩壊が得られなくなるため
に、近接検出のできる範囲が著しく限定されてしまうと
いう問題は先の従来例と同様であり、上述の設置対象に
関する不都合などと相俟って、実用上多くの問題が未解
決のままである。

【００２５】上記例以外の方式による従来装置として
は、２つの発振器を有し、一方発振器の発振周波数を基
準発振周波数として用い、他方の発振器の発振周波数を
静電容量Ｃｘの変化に対応させて変化させ、両者の周波
数差、或は、位相差を得るという形態のもので、得た差
を電圧に変換して人又は物体等の接近を検出しようとす
るものが一部にはある。しかし、この装置でも発振周波
数に高い周波数を用いているため、上述の従来装置と同
様な不都合があるうえ、各機能ブロック間の信号伝達が
シ−ケンシャルな構成であるため、ＰＬＬ回路を利用し
たル−プ状の動作機能を有せず、また、ヒステリシス特
性などの回路構成特有の重要機能等を有していないの
で、微細で正確な容量変化を検出できないという問題が
ある。以上のように、従来の静電容量式近接検出装置で
は、実用上解決しなければならない様々な問題点があ
る。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明が解決
しようとする課題は、従来の静電容量式の近接検出装置
における不都合を解決するため、低い周波数の発振器の
使用をすると共にセンサ−となる電極板と検出装置を離
して設置できる構造とし、また、センサ−には導電性の
材料であれば、金属以外の任意の材料を使用でき、しか
も、センサ−の大きさや形状を種々設定することによっ
て、対象の大小や形態に如何に拘らず人や物体等の近接
を、接近度合に対応させて正確に検出できて、検出範囲
も十分に広く、更に、誤動作や不要電波による周囲への
影響も極めて少ない静電容量式の近接検出装置を提供す
ることにある。

【００２７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
を目的としてなされた本発明の構成は、棒状，面状など
適宜形態に導電性材料で形成したセンサ−体であって、
人や物体等が近接や接触したりその状態から離反するの
を検出しようとする建物や装置など適宜対象に配置する
センサ−体と、該センサ−体に接続された時定数決定部
を有する前置発振器と、該前置発振器に接続されたフェ
−ズ・ロックド・ル−プ回路と、該フェ−ズ・ロックド
・ル−プ回路に接続された出力回路を備えて静電容量の
検出手段を形成すると共に、この検出手段における上記
前置発振器の発振周波数とフェ−ズ・ロックド・ル−プ
回路の自走周波数とキャプチャ−レンジを、静電容量の
検出態様に応じて予め調節設定することにより、人や物
体等が前記対象に近接，接触、或は、この状態から離反
することによる静電容量の変化を検出するようにしたこ
とを特徴とするものである。

【００２８】

【実施例】次に本発明の実施例を図により説明する。実
施例の説明に先立ち、本発明装置に用いるＰＬＬ回路の
基本原理について図２により説明する。

【００２９】ＰＬＬ回路は、自己のもつ発振周波数（自
走周波数）を変化させることができる範囲（以下、可変
能力範囲という）において、外部からの入力周波数に対
し、自走周波数を強制的に変えて、その外部入力周波数
と同じ周波数で発振し、また、外部入力周波数が変動す
ればこれに追従して、同じ周波数で発振する特性をもつ
回路である。

【００３０】図２は、このＰＬＬ回路の基本構成を示し
た機能ブロック図である。図において、11は位相比較
器、12は電圧制御発振器（以下、ＶＣＯという）、13は
ル−プフィルタ、Ｒ₁は抵抗器、Ｃ₁はコンデンサを示
す。また、ｆ₁は位相比較器11へ外部から供給される入
力周波数、ｆ₂はＶＣＯ12が電圧制御されて自走周波数
が変化した状態の出力周波数、(ｆ₂)はＶＣＯ12が電圧
制御されていないときの自走周波数と同じ出力周波数、
ｖ₁は位相比較器11の出力電圧、ｖ₂はル−プフィルタ13
の出力電圧を示す。

【００３１】上記ＶＣＯ12は、外部から入力される制御
用電圧により、その発振周波数が可変制御（電圧制御）
されるが、その制御用電圧は、ル−プフィルタ13で発生
される出力電圧ｖ₂である。ＰＬＬ回路は当初この出力
電圧ｖ₂が発生していない、つまりＶＣＯ12が電圧制御
されていないいわゆる初期状態である。従って、ＶＣＯ
12は、予め設定された抵抗器Ｒ₁とコンデンサＣ₁によっ
て決定される時定数によって自走周波数(ｆ₂)で発振
し、これが当初のＶＣＯ12の出力周波数(ｆ₂)として位
相比較器11への比較基準用入力周波数として供給され
る。

【００３２】次に、この初期状態以降の動作について説
明する。位相比較器11は、２種類の周波数入力、すなわ
ち外部からの入力周波数ｆ₁と、ＶＣＯ12の出力周波数
(ｆ₂)の位相をリアルタイムで比較し、その差を出力電
圧ｖ₁として発生する。位相比較器11では入力する２つ
の周波数ｆ₁，(ｆ₂)が異なるとき、及び、同じ周波数で
あっても両者の位相差が90°以外のときは、両入力周波
数ｆ₁，(ｆ₂)におけるその時点での電圧極性が、互いに
同じ極性のときは正電圧を、また、反対極性のときは負
電圧をそれぞれ発生する。

【００３３】ル−プフィルタ13は、位相比較器11の出力
電圧ｖ₁を積分して直流成分の正または負の出力電圧ｖ₂
を発生し、この出力電圧ｖ₂をＶＣＯ12の自走周波数を
変えるための自走周波数制御電圧として当該ＶＣＯ12に
供給する。これにより、ＶＣＯ12は当初の出力周波数
(ｆ₂)が先の入力周波数ｆ₁と等しくなる方向へ変化する
ように、その出力周波数の制御を可変能力範囲で行い、
電圧制御された出力周波数ｆ₂として、再び位相比較器1
1に帰還させる。

【００３４】位相比較器11では、先の入力周波数ｆ
₁と、出力制御されて帰還されるＶＣＯ12の出力周波数
ｆ₂とが同周波数であり、かつ、両者の位相差が90°に
なったとき、この位相比較器11の出力電圧ｖ₁は殆んど
なくなる（極めて０に近い）のでル−プフィルタ13の出
力電圧ｖ₂も０に向うことになる。

【００３５】この結果、ＶＣＯ12は、それまで行なって
いた電圧制御状態から、非電圧制御状態へ移行を始め
る。この移行が始まると、位相比較器11へ帰還させてい
た出力周波数ｆ₂も変化を始めるので、これに伴い位相
比較器11に出力電圧ｖ₁が再び発生し、上述のようにル
−プ状になった動作を繰り返す。

【００３６】上記のル−プ状動作は、電気的スピ−ド
で、ＰＬＬ回路内において瞬時に生じているので、実用
上では、位相比較器11の出力電圧ｖ₁に対応して発生さ
れるル−プフィルタ13の安定した制御用の出力電圧ｖ₂
によって、ＶＣＯ12は、入力周波数ｆ₁と等しくなるよ
うに制御され、入力周波数ｆ₁と同じ周波数で安定した
状態で発振し、追従動作をしている状態となる。このよ
うに、ＶＣＯ12が、位相比較器11への入力周波数ｆ₁に
追従して同じ周波数で発振している状態を、ＰＬＬ回路
がロックされた状態（ロック状態）という。

【００３７】一方、ＰＬＬ回路が、前記のロック状態で
あるとき、入力周波数ｆ₁を変化させて、この周波数ｆ₁
をＶＣＯ12の出力周波数ｆ₂から次第に遠ざけていく
と、ある点から上記のロック状態を保持できなくなる。
ここで、入力周波数ｆ₁に追従していたＶＣＯ12の出力
周波数ｆ₂と、ＶＣＯ12の非電圧制御時の出力周波数
（ｆ₂)、つまり、当初の自走周波数との偏差の範囲をロ
ックレンジＬｒ（このレンジは保持範囲、トラッキング
レンジともいう）という。ロックレンジＬｒの範囲の一
例を図３に示す。

【００３８】他方、位相比較器11が、このロックレンジ
Ｌｒの範囲外の入力周波数ｆ₁と、ＶＣＯ12の出力周波
数(ｆ₂)の位相をリアルタイムで比較する場合、後段の
回路では、先に述べた動作を行ないかけるが、図３に示
したロックレンジＬｒから外れた入力周波数ｆ₁は、Ｖ
ＣＯ12の出力周波数ｆ₂の可変能力範囲外であるため
に、追従動作は行なえない。従って、位相比較器11の出
力電圧ｖ₁は、瞬時的に０になることはあっても、殆ん
どの場合において正電圧と負電圧が交互に出力される状
態となるので、この位相比較器11の出力電圧ｖ₁を積分
して出力電圧ｖ₂を発生するル−プフィルタ13では、前
記の正電圧と負電圧が打ち消し合い、結果的に出力電圧
ｖ₂は発生しない０の状態となる。ル−プフィルタ13の
出力電圧ｖ₂がないときは、ＶＣＯ12が電圧制御されな
い状態であるから、ＰＬＬ回路は当初の自走周波数で発
振して、その出力周波数は(ｆ₂)となるので、この状態
をＰＬＬ回路の非ロック状態という。なお、位相比較器
11への入力周波数ｆ₁がないときにも、上述と同様に、
ＰＬＬ回路は非ロック状態である。ＰＬＬ回路はこの非
ロック状態が先の初期状態と等しい状態である。

【００３９】ＰＬＬ回路が当初非ロック状態にあると
き、入力周波数ｆ₁をｆ₁’あるいはｆ₁”（図３のＡ又
はＡ’に対応）へ次第に変化させて、それをＶＣＯ12の
出力周波数(ｆ₂)へ近づけていくと、ある時点からＰＬ
Ｌ回路はロック状態になる。このときの入力周波数
ｆ₁’或はｆ₁”に追従し始めるＶＣＯ12の出力周波数ｆ
₂の非電圧制御時の出力周波数(ｆ₂)、つまり、当初の自
走周波数に対する偏差の範囲をキャプチャ−レンジＣｒ
（このレンジは引込み範囲、ロックインレンジともい
う）という。キャプチャ−レンジＣｒの範囲の一例を図
３に示す。

【００４０】このキャプチャ−レンジＣｒと、前記ロッ
クレンジＬｒは共に、ＶＣＯ12の当初の自走周波数、す
なわち、出力周波数(ｆ₂)を中心に周波数の高い方と低
い方へほぼ均等に広がる範囲としてそれぞれ示される。
ここで、キャプチャ−レンジＣｒとロックレンジＬｒ
は、ＰＬＬ回路が、入力周波数ｆ₁’を捕えてロック状
態になるのか、または、捕えられていた入力周波数
ｆ₁’が離れて非ロック状態となるかにより、その動作
状態が異なるために、キャプチャ−レンジＣｒはロック
レンジＬｒよりもやや狭くヒステリシスＬｈが介在する
という事実がある。図３にこのヒステリシスＬｈの一例
を示す。なお、図３において、横軸は周波数を表わし、
左側から右側に向って周波数が高くなっている。上述の
ＰＬＬ回路においては、図２のル−プフィルタ13がもつ
特性等を変えたり、その出力電圧ｖ₂、すなわち、ＶＣ
Ｏ12の自走周波数制御電圧を、可変抵抗器などを用いる
ことによりレベル調整したり、あるいは、そのＶＣＯ12
の発振特性等を変えたりすることなどにより、キャプチ
ャ−レンジＣｒの幅をＰＬＬ回路の諸動作に影響のない
範囲で任意に調整することが可能である。

【００４１】以上に説明したＰＬＬ回路のル−プ状をな
す諸動作により、その回路構成内で生じる変化、すなわ
ち、位相比較器11の出力電圧ｖ₁、および、ル−プフィ
ルタ13の出力電圧ｖ₂の変化を適宜利用し、それらを処
理することにより、そのＰＬＬ回路へ入力される周波数
が変動する様子を正確に捕らえることができる。また、
ＰＬＬ回路では上記例とは逆に、入力周波数側を固定周
波数とし、自走周波数(ｆ₂)の側を変動（変遷）させる
状態としても、ル−プフィルタ13の特性がＶＣＯ12に影
響しない範囲の変動（変遷）であれば、キャプチャ−レ
ンジＣｒおよびロックレンジＬｒとも、自走周波数
(ｆ₂)のその変動（変遷）に付随して変遷するので、Ｐ
ＬＬ回路は上記例と同様のル−プ状の諸動作を行なう。
更に、入力周波数ｆ₁と、自走周波数(ｆ₂)の側との双方
が変動（変遷）する場合でも、ＰＬＬ回路は上記例で説
明したのと同様のル−プ状の諸動作を行なう。このこと
は、ＰＬＬ回路における構成要素の中で位相比較器11を
基準にして上記の各動作をみると、入力周波数ｆ₁とＶ
ＣＯ12の自走周波数(ｆ₂)との間には、相対関係がある
ことを示している。

【００４２】本発明装置では、上記ＰＬＬ回路とは別に
前置発振器を設け、その発振出力をＰＬＬ回路における
位相比較器の入力周波数ｆ₁に相当させて、ＰＬＬ回路
で予め受信しておき、センサ−から検出される電気的容
量等の変化により、その前置発振器の出力周波数、又
は、ＰＬＬ回路の電圧制御発振器自体の出力周波数が変
化するように全体の回路を構成することにより、それら
の周波数の変化状態に伴いＰＬＬ回路の動作状態が変化
するのを検出するようにした。

【００４３】即ち、本発明は、入力周波数ｆ₁とＶＣＯ1
2の自走周波数(ｆ₂)との相対関係、ＰＬＬ回路の特性で
ある変動する入力周波数ｆ₁に対するロック動作、ロッ
ク解除動作、並びに、キャプチャ−レンジＣｒ、ロック
レンジＬｒ、ヒステリシスＬｈの各関係に着目し、人又
は物体が対象に接近する状態を静電容量の状態変化とし
て正確に検出できるようにして近接検出装置を開発した
ものであるので、以下、本発明による近接検出装置を実
施例により説明する。なお、先にも述べたが、本発明に
おける近接には人又は物体と対象との接触状態も含むも
のである。

【００４４】

【実施例１】図１は、本発明の物体等の近接検出装置の
一例において、その検出部の要部構成の一例を示す機能
ブロック図である。この図１において、21aはＯＳＣ21
の発振用回路、21bはＣＲコンポ−ネントである。22aは
ＰＬＬ回路22の位相比較器、22bはＶＣＯ、22cはル−プ
フィルタ、23はアナログ出力アンプ、24は出力ロ−パス
フィルタ、25はデジタル出力回路、26Sはセンサ−、
Ｒ₁，Ｒ₂は抵抗器、Ｃ₁，Ｃ₂はコンデンサである。図
中、Ｉｎはセンサ−26Sから得られる電気的容量等の変
動信号入力点、ｆはＯＳＣ21の出力周波数の全体を示
し、この周波数ｆの中で静電容量の変化検出前（非検出
時）の出力周波数をｆ₁、静電容量の変化検出後（検出
時）の出力周波数をｆ₁'とする。一方、ｆ₂はＶＣＯ22b
が電圧制御されているとき（電圧制御時）の自走周波数
が変化した状態の出力周波数、(ｆ₂)はＶＣＯ22bが電圧
制御されていないとき（非電圧制御時）の自走周波数と
同じ出力周波数、ｖ₁は位相比較器22aの出力電圧、ｖ₂
はル−プフィルタ22cの出力電圧、ｖ₃は出力ロ−パスフ
ィルタ24の出力電圧、Ｄｏはデジタル出力回路25の出力
信号、Ａｏはアナログ出力アンプ23の出力信号を示すも
のとする。

【００４５】図１に示す本発明装置の一例により、図12
に示す人又は物体等が対象ＯＢＪに接近したことの検出
態様を、第１実施例として説明する。まず、センサ−26
Sから検出される静電容量の変動信号に伴い出力周波数
ｆ₁が変化する前置発振器21（以下、ＯＳＣ21という）
は、静電容量の変化が検出されないときの出力周波数ｆ
₁を、それを受信するＰＬＬ回路22のロックレンジＬｒ
の範囲外のものとして初期条件の設定をする。次いで、
前記ＯＳＣ21には、静電容量の変化を検出するとその検
出に伴い変化する出力周波数ｆ₁'が、このＰＬＬ回路22
のキャプチャ−レンジＣｒの範囲内に入ることにより、
前記ＰＬＬ回路22がロック状態で動作するように初期条
件を設定する。この両条件を満たすことを考慮して、Ｐ
ＬＬ回路22がもつＶＣＯ22bの出力周波数(ｆ₂)（自走周
波数）とキャプチャ−レンジＣｒの幅と、ＯＳＣ21の出
力周波数ｆ₁を決定する予備時定数とを、予め適宜設定
し調節しておく。これによってこの実施例では、図12の
人50が対象ＯＢＪに対し予め設定した基準位置ＰＯＳの
内側（対象側）に位置することに伴い生ずる静電容量の
変化によってロック状態になるＰＬＬ回路22の自走周波
数の制御電圧と、静電容量が変化しないとき非口ック状
態で出力される自走周波数の制御電圧との電圧差によ
り、前記静電容量の変化分を検出することができること
となる。

【００４６】図１のＯＳＣ21では、その発振用回路21a
に抵抗器Ｒ₂とコンデンサＣ₂とからなるＣＲコンポ−ネ
ント21bを接続して予備時定数を形成し、その抵抗器Ｒ₂
とコンデンサＣ₂の接続点に、変動信号入力点Ｉｎを経
由してセンサ−26Sから得られる静電容量の変動信号が
入力されるようにして、検出部が形成されている。

【００４７】上記のＣＲコンポ−ネント21bにおいて
は、センサ−26Sから入力点Ｉｎを経由して入力される
人や物体の接近状態を示す信号が、容量変化型信号の場
合には、その容量成分Ｃを、また、抵抗変化型信号の場
合には、その抵抗成分Ｒを、それぞれ予備時定数に合成
することによって、センサ−26Sから得られる人や物体
等の対象に近接する度合によって変化する静電容量の変
化を一層強調する機能がある。実施例１の検出装置では
前記容量成分Ｃや抵抗成分Ｒの変化の影響を直接受ける
ＯＳＣ21の出力周波数ｆの変動を、後段のＰＬＬ回路22
へ与えて受信させ、人や物体が対象、即ち、センサ−に
近接したことを検出するので、この実施例１の検出装置
では、このＣＲコンポ−ネント21bのコンデンサＣ₂の容
量と、センサ−26Sから得られる被検出体の容量成分Ｃ
とを合算した値である合成容量値により総合時定数を形
成し、ＰＬＬ回路22へ受信させるＯＳＣ21の出力周波数
ｆを変化させるようにしている。

【００４８】実施例１の近接検出装置は、静電容量の変
化が検出される前においてＯＳＣ21の出力周波数がｆ₁
であり、ＰＬＬ回路22のキャプチャ−レンジＣｒの範囲
外（外側）の周波数で非ロック状態のため、そのＶＣＯ
22bは出力周波数(ｆ₂)（自走周波数）で発振して、自走
周波数の制御電圧は０となっている。この状態を外部へ
報知するため、アナログ出力信号Ａｏは０（０ボルト）
を、デジタル出力信号Ｄｏは１（一定電圧値）を、それ
ぞれ出力している。

【００４９】つぎに、センサ−26Sから得られる静電容
量の変化信号がある場合、ＯＳＣ21の変化前の出力周波
数ｆ₁が、出力周波数ｆ₁'に変化する。この変化が生じ
ると、その静電容量の変動信号の検出に備えていたＰＬ
Ｌ回路22は、ＯＳＣ21の出力周波数ｆ₁'と、ＶＣＯ22b
の出力周波数(ｆ₂)との位相を、リアルタイムで比較
し、ＶＣＯ22bに追従動作をさせるように作用する。こ
こで、ＶＣＯ22bは初期調整により、静電容量の変化が
検出されるときのＯＳＣ21の出力周波数ｆ₁'の近傍に、
当該ＶＣＯ22bの出力周波数(ｆ₂)（自走周波数）が設定
されているので、ＯＳＣ21の出力周波数ｆ₁'は、このＰ
ＬＬ回路22のキャプチャ−レンジＣｒの内側となり、従
って、ＰＬＬ回路22はロック状態において追従動作を行
なう。

【００５０】この結果、ＶＣＯ22bは、このＰＬＬ回路2
2で受信している静電容量の変化が検出されたときのＯ
ＳＣ21の出力周波数ｆ₁に等しい値の出力周波数ｆ₂で発
振することになり、その追従動作を維持するための自走
周波数制御電圧ｖ₂には、初期設定した出力周波数(ｆ₂)
（元の自走周波数）に対する変位量が現れる。

【００５１】この自走周波数制御電圧ｖ₂は、ＰＬＬ回
路22がロック状態にあるため、静電容量の変化検出時に
おけるＯＳＣ21の出力周波数ｆ₁'のＶＣＯ22bのもつ出
力周波数(ｆ₂)（元の自走周波数）に対する変位量とし
て置換することができる。また、その出力周波数ｆ₁'の
ロックレンジＬｒ内での変動に対しては、ＰＬＬ回路22
が追従動作を維持するため、この自走周波数制御電圧ｖ
₂は、その変動に対して、リニアに変化する。

【００５２】そして、このＯＳＣ21の出力周波数ｆ₁'の
変動は、検出している静電容量の変動により喚起される
ものであるから、ＰＬＬ回路22がロック状態にあると、
その自走周波数制御電圧ｖ₂は、センサ−26Sにより検出
されている静電容量の変動信号に対応して、リニアに変
化することになる。

【００５３】上記の自走周波数制御電圧ｖ₂は、アナロ
グ出力アンプ23にも入力されているので、アナログ出力
信号Ａｏには、センサ−26Sにより検出中の静電容量の
変動に対応して、正または負の電圧が、リニアに外部へ
出力される。また、出力ロ−パスフィルタ24では、位相
比較器22aの出力電圧Ｖ₁の絶対値をル−プフィルタ22c
よりも大きな時定数により積分して安定した直流成分の
出力電圧Ｖ₃を出力し、この出力電圧Ｖ₃を基にしてデジ
タル出力回路25では二値的に処理しているので、このと
きのデジタル出力信号Ｄｏとしては、０（０ボルト）が
出力される。

【００５４】上記において、静電容量の変化が検出され
ているときのＶＣＯ22bの出力周波数ｆ₂とロックレンジ
Ｌｒ、キャプチャ−レンジＣｒ、およびＯＳＣ21の出力
周波数ｆ₁→ｆ₁'の相関関係を図３を参照しながら説明
する。

【００５５】ＯＳＣ21は静電容量を検出する前の出力周
波数が予めｆ₁に設定されているので、静電容量の変化
検出によって変化した出力周波数ｆ₁'がキャプチャ−レ
ンジＣｒの内側に入ると、ＰＬＬ回路22はロック状態の
動作開始をし、これによりその位相比較器22aの出力電
圧ｖ₁とル−プフィルタ22cの出力電圧ｖ₂が変化する。
従って、これらの出力電圧ｖ₁，ｖ₂の変化から逆にＯＳ
Ｃ21の当初の出力周波数ｆ₁が静電容量変化の影響を受
けてそのときの出力周波数ｆ₁'がキャプチャ−レンジＣ
ｒの内側に入ったか否かが検出され、その結果、静電容
量の変化の有無、つまり、図 の対象ＯＢＪに人や物体
等が基準位置ＰＯＳに達したかどうかがデジタル出力信
号Ｄｏの有無によって明確に判別できるのである。

【００５６】このあと、ＯＳＣ21の出力周波数ｆ₁'が図
３のロックレンジＬｒの内側にあれば、ＰＬＬ回路22は
ロック状態で追従動作を継続するので、ル−プフィルタ
22cの出力電圧ｖ₂（自走周波数制御電圧）によって、ア
ナログ出力信号Ａｏには、検出中の静電容量の変化量に
対応してリニアに変化する電圧が出力される。これによ
って、人や物体の対象への近接状態を前記出力信号ＡＯ
を表示することにより、アナログ的に見ることができる
こととなる。静電容量に変化がなくなる、つまり、人や
物体等が基準位置ＰＯＳの外側に位置するとき、ＯＳＣ
21はロックレンジＬｒの外側に初期設定した出力周波数
ｆ₁にもどってＰＬＬ回路22は非ロック状態となり、全
てがその検出前の状態に戻る。つまり、これによって図
の対象ＯＢＪに基準位置ＰＯＳより内側に接近した人
や物体等が基準位置の外側に出たことを示すこともでき
るのである。

【００５７】ここで、ＰＬＬ回路22を最初のロック状態
に遷移させるための入力周波数ｆ₁'を受け入れる範囲、
すなわち、キャプチャ−レンジＣｒは図３で示すとおり
そのロックレンジＬｒよりも狭い周波数の範囲となる。
これは、ＰＬＬ回路22がキャプチャ−レンジＣｒの範囲
を先に調整することによって、ロックレンジＬｒの範囲
がおのずから決まる特性を有することに起因するもので
ある。従って、ＰＬＬ回路22は、一旦ロック状態（安定
状態）になると、ＶＣＯ22bが出力周波数ｆ₂の制御を行
なうことができる可変能力範囲（ロックレンジＬｒ）を
超えない範囲であって、キャプチャ−レンジＣｒの外側
に及ぶような受信入力周波数（ＯＳＣ21の出力周波数ｆ
₁'）の変動に対しても安定した追従動作を行う。

【００５８】また、最初に受信する入力周波数（ＯＳＣ
21の出力周波数ｆ₁）と自走周波数(ｆ₂)との比較時に、
この入力周波数ｆ₁がロックレンジＬｒの外縁界周波数
にほぼ等しい入力周波数であっても、このＰＬＬ回路22
は、ロックレンジＬｒよりも狭いキャプチャ−レンジＣ
ｒに対してのみ感応してロック状態となるという特性を
もつので、非ロック状態からロック状態へ、逆に、ロッ
ク状態から非ロック状態へ、それぞれ遷移するとき、両
レンジＣｒとＬｒとには図３で示すヒステリシスＬｈが
あることが判る。

【００５９】従って、ヒステリシスＬｈがあることによ
り、ロックレンジＬｒの外縁界周波数にほぼ等しい入力
周波数ｆ₁であっても、不安定な動作を起こすことはな
く、常に安定した状態で静電容量の変化検出に備えるこ
ともできる。

【００６０】上記の近接検出装置において、ＯＳＣ21へ
入力点Ｉｎを経由して入力される、センサ−26Sから得
た静電容量の変動信号を、大きく、かつ滑らかに捕らえ
るためには、ＣＲコンポ−ネント21bのコンデンサＣ₁の
値を、検出しようとする静電容量の変化する範囲と同
等、もしくは、それより小さくすることが望ましい。例
えば、センサ−26Sにより検出される静電容量の変化範
囲が10の範囲とすれば、コンデンサＣ₁の容量成分Ｃの
値は５程度にするのである。

【００６１】しかしながら上記のような値を設定する
と、ＯＳＣ21とＶＣＯ22bの発振周波数がともに高めに
なる上に、変化範囲も大きくなり過ぎ、キャプチャ−レ
ンジＣｒの内側に収まらなくなることがあり得る。そこ
で、実用上は、静電容量の変化検出に伴うＯＳＣ21の出
力周波数ｆ₁'の変動範囲が、10％程度までに収まるよう
に、ＣＲコンポ−ネント21bの予備時定数の値を設定す
ることが望ましい。こうすることによってセンサ−26S
により、例えば、人や物体や対象に対し基準位置内に近
接したか否かから、近接が検出された場合の接近度合ま
でを明確に検出できるのである。

【００６２】また、検出される人や物体の近接状態によ
って、ＯＳＣ21の出力周波数ｆ₁が変化するとき、近接
の程度が所定の近接位置より内側か外側かを監視する場
合には、ＣＲコンポ−ネント21bのコンデンサＣ₁の値
は、静電容量の変化容量を勘案して、妥当な値に設定し
ておき、キャプチャ−レンジＣｒの幅を、予め調整して
おくことにより、近接する人や物体等の近接状態が一線
を起えたかどうかを検出することができる。

【００６３】上述した検出結果の報知は、各状態におい
て検出したレベルを、アナログ出力アンプ23から取り出
し、そのアナログ出力信号Ａｏによりメ−タ等を駆動さ
せることによって視覚的に表示することができる。ま
た、デジタル出力回路25からのデジタル出力信号Ｄｏに
より、設定した基準位置を超えたことをブザ−等を作動
させて、警報音等として発生させることもできる。

【００６４】ここで、ＰＬＬ回路22の特性は、先にも述
べた通り、キャプチャ−レンジＣｒの範囲を先に調整す
ることによって、ロックレンジＬｒの範囲がおのずから
決まる特性を持つので、これによってヒステリシスＬｈ
の幅も必然的に決まってしまう。従って、本発明の近接
検出装置では、キャプチャ−レンジＣｒの範囲と、ＣＲ
コンポ−ネント21bのコンデンサＣ₁とを、適宜に選択す
ることによって、ヒステリシスＬｈの幅を上記例におけ
る各動作のタイミング差に対応できるように設定するこ
とができる。

【００６５】なお、センサ−26Sの形状は、静電容量の
変化を捕らえ、これを電気的に伝達することのできるも
のであれば、センサ−体としての形状や形態は特に問題
にならない。図12に示した本発明近接検出装置の設置に
おいては、一例として透明電極に使用する導電体をセン
サ−26Sの電極板26やア−ス板29として用い、設置対象
ＯＢＪが電極板26やア−ス板49の設置によって視覚上の
障害とならないようにすることができる。

【００６６】以上のように、実施例１の近接検出装置で
は、人や物体等が近接したことを検出したい対象に対し
て、接触あるいは非接触で静電容量の変化を検出するセ
ンサ−26Sを、時定数決定部を有するＯＳＣ21へ接続
し、このＯＳＣ21に接続されたＰＬＬ回路22において、
前記センサ−26Sにより検出された静電容量の変化値
と、前記時定数決定部で予め設定した予備時定数とを合
算した総合時定数で決定されるＯＳＣ21の出力周波数ｆ
₁'の変化する範囲が、ＰＬＬ回路22のキャプチャ−レン
ジＣｒの内側に及ぶ（入る）ように、ＰＬＬ回路22の自
走周波数(ｆ₂)とキャプチャ−レンジＣｒの範囲とを各
々設定し、前記センサ−26Sより検出される静電容量の
変化に伴い発生するＶＣＯ22bの自走周波数の制御電圧
ｖ₂の変化を検出することにより、前記対象に対する人
や物体の近接を検知するようにしたのである。

【００６７】

【実施例２】次に、本発明検出装置による第２実施例の
検出態様について説明する。この第２実施例の検出態様
は、第１実施例の静電容量変化の検出装置において、Ｐ
ＬＬ回路22のキャプチャ−レンジＣｒの範囲を任意に調
節することによって、センサ−26Sにより検出される静
電容量の全変化範囲の中で、対象の近接範囲の中で予め
設定したエリアに接近したかどうかを検知することがで
きるようにしたものである。

【００６８】このため第２実施例の検出装置では、その
検出装置におけるＰＬＬ回路22のキャプチャ−レンジＣ
ｒの範囲だけを、その諸動作に影響がない範囲で予め任
意に調節設定しておき、静電容量の変化が検出されたと
き変化するＯＳＣ21の出力周波数ｆ₁'が、任意に設定さ
れたキャプチャ−レンジＣｒの内側にあるか否かの検出
を行い、これによってセンサ−26Sにより検出される静
電容量の変化が、その変化の全範囲の中のある特定の範
囲に及んだことを検知するようにした。

【００６９】図４は、第２実施例の検出態様において静
電容量の変化が特定の範囲に及んだことを検出する原理
を説明する図である。図中の符号は図３と同一である
が、図４における矢印Ｃはキャプチャ−レンジＣｒを広
げる方向を、矢印Ｃ'はキャプチャ−レンジＣｒを狭め
る方向をそれぞれ示し、また、矢印ＤはロックレンジＬ
ｒが広がる方向を、矢印Ｄ'はロックレンジＬｒが狭ま
る方向をそれぞれ示すものとする。

【００７０】而して、第２実施例の検出では、図４に示
すように、検出可能な静電容量の変化する範囲、すなわ
ち、静電容量検出時に、その静電容量が変化する前のＯ
ＳＣ21の出力周波数ｆ₁から、静電容量の変化が検出さ
れた後の出力周波数ｆ₁"までの変化の全範囲（矢印
Ａ'）の中の特定領域で、例えば矢印Ａで示すような変
化途中におけるＯＳＣ21の出力周波数ｆ₁'と、ＰＬＬ回
路22のキャプチャ−レンジＣｒを包括した範囲のロック
レンジＬｒとを一致させ、他の変化領域では不一致とな
るように本発明の近接検出装置に対して設定をする。こ
のようにすると、対象に接近したある幅（距離）の範囲
に人や物体等があれば、その範囲内で同じレベルの近接
検出出力を得ることができる。

【００７１】また、ＰＬＬ回路22のキャプチャ−レンジ
Ｃｒの範囲は、ル−プフィルタ−22cがもつ特性を変え
たり、ＶＣＯ22bの自走周波数を制御するための電圧ｖ₂
を、可変抵抗器を（図示せず）を回路中に挿入してレベ
ル調整したり、或は、そのＶＣＯ22bの発振特性を変え
たりすることなどによって、ＰＬＬ回路22の諸動作に影
響がない範囲で、予め任意に調節を行なう。ここで、キ
ャプチャ−レンジＣｒとロックレンジＬｒは共に、ＶＣ
Ｏ22bの出力周波数(ｆ₂)（自走周波数）を中心に周波数
の高い側と低い側へ均等に広がる範囲をもつので、キャ
プチャ−レンジＣｒの範囲は、矢印Ｃ、またはＣ'の方
向へ自走周波数を中心に左右対称に調節することができ
る。また、ロックレンジＬｒの範囲は、既に説明した通
りキャプチャ−レンジＣｒの範囲を決定したとき、ＰＬ
Ｌ回路22の特性によりおのずと決まる。即ち、ロックレ
ンジＬｒは矢印Ｄ、またはＤ'の方向へ調節され、その
変化率は必ずしも同じにはならないが、キャプチャ−レ
ンジＣｒの変化に同期して同一方向に、自走周波数を中
心に左右対称に調節されるのである。

【００７２】ここで、上記のキャプチャ−レンジＣｒの
範囲を決定することにより特定される領域において、初
めに容量変化が検出されるポイント（臨界点）は、キャ
プチャ−レンジＣｒの内側にＯＳＣ21の出力周波数ｆ₁'
が位置し始めるところであり、検出を終えて元に戻ると
きのポイント（限界点）はロックレンジＬｒの外側にＯ
ＳＣ21の出力周波数ｆ₁'が位置したところであるため、
初期状態設定の段階で、静電容量の変化検出前のＯＳＣ
21の出力周波数ｆ₁が、上記ロックレンジＬｒの外側に
確実に位置するようにして、検出を終えた時点でＰＬＬ
回路22が非ロック状態になるように初期設定をする。な
お、上述したようにＶＣＯ22bの発振特性等を変えて、
キャプチャ−レンジＣｒの範囲を調節する際には、自走
周波数(ｆ₂)を中心にした左右対称のバランスが保たれ
るように発振特性等を変えないと、アナログ出力信号Ａ
ｏのリニアな変化を得られなくなるので、上述の初期状
態の設定とともに留意する必要がある。

【００７３】このように、第２実施例の検出態様によれ
ば、キャプチャ−レンジＣｒの範囲を広げたり、狭めた
りする調節を予め行うことにより、例えば、人や物体等
の対象に対する近接の検出に於て、センサ−26Sから検
出される静電容量の変化によってＯＳＣ21の出力周波数
ｆ₁が図４に示す矢印Ａ'のようにｆ₁からｆ₁"に変化し
ていく範囲の中で、その変化容量に対してコンポ−ネン
ト21bのコンデンサＣ₁の値を、妥当な値に設定しておく
ことにより、前記人や物体の近接や対象から一定の範囲
に及んでいるかどうか検出することができるのである。
この検出結果は、アナログ出力信号Ａｏとデジタル出力
信号Ｄｏにより外部に出力させて、外部に報知したり、
警報表示をすることなどに利用する。

【００７４】以上のように、第２実施例の近接検出の態
様をとれば、ＰＬＬ回路22のキャプチャ−レンジＣｒの
範囲を任意に調節し、センサ−26Sにより検出される静
電容量の変化、つまり、人や物体等の対象に対する近接
が、予め設定されたある特定の範囲に及んだかどうか検
知できるのである。

【００７５】

【実施例３】第３実施例の近接検出の態様では、図１に
示すＰＬＬ回路22のＶＣＯ22bの自走周波数(ｆ₂)を、予
めＯＳＣ21の出力周波数ｆ₁に合わせるなどしてキャプ
チャ−レンジＣｒの内側にある状態にしておき、静電容
量の変化に伴うＯＳＣ21の出力周波数ｆ₁'がＰＬＬ回路
22のロックレンジＬｒの外側へ向う変化をしたか否かを
検出することによって、静電容量の変化の状態、つま
り、人や物体の対象への近接状態を連続的に検知できる
ようにした。

【００７６】この第３実施例の近接検出は、先の第１実
施例の近接検出の態様とは逆の発想に基づき、まず、Ｐ
ＬＬ回路22のＶＣＯ22bの出力周波数(ｆ₂)（自走周波
数）を、予めＯＳＣ21の出力周波数ｆ₁に合わせるなど
してキャプチャ−レンジＣｒの内側にある状態に設定
し、静電容量の変化が検出される前はＰＬＬ回路22をロ
ック状態においておく。この結果、センサ−26Sから静
電容量の変動信号が得られると、ＯＳＣ21の出力周波数
ｆ₁'がＰＬＬ回路22のロックレンジＬｒの範囲から外れ
る側へ変化するので、これに追従するＰＬＬ回路22の自
走周波数の制御電圧ｖ₂も変化することとなるので、こ
の変化した制御電圧ｖ₂と静電容量の変化が検出されて
いないときの自走周波数の制御電圧との電圧差により、
当該静電容量の変化分を検出するようにしたものであ
る。

【００７７】つまり、第３実施例の近接検出の態様を換
言すれば、静電容量検出時のＯＳＣ21の出力周波数ｆ₁'
がＰＬＬ回路22のロックレンジＬｒの範囲外になるよう
に、この検出装置の初期状態を設定しておくことによ
り、静電容量の変化が検出されないときロック状態であ
ったＰＬＬ回路22は、容量変化を検出したとき非ロック
状態へ移行するので、ＰＬＬ回路22がロック状態である
か否かによって位相比較器22aの出力電圧ｖ₁に生じる変
化とこれを基に発生するル−プフィルタ22cの出力電圧
ｖ₂、すなわち、自走周波数の制御電圧を検知して静電
容量の変化の有無を、人や物体等の対象への近接があっ
たかどうかとして検出するように作動するのである。

【００７８】図５は、この第３実施例の近接検出の態様
において、静電容量の変化が検出できる原理を示したも
のである。尚、図５の符号は図３と同一の意味で用いて
いる。第３実施例の検出装置では、この図５に示すよう
に、静電容量の変化が検出される前のＯＳＣ21の出力周
波数ｆ₁と静電容量の変化を検出した後の出力周波数
ｆ₁'、または、出力周波数ｆ₁"を予め設定しておく。そ
して、ＰＬＬ回路22のＶＣＯ22bの出力周波数(ｆ₂)（自
走周波数）を静電容量の変化が検出される前におけるＯ
ＳＣ21の出力周波数ｆ₁に合わせて、ＰＬＬ回路22を予
めロック状態にし、静電容量の変化の検出に備えてい
る。

【００７９】この状態で、例えば静電容量の変化が検出
されてＯＳＣ21の出力周波数ｆ₁が、矢印Ａに示すｆ₁'
に変化した場合、このｆ₁'はロックレンジＬｒの内側で
あるため、ＰＬＬ回路22はロック状態を維持し、そのＯ
ＳＣ21の出力周波数ｆ₁'にＶＣＯ22bの出力周波数ｆ₂を
追従させて発振している。このとき、自走周波数の制御
電圧ｖ₂には、初期状態の自走周波数の制御電圧に対す
る電圧差が現れるが、これは、センサ−26Sから得られ
る静電容量の変動信号にリニアに対応したものであるか
ら、この電圧差により、静電容量の変化分を検出するこ
とができるのである。

【００８０】一方、第３実施例の近接検出においてはＯ
ＳＣ21の出力周波数が、図５の矢印Ａ'のように変化し
て出力周波数ｆ₁"となった場合、このｆ₁"はロックレン
ジＬｒの範囲外のものであるため、ＰＬＬ回路22は非ロ
ック状態になり、ＶＣＯ22bの出力周波数は(ｆ₂)、即
ち、自走周波数となり、自走周波数の制御電圧がない状
態（０の状態）になる。この非ロック状態においては、
位相比較器22aの出力電圧ｖ₁がほぼ常時正負交互に発生
されるので、これを基準に出力ロ−パスフィルタ24を経
由してデジタル出力回路25のデジタル出力信号Ｄｏに
は、このＰＬＬ回路がロック状態にあるか否かが明確に
出力される。従って、このデジタル出力信号Ｄｏを検知
しておくことにより静電容量の変化の有無、つまり、人
や物体が対象へ近接したかどうかを検出することができ
る。

【００８１】第３実施例の検出では、図５に示したよう
に、静電容量の変化を検出する前の初期状態にＰＬＬ回
路22がロック状態であるため、このとき検出装置のデジ
タル出力信号Ｄｏは、先の第１実施例における検出とは
逆に常時０（０ボルト）であり、また、この初期状態に
おいては、ＶＣＯ22bの出力周波数(ｆ₂)（自走周波数）
も、ＯＳＣ21の出力周波数ｆ₁に合わせてあるので、こ
の自走周波数の制御電圧は殆んどない状態（０の状態）
となり、これによって、アナログ出力信号Ａｏも、殆ん
ど０（０ボルト）を示す。

【００８２】以上のように、第３実施例で説明した近接
検出の態様は、予めＰＬＬ回路22の自走周波数(ｆ₂)
を、ＯＳＣ21の出力周波数ｆ₁に合わせるなどしてキャ
プチャ−レンジＣｒの内側にある状態にし、該ＰＬＬ回
路22を予めロック状態にしておき、センサ−26Sにより
検出される静電容量の変化に伴い発生するＰＬＬ回路22
のロックレンジＬｒの範囲から外れる側へ変化する前記
ＯＳＣ21の出力周波数ｆ₁'を検出することにより、ある
対象に対して人や物体の近接することの有無を検知する
ことが出来るのである。

【００８３】

【実施例４】第４実施例の近接検出の態様では、静電容
量の変化前と変化後の両状態において、常時ＰＬＬ回路
22がロック状態を維持できるように予め条件設定をして
おき、この設定条件下で静電容量の変化に伴う自走周波
数の制御電圧の変化（偏差量）によって、静電容量の変
化、つまり、人や物体が基準位置に関してどちらか接近
しているのがとその近接度合を検知することができるよ
うにした。図６は第４実施例の検出における、静電容量
の変化を検出する原理を説明する図であり、図６の符号
は図３と同一の意味である。

【００８４】第４実施例の近接検出の態様では、静電容
量の変化検出前のＯＳＣ21の出力周波数ｆ₁と静電容量
の変化が検出されたＯＳＣ21の出力周波数ｆ₁'とをいず
れもキャプチャ−レンジＣｒの範囲内に設定し、また
は、静電容量の変化検出による出力周波数ｆが矢印Ａ'
やＢのように変化する場合には、そのときのＯＳＣ21の
出力周波数ｆ₁"がロックレンジＬｒの範囲内（内側）に
収まるように、この検出装置の初期状態を予め設定して
おく。

【００８５】この初期設定により、検出装置のＰＬＬ回
路22は、ＯＳＣ21の出力周波数ｆ₁に許容される変化範
囲、すなわち、静電容量の変化検出が可能な範囲の全域
に対して、常にロック状態を維持することになる。そし
て、センサ−26Sから得られる静電容量の変動信号の受
信に伴いＶＣＯ22bの出力周波数(ｆ₂)の制御電圧、即
ち、自走周波数の制御電圧ｖ₂は、前記容量の変化量に
対応した形で変化するので、アナログ出力信号Ａｏに
も、それに対応したリニアな電圧変化が出力されること
になる。

【００８６】図７は、第４実施例の近接検出の態様にお
いて、アナログ出力信号Ａｏの電圧出力の可変範囲と、
ロックレンジＬｒにおける上，下の限の周波数との関係
を示す図である。図７の符号は図６と同一であるが、ｆ
₃はロックレンジＬｒの上限側の周波数、ｆ₄は下限側の
周波数を示し、＋ｖ，−ｖは共にアナログ出力信号Ａｏ
の出力上，下限電圧を示し、特に、＋ｖ₄，−ｖ₄'，−
ｖ₄"はそれぞれ先の図６で設定したこの検出装置のＯＳ
Ｃ21の各出力周波数ｆ₁，ｆ₁'，ｆ₁"に対応しているア
ナログ出力信号Ａｏの電圧を示している。

【００８７】第４実施例の近接検出においては、図７に
示すように、静電容量の変化が検出されないときにおい
てＯＳＣ21の出力周波数ｆ₁がある場合、アナログ出力
信号Ａｏには＋ｖ₄が出力されている。そして、静電容
量の変化が検出されるとき、例えば、ＯＳＣ21の出力周
波数ｆ₁が矢印Ａに示すｆ₁'に変化すると、ＰＬＬ回路2
2では追従動作が行われるために、ＶＣＯ22bの自走周波
数の制御電圧が変化するので、これによりアナログ出力
信号Ａｏには図のように−ｖ₄'が出力される。

【００８８】また、静電容量の変化が検出されるとき、
例えば、ＯＳＣ21の出力周波数ｆ₁が矢印Ａ'やＢに示す
周波数ｆ₁"に変化しても、変化した出力周波数ｆ₁"はＰ
ＬＬ回路22がもつロックレンジＬｒの内側にあるため、
安定した状態でアナログ出力信号Ａｏには図７に示す−
ｖ₄"が出力される。

【００８９】したがって、第４実施例の近接検出ではＶ
ＣＯ22bの自走周波数の制御電圧を基に発生されている
アナログ出力信号Ａｏの電圧差によって、静電容量の変
化が検出でき、しかも、その変化と出力の関係はリニア
であるから、予め静電容量の変化の全域に対する出力電
圧の差を測定しておけば、人や物体が対象にどの程度近
接したかも判断することが可能となる。この検出結果の
報知方法は、すでに述べた実施例の場合と同様にアナロ
グ出力信号Ａｏにメ−タ等を接続することにより、対象
に対する人や物体等の近接状況の全貌を視覚的に表示す
ることができる。

【００９０】ここで、ＯＳＣ21の出力周波数が図７に示
した出力周波数ｆ₁"のように、ＰＬＬ回路22のロックレ
ンジＬｒの内側であるがキャプチャ−レンジＣｒの外側
となる状態にあるとき、何らかの理由により本発明の近
接検出装置に供給している電源が断たれると、後にその
電源が復旧しても静電容量は電源の断続に係わりなく一
定であるから、ＯＳＣ21の出力周波数ｆ₁"も変わりなく
同じところに位置することになる。しかし、このＯＳＣ
21の出力周波数ｆ₁"はキャプチャ−レンジＣｒの外側と
なってしまうため、静電容量の継続した検出に不備が生
じる。この様な場合に対応して当該ＯＳＣ21の出力周波
数ｆ₁"を瞬間的かつ強制的にキャプチャ−レンジＣｒの
内側に繰り入れる「キック回路」と称する付属回路を設
けることも考えられるが、このような付属回路を挿入す
ることは本発明の近接検出装置に採用した検出方法の特
色である簡便さを損うので、本発明では初期設定の段階
で人や物体等の近接による静電容量の変化の全域に対し
て変化するＯＳＣ21の出力周波数ｆの範囲を、キャプチ
ャ−レンジＣｒの内側にあるように設定して上記のよう
な事態に対し実用上の簡便さを維持できるようにする。

【００９１】以上のように、第４実施例の近接検出の態
様では、ＰＬＬ回路22の自走周波数の制御電圧につい
て、静電容量が変化する前の電圧と、静電容量の変化が
検出される時の電圧との偏差量を検出することにより、
センサ−26Sにより検出される静電容量の変化の増減方
向とその度合を検知することができるのである。

【００９２】

【実施例５】次に第５実施例の近接検出の態様について
説明する。第５実施例の近接検出では、そのＰＬＬ回路
22が非ロック状態からロック状態へ、または、ロック状
態から非ロック状態へ移行するとき、このＰＬＬ回路22
がもつ、キャプチャ−レンジＣｒの範囲とロックレンジ
Ｌｒの範囲の間にあるヒステリシスＬｈを、センサ−26
Sにより検出される静電容量の変化の増加時と減少時に
おける検出レベルの差に適宜対応させて、人や物体が対
象に近接する状態を二種類の状態で検知できるようにし
たものである。

【００９３】図８は、第５実施例の近接検出による静電
容量の変化検出の原理を説明する図である。図の符号は
図６並びに図７と同一であるが、図８においてｆ₅はキ
ャプチャ−レンジＣｒの上限周波数を、矢印Ｅは周波数
の変化の方向をそれぞれ示す。なお、図８では、便宜
上、ロックレンジＬｒとキャプチャ−レンジＣｒは、い
ずれも上限周波数の近傍についてのみ示している。

【００９４】図８に示すように、ロックレンジＬｒとキ
ャプチャ−レンジＣｒの間には、ヒステリシスＬｈの領
域が存在しているため、静電容量の変化前のＯＳＣ21の
出力周波数ｆがｆ₁から静電容量の変化に伴い出力周波
数ｆ₁'に変化するときは、キャプチャ−レンジＣｒの上
限周波数ｆ₅が、この検出装置のＰＬＬ回路を非ロック
状態からロック状態へ移行できる臨界周波数となり、ま
た、静電容量の変化が検出されているときのＯＳＣ21の
出力周波数ｆ₁'がこの容量変化を検出する前のＯＳＣ21
の出力周波数ｆ₁に復帰するときには、ロックレンジＬ
ｒの上限周波数ｆ₃が、この装置のＰＬＬ回路22をロッ
ク状態から非ロック状態へ移行できる限界周波数となる
ので、ＯＳＣ21の出力周波数ｆが矢印Ａの方向へ変化す
るときと、矢印Ｅの方向へ復帰するときとでは、ＶＣＯ
22bの自走周波数の制御電圧ｖ₂に当然ながら差位が発生
し、位相比較器22aの出力電圧ｖ₁にも差位が発生する。

【００９５】すなわち、これは、静電容量の変化検出が
可能になる検出臨界点（検出開始点）と、その検出が不
可能になる検出限界点（検出終了点）に差位が発生する
ことを意味するものであるから、人や物体の近接がある
対象（線）に対して前方又は後方のいずれからも生じる
場合、その接近が前方から来て通過したのか、後方から
来て通過したのかを、それぞれの近接検出における夫々
の検出レベル差として現れる。この検出レベルの差は上
記ヒステリシスＬｈによってもたらされるのである。

【００９６】従って、この第５実施例の近接検出の態様
は、人や物体がある点（線）をどの方向から来て通過し
たかといった状態を、それぞれ区分けした状態で確実に
検出できるのである。

【００９７】図９は、上記第５実施例の近接検出におい
て、ＶＣＯ22bの出力周波数ｆ₂の決定要素である自走周
波数の制御電圧ｖ₂と、その出力周波数ｆ₂とＯＳＣ21の
出力周波数ｆ₁'との位相比較器22aでの比較による出力
電圧ｖ₁を基にして、出力ロ−パスフィルタ24を経由し
最終的に発生されるデジタル出力回路25のデジタル出力
信号Ｄｏの変化状態を説明する図である。図９の符号は
図６と同一であるが、ｖ₅とｖ₅'はデジタル出力信号Ｄ
ｏの電圧を示す。

【００９８】図９に示すように、容量変化が検出されな
いときのＯＳＣ21の出力周波数ｆ₁が、静電容量の変化
の検出に伴い出力周波数ｆ₁'に変化すると、矢印Ａで示
すように、デジタル出力信号Ｄｏの電圧はｖ₅からｖ₅'
（０ボルト）に変化する。この変化は、キャプチャ−レ
ンジＣｒの上限周波数ｆ₅を境界にして生起され、この
時点でＰＬＬ回路22はロック状態になる。そして、静電
容量の変化を検出しているＯＳＣ21の出力周波数ｆ₁'
が、再び静電容量の変化がないときの出力周波数ｆ₁に
復帰すると、矢印Ｅで示すように、デジタル出力信号Ｄ
ｏの電圧はｖ₅'からｖ₅（一定電圧）に変化するが、こ
の復帰時には、ロックレンジＬｒの上限周波数ｆ₃を境
にして、デジタル出力信号Ｄｏの電圧変化が起こり、こ
の時点でＰＬＬ回路22は非ロック状態になる。この図９
から判るように、ＯＳＣ21の出力周波数ｆがｆ₁から出
力周波数ｆ₁'（または、ｆ₁'からｆ₁）へ変化すると
き、その出力周波数ｆの値はヒステリシス特性を有して
いる。

【００９９】従って、第５実施例の近接検出の態様を利
用すれば、このヒステリシス特性を利用し、人や物体の
接近と離反とを検出することができるので、例えば、自
動扉の開扉と閉扉とのタイミング制御に利用することが
できる。

【０１００】

【実施例６】次に、本発明の近接検出装置の別例につい
て説明する。先に説明した本発明装置の一例による第１
〜第５実施例の近接検出の態様では、センサ−となる導
電体に接触、或は、近接することにより静電容量が変化
するセンサ−体26を、時定数決定部を有するＯＳＣ21へ
接続し、前記センサ−26Sにより検出された静電容量の
変化値と、前記時定数決定部で予め設定されている時定
数とを合算した総合時定数で決定されるＯＳＣ21の出力
周波数ｆ₁'の変化が及ぶ範囲において人や物体等がセン
サ−が配備された対象へ近接することを検出するように
構成していた。つまり、ＰＬＬ回路22の自走周波数
(ｆ₂)に対してＯＳＣ21の出力周波数ｆ₁'が変化する
と、当該ＰＬＬ回路22の自走周波数(ｆ₂)の制御電圧ｖ₂
が変動するので、この制御電圧ｖ₂を検出することによ
り静電容量の変化、即ち、人や物体の近接を検出してい
た。

【０１０１】これに対し、図10に示す本発明の別例の検
出装置は、先にＰＬＬ回路の基本原理で述べた、ＯＳＣ
21の出力周波数ｆを固定しておき、ＰＬＬ回路22の自走
周波数(ｆ₂)そのものが、センサ−26Sから得られる静電
容量の変動に伴い変遷するようにし、そのときのＰＬＬ
回路22の自走周波数の制御電圧ｖ₂の変動を検出するこ
とによって、静電容量の変化を検出するように近接検出
装置を構成したものである。

【０１０２】図10は、本発明の別例の近接検出装置にお
いて、その検出部の要部構成の例を示す機能ブロック図
である。図10における符号は、図１と同一である。この
図10から明らかなように、センサ−26Sは、ＰＬＬ回路2
2内のＶＣＯ22bに設けられた出力周波数(ｆ₂)（自走周
波数）を決定している抵抗器Ｒ₁とコンデンサＣ₁とから
なる予備時定数決定ブロックに接続されている。そして
センサ−26Sから得られる静電容量の変化値（変動信
号）が予備時定数決定ブロックに合算されることによっ
て、総合時定数を形成し、その変動信号に伴い自走周波
数(ｆ₂)そのものが変遷するように構成されている。従
って、図10に示す実施例検出装置において、ＯＳＣ21
は、そのＣＲコンポ−ネント21bで決定される時定数に
より固有の周波数で発振し、固定された出力周波数ｆを
ＰＬＬ回路22へ受信させている。

【０１０３】第１〜５実施例に用いた本発明検出装置の
一例におけるＰＬＬ回路22ではＶＣＯ22bの出力周波数
(ｆ₂)（自走周波数）を基準にして、キャプチャ−レン
ジＣｒとロックレンジＬｒが決定されたが、図10に示す
検出装置では静電容量の変化が検出されるとき、前記自
走周波数(ｆ₂)そのものが、センサ−26Sから得られる静
電容量の変動を示す信号の入力に伴い変遷するので、こ
れにより同時に、キャプチャ−レンジＣｒとロックレン
ジＬｒも付随して変遷していくようになっている。

【０１０４】図10に示した検出装置の位相比較器22aで
は、ＯＳＣ21の固有の出力周波数ｆと、変遷してゆくＶ
ＣＯ22bの出力周波数(ｆ₂)（自走周波数）の位相をリア
ルタイムで比較しＰＬＬ回路22にその諸動作を行なわ
せ、キャプチャ−レンジＣｒが、ＯＳＣ21の固有の出力
周波数ｆを取り込める（包括できる）状態まで変遷した
とき、このＰＬＬ回路22がロック状態に入る。

【０１０５】図11を参照して、上記の動作内容を説明す
る。図11は、図10の近接検出装置における、静電容量変
化の検出原理の説明図である。なお、図11の符号は図３
と同一であるが、矢印ＦはＶＣＯ22bの出力周波数(ｆ₂)
（自走周波数）の変遷に基づいてキャプチャ−レンジＣ
ｒとロックレンジＬｒが一体的に変遷する方向を示し、
点線Ｇで囲むブロックは静電容量の変化が検出されてい
るときの周波数の分布状態を示す。

【０１０６】図11に示すように、図10の検出装置におけ
るＰＬＬ回路22内では、ＶＣＯ22bの自走周波数(ｆ₂)を
基準にして、キャプチャ−レンジＣｒとロックレンジＬ
ｒが在り、静電容量の変化が検出されないときには、こ
のロックレンジＬｒの内側にＯＳＣ21の固有の出力周波
数ｆが存在しないように設定すると共に、静電容量の変
化が検出されるときは、ＯＳＣ21の出力周波数ｆがキャ
プチャ−レンジＣｒの内側に入り包括されるように前記
ＶＣＯ22bの出力周波数(ｆ₂)（自走周波数）とＯＳＣ21
の固有の出力周波数ｆとを初期設定することにより、人
や物体等がセンサ−に近接することによる静電容量の変
化検出に備えた状態を設け、ＰＬＬ回路22を非ロック状
態にしておく。この初期状態が設定された図10に示す検
出装置では、ＰＬＬ回路22が非ロック状態であるため、
デジタル出力信号Ｄｏには１（一定電圧）が出力されて
おり、アナログ出力信号Ａｏには、０（０ボルト）が出
力されている。

【０１０７】この状態の下で、静電容量の変化が検出さ
れるとき、その影響を受けて、図11の矢印Ｆに示すよう
に、ＶＣＯ22bの自走周波数(ｆ₂)そのものと、これに付
随したキャプチャ−レンジＣｒとロックレンジＬｒが一
体的に変遷する。この変遷によりＯＳＣ21の固有の出力
周波数ｆが、点線Ｇで示すように変化したキャプチャ−
レンジＣｒの内側に入り包括されると、図10のＰＬＬ回
路22はロック状態になり、ＯＳＣ21の固有の出力周波数
ｆに対する追従動作を開始する。

【０１０８】このロック状態下でのＰＬＬ回路22の諸動
作は、これまで述べた第１〜第５実施例における検出と
見かけ上は全く同様である。即ち、ＰＬＬ回路22の内部
は、センサ−26Sより得られる静電容量の変動信号に伴
いＶＣＯ22bの出力周波数(ｆ₂)（自走周波数）そのもの
が変化するが、変遷後の自走周波数は位相比較器22aに
おいてリアルタイムでＯＳＣ21の固有の出力周波数ｆと
の位相を比較され、位相比較器22aに出力電圧ｖ₁を発生
させる。この電圧ｖ₁はル−プフィルタ22cにおいて積分
され出力電圧ｖ₂（自走周波数の制御電圧）を生じるの
で、これによりＶＣＯ22bの可変能力範囲内で自走周波
数が変化した状態の出力周波数ｆ₂が、予め固定されて
いるＯＳＣ21の固有の出力周波数ｆと等しくなる方向に
修正される。修正されたＶＣＯ22bの出力周波数ｆ₂がＯ
ＳＣ21の固有の出力周波数ｆと同じ周波数であり、か
つ、位相差が90°になったとき、その時点でのＶＣＯ22
bの出力周波数ｆ₂（ＯＳＣ21の出力周波数ｆと同じ）
の、静電容量変化の検出開始当初の出力周波数(ｆ₂)
（自走周波数）に対する変位量が自走周波数の制御電圧
ｖ₂として現われるので、これによって静電量容の変化
を検知することができる。

【０１０９】この自走周波数制御電圧を増幅するアナロ
グ出力アンプ23のアナログ出力信号Ａｏには、センサ−
26Sより得られる静電容量の変化に対応して、正または
負の電圧が、リニアに外部へ出力される。また、このと
きのデジタル出力信号Ｄｏには、ロック状態であるから
０（０ボルト）が出力される。

【０１１０】図10に示した近接検出の装置のように、Ｏ
ＳＣ21の出力周波数ｆを固定する回路を採用すると、先
に説明した第１〜第５実施例の検出装置よりも検出精度
を高くすることが可能となる。例えば、ＯＳＣ21の発振
器に、水晶振動子などを用いれば、出力周波数ｆの精度
を飛躍的に向上できるので、ＰＬＬ回路22のロック状態
下に、センサ−26Sから得られる静電容量の変動信号も
高精度で検出できるようになるからである。

【０１１１】尚、第１〜第５実施例の近接検出を実施す
る本発明装置では、初期状態の設定において、予めル−
プフィルタ22cとＶＣＯ22bの各々の特性を定める型式
で、検出装置を構成していたが、この第６実施例の検出
装置では、ＶＣＯ22bの自走周波数自体が容量変化の影
響を受けて変遷し、ル−プフィルタ−22cのもつ特性や
ＶＣＯ22bのもつ発振特性などは初期設定の状態のまま
で変化しないので、この点を加味して、人や物体等が近
接したことを検出しようとする全範囲に対してＰＬＬ回
路22の諸動作を損なわずにＶＣＯ22bの自走周波数自体
が変遷できるように設定する必要がある。例えば、静電
容量の変化の検出に伴い変遷し得る自走周波数の範囲
は、初期状態（変遷前）の自走周波数の値の10％程度以
内に収まるようにするのである。

【０１１２】また、図10の本発明の別例の検出装置で
は、ＰＬＬ回路22が非ロック状態からロック状態になる
ことによって、液状体レベルの状態変化を検出するケ−
スについて詳述したが、先の第３実施例の検出態様にお
ける本発明検出装置の一例のように初期設定の段階で、
予めＰＬＬ回路22をＯＳＣ21の固有の出力周波数ｆに対
してロック状態にしておき、静電容量変化の検出に臨む
ケ−スにも、この第６実施例の検出装置によって対応す
ることが可能である。

【０１１３】以上のように、図10に示した本発明の検出
装置の別例では、人や物体等の近接、つまり、静電容量
の変化を検出するセンサ−26Sを、ＰＬＬ回路22の時定
数決定部を有するＶＣＯ22bへ接続し、このＰＬＬ回路2
2に固定した出力周波数ｆを設定したＯＳＣ21を接続す
ることによって検出装置を構成している。そして、セン
サ−26Sにより検出される静電容量などの変化値とＶＣ
Ｏ22bの時定数決定部で予め設定されている時定数とを
合算した総合時定数で決定されるＶＣＯ22bの初期の自
走周波数(ｆ₂)を基準に定めたキャプチャ−レンジＣｒ
が、静電容量の変化を検出するときにＯＳＣ21の出力周
波数ｆをその範囲内に包括する（取込む）ことが可能と
なるように、或は、包括していたＯＳＣ21の出力周波数
ｆから離脱することが可能となるように、ＰＬＬ回路22
の前記の自走周波数(ｆ₂)とキャプチャ−レンジＣｒの
幅の各々を初期設定することによって、センサ−26Sに
より検出される静電容量の変化に伴い発生するＰＬＬ回
路22のロック状態における自走周波数の制御電圧の変化
を検出し、人や物体等の近接を、任意に設定できる近接
基準において検知するのである。

【０１１４】なお、上述の各実施例では、時定数決定部
をＣＲ（コンデンサ、抵抗器）で構成する場合について
説明したが、時定数は、ＬＣＲ（Ｌはコイル）でも決定
できるので、必ずしもＣＲのみで構成する必要はない。
また、人や物体の近接は、容量成分のみならず、等価的
には抵抗成分でも変化するが、周波数の大きな変化状
態、換言すれば検知可能な変化成分は、主として容量Ｃ
の変化に起因するので、容量の変化を検知する方が実用
的である。

【０１１５】また、上述の各実施例は、ＰＬＬ回路22に
おける自走周波数の制御電圧ｖ₂については、外部から
位相比較器22aに入る入力周波数ｆが、そのＰＬＬ回路2
2のキャプチャ−レンジＣｒ、または、ロックレンジＬ
ｒに包括されない場合（非ロック状態の場合）には、自
走周波数の制御電圧ｖ₂が無い状態になるタイプのＰＬ
Ｌ回路22を使用した場合についてのものである。

【０１１６】しかし、ＰＬＬ回路には、ル−プフィルタ
22cの特性やＶＣＯ22bの発振特性などの違いと、そこで
使用する位相比較器22aの種別および特性などの違いに
よって、入力周波数ｆがＰＬＬ回路22のキャプチャ−レ
ンジＣｒ、または、ロックレンジＬｒに包括されない場
合でも、その入力周波数ｆがＰＬＬ回路22のもつ出力周
波数ｆ₂の可変範囲に対して低い方に在るか、又は、高
い方に在るかにより、ＰＬＬ回路22が非ロック状態であ
るにも拘らず、当該出力周波数ｆ₂の可変範囲に対応し
た自走周波数の制御電圧ｖ₂の可変範囲で最小値、ある
いは、最大値（または、これらの逆）の電圧を継続して
出力するようなタイプのＰＬＬ回路もある。

【０１１７】本発明において、このようなタイプのＰＬ
Ｌ回路を使用した場合には、静電容量などの検出結果の
値に、先の各実施例で説明した内容と異なるケ−スが出
てくるので、これに対応するには初期状態の設定時に、
上述した位相比較器、ル−プフィルタ、ＶＣＯの各々の
諸特性を考慮して、その初期状態を設定したり、或は、
検出結果の値を修正（オフセット）して読み取るように
することなどにより、前述の各実施例で述べた内容と同
等の結果が得られるようにできる。つまり、本発明のＰ
ＬＬ回路を使用した静電容量の変化を検出する近接検出
装置には、タイプの異なる各種のＰＬＬ回路を用いるこ
とができるのである。

【０１１８】以上の各実施例で説明した本発明の近接検
出装置、即ち、実施例として図１，図10の機能ブロック
図に示した本発明の検出装置ＣＳは、図12〜図15に示す
ような態様でセンサ−体を設置することにより、様々な
接触を含む近接を検出することができる。図12〜図15に
おいて図16に示した従来装置の設置例を示す図に使用し
た符号と同一符号は同一機能ブロックを示すものとす
る。

【０１１９】図16〜図20に示した従来の近接検出装置
は、高い周波数の発振器１を使用したものでは、センサ
−自体がアンテナとなって常時電波を周囲に放射するた
め、周囲に電波障害を惹起し、それゆえセンサ−と発振
器１、或は、装置主要部ＢＯＸとの距離を余り大きく取
れないことに起因して設置対象が限定される。この点を
改善するため、同軸ケ−ブルを用いてセンサ−と発振器
１、或は、装置主要部との距離を大きくとると、同軸ケ
−ブルの持つ自己容量によって感度が低下するという問
題があった。

【０１２０】この点、本発明装置はＰＬＬ回路22を利用
した近接検出装置であるため、ＯＳＣ（前置発振器）21
に低い発振周波数例えば20KHz程度の周波数を用いても
十分に高感度の静電容量の変化検出が可能であり、ま
た、このような低周波数の発振器を使用しているので、
図１，図10の機能ブロックに示す本発明検出装置ＣＳを
構成する主要機能ブロックと、電極板26とを離隔して設
けても上記従来装置のような問題は全く生じない。従っ
て、本発明装置によれば、センサ−を構成する電極板26
とア−ス板49との大きさ，形状（面状，線状）は何ら制
約を受けることなく、近接を検出したい対象に合せて任
意に形成できるという、従来装置では不可能であったセ
ンサ−形状を採用することができる。

【０１２１】なお、電極板26が導電性或は腐食性気体中
にさらされる状態で設置されるときは、図示しないが該
電極板26はその外表面が耐食性材料によって被覆された
ものを使用する。この点は図14，図15に示す電極板26に
ついても同じである。また、電極板26とア−ス板49の静
電容量が図12に示すように一定で、これらの外部から人
や物体等が近接するのを検出する型式の場合には、ア−
ス板49の面積は電極板26のそれの1/10程度とすることが
望ましい。しかし、図14に示すように電極板26とア−ス
板49の間に物体50が通過するのを検出する型式の検出装
置では、その必要性はない。

【０１２２】ここで、図12，図13に示すセンサ−26S
は、ア−ス板49と電極板26間の一定の静電容量Ｃｘが、
人や物体50等が該センサ−体に外面から近接することに
より生じる容量変化を検出するようにしており、また図
14では、電極板26とア−ス板49の間に物体50が入ること
による静電容量の変化を、更に、図15では導電体製の電
極板26Sに人体50等がもつ抵抗又はコンデンサが直接接
触することによる抵抗変化を検出をするようにしてい
る。

【０１２３】

【発明の効果】本発明は以上の通りであって、人や物体
等の接触を含む近接したことの検出装置をＰＬＬ回路を
使用して構成することにより、静電容量の微少な変動で
も、数キロＨｚ〜数十キロＨｚの低い周波数の発振器の
使用をしても支障なく検出することができる上に、静電
容量の検出可能な範囲も十分に広くなり、それでいて、
誤動作は極めて少なく、しかも、不要電波による周囲へ
の影響も極めて少ない安定した静電容量の変化検出が可
能になるという従来の検出装置には見られない優れた利
点がある。因に実施例の本発明装置では、発振器の発振
周波数を20KHzに設定して人，物体の検出を行ってい
る。

【０１２４】また、本発明の近接検出装置は、現在のＩ
Ｃ技術等によって、より小型で安定した性能のものを容
易に形成でき、しかも、従来装置との置換が可能である
ほか広範な検出範囲をもつゆえに汎用性に富むので、静
電容量形の近接検出手段の設置コスト低減を図ることが
できる。さらには、本発明検出装置に使用するセンサ−
は静電容量などの変化を捕らえて電気的に伝達すること
ができるものであれば、電極板の材質が金属に限定され
たりせず、また、その電極板の形状や形態を問わないと
いう副次的効果もある。従って、本発明は静電容量の変
化を検出して、人や物体等の近接を検出するための装置
としてきわめて有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の近接検出装置の一例の回路ブロック
図。

【図２】本発明装置に使用するＰＬＬ回路の一例の機能
ブロック図。

【図３】図１の検出装置による近接検出（第１実施例）
における各発振周波数の関係線図。

【図４】同じく、第２実施例の各発振周波数の関係線
図。

【図５】同じく、第３実施例の各発振周波数の関係線
図。

【図６】同じく、第４実施例の各発振周波数の関係線
図。

【図７】第４実施例における各周波数と出力電圧の関係
線図。

【図８】同じく、第５実施例の各発振周波数の関係線
図。

【図９】第５実施例における各周波数と出力電圧の関係
線図。

【図10】本発明の近接検出装置の別例の回路ブロック
図。

【図11】図10に示した検出装置による近接検出例におけ
る各発振周波数の関係線図。

【図12】本発明検出装置の一例を対象に設置した状態の
一例を示す断面図。

【図13】センサ−体の設置態様の別例を示す断面図。

【図14】センサ−体を別の形態にした設置状態の断面
図。

【図15】センサ−体の設置態様の他の例の断面図。

【図16】従来の近接検出装置の一例の機能ブロック図。

【図17】図16の従来装置における発振器１の一例を示す
機能ブロック図。

【図18】図16の従来装置における発振器１の別例の機能
ブロック図。

【図19】従来の近接検出装置の別例の機能ブロック図。

【図20】図19の装置の設置態様の一例の断面図。

【符号の説明】

２１ 前置発振器（ＯＳＣ） 21a 発振用回路 21b ＣＲコンポ−ネント ２２ ＰＬＬ回路 22a 位相比較器 22b 電圧制御発振器（ＶＣＯ） 22c ル−プフィルタ ２３ アナログ出力アンプ ２４ 出力ロ−パスフィルタ ２５ デジタル出力回路 26S センサ− ２６ センサ−の電極板 ４９ ア−ス板 ５０ 人体，物体 Ｄｏ デジタル出力回路の出力信号 Ａｏ アナログ出力アンプの出力信号 ｆ₁ 前置発振器出力周波数 ｆ₂ 電圧制御発振器可変出力周波数 (ｆ₂) 電圧制御発振器出力周波数（自走周波数） Ｃｒ ＰＬＬ回路のキャプチャ−レンジ Ｌｒ ＰＬＬ回路のロックレンジ ｖ₄ アナログ出力信号Ａｏ電圧 ｖ₅ デジタル出力信号Ｄｏ電圧

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成４年１月１４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００１

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、人やその他の動物、或
は、物体が近接したことを様々な近接態様に対応して検
出することができる近接検出装置に関するもので、特に
検出方法として、本出願人が先に提案した「ＰＬＬ回路
を用いた浮遊容量の変化検出方法」（特願平３−２０７
３１７号参照。以下、単に先願方法という）を利用する
ことにより、従来のこの種の検出装置では得ることが困
難であった人や物体等の対象に対する様々な近接度合や
近接状態を様々な観点から正確に検出および検知するこ
とができると共に、検出精度を向上させることにより、
従来装置の簡便さを損なわずに検出あるいは検知するこ
とができるようにした近接検出装置に関するものであ
る。なお、本発明において近接又は接近とは、人や物体
等が対象に接触したときを含む概念として使用する。ま
た、本発明における近接検出とは、人や物体等が対象に
接近，接触した状態の検出と、接近，接触状態からの離
脱との双方を含むものとする。更に、本発明において使
用される導電体は、導電金属は勿論、電気を通すことが
できるものであれば、導電性接着剤、導電性スポンジ、
導電性織布，不織布などをも含むものである。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】入力点Ｉｎを経由する検出された静電容量
Ｃｘは、図１９に示す高周波ブリッジ３２内の比較用ネ
ットワーク３２ａに伝達さされる。この高周波ブリッジ
３２では、発振器３１からの高周波発振出力信号の入力
を基に、例えば、物体５０が前記静電容量Ｃｘの変化を
もたらす臨界位置内に入ったときの静電容量Ｃｘの影響
による比較用ネットワーク３２ａのイミタンスと、可変
基準コンデンサ３３の調節による基準用ネットワーク３
２ｂイミタンスとの平衡状態が整うように、予め前記可
変基準コンデンサ３３の値が調節されているものとす
る。なお、回路系の共通アースは電源４６の供給ライン
若しくは直接的に接地されている。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】従って、物体５０が電極板３６とアース板
４９の間に入り、これに伴って静電容量Ｃｘに変化が生
じ、この変化に応じて高周波ブリッジ３２のイミタンス
平衡が崩れ同時に位相ずれが生じ、その様子が差動アン
プ３５の相対入力端子３５ａ・３５ｂの各々に伝達され
る。この差動アンプ３５では後続の回路の影響を緩衝
し、且つ、前記イミタンス平衡の崩れ度合を増幅して次
段の位相感応検波回路３７の相対入力端子３７ｂへ入力
しているが、この点の信号成分は基の発振器３１の高周
波発振出力信号と対比して、位相進角などの位相ズレが
生じている高周波信号であるので、発振器３１から別経
路で接続されている位相補正回路３４を経由した位相補
正済みの高周波発振出力信号をこの位相感応検波回路３
７の相対入力端子３７ａへ入力して混合し、先の位相ズ
レ成分とイミタンスの崩れ度合の成分を検波して、物体
５０の電極板３６とアース板４９の間に挿入近接する度
合の変化に応じた高周波数の直流成分に変換し次段のフ
ィルタへ伝達している。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明が解決
しようとする課題は、従来の静電容量式の近接検出装置
における不都合を解決するため、低い周波数の発振器の
使用をすると共にセンサーとなる電極板と検出装置を離
して設置できる構造とし、また、センサーには導電性の
材料であれば、金属以外の任意の材料も使用でき、しか
も、センサーの大きさや形状を種々設定することによっ
て、対象の大小や形態に如何に拘らず人や物体等の近接
を、接近度合に対応させて正確に検出できて、検出範囲
も十分に広く、更に、誤動作や不要電波による周囲への
影響も極めて少ない静電容量式の近接検出装置を提供す
ることにある。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５６】このあと、ＯＳＣ２１の出力周波数ｆ_１’
が図３のロックレンジＬｒの内側にあれば、ＰＬＬ回路
２２はロック状態で追従動作を継続するので、ループフ
ィルタ２２ｃの出力電圧_２（自走周波数制御電圧）によ
って、アナログ出力信号Ａｏには、検出中の静電容量の
変化量に対応してリニアに変化する電圧が出力される。
これによって、人や物体の対象への近接状態を前記出力
信号Ａｏを表示することにより、アナログ的に見ること
ができることとなる。静電容量に変化がなくなる、つま
り、人や物体等が基準位置ＰＯＳの外側に位置すると
き、ＯＳＣ２１はロックレンジＬｒの外側に初期設定し
た出力周波数ｆ_１にもどってＰＬＬ回路２２は非ロック
状態となり、全てがその検出前の状態に戻る。つまり、
これによって図 の対象ＯＢＪに基準位置ＰＯＳより内
側に接近した人や物体等が基準位置の外側に出たことを
示すこともできるのである。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００８３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００８３】

【実施例４】第４実施例の近接検出の態様では、静電容
量の変化前と変化後の両状態において、常時ＰＬＬ回路
２２がロック状態を維持できるように予め条件設定をし
ておき、この設定条件下で静電容量の変化に伴う自走周
波数の制御電圧の変化（偏差量）によって、静電容量の
変化、つまり、人や物体が基準位置に関してどちらから
接近しているのかとその近接度合を検知することができ
るようにした。図６は第４実施例の検出における、静電
容量の変化を検出する原理を説明する図であり、図６の
符号は図３と同一の意味である。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１１２】また、図１０の本発明の別例の検出装置で
は、ＰＬＬ回路２２が非ロック状態からロック状態にな
ることによって、人や物体の近接による状態変化を検出
するケースについて詳述したが、先の第３実施例の検出
態様における本発明検出装置の一例のように初期設定の
段階で、予めＰＬＬ回路２２をＯＳＣ２１の固有の出力
周波数ｆに対してロック状態にしておき、静電容量変化
の検出に臨むケースにも、この第６実施例の検出装置に
よって対応することが可能である。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１１４】なお、上述の各実施例では、時定数決定部
をＣＲ（コンデンサ、抵抗器）で構成する場合について
説明したが、時定数は、ＬＣＲ（Ｌはコイル）でも決定
できるので、必ずしもＣＲのみで構成する必要はない。
また、人や物体の近接は、容量成分のみならず、等価的
には抵抗成分でも変化するが、実用に供した周波数の広
い範囲の変化状態、換言すれば広い範囲の検知を可能に
する変化成分は、主として容量Ｃの変化に起因した状態
の変化として検知する方が実用的である。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１２２】ここで、図１２，図１３に示すセンサー２
６Ｓは、アース板４９と電極板２６間の一定の静電容量
Ｃｘが、人や物体５０等が該センサー体に外面から近接
することにより生じる容量変化を検出するようにしてお
り、また図１４では、電極板２６とアース板４９の間に
物体５０が入ることによる静電容量の変化を、更に、図
１５では導電体製の電極板２６Ｓに人体５０等がもつ抵
抗成分Ｒを含む容量成分Ｃが直接接触することによる抵
抗と容量の変化を検出するようにしている。

【手続補正１０】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１９】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 棒状，面状など適宜形態に導電性材料で
   形成したセンサ−体であって、人や物体等が近接や接触
   したりその状態から離反するのを検出しようとする建物
   や装置など適宜対象に配置するセンサ−体と、該センサ
   −体に接続された時定数決定部を有する前置発振器と、
   該前置発振器に接続されたフェ−ズ・ロックド・ル−プ
   回路と、該フェ−ズ・ロックド・ル−プ回路に接続され
   た出力回路を備えて静電容量の検出手段を形成すると共
   に、この検出手段における上記前置発振器の発振周波数
   とフェ−ズ・ロックド・ル−プ回路の自走周波数とキャ
   プチャ−レンジを、静電容量の検出態様に応じて予め調
   節設定することにより、人や物体等が前記対象に近接，
   接触、或は、この状態から離反することによる静電容量
   の変化を検出するようにしたことを特徴とするＰＬＬ回
   路を用いた物体等の近接検出装置。
2. 【請求項２】 センサ−体は対象に接近する人又は物体
   等に対し、接近方向に相対する向きで配設した請求項１
   のＰＬＬ回路を用いた物体等の近接検出装置。
3. 【請求項３】 センサ−体は対象に接近する人又は物体
   等に対しほぼ平行する向きで配設した請求項１のＰＬＬ
   回路を用いた物体等の近接検出装置。