JPH08178982A - セラミック共振形静電センサ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 装置の小型を図り、回路特性に優れた高検出
能のセラミック形静電センサ装置を提供する。 【構成】 金属製の円筒筐体15中に誘電体の回路基板14
を収容装着する。回路基板14の表裏両面側にセンサ回路
の回路素子を実装する。センサ回路の同調共振回路のセ
ラミック共振器20は回路基板の表裏両面の一方側の接地
電極23の面上に実装し、発振回路１のセラミック共振器
21は回路基板14の反対側の接地電極24の面上に実装す
る。接地電極23，24は回路基板14の表裏両面のオーバー
ラップする面位置に設ける。センサ回路中の高周波回路
部分は高周波シールド層25によって覆い、高周波回路部
分側の高周波電波がセンサ回路の低周波回路部分に伝播
するのを防止する。セラミック共振器20に導通接続され
る検出針10は円筒筐体15の挿通孔18を通して円筒筐体15
の先端側に突き出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＡＴＭ（Automated Te
ller Machine）、改札装置、製紙産業、パルプ、製版、
木工、食品産業、ロボット、情報機器、加速度計測、振
動計測、マイクロマシン変位検出、凍結解凍点検出、異
物検出、青果等の食品の熟度センサ等の各種分野に用い
られるセラミック共振形静電センサ装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】図３には出願人が先に特許出願等によっ
て提案している従来のセラミック共振形静電センサ装置
のセンサ回路のブロック構成が示されている。この装置
は、発振回路１と、緩衝増幅器２と、同調共振回路３
と、抑圧回路４と、検波回路５と、ＡＦＣ（Automatic
Frequency Control ）回路６と、信号増幅回路７と、可
変容量ダイオード（バラクタダイオード）８とを有して
構成されている。

【０００３】発振回路１は、セラミック共振器を用いた
共振回路を内蔵し、超高周波数、例えば、500 ＭHz以上
の固定した発振周波数信号を出力する。緩衝増幅器２は
発振回路１から加えられる発振周波数信号を増幅して同
調共振回路３に加える。なお、この緩衝増幅器２は、信
号増幅の機能と、発振回路１側と同調共振回路３側との
信号の干渉を抑止する機能を有する。

【０００４】同調共振回路３は、専用のセラミック共振
器を具備し、検出電極として機能する検出針10に導通接
続され、この検出針10で検出される外部微小静電容量の
変化を抑圧回路４（この抑圧回路は省略される場合があ
る）を介して取り込み、その微小静電容量の変化の検出
信号を出力する。すなわち、同調共振回路３の共振周波
数ｆ₀ は、図４に示すように、発振回路１で固定した発
振周波数ｆ_OSC に対して僅かにずれた位置に設定されて
おり、この状態で、検出針10によって外部静電容量の微
小変化が検出されると、同調共振回路３の共振周波数ｆ
₀ はΔｆだけ偏倚して固定発振周波数ｆ_OSC との同調点
が相対的に変化し、同調共振回路３の出力電圧がΔＶだ
け変化する。

【０００５】ここで、検出針10で検出される被検出体と
の容量変化が周波数帯域ｆ_W をもって変化するとした場
合、同調共振回路３は、発振回路１の発振周波数信号を
キャリア（搬送）周波数ｆ_C とし、このキャリア周波数
ｆ_C を被検出体の静電容量変化の周波数ｆ_W でＡＭ（Am
plitude Modulation）変調したｆ_W ×ｆ_C の信号が静電
容量の検出信号として検波回路５に加えられる。

【０００６】検波回路３では、同調共振回路３から加え
られる信号を、例えば、包絡線検波し、前記検出針10で
検出する外部静電容量変化の周波数帯域ｆ_W の信号とし
て抽出し、この検波出力を信号増幅回路７に加える。信
号増幅回路７は、検波回路５から加えられる検波出力、
通常、ほぼ直流成分に近い検出針10の静電容量検出信号
を増幅して図示されていない所望の信号処理回路に送
る。

【０００７】ＡＦＣ回路６は、積分器を内蔵しており、
信号増幅回路７の出力信号の一部を取り込み、積分処理
を行ってほぼ直流レベルの信号に平坦化して可変容量ダ
イオード８に印加する。可変容量ダイオード８はＡＦＣ
回路６からの印加電圧に応じて容量を変化する。このＡ
ＦＣ回路６と可変容量ダイオード８の動作により、例え
ば、湿度等の外部環境の変化により、同調共振回路３の
共振周波数ｆ₀ が設定位置からずれたときに、そのずれ
を修正する方向に可変容量ダイオード８の容量が変化す
ることで、発振周波数ｆ_OSC に対する共振周波数ｆ₀ の
設定位置の安定化が図られる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の発
振周波数が500 ＭHz帯以上の高周波の信号によって回路
動作を行うセンサ回路をプリント基板等の誘電体回路基
板に形成する場合には、通常、図５に示すように、誘電
体の回路基板14として、両面導体基板を用い、表裏両面
の一方の面を接地導体11とし、反対側の面に、回路素子
（回路部品）を搭載実装し、各回路素子12の接続の張線
用の導体13を施すのが回路基板14の両面間における電磁
波干渉を防止する上で理想的である。

【０００９】しかしながら、回路基板14の一方側の面を
接地導体11のみの面とし、反対側の面に各回路素子12や
張線用の導体13を施す方式では、複数の回路素子12を両
面実装できないために、装置が大型化してまうという問
題がある。そうかといって、装置の小型を優先させて、
回路基板14の両面に回路素子12を実装配置すると、回路
基板14の表裏面に活性導線を構成することになり、回路
基板14の表裏両面の活性導線に高周波の電流が流れる
と、表裏面の活性導線間にコンデンサ成分が生じたり、
活性導体の断面積が狭くなる部分ではインダクタンス成
分として作用したりして、センサ回路の回路常数が変化
してしまうという問題が生じる。また、回路基板の表裏
両面の活性導体間で、表面側の活性導体に流れる高周波
電流による電界が裏面側の活性導体に影響したり、裏面
側の活性導体に流れる高周波電流による電界が表面側の
活性導体に影響する等、高周波電磁波固有な相互干渉が
生じる。

【００１０】前記回路常数が変化すると、同調共振回路
３の共振周波数特性が必ずしも単峰特性にならず、ピー
クが複数できてしまうような特性となって静電センサ装
置の特性低下を招くという問題が生じ、また、相互干渉
が生じると、信号増幅回路７のＤＣドリフトや雑音が発
生し、このような不要信号によって、本来ならば、この
種のセラミック形静電センサ装置が持つ１×10^-5ＰＦと
いう微小静電容量の検出能に対して、１×10^-2ＰＦ程度
の検出能に低下する。また、前記高周波電磁波の相互干
渉等による特性低下やＳ／Ｎ（ＳＮ比）の悪化等によ
り、検出能が劣化し、前述したような、多くの分野の用
途が考えられながら、十分それに応えられないものとな
り、用途が制限を受け、セラミック形静電センサ装置が
持つ本来の微小静電容量の検出能を十分に発揮できなく
なってしまうという問題があり、これが装置の小型化を
妨げる要因となっていた。

【００１１】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、その目的は、回路基板の表裏両面にセラ
ミック共振器等の回路素子の実装を行って装置の小型化
を達成すると共に、分解能の低下を阻止し得るセラミッ
ク形静電センサ装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、次のように構成されている。すなわち、本
発明は、セラミック共振器を備え高周波数の発振周波数
信号を出力する発振回路と、外部静電容量の変化を検出
する検出電極が導通接続される前記発振回路のセラミッ
ク共振器とは別個独立のセラミック共振器を備えた同調
共振回路とを含むセンサ回路が誘電体回路基板に形成さ
れ、検出電極が検出する外部静電容量の変化に応じて同
調共振回路の共振周波数を偏倚させ、この共振周波数の
偏倚による発振回路の固定発振周波数との同調点の変化
に基づいて外部静電容量変化の検出信号を出力するセラ
ミック共振形静電センサ装置において、前記誘電体回路
基板の表裏両面には互いに向かい合った面位置にそれぞ
れ接地電極が配置され、表裏両面の一方側の接地電極に
は発振回路のセラミック共振器が、他方側の接地電極に
は同調共振回路のセラミック共振器がそれぞれ配置され
ており、この誘電体回路基板は導体金属性の筒状筐体中
に収容装着されていることを特徴として構成されてい
る。

【００１３】また、前記誘電体回路基板中には表裏両面
の接地電極のほぼ中間位置に両接地電極に導通する基本
接地電極が埋設されていること、前記筒状筐体内壁面と
誘電体回路基板との間には該誘電体回路基板に形成され
ているセンサ回路の高周波回路部分を覆う高周波シール
ド層が介設されていること、前記高周波シールド層は、
導体金属薄板の表裏両面に絶縁膜を形成した１対のフレ
キシブルフィルムをそれぞれ半円状に成型し、一方側の
半円状のフレキシブルフィルムは基端側を誘電体回路基
板に固定して同誘電体回路基板の表面側の高周波回路部
分を半円状に覆い、同様に他方側の半円状のフレキシブ
ルフィルムは誘電体回路基板の裏面側の高周波回路部分
を半円状に覆うことによって形成し、両フレキシブルフ
ィルムの導体金属薄板は誘電体回路基板との固定部にお
いてセンサ回路の接地導体に導通接続されていることも
それぞれ本発明の特徴とするところである。

【００１４】

【作用】上記構成の本発明において、誘電体回路基板の
表裏両面に互いにオーバーラップさせて設けられた接地
電極の一方側には発振回路のセラミック共振器が、他方
側には同調共振回路のセラミック共振器がそれぞれ配置
されることで、発振回路のセラミック共振器に対して
は、反対面側の接地電極がその発振回路のセラミック共
振器側の接地電極の補助接地電極として機能し、その反
対に、同調共振回路のセラミック共振器に対しては、そ
の反対面側の発振回路のセラミック共振器側の接地電極
が同調共振回路のセラミック共振器が装着されている接
地電極に対して補助接地電極として機能する結果、誘電
体回路基板の表裏両面側に発振回路のセラミック共振器
と同調共振回路側のセラミック共振器を実装しても、両
面側の活性導体から発生する電界の高周波電波は、表裏
両面側の接地電極によって遮断されることで、誘電体回
路基板の両面の発振回路側と同調共振回路側の高周波回
路間から発生する電界の相互干渉が抑制され、これによ
り、回路特性の低下やＳ／Ｎ比の悪化を防止できて、高
分解能の微小静電容量の検出が可能となる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１には本発明に係るセラミック形静電センサ装
置の一実施例の構成が示されている。本実施例のセラミ
ック形静電センサ装置のセンサ回路の構成は従来例の図
３に示すものと同様であり、従来例と同一の名称部分に
は同一符号を付してその重複説明は省略する。

【００１６】本実施例において特徴的なことは、誘電体
の回路基板14の表裏両面に回路素子を実装して装置の小
型化を図ると共に、このような装置の小型化を図っても
検出分解能の低下を生じることのない特有な装置構造に
したことであり、それ以外の構成は前記従来例と同様で
ある。

【００１７】図１に示すように、本実施例の特有な構造
を持つセラミック形静電センサ装置は、銅、ステンレ
ス、真鍮、鉄等の比較的電気電導率のよい円形筒状筐体
15内に回路基板14を収容装着してなる。この円形筒状筐
体は楕円であっても角形であってもよいが、この実施例
では同心真円の円筒筐体15に形成されている。

【００１８】円筒筐体15は、基端側は開口面16となって
おり、先端側は閉鎖壁17で覆われ、この閉鎖壁17の中心
部分には検出針10の挿通孔18が形成されている。この円
筒筐体15は回路基板14のセンサ回路全体を覆う電気的に
同一ポテンシャルで構成されると共に、センサ回路のシ
ールド機能を有している。回路基板14の左右両端側には
センサ回路のグランド導体（接地導体）19が設けられて
いる。このグランド導体19と円筒筐体15は接触させて導
通接続してもよく、非接触の状態としてもよく、非接触
のときは高周波的にコンデンサ結合となってグランド導
体19と円筒筐体15は容量接地結合となる。

【００１９】回路基板14の表裏の一方側面には同調共振
回路３のセラミック共振器20と高周波の緩衝増幅器２が
実装され、回路基板の反対側の面には破線で示すよう
に、発振回路１およびそのセラミック共振器21と、検波
回路５と、ＡＦＣ回路６と、低周波の信号増幅回路７
と、電源回路22と、図３の可変容量ダイオード８や抑圧
回路４が形成されている。

【００２０】回路基板14の表裏面にはそれぞれ接地電極
23，24が設けられている。接地電極23，24はセラミック
共振器20，21の接地面よりも僅かに大きい面積をを持っ
て形成されており、セラミック共振器20，21が半田付等
で実装されている。この接地電極23と接地電極24は回路
基板14の表裏両面にオーバーラップさせた対向する位置
に形成されており、両セラミック共振器20，21は互いの
接地電極23，24が基板14の誘電体を通じてコンデンサカ
ップリングした状態となるように構成されている。な
お、図６に示すように、接地電極23，24とグランド導体
19は分離されていて高周波的に基板14のインダクタンス
成分によって結合されて、低周波ではほぼ導通状態とな
り、高周波では高いインピーダンスを持つ構成となって
いる。

【００２１】セラミック共振器20が実装される回路基板
14の面にはセラミック共振器20の端子が接続される導体
パターンが形成されており、この導体パターン上に検出
針10の基端側が半田等により接続固定されており、検出
針10の先端側は前記円筒筐体15の挿通孔18を通して閉鎖
壁17の先端面とほぼ一致する位置に突出されるか、又は
閉鎖壁17の先端面から多少突出される。この検出針10は
電気的良導体の例えば銅やそれに類する一連の金属によ
って中実棒状あるいは円筒状に形成されている。

【００２２】本実施例では、図１中に、二点鎖線で示す
ように、センサ回路の高周波の回路部分を覆う高周波シ
ールド層25が設けられている。この高周波シールド層25
は検出針10の突出先端側を除き、センサ回路の高周波回
路部分を全て覆って高周波回路部分をシールドしてい
る。この高周波シールド層25は電気的良導体の金属によ
って円形のケース状に形成されているが、このケースと
しては、銅、洋箔、鉄等の板上に金メッキ、銀メッキ等
により２重構造として周知な高周波損失低減法を用いる
ことはＳ／Ｎの改善を図る上で有効である。この高周波
シールド層25と基板14のグランド導体19は接触によるか
容量結合によって接地結合されている。なお、図では高
周波シールド層25と円筒筐体15の内周面との間には隙間
27が形成されているが、この隙間27を省略して、高周波
シールド層25の外周面を円筒筐体15の内面に密着接続さ
せる構成としてもよい。隙間27を形成したときには、高
周波シールド層25と円筒筐体15は高周波的にコンデンサ
結合となる。

【００２３】本実施例では、電源回路22には、高周波回
路部と低周波回路部にそれぞれ独立して３端子レギュレ
ータを２個用い、高周波回路部側から高周波電流が低周
波回路部に流れるのを防止し、センサ装置（センサ回
路）のＳ／Ｎを大幅に改善している。

【００２４】本実施例は上記のように構成されており、
従来例と同様に、検出針10が外部静電容量の変化が検出
されると、発振回路１の固定発振周波数ｆ_OSC に対して
同調共振回路３の共振周波数が偏倚し、この共振周波数
の偏倚によって同調共振回路３の固定発振周波数ｆ_OSC
に対する同調点が変化し、この同調点の変化に対応する
信号が微小静電容量の検出信号として同調共振回路３か
ら出力され、その後、検波や増幅等の所望の信号処理を
施して外部に取り出される。

【００２５】本実施例では、セラミック共振器20は接地
電極23上に設置され、この接地電極23およびセラミック
共振器20に対しては反対側の回路基板面の接地電極24が
補助接地電極として機能し、その逆に、セラミック共振
器21およびこの接地電極24に対しては反対側の回路基板
面の接地電極23が補助接地電極として機能するので、回
路基板10の両側に設置されるセラミック共振器20，21を
含む回路素子および活性導体間の電界が接地電極23，24
により抑制されることで、回路基板の一方側の回路素子
側の電界が反対側面のセラミック共振器20，21に互いに
干渉し合うということがなくなり、これにより、同調共
振回路３の周波数特性をＱの高い単峰性の理想的な特性
にでき、Ｓ／Ｎの改善、ＤＣドリフト成分の発生防止が
図れ、検出能が飛躍的に高められたものとなる。

【００２６】また、センサ回路の高周波回路部分は高周
波シールド層25によって覆われているので、高周波回路
部分側から電磁波が低周波回路側に伝播したり、基板14
の上下両面間で干渉することがなく、しかも、本実施例
では電源回路22に高周波回路側の高周波電流が低周波回
路側に流れるのを防止する３端子レギュレータが設けら
れているので、センサ回路のＳ／Ｎ比を著しく改善する
ことができる。

【００２７】さらに、本実施例では回路基板14の左右両
端のグランド導体19を円筒筐体15や高周波シールド層25
を利用して高周波的に導通しているので、回路基板14の
両端側の電磁波の強度を弱めることができる。すなわ
ち、空中の誘電率ε₀ はほぼε₀ ＝１であるのに対し、
回路基板14の誘電率ε₀ はε₀ ≒10であり、同調共振回
路３のセラミック共振器20から発せられる電磁波は空中
に飛び出すものよりも回路基板14内を通るものが多く、
その分基板両端側における電界の強度が強くなる。本実
施例では、回路基板14の両端側のグランド導体19が互い
に高周波シールド層25等を介して高周波成分で導通され
ることで、基板両端の電磁波を弱めることができ、基板
両端から出る電磁波の影響を小さくできる。

【００２８】さらに、図１の（ｂ）から明らかなよう
に、全回路素子の中で最も高さの高いセラミック共振器
20，21を回路基板14の中央部、つまり、円筒筐体15の上
下直径位置に配置したので、その分、円筒筐体15の半径
を小さくでき、より一層の小型化が図れる。また、セラ
ミック共振器20を基板中央に配置することで、このセラ
ミック共振器20に接続する検出針10を挿通孔18の中心に
配置接続するのが容易となる。なお、挿通孔18は樹脂で
封じてもよい。

【００２９】さらに、高周波の電磁波は一般的に角部に
集中して流れるが、本実施例では図１の（ｂ）に示す如
く、高周波シールド層25のケースは円形状を呈している
ので、検出針10の部分から放射する電磁波を局部的に偏
在することなく一様に受けてシールド除去できるので、
シールド効率も非常に良いものとなる。

【００３０】さらに、回路基板14は金属製の円筒筐体15
によって覆われているので、外部からの放射電波がセン
サ回路に及ぼすのを防止でき、これにより外部ノイズに
対するセンサ回路の動作の安定性および信頼性を高める
ことができる。

【００３１】さらに、回路基板14を円筒形の円筒筐体15
内に収容装着するようにしたので、回路基板14を円筒筐
体15の中心部に収容するのが容易となり、回路基板14の
表裏両面を円筒筐体15の中心を通る直径領域にバランス
よく配置できると共に、セラミック共振器20，21と円筒
筐体15との距離を円筒筐体15を小型にするにもかかわら
ず大きくできるという効果が得られる。

【００３２】なお、本発明は上記実施例に限定されるこ
とはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記
実施例では、回路基板の表裏両面に接地電極23，24を形
成したが、この接地電極23，24の中間位置の回路基板14
の内部に図１の（ｂ）に線28で示すように基本接地電極
を埋設するように構成してもよい。一般に、高周波電流
が流れる回路では、接地電極に高周波電流が流れ異常電
位が生じ、このような場合には、接地電極と言えども必
ずしも０電位とはならず、回路の一部に電位を持つよう
になり、真の接地電極とはならない場合が生じる。この
ように、接地電極が回路の一部に電位を持つと、周囲の
導体部との間で電磁結合したり浮遊容量を通して他の回
路に悪い影響を与え、回路動作が不安定になる恐れがあ
る。これに対し、接地電極23，24の中間部位に基本接地
電極を形成し、この基本接地電極と各接地電極23，24を
スルーホール等を用いて導通することにより、接地電極
23，24は電位を持たない真の０電位の接地電極に近づけ
ることができ、これにより、回路動作の不安定化を確実
に防止し、回路動作のより一層の安定化を図ることがで
きる。

【００３３】また、上記実施例における高周波シールド
層25は良電気導体の金属板によって形成したが、これ
を、図２に示すように、フィルム被覆導体やラミネート
導体を用いて構成することができる。この場合は、例え
ば、35μｍ等の電気良導体の銅等の薄板の上下両面に例
えば0.08μｍ厚のポリエステル等のフィルムを用い、そ
のフィルムを両端から約0.5 mm程度剥離して導体層を露
出させ接続しろとし（この接続しろは必ずしも設けなく
てもよい）、これを残して熱融着して金属薄板30とフィ
ルム31を一体化したフレキシブルフィルム32とし、この
フレキシブルフィルム32を一対用意した後、各フレキシ
ブルフィルム（ラミネートフィルム）32を熱成型して自
然な半円状に形成し、この半円状の一方側のラミネート
フィルム32をセンサ回路の高周波回路部分を覆うように
回路基板14の一方側面の上に覆って接続しろの部分を回
路基板14のグランド導体19に半田接続又は接着して固定
し、同様に、回路基板14の反対側面の高周波回路部分を
他方の半円状のラミネートフィルム32で覆って接続しろ
をグランド導体19に半田接続又は接着固定することによ
り、回路基板の高周波回路部分の上下両面を覆う円形状
の高周波シールド層25を形成することができる。この場
合も、金属薄板30とグランド導体19を接着剤で接着固定
したときには両者30，19は高周波的にコンデンサ結合で
接地結合となる。なお、前記接続しろを設けないとき
は、高周波シールド層25をグランド導体19に半田接続す
るか接着剤で接着すればよい。

【００３４】このように、ラミネートフィルム32を用い
て高周波シールド層25を形成することにより、高周波シ
ールド層25を円形状に成型する加工が金属板を曲げ成型
して加工するよりも極めて容易となり、装置の製造組み
立てを容易化して、生産効率を高めることができると共
に、高周波シールド層の円形の形状を正しい形に形成す
るのも非常に容易となる。

【００３５】さらに、上記実施例のセンサ回路は適宜回
路変更が可能であり、例えば、図３のＡＦＣ回路６の代
わりにＡＧＣ回路を設けてもよいが、この場合は可変容
量ダイオード８の代わりにＰＩＮダイオード（高速ダイ
オード）を用い、このＰＩＮダイオードに加えるバイア
ス電圧を変化させることで抵抗値を変え、利得を変化さ
せることになる。

【００３６】さらに、上記実施例の高周波シールド層25
は、加工するには真円がよいが、真円でなく角形や楕円
等の形状でもよく、筐体の形状に適合するように形成す
ればよい。

【００３７】

【発明の効果】本発明は誘電体回路基板の表裏両面に、
互いにオーバーラップさせた面位置にそれぞれ接地電極
を配置し、表裏両面の一方側の接地電極には発振回路の
セラミック共振器を、他方側の接地電極には同調共振回
路のセラミック共振器をそれぞれ配置するように構成し
たものであるから、発振回路のセラミック共振器側の電
界および同調共振回路側のセラミック共振器側の電界
は、誘電体回路基板を通過しようとするときにそれぞれ
オーバーラップする表裏両面の接地電極によって阻止さ
れ、表裏両面間で電界の相互干渉が生じるのを防止する
ので、センサ回路の回路特性およびＳ／Ｎの大幅な改善
が可能となる。

【００３８】また、誘電体回路基板中に、表裏両面の接
地電極のほぼ中間位置に両接地電極に導通する基本接地
電極を埋設した構成のものにあっては、同調共振回路の
セラミック共振器と発振回路のセラミック共振器との間
に真の０電位の接地電極が形成されることで、センサ回
路、特に、同調共振回路のセラミック共振器の回路動作
を安定化させることができる。

【００３９】さらに、円筒筐体内壁面と誘電体回路基板
との間にセンサ回路の少くとも高周波回路部分を覆う高
周波シールド層を介設した構成のものにあっては、セン
サ回路の高周波回路部分から発生する電磁波がセンサ回
路の低周波回路部分に伝播したり、誘電体回路の表裏両
面間の影響が防止でき、これにより、センサ回路のＳ／
Ｎの大幅な改善が達成することができる。

【００４０】さらに、高周波シールド層を一対の導体金
属内蔵のフレキシブルフィルムをそれぞれ半円状に成型
したもので構成したものにあっては、高周波シールド層
を誘電体基板の表裏両面側に半円状の正しい形に成型す
るのが極めて容易となり、これにより、装置の製造加工
の容易化が図れ、生産効率の大幅な改善が可能となる。

【００４１】上記のように、本発明によれば、誘電体基
板の表裏両面にセンサ回路の回路素子が実装されること
で、装置の大幅な小型化が可能となり、しかも、このよ
うな装置の小型化を図っても、前記の各構成により、セ
ンサ回路の特性改善とＳ／Ｎの大幅な改善が図られるこ
とで、セラミック共振形静電センサ装置が本来持つ１×
10^-5ＰＦ以上の高分解能の微小静電容量の検出性能を十
分に発揮することができ、各種の利用分野に絶大なる貢
献をもたらすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るセラミック形静電センサ装置の一
実施例を示す構成説明図である。

【図２】センサ回路の高周波回路部分を覆う高周波シー
ルド層の他の構成例を示す説明図である。

【図３】出願人が先に特許出願等で提案しているセラミ
ック形静電センサ装置のブロック構成図である。

【図４】セラミック形静電センサ装置の微小静電容量の
検出動作の説明図である。

【図５】セラミック形静電センサ装置の各回路素子の誘
電体基板への理想的な実装構造を示す説明図である。

【図６】本実施例における回路基板の接地電極とグラン
ド導体の一配設例の説明図である。

【符号の説明】

１ 発振回路 ３ 同調共振回路 10 検出針 14 回路基板 15 円筒筐体 19 グランド導体（接地導体） 20，21 セラミック共振器 23，24 接地電極 25 高周波シールド層

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミック共振器を備え高周波数の発振
   周波数信号を出力する発振回路と、外部静電容量の変化
   を検出する検出電極が導通接続される前記発振回路のセ
   ラミック共振器とは別個独立のセラミック共振器を備え
   た同調共振回路とを含むセンサ回路が誘電体回路基板に
   形成され、検出電極が検出する外部静電容量の変化に応
   じて同調共振回路の共振周波数を偏倚させ、この共振周
   波数の偏倚による発振回路の固定発振周波数との同調点
   の変化に基づいて外部静電容量変化の検出信号を出力す
   るセラミック共振形静電センサ装置において、前記誘電
   体回路基板の表裏両面には互いに向かい合った面位置に
   それぞれ接地電極が配置され、表裏両面の一方側の接地
   電極には発振回路のセラミック共振器が、他方側の接地
   電極には同調共振回路のセラミック共振器がそれぞれ配
   置されており、この誘電体回路基板は導体金属性の筒状
   筐体中に収容装着されていることを特徴とするセラミッ
   ク共振形静電センサ装置。
2. 【請求項２】 誘電体回路基板中には表裏両面の接地電
   極のほぼ中間位置に両接地電極に導通する基本接地電極
   が埋設されている請求項１記載のセラミック共振形静電
   センサ装置。
3. 【請求項３】 筒状筐体内壁面と誘電体回路基板との間
   には該誘電体回路基板に形成されているセンサ回路の高
   周波回路部分を覆う高周波シールド層が介設されている
   請求項１又は請求項２記載のセラミック共振形静電セン
   サ装置。
4. 【請求項４】 高周波シールド層は、導体金属薄板の表
   裏両面に絶縁膜を形成した１対のフレキシブルフィルム
   をそれぞれ半円状に成型し、一方側の半円状のフレキシ
   ブルフィルムは基端側を誘電体回路基板に固定して同誘
   電体回路基板の表面側の高周波回路部分を半円状に覆
   い、同様に他方側の半円状のフレキシブルフィルムは誘
   電体回路基板の裏面側の高周波回路部分を半円状に覆う
   ことによって形成し、両フレキシブルフィルムの導体金
   属薄板は誘電体回路基板との固定部においてセンサ回路
   の接地導体に導通接続されている請求項１又は請求項２
   又は請求項３記載のセラミック共振形静電センサ装置。