JPH08327392A - 静電容量型センサ - Google Patents
静電容量型センサInfo
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- JPH08327392A JPH08327392A JP7131965A JP13196595A JPH08327392A JP H08327392 A JPH08327392 A JP H08327392A JP 7131965 A JP7131965 A JP 7131965A JP 13196595 A JP13196595 A JP 13196595A JP H08327392 A JPH08327392 A JP H08327392A
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- Japan
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- delay
- phase difference
- terminal
- delay circuit
- pulse
- Prior art date
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- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ノイズによる誤動作を少なくし、かつ検出距
離の変化が少ない安定した静電容量型センサを提供す
る。 【構成】 タイマ6から信号が発生した際、端子Pdの
レベルが“0”、すなわち物体を検出していないとき、
端子Peから入力するパルスのパルス幅がwS〜wLの
範囲に含まれる場合、異常なしと判断して動作を終了
し、このパルス幅がwSより小さい場合、コンデンサ7
d〜7gの接続状態および端子Peから入力するパルス
のパルス幅に応じてスイッチ部7a、7bを制御し、遅
延回路2と遅延回路4の位相差の位相差がwS〜wLの
範囲に含まれるようにし、このパルス幅がwLより大き
い場合、コンデンサ7d〜7gの接続状態および端子P
eから入力するパルスのパルス幅に応じてスイッチ部7
a、7bを制御し、遅延回路2と遅延回路4の位相差が
wS〜wLの範囲に含まれるようにする。
離の変化が少ない安定した静電容量型センサを提供す
る。 【構成】 タイマ6から信号が発生した際、端子Pdの
レベルが“0”、すなわち物体を検出していないとき、
端子Peから入力するパルスのパルス幅がwS〜wLの
範囲に含まれる場合、異常なしと判断して動作を終了
し、このパルス幅がwSより小さい場合、コンデンサ7
d〜7gの接続状態および端子Peから入力するパルス
のパルス幅に応じてスイッチ部7a、7bを制御し、遅
延回路2と遅延回路4の位相差の位相差がwS〜wLの
範囲に含まれるようにし、このパルス幅がwLより大き
い場合、コンデンサ7d〜7gの接続状態および端子P
eから入力するパルスのパルス幅に応じてスイッチ部7
a、7bを制御し、遅延回路2と遅延回路4の位相差が
wS〜wLの範囲に含まれるようにする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、静電容量型センサに関
するものである。
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の静電容量型近接センサとしては、
実公昭63−36246号公報に開示されているものが
ある。具体的に説明すると、パルス発生回路と、このパ
ルス発生回路の出力を2つに分岐させ、各々の出力を遅
延させる2つの遅延回路と、これら2つの遅延回路の少
なくとも一方に接続され、物体の近接によって静電容量
が変化する検出電極と、この2つの遅延回路の出力信号
の位相の進み遅れを判定して信号を出力する位相弁別回
路を有している。
実公昭63−36246号公報に開示されているものが
ある。具体的に説明すると、パルス発生回路と、このパ
ルス発生回路の出力を2つに分岐させ、各々の出力を遅
延させる2つの遅延回路と、これら2つの遅延回路の少
なくとも一方に接続され、物体の近接によって静電容量
が変化する検出電極と、この2つの遅延回路の出力信号
の位相の進み遅れを判定して信号を出力する位相弁別回
路を有している。
【0003】このようなセンサの各部の出力信号の関係
を図5に示す。図5(a)において、Paはパルス発生
器の出力信号であり、Pbは検出電極の接続された遅延
回路によって(t1−t0)時間遅延された信号、Pc
はもう1つの遅延回路によって(t2−t0)時間遅延
された信号を示す。
を図5に示す。図5(a)において、Paはパルス発生
器の出力信号であり、Pbは検出電極の接続された遅延
回路によって(t1−t0)時間遅延された信号、Pc
はもう1つの遅延回路によって(t2−t0)時間遅延
された信号を示す。
【0004】通常2つの遅延回路の出力信号Pb、Pc
の位相差は、所定の時間間隔(t2−t1)を保ってお
り、位相弁別回路の出力Pdは低レベル(以下“0”と
いう)であるが、物体が検出電極に近づいたときは図5
(b)に示すように信号Pbは信号Pcに対して十分な
時間(t2−t4)遅れるように回路定数が設定されて
いる。したがって、物体が検出電極に近接すると位相弁
別回路の出力Pdは高レベル(以下、“1”という)に
変化する。
の位相差は、所定の時間間隔(t2−t1)を保ってお
り、位相弁別回路の出力Pdは低レベル(以下“0”と
いう)であるが、物体が検出電極に近づいたときは図5
(b)に示すように信号Pbは信号Pcに対して十分な
時間(t2−t4)遅れるように回路定数が設定されて
いる。したがって、物体が検出電極に近接すると位相弁
別回路の出力Pdは高レベル(以下、“1”という)に
変化する。
【0005】なお、出力信号Pdは、信号Pcの立ち上
がり時に信号Pbが“1”のときは“0”、信号Pcの
立ち上がり時に信号Pbが“0”のときは“1”となる
ものとする。
がり時に信号Pbが“1”のときは“0”、信号Pcの
立ち上がり時に信号Pbが“0”のときは“1”となる
ものとする。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ものは、周囲温度の変化やセンサ表面の汚れ、または結
露等によって図6(a)に示すように、信号Pbがt5
の位置まで移動して信号Pcとの位相差が小さくなって
しまう現象(いわゆるドリフト)が発生する。この時に
検出電極にノイズが乗ったりすると、信号Pbは図6
(b)のようにt6まで移動し、信号Pcと位相が逆転
してPdに“1”が出力され誤動作となってしまう。
ものは、周囲温度の変化やセンサ表面の汚れ、または結
露等によって図6(a)に示すように、信号Pbがt5
の位置まで移動して信号Pcとの位相差が小さくなって
しまう現象(いわゆるドリフト)が発生する。この時に
検出電極にノイズが乗ったりすると、信号Pbは図6
(b)のようにt6まで移動し、信号Pcと位相が逆転
してPdに“1”が出力され誤動作となってしまう。
【0007】また、上記とは逆に、外部環境の変化によ
り信号Pbと信号Pcの位相差が大きくなるようなドリ
フトがあった場合、物体が近づいても信号PbとPcの
位相差がなかなか逆転せず、検出距離が低下してしま
う。
り信号Pbと信号Pcの位相差が大きくなるようなドリ
フトがあった場合、物体が近づいても信号PbとPcの
位相差がなかなか逆転せず、検出距離が低下してしま
う。
【0008】本発明の目的は、ノイズによる誤動作を少
なくし、かつ検出距離の変化が少ない安定した静電容量
型センサを提供することである。
なくし、かつ検出距離の変化が少ない安定した静電容量
型センサを提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、パルス発生手
段と、物体の近接に応じて容量成分が変化する静電容量
型変換手段と、上記静電容量型変換手段の容量成分の変
化に応じて上記パルス発生手段の出力を遅延する第1の
遅延手段と、上記パルス発生手段の出力を遅延する第2
の遅延手段と、上記第1および第2の遅延手段の出力の
位相差が所望の位相差に達した際に、検出信号を発生す
る出力発生手段と、上記検出信号の非発生時に上記第1
と第2の遅延手段の出力の位相差が予め設定した範囲か
ら外れている際に、上記第1または第2の遅延手段の遅
延時間を制御して上記位相差が上記所望の範囲内に含ま
れるように調整する調整手段とを設けることにより、上
記の目的を達成している。
段と、物体の近接に応じて容量成分が変化する静電容量
型変換手段と、上記静電容量型変換手段の容量成分の変
化に応じて上記パルス発生手段の出力を遅延する第1の
遅延手段と、上記パルス発生手段の出力を遅延する第2
の遅延手段と、上記第1および第2の遅延手段の出力の
位相差が所望の位相差に達した際に、検出信号を発生す
る出力発生手段と、上記検出信号の非発生時に上記第1
と第2の遅延手段の出力の位相差が予め設定した範囲か
ら外れている際に、上記第1または第2の遅延手段の遅
延時間を制御して上記位相差が上記所望の範囲内に含ま
れるように調整する調整手段とを設けることにより、上
記の目的を達成している。
【0010】上記第1および第2の遅延手段は、それぞ
れ抵抗と容量成分を備え、これら抵抗と容量成分に応じ
て上記遅延時間を設定するものであり、上記調整手段
は、上記第1または第2の遅延手段の抵抗成分または容
量成分を変更することにより、上記位相差を調整するも
のであることが望ましい。
れ抵抗と容量成分を備え、これら抵抗と容量成分に応じ
て上記遅延時間を設定するものであり、上記調整手段
は、上記第1または第2の遅延手段の抵抗成分または容
量成分を変更することにより、上記位相差を調整するも
のであることが望ましい。
【0011】上記第1および第2の遅延手段は、積分回
路およびこの積分回路の出力を2値信号に変換する変換
手段を備え、上記調整手段は、上記変換手段のしきい値
電圧を調整することにより、上記位相差を調整するもの
であることが望ましい。
路およびこの積分回路の出力を2値信号に変換する変換
手段を備え、上記調整手段は、上記変換手段のしきい値
電圧を調整することにより、上記位相差を調整するもの
であることが望ましい。
【0012】上記調整手段は、所望時間間隔ごとに動作
するものであることが望ましい。
するものであることが望ましい。
【0013】
【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
具体的に説明する。
具体的に説明する。
【0014】図1において、1はパルス発生手段を構成
するパルス発生回路で、パルス信号Paを出力する。2
は第1の遅延手段を構成する遅延回路で、抵抗2a、コ
ンデンサ2bからなる積分回路2cおよび変換手段を構
成する2値化回路2d等からなり、遅延回路2には物体
の近接に応じて静電容量が変化する静電容量型変換手段
を構成する検出電極3が接続してある。いま、静電容量
C1はコンデンサ2bと検出電極3によって生じる静電
容量とを加えたものとして示してある。4は第2の遅延
手段を構成する遅延回路で、抵抗4a、コンデンサ4b
からなる積分回路4cおよび変換手段を構成する2値化
回路4d等からなる。なお、遅延回路4にも検出電極3
とは別の検出電極を接続して、静電容量を構成してもよ
い。5は出力発生手段を構成する位相弁別回路で、遅延
回路2、4の出力信号の位相を比較してその進み遅れを
示す信号、すなわち検出信号(端子Pdに出力)および
その位相差を示す信号(端子Peに出力)を出力する。
検出信号は端子TOから外部へ出力される。6はタイマ
である。7は調整手段で、スイッチ部7a,7b、スイ
ッチ制御回路7c、コンデンサ7d,7e,7f,7g
等からなる。なお、コンデンサ7dと7eおよびコンデ
ンサ7fと7gとは、それぞれ静電容量が異なるものを
用いる。
するパルス発生回路で、パルス信号Paを出力する。2
は第1の遅延手段を構成する遅延回路で、抵抗2a、コ
ンデンサ2bからなる積分回路2cおよび変換手段を構
成する2値化回路2d等からなり、遅延回路2には物体
の近接に応じて静電容量が変化する静電容量型変換手段
を構成する検出電極3が接続してある。いま、静電容量
C1はコンデンサ2bと検出電極3によって生じる静電
容量とを加えたものとして示してある。4は第2の遅延
手段を構成する遅延回路で、抵抗4a、コンデンサ4b
からなる積分回路4cおよび変換手段を構成する2値化
回路4d等からなる。なお、遅延回路4にも検出電極3
とは別の検出電極を接続して、静電容量を構成してもよ
い。5は出力発生手段を構成する位相弁別回路で、遅延
回路2、4の出力信号の位相を比較してその進み遅れを
示す信号、すなわち検出信号(端子Pdに出力)および
その位相差を示す信号(端子Peに出力)を出力する。
検出信号は端子TOから外部へ出力される。6はタイマ
である。7は調整手段で、スイッチ部7a,7b、スイ
ッチ制御回路7c、コンデンサ7d,7e,7f,7g
等からなる。なお、コンデンサ7dと7eおよびコンデ
ンサ7fと7gとは、それぞれ静電容量が異なるものを
用いる。
【0015】次に、図2を参照して動作を説明する。な
お、同図において、Pa、Pb、Pc、Pd、Pe、P
tは、図1に示した端子の出力状態を示している。
お、同図において、Pa、Pb、Pc、Pd、Pe、P
tは、図1に示した端子の出力状態を示している。
【0016】いま、スイッチ部7a、7bのそれぞれの
共通端子aはそれぞれ端子bに接続しているものとす
る。すなわち、遅延回路2,4にはコンデンサ7d〜7
gのいずれも接続されていない状態であるとする。そし
て、検出電極3に物体が接近していない状態(以下、通
常状態とする)であるとする。図2においては、この状
態をT1で示す。
共通端子aはそれぞれ端子bに接続しているものとす
る。すなわち、遅延回路2,4にはコンデンサ7d〜7
gのいずれも接続されていない状態であるとする。そし
て、検出電極3に物体が接近していない状態(以下、通
常状態とする)であるとする。図2においては、この状
態をT1で示す。
【0017】この場合、端子Pcに出力される信号は、
端子Pbに出力される信号より所定時間(w1)遅れた
信号となるように遅延回路2,4を調整してある。な
お、w1は後述するwSとwLの間に含まれる範囲、す
なわちwS≦w1≦wLを満たすものとする。位相弁別
回路5は端子Pcを介して入力する信号波形の立上がり
でトリガされ、端子Pbを介して入力する信号が“1”
であるとき端子Pdに“0”を出力し、端子Pbを介し
て入力する信号が“0”であるとき端子Pdに“1”を
出力する。すなわち、端子Pdに表れる出力レベルは、
遅延回路2の遅延時間が遅延回路4の遅延時間より小さ
い場合“0”になり、遅延回路2の遅延時間が遅延回路
4の遅延時間より大きい場合“1”になる。よって、端
子Pdへの出力は通常状態では“0”となり、検出電極
3に所望の物体が近接すると“1”(検出信号)とな
る。いまの場合、通常状態なので端子Pdには“0”が
出力される。また、位相弁別回路5は遅延回路2と遅延
回路4とから出力されるパルスの立上がり時の位相差を
パルス幅とするパルスを端子Peに出力する。
端子Pbに出力される信号より所定時間(w1)遅れた
信号となるように遅延回路2,4を調整してある。な
お、w1は後述するwSとwLの間に含まれる範囲、す
なわちwS≦w1≦wLを満たすものとする。位相弁別
回路5は端子Pcを介して入力する信号波形の立上がり
でトリガされ、端子Pbを介して入力する信号が“1”
であるとき端子Pdに“0”を出力し、端子Pbを介し
て入力する信号が“0”であるとき端子Pdに“1”を
出力する。すなわち、端子Pdに表れる出力レベルは、
遅延回路2の遅延時間が遅延回路4の遅延時間より小さ
い場合“0”になり、遅延回路2の遅延時間が遅延回路
4の遅延時間より大きい場合“1”になる。よって、端
子Pdへの出力は通常状態では“0”となり、検出電極
3に所望の物体が近接すると“1”(検出信号)とな
る。いまの場合、通常状態なので端子Pdには“0”が
出力される。また、位相弁別回路5は遅延回路2と遅延
回路4とから出力されるパルスの立上がり時の位相差を
パルス幅とするパルスを端子Peに出力する。
【0018】ここで、タイマ6から所望時間間隔(数分
程度)で端子Ptを介して出力される信号がスイッチ制
御回路7cに入力すると、スイッチ制御回路7cは端子
Pdを介して入力する信号が“0”の場合、すなわち物
体を検出していない場合、端子Peから入力するパルス
のパルス幅が所定時間wS以上所定時間wL以下の範囲
に含まれるか判断する。
程度)で端子Ptを介して出力される信号がスイッチ制
御回路7cに入力すると、スイッチ制御回路7cは端子
Pdを介して入力する信号が“0”の場合、すなわち物
体を検出していない場合、端子Peから入力するパルス
のパルス幅が所定時間wS以上所定時間wL以下の範囲
に含まれるか判断する。
【0019】端子Peから入力するパルスのパルス幅が
wS〜wLの範囲に含まれる場合、異常なしと判断す
る。例えば、図2の期間T1にタイマ6から端子Ptを
介して出力が発生すると、端子Peから入力するパルス
のパルス幅w1はwS〜wLの範囲に含まれるので、ス
イッチ制御回路7cは異常なしと判断して動作を終了す
る。
wS〜wLの範囲に含まれる場合、異常なしと判断す
る。例えば、図2の期間T1にタイマ6から端子Ptを
介して出力が発生すると、端子Peから入力するパルス
のパルス幅w1はwS〜wLの範囲に含まれるので、ス
イッチ制御回路7cは異常なしと判断して動作を終了す
る。
【0020】端子Peから入力するパルスのパルス幅が
wSより小さい場合、周囲環境等の変化により、例えば
検出電極3のケース(図示せず。)の表面に僅かな結露
が発生することにより、遅延回路2,4の位相差が小さ
くなったと判断して、コンデンサ7d〜7gの接続状態
および端子Peから入力するパルスのパルス幅に応じて
スイッチ部7a、7bを制御し、遅延回路2と遅延回路
4の位相差を大きくして、その位相差がwS〜wLの範
囲に含まれるようにする。
wSより小さい場合、周囲環境等の変化により、例えば
検出電極3のケース(図示せず。)の表面に僅かな結露
が発生することにより、遅延回路2,4の位相差が小さ
くなったと判断して、コンデンサ7d〜7gの接続状態
および端子Peから入力するパルスのパルス幅に応じて
スイッチ部7a、7bを制御し、遅延回路2と遅延回路
4の位相差を大きくして、その位相差がwS〜wLの範
囲に含まれるようにする。
【0021】具体的には、例えば図2の期間T2の場
合、スイッチ部7a,7bの共通端子aはそれぞれコン
デンサが接続されていない端子bに接続しているので、
端子Peから入力するパルスP1のパルス幅w3がwS
より小さいと、スイッチ部7aを制御して、端子Peか
ら入力するパルスのパルス幅に応じてコンデンサ7dお
よび/またはコンデンサ7eを遅延回路2に選択的に接
続して遅延回路4の遅延時間を大きくし、図2の期間T
3に示したように遅延回路2と遅延回路4の位相差(パ
ルスP2のパルス幅w4)がwS〜wLの範囲に含まれ
るように修正する。また、例えばタイマ6から端子Pt
を介して信号が出力された際に、スイッチ部7aの共通
端子aがオープンの端子bと接続しており、スイッチ部
7bの共通端子aがコンデンサ7fと接続している端子
cと接続している場合は、端子Peから入力するパルス
のパルス幅に応じて、スイッチ部7bの共通端子aをコ
ンデンサ7fと接続している端子cからオープンの端子
bと接続させたり、スイッチ部7aの共通端子aを端子
cもしくは端子dに接続したりして、遅延回路2と遅延
回路4の位相差がwS〜wLの範囲に含まれるようにす
る。
合、スイッチ部7a,7bの共通端子aはそれぞれコン
デンサが接続されていない端子bに接続しているので、
端子Peから入力するパルスP1のパルス幅w3がwS
より小さいと、スイッチ部7aを制御して、端子Peか
ら入力するパルスのパルス幅に応じてコンデンサ7dお
よび/またはコンデンサ7eを遅延回路2に選択的に接
続して遅延回路4の遅延時間を大きくし、図2の期間T
3に示したように遅延回路2と遅延回路4の位相差(パ
ルスP2のパルス幅w4)がwS〜wLの範囲に含まれ
るように修正する。また、例えばタイマ6から端子Pt
を介して信号が出力された際に、スイッチ部7aの共通
端子aがオープンの端子bと接続しており、スイッチ部
7bの共通端子aがコンデンサ7fと接続している端子
cと接続している場合は、端子Peから入力するパルス
のパルス幅に応じて、スイッチ部7bの共通端子aをコ
ンデンサ7fと接続している端子cからオープンの端子
bと接続させたり、スイッチ部7aの共通端子aを端子
cもしくは端子dに接続したりして、遅延回路2と遅延
回路4の位相差がwS〜wLの範囲に含まれるようにす
る。
【0022】端子Peから入力するパルスのパルス幅が
wLより大きい場合、周囲環境等の変化により遅延回路
2,4の位相差が大きくなったと判断して、コンデンサ
7d〜7gの接続状態および端子Peから入力するパル
スのパルス幅に応じてスイッチ部7a、7bを制御し、
遅延回路2と遅延回路4の位相差を小さくして、その位
相差がwS〜wLの範囲に含まれるようにする。
wLより大きい場合、周囲環境等の変化により遅延回路
2,4の位相差が大きくなったと判断して、コンデンサ
7d〜7gの接続状態および端子Peから入力するパル
スのパルス幅に応じてスイッチ部7a、7bを制御し、
遅延回路2と遅延回路4の位相差を小さくして、その位
相差がwS〜wLの範囲に含まれるようにする。
【0023】具体的には、例えばいまの場合、スイッチ
部7a,7bの共通端子aはそれぞれ端子bに接続して
いるので、端子Peから入力するパルスのパルス幅がw
Lより大きいと、スイッチ部7bを制御して、端子Pe
から入力するパルスのパルス幅に応じてコンデンサ7
f,7gを遅延回路2に選択的に接続して遅延回路2の
遅延時間を大きくし、遅延回路2と遅延回路4の位相差
がwS〜wLの範囲に含まれるように修正する。また、
例えばタイマ6から端子Ptを介して信号が出力された
際に、スイッチ部7aの共通端子aがコンデンサ7dと
接続している端子cと接続しており、スイッチ部7bの
共通端子aがオープンの端子bと接続している場合は、
端子Peから入力するパルスのパルス幅に応じて、スイ
ッチ部7aの共通端子aをオープンの端子bへ接続させ
たり、スイッチ部7bの共通端子aを端子cもしくは端
子dに接続したりして、遅延回路2と遅延回路4の位相
差がwS〜wLの範囲に含まれるようにする。
部7a,7bの共通端子aはそれぞれ端子bに接続して
いるので、端子Peから入力するパルスのパルス幅がw
Lより大きいと、スイッチ部7bを制御して、端子Pe
から入力するパルスのパルス幅に応じてコンデンサ7
f,7gを遅延回路2に選択的に接続して遅延回路2の
遅延時間を大きくし、遅延回路2と遅延回路4の位相差
がwS〜wLの範囲に含まれるように修正する。また、
例えばタイマ6から端子Ptを介して信号が出力された
際に、スイッチ部7aの共通端子aがコンデンサ7dと
接続している端子cと接続しており、スイッチ部7bの
共通端子aがオープンの端子bと接続している場合は、
端子Peから入力するパルスのパルス幅に応じて、スイ
ッチ部7aの共通端子aをオープンの端子bへ接続させ
たり、スイッチ部7bの共通端子aを端子cもしくは端
子dに接続したりして、遅延回路2と遅延回路4の位相
差がwS〜wLの範囲に含まれるようにする。
【0024】なお、所定時間wSは所望の物体検出距離
が取れ、しかも所定の環境変化またはノイズに対して誤
動作しないために必要な位相差であり、所定時間wLは
これ以上位相差が発生すると物体の検出距離感度が所定
の要求を満たせないという限界の位相差である。
が取れ、しかも所定の環境変化またはノイズに対して誤
動作しないために必要な位相差であり、所定時間wLは
これ以上位相差が発生すると物体の検出距離感度が所定
の要求を満たせないという限界の位相差である。
【0025】また、上記の例では遅延量調整用のコンデ
ンサを各スイッチ部に2つ用いたが、これは2つに限る
ものではなく適宜変更可能である。
ンサを各スイッチ部に2つ用いたが、これは2つに限る
ものではなく適宜変更可能である。
【0026】このように、物体の近接を検出していない
場合に位相差の変化がある場合、その位相差が所望の範
囲に収まるように調整し、物体の近接を検出した際は上
記のような位相差の調整を行なわないので、例えば周囲
環境の変化等による比較的ゆっくりした位相差の変化、
すなわちドリフトを修正できるので、常に安定した検出
距離を保つことができる。
場合に位相差の変化がある場合、その位相差が所望の範
囲に収まるように調整し、物体の近接を検出した際は上
記のような位相差の調整を行なわないので、例えば周囲
環境の変化等による比較的ゆっくりした位相差の変化、
すなわちドリフトを修正できるので、常に安定した検出
距離を保つことができる。
【0027】上記では、2つの遅延回路のそれぞれの遅
延時間を調整してこの2つの遅延時間の位相差を調整す
るようにしたが、つぎに1つの遅延回路の遅延時間を調
整するだけで2つの遅延回路の位相差を調整する例を図
3に基づいて説明する。
延時間を調整してこの2つの遅延時間の位相差を調整す
るようにしたが、つぎに1つの遅延回路の遅延時間を調
整するだけで2つの遅延回路の位相差を調整する例を図
3に基づいて説明する。
【0028】同図において、7cはスイッチ部で、共通
端子aとこの共通端子aと接続可能な端子b〜f等から
なり、端子b〜fはそれぞれコンデンサ7h,7i,7
j,7k,7mと接続してある。コンデンサ7h〜7m
はそれぞれ静電容量が段階的に大きくなっているものを
使用する。すなわち、コンデンサ7h〜7mの静電容量
の大きさをCh〜Cmとすると、Ch<Ci<Cj<C
k<Cmとなる。なお、図1の同一番号のものは同一の
ものとする。
端子aとこの共通端子aと接続可能な端子b〜f等から
なり、端子b〜fはそれぞれコンデンサ7h,7i,7
j,7k,7mと接続してある。コンデンサ7h〜7m
はそれぞれ静電容量が段階的に大きくなっているものを
使用する。すなわち、コンデンサ7h〜7mの静電容量
の大きさをCh〜Cmとすると、Ch<Ci<Cj<C
k<Cmとなる。なお、図1の同一番号のものは同一の
ものとする。
【0029】次に、動作を説明する。いま、スイッチ部
7cの共通端子aはコンデンサ7iと接続している端子
dと接続しているものとし、検出電極3に物体が近接し
ていない場合の遅延回路3と4の位相差を、w1となる
ように設定してある。
7cの共通端子aはコンデンサ7iと接続している端子
dと接続しているものとし、検出電極3に物体が近接し
ていない場合の遅延回路3と4の位相差を、w1となる
ように設定してある。
【0030】上記の例と同様に、タイマ6から所望時間
間隔で端子Ptを介して出力される信号がスイッチ制御
回路7cに入力した際に、端子Pdを介して入力する信
号が“0”の場合、すなわち物体を検出していない場
合、端子Peから入力するパルスのパルス幅がwS〜w
Lの範囲に含まれると、異常なしと判断して動作を終了
する。
間隔で端子Ptを介して出力される信号がスイッチ制御
回路7cに入力した際に、端子Pdを介して入力する信
号が“0”の場合、すなわち物体を検出していない場
合、端子Peから入力するパルスのパルス幅がwS〜w
Lの範囲に含まれると、異常なしと判断して動作を終了
する。
【0031】端子Peから入力するパルスのパルス幅が
wSより小さい場合、遅延回路2,4の位相差が小さく
なったと判断して、コンデンサ7h〜7mの接続状態お
よび端子Peから入力するパルスのパルス幅に応じてス
イッチ部7cを制御し、遅延回路4の遅延量を大きくす
ることにより遅延回路2と遅延回路4の位相差を大きく
して、その位相差がwS〜wLの範囲に含まれるように
する。具体的に説明すると、いまの場合、スイッチ7部
cの共通端子aは端子dを介してコンデンサ7jと接続
しているので、このコンデンサ7jより静電容量の大き
いコンデンサ7kまたはコンデンサ7mと接続する。な
お、コンデンサ7kと7mの選択は、端子Peから入力
するパルスのパルス幅に応じて決定する。
wSより小さい場合、遅延回路2,4の位相差が小さく
なったと判断して、コンデンサ7h〜7mの接続状態お
よび端子Peから入力するパルスのパルス幅に応じてス
イッチ部7cを制御し、遅延回路4の遅延量を大きくす
ることにより遅延回路2と遅延回路4の位相差を大きく
して、その位相差がwS〜wLの範囲に含まれるように
する。具体的に説明すると、いまの場合、スイッチ7部
cの共通端子aは端子dを介してコンデンサ7jと接続
しているので、このコンデンサ7jより静電容量の大き
いコンデンサ7kまたはコンデンサ7mと接続する。な
お、コンデンサ7kと7mの選択は、端子Peから入力
するパルスのパルス幅に応じて決定する。
【0032】端子Peから入力するパルスのパルス幅が
wLより大きい場合、遅延回路2,4の位相差が大きく
なったと判断して、コンデンサ7h〜7mの接続状態お
よび端子Peから入力するパルスのパルス幅に応じてス
イッチ部7cを制御し、遅延回路4の遅延量を小さくす
ることにより遅延回路2と遅延回路4位相差を小さくし
て、その位相差がwS〜wLの範囲に含まれるようにす
る。具体的に説明すると、いまの場合、スイッチ7cの
共通端子aは端子dを介してコンデンサ7jと接続して
いるので、このコンデンサ7jよりの静電容量の小さい
コンデンサ7hまたはコンデンサ7iと接続する。な
お、コンデンサ7hと7iの選択は、上述したように端
子Peから入力するパルスのパルス幅に応じて決定す
る。
wLより大きい場合、遅延回路2,4の位相差が大きく
なったと判断して、コンデンサ7h〜7mの接続状態お
よび端子Peから入力するパルスのパルス幅に応じてス
イッチ部7cを制御し、遅延回路4の遅延量を小さくす
ることにより遅延回路2と遅延回路4位相差を小さくし
て、その位相差がwS〜wLの範囲に含まれるようにす
る。具体的に説明すると、いまの場合、スイッチ7cの
共通端子aは端子dを介してコンデンサ7jと接続して
いるので、このコンデンサ7jよりの静電容量の小さい
コンデンサ7hまたはコンデンサ7iと接続する。な
お、コンデンサ7hと7iの選択は、上述したように端
子Peから入力するパルスのパルス幅に応じて決定す
る。
【0033】なお、上記の例では、遅延回路4内のコン
デンサ4bを省いてもよい。この場合、例えばコンデン
サ7jを接続した状態で上述したような位相差w1を設
定する必要がある。
デンサ4bを省いてもよい。この場合、例えばコンデン
サ7jを接続した状態で上述したような位相差w1を設
定する必要がある。
【0034】また、上記の例では、遅延回路4に遅延量
調整用のコンデンサを接続するようにしたが、遅延回路
2のみ、または遅延回路2および4の両方に接続するよ
うにしてもよい。
調整用のコンデンサを接続するようにしたが、遅延回路
2のみ、または遅延回路2および4の両方に接続するよ
うにしてもよい。
【0035】また、上記の例では、遅延量調整用のコン
デンサを5種類用いたが、これも5種類に限らず、コン
デンサの種類は適宜変更可能である。
デンサを5種類用いたが、これも5種類に限らず、コン
デンサの種類は適宜変更可能である。
【0036】上記2つの例では、遅延量を調整するため
にコンデンサを適宜接続していたが、図4に示すように
遅延量を調整するために抵抗を接続するようにしてもよ
い。
にコンデンサを適宜接続していたが、図4に示すように
遅延量を調整するために抵抗を接続するようにしてもよ
い。
【0037】以下、図4を具体的に説明する。
【0038】同図において、7dはスイッチ部で、共通
端子aと共通端子aと接続可能な端子b〜f等からな
り、端子b〜fは、それぞれ抵抗7n,7p,7q,7
r,7sと接続し、抵抗7n〜7sはそれぞれ抵抗値が
段階的に大きくなっているものを使用する。すなわち、
抵抗7n〜7sの抵抗値の大きさをRn〜Rsとする
と、Rn<Rp<Rq<Rr<Rsとなる。なお、図1
の同一番号のものは同一のものとする。
端子aと共通端子aと接続可能な端子b〜f等からな
り、端子b〜fは、それぞれ抵抗7n,7p,7q,7
r,7sと接続し、抵抗7n〜7sはそれぞれ抵抗値が
段階的に大きくなっているものを使用する。すなわち、
抵抗7n〜7sの抵抗値の大きさをRn〜Rsとする
と、Rn<Rp<Rq<Rr<Rsとなる。なお、図1
の同一番号のものは同一のものとする。
【0039】次に、動作を説明する。いま、スイッチ部
7dの共通端子aは抵抗7qと接続している端子dと接
続しているものとし、検出電極3に物体が近接していな
い場合の遅延回路3と4の位相差は、w1となるように
設定してある。
7dの共通端子aは抵抗7qと接続している端子dと接
続しているものとし、検出電極3に物体が近接していな
い場合の遅延回路3と4の位相差は、w1となるように
設定してある。
【0040】上記の例と同様に、タイマ6から所望時間
間隔で端子Ptを介して出力される信号がスイッチ制御
回路7cに入力した際に、端子Pdを介して入力する信
号が“0”の場合、すなわち物体を検出していない場
合、端子Peから入力するパルスのパルス幅がwS〜w
Lの範囲に含まれると、異常なしと判断して動作を終了
する。
間隔で端子Ptを介して出力される信号がスイッチ制御
回路7cに入力した際に、端子Pdを介して入力する信
号が“0”の場合、すなわち物体を検出していない場
合、端子Peから入力するパルスのパルス幅がwS〜w
Lの範囲に含まれると、異常なしと判断して動作を終了
する。
【0041】端子Peから入力するパルスのパルス幅が
wSより小さい場合、遅延回路2,4の位相差が小さく
なったと判断して、抵抗7n〜7sの接続状態および端
子Peから入力するパルスのパルス幅に応じてスイッチ
部7dを制御し、遅延回路4の遅延量を大きくすること
により遅延回路2と遅延回路4の位相差を大きくして、
その位相差がwS〜wLの範囲に含まれるようにする。
具体的に説明すると、いまの場合、スイッチ7dの共通
端子aは端子dを介して抵抗7qと接続しているので、
この抵抗7qより抵抗値の大きい抵抗7rまたは抵抗7
sと接続する。なお、抵抗7rと7sの選択は、端子P
eから入力するパルスのパルス幅に応じて決定する。
wSより小さい場合、遅延回路2,4の位相差が小さく
なったと判断して、抵抗7n〜7sの接続状態および端
子Peから入力するパルスのパルス幅に応じてスイッチ
部7dを制御し、遅延回路4の遅延量を大きくすること
により遅延回路2と遅延回路4の位相差を大きくして、
その位相差がwS〜wLの範囲に含まれるようにする。
具体的に説明すると、いまの場合、スイッチ7dの共通
端子aは端子dを介して抵抗7qと接続しているので、
この抵抗7qより抵抗値の大きい抵抗7rまたは抵抗7
sと接続する。なお、抵抗7rと7sの選択は、端子P
eから入力するパルスのパルス幅に応じて決定する。
【0042】端子Peから入力するパルスのパルス幅が
wLより大きい場合、遅延回路2,4の位相差が大きく
なったと判断して、抵抗7n〜7sの接続状態および端
子Peから入力するパルスのパルス幅に応じてスイッチ
部7dを制御し、遅延回路4の遅延量を小さくすること
により遅延回路2と遅延回路4位相差を小さくして、そ
の位相差がwS〜wLの範囲に含まれるようにする。具
体的に説明すると、いまの場合、スイッチ7dの共通端
子aは端子dを介して抵抗7qと接続しているので、こ
の抵抗7qより抵抗値の小さい抵抗7nまたは抵抗7p
と接続する。なお、抵抗7nと7pの選択は、上述した
ように端子Peから入力するパルスのパルス幅に応じて
決定する。
wLより大きい場合、遅延回路2,4の位相差が大きく
なったと判断して、抵抗7n〜7sの接続状態および端
子Peから入力するパルスのパルス幅に応じてスイッチ
部7dを制御し、遅延回路4の遅延量を小さくすること
により遅延回路2と遅延回路4位相差を小さくして、そ
の位相差がwS〜wLの範囲に含まれるようにする。具
体的に説明すると、いまの場合、スイッチ7dの共通端
子aは端子dを介して抵抗7qと接続しているので、こ
の抵抗7qより抵抗値の小さい抵抗7nまたは抵抗7p
と接続する。なお、抵抗7nと7pの選択は、上述した
ように端子Peから入力するパルスのパルス幅に応じて
決定する。
【0043】なお、上記の例では、遅延回路4内の抵抗
4aを省いてもよい。この場合も、例えば抵抗7qを接
続した状態で上述したような位相差w1を設定する必要
がある。
4aを省いてもよい。この場合も、例えば抵抗7qを接
続した状態で上述したような位相差w1を設定する必要
がある。
【0044】また、上記の例では、遅延回路4に遅延量
調整用の抵抗を接続するようにしたが、遅延回路2の
み、または遅延回路2および4の両方に接続するように
してもよい。
調整用の抵抗を接続するようにしたが、遅延回路2の
み、または遅延回路2および4の両方に接続するように
してもよい。
【0045】また、上記の例では、遅延量調整用の抵抗
を5種類用いたが、これも5種類の限らず、抵抗の種類
は適宜変更可能である。
を5種類用いたが、これも5種類の限らず、抵抗の種類
は適宜変更可能である。
【0046】また、上記それぞれの例では遅延回路に抵
抗やコンデンサを接続して、2つの遅延回路の位相差を
調整したが、遅延回路内の2値化回路2d,4dのしき
い値電圧を調整することにより、2つの遅延回路の位相
差を調整するようにしてもよい。つまり、2値化回路の
しきい値電圧を大きくすることにより遅延回路の遅延時
間は大きくなるので、例えば遅延回路2と4の位相差が
小さくなった場合、遅延回路4内の2値化回路4dのし
きい値電圧を大きくし、遅延回路2と4の位相差が大き
くなった場合、遅延回路2内の2値化回路2dのしきい
値電圧を大きくすることにより、上記の各例と同様の効
果が得られるまた、上記それぞれの例では、タイマ6が
信号を発生するごとに位相差を調べるようにしたが、パ
ルス発生回路1の出力パルスを所定回数計測するごとに
信号を出力する計数手段を設け、この出力が発生するご
とに位相差を調べるようにしてもよい。
抗やコンデンサを接続して、2つの遅延回路の位相差を
調整したが、遅延回路内の2値化回路2d,4dのしき
い値電圧を調整することにより、2つの遅延回路の位相
差を調整するようにしてもよい。つまり、2値化回路の
しきい値電圧を大きくすることにより遅延回路の遅延時
間は大きくなるので、例えば遅延回路2と4の位相差が
小さくなった場合、遅延回路4内の2値化回路4dのし
きい値電圧を大きくし、遅延回路2と4の位相差が大き
くなった場合、遅延回路2内の2値化回路2dのしきい
値電圧を大きくすることにより、上記の各例と同様の効
果が得られるまた、上記それぞれの例では、タイマ6が
信号を発生するごとに位相差を調べるようにしたが、パ
ルス発生回路1の出力パルスを所定回数計測するごとに
信号を出力する計数手段を設け、この出力が発生するご
とに位相差を調べるようにしてもよい。
【0047】
【発明の効果】本発明は、検出信号の非発生時に第1と
第2の遅延手段の出力の位相差が所望の範囲から外れて
いる際、第1または第2の遅延手段の遅延時間を制御し
て位相差が予め設定した範囲内に含まれるように調整す
るので、周囲環境の変化等による位相差の変化、すなわ
ちドリフトを修正できるので、常に安定した検出距離を
保つことができる。
第2の遅延手段の出力の位相差が所望の範囲から外れて
いる際、第1または第2の遅延手段の遅延時間を制御し
て位相差が予め設定した範囲内に含まれるように調整す
るので、周囲環境の変化等による位相差の変化、すなわ
ちドリフトを修正できるので、常に安定した検出距離を
保つことができる。
【0048】そして、この調整を所望時間間隔ごとに行
なえば、周囲環境の変化等による比較的ゆっくりとした
位相差の変化、すなわちドリフトを修正できるので、常
に安定した検出距離を保つことができる。
なえば、周囲環境の変化等による比較的ゆっくりとした
位相差の変化、すなわちドリフトを修正できるので、常
に安定した検出距離を保つことができる。
【図1】本発明の実施例を示したブロック回路図。
【図2】図1の動作説明のためのタイミングチャート。
【図3】本発明の他の実施例を示したブロック図。
【図4】本発明のさらに他の実施例を示したブロック
図。
図。
【図5】従来の静電容量型近接センサの動作説明のため
のタイミングチャート。
のタイミングチャート。
【図6】従来の静電容量型近接センサの動作説明のため
のタイミングチャート。
のタイミングチャート。
1 パルス発生手段 2 第1の遅延手段 2a 抵抗 2b 容量成分 2c 積分回路 2d 変換手段 3 静電容量型変換手段 4 第2の遅延手段 4a 抵抗 4b 容量成分 4c 積分回路 4d 変換手段 5 出力発生手段 7 調整手段 7d〜7m 容量成分 7n〜7s 抵抗
Claims (4)
- 【請求項1】 パルス発生手段と、 物体の近接に応じて容量成分が変化する静電容量型変換
手段と、 上記静電容量型変換手段の容量成分の変化に応じて上記
パルス発生手段の出力を遅延する第1の遅延手段と、 上記パルス発生手段の出力を遅延する第2の遅延手段
と、 上記第1および第2の遅延手段の出力の位相差が所望の
位相差に達した際に、検出信号を発生する出力発生手段
と、 上記検出信号の非発生時に上記第1と第2の遅延手段の
出力の位相差が予め設定した範囲から外れている際に、
上記第1または第2の遅延手段の遅延時間を制御して上
記位相差が上記所望の範囲内に含まれるように調整する
調整手段とを備えたことを特徴とする静電容量型セン
サ。 - 【請求項2】 請求項1において、上記第1および第2
の遅延手段は、それぞれ抵抗と容量成分を備え、これら
抵抗と容量成分に応じて上記遅延時間を設定するもので
あり、 上記調整手段は、上記第1または第2の遅延手段の抵抗
または容量成分を変更することにより、上記位相差を調
整するものであることを特徴とする静電容量型センサ。 - 【請求項3】 請求項1において、上記第1および第2
の遅延手段は、積分回路およびこの積分回路の出力を2
値信号に変換する変換手段を備え、 上記調整手段は、上記変換手段のしきい値電圧を調整す
ることにより、上記位相差を調整するものであることを
特徴とする静電容量型センサ。 - 【請求項4】 請求項1において、上記調整手段は、所
望時間間隔ごとに動作するものであることを特徴とする
静電容量型センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7131965A JPH08327392A (ja) | 1995-05-30 | 1995-05-30 | 静電容量型センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7131965A JPH08327392A (ja) | 1995-05-30 | 1995-05-30 | 静電容量型センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08327392A true JPH08327392A (ja) | 1996-12-13 |
Family
ID=15070371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7131965A Pending JPH08327392A (ja) | 1995-05-30 | 1995-05-30 | 静電容量型センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08327392A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004500557A (ja) * | 1999-10-15 | 2004-01-08 | マイクロセンサーズ・インコーポレイテッド | 高度に構成可能な容量性トランスデューサインターフェイス回路 |
| JP2007278968A (ja) * | 2006-04-11 | 2007-10-25 | Yazaki Corp | 液面レベル検出装置 |
| JP2008544599A (ja) * | 2005-06-16 | 2008-12-04 | エーティーラブ・インコーポレーテッド | 接触センサ及びその信号発生方法 |
| US20140009406A1 (en) * | 2012-07-09 | 2014-01-09 | David Brent GUARD | Drive Signals for a Touch Sensor |
| JP2019090698A (ja) * | 2017-11-15 | 2019-06-13 | アークレイ株式会社 | 液面検知装置、及び液面検知方法 |
| CN113108816A (zh) * | 2021-04-16 | 2021-07-13 | 深圳市立三机电有限公司 | 一种多路信号共用一传输通道的磁电编码器电路 |
-
1995
- 1995-05-30 JP JP7131965A patent/JPH08327392A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004500557A (ja) * | 1999-10-15 | 2004-01-08 | マイクロセンサーズ・インコーポレイテッド | 高度に構成可能な容量性トランスデューサインターフェイス回路 |
| JP2008544599A (ja) * | 2005-06-16 | 2008-12-04 | エーティーラブ・インコーポレーテッド | 接触センサ及びその信号発生方法 |
| US7956850B2 (en) | 2005-06-16 | 2011-06-07 | Atlab Inc. | Touch sensor and signal generation method thereof |
| JP2007278968A (ja) * | 2006-04-11 | 2007-10-25 | Yazaki Corp | 液面レベル検出装置 |
| US20140009406A1 (en) * | 2012-07-09 | 2014-01-09 | David Brent GUARD | Drive Signals for a Touch Sensor |
| US9262023B2 (en) * | 2012-07-09 | 2016-02-16 | Atmel Corporation | Drive signals for a touch sensor |
| JP2019090698A (ja) * | 2017-11-15 | 2019-06-13 | アークレイ株式会社 | 液面検知装置、及び液面検知方法 |
| CN113108816A (zh) * | 2021-04-16 | 2021-07-13 | 深圳市立三机电有限公司 | 一种多路信号共用一传输通道的磁电编码器电路 |
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