(57)【要約】  検出精度が高い静電容量式の近接センサ装置、及び近接センサ装置を用いた入力補助装置を提供すること。センサ部（１）は、駆動電圧を印加する駆動電極（３）と駆動電極（３）との間にそれぞれ静電容量を形成するように配置される検出電極（４）及び（５）とから構成される。検出電極（４）の出力信号は、増幅回路（６）に入力され、増幅された出力信号は正極端子と負極端子とを有する差動増幅回路（８）の正極端子へ入力される。検出電極（５）の出力信号は、増幅回路（９）に入力され、増幅された出力信号は差動増幅回路（８）の負極端子へ入力される。差動増幅回路（８）で増幅された出力信号は、アナログ処理回路（７）でフィルタリング処理及びデジタル変換され、マイクロコンピュータ（１０）へ入力される。マイクロコンピュータ（１０）では出力信号の差分値が検出され、検出された差分値と設定された閾値とを比較することにより、被検出体の近接を検出する。
2010053013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動電圧が印加される駆動電極と、前記駆動電極の両側に前記駆動電極との間にそれぞれ静電容量を形成するように配置される一対の検出電極と、前記検出電極の一方の出力信号と他方の出力信号との差分値を検出する検出回路と、を具備することを特徴とする近接センサ装置。
【請求項２】
前記検出回路は、前記差分値から被検出体と前記検出電極との間の距離を検出することを特徴とする請求項１記載の近接センサ装置。
【請求項３】
前記駆動電極は、環状をなしていて、前記検出電極が前記駆動電極の内側及び外側に配置されることを特徴とする請求項１記載の近接センサ装置。
【請求項４】
前記一対の検出電極は、互いに電極幅及び又は前記駆動電極との距離が異なっており、前記駆動電極及び前記一対の検出電極との間にそれぞれ形成される静電容量が同一となるよう、電極間の距離及び又は電極幅を調整されたことを特徴する請求項１記載の近接センサ装置。
【請求項５】
入力装置及び請求項１記載の近接センサ装置を備えた装置本体と、前記近接センサ装置から出力される信号に基づいて入力操作を補助する補助装置と、を具備することを特徴とする入力補助装置。
【請求項６】
前記補助装置は、対象となる入力操作を補助するための補助照明装置を点灯させることを特徴とする請求項５記載の入力補助装置。
【請求項７】
前記補助装置は、前記近接センサ装置への近接の程度に応じて補助動作を少なくとも２段階に切り替えることを特徴とする請求項５記載の入力補助装置。
【請求項８】
請求項３に記載の近接センサ装置と、前記近接センサ装置に備えられた内側の検出電極のさらに内側に入力装置を備えた装置本体と、前記近接センサ装置から出力される信号に基づいて入力操作を補助する補助装置と、を具備することを特徴とする入力補助装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電容量式の近接センサ装置および近接センサ装置を用いた入力補助装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
人体などの被検出体の近接検出装置は、種々のタイプのものが提案されている。例えば、セラミックス等の絶縁基板上に検出電極、接地電極及び遮蔽電極を配置した静電容量式の近接センサ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
図９(a)に特許文献１記載の静電容量式近接センサ装置の概略図が示されている。センサ部９０は被検出体の検出に用いる検出電極９１及び接地電極９２とノイズの遮蔽に用いる遮蔽電極９３とによって構成される。検出電極９１の端子と遮蔽電極９３の端子とはシールド線９４を介して発振回路９５に接続され、接地電極９２の端子は接地される。【０００４】
図９(b)にセンサ部９０の電極配置が示されている。絶縁基板９７の一方の面に検出電極９１と接地電極９２とが静電容量を形成するように配置される。絶縁基板９７の他方の面には遮蔽電極９３が配置され、検出電極９１の背面からのノイズの影響を低減している。検出電極９１に被検出体が近接した場合、被検出体により検出電極９１と接地電極９２との間に形成される電気力線９８の一部が吸収され、検出電極９１と接地電極９２との間の静電容量が減少する。発振回路９５から発振される発振周波数は検出電極９１と接地電極９２との間の静電容量の変化に基づいて変化する。検知回路部９６はこの発振周波数の変化を電圧として検知し、検知された電圧と任意の閾値とを比較することにより被検出体の近接を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−４８６９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような静電容量型の近接センサ装置において、より検出精度が高く、微小な静電容量の変化を検出できることが求められている。近接センサ装置の検出精度を向上させるためには、受信信号を増幅する方法が一般的であるが、受信信号に混入するノイズも一緒に増幅される問題がある。特許文献１の静電容量式近接センサ装置では、ノイズの影響を低減するため、検出電極９１の背面に遮蔽電極９３を設けて背面からのノイズを除去している。しかしながら、この方法では正面からのノイズには対処できない問題があった。【０００７】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、検出精度が高い静電容量式の近接センサ装置、及び近接センサ装置を用いた入力補助装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の近接センサ装置は、駆動電圧が印加される駆動電極と、前記駆動電極の両側に前記駆動電極との間にそれぞれ静電容量を形成するように配置される一対の検出電極と、前記検出電極の一方の出力信号と他方の出力信号との差分値を検出する検出回路と、を具備することを特徴とする。【０００９】
この構成によれば、一方の検出電極と他方の検出電極とが同じノイズの影響下にあり、それぞれの検出電極の出力信号の差分値を検出することにより、ノイズの影響を相殺することができ、検出精度を向上させることができる。【００１０】
本発明は、近接センサ装置において、上記検出回路は、前記差分値から被検出体と前記検出電極との間の距離を検出する。この構成によれば、差分値が正側の値の場合は、駆動電極の両側に配置される一方の検出電極側の出力信号が変動し、負側の値の場合は、他方の検出電極側の出力信号が変動するので、差分値に基づいて被検出体が検出電極に近接する方向を判別でき、差分値の絶対値の大きさから被検出体と検出電極との間の距離を検出することができる。【００１１】
本発明は、近接センサ装置において、上記駆動電極は、環状をなしていて、前記検出電極が前記駆動電極の両側に配置される。この構成によれば、あらゆる方向からの近接センサ装置への被検出体の近接を検出することができる。【００１２】
本発明は、近接センサ装置において、上記一対の検出電極は、互いに電極幅及び又は前記駆動電極との距離が異なっており、前記駆動電極及び前記一対の検出電極との間にそれぞれ形成される静電容量が同一となるよう、電極間の距離及び又は電極幅を調整されたことを特徴する。【００１３】
この構成によれば、被検出体が近接しない状態での静電容量の差分値を同一に調整でき、被検出体を検出するための演算処理を簡素化することができる。【００１４】
本発明の入力補助装置は、入力装置及び前記近接センサ装置を備えた装置本体と、前記近接センサ装置から出力される信号に基づいて入力操作を補助する補助装置と、を具備することを特徴とする。【００１５】
本発明は、上記入力補助装置において、上記補助装置は、対象となる入力操作を補助するための照明装置を点灯させることとした。この構成によれば、オペレータが暗所でスイッチ等の入力操作を行う際、対象となるスイッチの所定範囲内に手を接近させることにより補助照明装置が点灯し、入力操作を補助することができる。【００１６】
また本発明は、上記入力補助装置において、補助装置は、前記近接センサ装置への近接の程度に応じて補助操作を少なくとも２段階に切り替える。この構成によれば、接近の程度に応じて、例えば複数の照明装置を段階的に切り替えるなど、オペレータへ接近の程度を段階的にフィードバックすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、検出精度が高い静電容量式の近接センサ装置、及びそれを用いた入力補助装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に係る近接センサ装置の構成の概略を示す図である。
【図２】(a)上記実施の形態における電極配置の上面図、(b)図２(a)の斜視図、(c)図２(a)のＸ−Ｘ間の断面図である。
【図３】上記実施の形態における被検出体の検出原理を説明する概念図である。
【図４】(a)本実施の形態における近接センサ装置と被検出体の位置の関係を示す図、(b)図４(a)の各地点での出力信号の静電容量の差分値を示す図である。
【図５】(a)本発明の変形例における電極配置の上面図、(b)図５(a)の斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る入力補助装置の構成の概略を示す図である。
【図７】(a)本発明の実施の形態の近接センサ装置を用いた応用例を示す図、(b)図７(a)のＹ−Ｙ間の断面図である。
【図８】本発明の実施の形態の近接センサ装置を用いた他の応用例を示す図である。
【図９】(a)従来技術の静電容量式近接センサの構成の概略を示す図、(b)図９(a)のセンサ部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１に本発明の実施の形態に係る静電容量式の近接センサ装置の構成図が示されている。本実施の形態に係る近接センサ装置は、手などの被検出体を検出するセンサ部１とセンサ部１からの出力信号を処理する制御回路部２とを備えて構成される。センサ部１は、駆動電圧が印加される駆動電極３と駆動電極３との間にそれぞれ静電容量を形成するように配置される検出電極４及び５とから構成される。
【００２０】
一方の検出電極４の出力信号は、正極端子と負極端子とを備える増幅回路６の負極端子に入力される。増幅回路６の正極端子には、アナログ処理回路７から基準電圧が印加される。増幅回路６で増幅された出力信号は、正極端子と負極端子とを有する差動増幅回路８の正極端子へ入力される。他方の検出電極５の出力信号は、正極端子と負極端子とを備える増幅回路９の負極端子に入力される。増幅回路９の正極端子にはアナログ処理回路７から基準電圧が印加される。増幅回路９で増幅された出力信号は、差動増幅回路８の負極端子へ入力される。差動増幅回路８で増幅された検出電極４及び５の出力信号は、アナログ処理回路７でフィルタリング処理及びデジタル変換され、マイクロコンピュータ１０へ入力され、検出回路としてのマイクロコンピュータ１０で差分値が検出される。検出された差分値と設定された閾値とを比較することにより、被検出体の接近を検出する。尚、差分値の検出はアナログ処理回路７で行ってもよい。検出された被検出体の情報は、インターフェース１１を介して外部システムに送出される。駆動電極３には、マイクロコンピュータ１０よりタイミング回路１２を介して増幅回路１３で増幅された駆動電圧が印加される。駆動電圧の印加はマイクロコンピュータによって指示が与えられたタイミング回路１２によりタイミング制御される。
【００２１】
図２(a)に本実施の形態のセンサ部１における電極配置の上面図が示されている。円環状に形成される駆動電極３、検出電極４及び検出電極５は絶縁基板２０上に同心円状に配置される。駆動電極３を挟んで外側には検出電極４が形成され、内側には検出電極５が形成されている。図２(b)には図２(a)の斜視図が示されている。円環状に形成される駆動電極３と各検出電極４及び５との間にはそれぞれ静電容量が形成される。このため、手２１（以下、「被検出体」という）がいずれの方向から接近しても所定範囲内に接近すると、駆動電極３と各検出電極４及び５との間に形成される静電容量が変化する。この静電容量値の変化を基に被検出体２１の接近を検出する。
【００２２】
図２(c）には、図２(a)に示されるセンサ部１のＸ-Ｘ間の断面図が示されている。図中では、検出電極５と比較して検出電極４の電極幅は狭く形成されている。これは駆動電極３と検出電極４及び５との間にそれぞれ形成される静電容量を調整するためである。同心円状に形成される駆動電極３に対して内側に配置される検出電極５と外側に配置される検出電極４とを比較した際、電極幅が同じ場合は駆動電極３の内側に配置される検出電極５の面積の方が小さくなる。したがって、駆動電極３と検出電極５の間に形成される静電容量は、駆動電極３と検出電極４との間に形成される静電容量より小さくなる。このため、内側の検出電極５の電極幅を広くとり、かつ駆動電極３との間の電極間距離を小さく配置することにより、駆動電極３と各検出電極４及び５との間に形成される静電容量を同一となるように調整している。
【００２３】
図３(a)〜(d)は、近接センサ装置の検出原理を示す概念図である。図３(a)は絶縁基板２０上に配置された駆動電極３、検出電極４及び検出電極５の断面を示し、駆動電極３と検出電極４との間に電気力線３１及び静電容量Ｃａが形成され、駆動電極３と検出電極５との間に電気力線３２及び静電容量Ｃｂが形成されていることが示されている。
【００２４】
図３(b)には、被検出体２１が駆動電極３と検出電極４との間に接近した状態が示されている。この状態では、被検出体２１によって電気力線３１の一部が吸収されるため、駆動電極３と検出電極４との間に形成された静電容量Ｃａが低下する。一方、被検出体２１ともう一方の検出電極５との間の距離は大きく、被検出体２１によって吸収される電気力線３２の量は少ないので、静電容量Ｃｂはほとんど低下しない。
【００２５】
図３(c)には、被検出体２１が駆動電極３と検出電極５との間に接近した状態が示されている。この状態では、被検出体２１によって駆動電極３と検出電極５との間の電気力線３２の一部が吸収されるため静電容量Ｃｂが低下する。一方、被検出体２１ともう一方の検出電極４との間の距離差は大きく、被検出体２１によって吸収される電気力線３１の量は少ないので、静電容量Ｃａはほとんど低下しない。
【００２６】
図３(d)には、被検出体２１が駆動電極３の上部に接近した状態で検出電極４と検出電極５との中間付近に存在する状態が示されている。この状態では、被検出体２１が電気力線３１及び３２の双方を共に吸収するため、静電容量Ｃａ、Ｃｂは共に低下する。
【００２７】
本実施の形態における近接センサ装置の検出電極４及び５の出力信号は、電極間に形成された静電容量に比例する。このため、電極間の静電容量（Ｃａ−Ｃｂ）の変化は出力信号の変化に連動する。以下、説明の便宜上、出力信号の差分値の変化を電極間の静電容量の差分値（Ｃa−Ｃｂ）の変化に読み替えて説明する。図３(a)の状態では、電極幅と電極間の距離とによって調整された一定容量の静電容量Ｃａ及びＣｂが形成されている。この時の静電容量の差分値を(Ｃａ−Ｃｂ)＝Ｃ０とする。図３（ｂ）の状態では、ＣａがＣｂより小さくなるので、差分値（Ｃａ−Ｃｂ）はＣ０より小さくなり、図３（ｃ）の状態では、ＣｂがＣａより小さくなるので、差分値はＣ０より大きくなる。また、図３（ｄ）の状態では、ＣａとＣｂとが共に小さくなるので、差分値はＣ０に近い値となる。
【００２８】
一方、本実施の形態の近接センサ装置では、ノイズの影響がセンサ部１全体に作用する。したがって、検出電極４及び５に同程度のノイズが影響する。このため、それぞれの電極間に形成された静電容量Ｃａ、Ｃｂにも同程度のノイズが作用し、その差分値を算出することで、ノイズの影響が相殺される。仮に、近接センサ装置全体にΔＣのノイズが作用したとする。この場合、駆動電極３と検出電極４との間に形成される静電容量はＣａ＋ΔＣとなり、駆動電極３と検出電極５との間に形成される静電容量はＣｂ＋ΔＣとなる。したがって、静電容量の差分値は（Ｃａ＋ΔＣ）−（Ｃｂ＋ΔＣ）＝Ｃａ−Ｃｂとなり、ノイズΔＣの影響は相殺される。
【００２９】
図４を用いて被検出体２１の位置と静電容量の差分値の変化とについて、詳細に説明する。図４(a)にはセンサ部１に対して、距離ｈを保ちながら平行に被検出体２１を動かした際の被検出体２１の位置を、各Ａ〜Ｅ点に示している。図中でのＡ点及びＥ点は、被検出体２１が静電容量Ｃａ、Ｃｂに影響を及ぼさない遠方の地点とする。またＢ点は静電容量Ｃａが最も減少する点、Ｃ点は静電容量Ｃａ、Ｃｂが等しくなる点、Ｄ点は静電容量Ｃｂが最も減少する点とする。また、図中のセンサ部１の静電容量の初期値Ｃ０は被検出体２１が電気力線３１及び３２に影響しない地点、すなわちＡ点及びＥ点でＣａ−Ｃｂが零となるように調整されたものとして説明する。
【００３０】
図４(b)には被検出体２１の位置に対応する静電容量Ｃａ、Ｃｂの差分値（Ｃａ−Ｃｂ）の変化が実線の曲線として示されている。曲線上の各Ａ点〜Ｅ点は、被検出体２１が図４(a)の各Ａ〜Ｅ点に位置する時の静電容量の差分値を示している。上述したように、被検出体２１が検出電極４から離れたＡ点に位置する時は、静電容量Ｃａ、Ｃｂが等しいので、静電容量の差分値（Ｃａ−Ｃｂ）は零となる。被検出体２１をＡ点からＢ点に向けて動かすと、被検出体２１が検出電極４に近づくにつれて手によって吸収される電気力線３１の量が増大する。一方、被検出体２１と検出電極５と間の距離は大きいため、電気力線３２はほとんど吸収されない。このため、被検出体２１がＡ点からＢ点に向かうにつれて静電容量Ｃａは静電容量Ｃｂより大きく減少し、差分値（Ｃａ−Ｃｂ）が負の方向に増大する。
【００３１】
被検出体２１が検出電極４と駆動電極３との中間上のＢ点に位置する時は、被検出体２１によって吸収される電気力線３１の量が最大となる。このため、静電容量Ｃａが最小値となり、差分値は負側の最大値となる。被検出体２１がＢ点からＣ点に向けて移動する際には、被検出体２１と検出電極４との間の距離が増大するため、被検出体２１によって吸収される電気力線３１の量は減少する。一方、被検出体２１と検出電極５との間の距離が小さくなるため、被検出体２１によって吸収される電気力線３２の量が徐々に増大する。以上のようにＢ点からＣ点にかけて静電容量Ｃａは増大し、静電容量Ｃｂは減少する。このため、差分値は正側に増大する。
【００３２】
被検出体２１がＣ点に位置する時は、被検出体２１によって吸収される電気力線３１の量と電気力線３２の量とが等しくなる。このため、静電容量ＣａとＣｂとが等しくなり差分値が零となる。被検出体２１がＣ点からＤ点に向けて移動する際には、被検出体２１によって吸収される電気力線３２の量が増大し、静電容量Ｃｂの値は減少する。一方、被検出体２１と検出電極４との間の距離は増大するため、被検出体２１によって吸収される電磁線３１の量は減少し、静電容量Ｃａは増大する。したがって、被検出体２１がＣ点からＤ点に向けて移動する際には、Ｃｂの値がＣａの値より小さくなり、差分値は正側の値となり、差分値は正側に増大する。
【００３３】
被検出体２１が検出電極５と駆動電極３との中間上のＤ点では、被検出体２１によって吸収される電気力線３２の量が最大となるため、静電容量Ｃｂが最小となり差分値が最大となる。被検出体２１がＤ点からＥ点に向けて移動する際には、被検出体２１と検出電極５との間の距離が大きくなり、被検出体２１によって吸収される電気力線３２の量が減少する。このため、静電容量Ｃｂが増大して差分値は減少に転ずる。被検出体２１がＥ点に到達した際には、被検出体２１が静電容量Ｃａ、Ｃｂに影響を及ぼさなくなるため差分値は零となる。
【００３４】
本実施の形態における近接センサ装置では、被検出体の接近によって検出される差分値が正側の値と負側の値とをとる。このため、正側に閾値Ｓ１を設定し、負側に閾値Ｓ２を設定することにより、被検出体２１の近接を多段階に分けて検出できる。図４(a)で被検出体２１がＡ点からＥ点に向かって移動する場合、差分値は図４（b）の曲線に示されるように変化する。図４(a)のＤ１に示される区間で差分値は図４(b)の曲線の負側の閾値Ｓ２以下となり、Ｄ２に示される区間で正側の閾値Ｓ１以上となる。したがって、差分値が閾値Ｓ２以下になる区間と閾値Ｓ１以上になる区間との少なくとも２段階を区別して検出することができる。
【００３５】
出力信号の差分値の変化を利用して被検出体２１と検出電極４及び５との間の距離を検出することもできる。差分値が閾値Ｓ１以上となる区間では、被検出体２１がＤ２に示される区間に存在し、差分値が閾値Ｓ２以下となる区間では、被検出体２１がＤ１に示される区間に存在する。このため、閾値Ｓ１、Ｓ２を任意の大きさに設定することにより、Ｄ１、Ｄ２の区間を任意に設定することができ、被検出体２１と検出電極４及び５との間の距離を検出することができる。
【００３６】
以上、本実施の形態の近接センサ装置のセンサ部１の電極配置として駆動電極３、検出電極４及び５を円環状に配置した例を示したが、本発明はこのような電極構成に限定されない。図５(a)、(b)に駆動電極５１を挟んで検出電極５２、５３を直線状に配置したセンサ部５０が示されている。この電極配置では、図５(b)中に示される矢印５４の方向から被検出体としての被検出体５６が接近する場合には、図４(a)と同様に被検出体５６が検出電極５２、駆動電極５１及び検出電極５３を横断するため、差分値は図４(b)の曲線に示されるように変化する。したがって、上述したように、差分値が正側の値か負側の値かを検出することにより、被検出体５６の接近が、検出電極５２側からか、検出電極５３側からかの何れかを判別できる。また、図４(b)と同様に、閾値Ｓ１、Ｓ２の値を任意に設定することにより、検出電極５２、５３との距離を検出することもできる。
【００３７】
一方、矢印５５の方向からセンサ部５０に被検出体５６が接近した場合には、差分値の変化は正側または負側の一方の変化のみとなる。この場合、被検出体５６は駆動電極５１、検出電極５２及び５３と平行に接近するため、被検出体５６に近い一方の検出電極５２または検出電極５３と駆動電極５１との間に形成される静電容量ＣａまたはＣｂが、他方の静電容量ＣａまたはＣｂより大きく減少する。このため、差分値は正側か負側かの一方の変化となる。この場合においても、ノイズはセンサ部５０の全体に作用するため、静電容量の差分値を検出することによりノイズの影響を相殺できる。
【００３８】
以下、本実施の形態における近接センサ装置を用いる応用例を示す。図６に示される入力補助装置６０は、被検出体６２の接近を検出する近接センサ装置６１と、近接情報を受けて補助照明装置６５を点灯させる制御回路６３と、照明によって入力デバイス６４の入力を補助する補助照明装置６５と、を備えて構成される。オペレータが入力デバイス６４を操作しようとする際、被検出体６２の接近により、近接センサ装置６１によって近接情報が検出される。制御回路６３は近接情報を受けて補助照明装置６５を点灯させる。オペレータは補助照明装置６５の点灯によって入力デバイス６４の位置を確認でき、入力操作が容易となる。
【００３９】
入力補助装置６０では、近接センサ装置６１の正側の差分値と負側の差分値とを用いることにより、補助操作を少なくとも２段階に切り替えられる。図４(b)で説明したように、近接センサ装置６１では、被検出体としての被検出体６２の接近を、正側の差分値と負側の差分値とに分けて検出することができる。差分値の正側の値と負側の値とにそれぞれ閾値Ｓ１、Ｓ２を設け、差分値の絶対値が一方の閾値Ｓ１またはＳ２を超えた区間で、制御回路６３を介して補助照明装置６５を点灯する。更に被検出体が接近して差分値の絶対値が他方の閾値Ｓ１またはＳ２を超えた区間で、制御回路６３を介して補助照明装置６５を切り替えるように構成することにより、補助操作を多段階に切り替えることができる。
【００４０】
図７(a)、(b)には入力補助装置の具体例が示されている。図７(a)の入力スイッチ装置７０は、図２に示されるセンサ部１と同様に絶縁基板７１上に円環状に駆動電極７２が形成される。検出電極７３及び７４は駆動電極７２を挟んで同心円状に形成され、検出電極７４の内側に補助照明としてのＬＥＤを備えるスイッチ７５が配置されて構成される。
【００４１】
図７(b)には図７(a)のＹ−Ｙ間の断面図が示されている。図示されないオペレータの手等の被検出体がスイッチ７５に接近した場合、被検出体の近接情報が図示されない制御回路６３で検知される。制御回路６３は検知された近接情報を基にスイッチ７５内のＬＥＤを点灯させる。オペレータはＬＥＤの点灯によりスイッチ７５の位置が確認できる。
【００４２】
本実施の形態における近接センサ装置は以下の２点から入力補助装置として好適に使用することができる。１点目はノイズの影響が低減できる点である。このため、自動車内の様に特にノイズの影響が大きい環境下でも使用することができる。２点目はセンサの作用角度が広い点である。被検出体の近接を基に補助照明を起動する装置として、例えば赤外線センサを用いたものが広く用いられている。しかし、赤外線センサは斜め方向からの近接した場合、検出することができないなど、作用角度が制限されていた。しかし本実施の形態の近接センサによれば広範な角度の被検出体の接近を検出できるため、入力補助装置として好適に使用することができる。
【００４３】
図８には入力補助装置の応用例が示されている。室内照明入力装置８０は、室内照明スイッチ８１と、ＬＥＤ８２、８３と、を備えて構成される。オペレータ８４が、入力補助装置８０に近接した場合、入力補助装置８０に内蔵された図示されない近接センサ装置６１でオペレータの接近が検出され、静電容量の差分値の絶対値が一方の閾値Ｓ１またはＳ２を超えて一方のＬＥＤ８２が点灯する。オペレータ８４が室内照明入力装置８０に更に接近し、静電容量の差分値の絶対値は他方の閾値Ｓ１またはＳ２を超え、他方のＬＥＤ８３が点灯する。このように構成することにより、例えば、暗所で室内照明入力装置８０を操作する際、一定の距離まで室内照明入力装置８０に接近すると、ＬＥＤ８２が点灯して室内照明スイッチ８１の場所が明確となり、オペレータ８４が更に接近して室内照明スイッチ８１に触れた状態で他方の補助照明８３が点灯されるなど、オペレータ８４へ室内照明スイッチ８１への近接状況をフィードバックすることができる。
【００４４】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、例えば２本の検出電極の一方の検出電極の出力信号を反転して差分値を検出するなど、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変形実施可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は静電容量式の近接センサ装置及びそれを用いた入力装置に適用可能である。
【図１】
2010053013.tif 000003
【図２】
2010053013.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年3月2日(2011.3.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動電圧が印加される駆動電極と、前記駆動電極の両側に前記駆動電極との間にそれぞれ静電容量を形成するように配置される一対の検出電極と、前記検出電極の一方の出力信号と他方の出力信号との差分値を検出する検出回路と、を具備することを特徴とする近接センサ装置。
【請求項２】
前記検出回路は、前記差分値から被検出体と前記検出電極との間の距離を検出することを特徴とする請求項１記載の近接センサ装置。
【請求項３】
前記駆動電極は、環状をなしていて、前記検出電極が前記駆動電極の内側及び外側に配置されることを特徴とする請求項１または請求項２記載の近接センサ装置。
【請求項４】
前記一対の検出電極は、互いに電極幅及び又は前記駆動電極との距離が異なっており、前記駆動電極及び前記一対の検出電極との間にそれぞれ形成される静電容量が同一となるよう、電極間の距離及び又は電極幅を調整されたことを特徴する請求項１から請求項３のいずれかに記載の近接センサ装置。
【請求項５】
被検出体の接近によって検出される前記差分値が正側と負側の値とをとり、正側、負側それぞれに閾値を設定することにより、被検出体の近接を多段階に分けて検出することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の近接センサ装置。
【請求項６】
入力装置及び請求項１から請求項５のいずれかに記載の近接センサ装置を備えた装置本体と、前記近接センサ装置から出力される信号に基づいて入力操作を補助する補助装置と、を具備することを特徴とする入力補助装置。
【請求項７】
前記補助装置は、対象となる入力操作を補助するための補助照明装置を点灯させることを特徴とする請求項６記載の入力補助装置。
【請求項８】
前記補助装置は、前記近接センサ装置への近接の程度に応じて補助動作を少なくとも２段階に切り替えることを特徴とする請求項６記載の入力補助装置。
【請求項９】
請求項３に記載の近接センサ装置と、前記近接センサ装置に備えられた内側の検出電極のさらに内側に入力装置を備えた装置本体と、前記近接センサ装置から出力される信号に基づいて入力操作を補助する補助装置と、を具備することを特徴とする入力補助装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明は、近接センサ装置において、上記一対の検出電極は、互いに電極幅及び又は前記駆動電極との距離が異なっており、前記駆動電極及び前記一対の検出電極との間にそれぞれ形成される静電容量が同一となるよう、電極間の距離及び又は電極幅を調整されたことを特徴とする。この構成によれば、被検出体が近接しない状態での静電容量の差分値を同一に調整でき、被検出体を検出するための演算処理を簡素化することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明は、近接センサ装置において、被検出体の接近によって検出される前記差分値が正側と負側の値とをとり、正側、負側それぞれに閾値を設定することにより、被検出体の近接を多段階に分けて検出することを特徴とする。
【国際調査報告】
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