(57)【要約】【課題】感度が十分に高い静電容量センサを構成することができる静電容量変化型人体検知センサを提供する。【解決手段】板状基材１の前面に弾性接着剤２を介してタイル３と一般のタイル５とが張り付けられている。このタイル３の前面には電極６が形成されている。タイル３は導体又は高誘電体を含有することにより高誘電率となっている。タイル３の電極６の後方の基材１の裏面には金属箔や金属板を貼着することにより電極２２が形成されている。人が電極６に触れると、電極６，２２間の静電容量が変化し、スイッチ信号を出力することが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体が近接する電極を有した人体検知センサにおいて、導体又は高誘電体を含有することにより誘電率が高められたタイルの裏側に前記電極が設けられていることを特徴とする人体検知センサ。
【請求項２】
請求項１において、該タイルの前面に導電層が設けられていることを特徴とする人体検知センサ。
【請求項３】
人体の接近又は接触により静電容量が変化して人体の接近又は接触が検知される人体検知センサにおいて、
導電性タイルと、該導電性タイルの裏側に、誘電体を介して配置された電極とを備えてなることを特徴とする人体検知センサ。
【請求項４】
請求項３において、該導電性タイルの前面に導電層が設けられていることを特徴とする人体検知センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電容量の変化を検知してスイッチ動作させる用途に用いられる人体検知センサに係り、特に高誘電性又は高導電性のタイルを用いた人体検知センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
壁面にスイッチボックスを設けることが不要なスイッチ装置として、特開２００４−１４０６３７号には、浴室等の壁面のタイル（陶磁器板）の裏側に静電容量センサを配置したワイヤレスリモコン装置が記載されている。タイルに指を近づけると静電容量センサの静電容量が変化し、スイッチ動作させることができる。
【０００３】
同様の基本原理に基づいたノンタッチスイッチが特開平５−１３５６７２号に記載されている。同号公報では、絶縁体よりなる表面材の裏側に１対の電極を設けてコンデンサを形成し、表面材の前面に導体膜を形成している。
【特許文献１】特開２００４−１４０６３７号
【特許文献２】特開平５−１３５６７２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特開２００４−１４０６３７号、特開平５−１３５６７２号のようにタイルや表面材の裏側に静電容量センサや静電容量変化型コンデンサを配置した場合、人の指先が接近してもセンサ又はコンデンサと指先との間にはタイルや表面材の厚み分の距離が存在するため、センサ感度が不十分になるおそれがある。
【０００５】
本発明は、感度が十分に高い静電容量変化型人体検知センサ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】
【０００６】
請求項１の人体検知センサは、人体が近接する電極を有した人体検知センサにおいて、導体又は高誘電体を含有することにより誘電率が高められたタイルの裏側に前記電極が設けられていることを特徴とするものである。
【０００７】
請求項２の人体検知センサは、請求項１において、該タイルの前面に導電層が設けられていることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項３の人体検知センサは、人体の接近又は接触により静電容量が変化して人体の接近又は接触が検知される人体検知センサにおいて、導電性タイルと、該導電性タイルの裏側に、誘電体を介して配置された電極とを備えてなることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項４の人体検知センサは、請求項３において、該導電性タイルの前面に導電層が設けられていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の人体検知センサにあっては、タイルが高誘電率となっており、このタイルの裏面に電極が設けられているので、このタイルの前面に指を接触させるか近づけることにより、電極と指先間の静電容量を大きく変化させることができる。このため、高感度の人体検知センサを構成することが可能となる。
【００１１】
請求項２の通り、このタイルの前面に導電層を設けておくと、この導電層とタイル裏側の電極との間の静電容量が大きなものとなるので、人体検知センサの感度をさらに高めることができる。
【００１２】
請求項３の人体検知センサにあっては、導電性タイルとアースとの間に静電容量が存在し、この静電容量がタイルへの指先の接触又は接近により変化する。この人体検知センサでは、導電性タイルを電極としているため、導電性タイルと電極との距離を小さくして静電容量を大きくし、人体の検知感度を高めることができる。
【００１３】
請求項４の人体検知センサにあっては、導電性タイルと人体との接触抵抗を小さくし、人体の検知感度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。図１は請求項１，２の実施の形態に係る人体検知センサを備えたタイルパネルの断面図、図２は静電容量センサとしてのスイッチ装置の回路図である。
【００１５】
図１，２の通り、珪酸カルシウム板、ＧＲＣボード等の板状基材１の前面に弾性接着剤２を介して実施の形態に係るタイル３と一般のタイル５とが張り付けられている。このタイル３は、導体又は高誘電体を含有することにより誘電率が高められたものである。この導体としては、タングステンのようにタイル焼成温度でも酸化及び溶融しない金属のほか、酸化チタン、酸化スズ、酸化インジウム・スズのような導電性酸化物が例示される。高誘電体としてはフェライト等が例示される。
【００１６】
このタイル３，４の前面には、電極（導電層）６が形成されている。この電極６は、スパッタリング、ＣＶＤ、ＰＶＤ、印刷などにより形成される。印刷後に焼き付けを行ってもよい。
【００１７】
図１（ａ）では、タイル３の電極６の後方の基材１の裏面には金属箔や金属板を貼着することにより裏側電極２２が形成されている。図１（ｂ）では、裏側電極２２は基材１の前面に設けられている。図示はしないが、裏側電極２２はタイル３の裏面に設けられてもよい。
【００１８】
人が電極６に触れると、電極６と建物アース３０との間の静電容量が変化し、スイッチ信号として取り出すことが可能となる。この実施の形態では、タイル３の誘電率が大きく、静電容量変化が大きいので、人体が触れたことを高精度に検知することができる。
【００１９】
この静電容量の変化からスイッチ信号を出力する回路の一例（特開平５−２９１９２７号にて公知。）を図２に示す。
【００２０】
この回路は、１次側が交流商用電源１０に接続された変圧器１２と、該変圧器１２の２次側に接続されており、一方の出力端子電圧が他方の出力端子電圧よりも常に一定電圧だけ高くなるように整流する整流定電圧器１４と、該整流定電圧器１４の出力電圧が基準電圧として入力されている電圧比較器１６と、該整流定電圧器１４の一方の出力端子１４ａと該電圧比較器１６の比較電圧入力端子２０との間に設けられた第１の抵抗１８と、該比較電圧入力端子２０に接続された前記電極２２と、前記整流定電圧器１４の他方の出力端子１４ｂと建物アース３０との間に設けられた第２の抵抗２４とを備えてなる。
【００２１】
第１の抵抗１８と並列に復帰時間調整用コンデンサ２６が設けられ、また電圧比較器１６の比較電圧入力端子２０と整流定電圧器１４の出力端子１４ｂとの間に感度調整用コンデンサ２８が設けられている。
【００２２】
この電極２２と対面配置された電極６によってコンデンサが構成され、この電極６と建物アース３０との間に静電容量（２点鎖線により仮想的に示されたコンデンサ３２）が存在する。電極６に人が触れることにより、この静電容量が変化する。これにより、電圧比較器１６の比較出力が変化し、電極６に人が触れたことが検知される。
【００２３】
なお、人が電極６に指先を近づけることによっても比較出力が変化する。
【００２４】
上記の電極６を形成するための導電塗料としては、熱硬化型塗料や釉薬に導電性微粒子を配合したものが用いられる。
【００２５】
導電性熱硬化型塗料において、そのベース樹脂は、特に限定されないが、例えばポリウレタン、ポリアミド、ポリエステル、ポリエステルイミド、ポリアミドイミド、エポキシ、ワニスなどが挙げられる。
【００２６】
導電性微粒子としては、Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｗ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔなどが挙げられる。所定厚みの電極６を形成するには、導電性熱硬化型塗料を複数回塗布し多数回加熱したり、釉薬を複数回焼き付ける。
【００２７】
この電極６は、加熱や焼き付けにより、表面を平滑に仕上げることができる。このため、汚れが付きにくいものとなる。ただし、透明な薄膜、例えばシリカ薄膜や酸化チタンによって覆ってもよい。このようにすれば、電極６に汚れが一層付きにくいものとなる。
【００２８】
上記実施の形態は、請求項１，２に係るものであり、タイル３を高誘電率のものとしているが、請求項３，４の一実施の形態では、導電性タイル３’（上記実施の形態の高誘電性タイル３と区別するために符号を３’とする。）を導電性電極とし、タイル３’と電極２２との間の絶縁物（例えば基材１や接着剤２）を誘電体とする。電極６は省略されてもよく、人がタイル３’に触れたときの接触抵抗を小さくするための導電層として残しておいてもよい。誘電体の接着剤としては、変性シリコーン系、エポキシ系、ウレタン系等の通常タイル貼りに用いられる接着剤にＮｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｗ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ等を配合したものが挙げられる。
【００２９】
図３はこのようにタイル３’を導電性の電極として用いた場合の人体検知センサの回路図である。図３が図２と異なるのは、電極２２に導電性のタイル３’が対面配置され、このタイル３’と前記電極２とによってコンデンサが構成されると共に、このタイル３’とアース３０との間に静電容量（仮想的コンデンサ３２）が存在する点である。
【００３０】
この実施の形態においても、タイル３’（又はその表面に形成されることがある導電層）に人が触れたり、指先を近づけることにより電圧比較器１６の比較出力が変化する。
【００３１】
請求項３，４の別の実施の形態では、図４，５のように、導電性のタイル３’それ自体を電極２２の代わりに用いるようにしている。この導電性タイル３’が電圧比較器１６の比較電圧入力端子２０に接続されている。この導電性タイル３’と建物アース３０との間に静電容量（仮想的コンデンサ３２）が存在しており、タイル３’に触れるか又は指先を近づけることにより電圧比較器１６の出力が変化する。図４では導電層６が形成されているが省略されてもよい。
【００３２】
タイルを導電性とするには、高融点かつ耐酸化性の金属や、導電性セラミックを多量に配合してもよく、陶磁器タイルの前面、側面及び後面に一連に連なる金属層を設けてもよい。
【００３３】
この金属層は、スパッタリング、ＣＶＤ、ＰＶＤ、印刷などにより形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施の形態に係る人体検知センサを備えたタイルパネルの断面図である。
【図２】静電容量センサとしてのスイッチ装置の回路図である。
【図３】静電容量センサとしてのスイッチ装置の別の回路図である。
【図４】別の実施の形態に係る人体検知センサを備えたタイルパネルの断面図である。
【図５】静電容量センサとしてのスイッチ装置のさらに別の回路図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  板状基材
３，３’，５  タイル
６，２２  電極
【図１】
2006133029.tif 000003
【図２】
2006133029.tif 000004
【図３】
2006133029.tif 000005
【図４】
2006133029.tif 000006
【図５】
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