特開 2022-117788 非接触タッチセンサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022117788

(43)【公開日】2022-08-12

(54)【発明の名称】非接触タッチセンサ

(51)【国際特許分類】

   H01H 36/00 20060101AFI20220804BHJP

   H03K 17/945 20060101ALI20220804BHJP

   G01V 3/12 20060101ALI20220804BHJP

【ＦＩ】

H01H36/00 P

H03K17/945 M

G01V3/12 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021014486

(22)【出願日】2021-02-01

(71)【出願人】

【識別番号】504174135

【氏名又は名称】国立大学法人九州工業大学

(74)【代理人】

【識別番号】100099634

【弁理士】

【氏名又は名称】平井 安雄

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 寧

【テーマコード（参考）】

2G105

5G046

5J050

【Ｆターム（参考）】

2G105AA01

2G105BB13

2G105CC01

2G105DD02

2G105EE02

2G105FF04

2G105FF13

2G105GG01

2G105HH02

5G046AA03

5G046AB01

5G046AC54

5G046AD02

5G046AE01

5J050AA11

5J050AA48

5J050BB22

5J050EE34

5J050FF18

(57)【要約】      （修正有）

【課題】接触することなくボタンを押下する動作のみを正確に検出できる非接触タッチセンサを提供する。
【解決手段】電波を生成する電波生成部１０と、電波生成部１０に接続される電波送信用の第１電極１１と、第１電極１１の内側に当該第１電極１１と絶縁した状態で配設され、第１電極１１から送信される電波の反射波を受信する第２電極１２と、第２電極１２の内側に当該第２電極１２と絶縁した状態で配設され、第１電極１１から送信される電波の反射波を受信する第３電極１３と、第２電極１２が受信した電波の出力信号と第３電極１３が受信した電波の出力信号とを加算する加算部１６と、第２電極１２が受信した電波の出力信号と第３電極１３が受信した電波の出力信号とを減算する差動部１７と、加算部１６から出力される信号波形と差動部１７から出力される信号波形とに基づいて第３電極１３に接近する指の動作を検出する検出部１８とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電波を生成する電波生成手段と、
前記電波生成手段に接続される電波送信用の第１電極と、
前記第１電極の内側に当該第１電極と絶縁した状態で配設され、前記第１電極から送信される前記電波の反射波を受信する第２電極と、
前記第２電極の内側に当該第２電極と絶縁した状態で配設され、前記第１電極から送信される前記電波の反射波を受信する第３電極と、
前記第２電極が受信した前記電波の出力信号と前記第３電極が受信した前記電波の出力信号とを加算する加算手段と、
前記第２電極が受信した前記電波の出力信号と前記第３電極が受信した前記電波の出力信号とを減算する減算手段と、
前記加算手段から出力される信号波形と前記減算手段から出力される信号波形とに基づいて前記第３電極に接近する指の動作を検出する検出手段とを備えることを特徴とする非接触タッチセンサ。

【請求項2】

請求項１に記載の非接触タッチセンサにおいて、
前記第１電極に入力される電波信号と前記第２電極から出力される出力信号とを同期検波する第１同期検波手段と、
前記第１電極に入力される前記電波信号と前記第３電極から出力される前記電波信号とを同期検波する第２同期検波手段とを備える非接触タッチセンサ。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の非接触タッチセンサにおいて、
前記第２電極から出力される出力信号と前記第３電極から出力される出力信号とに基づいてそれぞれの前記出力信号の出力の大きさを一定にする差動積分回路を備える非接触タッチセンサ。

【請求項4】

請求項１ないし３のいずれかに記載の非接触タッチセンサにおいて、
前記電波生成手段が、乱数発生器により乱数波形の信号を生成する非接触タッチセンサ。

【請求項5】

請求項１ないし４のいずれかに記載の非接触タッチセンサにおいて、
前記電波生成手段が、
発振器が発振したキロオーダーの周波数を有する信号から高調波を生成する高調波生成手段と、
生成した前記高調波からマイクロオーダーの周波数を有する信号をフィルタリングするバンドパスフィルタとを備える非接触タッチセンサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、非接触でボタン押下を検出する非接触タッチセンサに関する。

【背景技術】

【0002】

ウイルスなどの流行に伴い、公共の場において非接触で押下（ＯＮ／ＯＦＦ）できるボタンが求められている。一般的な非接触の近接センサでは、指が近づいたことを検知することは可能であるが、例えば、意図しないようなたまたま横から指が近づいてしまったような場合や、手のひら全体で近接してしまったような場合であっても指を検知されてしまい、誤検知が多くなってしまうという問題がある。

【0003】

このような問題に関連する技術が、例えば特許文献１、２に開示されている。特許文献１に示す技術は、検知対象を非接触で検知するためのセンサであって、第一の電極と、第一の電極の外側の少なくとも一部に配置された第二の電極と、第一の電極と第二の電極との間に配置された第三の電極と、第一の電極の静電容量である第一の静電容量の変化を検出することにより、第一の領域内に検知対象が入ったことを検知し、かつ第二の電極の静電容量である第二の静電容量の変化を検出することにより、第二の領域に検知対象が入ったことを検知する判定回路とを備え、第三の電極の電位は、第一の電極の電位及び第二の電極の電位よりも負であり、平面視において、第二の領域は、第一の領域の外周の少なくとも一部を囲んでいるものである。

【0004】

特許文献２に示す技術は、平板状の支持体上の検出面に３本の線状電極Ｅ１～Ｅ３を並べて配置し、保護用の絶縁層で被覆し、中央の線状電極Ｅ２の配置線を境界線として、その左右に検出領域Ａｌｅｆｔ，Ａｒｉｇｈｔを定義し、電極Ｅ１，Ｅ２によって容量素子Ｃ１を形成し、電極Ｅ２，Ｅ３によって容量素子Ｃ２を形成し、容量素子Ｃ１の静電容量値と容量素子Ｃ２の静電容量値との差を求め、差の絶対値が所定のしきい値以上である場合に、近傍に対象物が存在する旨の検出を行い、差の符号に基づいて、対象物の存在領域が、領域Ａｌｅｆｔであるか、領域Ａｒｉｇｈｔであるかを特定するものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１７－１３５０９９号公報

【特許文献2】特開２０１７－１５０８８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１、２に示す技術は、近接する対象物を検知する際にできるだけ誤検知を減らす技術であるが、いずれの技術についても指先でボタンを押下するような動作のみを正確に検知できるものではなく、非接触でボタン押下を検出する技術としては十分ではない。

【0007】

本発明は、接触することなくボタンを押下する動作のみを正確に検出することで、指先へのウイルスや菌の付着を防止して感染を抑えることができる非接触タッチセンサを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る非接触タッチセンサは、電波を生成する電波生成手段と、前記電波生成手段に接続される電波送信用の第１電極と、前記第１電極の内側に当該第１電極と絶縁した状態で配設され、前記第１電極から送信される前記電波の反射波を受信する第２電極と、前記第２電極の内側に当該第２電極と絶縁した状態で配設され、前記第１電極から送信される前記電波の反射波を受信する第３電極と、前記第２電極が受信した前記電波の出力信号と前記第３電極が受信した前記電波の出力信号とを加算する加算手段と、前記第２電極が受信した前記電波の出力信号と前記第３電極が受信した前記電波の出力信号とを減算する減算手段と、前記加算手段から出力される信号波形と前記減算手段から出力される信号波形とに基づいて前記第３電極に接近する指の動作を検出する検出手段とを備えるものである。

【0009】

このように、本発明に係る非接触タッチセンサにおいては、電波を生成する電波生成手段と、前記電波生成手段に接続される電波送信用の第１電極と、前記第１電極の内側に当該第１電極と絶縁した状態で配設され、前記第１電極から送信される前記電波の反射波を受信する第２電極と、前記第２電極の内側に当該第２電極と絶縁した状態で配設され、前記第１電極から送信される前記電波の反射波を受信する第３電極と、前記第２電極が受信した前記電波の出力信号と前記第３電極が受信した前記電波の出力信号とを加算する加算手段と、前記第２電極が受信した前記電波の出力信号と前記第３電極が受信した前記電波の出力信号とを減算する減算手段と、前記加算手段から出力される信号波形と前記減算手段から出力される信号波形とに基づいて前記第３電極に接近する指の動作を検出する検出手段とを備えるため、中心部分に配設される第３電極に対して正面から近づく指のみ（ボタンを押下する動作を行う指のみ）を検出することが可能となり、誤検出をなくした非接触のボタンを実現することができるという効果を奏する。

【0010】

また、本発明に係る非接触タッチセンサは、静電容量の変化ではなく、電波の異なる距離からの反射波を加算、減算して得られる波形に基づいて指の動作を検出するため、従来とは全く異なる構成を用いて正確にボタンを押下する動作のみを検出することができるという効果を奏する。

【0011】

本発明に係る非接触タッチセンサは必要に応じて、前記第１電極に入力される電波信号と前記第２電極から出力される出力信号とを同期検波する第１同期検波手段と、前記第１電極に入力される前記電波信号と前記第３電極から出力される前記電波信号とを同期検波する第２同期検波手段とを備えるものである。

【0012】

このように、本発明に係る非接触タッチセンサにおいては、前記第１電極に入力される電波信号と前記第２電極から出力される出力信号とを同期検波する第１同期検波手段と、前記第１電極に入力される前記電波信号と前記第３電極から出力される前記電波信号とを同期検波する第２同期検波手段とを備えるため、様々なノイズ環境下であっても電波生成手段で発振された信号と同期を取ることで、指の接近を確実に検出すると共にノイズによる誤検知を無くすことができるという効果を奏する。

【0013】

本発明に係る非接触タッチセンサは必要に応じて、前記第２電極から出力される出力信号と前記第３電極から出力される出力信号とに基づいてそれぞれの前記出力信号の出力の大きさを一定にする差動積分回路を備えるものである。

【0014】

このように、本発明に係る非接触タッチセンサにおいては、前記第２電極から出力される出力信号と前記第３電極から出力される出力信号とに基づいてそれぞれの前記出力信号の出力の大きさを一定にする差動積分回路を備えることで、第２電極の出力と第３電極の出力との加算や差分を明確にし、指の接近を確実に検出することが可能になるという効果を奏する。

【0015】

本発明に係る非接触タッチセンサは必要に応じて、前記電波生成手段が乱数発生器により乱数波形の信号を生成するものである。

【0016】

このように、本発明に係る非接触タッチセンサにおいては、前記電波生成手段が乱数発生器により乱数波形の信号を生成するため、例えばエレベータのボタンのように複数のボタンが近い距離で配設されているような場合であっても、各ボタンごとに異なる乱数を発生させて信号処理を行うことができるため、各ボタンごとに固有に処理して他のボタンとの間での誤検出をなくすことができるという効果を奏する。

【0017】

本発明に係る非接触タッチセンサは必要に応じて、前記電波生成手段が、発振器が発振したキロオーダーの周波数を有する信号から高調波を生成する高調波生成手段と、生成した前記高調波からマイクロオーダーの周波数を有する信号をフィルタリングするバンドパスフィルタとを備えるものである。

【0018】

このように、本発明に係る非接触タッチセンサにおいては、前記電波生成手段が、発振器が発振したキロオーダーの周波数を有する信号から高調波を生成する高調波生成手段と、生成した前記高調波からマイクロオーダーの周波数を有する信号をフィルタリングするバンドパスフィルタとを備えるため、キロオーダーの周波数を発振可能な極めて安価な発振器からメガオーダーの信号を得ることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】第１の実施形態に係る非接触タッチセンサの構成を示す機能ブロック図である。

【図2】指が正面から第３電極に向かってボタンを押下するような動作を行った場合の出力結果の一例を示す図である。

【図3】指が横から侵入して第３電極に近づいた場合の出力結果の一例を示す図である。

【図4】掌がセンサ全体を覆うように近づいた場合の出力結果の一例を示す図である。

【図5】図２の場合における差動部の出力波形を示す図である。

【図6】図３の場合における差動部の出力波形を示す図である。

【図7】図４の場合における差動部の出力波形を示す図である。

【図8】第１の実施形態に係る非接触タッチセンサにおける検出部の処理を示すフローチャートである。

【図9】第２の実施形態に係る非接触タッチセンサの構成を示す機能ブロック図である。

【図10】第３の実施形態に係る非接触タッチセンサの構成を示す機能ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

（本発明の第１の実施形態）
本実施形態に係る非接触タッチセンサについて、図１ないし図８を用いて説明する。本実施形態に係る非接触タッチセンサは電波（厳密には電界）の反射波を利用したセンサであり、指がセンサの真上から（垂直方向に向けて）近づいた場合のみを検知することで、誤検知を最小限に抑えつつ非接触でのボタン押下を可能とするものである。

【0021】

図１は、本実施形態に係る非接触タッチセンサの構成を示す機能ブロック図である。本実施形態に係る非接触タッチセンサ１は、１～１０ＭＨｚの電波を生成する電波生成部１０と、当該電波生成部１０に接続し、円環状に形成された電波送信用の第１電極１１と、当該第１電極１１の円環状の内側に第１電極１１と絶縁した状態で配設され、第１電極１１から送信される電波の反射波を受信する円環状の第２電極１２と、当該第２電極１２の内側に第２電極１２と絶縁した状態で配設され、第１電極１１から送信される電波の反射波を受信する円形の第３電極１３と、電波生成部１０で生成された電波と第２電極１２が受信した電波の出力信号とを同期検波する第１同期検波部１４と、電波生成部１０で生成された電波と第３電極１３が受信した電波の出力信号とを同期検波する第２同期検波部１５と、第１同期検波部１４で復調された信号（以下、出力信号Ａという）と第２同期検波部１５で復調された信号（以下、出力信号Ｂという）とを加算する加算部１６と、第１同期検波部１４で復調された信号と第２同期検波部１５で復調された信号とを減算する差動部１７と、加算部１６から出力される信号波形と差動部１７から出力される信号波形とに基づいて第３電極１３に接近する指の動作を検出する検出部１８とを備える。

【0022】

また、必要に応じて、電波生成部１０で生成された電波を増幅して第１電極１１に入力する第１増幅器２１と、第２電極１２で受信した電波の出力信号を増幅する第２増幅器２２と、第３電極１３で受信した電波の出力信号を増幅する第３増幅器２３と、第１同期検波部１４及び第２同期検波部１５にそれぞれ入力される電波生成部１０で生成された電波信号を増幅する第４増幅器２４とを備える。

【0023】

電波生成部１０で生成された電波は、第１増幅器２１で増幅され第１電極１１から放射状に出力される。このとき、第１電極１１上（電波の出力方向）の近傍に何もなければ、第１電極１１から出力された電波はそのまま放射状に広がるだけであり、第２電極１２及び第３電極１３の出力値に変化はない。しかしながら、例えば指などが近づいた場合には、第１電極１１から出力された電波が指で反射し、その反射波が第２電極１２及び第３電極１３で受信される。そして、指が電極に近づくほど第２電極１２及び第３電極１３で検出される反射波としての信号値が大きくなる。

【0024】

第２電極１２及び第３電極１３で検出され、第１同期検波部１４及び第２同期検波部１５でそれぞれ復調された出力信号Ａ及び出力信号Ｂは、加算部１６で加算処理が行われ、差動部１７で減算処理が行われる。以下、指の挙動に応じた加算部１６の出力と差動部１７の出力とについて詳細に説明する。図２ないし図４は、非接触タッチセンサ１に電波を反射する反射物（例えば、指や手等）が近づいた場合の加算部の出力の一例を示す図である。図２は指が正面から第３電極１３に向かってボタンを押下するような動作を行った場合の出力結果の一例、図３は指が横から侵入して第３電極１３に近づいた場合の出力結果の一例、図４は掌がセンサ全体を覆うように近づいた場合の出力結果の一例を示している。

【0025】

図２において、図２（Ａ）に示すように、差す指が非接触タッチセンサ１の正面から第３電極１３に向かってボタンを押下するような動作を行ったとする。この場合、指が近接するのに伴い第１電極１１から送信された電波の反射波が増えるため、図２（Ｂ）に示すように、まず第３電極１３で反射波を受信した時刻ｔ１を起点に出力信号Ｂの値が増加する。指から第３電極１３までの距離に比べて第２電極１２までの距離が長いことから、図２（Ｃ）に示すように、出力信号Ｂの増加に若干遅れて時刻ｔ２を起点に出力信号Ａが値が増加する。加算部１６の出力は、図２（Ｂ）の波形と図２（Ｃ）の波形を加算して図２（Ｄ）に示すような波形となる。

【0026】

図３において、図３（Ａ）に示すように、差す指が非接触タッチセンサ１の横から侵入して第２電極１２や第３電極１３上を通過する動作、すなわち意図的にボタンを押下する動作ではなく、たまたま指が非接触タッチセンサ１に近接したような動作を行ったとする。この場合、指がまず第２電極１２に接近する。その接近に伴い第１電極１１から送信された電波の反射波が第２電極１２で受信されるため、図３（Ｃ）に示すように、まず時刻ｔ１を起点に出力信号Ａの値が増加する。そして、指が第２電極１２上を通過して第３電極１３に近づくにつれて、図３（Ｂ）に示すように、時刻ｔ２を起点に出力信号Ｂの値が増加する。加算部１６の出力は、図３（Ｂ）の波形と図３（Ｃ）の波形を加算して図３（Ｄ）に示すような波形となる。図２（Ｄ）及び図３（Ｄ）からわかる通り、加算部１６の出力波形はそれぞれの動作で類似した波形となっている。

【0027】

図４において、図４（Ａ）に示すように、掌全体が非接触タッチセンサ１を覆うように第２電極１２及び第３電極１３に近づいた動作、すなわち意図的にボタンを押下する動作ではなく、たまたま指、手、体などの一部が非接触タッチセンサ１を覆うように近接したような動作を行ったとする。具体例としては、例えば非接触タッチセンサ１がエレベータのボタンとして提供される場合に、利用者の腕や背中などの比較的面積が大きい部分が非接触タッチセンサ１に近接したり接触するような場合が挙げられる。この場合、近接対象（ここでは掌）が第２電極１２及び第３電極１３にほぼ同時に接近し、掌とそれぞれの第２電極１２及び第３電極１３との距離がほぼ一定であることから、図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）に示すように、時刻ｔ１を起点に出力信号Ａと出力信号Ｂとがほぼ同時に増加する。つまり、加算部１６の出力は、図４（Ｂ）の波形と図４（Ｃ）の波形を加算して図４（Ｄ）に示すような波形となる。なお、図４（Ｄ）の波形は図２（Ｄ）や図３（Ｄ）の波形とは若干異なるものとなっているが、指の動きの速さなどによっては明確に区別するのは難しい場合がある。

【0028】

これに対して、差動部１７の出力について以下に説明する。図５は、図２の場合における差動部１７の出力波形を示す図、図６は、図３の場合における差動部１７の出力波形を示す図、図７は、図４の場合における差動部１７の出力波形を示す図である。すなわち、図２（Ｃ）の波形から図２（Ｂ）の波形を減算した場合は図５のような波形となり、図３（Ｃ）の波形から図３（Ｂ）の波形を減算した場合は図６のような波形となり、図４（Ｃ）の波形から図４（Ｂ）の波形を減算した場合は図７のような波形となる。

【0029】

図２ないし図７に示す波形に基づいて、検出部１８が反射対象の動作を検出する。加算部１６が出力する波形はいずれの動作においても指や掌などの反射対象の接近に伴い出力が増加し、これだけで各動作の差異を判断するのは難しいものとなるが、少なくとも反射対象が接近している状態であることは判断可能である。なお、図２（Ｄ）ないし図４（Ｄ）に示すように、出力信号Ａの増加と出力信号Ｂの増加に時間差があるかどうかで指のような反射面積が狭いものが接近した場合と掌のような反射面積が広いものが接近した場合との区別は可能である。

【0030】

検出部１８は、より厳密な反射対象の動作を特定するために加算部１６の波形変化に加えて、図５ないし図７の差動部１７の波形を参照することで、反射対象の動作をほぼ特定することが可能となる。つまり、加算部１６の波形変化（増加）があるのに加えて、図５に示すように差動部１７の出力が減少する波形を検出した場合は指によるボタン押下の動作、図６に示すように差動部１７の出力が増加する波形を検出した場合は横方向からたまたま反射対象が接近した動作（すなわちボタン押下の動作ではない）、図７に示すように差動部１７の出力が変化しない又は極めて微小な変化しかしない場合は非接触タッチセンサ１全体が覆われるような動作（すなわちボタン押下の動作ではない）と判断することが可能となる。

【0031】

図８は、本実施形態に係る非接触タッチセンサにおける検出部の処理を示すフローチャートである。検出部１８は、加算部１６の出力に変化があるかどうかを常時判定する（Ｓ１）。変化があった場合は、反射対象の接近のうち図２（Ｄ）又は図３（Ｄ）に示したような指の接近と同じ挙動であるかどうかを判定する（Ｓ２）。指の挙動ではないと判定した場合は、Ｓ１に戻って加算部１６に変化があるまで待機する。指の挙動であると判定した場合は、差動部１７の出力波形を分析する（Ｓ３）。なお、上述したように加算部１６の挙動だけで指の接近であるか掌の接近であるかを判断することが難しい場合があるので、Ｓ２の判定処理を行わずに、Ｓ１からＳ３の処理に直接進むようにしてもよい。

【0032】

差動部１７の出力を判定した結果、出力波形が減少する方に振れているかどうかを判定し（Ｓ４）、出力波形が増加する方に振れているか又はゼロである場合は、Ｓ１に戻って加算部１６に変化があるまで待機する。出力波形が減少する方に振れている場合は、指によるボタン押下の動作であると特定し（Ｓ５）、その旨の情報を以降の処理に渡して処理を終了する。このような検出部１８の処理により、指による非接触でのボタン押下の動作を正確に検知することが可能となる。

【0033】

（本発明の第２の実施形態）
本実施形態に係る非接触タッチセンサについて、図９を用いて説明する。本実施形態に係る非接触タッチセンサは、エレベータ内に設置される行先ボタンや開閉ボタンのように複数のボタンが近い距離で設置される場合に、他のボタンで使用される電波生成部１０が生成する電波との混信を防止して正確にボタン押下を検知するものである。なお、本実施形態において前記第１の実施形態と重複する説明は省略する。

【0034】

図９は、本実施形態に係る非接触タッチセンサの構成を示す機能ブロック図である。第１の実施形態における図１の場合と異なるのは、電波生成部１０が、キロヘルツオーダー（例えば、１ｋＨｚ～９９９ｋＨｚ）の乱数パルス（方形波）を発生する発振器１０ａと、発振されたパルスをインパルスに変換して高調波を発生させる高調波発生部１０ｂと、この信号を数ＭＨｚ（１～１０ＭＨｚ）で濾波するバンドパスフィルタ１０ｃとを備えることである。

【0035】

発振器１０ａは数十キロＨｚ～数百キロＨｚの乱数パルスを発生させる。乱数の生成方式については、例えば一般的に知られている疑似ランダム信号（ＰＲＢＳ：Pseudo Random Bit Sequence）を用いる。高調波発生部１０ｂは、発振器１０ａで生成されたパルスから、全ての周波数範囲において均等なエネルギーを持つインパルスに変換して高調波を発生させる。そして、発生した信号を電波として出力するためにバンドパスフィルタ１０ｃで数ＭＨｚの信号をフィルタリングする。

【0036】

このとき、例えば１ｋＨｚ程度の電波であれば３００ｍ程度のアンテナが必要になるため、非接触タッチセンサ１として実用的ではない。したがって、検知する第２電極１２及び第３電極１３を小さくするために、上述したように、高調波発生により周波数を１～１０ＭＨｚ程度、好ましくは２ＭＨｚ程度まで高くして第２電極１２及び第３電極１３で検知できるように調整する。

【0037】

第２電極１２や第３電極１３で検出された信号は、それぞれ第１同期検波部１４や第２同期検波部１５にて発振器１０ａで生成された乱数パルスと同期検波されるため、電波生成部１０から発振された電波の反射波を確実に取得すると共に、ノイズなどを排除することが可能となる。すなわち、エレベータのボタンのように複数のボタンが近い距離で併設されるような場合には、各ボタンごとに異なる乱数パルスを発生させることで信号の混信状態をなくし、正確なボタン押下の動作を検知することが可能になる。

【0038】

なお、複数の非接触タッチセンサ１を併設する場合には、図９の構成で各ボタン（非接触タッチセンサ１）をそのまま併設してもよいし、１つの共通した発振器１０ａで各ボタンごとに複数の異なる乱数パルスを発生させ、高調波発生部１０ｂ以降の構成を各ボタンごとに用意するようにしてもよい。

【0039】

（本発明の第３の実施形態）
本実施形態に係る非接触タッチセンサについて、図１０を用いて説明する。本実施形態に係る非接触タッチセンサは、加算部１６及び差動部１７において出力信号Ａと出力信号Ｂとの加算や減算の処理を正確に行うために、それぞれの出力信号Ａ及びＢの大きさを一定に調整するものである。

【0040】

図１０は、本実施形態に係る非接触タッチセンサの構成を示す機能ブロック図である。第１の実施形態における図１や第２の実施形態における図９の場合と異なるのは、加算部１６及び差動部１７の前段に出力信号Ａを増幅して出力信号Ａ１とするオペアンプ２０ａと出力信号Ｂを可変増幅して出力信号Ｂ１とする可変ゲインアンプ２０ｂとを有し、それぞれの出力信号Ａ１及び出力信号Ｂ１を入力とする差動積分回路１９を設け、その出力を可変ゲインアンプ２０ｂに戻すことで出力信号Ａ１と出力信号Ｂ１の大きさを一定にしていることである。このような構成にすることで、出力信号Ａ１と出力信号Ｂ１の大きさが一定となり、後段側の加算部１６、差動部１７及び検出部１８の処理を正確に行うことが可能になる。

【0041】

なお、本発明において第１電極１１及び第２電極１２の形状は円環状に限定されるものではなく、帯状で周回するように形成されれば形状は何でもよい。また、第３電極１３についても、第２電極１２の内側に絶縁状態で配置されるものであれば形状は何でもよい。

【符号の説明】

【0042】

１ 非接触タッチセンサ
１０ 電波生成部
１０ａ 発振器
１０ｂ 高調波発生部
１０ｃ バンドパスフィルタ
１１ 第１電極
１２ 第２電極
１３ 第３電極
１４ 第１同期検波部
１５ 第２同期検波部
１６ 加算部
１７ 差動部
１８ 検出部
１９ 差動積分回路
２０ａ オペアンプ
２０ｂ 可変ゲインアンプ
２１ 第１増幅器
２２ 第２増幅器
２３ 第３増幅器
２４ 第４増幅器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】