JP2009058312A - Pressure distribution detector and object detector using electromagnetic coupling - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は電磁結合を利用する圧力分布検出装置及び物体検出装置に関し、特に、配線数を減少させた圧力分布検出装置及び物体検出装置に関する。 The present invention relates to a pressure distribution detection device and an object detection device using electromagnetic coupling, and more particularly to a pressure distribution detection device and an object detection device with a reduced number of wires.
電磁結合を利用する圧力分布検出装置としては、本願発明者と同一の発明者による特許文献1や特願2006−011748、特願2006−194895、特願2006−231225等が存在する。また、電磁結合を利用して物体の形状等を測定する物体検出装置としては、本願発明者と同一の発明者による特願2006−169145等が存在する。これらは、いずれも基本構成としては複数の駆動側ループ状配線と検出側ループ状配線を用いており、これらがそれぞれ電磁結合するようにコイル状の電磁結合部や導電体片による電磁結合部が構成され、これらの電磁結合部の電磁結合の変化の度合いを検出部で検出することで、圧力分布や物体の形状等を検出できるものである。 As a pressure distribution detection device using electromagnetic coupling, there are Patent Document 1, Japanese Patent Application No. 2006-011748, Japanese Patent Application No. 2006-194895, Japanese Patent Application No. 2006-231225, etc. by the same inventor as the present inventor. Further, as an object detection apparatus that measures the shape of an object using electromagnetic coupling, there is Japanese Patent Application No. 2006-169145 by the same inventor as the present inventor. Each of them uses a plurality of drive-side loop-like wirings and detection-side loop-like wirings as a basic configuration, and a coil-like electromagnetic coupling part or an electromagnetic coupling part by a conductor piece is provided so that they are electromagnetically coupled respectively. The pressure distribution, the shape of the object, and the like can be detected by detecting the degree of change of the electromagnetic coupling of these electromagnetic coupling units by the detection unit.
これらの従来の検出装置の検出領域の配線は、リード線等の配線を用いることも勿論可能であるが、基板上に配線をパターンニング形成すると、量産化等に有利となる。ここで、図1を用いて従来の圧力分布検出装置の配線の引き回しについて説明する。図1は、従来の圧力分布検出装置の一例を説明するための上面概略図である。図示の通り、スルーホールを用いない基板1の両面にそれぞれ駆動側ループ状配線2、検出側ループ状配線3が配置されることでセンサ部が構成されている。そして、センサ部から駆動部4や検出部5等を有するコントローラ6への接続は、基板1上に設けられたコネクタ7を介して引き出す構成としている。 Of course, a wiring such as a lead wire can be used for wiring in the detection region of these conventional detection devices. However, patterning the wiring on the substrate is advantageous for mass production. Here, the wiring of the conventional pressure distribution detection device will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic top view for explaining an example of a conventional pressure distribution detection device. As shown in the drawing, the sensor unit is configured by arranging the driving side loop-like wiring 2 and the detection side loop-like wiring 3 on both surfaces of the substrate 1 not using the through holes. The connection from the sensor unit to the controller 6 having the drive unit 4, the detection unit 5, and the like is configured to be pulled out via a connector 7 provided on the substrate 1.
図1のような構成の従来の検出装置では、コネクタの極数はループ状配線の本数に応じて多くなる。検出装置の空間分解能を上げるためにループ状配線を増やしていくと、そのままコネクタの極数の増大を招くこととなり、コスト増、信頼性低下の原因となり得る。 In the conventional detection apparatus configured as shown in FIG. 1, the number of connector poles increases according to the number of loop-shaped wires. Increasing the number of loop-shaped wires in order to increase the spatial resolution of the detection device leads to an increase in the number of connectors as it is, which may cause an increase in cost and a decrease in reliability.
さらに、駆動側ループ状配線2と検出側ループ状配線3は直交する方向に配置されるものであるため、これらの配線からの引き出し線は、検出面に対して2方向に向いてしまう。しかしながら、設置の容易性を考慮すると、コネクタ7からコントローラ6への接続は1方向で行える構成が好ましい。そこで、配線を1方向から引き出すために、一方の駆動側ループ状配線の引き出し線を検出領域の周辺領域を用いて引き回すことになる。このとき、周辺領域のスペースは、引き出し線の本数によって決定されることになる。したがって、上述のように空間分解能を上げるためにループ状配線が増えると、周辺領域に必要なスペースも増えてしまうことになる。しかしながら、検出装置の使い勝手等を考慮すると、検出領域以外の余分な領域は減らすことが好ましい。 Furthermore, since the driving side loop-like wiring 2 and the detection side loop-like wiring 3 are arranged in a direction orthogonal to each other, the lead lines from these wirings are oriented in two directions with respect to the detection surface. However, considering the ease of installation, a configuration in which the connection from the connector 7 to the controller 6 can be performed in one direction is preferable. Therefore, in order to draw out the wiring from one direction, the lead-out line of one drive side loop-like wiring is routed using the peripheral area of the detection area. At this time, the space in the peripheral region is determined by the number of lead lines. Therefore, as described above, if the number of loop-shaped wirings is increased in order to increase the spatial resolution, the necessary space in the peripheral region also increases. However, considering the usability of the detection device, it is preferable to reduce the extra area other than the detection area.
本発明は、斯かる実情に鑑み、配線数を減少させることでコストを削減し、信頼性を向上させ、さらには検出領域以外の余分な領域を減らすことが可能な電磁結合を利用する圧力分布検出装置又は物体検出装置を提供しようとするものである。 In view of such circumstances, the present invention reduces pressure by reducing the number of wires, improves reliability, and further reduces pressure distribution using electromagnetic coupling that can reduce extra areas other than the detection area. An object of the present invention is to provide a detection device or an object detection device.
上述した本発明の目的を達成するために、本発明による電磁結合を利用する圧力分布検出装置は、駆動側信号線及び駆動側グラウンド線からなる駆動側ループ状配線が複数平行に配置される、複数の駆動側ループ状配線と、複数の駆動側ループ状配線とそれぞれ直交する方向に配置され、検出側信号線及び検出側グラウンド線からなる検出側ループ状配線が複数平行に配置される、複数の検出側ループ状配線と、複数の駆動側ループ状配線と複数の検出側ループ状配線とがそれぞれ電磁結合するように構成される複数の電磁結合部と、複数の駆動側ループ状配線に接続され、複数の駆動側ループ状配線を駆動する駆動手段と、複数の検出側ループ状配線に接続され、圧力による電磁結合部の電磁結合の度合いの変化を複数の検出側ループ状配線から検出する検出手段とを具備し、複数の駆動側ループ状配線及び複数の検出側ループ状配線の少なくとも一方が、隣り合うループ状配線間の隣り合う線をグラウンド線として共通化する共通グラウンド線を有するものである。 In order to achieve the above-described object of the present invention, the pressure distribution detection apparatus using electromagnetic coupling according to the present invention includes a plurality of driving-side loop-like wirings including driving-side signal lines and driving-side ground lines arranged in parallel. A plurality of drive-side loop-shaped wires and a plurality of drive-side loop-shaped wires are arranged in directions orthogonal to each other, and a plurality of detection-side loop-like wires composed of detection-side signal lines and detection-side ground lines are arranged in parallel. Connected to a plurality of drive-side loop-shaped wires and a plurality of drive-side loop-shaped wires, a plurality of drive-side loop-like wires and a plurality of drive-side loop-like wires, The drive means for driving the plurality of drive-side loop wirings and the change in the degree of electromagnetic coupling of the electromagnetic coupling portion due to pressure are connected to the plurality of detection-side loop wirings. And a common ground line in which at least one of the plurality of drive-side loop-like wirings and the plurality of detection-side loop-like wirings shares a line adjacent to each other as a ground line. It is what has.
ここで、共通グラウンド線は、ループ状配線間の隣り合う線を直列接続することで電気的に共通化するものであれば良い。 Here, the common ground line only needs to be electrically shared by connecting adjacent lines between the loop-shaped wirings in series.
また、共通グラウンド線は、ループ状配線間の隣り合う線自体を物理的に共通化するものであっても良い。 The common ground line may physically share adjacent lines between the loop wirings.
また、複数の駆動側ループ状配線及び複数の検出側ループ状配線は、それぞれ両面基板又は2枚の片面基板の各々の面上に配置され、駆動側信号線、検出側信号線、及び共通グラウンド線が、各面上でクロスしないように配置されるものであれば良い。 In addition, the plurality of drive-side loop wirings and the plurality of detection-side loop wirings are arranged on the respective surfaces of the double-sided board or the two single-sided boards, respectively, and drive-side signal lines, detection-side signal lines, and common ground What is necessary is just to arrange | position so that a line may not cross on each surface.
また、複数の駆動側ループ状配線及び複数の検出側ループ状配線は、それぞれコネクタを介して駆動手段及び検出手段に接続されるものであれば良い。 Further, the plurality of drive-side loop wirings and the plurality of detection-side loop wirings may be connected to the driving unit and the detection unit via connectors, respectively.
ここで、それぞれのコネクタは、一方向に配置されるものであれば良い。 Here, each connector may be arranged in one direction.
また、さらに隣り合うループ状配線間の隣り合う線をグラウンド線として共通化する、第2共通グラウンド線を有するものであっても良い。 Further, a second common ground line may be used in which adjacent lines between adjacent loop wirings are shared as ground lines.
さらにまた、電磁結合を利用して検出面上に載せられる導電体又は磁性体からなる被測定物体の形状や被測定物体からの距離を検出する物体検出装置は、駆動側信号線及び駆動側グラウンド線からなる駆動側ループ状配線が複数平行に配置される、複数の駆動側ループ状配線と、複数の駆動側ループ状配線とそれぞれ直交する方向に配置され、検出側信号線及び検出側グラウンド線からなる検出側ループ状配線が複数平行に配置される、複数の検出側ループ状配線と、複数の駆動側ループ状配線と複数の検出側ループ状配線とがそれぞれ電磁結合するように構成される複数の電磁結合部と、複数の駆動側ループ状配線に接続され、複数の駆動側ループ状配線を駆動する駆動手段と、複数の検出側ループ状配線に接続され、検出面上に載せられる導電体又は磁性体による電磁結合部の電磁結合の度合いの変化を複数の検出側ループ状配線から検出する検出手段とを具備し、複数の駆動側ループ状配線及び複数の検出側ループ状配線の少なくとも一方が、隣り合うループ状配線間の隣り合う線をグラウンド線として共通化する共通グラウンド線を有するものである。 Furthermore, the object detection device for detecting the shape of the object to be measured and the distance from the object to be measured, which is made of a conductor or magnetic material placed on the detection surface using electromagnetic coupling, includes a driving side signal line and a driving side ground. A plurality of drive-side loop-like wirings arranged in parallel, a plurality of drive-side loop-like wirings, and a plurality of drive-side loop-like wirings arranged in directions orthogonal to each other, a detection-side signal line and a detection-side ground line A plurality of detection-side loop wirings, a plurality of detection-side loop wirings, a plurality of driving-side loop wirings, and a plurality of detection-side loop wirings are configured to be electromagnetically coupled to each other. Connected to a plurality of electromagnetic coupling portions, a plurality of drive-side loop-like wires, and a driving means for driving the plurality of drive-side loop-like wires, and connected to a plurality of detection-side loop-like wires and placed on the detection surface Detecting means for detecting a change in the degree of electromagnetic coupling of the electromagnetic coupling portion by a conductor or a magnetic material from a plurality of detection-side loop-shaped wirings, and a plurality of driving-side loop-shaped wirings and a plurality of detection-side loop-shaped wirings At least one has a common ground line that shares adjacent lines between adjacent loop wirings as ground lines.
本発明の電磁結合を利用する圧力分布検出装置及び物体検出装置には、配線数を減少させることでコストを削減し、信頼性を向上させ、さらには検出領域以外の余分な領域を減らすことが可能であるという利点がある。 In the pressure distribution detection device and the object detection device using the electromagnetic coupling of the present invention, it is possible to reduce the cost by reducing the number of wires, improve the reliability, and further reduce the extra area other than the detection area. There is an advantage that it is possible.
以下、本発明を実施するための最良の形態を図示例と共に説明する。図2は、本発明の第1実施例の検出装置を説明するための上面概略図である。図示の通り、本発明の検出装置は、両面基板10の表裏にそれぞれ配置される、複数の駆動側ループ状配線20と検出側ループ状配線30と、駆動部40と検出部50とを有するコントローラ60とから主に構成されるものである。なお、コントローラ60にはコンピュータ等が接続され、各種処理が行われれば良い。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 is a schematic top view for explaining the detection apparatus according to the first embodiment of the present invention. As shown in the figure, the detection device of the present invention is a controller having a plurality of drive-side loop wirings 20, detection-side loop wirings 30, a drive unit 40, and a detection unit 50, which are arranged on the front and back sides of the double-sided substrate 10. 60. Note that a computer or the like is connected to the controller 60, and various processes may be performed.
ここで、圧力分布検出装置を構成するためには、電磁結合部の電磁結合の度合いが圧力により変化する必要がある。例えば、基板を弾性体により構成し、駆動側ループ状配線と検出側ループ状配線との間の距離を圧力により可変するように構成すれば良い。また、基板を非弾性体で構成した場合には、別途、圧力により電磁結合部までの距離が可変する導電体片等を電磁結合部近傍に配置すれば良い。さらに、検出面上に載せられる導電体又は磁性体からなる被測定物体の形状や被測定物体からの距離を検出する物体検出装置を構成する場合には、駆動側ループ状配線と検出側ループ状配線との間に、その距離が変化しないようなスペーサを配置すれば良い。検出面上に導電体が置かれれば、この影響を受け電磁結合部の電磁結合の度合いが変化するので、これを測定すれば物体の形状等が測定可能である。これらの具体的構成は、従来技術で説明した特許文献1や先行出願に開示された種々の構成により実現すれば良いため、詳説は省略する。 Here, in order to configure the pressure distribution detection device, it is necessary that the degree of electromagnetic coupling of the electromagnetic coupling unit varies with pressure. For example, the substrate may be made of an elastic body, and the distance between the driving side loop-like wiring and the detection side loop-like wiring may be made variable by pressure. When the substrate is made of an inelastic material, a conductor piece or the like whose distance to the electromagnetic coupling portion can be changed by pressure may be separately arranged in the vicinity of the electromagnetic coupling portion. Furthermore, when configuring an object detection device that detects the shape of a measured object made of a conductor or magnetic material placed on the detection surface and the distance from the measured object, a drive-side loop-shaped wiring and a detection-side loop-shaped What is necessary is just to arrange | position the spacer which the distance does not change between wiring. If a conductor is placed on the detection surface, the degree of electromagnetic coupling of the electromagnetic coupling unit changes due to this influence. By measuring this, the shape of the object can be measured. Since these specific configurations may be realized by various configurations disclosed in Patent Document 1 and the prior application described in the prior art, detailed description thereof is omitted.
さて、図2に示されるように、本発明の検出装置において、駆動側ループ状配線20は、駆動側信号線20aと駆動側グラウンド線20bとからなり、これら駆動側ループ状配線20が複数平行配置されている。また、検出側ループ状配線30も同様に、検出側信号線30aと検出側グラウンド線30bとからなり、これら検出側ループ状配線30が複数平行に配置されている。そして、複数の検出側ループ状配線30は、複数の駆動側ループ状配線20とそれぞれ直交する方向に配置されている。 Now, as shown in FIG. 2, in the detection apparatus of the present invention, the drive side loop wiring 20 is composed of a drive side signal line 20a and a drive side ground line 20b, and a plurality of these drive side loop wirings 20 are parallel. Is arranged. Similarly, the detection-side loop wiring 30 includes a detection-side signal line 30a and a detection-side ground line 30b, and a plurality of the detection-side loop wirings 30 are arranged in parallel. The plurality of detection-side loop wirings 30 are arranged in directions orthogonal to the plurality of driving-side loop wirings 20, respectively.
なお、図示例では駆動側ループ状配線20及び検出側ループ状配線30は、両面基板10の表裏面上にそれぞれ配置されるものを示した。より具体的には、駆動側ループ状配線20が基板10の裏面側に配置され、検出側ループ状配線30が基板10の表面側に配置されている。したがって、駆動側ループ状配線20は破線で示した。しかしながら、本発明はこれに限定されず、表裏逆であっても構わない。また、片面基板を2枚用いて、各々の面上にそれぞれのループ状配線が配置され、これを積み重ねる構造であっても構わない。 In the illustrated example, the drive-side loop wiring 20 and the detection-side loop wiring 30 are arranged on the front and back surfaces of the double-sided substrate 10 respectively. More specifically, the drive-side loop wiring 20 is disposed on the back side of the substrate 10, and the detection-side loop wiring 30 is disposed on the front surface side of the substrate 10. Therefore, the drive-side loop wiring 20 is indicated by a broken line. However, the present invention is not limited to this, and may be reversed. Alternatively, a structure may be adopted in which two single-sided substrates are used, and each loop-like wiring is arranged on each surface and stacked.
そして、複数の駆動側ループ状配線20と複数の検出側ループ状配線30には、これらがそれぞれ電磁結合するように構成された複数の電磁結合部36が設けられている。電磁結合部36は、図示例では各ループ状配線の交差する領域にコイル状パターンをそれぞれ設けることで、交差する領域で電磁結合するよう構成されている。なお、電磁結合部は図示例の構成に限定されず、従来の種々の構成を適用可能である。例えば図示例ではコイル状パターンは菱形形状のものを示したが、円形状のコイル状パターンであっても構わない。また、駆動側ループ状配線と検出側ループ状配線のコイル状パターンの大きさも異なるように示したが、同一の大きさであっても構わない。さらに、例えば、各ループ状配線を直線状に配置し、交差する領域に導電体片を設けることで電磁結合するように構成しても良い。 The plurality of drive-side loop wirings 20 and the plurality of detection-side loop wirings 30 are provided with a plurality of electromagnetic coupling portions 36 configured to electromagnetically couple them. In the illustrated example, the electromagnetic coupling portion 36 is configured to be electromagnetically coupled in the intersecting region by providing coiled patterns in the intersecting regions of the respective loop-shaped wirings. The electromagnetic coupling unit is not limited to the configuration in the illustrated example, and various conventional configurations can be applied. For example, in the illustrated example, the coiled pattern has a rhombus shape, but may be a circular coiled pattern. In addition, the drive-side loop wiring and the detection-side loop wiring have different coil sizes, but they may have the same size. Furthermore, for example, each loop-shaped wiring may be arranged in a straight line and may be configured to be electromagnetically coupled by providing a conductor piece in an intersecting region.
また、複数の駆動側ループ状配線20は、交流電流により高周波駆動されるように、発振器等からなる駆動部40に接続される。そして、複数の検出側ループ状配線30は、電磁結合部の電磁結合の度合いの変化を検出するための検出アンプ等からなる検出部50に接続される。これらの接続は、駆動側コネクタ70及び検出側コネクタ71やケーブル80等を介して行われる。 The plurality of drive-side loop wirings 20 are connected to a drive unit 40 made of an oscillator or the like so as to be driven at a high frequency by an alternating current. The plurality of detection-side loop wirings 30 are connected to a detection unit 50 including a detection amplifier or the like for detecting a change in the degree of electromagnetic coupling of the electromagnetic coupling unit. These connections are made through the drive side connector 70, the detection side connector 71, the cable 80, and the like.
駆動部40には、配線切替器が設けられており、複数の駆動側ループ状配線20を発振器に順次接続してループ状配線を駆動させるものである。また、検出部50にも配線切替器があり、複数の検出側ループ状配線30を検出アンプに順次接続する。 The drive unit 40 is provided with a wiring switch, and drives the loop wiring by sequentially connecting a plurality of driving side loop wirings 20 to an oscillator. Further, the detection unit 50 also has a wiring switch, and sequentially connects a plurality of detection-side loop-shaped wirings 30 to the detection amplifier.
駆動側ループ状配線20を駆動すると、電磁結合部36では、電磁結合現象により、検出側ループ状配線30にも交流起電力が誘起される。この起電力の大きさは、電磁結合の度合いによって変化する。このため、圧力により対向するコイル状パターンの間の距離が変化した場合や導電体や磁性体が近づいた場合には、電磁結合の度合いが変化するため、検出側ループ状配線30から検出される電流が変化することになる。したがって、上述のように各ループ状配線を順次接続していけば、どこの電磁結合部で電磁結合の度合いが変化したかが検出できる。なお、駆動方式や検出方式についても、図示例に限定されず、従来技術で説明した特許文献1や先行出願に開示された種々の構成により実現可能である。 When the drive-side loop wiring 20 is driven, an alternating electromotive force is also induced in the detection-side loop wiring 30 by the electromagnetic coupling phenomenon in the electromagnetic coupling unit 36. The magnitude of this electromotive force varies depending on the degree of electromagnetic coupling. For this reason, when the distance between the coiled patterns facing each other changes due to pressure, or when a conductor or magnetic body approaches, the degree of electromagnetic coupling changes, so that the detection-side loop wiring 30 detects the distance. The current will change. Therefore, if the loop wirings are sequentially connected as described above, it is possible to detect at which electromagnetic coupling portion the degree of electromagnetic coupling has changed. The driving method and the detection method are not limited to the illustrated examples, and can be realized by various configurations disclosed in Patent Document 1 and the prior application described in the related art.
さて、次に、本発明の検出装置の最も特徴的な部分である共通グラウンド線について説明する。本発明の検出装置では、複数の駆動側ループ状配線20の隣り合うループ状配線間の隣り合う線を、共通グラウンド線25として共通化している。より具体的には、駆動側ループ状配線20は駆動側信号線20aと駆動側グラウンド線20bで構成されているが、隣り合う駆動側ループ状配線20間で、駆動側グラウンド線20bを隣り合う線として共通化している。図示例では、隣り合う駆動側ループ状配線20の駆動側グラウンド線20bを直列接続することで電気的に共通化している。 Next, the common ground line, which is the most characteristic part of the detection device of the present invention, will be described. In the detection apparatus of the present invention, adjacent lines between adjacent loop-shaped wirings of the plurality of drive-side loop-shaped wirings 20 are shared as a common ground line 25. More specifically, the drive-side loop line 20 is composed of the drive-side signal line 20a and the drive-side ground line 20b, but the drive-side ground line 20b is adjacent between the adjacent drive-side loop lines 20b. Common as a line. In the illustrated example, the drive side ground lines 20b of the adjacent drive side loop wirings 20 are electrically connected in series to be electrically shared.
また、図示例では、検出側ループ状配線も同様に、複数の検出側ループ状配線30の隣り合うループ状配線間の隣り合う線を、共通グラウンド線35として共通化している。より具体的には、検出側ループ状配線30は検出側信号線30aと検出側グラウンド線30bで構成されているが、隣り合う検出側ループ状配線30間で、検出側グラウンド線30bを隣り合う線として共通化している。図示例では、隣り合う検出側ループ状配線30の検出側グラウンド線30bを直列接続することで電気的に共通化している。そして、このように構成された共通グラウンド線25,35が、駆動部40や検出部50にグラウンド線として接続されている。 In the illustrated example, the detection-side loop wirings also share the common line between adjacent loop-shaped wirings of the plurality of detection-side loop wirings 30 as a common ground line 35. More specifically, the detection-side loop wiring 30 is configured by the detection-side signal line 30a and the detection-side ground line 30b, but the detection-side ground line 30b is adjacent between the adjacent detection-side loop wirings 30. Common as a line. In the illustrated example, the detection-side ground lines 30b of the adjacent detection-side loop wirings 30 are electrically connected in series to be electrically shared. The common ground lines 25 and 35 configured as described above are connected to the drive unit 40 and the detection unit 50 as ground lines.
このように、本発明によれば、共通グラウンド線を用いることで、引き回す必要のある配線本数を減らすことが可能となる。より具体的には、駆動側及び検出側の一方において、ループ状配線をn本とすると、従来技術ではn×2本の配線を引き回す必要があったが、本発明では、n×2−n/2本の配線を引き回すだけで足りるようになる。すなわち、従来技術に比べて本発明ではn/2本分、配線本数を減らすことが可能となる。 As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the number of wirings that need to be routed by using the common ground line. More specifically, if there are n loop-shaped wirings on one of the driving side and the detection side, it is necessary to route n × 2 wirings in the prior art, but in the present invention, n × 2-n. / Just pulling two wires will suffice. That is, in the present invention, the number of wirings can be reduced by n / 2 as compared with the prior art.
そして、図示例では、コントローラ60へ接続するための配線は、駆動側コネクタ70及び検出側コネクタ71を介して行われている。本発明によれば、共通グラウンド線により、配線本数を減らすことが可能となるため、駆動側コネクタ70及び検出側コネクタ71の極数を減らすことが可能となる。したがって、コスト削減や信頼性向上が可能となる。 In the illustrated example, wiring for connection to the controller 60 is performed via the drive side connector 70 and the detection side connector 71. According to the present invention, the number of wires can be reduced by the common ground line, and therefore the number of poles of the drive side connector 70 and the detection side connector 71 can be reduced. Therefore, it is possible to reduce costs and improve reliability.
また、設置容易性等を考慮して、図示例のように、駆動側コネクタ70及び検出側コネクタ71を一方向に配置することも可能である。この場合、本発明によれば、配線本数を減らすことが可能であるため、配線引き回しのために必要な周辺領域を従来技術と比較して減少させることが可能となる。したがって、スルーホールを用いない両面基板や2枚の片面基板を用いた場合であっても、それらの各面上にそれぞれ配置される駆動側信号線や検出側信号線、共通グラウンド線が、各面上でクロスしないよう配置することが可能であるため、多層配線等を用いなくても安価に構成することが可能となる。 In consideration of ease of installation and the like, the drive-side connector 70 and the detection-side connector 71 can be arranged in one direction as in the illustrated example. In this case, according to the present invention, since the number of wirings can be reduced, it is possible to reduce the peripheral area necessary for wiring routing as compared with the prior art. Therefore, even when a double-sided board that does not use a through hole or two single-sided boards are used, the drive-side signal lines, the detection-side signal lines, and the common ground lines that are respectively arranged on the respective surfaces are Since it can be arranged so as not to cross on the surface, it can be configured at low cost without using multilayer wiring or the like.
なお、上述の図示例では、共通グラウンド線を駆動側ループ状配線及び検出側ループ配線の両方に設けた例を説明したが、本発明はこれに限定されず、共通グラウンド線は駆動側ループ状配線と検出側ループ状配線の少なくとも一方に設けられていれば良い。また、すべての隣り合うループ状配線に対して、隣り合う線を共通グラウンド線として共通化しなくても良い。一部のみ共通化した場合であっても、本発明の効果は得られる。 In the illustrated example described above, the example in which the common ground line is provided in both the driving side loop wiring and the detection side loop wiring has been described, but the present invention is not limited to this, and the common ground line is in the driving side loop shape. It suffices if it is provided on at least one of the wiring and the detection-side loop wiring. Further, it is not necessary to share the adjacent line as a common ground line with respect to all the adjacent loop-shaped wirings. Even if only a part is shared, the effect of the present invention can be obtained.
さらに、上述の図示例では、検出領域の基板とコントローラが別構成となっており、その間がコネクタやケーブルを用いて接続されている例を説明したが、本発明はこれに限定されず、コネクタやケーブルを用いずに直接接続されるものであっても良い。また、駆動部や検出部を、検出領域を構成する基板上に一緒に設けても勿論構わない。 Further, in the illustrated example described above, the detection area substrate and the controller are separately configured, and the connection between them is described using a connector or a cable. However, the present invention is not limited to this, and the connector It may be connected directly without using a cable. Of course, the drive unit and the detection unit may be provided together on the substrate constituting the detection region.
またさらに、上述の図示例では、引き回しのための配線も基板上に設けた例を説明したが、本発明はこれに限定されず、各ループ状配線及び共通グラウンド線を基板上に設け、引き回し用の配線は基板外にフラットケーブル等で構成しても構わない。この場合であっても、配線本数を減らすことが可能であるため、コスト削減等の効果は得られる。さらに、コネクタの部分でグラウンド線をまとめた上でケーブルによりコントローラに接続するように構成すれば、ケーブルの内部線数を減らすことも可能である。 Furthermore, in the illustrated example described above, an example in which wiring for routing is also provided on the substrate has been described. However, the present invention is not limited to this, and each loop-shaped wiring and common ground line are provided on the substrate for routing. The wiring for use may be constituted by a flat cable or the like outside the substrate. Even in this case, since the number of wirings can be reduced, an effect such as cost reduction can be obtained. Further, if the ground lines are gathered at the connector and then connected to the controller by a cable, the number of internal lines of the cable can be reduced.
次に、本発明の第2実施例について、図3を用いて説明する。図3は、本発明の第2実施例の検出装置を説明するための上面概略図である。図中、図2と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、詳説は省略する。第1実施例では、共通グラウンド線は、ループ状配線間の隣り合う線を直列接続することで電気的に共通化していたが、第2実施例では、隣り合う線自体を物理的に共通化することで共通グラウンド線を構成している。すなわち、図示の通り、例えば駆動側ループ状配線20では、駆動側グラウンド線20bが隣り合う駆動側ループ状配線20間で共通となっており、この1本の駆動側グラウンド線20bを共通グラウンド線25として用いている。また、検出側ループ状配線30でも同様に、検出側グラウンド線30bが隣り合う検出側ループ状配線30間で共通となっており、この1本の検出側グラウンド線30bを共通グラウンド線35として用いている。これにより、検出領域上においてもさらに配線本数を減らすことが可能となる。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic top view for explaining the detection apparatus according to the second embodiment of the present invention. In the figure, the parts denoted by the same reference numerals as those in FIG. 2 represent the same items and will not be described in detail. In the first embodiment, the common ground line is electrically shared by connecting the adjacent lines between the loop wirings in series, but in the second embodiment, the adjacent lines themselves are physically shared. This constitutes a common ground line. That is, as shown in the figure, for example, in the drive-side loop wiring 20, the drive-side ground line 20 b is common between the adjacent drive-side loop wirings 20, and this one drive-side ground line 20 b is used as a common ground line. 25 is used. Similarly, in the detection-side loop wiring 30, the detection-side ground line 30 b is common between the adjacent detection-side loop wirings 30, and this single detection-side ground line 30 b is used as the common ground line 35. ing. As a result, the number of wirings can be further reduced on the detection area.
なお、図示した第2実施例では、電磁結合部37は、直線状の駆動側ループ状配線及び検出側ループ状配線と、これらの交差する位置の近傍に設けられる導電体片38により構成した。これは、直線状のループ状配線の交点において、導電体片により間接的に電磁結合現象を生じさせる構成である。しかしながら、本発明はこれに限定されず、第1実施例のようにコイル状パターンを設けたループ状配線を用いても良い。 In the illustrated second embodiment, the electromagnetic coupling portion 37 is constituted by a linear drive-side loop-shaped wiring and a detection-side loop-shaped wiring, and a conductor piece 38 provided in the vicinity of the intersecting position. This is a configuration in which an electromagnetic coupling phenomenon is indirectly generated by the conductor piece at the intersection of the linear loop wiring. However, the present invention is not limited to this, and a loop-like wiring provided with a coil-like pattern as in the first embodiment may be used.
図4に、図3の第2実施例のループ状配線をコイル状パターンとした例を示す。図4は、本発明の第2実施例の変形例を説明するための上面概略図である。図中、図4と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、詳説は省略する。図示の通り、図3に示した例と同様に、ループ状配線がコイル状パターンであったとしても、隣り合うループ状配線の隣り合う線を物理的に共通化することで共通グラウンド線を構成することが可能となる。なお、菱形のコイル上パターンを用いた場合には、隣り合う線を共通化すると、各菱形間に隣り合うループ状配線の菱形が嵌まるようになるため、電磁結合部36は、マトリックス状ではなく、図示例のように見かけ上、斜め方向にXY軸が配置されるようになる。しかしながら、検出部やその後の処理過程で適切に座標を決定すれば、マトリックス状のものと同様に利用することが可能となる。 FIG. 4 shows an example in which the loop wiring of the second embodiment of FIG. 3 is a coil pattern. FIG. 4 is a schematic top view for explaining a modification of the second embodiment of the present invention. In the figure, the parts denoted by the same reference numerals as those in FIG. 4 represent the same items and will not be described in detail. As shown in the figure, similar to the example shown in FIG. 3, even if the loop wiring is a coil pattern, a common ground line is formed by physically sharing adjacent lines of adjacent loop wirings. It becomes possible to do. In the case of using a rhombus on-coil pattern, if the adjacent lines are shared, the rhombus of the loop-shaped wiring adjacent to each other will be fitted between the rhombuses. Instead, the XY axes are apparently arranged in an oblique direction as in the illustrated example. However, if the coordinates are appropriately determined in the detection unit and the subsequent processing steps, it can be used in the same manner as the matrix.
なお、図4に示した例では、検出側ループ状配線30を物理的に共通化させた共通グラウンド線35とし、駆動側ループ状配線20には第1実施例と同様に共通グラウンド線25を設けた構成を示した。しかしながら、本発明はこれに限定されず、駆動側ループ状配線20も第2実施例のような共通グラウンド線を設けても勿論構わない。 In the example shown in FIG. 4, the detection-side loop wiring 30 is a common ground line 35 that is physically shared, and the driving-side loop wiring 20 is provided with a common ground line 25 as in the first embodiment. The provided configuration is shown. However, the present invention is not limited to this, and the drive-side loop wiring 20 may of course be provided with a common ground line as in the second embodiment.
次に、本発明の第3実施例について、図5を用いて説明する。図5は、本発明の第3実施例の検出装置を説明するための上面概略図である。図中、図2と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、詳説は省略する。第3実施例では、共通グラウンド線による共通化をさらに強化したものである。すなわち、第3実施例では、第1実施例の状態から、さらに隣り合うループ状配線間の隣り合う線をグラウンド線として共通化する第2共通グラウンド線を設けた。図示のように、隣り合うループ状配線を例えば4本直列接続し、その両端の線を信号線とし、中央から共通グラウンド線としてグラウンド線を引き出しても良い。 Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic top view for explaining the detection apparatus according to the third embodiment of the present invention. In the figure, the parts denoted by the same reference numerals as those in FIG. 2 represent the same items and will not be described in detail. In the third embodiment, the common ground line is further strengthened. That is, in the third example, a second common ground line is provided that shares the adjacent line between adjacent loop-shaped wirings as a ground line from the state of the first example. As shown in the figure, for example, four adjacent loop-shaped wirings may be connected in series, the lines at both ends thereof may be signal lines, and the ground line may be drawn from the center as a common ground line.
なお、第3実施例において、図示例では、4つの電磁結合部が1つの検出セルとして機能するようになる。この場合、1つの電磁結合部による検出セルに比べると、検出セル内の検出特性はより平坦になる。 In the third embodiment, in the illustrated example, four electromagnetic coupling units function as one detection cell. In this case, the detection characteristic in the detection cell is flatter than that in the detection cell using one electromagnetic coupling unit.
なお、本発明の電磁結合を利用する圧力分布検出装置及び物体検出装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 Note that the pressure distribution detection device and the object detection device using the electromagnetic coupling of the present invention are not limited to the above illustrated examples, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Of course.
10 基板
20 駆動側ループ状配線
20a 駆動側信号線
20b 駆動側グラウンド線
25 共通グラウンド線
30 検出側ループ状配線
30a 検出側信号線
30b 検出側グラウンド線
35 共通グラウンド線
36 電磁結合部
37 電磁結合部
38 導電体片
40 駆動部
50 検出部
60 コントローラ
70 駆動側コネクタ
71 検出側コネクタ
80 ケーブル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Substrate 20 Drive side loop wiring 20a Drive side signal line 20b Drive side ground line 25 Common ground line 30 Detection side loop line 30a Detection side signal line 30b Detection side ground line 35 Common ground line 36 Electromagnetic coupling part 37 Electromagnetic coupling part 38 Conductor piece 40 Drive unit 50 Detection unit 60 Controller 70 Drive side connector 71 Detection side connector 80 Cable
Claims (8)
駆動側信号線及び駆動側グラウンド線からなる駆動側ループ状配線が複数平行に配置される、複数の駆動側ループ状配線と、
前記複数の駆動側ループ状配線とそれぞれ直交する方向に配置され、検出側信号線及び検出側グラウンド線からなる検出側ループ状配線が複数平行に配置される、複数の検出側ループ状配線と、
前記複数の駆動側ループ状配線と前記複数の検出側ループ状配線とがそれぞれ電磁結合するように構成される複数の電磁結合部と、
前記複数の駆動側ループ状配線に接続され、前記複数の駆動側ループ状配線を駆動する駆動手段と、
前記複数の検出側ループ状配線に接続され、圧力による前記電磁結合部の電磁結合の度合いの変化を前記複数の検出側ループ状配線から検出する検出手段と、
を具備し、前記複数の駆動側ループ状配線及び前記複数の検出側ループ状配線の少なくとも一方が、隣り合うループ状配線間の隣り合う線をグラウンド線として共通化する共通グラウンド線を有する、
ことを特徴とする圧力分布検出装置。 A pressure distribution detection device using electromagnetic coupling, the pressure distribution detection device,
A plurality of drive-side loop-shaped wirings, wherein a plurality of drive-side loop-shaped wirings composed of drive-side signal lines and drive-side ground lines are arranged in parallel;
A plurality of detection-side loop-like wirings arranged in a direction orthogonal to the plurality of drive-side loop-like wirings, and a plurality of detection-side loop-like wirings composed of detection-side signal lines and detection-side ground lines are arranged in parallel;
A plurality of electromagnetic coupling portions configured to electromagnetically couple the plurality of drive-side loop-shaped wirings and the plurality of detection-side loop-shaped wirings;
Driving means connected to the plurality of driving-side loop-shaped wirings and driving the plurality of driving-side loop-shaped wirings;
Detecting means connected to the plurality of detection-side loop-shaped wires, and detecting a change in the degree of electromagnetic coupling of the electromagnetic coupling portion due to pressure from the plurality of detection-side loop-shaped wires;
And at least one of the plurality of drive-side loop wirings and the plurality of detection-side loop wirings has a common ground line that shares adjacent lines between adjacent loop-shaped wirings as ground lines.
A pressure distribution detection device characterized by that.
駆動側信号線及び駆動側グラウンド線からなる駆動側ループ状配線が複数平行に配置される、複数の駆動側ループ状配線と、
前記複数の駆動側ループ状配線とそれぞれ直交する方向に配置され、検出側信号線及び検出側グラウンド線からなる検出側ループ状配線が複数平行に配置される、複数の検出側ループ状配線と、
前記複数の駆動側ループ状配線と前記複数の検出側ループ状配線とがそれぞれ電磁結合するように構成される複数の電磁結合部と、
前記複数の駆動側ループ状配線に接続され、前記複数の駆動側ループ状配線を駆動する駆動手段と、
前記複数の検出側ループ状配線に接続され、検出面上に載せられる導電体又は磁性体による前記電磁結合部の電磁結合の度合いの変化を前記複数の検出側ループ状配線から検出する検出手段と、
を具備し、前記複数の駆動側ループ状配線及び前記複数の検出側ループ状配線の少なくとも一方が、隣り合うループ状配線間の隣り合う線をグラウンド線として共通化する共通グラウンド線を有する、
ことを特徴とする物体検出装置。 An object detection device for detecting a shape of a measured object made of a conductor or a magnetic material placed on a detection surface using electromagnetic coupling and a distance from the measured object, the object detection device comprising:
A plurality of drive-side loop-shaped wirings, wherein a plurality of drive-side loop-shaped wirings composed of drive-side signal lines and drive-side ground lines are arranged in parallel;
A plurality of detection-side loop-like wirings arranged in a direction orthogonal to the plurality of drive-side loop-like wirings, and a plurality of detection-side loop-like wirings composed of detection-side signal lines and detection-side ground lines are arranged in parallel;
A plurality of electromagnetic coupling portions configured to electromagnetically couple the plurality of drive-side loop-shaped wirings and the plurality of detection-side loop-shaped wirings;
Driving means connected to the plurality of driving-side loop-shaped wirings and driving the plurality of driving-side loop-shaped wirings;
Detecting means connected to the plurality of detection-side loop-shaped wirings and detecting a change in the degree of electromagnetic coupling of the electromagnetic coupling portion by the conductor or magnetic material placed on the detection surface from the plurality of detection-side loop-shaped wirings; ,
And at least one of the plurality of drive-side loop wirings and the plurality of detection-side loop wirings has a common ground line that shares adjacent lines between adjacent loop-shaped wirings as ground lines.
An object detection apparatus characterized by that.
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