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静電容量型センサ NEW 新技術説明会

国内特許コード P200017184
掲載日 2020年9月8日
出願番号 特願2017-239886
公開番号 特開2019-105604
出願日 平成29年12月14日(2017.12.14)
公開日 令和元年6月27日(2019.6.27)
発明者
  • 岩田 史郎
  • 金山 真宏
  • 今若 直人
出願人
  • 島根県
発明の名称 静電容量型センサ NEW 新技術説明会
発明の概要 【課題】従来よりもセンサの測定領域を拡大することにより、測定精度および測定感度の向上を実現することができる静電容量型センサを提供すること。
【解決手段】基材の主面に形成された電極対と該電極対を覆う絶縁膜とを備え、該電極対に所定の電圧を印加することにより形成される電界領域を測定領域として、非剛性の測定対象物を前記測定領域に挿入して前記絶縁膜に押し当てて前記電極対における静電容量を測定する静電容量型センサであって、前記電極対は基材の主面において対となる電極同士が所定間隔を有するようにパターニングされ、前記絶縁膜は基材の主面において前記電極対を覆うように前記パターニングの形状に沿って形成され、前記電極対に所定の電圧を印加することによって形成される電界は、前記電極対を覆う絶縁膜の前記基材の主面と反対側の領域のみならず、隣接する電極対を覆う絶縁膜が対向する領域にも形成されることを特徴とする静電容量型センサ。
【選択図】図6
従来技術、競合技術の概要 測定対象物に接触させて測定する静電容量型センサは、図1に示すように、基材101上に電極対102が形成され、電極対102に測定対象物が直接接しないように電極対102を覆う絶縁層103が形成された構成を備えている。この静電容量型センサでは、電極対102の間に形成される電界部分105に、図1(a)に示すように測定対象物106がない状態と図1(b)に示すように測定対象物106がある状態との2つの状態において、電極対102における静電容量値を測定している。かかる状態における静電容量値を測定することによって、測定対象物の比誘電率を算出することができる。すなわち、測定対象物がない状態では既知である空気の比誘電率(ε=1)の時の静電容量値を測定することになるが、測定対象物がある状態となったときの静電容量値を測定することにより、これらの比や差分をとることで測定対象物の比誘電率を算出することができる。このようにして算出された測定対象物の比誘電率に基づき測定対象物の物性等を知ることができる。

このような静電容量型センサの応用例としては、肌水分量を測定する肌水分量測定装置などが知られている(特許文献1)。この肌水分量測定装置は、筒の先端にセンサが形成されており、このセンサ部分を肌に押し当てて測定を行う。センサ部分は、図1に示す静電容量型センサと同様の構成を備えている。すなわち、基材101である基板上に形成された電極対102が絶縁層103であるガラスで覆われた構成を備えている。このガラスの部分を肌に押し当てることによって測定を行う。こうしたタイプの肌センサは、この他にもさまざまな構成のものが知られている(特許文献2、3、4)。
産業上の利用分野 本発明は静電容量型センサに関し、測定対象物に接触させて測定する静電容量型センサに関する。
特許請求の範囲 【請求項1】
基材の主面に形成された電極対と該電極対を覆う絶縁膜とを備え、該電極対に所定の電圧を印加することにより形成される電界領域を測定領域として、非剛性の測定対象物を前記測定領域に挿入して前記絶縁膜に押し当てて前記電極対における静電容量を測定する静電容量型センサであって、
前記電極対は基材の主面において対となる電極同士が所定間隔を有するようにパターニングされ、前記絶縁膜は基材の主面において前記電極対を覆うように前記パターニングの形状に沿って形成され、
前記電極対に所定の電圧を印加することによって形成される電界は、前記電極対を覆う絶縁膜の前記基材の主面と反対側の領域のみならず、隣接する電極対を覆う絶縁膜が対向する領域にも形成されることを特徴とする静電容量型センサ。

【請求項2】
前記絶縁膜は、易加工性の絶縁材料により形成されていることを特徴とする請求項1に記載の静電容量型センサ。

【請求項3】
請求項1または2に記載の静電容量型センサと、
前記静電容量型センサの電極対に交流電圧を印加する高周波電源と、
前記交流電圧を印加された前記静電容量型センサの電極対における静電容量を測定する測定部とを備えたことを特徴とするセンサ装置。

【請求項4】
前記測定した静電容量値に基づき、肌の水分量を検出することを特徴とする、請求項3に記載のセンサ装置。
画像

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thum_JPA 501105604_i_000002.jpg
出願権利状態 公開
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