接近傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種使用電波的接近傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]關(guān)于檢測(cè)出人體接近任意的對(duì)象物的接近傳感器，根據(jù)其檢測(cè)方法而存在多種多樣的接近傳感器。
[0003]關(guān)于使用紅外線等光的人體感測(cè)傳感器，受光元件接收從人體發(fā)出的熱紅外線、或者從紅外線發(fā)光二極管向人體照射紅外線并接收其反射光，為此需要規(guī)定的“窗口”。
[0004]另一方面，近年來(lái)廣泛用于智能電話等的、檢測(cè)靜電容量的變化的人體感測(cè)傳感器的檢測(cè)距離極短。
[0005]專利文獻(xiàn)I:日本特開(kāi)2004-257848號(hào)公報(bào)
[0006]專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2005-134236號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0008]作為無(wú)需如使用紅外線等光的傳感器那樣準(zhǔn)備窗口、并且與檢測(cè)靜電容量的變化的傳感器相比能夠延長(zhǎng)檢測(cè)距離的傳感器，存在使用電波的傳感器(例如參照專利文獻(xiàn)I)。
[0009]專利文獻(xiàn)I所公開(kāi)的傳感器是使用電波的傳感器的一種，被稱為多普勒傳感器。多普勒傳感器如其名稱那樣，是利用多普勒效應(yīng)來(lái)檢測(cè)對(duì)象物的存在等的傳感器。
[0010]然而，多普勒傳感器使用例如1GHz等的超高頻電波。用于處理這樣的高頻率的電波的半導(dǎo)體元件是昂貴的，另外電路設(shè)計(jì)和量產(chǎn)也非常困難。因此，多普勒傳感器的應(yīng)用對(duì)象有限。
[0011]專利文獻(xiàn)2所公開(kāi)的傳感器從輸出振蕩器向?qū)щ娦詷?gòu)件供給相對(duì)于導(dǎo)電性構(gòu)件的大小來(lái)說(shuō)波長(zhǎng)充分短的頻率，將導(dǎo)電性構(gòu)件作為天線來(lái)發(fā)射微波。在將導(dǎo)電性構(gòu)件作為天線來(lái)發(fā)射微波時(shí)，當(dāng)檢測(cè)對(duì)象(介電體)接近該微波被發(fā)射到的區(qū)域時(shí)，形成被視為導(dǎo)電性構(gòu)件與檢測(cè)對(duì)象將彼此作為天線發(fā)揮功能的空腔諧振電路的虛擬電路，從導(dǎo)電性構(gòu)件發(fā)射出的電磁波的電場(chǎng)被上述檢測(cè)對(duì)象反射或吸收。在該虛擬電路中，從導(dǎo)電性構(gòu)件發(fā)射出的電磁波的電場(chǎng)被檢測(cè)對(duì)象反射或吸收，其影響表現(xiàn)為輸出振蕩器的輸出頻率的變化。因而，通過(guò)檢測(cè)輸出振蕩器的振蕩頻率的偏移(shift)、特定頻率的振幅，能夠檢測(cè)出檢測(cè)對(duì)象。然而，專利文獻(xiàn)2所公開(kāi)的傳感器所使用的電波的頻率是300MHz?300GHz的微波，電路昂貴，也難以量產(chǎn)。
[0012]本發(fā)明是鑒于相關(guān)狀況而完成的，其目的在于提供一種接近傳感器，其使用比較低的頻率的電波，廉價(jià)并且能夠自由地設(shè)定檢測(cè)對(duì)象的檢測(cè)距離。
[0013]用于解決問(wèn)題的方案
[0014]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的接近傳感器具備:第一振蕩電路，其將具有開(kāi)放端的第一天線用作諧振電路的元件的一部分；以及第二振蕩電路，其將第二天線用作諧振電路的元件的一部分，該第二天線的兩端與電路連接。而且，設(shè)置有接近檢測(cè)部，該接近檢測(cè)部基于第一振蕩電路輸出的第一輸出信號(hào)與第二振蕩電路輸出的第二輸出信號(hào)之間的頻率差，來(lái)檢測(cè)任意的檢測(cè)對(duì)象的接近狀態(tài)。
[0015]發(fā)明的效果
[0016]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種接近傳感器，其使用比較低的頻率的電波，廉價(jià)并且能夠自由地設(shè)定檢測(cè)對(duì)象的檢測(cè)距離。
[0017]根據(jù)以下的實(shí)施方式的說(shuō)明能夠明確上述以外的課題、結(jié)構(gòu)以及效果。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的接近傳感器的框圖。
[0019]圖2是第一振蕩電路的電路圖和一部分的等效電路。
[0020]圖3是第二振蕩電路的電路圖、混頻器的電路圖以及BPF的電路圖。
[0021]圖4是接近傳感器的概要外觀圖、人體接近之前的螺旋天線和環(huán)形天線的頻率特性以及人體接近時(shí)的螺旋天線和環(huán)形天線的頻率特性。
[0022]圖5是表示接近傳感器與人體的距離同從混頻器得到的信號(hào)的頻率之間的關(guān)系的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023][接近傳感器101的整體結(jié)構(gòu)]
[0024]圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的接近傳感器101的框圖。
[0025]本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的接近傳感器101能夠分為具有螺旋天線103的第一振蕩電路102、具有環(huán)形天線105的第二振蕩電路以及混頻器106以后的信號(hào)處理電路。
[0026]混頻器106、BPF(Band_Pass Fi I ter:帶通濾波器)107 以及 AM( Amp I i tudeModulat1n:調(diào)幅)檢波電路108能夠認(rèn)為是基于從第一振蕩電路102輸出的第一頻率fl的信號(hào)和從第二振蕩電路104輸出的第二頻率f2的信號(hào)來(lái)檢測(cè)任意的檢測(cè)對(duì)象的接近狀態(tài)的接近檢測(cè)部。
[0027]第一振蕩電路102振蕩出第一頻率fl的信號(hào)，從螺旋天線103發(fā)出第一頻率fl的電波。此外，第一振蕩電路102也是振蕩頻率跟隨螺旋天線103的分布常數(shù)的變化而變化的諧振電路。
[0028]第二振蕩電路104振蕩出第二頻率f2的信號(hào)，從環(huán)形天線105發(fā)出第二頻率f2的電波。此外，第二振蕩電路104也是振蕩頻率跟隨環(huán)形天線105的分布常數(shù)的變化而變化的諧振電路。
[0029 ]從第一振蕩電路1 2輸出的第一頻率fl的信號(hào)以及從第二振蕩電路104輸出的第二頻率f2的信號(hào)分別被輸入到混頻器106?；祛l器106是模擬乘法器，輸出fl±f2的信號(hào)。
[0030]混頻器106的輸出信號(hào)被輸入到帶通濾波器(以下簡(jiǎn)稱為“BPF”)107APF 107從Π土f2的信號(hào)中取出|fl-f2|的信號(hào)。
[0031]通過(guò)例如公知的包含二極管的AM檢波電路108來(lái)對(duì)從BPF107輸出的特定的頻率范圍的信號(hào)進(jìn)行包絡(luò)線檢波。然后，通過(guò)作為低通濾波器(以下簡(jiǎn)稱為“LPF”)的第一LPF109來(lái)去除噪聲成分，從第一輸出端子110輸出第一輸出信號(hào)。
[0032]以上是本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的接近傳感器101的基本結(jié)構(gòu)。此外，將在后面說(shuō)明FM(Frequency Modulat1n:調(diào)頻)檢波電路111、第二LPF 112、微型計(jì)算機(jī)113以及第二輸出端子114的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作。
[0033][第一振蕩電路102的具體例]
[0034]圖2A是第一振蕩電路102的電路圖。圖2B是第一振蕩電路102的電路圖中的用虛線圍住的部分的等效電路。
[0035]第一振蕩電路102是公知的基極接地型科耳皮茲(CoIp i tts)振蕩電路。
[0036]作為NPN晶體管的晶體管201的基極通過(guò)電阻R202和R203而被供給固定偏置電流，并且通過(guò)電容器C204而交流地接地。
[0037]在晶體管201的集電極與電源端子+B之間并聯(lián)連接有電容器C205和線圈L206。
[0038]在晶體管201的集電極與發(fā)射極之間連接有電容器C207。
[0039]在晶體管201的發(fā)射極與接地節(jié)點(diǎn)之間并聯(lián)連接有電容C208和電阻R209。
[0040]在晶體管201的集電極上經(jīng)由電容器C210而連接有螺旋天線103。
[0041]從晶體管201的集電極通過(guò)電容器C210而得到第一振蕩電路102的輸出信號(hào)。
[0042]圖2A的用虛線部分圍住的電容器C205和C210、線圈L206、螺旋天線103能夠被視為圖2B所不的交流等效電路。
[0043]在圖2B中，電容器C205包含有電阻成分Re。另外，線圈L206和螺旋天線103包含有電阻成分Rl。
[0044]螺旋天線103與線圈L206串聯(lián)連接，電感根據(jù)分布常數(shù)的變化而變化。螺旋天線103的分布常數(shù)的變化是由于人體等的接近而引起的。即，通過(guò)形成諧振電路的一部分的線圈L206和螺旋天線103中的、螺旋天線103的電感的變化，第一振蕩電路102的振蕩頻率變化。
[0045]圖2A所示的科耳皮茲振蕩電路能夠理解為是通過(guò)電容器C210將螺旋天線103與構(gòu)成公知的科耳皮茲振蕩電路的諧振電路的線圈連接而得到的。
[0046][第二振蕩電路104、混頻器106以及BPF107的具體例子]
[0047]圖3A是第二振蕩電路104的電路圖。圖3B是混頻器106的電路圖。圖3C是BPF 107的電路圖。
[0048]首先，參照?qǐng)D3A來(lái)說(shuō)明第二振蕩電路104的結(jié)構(gòu)。
[0049]第二振蕩電路104是公知的科耳皮茲振蕩電路。與圖2A的科耳皮茲振蕩電路不同，第二振蕩電路104在晶體管301的基極-發(fā)射極之間設(shè)置有電容器C302、C303和環(huán)形天線105、即基于線圈的諧振電路。
[0050]環(huán)形天線105連接在晶體管301的基極與接地節(jié)點(diǎn)之間。另外，與環(huán)形天線105并聯(lián)地，電容器C302與C303串聯(lián)連接。而且，電容器C302和C303的連接點(diǎn)與晶體管301的發(fā)射極連接。在晶體管301的發(fā)射極與接地節(jié)點(diǎn)之間連接有電阻R304。
[0051 ]在晶體管301的集電極與電源端子+B之間連接有電阻R305。另外，在晶體管301的集電極-基極之間連接有電阻R306，因而，電阻R306構(gòu)成公知的自偏置電路。
[0052]從晶體管301的集電極通過(guò)電容器C307而得到第二振蕩電路104的輸出信號(hào)。
[0053]圖3A中的環(huán)形天線105的電感根據(jù)分布常數(shù)的變化而變化。環(huán)形天線105的分布常數(shù)的變化是由于人體等的接近而引起的。即，通過(guò)形成諧振電路的一部分的環(huán)形天線105的電感的變化，第二振蕩電路104的振蕩頻率變化。
[0054]此外，第一振蕩電路102和第二振蕩電路104使用了科耳皮茲振蕩電路，但振蕩電路并不限于此。只要是公知的哈特萊(Hartley)振蕩電路等使用LC諧振電路的振蕩電路即可。
[0055]接著，參照?qǐng)D3B來(lái)說(shuō)明混頻器106的結(jié)構(gòu)。
[0056]混頻器106能夠考慮多