静电电容型传感器制造技术

本发明专利技术目的在于提供因使用环境引起的静电电容的测定值的变动小的静电电容型传感器，本发明专利技术的静电电容型传感器包括：中央电极层，层叠于所述中央电极层的上表面的第1介电层，层叠于所述中央电极层的下表面的第2外侧电极层，形成于所述第1介电层的与所述中央电极层侧为相反侧的面的第1外侧电极层，以及形成于所述第2介电层的与所述中央电极层侧为相反侧的面的第2外侧电极层，所述第1介电层及所述第2介电层为弹性体制，将所述中央电极层及所述第1外侧电极层的相向的部分作为第1检测部，将所述中央电极层及所述第2外侧电极层的相向的部分作为第2检测部，且静电电容型传感器包括传感片及计测器，传感片能够可逆地变形且所述第1检测部及所述第2检测部的静电电容相应于变形而变化，基于将所述第1检测部的静电电容与所述第2检测部的静电电容相加所得的合计静电电容，来计测所述传感片的变形状态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】静电电容型传感器
本专利技术涉及一种静电电容型传感器。
技术介绍
静电电容型传感器为如下传感器，即，可根据以隔着介电层而相向的方式配置的一对电极层间的静电电容变化来检测测定对象物的凸凹形状等。一般而言，静电电容型传感器的静电电容(capacitance)由以下的式(1)表示。C＝ε0εrS/d...(1)此处，C为电容，ε0为自由空间的介电常数，εr为介电层的相对介电常数，S为电极层面积，d为电极间距离。而且，专利文献1中记载了静电电容型传感片(sensorsheet)，其具备弹性体(elastomer)制的介电层、及分别形成于所述介电层的表面(正面)及背面的表侧电极层及背侧电极层。所述静电电容型传感片中，介电层为弹性体制，因而能够反复伸缩变形。而且，所述静电电容型传感片中，各电极层包含碳纳米管(carbonnanotube)，因而能够追随介电层的变形而变形。因此，专利文献1记载的静电电容型传感片中，即便测定对象物为柔软且伸长度大的测定对象物，也可追随测定对象物的变形或动作而变形，静电电容会因所述变形而变化。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2014-81355号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题另一方面，现有的静电电容传感器如所述般，具备包含介电层及设置于其两面的电极层的电容器构造，存在静电电容的测定值会因使用环境而发生变动的情况。例如，在电极层露出的情况下，当所述电极层与导体接触时静电电容的测定值会大幅变动。因此，专利文献1中提出为了抑制电极层与外部的构件的导通而设置保护层。然而，在如专利文献1中提出的、以追随测定对象物的变形或动作而变形为前提的静电电容型传感器中，为了确保传感片的柔软性(可变形性)，即便设置保护层，保护层的厚度也必需薄。而且，在保护层的厚度薄的情况下，存在无法充分抑制因使用环境引起的静电电容的测定值的变动的情况。根据本专利技术者等人的研究，确认若电磁噪声或商用电源引起的电源噪声等电磁波噪声侵入计测器，则静电电容的测定值会发生变动。例如，可知若在使用静电电容型传感片时商用电源等位于附近，则存在无法正确地测定静电电容的情况。而且，在使用如专利文献1中记载般的、介电层的两面层叠了电极层(表侧电极层及背侧电极层)而成的传感片的情况下，也可知在电性连接的导体接近各电极层的情况下(即，在导体分别接近表侧电极层及背侧电极层，且接近表侧电极层的电极与接近背侧电极层的导体电性连接的情况下)，所计测的静电电容的测定值增大。本专利技术鉴于所述情况而完成，其目的在于提供因使用环境引起的静电电容的测定值的变动小的静电电容型传感器。解决课题的技术手段本专利技术的静电电容型传感器，其特征在于包括：中央电极层；第1介电层，层叠于所述中央电极层的上表面；第2介电层，层叠于所述中央电极层的下表面；第1外侧电极层，形成于所述第1介电层的与所述中央电极层侧为相反侧的面；第2外侧电极层，形成于所述第2介电层的与所述中央电极层侧为相反侧的面，且所述第1介电层及所述第2介电层为弹性体制，将所述中央电极层及所述第1外侧电极层的相向的部分作为第1检测部，将所述中央电极层及所述第2外侧电极层的相向的部分作为第2检测部，且所述静电电容型传感器包括：传感片，能够可逆地变形，且所述第1检测部及所述第2检测部的静电电容相应于变形而变化；以及计测器，连接于所述中央电极层、所述第1外侧电极层及所述第2外侧电极层，对所述第1检测部及所述第2检测部的静电电容进行测定，基于将所述第1检测部的静电电容与所述第2检测部的静电电容相加所得的合计静电电容，来计测所述传感片的变形状态。所述静电电容型传感器包括具有中央电极层、及经由介电层形成于所述中央电极层的两侧的外侧电极层的传感片，对合计静电电容进行测定，所述合计静电电容是将中央电极层及第1外侧电极层的相向的部分的静电电容(第1检测部的静电电容)、与中央电极层及第2外侧电极层的相向的部分的静电电容(第2检测部的静电电容)相加所得，基于所述测定值对传感片的变形状态进行计测。所述静电电容型传感器因基于两个检测部的合计静电电容对传感片的变形状态进行计测，故实现如下优异效果，即，不易产生因使用环境引起的静电电容的测定值的变动。所述静电电容型传感器优选为所述中央电极层、所述第1外侧电极层及所述第2外侧电极层均包含含有碳纳米管的导电性组合物。根据本构成，各电极层的导电性优异，并且适合于追随介电层的变形而变形。所述静电电容型传感器中，优选为所述传感片进而包括第1保护层及第2保护层中的至少一个，所述第1保护层层叠于所述第1外侧电极层的与所述第1介电层侧为相反的一侧，所述第2保护层层叠于所述第2外侧电极层的与所述第2介电层侧为相反的一侧。根据本构成，可保护各电极层，并且可更可靠地减少测定时的静电电容的测定误差。所述静电电容型传感器中，优选为所述计测器具备使用交流阻抗计测静电电容的电路。所述情况下，即便在使用了高频率信号的测定中，通过反复使用精度优异且高频率的信号，而阻抗不会变得过大，因而可进一步提高计测精度，且可进一步缩短静电电容计测所需的时间。进而优选为，在具有计测器的静电电容传感器中，所述计测器具备使用所述交流阻抗计测静电电容的电路，所述计测器具备CV转换电路，所述中央电极层连接于所述CV转换电路侧，且在所述第1外侧电极层与所述第2外侧电极层电性连接的状态下连接于所述计测器的交流信号生成侧。而且，也优选为在具有计测器的静电电容传感器中，所述计测器具备使用所述交流阻抗计测静电电容的电路，所述计测器具备CF转换电路，所述中央电极层连接于所述CF转换电路侧，且在所述第1外侧电极层与所述第2外侧电极层电性连接的状态下接地。根据具备这些构成的静电电容型传感器，无论在传感片的表面侧及背面侧的哪一侧具有噪声源，均可更可靠地防止因所述噪声源的存在而引起的静电电容的测定值发生变动，从而可更正确地测定检测部的静电电容。专利技术的效果本专利技术的静电电容型传感器中，可使静电电容的测定值的变动极小。附图说明图1是表示本专利技术的实施形态的静电电容型传感器的一例的概略图。图2(a)是示意性地表示构成本专利技术的实施形态的静电电容型传感器的传感片的一例的立体图，图2(b)是图2(a)的A-A线剖面图。图3是用以说明静电电容型传感器所具备的介电层的制作中使用的成型装置的一例的示意图。图4(a)～图4(d)是用以说明传感片的制作步骤的立体图。图5(a)是示意性地表示构成本专利技术的实施形态的静电电容型传感器的传感片的另一例的平面图，图5(b)是图5(a)的B-B线剖面图。图6是示意性地表示实施例的传感片A的立体图。图7是示意性地表示比较例的传感片B的立体图。图8是表示实施例1及比较例1中的静电电容的测定中使用的反相放大电路的概略图。图9是表示实施例2及比较例2中的静电电容的测定中使用的舒密特触发器(Schmitttrigger)振荡电路的概略图。图10是表示实施例3及比较例3中的静电电容的测定中使用的半波倍电压整流电路的概略图。具体实施方式以下，一面参照附图一面对本专利技术的实施形态进行说明。本专利技术的实施形态的静电电容型传感器包括：中央电极层，层叠于所述中央电极层的上表面的第1介电层，层叠于所述中央电极层的下表面的第2外侧电极层，形成于所述第1介电层的与所述中央电极层侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种静电电容型传感器，其特征在于包括：中央电极层；第1介电层，层叠于所述中央电极层的上表面；第2介电层，层叠于所述中央电极层的下表面；第1外侧电极层，形成于所述第1介电层的与所述中央电极层侧为相反侧的面；第2外侧电极层，形成于所述第2介电层的与所述中央电极层侧为相反侧的面，所述第1介电层及所述第2介电层为弹性体制，将所述中央电极层及所述第1外侧电极层的相向的部分作为第1检测部，将所述中央电极层及所述第2外侧电极层的相向的部分作为第2检测部，且所述静电电容型传感器包括：传感片，能够可逆地变形，且所述第1检测部及所述第2检测部的静电电容相应于变形而变化；以及计测器，连接于所述中央电极层、所述第1外侧电极层及所述第2外侧电极层，对所述第1检测部及所述第2检测部的静电电容进行测定，基于将所述第1检测部的静电电容与所述第2检测部的静电电容相加所得的合计静电电容，来计测所述传感片的变形状态。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.22 JP 2014-2152161.一种静电电容型传感器，其特征在于包括：中央电极层；第1介电层，层叠于所述中央电极层的上表面；第2介电层，层叠于所述中央电极层的下表面；第1外侧电极层，形成于所述第1介电层的与所述中央电极层侧为相反侧的面；第2外侧电极层，形成于所述第2介电层的与所述中央电极层侧为相反侧的面，所述第1介电层及所述第2介电层为弹性体制，将所述中央电极层及所述第1外侧电极层的相向的部分作为第1检测部，将所述中央电极层及所述第2外侧电极层的相向的部分作为第2检测部，且所述静电电容型传感器包括：传感片，能够可逆地变形，且所述第1检测部及所述第2检测部的静电电容相应于变形而变化；以及计测器，连接于所述中央电极层、所述第1外侧电极层及所述第2外侧电极层，对所述第1检测部及所述第2检测部的静电电容进行测定，基于将所述第1检测部的静电电容与所述第2检测部的静电电容相加所得的合计静电电容，来计测所述传感片...

【专利技术属性】
技术研发人员：大高秀夫，米泽昌弥，别所侑亮，
申请(专利权)人：阪东化学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP