具体实施方式

下面，按照附图对本公开的一例进行说明。需要指出，在下面的说明中，根据需要采用了表示特定的方向或位置的用语(例如、包括“上”、“下”、“右”、“左”的用语)，但是，这些用语的使用是为了容易理解参照附图后的本公开，并非通过这些用语的含义来限定本公开的技术范围。此外，下面的说明本质上仅为示例，并非意图限制本公开、其应用物、或其用途。而且，附图为示意性的图，各尺寸的比率等未必与现实的尺寸比率一致。

如图1所示，作为一例，本公开的一实施方式的距离计算装置1具备接近传感器单元10、控制接近传感器单元10的控制装置100、以及与控制装置100连接的操作部40。

接近传感器单元10具有能够检测与检测方向(例如，图1的箭头A方向)上的检测对象物200的距离相应的电容值C的接近传感器部20、以及能够使接近传感器部20在检测方向A上移动的移动装置30。

接近传感器部20是如下所述的电容式接近传感器：将电路的一部分作为导体电极，将使其它导体或电介质接近该导体电极所产生的导体电极的电容的变化转换为电信号，来检测物体的接近及离开。作为一例，如图2所示，该接近传感器部20具有传感器电极21、与该传感器电极21相对地配置的屏蔽电极22、以及控制传感器电极21及屏蔽电极22的传感器控制装置23。传感器控制装置23检测传感器电极21的电容并向控制装置100输出，并且，向屏蔽电极22供给与传感器电极21相同电位的电压。

移动装置30例如构成为具有使传感器电极21在检测方向A上移动的未图示的电机、以及检测该电机的旋转的未图示的编码器，并向控制装置100输出通过编码器检测到的信息。

需要指出，移动装置30也可以构成为通过使接近传感器部20整体在检测方向A上移动，从而使传感器电极21在检测方向A上移动，还可以构成为不是使接近传感器部20整体而是仅使传感器电极21(及屏蔽电极22)在检测方向A上移动。当使接近传感器部20整体在检测方向A上移动时，例如，可以采用通用的电容式接近传感器及通用的电机来构成接近传感器单元10。即，可以容易地构成接近传感器单元10。此外，移动装置30既可以构成为使传感器电极21仅可以在检测方向A上移动，也可以构成为使传感器电极21不仅可以在检测方向A上，还可以在与检测方向A交叉的方向上移动。

控制装置100由进行运算等的CPU、预先存储接近传感器单元10的控制等所需的程序或数据等的ROM及RAM等存储介质、以及在与距离计算装置1的外部之间进行信号的输入输出的接口部构成。如图1所示，该控制装置100具有接近传感器单元控制部110、移动量检测部120、距离计算部130及位置设定部140。需要指出，接近传感器单元控制部110、移动距离检测部120、距离计算部130及位置设定部140的各部是通过CPU执行规定的程序而实现的功能。

接近传感器单元控制部110通过基于由操作部40所接收的操作，向接近传感器单元10的移动装置30输出指令，从而来控制传感器电极21的向检测方向A的移动。此外，接近传感器单元控制部110控制接近传感器部20，使其在沿着检测方向A的任意的位置处检测传感器电极21的电容值C。

如图3所示，移动量检测部120检测使接近传感器部20沿着检测方向A从基准位置P0移动至移动位置P时的移动量△D。基准位置P0及移动位置P分别通过位置设定部140而设定。该移动距离检测部120例如基于移动装置30的编码器所检测到的信息，计算移动量△D。需要指出，在该实施方式中，作为一例，将检测方向A上比基准位置P0更靠近检测对象物200的位置设为移动位置P1，将从基准位置P0移动至移动位置P1时的移动量设为△D1。此外，检测方向A通过接近传感器部20位于基准位置P0时、连接检测对象物200与接近传感器部20的虚拟直线L的延伸方向而确定。

距离计算部130基于通过接近传感器部20在基准位置P0检测到的传感器电极21的电容值C(下面，称为基准电容值C0。)、在移动位置P检测到的传感器电极21的电容值C(下面，称为第一电容值C1。)、以及通过移动量检测部120检测到的移动量△D，计算基准位置P0处的接近传感器单元10的接近传感器部20与检测对象物200之间的检测方向A上的距离D。详细而言，距离计算部130根据基准电容值C0及第一电容值C1的变化量、以及第一移动量△D1计算距离D。

此外，距离计算部130基于在各位置P0、P1检测到的电容值C0、C1，判定能否计算距离D。例如，如果电容值C0、C1的噪声为阈值以下，则距离计算部130判断为能够计算出距离D。此外，例如，当通过自电容式的接近传感器构成接近传感器部20时，如果第一电容值C1大于基准电容值C0，则距离计算部130判断为能够计算出距离D，当通过互电容式接近传感器构成接近传感器部20时，如果基准电容值C0大于第一电容值C1，则距离计算部130判断为能够计算出距离D。而且，例如，当基准电容值C0及第一电容值C1的差分的绝对值为阈值以上时，距离计算部130判断为能够计算出距离D。需要指出，电容值C0、C1的噪声例如通过标准偏差的三倍值或峰-峰值(peak to peak value)来确定。当已知针对想要计测的距离精度所需的SN比时，也可以将该SN比确定为阈值。此外，用于判断是否能够计算出距离D的阈值例如根据接近传感器部20的性能或距离计算装置1的应用对象等而预先设定。

当判定为无法计算出距离D时，距离计算部130对判定为无法计算出距离D的次数是否超过规定次数(例如，第一次)进行判定。当判定为无法计算出距离D的次数从开始距离计算处理起计算未超过规定次数时(例如，无法计算判定为第一次时)，距离计算部130在进行了第一次的无法计算判定后，基于通过接近传感器部20再次检测到的基准电容值C0及第一电容值C1、以及通过移动量检测部120再次检测到的第一移动量△D1，对是否为无法计算出距离D进行再次判定。

当判定为无法计算出距离D的次数超过规定次数时(例如，无法计算判定为第二次之后时)，距离计算部130基于刚进行了无法计算判定且移动位置变更后(例如，移动位置P从移动位置P1变更至图3所示的移动位置P2后)、通过接近传感器部20检测到的基准电容值C0及移动位置P2的电容值C即第二电容值C2、以及使接近传感器部20从基准位置P0移动至第二移动位置P2时的第二移动量△D2，对是否为无法计算出距离D进行再次判定。需要指出，移动位置P2是在检测方向A上比移动位置P1更靠近检测对象物200的位置。

位置设定部140例如基于接近传感器部20的性能、或距离计算装置1的应用对象等来设定基准位置P0及移动位置P。

然后，参照图4，对距离计算装置1的距离计算处理进行说明。需要指出，下面说明的这些处理是通过控制装置100执行规定的程序而实施的。

如图4所示，首先，位置设定部140设定基准位置P0及移动位置P(步骤S1)。这里，第一移动位置P1被设定为移动位置P。

当设定基准位置P0及移动位置P时，接近传感器单元控制部110使接近传感器部20移动至基准位置P0，在对基准位置P0处的传感器电极21的基准电容值C0进行了检测后，使接近传感器部20移动至第一移动位置P1，对移动位置P1处的传感器电极21的第一电容值C1进行检测。另外，移动量检测部120对使接近传感器部20从基准位置P0移动至第一移动位置P1时的第一移动量△D1进行检测(步骤S2)。

当检测出基准电容值C0及第一电容值C1时，距离计算部130对能否计算出基准位置P0处的接近传感器单元10与检测对象物200之间的检测方向A上的距离D进行判定(步骤S3)。当判定为能够计算出距离D时，距离计算部130基于通过步骤S2检测到的电容值C0、C1及第一移动量△D1计算距离D(步骤S4)，并结束距离计算处理。

当判定为无法计算出距离D时，距离计算部130对从开始距离计算处理起被判定为无法计算出距离D的次数进行计算并对是否为第一次进行判定(步骤S5)。当判定为无法计算判定为第一次时，返回步骤S2，再次检测基准电容值C0、第一电容值C1及第一移动量△D1的各个值，在步骤S3中，基于再次检测到的电容值C0、C1及第一移动量△D1的各个值，再次判定能否计算出距离D。

另一方面，当判定为无法计算判定不是第一次、而是第二次及其之后时，位置设定部140将移动位置P从第一移动位置P1变更为第二移动位置P2(步骤S6)。另外，返回步骤S2，接近传感器单元控制部110在再次检测了基准电容值C0之后，使接近传感器部20移动至第二移动位置P2，对第二移动位置P2处的传感器电极21的第二电容值C2进行检测。此外，移动量检测部120对使接近传感器部20从基准位置P0移动至第二移动位置P2时的第二移动量△D2进行检测。之后，在步骤S3中，基于再次检测到的基准电容值C0、以及新检测到的第二电容值C2及第二移动量△D2再次判定能否计算出距离D。

根据接近传感器单元10，具备能够使接近传感器部20的传感器电极21在检测方向A上移动的移动装置30。例如，即便是检测对象物200远离接近传感器单元10，未能准确地检测传感器电极21的电容值C的变化，也可以通过该移动装置30，使接近传感器部20沿着检测方向A与检测对象物200接近，从而准确地检测传感器电极21的电容值C的变化。此外，例如，即便是接近传感器单元10已经接近检查对象物200、且无法更加接近检查对象物200时，也可以通过移动装置30，使接近传感器部20以沿着检测方向A远离检查对象物200的方式进行移动，从而来检测传感器电极21的电容值C的变化。其结果是，能够实现检测范围较广的接近传感器单元10。

根据距离计算装置1，通过接近传感器单元10，例如，即便是由于检测对象物200远离接近传感器单元10，传感器电极21的电容值C的变化过小，因此，未能准确地计算出接近传感器部20与检测对象物200之间的距离D，也可以通过移动装置30，使接近传感器部20沿着检测方向A与检测对象物200接近，从而准确地计算出接近传感器部20与检测对象物200之间的距离D。此外，例如，即便是接近传感器单元10已经接近检查对象物200、且无法更加接近检查对象物200时，也可以通过移动装置30，使接近传感器部20以沿着检测方向A远离检查对象物200的方式进行移动，从而计算出接近传感器部20与检测对象物200之间的距离D。其结果是，能够实现检测范围较广的距离计算装置1。

此外，距离计算部130基于分别在基准位置P0及移动位置P检测到的各电容值C，判定能否计算出接近传感器部20与检测对象物200之间的距离D。通过这样的构成，能够更加准确地检测接近传感器部20与检测对象物200之间的距离D。

此外，当判定为无法计算出距离D时，接近传感器单元控制部110控制移动装置30，使接近传感器部20沿着检测方向A从基准位置P0移动至第一移动位置P1，控制接近传感器部20分别在基准位置P0及第一移动位置P对电容值C0、C1进行再次检测。另外，移动量检测部120再次检测第一移动量△D1，距离计算部130基于分别再次检测到的基准电容值C0、第一电容值C1及第一移动量△D1，再次计算接近传感器部20与检测对象物200之间的距离D。通过这样的构成，能够更加准确地检测接近传感器部20与检测对象物200之间的距离D。

此外，当判定为无法计算出距离D时，接近传感器单元控制部110控制移动装置30，使接近传感器部20沿着检测方向A从基准位置P0移动至与第一移动位置P1不同的第二移动位置P2，并控制接近传感器部20，以在基准位置P0处再次检测基准电容值C0，并且在第二移动位置P1处检测电容值C2。另外，移动量检测部120对使接近传感器部20沿着检测方向A从基准位置P0移动至第二移动位置P2时的第二移动量△D2进行检测，距离计算部130基于在基准位置P0处再次检测到的基准电容值C0、第二电容值C2以及第二移动量△D2，再次计算接近传感器部20与检测对象物200之间的距离D。通过这样的构成，能够更加准确地检测接近传感器部20与检测对象物200之间的距离D。

此外，距离计算部130在至少进行了一次基于基准电容值C0、第一电容值C1及第一移动量△D1的距离D的再次计算之后，进行基于基准电容值C0、第二电容值C2及第二移动量△D2的距离D的再次计算。通过这样的构成，能够更加准确地检测接近传感器部20与检测对象物200之间的距离D。

需要指出，在所述实施方式中，距离计算部130采用基准位置P0、以及一个移动位置P1(或P2)计算出距离D，但是，并不限定于此。也可以通过采用基准位置P0以及两个以上的移动位置P(例如，第一移动位置P1及第二移动位置P2)来计算距离D的方式，来构成距离计算部130。通过这样的构成，能够更加准确地检测接近传感器部20与检测对象物200之间的距离D。

在所述实施方式中，移动装置30构成为能够使接近传感器部20移动，但是，并不限定于此。如图5所示，移动装置30也可以构成为使检测对象物200移动。

在图4所示的距离计算处理中，也可以省略步骤S3、步骤S5及步骤S6。即，可以省略能否计算出基准位置P0处的接近传感器部20与检测对象物200之间的距离D的判定。

在步骤S3中，当判定为无法计算出距离D时，也可以与无法计算判定的次数无关地使移动位置P从第一移动位置P1变更为第二移动位置P2。

在步骤S2中，也可以在检测基准电容值C0、第一电容值C1及第一移动量△D1之前，进行校准处理。通过进行校准处理，能够消除寄生电容，或者大致地校正温度特性及湿度特性。

在步骤S4中，也可以在进行距离计算之前，进行包括平均值获取或滤波处理的数据预处理。

例如，如图6所示，所述实施方式的距离计算装置1可以应用于末端执行器300。作为一例，图6的末端执行器300具备掌部310、以及与掌部310连接的两根指部320。另外，在各指部320的前端且相互相对的相对面上分别设置有距离计算装置1。各指部320构成为通过未图示的驱动装置能够在箭头A方向(即，检测方向)上移动。即，在该末端执行器300中，驱动各指部320的驱动装置兼作使接近传感器部20能够在检测方向A上移动的移动装置30。

例如，如图7所示，接近传感器单元10也可以具备在内部容纳有接近传感器部20及移动装置30的筒状的外壳11。该外壳11具有使传感器电极21向外部露出的开口部12、以及与该开口部12连接且在检测方向A上延伸以使传感器电极21能够移动的通路部13。通路部13构成外壳2的一部分，并形成传感器电极21能够移动的通路。在该接近传感器单元10中，接近传感器部20具有在检测方向A上配置为比传感器电极21距离开口部12更远的第一屏蔽电极221、以及以沿着通路部13包围传感器电极21周围的方式而配置的第二屏蔽电极222。此外，传感器电极21及第一屏蔽电极221构成为与移动装置30连接，能够在检测方向A上移动。通过这样的构成，能够抑制在传感器电极21与周边环境的物体210之间形成电场，因此，能够更加准确地检测接近传感器部20与检测对象物200之间的距离D。

例如，如图8所示，接近传感器部20也可以构成为具有多个传感器电极21、以及根据多个传感器电极21所检测到的电容值C对接近传感器部20的相对于检测对象物200的倾斜偏移进行校正的倾斜校正部231。通过倾斜校正部231对接近传感器部20的相对于检测对象物200的倾斜偏移进行校正，可以使传感器电极21配置为与检测对象物200平行。由此，可以降低通过传感器电极21所检测的电容值C的误差，能够更加准确地检测接近传感器部20与检测对象物200之间的距离D。需要指出，倾斜校正部231例如是通过传感器控制装置23的CPU安装规定的程序而实现的功能。

关于接近传感器部20的相对于检测对象物200的倾斜偏移，例如，比较通过多个传感器电极21检测到的电容值C来进行判断。如果检测到的各电容值C一致，则倾斜校正部231判断为无倾斜偏移，如果检测到的各电容值C不一致，则倾斜校正部231判断为存在倾斜偏移。当判断为存在倾斜偏移时，倾斜校正部231向控制装置100输出与倾斜偏移相关的信息。控制装置10基于从倾斜校正部231输出的信息对移动装置30进行控制，使接近传感器部20或检测对象物200移动，以使各传感器电极21平行于检测对象物200。

以上，参照附图对本公开中的各种实施方式进行了详细说明，但是，最后对本公开的各种方式进行说明。需要指出，在下面的说明中，作为一例，也标注了附图标记来进行记载。

本公开的第一方式的接近传感器单元10具备：接近传感器部20，具有传感器电极21，该传感器电极21能够检测与检测方向A上的检测对象物200的距离相应的电容值C；以及移动装置30，能够使所述接近传感器部20的所述传感器电极21或所述检测对象物200在所述检测方向A上移动。

根据第一方式的接近传感器单元10，例如，即便是检测对象物200远离接近传感器单元10，未能准确地检测传感器电极21的电容值C的变化，也可以通过该移动装置30，使接近传感器部20沿着检测方向A接近检测对象物200，从而能够准确地检测传感器电极21的电容值C的变化。其结果是，与接近传感器部20被固定的情况相比，能够实现检测范围更广的接近传感器单元。

本公开的第二方式的接近传感器单元10还具备：筒状的外壳11，在内部容纳所述接近传感器部20和能够使所述传感器电极21移动的所述移动装置30，并具有使所述传感器电极21向外部露出的开口部12、以及所述传感器电极21能够移动的通路部13，该通路部13与所述开口部12连接且在所述检测方向A上延伸，所述接近传感器部20具有沿着所述通路部13配置的屏蔽电极222。

根据第二方式的接近传感器单元10，能够抑制在传感器电极21与周边环境的物体210之间形成电场，因此，能够更加准确地检测接近传感器部20与检测对象物200之间的距离D。

在本公开的第三方式的接近传感器单元10中，所述接近传感器部20具有：多个传感器电极21；以及倾斜校正部231，根据通过所述多个传感器电极21检测到的所述电容值C，对所述接近传感器部20的相对于所述检测对象物200的倾斜偏移进行校正。

根据第三方式的接近传感器单元10，可以通过倾斜校正部231对接近传感器部20的相对于检测对象物200的倾斜偏移进行校正，将传感器电极21配置为平行于检测对象物200。由此，可以降低传感器电极21所检测的电容值C的误差，更加准确地检测接近传感器部20与检测对象物200之间的距离D。

本公开的第四方式的距离计算装置1具备：所述方式的接近传感器单元10；接近传感器单元控制部110，控制所述接近传感器部20及所述移动装置30；移动量检测部120，对使所述接近传感器部20或所述检测对象物200沿着所述检测方向A从基准位置P0移动至第一移动位置P1时的第一移动量△D1进行检测；以及距离计算部130，基于基准电容值C0、第一电容值C1以及所述第一移动量△D1，计算所述基准位置P0处的所述接近传感器单元10与所述检测对象物200之间的所述检测方向A上的距离D，上述基准电容值C0是在所述基准位置P0检测到的所述电容值C，上述第一电容值C1是在所述第一移动位置P1检测到的所述电容值C。

根据第四方式的距离计算装置1，通过接近传感器单元10，例如，即便是最初设定的检测对象物200远离接近传感器单元10，也可以准确地计算出接近传感器部20与检测对象物200之间的距离D，因此，与接近传感器部20被固定的情况相比，能够实现检测范围更广的距离计算装置1。

在本公开的第五方式的距离计算装置1中，所述距离计算部130基于分别在所述基准位置P0及所述移动位置P1检测到的所述电容值C0、C1，判定能否计算出所述距离D。

根据第五方式的距离计算装置1，能够更加准确地检测接近传感器部20与检测对象物200之间的距离D。

在本公开的第六方式的距离计算装置1中，当判定为无法计算出所述距离D时，所述接近传感器单元控制部110控制所述移动装置30，以使所述接近传感器部20或所述检测对象物200移动，并控制所述接近传感器部20，以分别在所述基准位置P0及所述第一移动位置P1再次检测所述电容值C0、C1，所述移动量检测部120再次检测从所述基准位置P0再次移动至所述第一移动位置P1时的所述第一移动量△D1，所述距离计算部130基于在所述基准位置P0再次检测到的所述基准电容值C0、在所述第一移动位置△D1再次检测到的所述第一电容值C1、以及再次检测到的所述第一移动量△D1，再次计算所述距离D。

根据第六方式的距离计算装置1，能够更加准确地检测接近传感器部20与检测对象物200之间的距离D。

在本公开的第七方式的距离计算装置1中，当判定为无法计算出所述距离D时，所述接近传感器单元控制部110控制所述移动装置30，以使所述接近传感器部20或所述检测对象物200沿着所述检测方向A从所述基准位置P0移动至第二移动位置P1，并控制所述接近传感器部20，以在所述基准位置P0再次检测所述基准电容值C0，并且在所述第二移动位置P2检测第二电容值C2，所述移动量检测部120对使所述接近传感器部20或所述检测对象物200沿着所述检测方向A从所述基准位置P0移动至所述第二移动位置P2时的第二移动量△D2进行检测，所述距离计算部130基于在所述基准位置P0再次检测到的所述基准电容值C0、所述第二电容值C2、以及所述第二移动量△D2，再次计算所述距离D。

根据第七方式的根据距离计算装置1，能够更加准确地检测接近传感器部20与检测对象物200之间的距离D。

在本公开的第八方式的距离计算装置1中，所述距离计算部在基于所述基准电容值、所述第一电容值及所述第一移动量的所述距离的再次计算至少进行了一次之后，进行基于所述基准电容值、所述第二电容值及所述第二移动量的所述距离的再次计算。

根据第八方式的距离计算装置1，能够更加准确地检测接近传感器部20与检测对象物200之间的距离D。

需要指出，可以通过适当组合所述各种实施方式或变形例中的任意的实施方式或变形例，来实现各自所具有的效果。此外，能够进行实施方式之间的组合或实施例之间的组合或实施方式与实施例的组合，并且，也能够进行不同的实施方式或实施例中的特征之间的组合。

参照附图并结合优选的实施方式对本公开进行了充分的记载，但是，熟练掌握该技术的人可以明白理解各种变形、修改。这样的变形、修改只要不超出基于所附的权利要求书的本公开的范围，则可以理解为包含在其中。

工业上的可利用性

本公开的接近传感器单元例如可以应用于距离计算装置。

本公开的距离计算装置例如可以应用于末端执行器。

附图标记说明

1：距离计算装置；10：接近传感器单元；11：外壳；12：开口部；13：通路部；20：接近传感器部；21：传感器电极；22：屏蔽电极；221：第一屏蔽电极；222：第二屏蔽电极；23：传感器控制装置；30：移动装置；40：操作部；100：控制装置；110：接近传感器单元控制部；120：移动量检测部；130：距离计算部；140：位置设定部；200：检测对象物；210：周边环境的物体；300：末端执行器；A：检测方向；C：电容值；D：距离；P：位置。