(57)【要約】【課題】カーラジオの受信機に雑音を与えることがなく、且つセンシング感度を劣化させることがない低コストな静電容量検知装置を提供する。【解決手段】カーラジオ５等が搭載された車両に、人体などの静電容量変化を検出するためのＬＣ発振回路からなるセンサ回路２を設け、そのセンサ回路２から発生する高周波ノイズによるカーラジオ５等でのノイズ発生を抑制するための静電容量検知装置１において、カーラジオ５等側にセンサ回路２から発生するノイズを検出する雑音検出回路６を設けると共に、前記センサ回路２にセンシング周波数を変更するセンシング周波数変更回路７を接続し、前記雑音検出回路６でノイズを検出して、これをセンシング周波数変更回路７に出力してカーラジオ５等にノイズを発生させるセンシング周波数を変更するように構成したものである。【選択図】図１
2010004157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーラジオ等が搭載された車両に、人体などの静電容量変化を検出するためのＬＣ発振回路からなるセンサ回路を設け、そのセンサ回路から発生する高周波ノイズによるカーラジオ等でのノイズ発生を抑制するための静電容量検知装置において、
カーラジオ等側にセンサ回路から発生するノイズを検出する雑音検出回路を設けると共に、前記センサ回路にセンシング周波数を変更するセンシング周波数変更回路を接続し、前記雑音検出回路でノイズを検出して、これをセンシング周波数変更回路に出力してカーラジオ等にノイズを発生させるセンシング周波数を変更するように構成したことを特徴とする静電容量検知装置。
【請求項２】
前記センサ回路は、増幅器と、その増幅器の入出力端にそれぞれ接続され、他端が接地された第一、第二コンデンサと、増幅器の入出力端を接続する第三コンデンサ及びコイルと、その第三コンデンサとコイルとの間に接続され、他端が接地された被検知物の接近及び接触により可変する可変静電容量と、増幅器の出力側に接続されてそのセンシング周波数を検知すると共に、そのセンシング周波数の変化から可変静電容量の変化を検出するマイコンとから構成される請求項１に記載の静電容量検知装置。
【請求項３】
前記センシング周波数変更回路は、前記センサ回路に接続された低インピーダンスの結合容量と、その結合容量に接続され他端が接地された可変容量ダイオードで構成され、前記雑音検出回路の検出信号がセンシング周波数変更回路に出力され、センシング周波数変更回路がセンサ回路でのセンシング周波数を調整する請求項１又は２に記載の静電容量検知装置。
【請求項４】
前記雑音検出回路で検出したノイズを増幅器により増幅し、その増幅されたノイズをバッファを通じてセンシング周波数変更回路に出力してセンシング周波数を微調整する請求項３に記載の静電容量検知装置。
【請求項５】
前記雑音検出回路で検出したノイズをＡＤ変換器によりディジタル化し、そのディジタル化したノイズをマイコンを通じてセンシング周波数変更回路に出力してセンシング周波数を微調整する請求項３に記載の静電容量検知装置。
【請求項６】
前記雑音検出回路で検出したノイズをカーラジオ等側に設けたＡＤ変換器によりディジタル化して車載ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）システム及びマイコンを通じてセンシング周波数変更回路に出力してセンシング周波数を微調整する請求項３に記載の静電容量検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車などの車両に搭載され、挟み込み検知器や乗員着座センサなどに用いられる静電容量検知装置に係り、特にカーラジオ、カーテレビ等での雑音を抑制できる静電容量検知装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から自動車などの車両には、ドアシステムでの挟み込みを検知するための挟み込み検知器、シートに着座した乗員を検知するための乗員着座センサなどが車載されている。
【０００３】
以下に、これら検知器（センサ）に用いられる静電容量検知装置について説明する。
【０００４】
図４は、従来の静電容量検知装置（挟み込み検知器）のセンサ回路部のブロック図である。
【０００５】
図４に示すように、静電容量検知装置４０のセンサ回路２は、増幅器Ａと、その増幅器Ａの入出力端にそれぞれ接続され、他端が接地された第一、第二コンデンサＣ１，Ｃ２と、増幅器Ａの入出力端を接続する第三コンデンサＣ３及びコイルＬと、その第三コンデンサＣ３とコイルＬとの間に接続され、他端が接地された被検知物の接近及び接触により可変する可変静電容量Ｃｓと、増幅器Ａの出力側に接続されてそのセンシング周波数を検知すると共に、そのセンシング周波数の変化から可変静電容量Ｃｓの変化を検出するマイコン３とから構成される。
【０００６】
これらの回路定数は、被検知物によく反応する発振周波数（センシング周波数）となるように決められる。通常は人体の安全を考えるので、人体に反応しやすい周波数とする。
【０００７】
可変静電容量Ｃｓは、物体接近及び挟み込み検知用の容量である。挟まれ物体があるときとないときで可変静電容量Ｃｓとしての静電容量が変わる（挟まれ物体が誘電体として作用するため）。可変静電容量Ｃｓの変化は、センシング周波数の変化に置換されるので、この周波数の変化分をマイコン３で判定して挟み込み物体の有無を見ている。判定結果は、ドアシステム４に送られ、挟み込みがあると電動ドアを停止し、開くことで挟み込みを解除している。
【０００８】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、次のものがある。
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−３６７６８号公報
【特許文献２】特開２０００−３５３９７３号公報
【特許文献３】特開２００７−２６９２６１号公報
【特許文献４】特開平１１−６８５９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、センサ回路の動作中はセンシング方法の性格上、発振の基本波及びその高調波が高周波ノイズとして漏れる。これがカーラジオ等の受信周波数に重畳されると、雑音となってカーラジオ等から出力される問題がある。
【００１１】
図５は、センサ回路の発する高周波ノイズがＡＭ放送に障害を与えている例である。ＡＭ放送は、変調波（送信しようとしている原信号（音楽や音声など））を搬送波（送信周波数の波形）の強弱で伝送する振幅変調方式を用いて、振幅変調波の両側波帯で情報を伝達するものである。搬送波よりも上の周波数の側波帯がＵＳＢ（Ｕｐｐｅｒ  Ｓｉｄｅｂａｎｄ）、下の周波数の側波帯がＬＳＢ（Ｌｏｗｅｒ  Ｓｉｄｅｂａｎｄ）である。
【００１２】
図５では、振幅変調波のＬＳＢにセンサ回路からの高周波ノイズが重畳している。この状態で音声波形を取り出すべく振幅変調波を復調すると、正しく原信号に復調することができず、スピーカから雑音となって出力されることとなる。
【００１３】
この問題を解決すべく特許文献１、２では、受信信号に重畳している雑音を受信機に接続したフィルタ回路により除去することが示されているが、受信機のフィルタ回路では完全に雑音を除去することができない。また、雑音除去比を高めるため、複数のフィルタを組み合わせるとコストアップとなる問題が生じる。
【００１４】
特許文献３、４では、静電容量検知装置及び車載電装部品が発するノイズの周波数を大きく変更してカーラジオの受信帯から外すことが示されているが、ノイズの周波数を変更するということは、センシングのための周波数を変えることであり、最適に調整された周波数を大きく変えるとセンシング感度の劣化を招く問題がある。また、周波数を変えるために複数の発振回路を事前に用意する必要がありコストアップとなる問題もある。
【００１５】
そこで、本発明の目的は、カーラジオ等の受信機に雑音を与えることがなく、且つセンシング感度を劣化させることがない低コストな静電容量検知装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１の発明は、カーラジオ等が搭載された車両に、人体などの静電容量変化を検出するためのＬＣ発振回路からなるセンサ回路を設け、そのセンサ回路から発生する高周波ノイズによるカーラジオ等でのノイズ発生を抑制するための静電容量検知装置において、カーラジオ等側にセンサ回路から発生するノイズを検出する雑音検出回路を設けると共に、前記センサ回路にセンシング周波数を変更するセンシング周波数変更回路を接続し、前記雑音検出回路でノイズを検出して、これをセンシング周波数変更回路に出力してカーラジオ等にノイズを発生させるセンシング周波数を変更するように構成した静電容量検知装置である。
【００１７】
請求項２の発明は、前記センサ回路は、増幅器と、その増幅器の入出力端にそれぞれ接続され、他端が接地された第一、第二コンデンサと、増幅器の入出力端を接続する第三コンデンサ及びコイルと、その第三コンデンサとコイルとの間に接続され、他端が接地された被検知物の接近及び接触により可変する可変静電容量と、増幅器の出力側に接続されてそのセンシング周波数を検知すると共に、そのセンシング周波数の変化から可変静電容量の変化を検出するマイコンとから構成される請求項１に記載の静電容量検知装置である。
【００１８】
請求項３の発明は、前記センシング周波数変更回路は、前記センサ回路に接続された低インピーダンスの結合容量と、その結合容量に接続され他端が接地された可変容量ダイオードで構成され、前記雑音検出回路の検出信号がセンシング周波数変更回路に出力され、センシング周波数変更回路がセンサ回路でのセンシング周波数を調整する請求項１又は２に記載の静電容量検知装置である。
【００１９】
請求項４の発明は、前記雑音検出回路で検出したノイズを増幅器により増幅し、その増幅されたノイズをバッファを通じてセンシング周波数変更回路に出力してセンシング周波数を微調整する請求項３に記載の静電容量検知装置である。
【００２０】
請求項５の発明は、前記雑音検出回路で検出したノイズをＡＤ変換器によりディジタル化し、そのディジタル化したノイズをマイコンを通じてセンシング周波数変更回路に出力してセンシング周波数を微調整する請求項３に記載の静電容量検知装置である。
【００２１】
請求項６の発明は、前記雑音検出回路で検出したノイズをカーラジオ等側に設けたＡＤ変換器によりディジタル化して車載ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）システム及びマイコンを通じてセンシング周波数変更回路に出力してセンシング周波数を微調整する請求項３に記載の静電容量検知装置である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、カーラジオ等の受信機に雑音を与えることがなく、且つセンシング感度を劣化させることがない低コストな静電容量検知装置を得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００２４】
図面の説明において、同一機能を有する部材には同一の符号を付すものとする。また、従来のものと同一機能を有する部材には図４の静電容量検知装置４０と同一の符号を付す。
【００２５】
図１は、本発明の好適な第１の実施の形態を示す静電容量検知装置のブロック図である。
【００２６】
図１に示すように、第１の実施の形態に係る静電容量検知装置１は、カーラジオ５内にセンサ回路２から発生するノイズを検出する雑音検出回路６を設けると共に、センサ回路２にセンシング周波数を変更するセンシング周波数変更回路７を接続して構成される。
【００２７】
センサ回路２は、従来のセンサ回路と同様に、増幅器Ａと、その増幅器Ａの入出力端にそれぞれ接続され、他端が接地された第一、第二コンデンサＣ１，Ｃ２と、増幅器Ａの入出力端を接続する第三コンデンサＣ３及びコイルＬと、その第三コンデンサＣ３とコイルＬとの間に接続され、他端が接地された被検知物の接近及び接触により可変する可変静電容量Ｃｓと、増幅器Ａの出力側に接続されてそのセンシング周波数を検知すると共に、そのセンシング周波数の変化から可変静電容量Ｃｓの変化を検出するマイコン３とから構成される。これらの回路定数は、被検知物によく反応する発振周波数（センシング周波数）となるように決める。通常は人体の安全を考えるので、人体に反応しやすい周波数とする。
【００２８】
センシング周波数変更回路７は、センサ回路２に接続された低インピーダンスの結合容量Ｃｃと、その結合容量Ｃｃに接続され他端が接地された可変容量ダイオードＺＤで構成される。これらの回路定数は後述するが、カーラジオ５に混信する雑音が消滅する程度に周波数が微調整されるように決める。
【００２９】
静電容量検知装置１が被検知物を検知する方法は従来例と同様であるので、以下では本発明特有の作用を説明する。
【００３０】
静電容量検知装置１が作動しているときは、センサ回路２は数１００ｋＨｚ〜数ＭＨｚで発振し、発振の基本波及びその高調波が高周波ノイズとして装置外部に漏れている。カーラジオ５がＯＮ状態のとき、その受信周波数にセンサ回路２から漏れた高周波ノイズが重畳し、スピーカから雑音を伴って出力されることがある。これは聞いているラジオ放送の周波数とセンサ回路２から発せられた高周波ノイズの周波数との周波数帯が同じになることで生じる問題である。
【００３１】
これを回避すべく、カーラジオ５の雑音検出回路６でノイズが検出されたとき、静電容量検知装置１では、そのノイズレベルをセンシング周波数変更回路７に出力する。
【００３２】
その際、ノイズレベルは、増幅器８で増幅され、バッファ９を通してセンシング周波数変更回路７に出力される。センシング周波数変更回路７では、増幅器８の出力レベルによって可変容量ダイオードＺＤに印加する逆バイアスが変わり、その結果、可変容量ダイオードＺＤの静電容量が変わることになる。この可変容量ダイオードＺＤは、低インピーダンスの結合容量Ｃｃを介してセンサ回路２に接続されているので、可変容量ダイオードＺＤの静電容量が変われば、センシング周波数（及び高調波）も変わり、受信中の周波数に対して高周波ノイズの周波数がズレるのでラジオ放送に雑音を与えなくなる。
【００３３】
従来例で説明したように、周波数は被検知物に合わせて最適化されているので、これを大きく変えることは、センシング感度を劣化させることとなる。したがって、カーラジオに混信する雑音が消滅する程度に周波数が変更されるように回路定数を決める必要がある。
【００３４】
静電容量検知装置１によれば、カーラジオ５の雑音検出回路６で検出されるノイズを用いて、センサ回路２のセンシング周波数を変更するため、カーラジオ５の受信機に雑音を与えることがない。また、センサ回路２のセンシング周波数の変更を、カーラジオ５でノイズが生じないように最小限にしているので、センシング感度を劣化させることがない。さらに、ノイズレベルに合わせてセンサ回路２のセンシング周波数が変更されるため、予め周波数の異なる複数の発振回路を準備しておく必要がないので低コストとなる。
【００３５】
次に、第２の実施の形態に係る静電容量検知装置を図２で説明する。
【００３６】
静電容量検知装置２０は、静電容量検知装置１の増幅器８を、ＡＤ変換器１０とマイコン１１に置き換えた構成である。
【００３７】
ＡＤ変換器１０は雑音検出回路６で検出したノイズレベルをディジタル化し、マイコン１１はそのディジタル化されたノイズレベルを予め設定した閾値により選別する。つまり、予め閾値を設定しておくことにより、全てのノイズに対してセンシング周波数を調整するのではなく、ノイズの強度が無視できる程度のものであればセンシング周波数を調整しないようにしている。それにより回路の制御が煩雑になるのを防ぐことができる。
【００３８】
他にもノイズレベルをディジタル化することにより以下の利点がある。
【００３９】
自動車内は一般に電気的ノイズの環境が非常に悪く、アナログで信号伝送するとその部分にもノイズが乗ってしまい元のラジオ受信機のノイズと区別が難しくなる。この対策のため配線材をシールドする方法が採られるが、これはコストアップにもなるし、車全体の重量を上げることにもなる。
【００４０】
そこで、ノイズ信号をディジタル化すれば、コストアップや重量増加といった問題を生じることなく耐ノイズ性の向上を図ることができる。
【００４１】
静電容量検知装置２０によれば、静電容量検知装置１で得られる効果の他に、雑音検出回路６で検出されたノイズをディジタル化するので耐ノイズ性が向上する効果と、マイコン１１でノイズの強度に合わせてセンサ回路２のセンシング周波数の調整の有無を選別できるため、制御的に煩雑になるのを防げる効果とが得られる。
【００４２】
次に、第３の実施の形態に係る静電容量検知装置を図３で説明する。
【００４３】
静電容量検知装置３０は、静電容量検知装置２０のＡＤ変換器１０とマイコン１１との間に車載ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）システム１２を設け、ＡＤ変換器１０をカーラジオ５に内蔵したものである。
【００４４】
車載ＣＡＮシステム１２は、エンジンの回転数やウインドウスイッチなどの情報の転送に使用されている。これら各電子機器はそれぞれがＩＤ（固体識別番号）を持っており、そのＩＤを使って車載ＣＡＮシステム１２は各電子機器毎に優劣を決め、同時送信などがないように制御している。
【００４５】
車載ＣＡＮシステム１２を設けることにより、静電容量検知装置３０は、全ての車載機器と連携することができるので、ラジオ受信機以外でも電磁波ノイズを嫌う電子機器があった場合、それと連携させてセンサ回路２のセンシング周波数を変更することが可能となる。また、車載ＣＡＮシステム１２を利用することで予め所定の機器間を接続しておく必要がなくなる。さらに、車載ＣＡＮシステムと連携することで、走行関係（走る、止まる、曲がる）の電子機器のノイズ除去の優先順位を上げておき、エンターテイメント系（ラジオ、テレビなど）の電子機器は優先順位を下げておくこともでき、また、ノイズの強い機器のノイズ除去の優先順位を上げておくこともできる。他にも走行状態によって各機器のノイズ除去の優先順位を変更することも可能である。
【００４６】
静電容量検知装置３０によれば、静電容量検知装置２０で得られる効果の他に、車載ＣＡＮシステム１２により、車載された各機器との連携ができるため、ラジオ受信機以外の機器のノイズを除去することができるという効果を得られる。
【００４７】
上述の実施の形態では、本発明の静電容量検知装置を挟み込み検知機に適用したが、発振回路を内蔵するセンサであれば他のセンサ、例えば乗員着座センサなどにも適用することができる。
【００４８】
また、上述の実施の形態では、「雑音検出回路」及び「ＡＤ変換器」は、カーラジオ側であるカーラジオ内に設けられているとなっているが、本発明の技術思想から逸脱しなければ、カーラジオ内でなくともよい。つまり、カーラジオ外であって且つ別個にカーラジオに付設されるようにしてもよい。
【００４９】
さらに、上述の実施の形態では、高周波ノイズを除去する対象をカーラジオとしたが、これに限定するものではなく、静電容量検知装置のセンサ回路が発する高周波ノイズに影響を受け得る電子機器であればいずれの機器にも適用できる。これはノイズを除去したい電子機器に、雑音検出回路を設け、本発明の静電容量検知装置（又は車載ＣＡＮ）と接続することで実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の好適な第１の実施の形態を示す静電容量検知装置のブロック図である。
【図２】本発明の好適な第２の実施の形態を示す静電容量検知装置のブロック図である。
【図３】本発明の好適な第３の実施の形態を示す静電容量検知装置のブロック図である。
【図４】従来の静電容量検知装置のブロック図である。
【図５】センサ回路が発する高周波ノイズがＡＭ放送に障害を与えている一例を示したスペクトラム模式図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  静電容量検知装置
２  センサ回路
５  カーラジオ
７  センシング周波数変更回路
【図１】
2010004157.tif 000003
【図２】
2010004157.tif 000004
【図３】
2010004157.tif 000005
【図４】
2010004157.tif 000006
【図５】
2010004157.tif 000007