(57)【要約】【課題】経年劣化によるドリフトを低減しつつ、高応答で測定レンジの広い湿度検出装置を提供する。【解決手段】容量検出部（２０）と処理回路（２１）とを有し、該処理回路として温特補正回路（２１ａ）を含む容量式湿度センサ（１１）と、抵抗検出部（３０）と処理回路（３１）とを有し、該処理回路として温特補正回路（３１ａ）を含む抵抗式湿度センサ（１２）と、湿度検出値を外部に出力する出力補正部（１３）と、を備える。出力補正部（１３）は、抵抗式湿度センサの出力から容量式湿度センサの出力を差し引いた差分を算出する差分算出手段（Ｓ３０）と、算出された差分が、予め設定された初期値に対する許容範囲内にあるか否かを判定する劣化判定手段（Ｓ５０）と、許容範囲内にある場合に、算出された差分を補正値として保存する記憶手段（Ｓ６０）と、補正値を容量式湿度センサの出力に加算して湿度検出値とする出力算出手段（Ｓ８０）と、を有する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
雰囲気の湿度変化を静電容量の変化として検出する容量検出部（２０）と、該容量検出部の出力を処理する処理回路（２１）とを有し、該処理回路として前記容量検出部の出力の温度特性を補正する温特補正回路（２１ａ）を含む容量式湿度センサ（１１）と、
無機材料からなる感湿膜を備え、雰囲気の湿度変化をインピーダンスの変化として検出する抵抗検出部（３０）と、該抵抗検出部の出力を処理する処理回路（３１）とを有し、該処理回路として前記抵抗検出部の出力の温度特性を補正する温特補正回路（３１ａ）を含む抵抗式湿度センサ（１２）と、
前記抵抗式湿度センサの出力［％ＲＨ］と、前記容量式湿度センサの出力［％ＲＨ］に基づいて湿度検出値［％ＲＨ］を算出し、該湿度検出値を外部に出力する出力補正部（１３）と、を備え、
前記出力補正部（１３）は、
前記抵抗式湿度センサの出力から前記容量式湿度センサの出力を差し引いた差分を算出する差分算出手段（Ｓ３０）と、
算出された前記差分が、予め設定された初期値に対する許容範囲内にあるか否かを判定する劣化判定手段（Ｓ５０）と、
前記許容範囲内にある場合に、算出された前記差分を補正値として保存する記憶手段（Ｓ６０）と、
前記補正値を前記容量式湿度センサの出力に加算して前記湿度検出値とする出力算出手段（Ｓ８０）と、を有することを特徴とする湿度検出装置。
【請求項２】
前記出力補正部（１３）は、算出された前記差分が前記許容範囲内に無い場合に、異常を示す信号を外部に出力する通知手段（９０）を有することを特徴とする請求項１に記載の湿度検出装置。
【請求項３】
前記出力補正部（１３）は、
前記抵抗式湿度センサの所定の時間間隔を有する２つの出力から、単位時間あたりの出力変化を示す出力勾配［％ＲＨ／秒］を算出する勾配算出手段（Ｓ５６）と、
前記勾配算出手段の算出結果が、予め設定された所定の勾配情報よりも大きいか否かを判定する勾配判定手段（Ｓ５８）と、を有し、
前記出力勾配が前記勾配情報よりも大きい場合に、前記出力算出手段（Ｓ８０）は、既に保存されている前記補正値を、前記容量式湿度センサの出力に加算して前記湿度検出値とし、
前記出力勾配が前記勾配情報よりも小さい場合に、前記記憶手段（Ｓ６０）は、前記出力勾配の算出に用いた出力により算出された前記差分を新たな補正値として保存するとともに、前記出力算出手段（Ｓ８０）は、保存された新たな前記補正値を、前記容量式湿度センサの出力に加算して前記湿度検出値とすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の湿度検出装置。
【請求項４】
前記出力補正部（１３）は、前記抵抗式湿度センサの出力が、予め設定された、精度よく測定できる測定レンジ内にあるか否かを判定する出力判定手段（Ｓ５５）を有し、
前記測定レンジ内にある場合に、前記記憶手段（Ｓ６０）は、算出された前記差分を新たな補正値として保存するとともに、前記出力算出手段（Ｓ８０）は、新たな前記補正値を、前記容量式湿度センサの出力に加算して前記湿度検出値し、
前記測定レンジ内にない場合に、前記出力算出手段（Ｓ８０）は、既に保存されている前記補正値を、前記容量式湿度センサの出力に加算して前記湿度検出値とすることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の湿度検出装置。
【請求項５】
前記出力補正部（１３）は、
前記容量式湿度センサ、前記抵抗式湿度センサ、及び前記出力補正部の電源が投入されてからの経過時間を取得する時間取得手段（Ｓ５１）と、
前記経過時間が、予め設定された所定時間よりも長いか否かを判定する時間判定手段（Ｓ５３）と、を有し、
前記経過時間が前記所定時間よりも長い場合に、前記記憶手段（Ｓ６０）は、検出された前記差分を新たな補正値として保存するとともに、前記出力算出手段（Ｓ８０）は、新たな前記補正値を、前記容量式湿度センサの出力に加算して前記湿度検出値し、
前記経過時間が前記所定時間よりも短い場合に、前記出力算出手段（Ｓ８０）は、既に保存されている前記補正値を、前記容量式湿度センサの出力に加算して前記湿度検出値とすることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載の湿度検出装置。
【請求項６】
温度検出素子（１４）を備え、
前記差分算出手段（Ｓ３０）は、前記抵抗式湿度センサ及び前記容量式湿度センサの出力と、前記温度検出素子の出力とに基づいて、予め設定された所定温度における前記差分を推定して算出することを特徴とする請求項１〜５いずれか１項に記載の湿度検出装置。
【請求項７】
前記温度検出素子は、前記容量式湿度センサ及び前記抵抗式湿度センサとともに、同一の第１基板（１５ａ）に配置され、
前記出力補正部は、前記第１基板とは別の第２基板（１５ｂ）に配置されることを特徴とする請求項６に記載の湿度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湿度検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献に記載のように、雰囲気の湿度変化を静電容量の変化として検出する容量検出部と、該容量検出部の出力を処理する処理回路とを有し、処理回路として容量検出部の出力の温度特性を補正する温特補正回路を含む容量式湿度センサが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−５８０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した容量式湿度センサでは、通常、ポリイミドなどの高分子からなる感湿膜を採用しているため、水分の影響で感湿膜が経年劣化し、出力がドリフトするという問題がある。
【０００５】
一方、容量式湿度センサとは別の湿度センサとして、抵抗式湿度センサが知られている。この抵抗式湿度センサは、雰囲気の湿度変化をインピーダンスの変化として検出する抵抗検出部と、該抵抗検出部の出力を処理する処理回路とを有し、抵抗検出部の出力の温度特性を補正する温特補正回路を含んでいる。抵抗式湿度センサでは、多孔質セラミックスなどの無機感湿膜を採用しているため、上記した経年劣化を抑制し、出力ドリフトを低減することができる。しかしながら、容量式湿度センサと較べると、応答性が低い、測定可能な相対湿度のレンジが狭いという問題がある。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑み、経年劣化によるドリフトを低減しつつ、高応答で測定レンジの広い湿度検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る湿度検出装置は、雰囲気の湿度変化を静電容量の変化として検出する容量検出部（２０）と、該容量検出部の出力を処理する処理回路（２１）とを有し、該処理回路として容量検出部の出力の温度特性を補正する温特補正回路（２１ａ）を含む容量式湿度センサ（１１）と、無機材料からなる感湿膜を備え、雰囲気の湿度変化をインピーダンスの変化として検出する抵抗検出部（３０）と、該抵抗検出部の出力を処理する処理回路（３１）とを有し、該処理回路として抵抗検出部の出力の温度特性を補正する温特補正回路（３１ａ）を含む抵抗式湿度センサ（１２）と、抵抗式湿度センサの出力［％ＲＨ］と容量式湿度センサの出力［％ＲＨ］に基づいて湿度検出値［％ＲＨ］を算出し、該湿度検出値を外部に出力する出力補正部（１３）と、を備える。そして、出力補正部（１３）は、抵抗式湿度センサの出力から容量式湿度センサの出力を差し引いた差分を算出する差分算出手段（Ｓ３０）と、算出された差分が、予め設定された初期値に対する許容範囲内にあるか否かを判定する劣化判定手段（Ｓ５０）と、許容範囲内にある場合に、算出された差分を補正値として保存する記憶手段（Ｓ６０）と、補正値を容量式湿度センサの出力に加算して湿度検出値とする出力算出手段（Ｓ８０）と、を有することを特徴とする。
【０００８】
これによれば、抵抗式湿度センサの出力と容量式湿度センサの出力との差分を算出し、算出された差分が、予め設定された初期値に対する許容範囲内にあるか否かを判定することができる。すなわち、経年劣化しにくい抵抗式湿度センサの出力を基準として、容量式湿度センサの劣化の状況を掴み、劣化が許容範囲か否かを判定することができる。
【０００９】
そして、劣化が許容範囲内の場合、算出した差分を補正値として、容量式湿度センサの検出値に加算することで湿度検出値を算出することができる。このように、容量式湿度センサの出力に差分が加算されるため、容量式湿度センサの出力ドリフトを差分によって補正することができる。すなわち、経年劣化によるドリフトを低減することができる。また、外部に出力される湿度検出値は、容量式湿度センサの出力をベースとするものなので、高応答で測定レンジの広い湿度検出装置を提供することができる。
【００１０】
また、本発明のさらなる特徴は、出力補正部（１３）が、抵抗式湿度センサの所定の時間間隔を有する２つの出力から、単位時間あたりの出力変化を示す出力勾配［％ＲＨ／秒］を算出する勾配算出手段（Ｓ５６）と、勾配算出手段の算出結果が、予め設定された所定の勾配情報よりも大きいか否かを判定する勾配判定手段（Ｓ５８）と、を有し、出力勾配が勾配情報よりも大きい場合に、出力算出手段（Ｓ８０）は、既に保存されている補正値を、容量式湿度センサの出力に加算して湿度検出値とし、出力勾配が勾配情報よりも小さい場合に、記憶手段（Ｓ６０）は、出力勾配の算出に用いた出力により算出された差分を新たな補正値として保存するとともに、出力算出手段（Ｓ８０）は、保存された新たな補正値を、容量式湿度センサの出力に加算して湿度検出値とすることにある。
【００１１】
抵抗式湿度センサは上記の通り応答性が低い。換言すれば雰囲気湿度に対する追従性に劣る。したがって、出力勾配が大きい場合に算出した差分は、信頼性にかける。これに対し、本発明では、出力勾配が大きい場合、既に保存されている補正値（前回保存した差分）を用いて湿度検出値を算出し、出力勾配が小さい場合にのみ、算出した差分を補正値として湿度検出値を算出する。したがって、ドリフトを精度よく補正することができる。
【００１２】
また、本発明のさらなる特徴は、出力補正部（１３）は、抵抗式湿度センサの出力が、予め設定された、精度よく測定できる測定レンジ内にあるか否かを判定する出力判定手段（Ｓ５５）を有し、測定レンジ内にある場合に、記憶手段（Ｓ６０）は、算出された差分を新たな補正値として保存するとともに、出力算出手段（Ｓ８０）は、新たな補正値を、容量式湿度センサの出力に加算して湿度検出値し、測定レンジ内にない場合に、出力算出手段（Ｓ８０）は、既に保存されている補正値を、容量式湿度センサの出力に加算して湿度検出値とすることにある。
【００１３】
これによれば、抵抗式湿度センサの出力が測定レンジを外れた場合、既に保存されている補正値（前回保存した差分）を用いて湿度検出値を算出し、測定レンジ内の場合にのみ、算出した差分を補正値として湿度検出値を算出する。したがって、ドリフトを精度よく補正することができる。
【００１４】
また、本発明のさらなる特徴は、出力補正部（１３）は、容量式湿度センサ、抵抗式湿度センサ、及び出力補正部の電源が投入されてからの経過時間を取得する時間取得手段（Ｓ５１）と、経過時間が、予め設定された所定時間よりも長いか否かを判定する時間判定手段（Ｓ５３）と、を有し、経過時間が所定時間よりも長い場合に、記憶手段（Ｓ６０）は、検出された差分を新たな補正値として保存するとともに、出力算出手段（Ｓ８０）は、新たな補正値を、容量式湿度センサの出力に加算して湿度検出値し、経過時間が所定時間よりも短い場合に、出力算出手段（Ｓ８０）は、既に保存されている補正値を、容量式湿度センサの出力に加算して湿度検出値とすることにある。
【００１５】
これによれば、電源投入直後の出力不安定期間の場合は、既に保存されている補正値（前回保存した差分）を用いて湿度検出値を算出し、出力安定後は、算出した差分を補正値として湿度検出値を算出する。したがって、ドリフトを精度よく補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】応答性を示す図であり、（ａ）は容量式湿度センサ、（ｂ）は抵抗式湿度センサを示している。
【図２】測定レンジを示す図であり、（ａ）は容量式湿度センサ、（ｂ）は抵抗式湿度センサを示している。
【図３】経年劣化による出力のオフセットを示す図であり、（ａ）は容量式湿度センサ、（ｂ）は抵抗式湿度センサを示している。
【図４】本発明の第１実施形態に係る湿度検出装置の概略構成を示す図である。
【図５】温度と各センサの出力との関係を示す図である。
【図６】出力補正部が実行する出力補正処理を示すフローチャートである。
【図７】湿度検出値と各センサの出力との関係を示す図である。
【図８】第１変形例を示すフローチャートである。
【図９】抵抗式湿度センサの応答性を示す図である。
【図１０】第２実施形態において、出力補正部が実行する出力補正処理を示すフローチャートである。
【図１１】第３実施形態において、出力補正部が実行する出力補正処理を示すフローチャートである。
【図１２】第４実施形態において、出力補正部が実行する出力補正処理を示すフローチャートである。
【図１３】温度と各センサの出力との関係を示す図である。
【図１４】第５実施形態に係る湿度検出装置の概略構成を示す図である。
【図１５】出力補正部が実行する出力補正処理を示すフローチャートである。
【図１６】第２変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施形態を示す前に、容量式湿度センサと抵抗式湿度センサの長所・短所について説明する。
【００１８】
図１は、測定時流量０．０１ｍ／秒において、相対湿度を２０％ＲＨから８０％ＲＨに切り替えた時の、各センサの応答性を示している。図１（ａ）に示す容量式湿度センサでは、時定数τ（６３．２％に達するまでの時間）が数秒程度に対して、図１（ｂ）に示す抵抗式湿度センサでは、時定数τが８０秒程度となっている。このことからも明らかなように、測定環境の相対湿度である環境相対湿度に対する応答性は、容量式湿度センサのほうが抵抗式湿度センサよりも優れている。
【００１９】
図２は、各センサの測定レンジを示している。図２（ａ）に示す容量式湿度センサでは、環境相対湿度が０％ＲＨから１００％ＲＨまで測定できるのに対し、図２（ｂ）に示す抵抗式湿度センサでは、例えば環境相対湿度が１０％ＲＨから９０％ＲＨまでの範囲しか測定することができない。このように、測定レンジは、容量式湿度センサのほうが抵抗式湿度センサよりも優れている。
【００２０】
図３は、各センサ出力の経年劣化によるオフセットを示している。容量式湿度センサは、ポリイミドなどの高分子材料からなる感湿膜を用いるため、図３（ａ）に示すように時間とともにオフセットが増大する。これは、特に高湿、結露雰囲気で高分子の膜中に水分が吸着し、容易に離脱しない水分が蓄積することによる。一方、多孔質セラミックスなどの無機材料からなる感湿膜を用いる抵抗式湿度センサでは、長期に渡る結露・被水などにより、感湿膜がダメージを受ける環境でなければ、図３（ｂ）に示すように、オフセットがほとんど生じない。換言すれば長期にわたって出力が安定している。このように、長期信頼性については、抵抗式湿度センサのほうが容量式湿度センサよりも優れている。
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、以下に示す各実施形態において、共通乃至関連する要素には同一の符号を付与するものとする。
【００２２】
（第１実施形態）
先ず、図４を用いて、湿度検出装置１０の構成を説明する。
【００２３】
湿度検出装置１０は、容量式湿度センサ１１と、抵抗式湿度センサ１２と、出力補正部１３と、を備えている。
【００２４】
容量式湿度センサ１１は、雰囲気の湿度変化を静電容量の変化として検出する容量検出部２０と、該容量検出部の出力を処理する処理回路部２１を有している。この処理回路部が、容量式湿度センサの処理回路に相当する。
【００２５】
容量検出部２０は、対向配置された一対の電極と、ポリイミドなどの高分子材料からなり、電極間に介在された感湿膜とを有する。感湿膜中の水分量によって、電極間に介在される誘電体の比誘電率が変化するため、雰囲気の湿度変化を静電容量の変化として検出することができる。なお、容量検出部２０としては公知のものを採用することができる。
【００２６】
処理回路部２１は、容量検出部２０の出力の温度特性（感度の温度特性）を補正する温特補正回路２１ａを有している。この温特補正回路２１ａにより、本実施形態では、図５に示すように、所定の相対湿度に対応する出力Ｃ［％ＲＨ］が、温度によらずほぼ一定値を示す。なお、処理回路部２１としては公知のものを採用することができ、例えば温特補正回路２１ａ以外にもＣＶ変換回路などを有する構成とすることができる。特開２００６−５８０８４号公報などを参照されたい。
【００２７】
抵抗式湿度センサ１２は、雰囲気の湿度変化をインピーダンスの変化として検出する抵抗検出部３０と、該抵抗検出部３０の出力を処理する処理回路部３１を有している。この処理回路部３１が、抵抗式湿度センサの処理回路に相当する。
【００２８】
抵抗検出部３０は、対向配置された一対の電極と、多孔質セラミックスなどの無機材料からなり、電極間に介在された感湿膜とを有する。感湿膜内で水分子が解離してプロトンを発生し、相対湿度変化によるプロトン濃度の変化がインピーダンスの変化として測定される。なお、抵抗検出部３０としては公知のものを採用することができる。
【００２９】
処理回路部３１は、抵抗検出部３０の出力の温度特性（感度の温度特性）を補正する温特補正回路３１ａを有している。この温特補正回路３１ａにより、本実施形態では、図５に示すように、所定の環境相対湿度に対応する出力Ｒ［％ＲＨ］が、温度によらずほぼ一定値を示す。なお、劣化の影響がない同一時期において、容量式湿度センサ１１の出力Ｃ［％ＲＨ］と抵抗式湿度センサ１２の出力Ｒ［％ＲＨ］の差は、環境相対湿度が異なってもほぼ同じ値を示す。
【００３０】
図５では、容量式湿度センサ１１の出力Ｃが経年劣化した状態において、環境相対湿度が３０％ＲＨと７０％ＲＨの場合を例示している。容量式湿度センサ１１の出力Ｃが経年劣化すると、図５に示すように、容量式湿度センサ１１の出力Ｃ［％ＲＨ］と抵抗式湿度センサ１２の出力Ｒ［％ＲＨ］に差が生じる。その差は、温度によらずほぼ一定であり、環境相対湿度が異なってもほぼ同じ値を示す。なお、処理回路部３１としては公知のものを採用することができ、例えば温特補正回路３１ａ以外にも、対数圧縮回路やピークホールド回路などを有する構成とすることができる。特開２００８−３０９５９１号公報などを参照されたい。
【００３１】
これらセンサ１１，１２としては、検出部を有するセンサチップと、処理回路部を有する回路チップがスタックされたものや、１チップに検出部と処理回路部が集積されたものを採用することができる。本実施形態では、図示しないが、回路チップ上にセンサチップがスタックされ、その状態でパッケージ内に収容されて各センサ１１，１２が構成されている。
【００３２】
出力補正部１３は、両センサ１１，１２の出力［％ＲＨ］に基づいて湿度検出値Ｈ［％ＲＨ］を算出し、算出した湿度検出値を外部に出力する。本実施形態では、この出力補正部１３がマイコンとして構成されており、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バス等を有している。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従ってＲＡＭを用い、所定の処理を実行する。なお、出力補正部１３は、Ｅ２ＰＲＯＭなどの不揮発性メモリを有している。
【００３３】
次に、出力補正部１３が実行する出力補正処理について、図６を用いて説明する。
【００３４】
出力補正部１３は、湿度検出装置１０の電源が投入（オン）されると、以下に示す出力補正処理を実行する。
【００３５】
先ずステップＳ１０では、抵抗式湿度センサ１２から、その出力Ｒ［％ＲＨ］を取得する。また、続くステップＳ２０では、容量式湿度センサ１１から、その出力Ｃ［％ＲＨ］を取得する。なお、容量式湿度センサ１１の出力Ｃを取得した後、抵抗式湿度センサ１２の出力Ｒを取得しても良い。すなわち、ほぼ同じタイミングで両センサ１１，１２の出力Ｃ，Ｒを取得する。
【００３６】
続くステップＳ３０では、ステップＳ１０，２０で出力した出力Ｒから出力Ｃを差し引いた差分Ａ（Ａ＝Ｒ−Ｃ）を算出する。このステップＳ３０が、差分算出手段に相当する。この差分Ａは、環境相対湿度によらずほぼ同じ値となる。また、温度によらず一定値を示す。
【００３７】
続くステップＳ４０では、予め設定された初期値Ａ０を取得する。初期値Ａ０は、製造工程（例えば製品出荷前）において、出力Ｒから出力Ｃを差し引いた差分であり、不揮発性メモリに予め保存されている。ステップＳ４０では、不揮発性メモリから初期値Ａ０を読み出す。
【００３８】
続くステップＳ５０では、ステップＳ３０で算出した差分Ａが、ステップＳ４０で取得した初期値Ａ０に対する許容範囲内にあるか否かを判定する。このステップＳ５０が、劣化判定手段に相当する。なお、初期値に対する許容範囲とは、例えば初期値Ａ０を中心として±１０％の範囲に設定される。
【００３９】
ステップＳ５０で、差分Ａが許容範囲内にあると判定すると、続くステップＳ６０では、ステップＳ３０で算出した差分Ａを、補正値としてメモリに保存する。このステップＳ６０が記憶手段に相当する。
【００４０】
続くステップＳ７０では、補正値を取得する。この取得は、ステップＳ６０で保存した補正値（差分Ａ）を読み出すことで取得しても良いし、ステップＳ３０で算出した差分Ａを補正値として取得しても良い。
【００４１】
続くステップＳ８０では、補正値を容量式湿度センサ１１の出力Ｃ［％ＲＨ］に加算して、湿度検出値とする。具体的には、Ｈ＝Ｃ＋Ａの処理により、湿度検出値Ｈを算出する。そして、算出した湿度検出値Ｈ［％ＲＨ］を湿度検出装置１０の外部に出力する。このステップＳ８０が出力算出手段に相当する。ステップＳ８０の終了後、ステップＳ１０に戻る。
【００４２】
一方、ステップＳ５０で、差分Ａが許容範囲内に無い（許容範囲から外れている）と判定すると、続くステップＳ９０では、異常を示す信号を外部に出力する。このステップＳ９０が通知手段に相当する。そして、ステップＳ９０の終了後、ステップＳ１０に戻る。上記した出力補正処理（ステップＳ１０〜ステップＳ９０）は、電源がオンの状態で繰り返し実行される。
【００４３】
次に、本実施形態に係る湿度検出装置１０の特徴部分の作用効果について説明する。
【００４４】
本実施形態では、抵抗式湿度センサ１２の出力Ｒ［％ＲＨ］と容量式湿度センサ１１の出力Ｃ［％ＲＨ］との差分Ａを算出するとともに、算出された差分Ａが、予め設定された初期値Ａ０に対する許容範囲内にあるか否かを判定することができる。すなわち、ほとんど経年劣化しない抵抗式湿度センサ１２の出力Ｒを基準として、容量式湿度センサ１１の劣化の状況を掴み、劣化が許容範囲か否かを判定することができる。
【００４５】
そして、劣化が許容範囲内の場合、算出した差分Ａを補正値として、容量式湿度センサ１１の出力Ｃに加算することで湿度検出値Ｈ［％ＲＨ］を算出することができる。このように、差分Ａを、容量式湿度センサ１１の出力Ｃに加算するため、図７に示すように、経年劣化により容量式湿度センサ１１の出力Ｃがドリフトしても、そのドリフト分を加味して、容量式湿度センサ１１の出力Ｃを補正することができる。このように経年劣化によるドリフトを低減することができるため、外部に出力される湿度検出値Ｈは、容量式湿度センサ１１に経年劣化の影響が見られても、ほぼ一定の値となる。なお、図７は、任意の環境相対湿度（例えば５０％ＲＨ）における、各センサ１１，１２の出力と湿度検出値Ｈを示している。
【００４６】
また、外部に出力される湿度検出値Ｈは、容量式湿度センサ１１の出力Ｃをベースとするものなので、湿度変化に対する応答性の高さと、測定レンジの広さを確保することができる。
【００４７】
また、本実施形態では、差分Ａが許容範囲内にない場合に、異常を示す信号を外部に出力することができる。これにより、ユーザに湿度検出装置１０の異常を知らしめることができる。
【００４８】
（第１変形例）
図７では、ステップＳ９０で、異常を示す信号を外部に出力した後、ステップＳ１０に戻る例を示した。これに対し、図８に示す第１変形例では、ステップＳ９０に続いて、ステップＳ１００を実行するようになっている。ステップＳ１００では、メモリに既に保存されている補正値を取得する。言うなれば、前回保存された差分Ａを取得する。そして、この補正値を用いてステップＳ８０の温度検出値算出を実行する。
【００４９】
これによれば、異常を外部に通知しつつ、最新の保存データを用いて温度検出値Ｈを算出し、外部に出力することができる。なお、上記したように、差分Ａは、劣化の影響がほとんど無い期間（例えば同一タイミング）において、温度、環境相対湿度によらずほぼ一定の値を示す。したがって、補正値が保存された時の外部雰囲気と現在の外部雰囲気とで湿度が異なっても、補正値により、容量式湿度センサ１１の出力Ｃを補正し、経年劣化によるドリフトを低減することができる。
【００５０】
（第２実施形態）
本実施形態において、上記実施形態に示した湿度検出装置１０と共通する部分についての説明は割愛する。
【００５１】
図１に示したように、抵抗式湿度センサ１２は、環境相対湿度に対する応答性が低い。このため、図９に示すように、短時間で環境相対湿度が急減に変化すると、湿度変化に出力が追従できず、遅れて変化することとなる。したがって、環境相対湿度が急減に変化する期間、換言すれば抵抗式湿度センサ１２の出力Ｒが急激に変化する期間については、その値を用いると差分Ａが誤差を含む虞がある。
【００５２】
そこで、本実施形態では、出力補正部１３が図１０に示す出力補正処理を実行する。以下に示すステップＳ５６からステップＳ５８以外は、第１実施形態に示した図８と同じである。
【００５３】
ステップＳ５０に続くステップＳ５６では、抵抗式湿度センサ１２の所定の時間間隔を有する２つの出力値から、単位時間あたりの出力変化を示す出力勾配ΔＲ［％ＲＨ／秒］を算出する。なお、２つの出力の一方は、差分Ａの算出に用いた出力である。具体的には、図９に示すように、時間ｔ１における出力Ｒ１と、時間ｔ２における出力Ｒ２から、ΔＲ＝（Ｒ２−Ｒ１）／（ｔ２−ｔ１）として、出力勾配ΔＲを算出する。このステップＳ５６が勾配算出手段に相当する。所定の時間間隔とは任意に設定することができる。例えば連続する２つの出力を用いても良い、例えば３０秒の間隔を有する２つの出力を用いても良い。
【００５４】
続くステップＳ５７では、予め設定された勾配情報α［％ＲＨ／秒］を取得する。勾配情報αは、不揮発性メモリに予め保存されており、抵抗式湿度センサ１２の追従性が悪化する境界の勾配、例えば０．２％ＲＨ／秒が設定されている。ステップＳ５７では、不揮発性メモリから勾配情報αを読み出す。
【００５５】
続くステップＳ５８では、ステップＳ５６で算出した出力勾配ΔＲが、ステップＳ５７で取得した勾配情報αよりも大きいか否かを判定する。このステップＳ５８が、勾配判定手段に相当する。
【００５６】
そして、ステップＳ５８で出力勾配ΔＲが勾配情報αよりも小さいと判定した場合、上記したステップＳ６０，Ｓ７０，Ｓ８０を順に実行する。出力勾配ΔＲの算出に用いた出力により算出された差分Ａを新たな補正値として保存するとともに、新たな補正値を、容量式湿度センサ１１の出力Ｃに加算して湿度検出値Ｈを取得する。
【００５７】
一方、ステップＳ５８で出力勾配ΔＲが勾配情報αよりも大きいと判定した場合、上記したステップＳ１００を実行し、次いでステップＳ８０を実行する。すなわち、メモリに既に保存されている補正値を取得する。言うなれば、前回保存された差分Ａを取得する。そして、この補正値を用いてステップＳ８０の温度検出値算出を実行する。
【００５８】
このように本実施形態によれば、出力勾配ΔＲが大きい場合には、前回保存した差分Ａを用いて湿度検出値Ｈを算出し、出力勾配が小さい場合にのみ、今回算出した差分Ａを補正値として湿度検出値Ｈを算出する。このように、抵抗式湿度センサ１２の出力Ｒの応答性を考慮して湿度検出値Ｈを算出するため、ドリフトを精度よく補正することができる。
【００５９】
なお、上記したステップＳ５６からステップＳ５８の処理を、第１実施形態に示した図６に組み合わせても良い。
【００６０】
（第３実施形態）
本実施形態において、上記実施形態に示した湿度検出装置１０と共通する部分についての説明は割愛する。
【００６１】
本実施形態では、出力補正部１３が図１１に示す出力補正処理を実行する。以下に示すステップＳ５４，Ｓ５５以外は、第２実施形態に示した図１０と同じである。
【００６２】
ステップＳ５０に続くステップＳ５４では、予め設定された測定レンジに関する情報を取得する。この測定レンジとは、抵抗式湿度センサ１２が精度よく（正常に）相対湿度を検出することのできる相対湿度の範囲であり、予め不揮発性メモリに保存されている。例えば２０％ＲＨ以上８０％ＲＨ以下と設定される。
【００６３】
続くステップＳ５５では、抵抗式湿度センサ１２の出力Ｒが、ステップＳ５４で取得した測定レンジ内にあるか否かを判定する。このステップＳ５５が出力判定手段に相当する。
【００６４】
そして、ステップＳ５５で出力Ｒが測定レンジ内にあると判定した場合、上記したステップＳ５６以降を順に実行する。したがって、算出した差分Ａを新たな補正値として保存するとともに、新たな補正値を、容量式湿度センサ１１の出力Ｃに加算して湿度検出値Ｈを取得する。
【００６５】
一方、ステップＳ５５で出力Ｒが測定レンジ内に無いと判定した場合、上記したステップＳ１００を実行し、次いでステップＳ８０を実行する。すなわち、メモリに既に保存されている補正値を取得する。言うなれば、前回保存された差分Ａを取得する。そして、この補正値を用いてステップＳ８０の温度検出値算出を実行する。
【００６６】
このように本実施形態によれば、出力Ｒが測定レンジを外れた場合には、前回保存した差分Ａを用いて湿度検出値Ｈを算出し、出力が測定レンジ内の場合にのみ、今回算出した差分Ａを補正値として湿度検出値Ｈを算出する。このように、抵抗式湿度センサ１２の測定レンジを考慮して湿度検出値Ｈを算出するため、ドリフトを精度よく補正することができる。
【００６７】
なお、図１１に示す処理のうち、ステップＳ５６からステップＳ５８を省略しても良い。すなわち、第１実施形態に示した図８に上記したステップＳ５４，Ｓ５５の処理を組み合わせても良い。また、ステップＳ５４，Ｓ５５の処理を第１実施形態に示した図６に組み合わせても良いし、さらにステップＳ５６からステップＳ５８を追加したものとしても良い。
【００６８】
（第４実施形態）
本実施形態において、上記実施形態に示した湿度検出装置１０と共通する部分についての説明は割愛する。
【００６９】
本実施形態では、出力補正部１３が図１２に示す出力補正処理を実行する。以下に示すステップＳ５１からステップＳ５３以外は、第３実施形態に示した図１１と同じである。
【００７０】
ステップＳ５０に続くステップＳ５１では、湿度検出装置１０の電源が投入されてからの経過時間ｔを取得する。このステップＳ５０が時間取得手段に相当する。
【００７１】
続くステップＳ５２では、予め設定された所定時間βを取得する。所定時間βは、電源投入から各センサ１１，１２の出力が安定するまでの時間である。この所定時間βは、不揮発性メモリに予め保存されており、例えば５分が設定されている。ステップＳ５２では、不揮発性メモリから所定時間βを読み出す。
【００７２】
続くステップＳ５３では、ステップＳ５１で取得した経過時間ｔが、ステップＳ５２で取得した所定時間βよりも長いか否かを判定する。このステップＳ５３が、時間判定手段に相当する。
【００７３】
そして、ステップＳ５３で経過時間ｔが所定時間βよりも長いと判定した場合、上記したステップＳ５４以降を順に実行する。したがって、算出した差分Ａを新たな補正値として保存するとともに、新たな補正値を、容量式湿度センサ１１の出力Ｃに加算して湿度検出値Ｈを取得する。
【００７４】
一方、ステップＳ５３で経過時間ｔが所定時間βよりも短いと判定した場合、上記したステップＳ１００を実行し、次いでステップＳ８０を実行する。すなわち、メモリに既に保存されている補正値を取得する。言うなれば、前回保存された差分Ａを取得する。そして、この補正値を用いてステップＳ８０の温度検出値算出を実行する。
【００７５】
このように本実施形態によれば、経過時間ｔが短い場合には、前回保存した差分Ａを用いて湿度検出値Ｈを算出し、経過時間tが長い場合にのみ、今回算出した差分Ａを補正値として湿度検出値Ｈを算出する。このように、各センサ１１，１２のウォーミングアップが完了し、出力が安定しているか否かを考慮して湿度検出値Ｈを算出するため、ドリフトを精度よく補正することができる。
【００７６】
なお、図１２に示す処理のうち、ステップＳ５４，Ｓ５５、及び、ステップＳ５６からステップＳ５８の少なくとも一方を省略しても良い。また、ステップＳ５１からステップＳ５３の処理を第１実施形態に示した図６に組み合わせても良いし、さらにステップＳ５４，Ｓ５５、及び、ステップＳ５６からステップＳ５８の少なくとも一方を追加したものとしても良い。
【００７７】
（第５実施形態）
本実施形態において、上記実施形態に示した湿度検出装置１０と共通する部分についての説明は割愛する。
【００７８】
上記実施形態では、温特補正回路２１ａ，３１ａにより、各センサ１１，１２の出力Ｃ，Ｒが温度によらずほぼ一定の値を示した。これに対し、本実施形態では、温特補正回路２１ａ，３１ａにより、感度の温度特性は低減されるものの、少なくとも一方のセンサ１１，１２の出力Ｃ，Ｒに、わずかながら温度特性が残っている。図１３に示す例では、抵抗式湿度センサ１２の出力Ｒに温度特性がわずかに残っている。このような場合、温度Ｔ１における差分Ａ１と、温度Ｔ２における差分Ａ２に差が生じてしまう。なお、劣化の影響がない同一時期において、容量式湿度センサ１１の出力Ｃ［％ＲＨ］と抵抗式湿度センサ１２の出力Ｒ［％ＲＨ］の差が、環境相対湿度が異なっても、同じ温度においてほぼ同じ値を示す。
【００７９】
そこで、本実施形態では、図１３に示すように、湿度検出装置１０が、サーミスタなどの温度検出素子１４を備えている。また、同一の基板１５に、各センサ１１，１２、出力補正部１３、及び温度検出素子１４が配置されている。そして、出力補正部１３は、容量式湿度センサ１１の出力Ｃと抵抗式湿度センサ１２の出力Ｒ、並びに温度検出素子１４の出力に基づいて、図１５に示す出力補正処理を実行する。以下に示すステップＳ２５以外は、第１実施形態に示した図６と同じである。
【００８０】
ステップＳ２０に続くステップＳ２５では、温度検出素子１４の出力、すなわち温度データを取得する。なお、ステップＳ１０，Ｓ２０，Ｓ２５の順序は上記例に限定されない。例えば、ステップＳ１０の前に温度データを取得しても良い。すなわち、ほぼ同じタイミングで両センサ１１，１２の出力Ｃ，Ｒ及び温度データを取得する。
【００８１】
続くステップＳ３０では、差分Ａを算出する。本実施形態では、容量式湿度センサ１１の出力Ｃと抵抗式湿度センサ１２の出力Ｒ、並びに温度検出素子１４の出力に基づいて、予め設定された所定温度における差分Ａを推定して算出する。例えば、現在の温度が図１３に示すＴ２とし、予め設定された所定温度をＴ１とする。予め単位温度に対する差分の変化ΔＡがメモリに記憶されており、温度Ｔ２において算出した差分Ａ、上記ΔＡ、温度差（Ｔ２−Ｔ１）から、所定温度Ｔ１において推定される差分Ａ１を算出する。なお、所定温度Ｔ１は、例えば差分Ａの値が中心となる温度に設定される。なお、ステップＳ４０以降は第１実施形態に記載した通りであり、その記載を省略する。
【００８２】
このように本実施形態によれば、少なくとも一方のセンサ１１，１２の出力Ｃ，Ｒに、わずかながら温度特性が残っていても、温度測定の結果から、所定温度における差分Ａを推定して算出する。したがって、より精度の良い出力ドリフト補正を行うことができる。
【００８３】
なお、図１５に示す処理に対して、ステップＳ１００を組み合わせても良い。また、ステップＳ５１からステップＳ５３、ステップＳ５４，Ｓ５５、及び、ステップＳ５６からステップＳ５８の少なくとも１つを追加したものとしても良い。
【００８４】
（第２変形例）
上記例では、同一の基板１５に、各センサ１１，１２、出力補正部１３、及び温度検出素子１４が配置される例を示した。これに対し、図１６に示す第２変形例では、温度検出素子１４が、容量式湿度センサ１１及び抵抗式湿度センサ１２とともに、第１基板１５ａに配置されている。また、出力補正部は、第１基板１５ａとは別の第２基板１５ｂに配置されている。
【００８５】
これによれば、出力補正部１３の駆動により生じる熱が、各センサ１１，１２や温度検出素子１４に伝達されて湿度検出に影響を及ぼすのを抑制することができる。
【００８６】
なお、上記形態に限らず、各センサ１１，１２及び温度検出素子１４と出力補正部１３とが熱的に分離されていれば、出力補正部１３の駆動により生じる熱が湿度検出に影響を及ぼすのを抑制することができる。例えば、同一の基板１５において、各センサ１１，１２及び温度検出素子１４と出力補正部１３との間にスリット（溝）を設けることで、伝熱を抑制しても良い。また、同一の基板１５において、各センサ１１，１２及び温度検出素子１４と出力補正部１３との間に放熱フィンなどを設けることで、伝熱を抑制しても良い。
【００８７】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した各実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１０・・・湿度検出装置、１１・・・容量式湿度センサ、１２・・・抵抗式湿度センサ、１３・・・出力補正部、１４・・・温度検出素子、１５・・・基板、１５ａ・・・第１基板、１５ｂ・・・第２基板、２０・・・容量検出部、２１・・・処理回路部、２１ａ・・・温特補正回路、３０・・・抵抗検出部、３１・・・処理回路部、３１ａ・・・温特補正回路、Ｓ３０・・・差分算出手段、Ｓ５０・・・劣化判定手段、Ｓ５１・・・時間取得手段、Ｓ５３・・・時間判定手段、Ｓ５５・・・出力判定手段、Ｓ５６・・・勾配算出手段、Ｓ５８・・・勾配判定手段、Ｓ６０・・・記憶手段、Ｓ８０・・・出力算出手段、Ｓ９０・・・通知手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2014085154.tif 000014
【図１３】
2014085154.tif 000015
【図１４】
2014085154.tif 000016
【図１５】
2014085154.tif 000017
【図１６】
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