(57)【要約】【課題】液滴の移動を確実に検知できる液滴検出装置を提供することを目的とする。【解決手段】複数の電極１と、前記複数の電極１間のそれぞれの静電容量の変化に基づき、前記複数の電極１間上の液滴の存在を検出する検出手段と、を備えた液滴検出装置１０１であって、前記複数の電極１が、少なくとも３つの電極１からなり、前記液滴が流れる所定の方向に並んで配設され、前記検出手段が、前記少なくとも３つの電極１の電極間の静電容量に基づき、液滴が存在するかを検出し、検出した液滴の存在位置の時間経過による変化に基づき液滴移動の有無を判定する制御部１４を備えたことを特徴としている。【選択図】図２
2014102105.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電極と、
前記複数の電極間のそれぞれの静電容量に基づき、前記複数の電極間上の液滴の存在を検出する検出手段と、を備えた液滴検出装置であって、
前記複数の電極は、少なくとも３つの電極からなり、前記液滴が流れる所定の方向に並んで配設され、
前記検出手段は、前記少なくとも３つの電極の電極間の静電容量に基づき、液滴が存在するかを検出し、検出した液滴の存在位置の時間経過による変化に基づき液滴移動の有無を判定する制御部を備えたことを特徴とする液滴検出装置。
【請求項２】
前記少なくとも３つの電極の一つを第１電極とし、前記第１電極の一方の隣りに位置する電極を第２電極とし、前記第２電極の一方の隣りに位置する電極を第３電極とし、
前記制御部は、前記第１電極と前記第２電極のいずれか一方を第１駆動電極として、いずれか他方を第１接地電極として、前記第１駆動電極と前記第１接地電極間で検出された第１静電容量が所定の閾値を超えた場合に、前記第１電極と前記第２電極との間の位置に液滴が存在すると判定してその結果を第１判定結果とし、
前記第１判定結果を得た後に、前記第２電極と前記第３電極のいずれか一方を第２駆動電極として、いずれか他方を第２接地電極として、前記第２駆動電極と前記第２接地電極間で検出された第２静電容量が所定の閾値を超えた場合に、前記第２電極と前記第３電極との間の位置に液滴が存在すると判定してその結果を第２判定結果とし、
前記第１判定結果と前記第２判定結果に基づき、前記液滴の存在位置の時間経過による変化を判定することを特徴とする請求項１に記載の液滴検出装置。
【請求項３】
前記複数の電極のそれぞれの電極間隔は、２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液滴検出装置。
【請求項４】
前記複数の電極を覆って連続して形成された撥水コーティング層を有していることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の液滴検出装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の液滴検出装置と、
該液滴検出装置が外壁面に装着され、両端が開口した絶縁性のパイプと、を備えことを特徴とする液滴検出ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴の検出装置に関し、特に、液滴の移動を検知できる液滴検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両のウィンドウガラス（フロントガラス）に付着した雨滴を検出したり、洗濯機や炊飯器等の機器内の配管の水滴を検出したり、風呂や洗面所の結露を検出したりする、液滴検出装置が知られている。このような液滴検出装置は、例えば、その雨滴検出に基づいてワイパの払拭動作や、払拭速度の変更等を自動で行うようにしたり、例えば、その水滴検出に基づいて、洗濯機の乾燥状態や炊飯器の炊き上げ状態等を確認し、次の動作の指令を行うようにしたり、例えば、結露の検出に基づいて、換気や加熱を行うようにしている。
【０００３】
上述した液滴検出装置の一例として、特許文献１（従来例）では、図１８に示すような雨滴検出センサ９１０が提案されている。図１８は、雨滴検出センサ９１０を説明する図であって、図１８（ａ）は、雨滴検出センサ９１０の平面図であり、図１８（ｂ）は、図１８（ａ）に示すＡ−Ａ線における断面図である。図１８に示す雨滴検出センサ９１０は、長方形且つ薄板状の透明樹脂で形成されたフィルム９０２と、フィルム９０２の上面９０２ａに櫛歯状に形成された第１電極９０３及び第２電極９０４と、第１電極９０３及び第２電極９０４を覆うようにして形成された接着層９０７と、を備えている。この雨滴検出センサ９１０は、接着層９０７を用いて、車両のウィンドウガラス（フロントガラス）の内側に貼り付けて使用される。
【０００４】
そして、ウィンドウガラス（フロントガラス）に雨滴が付着した際に、隣り合う第１電極９０３の電極本体９０３ａと第２電極９０４の電極本体９０４ａとの間に相当するウィンドウガラス（フロントガラス）の位置に雨滴が付着した場合、第１電極９０３と第２電極９０４間の静電容量が変化する。そして、この静電容量が時間の経過とともに変化している場合、雨滴がウィンドウガラス（フロントガラス）に付着していると判断している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３１６０５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような液滴検出装置において、更に液滴がどのように動いたかを測定することで、豊富な情報を入手し、その情報に基づいて、適用される機器や機械に対して、更なる制御を行いたいという要望があった。しかしながら、従来例のような雨滴検出センサ９１０では、液滴（雨滴）の有無や増減は確認できるが、付着した液滴（雨滴）がどのように動いたかまでは測定できなかった。同様に、他の液滴検出装置においても、液滴がどのように動いたかは測定できなかった。
【０００７】
本発明は、上述した課題を解決するもので、液滴の移動を確実に検知できる液滴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】
【０００８】
この課題を解決するために、本発明の請求項１による液滴検出装置は、複数の電極と、
前記複数の電極間のそれぞれの静電容量に基づき、前記複数の電極間上の液滴の存在を検出する検出手段と、を備えた液滴検出装置であって、前記複数の電極は、少なくとも３つの電極からなり、前記液滴が流れる所定の方向に並んで配設され、前記検出手段は、前記少なくとも３つの電極の電極間の静電容量に基づき、液滴が存在するかを検出し、検出した液滴の存在位置の時間経過による変化に基づき液滴移動の有無を判定する制御部を備えたことを特徴としている。
【０００９】
また、本発明の請求項２による液滴検出装置は、前記少なくとも３つの電極の一つを第１電極とし、前記第１電極の一方の隣りに位置する電極を第２電極とし、前記第２電極の一方の隣りに位置する電極を第３電極とし、前記制御部が、前記第１電極と前記第２電極のいずれか一方を第１駆動電極として、いずれか他方を第１接地電極として、前記第１駆動電極と前記第１接地電極間で検出された第１静電容量が所定の閾値を超えた場合に、前記第１電極と前記第２電極との間の位置に液滴が存在すると判定してその結果を第１判定結果とし、前記第１判定結果を得た後に、前記第２電極と前記第３電極のいずれか一方を第２駆動電極として、いずれか他方を第２接地電極として、前記第２駆動電極と前記第２接地電極間で検出された第２静電容量が所定の閾値を超えた場合に、前記第２電極と前記第３電極との間の位置に液滴が存在すると判定してその結果を第２判定結果とし、前記第１判定結果と前記第２判定結果に基づき、前記液滴の存在位置の時間経過による変化を判定することを特徴としている。
【００１０】
また、本発明の請求項３による液滴検出装置は、前記複数の電極のそれぞれの電極間隔が、２ｍｍ以下であることを特徴としている。
【００１１】
また、本発明の請求項４による液滴検出装置は、前記複数の電極を覆って連続して形成された撥水コーティング層を有していることを特徴としている。
【００１２】
また、本発明の請求項５による液滴検出ユニットは、請求項１ないし請求項３に記載の液滴検出装置と、該液滴検出装置が外壁面に装着され、両端が開口した絶縁性のパイプと、を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、本発明の液滴検出装置は、少なくとも３つの電極間の静電容量に基づき、液滴が存在するかを検出し、検出した液滴の存在位置の時間経過による変化に基づき液滴移動の有無を判定する制御部を備えたので、電極間の静電容量の時間経過による変化があれば、液滴の位置が移動したと、判定することができる。このことにより、液滴の移動を確実に検知できる液滴検出装置を提供できる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、本発明の液滴検出装置は、制御部が、第１判定結果と第２判定結果に基づき、時間経過による変化を判断するので、第１電極と第２電極との間の位置に液滴が存在するかどうか、第２電極と第３電極との間の位置に液滴が存在するかどうか、を、時間経過とともに確認することができる。このことにより、電極間の静電容量の時間経過による変化があれば、液滴の位置が移動したと、確実に判定することができる。
【００１５】
請求項３の発明によれば、本発明の液滴検出装置は、複数の電極のそれぞれの電極間隔が２ｍｍ以下であるので、最大外形幅が２ｍｍ以上の液滴を確実に検出することができる。このことにより、２ｍｍ以上の液滴の位置が移動したことを、より確実に判定することができる。
【００１６】
請求項４の発明によれば、本発明の液滴検出装置は、複数の電極を覆って連続して形成された撥水コーティング層を有しているので、電極上の撥水性が向上し、電極上の液滴がそれぞれ細かく分離されるようになる。このため、撥水コーティング層が存在しない際に生じる、複数の電極間をまたがって液体の皮膜ができるような状態を、より低減することができる。このことにより、細かく分離された液滴なので、液滴が移動したことを、より一層確実に判定することができる。
【００１７】
請求項５の発明によれば、本発明の液滴検出ユニットは、液滴検出装置と、該液滴検出装置が外壁面に装着され両端が開口した絶縁性のパイプと、を備えたので、液滴検出ユニットのパイプの両端に被測定配管を接続するだけで、液滴検出ユニットひいては液滴検出装置を容易に装着することができる。このことにより、液滴検出装置を装着する製品ごとに、装着に関する設計をすることがなく、色々な製品への適用が容易にできる。
【００１８】
したがって、本発明の液滴検出装置は、液滴の移動を確実に検知できる液滴検出装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態の液滴検出装置を説明する斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態の液滴検出装置を説明する図であって、図２（ａ）は、上面図であり、図２（ｂ）は、底面図である。
【図３】本発明の第１実施形態の液滴検出装置を説明する図であって、液滴検出装置が被測定配管に取付けられた状態を示した図である。
【図４】本発明の第１実施形態の液滴検出装置を説明する図であって、図３に示す状態での断面構成図である。
【図５】本発明の第１実施形態の液滴検出装置の検出手段を説明する模式図Ｍ１である。
【図６】本発明の第１実施形態の液滴検出装置の検出手段を説明する模式図Ｍ２である。
【図７】本発明の第１実施形態の液滴検出装置の検出手段を説明する模式図Ｍ３である。
【図８】本発明の第１実施形態の液滴検出装置の検出手段を説明する模式図Ｍ４である。
【図９】本発明の第１実施形態の液滴検出装置の検出手段を説明する模式図Ｍ５である。
【図１０】本発明の第１実施形態の液滴検出装置の検出手段を説明する模式図Ｍ６である。
【図１１】本発明の第２実施形態の液滴検出装置を説明する斜視図である。
【図１２】本発明の第２実施形態の液滴検出装置を説明する図であって、図９（ａ）は、上面図であり、図９（ｂ）は、底面図である。
【図１３】本発明の第２実施形態の液滴検出装置を説明する図であって、断面構成図である。
【図１４】本発明の第２実施形態の液滴検出装置の検出手段を説明する図であって、フローを示したフローチャート図である。
【図１５】本発明の第３実施形態の液滴検出ユニットの斜視図である。
【図１６】本発明の第３実施形態の液滴検出ユニットを説明する図であって、断面構成図である。
【図１７】本発明の第３実施形態の液滴検出ユニットに用いられる液滴検出装置の斜視図である。
【図１８】従来例の水滴検出センサを説明する図であって、図１８（ａ）は、水滴検出センサの平面図であり、図１８（ｂ）は、図１８（ａ）に示すＡ−Ａ線における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態の液滴検出装置１０１を説明する斜視図である。図２は、本発明の第１実施形態の液滴検出装置１０１を説明する図であって、図２（ａ）は、図１に示すＺ１側から見た上面図であり、図２（ｂ）は、図１に示すＺ２側から見た底面図である。図３は、本発明の第１実施形態の液滴検出装置１０１を説明する図であって、液滴検出装置１０１が被測定配管Ｐ１に取付けられた状態を示した図である。図４は、本発明の第１実施形態の液滴検出装置１０１を説明する図であって、図３に示す状態での断面構成図である。
【００２２】
本発明の第１実施形態の液滴検出装置１０１は、図１及び図２に示すように、５本の電極１と、５本の電極１間上の液滴の存在を検出する検出手段と、を備えて構成され、この検出手段が、５本の電極１間の静電容量に基づき検出した液滴の存在位置の時間経過による変化を判定する制御部１４を有している。他に、５本の電極１が敷設されるフレキシブル基板１９を備えている。
【００２３】
電極１は、フレキシブル基板１９上に形成され、図２（ａ）に示すように、長方形の電極１が所定の方向ＤＲ（図２（ａ）に示すＸ方向）に並んで、５本、配設されている。そして、５本の電極１のそれぞれの電極幅は、例えば５ｍｍとし、５本の電極１のそれぞれの電極間隔ＡＤは、２ｍｍ以下であり、本発明の第１実施形態では、例えば２．０ｍｍとしている。この２ｍｍ以下の設定の根拠として、重力により移動する液滴の殆どが２ｍｍ以上であることが挙げられる。そして、隣り合う電極１の電極間隔ＡＤをまたぐようにして液滴が存在する（付着する）と、隣り合う電極１の間の静電容量が僅かに増加するようになる。
【００２４】
また、この電極１とフレキシブル基板１９は、一般に用いられているフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuits）を用いて構成され、例えばポリイミド樹脂（ＰＩ：Polyimide）等の素材のフィルム基材上に設けられた銅（Ｃｕ）等の金属箔を所望の配線パターンが得られるようにパターニングしたものである。
【００２５】
また、図１及び図２に示すように、電極１の一端側（図２に示すＹ２側）には、スルーホール１ｈが形成され、フレキシブル基板１９の裏側の配線（図示していない）と接続され、この配線（図示していない）により、電極１と制御部１４とが電気的に接続されている。
【００２６】
検出手段の主となる構成要素としての制御部１４は、所謂、半導体集積回路（ＩＣ：Integrated Circuit）を用いており、５本の電極１間の静電容量の変化やこの静電容量の時間経過による変化等を処理して演算している。この半導体集積回路（ＩＣ）のチップ片は、フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）に直接搭載されポッティング剤ＥＰにより封止されて、所謂ベアチップ実装されている。
【００２７】
また、検出手段として、図示はしていないが、静電容量の測定を順次行うためのタイマー回路やより小さい静電容量を検出するための検出回路等が挙げられ、適宜用いるようにしている。
【００２８】
以上のように構成された液滴検出装置１０１は、図３に示すように、円形の被測定配管Ｐ１の外縁に沿って曲げられて、図４に示すように、電極１が並んだ所定の方向ＤＲが、液滴が円形の被測定配管Ｐ１の中を流れる方向ＦＤになるように、装着されている。そして、被測定配管Ｐ１の外側壁Ｐ１ｓの電極１と壁を介して対向した被測定配管Ｐ１の内側壁Ｐ１ｔに液滴が流れ落ちると、電極１間の静電容量が変化し、この静電容量に基づき検出した液滴の存在位置の時間経過による変化を判定できるようになる。なお、液滴検出装置１０１の被測定配管Ｐ１への装着は、電極１が形成されたフレキシブル基板１９の片面に、接着剤層を設けることで、容易に行える。また、液滴が円形の被測定配管Ｐ１の中を流れるには、重力により自然に行われるか、被測定配管Ｐ１中に空気を送風させたり、被測定配管Ｐ１中の空気を吸引したりして強制的に行う。
【００２９】
次に、本発明の第１実施形態の液滴検出装置１０１の検出手段の一例について詳しく説明する。図５は、本発明の第１実施形態の液滴検出装置１０１の検出手段を説明する模式図Ｍ１であり、液滴Ｓ１が存在した初期を想定した図である。図６は、本発明の第１実施形態の液滴検出装置１０１の検出手段を説明する模式図Ｍ２であり、時間Ｔ１が経過して、液滴Ｓ１が図５の状態から移動した図である。図７は、本発明の第１実施形態の液滴検出装置１０１の検出手段を説明する模式図Ｍ３であり、更に時間Ｔ２が経過して、液滴Ｓ１が図６の状態から更に移動した図である。図８は、本発明の第１実施形態の液滴検出装置１０１の検出手段を説明する模式図Ｍ４であり、液滴Ｓ２が存在した初期を想定した図である。図９は、本発明の第１実施形態の液滴検出装置１０１の検出手段を説明する模式図Ｍ５であり、時間Ｔ３が経過して、液滴Ｓ２が図８の状態から移動した図である。図１０は、本発明の第１実施形態の液滴検出装置１０１の検出手段を説明する模式図Ｍ６であり、更に時間Ｔ４が経過して、液滴Ｓ２が図９の状態から更に移動した図である。
【００３０】
先ず、液滴Ｓ１が存在する場合について説明する。隣り合う３つの電極１として、図５に示す一番上の電極１を第１電極１１Ａとして、その隣りに位置する電極を第２電極１２Ａとし、第２電極１２Ａの一方の隣りに位置する電極を第３電極１３Ａとする。この際に、第１電極１１Ａは、常に第２電極１２Ａより、液滴Ｓ１が流れる上流側に設定される。そして、第１電極１１Ａを第１駆動電極Ｄ１１ａとした場合、第２電極１２Ａを第１接地電極Ａ１１ａとして、制御部１４により、第１駆動電極Ｄ１１ａと第１接地電極Ａ１１ａ間の第１静電容量ＣＡ１１を測定する。そして、第１静電容量ＣＡ１１と初期値Ａ１２（第１電極１１Ａと第２電極１２Ａとの間の位置に液滴がない状態で予め測定された静電容量値）との差分が、制御部１４内の記憶部４Ｋに格納された所定の閾値を超えた場合に、第１電極１１Ａと第２電極１２Ａとの間の位置に液滴Ｓ１が存在すると判定される。この判定を第１判定結果とする。
【００３１】
次に、図５に示すように、第２電極１２Ａを第２駆動電極Ｄ１２ａとした場合、第３電極１３Ａを第２接地電極Ａ１２ａとして、制御部１４により、第２駆動電極Ｄ１２ａと第２接地電極Ａ１２ａ間の第２静電容量ＣＡ２１を測定する。そして、第２静電容量ＣＡ２１と初期値Ａ２３（第２電極１２Ａと第３電極１３Ａとの間の位置に液滴がない状態で予め測定された静電容量値）との差分が、制御部１４内の記憶部４Ｋに格納された所定の閾値を超えていないので、第２電極１２Ａと第３電極１３Ａとの間の位置に液滴が存在しないと判定される。
【００３２】
次に、時間Ｔ１の経過により、液滴Ｓ１が移動した場合について説明する。先ず、図６に示すように、液滴Ｓ１が移動した場合、制御部１４により、第１駆動電極Ｄ１１ａ（第１電極１１Ａ）と第１接地電極Ａ１１ａ（第２電極１２Ａ）間の第１静電容量ＣＡ１２を測定する。そして、第１静電容量ＣＡ１２と初期値Ａ１２との差分が、制御部１４内の記憶部４Ｋに格納された所定の閾値を超えていないので、第１電極１１Ａと第２電極１２Ａとの間の位置に液滴が存在しないと判定される。
【００３３】
次に、図６に示すように、制御部１４により、第２駆動電極Ｄ１２ａ（第２電極１２Ａ）と第２接地電極Ａ１２ａ（第３電極１３Ａ）間の第２静電容量ＣＡ２２を測定する。そして、第２静電容量ＣＡ２２と初期値Ａ２３との差分が、制御部１４内の記憶部４Ｋに格納された所定の閾値を超えていないので、第２電極１２Ａと第３電極１３Ａとの間の位置に液滴が存在しないと判定される。
【００３４】
次に、更に時間Ｔ２の間経過により、液滴Ｓ１が更に移動した場合について説明する。先ず、図７に示すように、液滴Ｓ１が更に移動した場合、制御部１４により、第１駆動電極Ｄ１１ａ（第１電極１１Ａ）と第１接地電極Ａ１１ａ（第２電極１２Ａ）間の第１静電容量ＣＡ１３を測定する。そして、第１静電容量ＣＡ１３と初期値Ａ１２との差分が、制御部１４内の記憶部４Ｋに格納された所定の閾値を超えていないので、第１電極１１Ａと第２電極１２Ａとの間の位置に液滴が存在しないと判定される。
【００３５】
次に、図７に示すように、制御部１４により、第２駆動電極Ｄ１２ａ（第２電極１２Ａ）と第２接地電極Ａ１２ａ（第３電極１３Ａ）間の第２静電容量ＣＡ２３を測定する。そして、第２静電容量ＣＡ２３と初期値Ａ２３との差分が、制御部１４内の記憶部４Ｋに格納された所定の閾値を超えた場合に、第２電極１２Ａと第３電極１３Ａとの間の位置に液滴Ｓ１が存在すると判定される。この判定を第２判定結果とする。
【００３６】
このようにして、制御部１４が、第１判定結果と第２判定結果に基づき、時間経過による変化を判断するようになる。その結果、液滴Ｓ１は、第１電極１１Ａとその隣の第２電極１２Ａとの間に存在していた後、第２電極１２Ａともう一方の隣の第３電極１３Ａとの間に存在するようになり、液滴Ｓ１の位置が移動したと、判定される。
【００３７】
また、他の液滴Ｓ２が存在する場合についても説明する。隣り合う３つの電極１として、図８に示す一番下の電極１を第３電極１３Ｂとして、その隣りに位置する電極を第２電極１２Ｂとし、第２電極１２Ｂの一方の隣りに位置する電極を第１電極１１Ｂとする。この際に、第１電極１１Ｂは、常に第２電極１２Ｂより、液滴Ｓ２が流れる上流側に設定される。そして、第１電極１１Ｂを第１駆動電極Ｄ１１ｂとした場合、第２電極１２Ｂを第１接地電極Ａ１１ｂとして、制御部１４により、第１駆動電極Ｄ１１ｂと第１接地電極Ａ１１ｂ間の第１静電容量ＣＢ１１を測定する。そして、第１静電容量ＣＢ１１と初期値Ｂ１２（第１電極１１Ｂと第２電極１２Ｂとの間の位置に液滴がない状態で予め測定された静電容量値）との差分が、制御部１４内の記憶部４Ｋに格納された所定の閾値を超えた場合に、第１電極１１Ｂと第２電極１２Ｂとの間の位置に液滴Ｓ２が存在すると判定される。この判定を第１判定結果とする。
【００３８】
次に、第２電極１２Ｂを第２駆動電極Ｄ１２ｂとした場合、第３電極１３Ｂを第２接地電極Ａ１２ｂとして、制御部１４により、第２駆動電極Ｄ１２ｂと第２接地電極Ａ１２ｂ間の第２静電容量ＣＢ２１を測定する。そして、第２静電容量ＣＢ２１と初期値Ｂ２３（第２電極１２Ｂと第３電極１３Ｂとの間の位置に液滴がない状態で予め測定された静電容量値）との差分が、制御部１４内の記憶部４Ｋに格納された所定の閾値を超えていないので、第２電極１２Ｂと第３電極１３Ｂとの間の位置に液滴が存在しないと判定される。
【００３９】
次に、時間Ｔ３の経過により、液滴Ｓ２が移動した場合について説明する。先ず、図９に示すように、液滴Ｓ２が移動した場合、制御部１４により、第１駆動電極Ｄ１１ｂ（第１電極１１Ｂ）と第１接地電極Ａ１１ｂ（第２電極１２Ｂ）間の第１静電容量ＣＢ１２を測定する。そして、第１静電容量ＣＢ１２と初期値Ｂ１２との差分が、制御部１４内の記憶部４Ｋに格納された所定の閾値を超えていないので、第１電極１１Ｂと第２電極１２Ｂとの間の位置に液滴が存在しないと判定される。
【００４０】
次に、図９に示すように、制御部１４により、第２駆動電極Ｄ１２ｂ（第２電極１２Ｂ）と第２接地電極Ａ１２ｂ（第３電極１３Ｂ）間の第２静電容量ＣＢ２２を測定する。そして、第２静電容量ＣＢ２２と初期値Ｂ２３との差分が、制御部１４内の記憶部４Ｋに格納された所定の閾値を超えていないので、第２電極１２Ｂと第３電極１３Ｂとの間の位置に液滴が存在しないと判定される。
【００４１】
次に、更に時間Ｔ４の間経過により、液滴Ｓ２が更に移動した場合について説明する。先ず、図１０に示すように、液滴Ｓ２が更に移動した場合、制御部１４により、第１駆動電極Ｄ１１ｂ（第１電極１１Ｂ）と第１接地電極Ａ１１ｂ（第２電極１２Ｂ）間の第１静電容量ＣＢ１３を測定する。そして、第１静電容量ＣＢ１３と初期値Ｂ１２との差分が、制御部１４内の記憶部４Ｋに格納された所定の閾値を超えていないので、第１電極１１Ｂと第２電極１２Ｂとの間の位置に液滴が存在しないと判定される。
【００４２】
次に、図１０に示すように、制御部１４により、第２駆動電極Ｄ１２ｂ（第２電極１２Ｂ）と第２接地電極Ａ１２ｂ（第３電極１３Ｂ）間の第２静電容量ＣＢ２３を測定する。そして、第２静電容量ＣＢ２３と初期値Ｂ２３との差分が、制御部１４内の記憶部４Ｋに格納された所定の閾値を超えた場合に、第２電極１２Ｂと第３電極１３Ｂとの間の位置に液滴Ｓ２が存在すると判定される。この判定を第２判定結果とする。
【００４３】
このようにして、第１判定結果と第２判定結果がされ、制御部１４が、第１判定結果と第２判定結果に基づき、時間経過による変化を判断するようになる。その結果、液滴Ｓ２は、第１電極１１Ｂとその隣の第２電極１２Ｂとの間に存在していた後、第２電極１２Ｂともう一方の隣の第３電極１３Ｂとの間に存在するようになり、液滴Ｓ２の位置が移動したと、判定される。
【００４４】
以上のように、本発明の第１実施形態の液滴検出装置１０１は、電極１間の静電容量に基づき検出した液滴の存在位置の時間経過による変化があれば、液滴（Ｓ１、Ｓ２）の位置が移動したと、判定することができる。なお、上述で説明した検出手段の一例は、説明を容易にするため、隣り合う３つの電極１の２箇所について、１回のみの場合を説明したが、隣り合う３つの電極１の組合せを順次変更して、順次判定して行っている。
【００４５】
また、隣り合う３つの電極１で判定を行ったが、隣り合う３つの電極１に限らず、それ以上の電極１の組合せを用いて判定して行っても良い。また、第１駆動電極（Ｄ１１ａ、Ｄ１１ｂ）及び第２駆動電極（Ｄ１２ａ、Ｄ１２ｂ）と第１接地電極（Ａ１１ａ、Ａ１１ｂ）及び第２接地電極（Ａ１２ａ、Ａ１２ｂ）を、電極１の並びの順に変更していたが、その組合せも任意に行っても良い。
【００４６】
以上により、本発明の液滴検出装置１０１は、少なくとも３つの電極間の静電容量に基づき、液滴が存在するかを検出し、検出した液滴の存在位置の時間経過による変化を判定する制御部１４を備えたので、電極１間の静電容量の時間経過による変化があれば、液滴（Ｓ１、Ｓ２）の位置が移動したと、判定することができる。このことにより、液滴（Ｓ１、Ｓ２）の移動を確実に検知できる液滴検出装置１０１を提供できる。
【００４７】
また、制御部１４が、第１判定結果と第２判定結果に基づき、時間経過による変化を判定するので、第１電極（１１Ａ、１１Ｂ）と第２電極（１２Ａ、１２Ｂ）との間の位置に液滴（Ｓ１、Ｓ２）が存在するかどうか、第２電極（１２Ａ、１２Ｂ）と第３電極（１３Ａ、１３Ｂ）との間の位置に液滴（Ｓ１、Ｓ２）が存在するかどうか、を、時間経過とともに確認することができる。このことにより、電極１間の静電容量の時間経過による変化があれば、液滴（Ｓ１、Ｓ２）の位置が移動したと、確実に判定することができる。
【００４８】
また、複数の電極１のそれぞれの電極１間隔が２ｍｍ以下の２．０ｍｍであるので、最大外形幅が２．０ｍｍ以上の液滴（Ｓ１、Ｓ２）を確実に検出することができる。このことにより、２．０ｍｍ以上の液滴（Ｓ１、Ｓ２）の位置が移動したと、より確実に判定することができる。
【００４９】
［第２実施形態］
図１１は、本発明の第２実施形態の液滴検出装置１０２を説明する斜視図である。図１２は、本発明の第２実施形態の液滴検出装置１０２を説明する図であって、図１２（ａ）は、図１１に示すＺ１側から見た上面図であり、図１２（ｂ）は、図１１に示すＺ２側から見た底面図である。図１３は、本発明の第２実施形態の液滴検出装置１０２を説明する断面構成図である。第２実施形態の液滴検出装置１０２は、第１実施形態に対し、撥水コーティング層２５を設けている点が異なる。なお、第１実施形態と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５０】
本発明の第２実施形態の液滴検出装置１０２は、図１１及び図１２に示すように、７本の電極１と、７本の電極１を覆って連続して形成された撥水コーティング層２５と、７本の電極１間上の液滴の存在を検出する検出手段と、を備えて構成され、この検出手段が、７本の電極１間の静電容量の時間経過による変化を判定する制御部２４を有している。他に、７本の電極１が敷設されるフレキシブル基板１９を備えている。
【００５１】
電極１は、フレキシブル基板１９上に形成され、図１２（ａ）に示すように、長方形の電極１が所定の方向ＤＲ（図１２（ａ）に示すＸ方向）に並んで、７本、配設されている。そして、７本の電極１のそれぞれの電極幅は、例えば４ｍｍとし、７本の電極１のそれぞれの電極間隔ＡＤは、２ｍｍ以下であり、本発明の第２実施形態では、例えば１．５ｍｍとしている。この２ｍｍ以下の設定の根拠として、重力により移動する液滴の殆どが２ｍｍ以上であることが挙げられる。また、第１実施形態と同様に、この電極１とフレキシブル基板１９は、一般に用いられているフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）を用いて構成され、例えばポリイミド樹脂（ＰＩ）等の素材のフィルム基材上に設けられた銅（Ｃｕ）等の金属箔を所望の配線パターンが得られるようにパターニングしたものである。
【００５２】
また、電極１の一端側には、図１２に示すように、スルーホール１ｈが形成され、フレキシブル基板１９の裏側の配線（図示していない）と接続され、この配線（図示していない）により、電極１と制御部２４とが電気的に接続されている。
【００５３】
撥水コーティング層２５は、フッ素系の合成樹脂からなり、図１１及び図１２（ａ）に示すように、７本の電極１を覆うように全面にわたって形成されている。これにより、電極１上の撥水性が向上し、電極１上の撥水コーティング層２５を介した液滴がそれぞれ細かく分離されるようになる。このため、撥水コーティング層２５が存在しない際に生じる、複数の電極１間をまたがって液体の皮膜ができるような状態を、より低減することができる。なお、撥水コーティング層２５は、フッ素系の合成樹脂を好適に用いたが、これに限るものではなく、液滴を撥水する性能を有していれば、他の素材でも良い。
【００５４】
検出手段の主となる構成要素としての制御部２４は、第１実施形態と同様に、所謂、半導体集積回路（ＩＣ）を用いており、７本の電極１間の静電容量の変化やこの静電容量の時間経過による変化等を処理して演算している。この半導体集積回路（ＩＣ）のチップ片は、フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）に直接搭載されポッティング剤ＥＰにより封止されて、所謂ベアチップ実装されている。
【００５５】
以上のように構成された液滴検出装置１０２は、図１３に示すように、被測定配管Ｐ２内の内縁に沿って配置され、電極１が並んだ所定の方向ＤＲが、液滴が被測定配管Ｐ２の中を流れる方向ＦＤになるように、装着されている。また、液滴検出装置１０２の被測定配管Ｐ２内への装着は、例えば被測定配管Ｐ２の空けられた開口部から液滴検出装置１０２を挿入し、制御部２４が搭載されたフレキシブル基板１９の片面側に設けられた接着剤層で被測定配管Ｐ２内に固定する。更に、気密性を保つため、開口部を塞ぐようにポッティング剤ＧＰを充填する。その際には、リード線やフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）等を用いて、液滴検出装置１０２の取り出し配線５９として、被測定配管外に引き出すようにする。
【００５６】
次に、本発明の第２実施形態の液滴検出装置１０２の検出手段の一例について、図１４を用いて簡単に説明する。図１４は、本発明の第２実施形態の液滴検出装置１０２の検出手段を説明する図であって、その処理のフローを示したフローチャート図である。また、説明を容易にするため、隣り合う３つの電極１として、図１２（ａ）に示す一番上の電極１を第１電極１１Ｃとして、その隣りに位置する電極を第２電極１２Ｃとし、第２電極１２Ｃの一方の隣りに位置する電極を第３電極１３Ｃとする。なお、第１電極１１Ｃ、第２電極１２Ｃ及び電極を第３電極１３Ｃは、図１２（ａ）に示す位置にある電極を示すものではなく、隣り合う３つの電極１を表したものである。
【００５７】
先ず、第１電極１１Ｃと第２電極１２Ｃとの静電容量Ｃ１２が、制御部２４内の記憶部４Ｋに格納された所定の閾値より大きいかどうかを判断する。同様にして、第２電極１２Ｃと第３電極１３Ｃとの静電容量Ｃ２３が、制御部２４内の記憶部４Ｋに格納された所定の閾値より大きいかどうかを判断する。そこで、静電容量Ｃ１２及び静電容量Ｃ２３の両方が、閾値より小さい場合、『液滴なし』と判断する。一方、第１電極１１Ｃと第２電極１２Ｃの間に液滴が存在する場合、静電容量Ｃ１２が所定の閾値より大きいので、『液滴あり』と判断される。更に、静電容量Ｃ２３より静電容量Ｃ１２方が大きい値なので、第１電極１１Ｃと第２電極１２Ｃとの間に液滴があり、その位置を記録する（第１判定結果）。ここまでが、初期に行われる処理である。
【００５８】
次に、各電極１間の静電容量の測定が同じように行われ、『液滴あり』と判断された場合、図１４に示すように、前回の液滴の位置と今回の液滴の位置が同じかどうかを判断する。そこで、液滴が同じ位置であれば、『液滴移動なし』と判断する。
【００５９】
一方、液滴が第１電極１２Ｃと第２電極１３Ｃの間に移動していれば、静電容量Ｃ２３が所定の閾値より大きいので、『液滴あり』と判断され、静電容量Ｃ１２より静電容量Ｃ２３方が大きい値なので、第２電極１２Ｃと第３電極１３Ｃとの間に液滴があると、その位置が記録される（第２判定結果）。そして、前回の液滴の位置と今回の液滴の位置が違うので、『液滴移動あり』と判断する。
【００６０】
このようにして、制御部２４が、第１判定結果と第２判定結果に基づき、時間経過による変化を判断するようになる。その結果、液滴は、第１電極１１Ｃとその隣の第２電極１２Ｃとの間に存在していた後、第２電極１２Ｃともう一方の隣の第３電極１３Ｃとの間に存在するようになり、液滴の位置が移動したと、判定される。そして、以上のようなフローを繰り返して、検出を行っている。したがって、液滴検出装置１０２が装着された被測定配管Ｐ２内に液滴が存在し、電極１上に液滴が流れ落ちると、電極１間の静電容量が変化し、この静電容量に基づき検出した液滴の存在位置の時間経過による変化を判定できるようになる。
【００６１】
以上により、本発明の液滴検出装置１０２は、少なくとも３つの電極間の静電容量に基づき、液滴が存在するかを検出し、検出した液滴の存在位置の時間経過による変化を判定する制御部２４を備えたので、電極１間の静電容量の時間経過による変化があれば、液滴の位置が移動したと、判定することができる。このことにより、液滴の移動を確実に検知できる液滴検出装置１０１を提供できる。
【００６２】
また、複数の電極１のそれぞれの電極１間隔が２ｍｍ以下の１．５ｍｍであるので、最大外形幅が１．５ｍｍ以上の液滴を確実に検出することができる。このことにより、１．５ｍｍ以上の液滴の位置が移動したと、より確実に判定することができる。
【００６３】
また、電極１上に撥水コーティング層２５を有しているので、電極１上の撥水性が向上し、電極１上の液滴がそれぞれ細かく分離されるようになる。このため、撥水コーティング層２５が存在しない際に生じる、複数の電極１間をまたがって液体の皮膜ができるような状態を、より低減することができる。このことにより、細かく分離された液滴なので、液滴が移動したと、より一層確実に判定することができる。
【００６４】
［第３実施形態］
図１５は、本発明の第３実施形態の液滴検出ユニット５０３の斜視図である。図１６は、本発明の第３実施形態の液滴検出ユニット５０３を説明する図であって、断面構成図である。図１７は、本発明の第３実施形態の液滴検出ユニットに用いられる液滴検出装置１０３の斜視図である。なお、第１実施形態と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６５】
本発明の第３実施形態の液滴検出ユニット５０３は、図１５及び図１６に示すように、液滴検出装置１０３と、液滴検出装置１０３が装着されるパイプ３７と、を備えて構成される。また、液滴検出装置１０３は、図１７に示すように、９本の電極１と、９本の電極１間上の液滴の存在を検出する検出手段と、を備えて構成されている。この検出手段は、９本の電極１が敷設される絶縁基板３９の裏面側に備えられ、図１５及び図１６に示すように、９本の電極１間の静電容量の時間経過による変化を判定する制御部３４を有している。
【００６６】
電極１は、絶縁基板３９上に形成され、図１７に示すように、長方形の電極１が所定の方向ＤＲ（図１７に示すＸ方向）に並んで、９本、配設されている。そして、９本の電極１のそれぞれの電極幅は、例えば４ｍｍとし、９本の電極１のそれぞれの電極間隔ＡＤは、２ｍｍ以下であり、本発明の第３実施形態では、例えば１．０ｍｍとしている。また、図１６に示すように、電極１が並んだ所定の方向ＤＲが、液滴がパイプ３７の中を流れる方向ＦＤになるように、液滴検出装置１０３がパイプ３７に装着されている。
【００６７】
また、この電極１と絶縁基板３９は、一般に用いられているプリント配線板（ＰＣＢ：Printed Circuit Board）を用いて構成され、例えば、ガラス入りのエポキシ樹脂からなる基材上に設けられた銅（Ｃｕ）等の金属箔を所望の配線パターンが得られるようにパターニングしたものである。このプリント配線板（ＰＣＢ）は、第１実施形態及び第２実施形態のフレキシブル基板１９に対して、所謂リジット基板と呼ばれるものである。
【００６８】
また、電極１の一端側には、図１７に示すように、スルーホール３ｈが形成され、絶縁基板３９の裏側の配線（図示していない）と接続され、この配線（図示していない）により、電極１と制御部３４（図１５及び図１６を参照）とが電気的に接続されている。
【００６９】
検出手段の主となる構成要素としての制御部３４は、所謂、半導体集積回路（ＩＣ）を用いており、９本の電極１間の静電容量の変化やこの静電容量の時間経過による変化等を処理して演算している。この半導体集積回路（ＩＣ）のチップ片は、熱硬化性の合成樹脂でパッケージングされ、取り出し用のリード端子により、プリント配線板（ＰＣＢ）に実装されている。
【００７０】
パイプ３７は、絶縁性の合成樹脂を用い、図１５に示すように、円形状で両端が開口した筒状の形状を有しており、その外周の一部には、液滴検出装置１０３を装着するための平坦な外壁面３７ｐが形成されている。また、パイプ３７には、図１６に示すように、外壁面３７ｐとパイプ３７の壁を介して対向したパイプ３７の内壁面３７ｔに、撥水コーティング層３５を有している。この撥水コーティング層３５は、フッ素系の合成樹脂を好適に用いている。これにより、パイプ３７内をつたわる液滴が、それぞれ細かく分離されるようになる。このため、撥水コーティング層３５が存在しない際に生じる、複数の電極１間をまたがって液体の皮膜がパイプ３７の内壁面３７ｔにできるような状態を、より低減することができる。なお、本発明の第３実施形態では、撥水コーティング層３５がパイプ３７の内壁面３７ｔの全てに設けられているが、液滴検出装置１０３と対向する内壁面３７ｔの部分にのみ設けられていれば良い。
【００７１】
また、図示はしていないが、パイプ３７の両端側のそれぞれには、測定したい液滴が流れる被測定配管Ｐ３（図１５を参照）に、液滴検出ユニット５０３を装着するための固定部材が設けられている。これにより、被測定配管Ｐ３に、液滴検出ユニット５０３ひいては液滴検出装置１０３を容易に装着することができる。
【００７２】
以上のようにして液滴検出ユニット５０３が被測定配管Ｐ３に装着されて、被測定配管Ｐ２内に液滴が存在し、パイプ３７内に液滴が流れ落ちると、液滴検出装置１０３の電極１間の静電容量が変化し、この静電容量に基づき検出した液滴の存在位置の時間経過による変化を判定できるようになる。本発明の第３実施形態の液滴検出装置１０３の検出手段は、第１実施形態の液滴検出装置１０１の検出手段と同様な方法で行われる。
【００７３】
以上により、本発明の液滴検出ユニット５０３は、液滴検出装置１０３に、少なくとも３つの電極間の静電容量に基づき、液滴が存在するかを検出し、検出した液滴の存在位置の時間経過による変化を判定する制御部３４を備えたので、電極１間の静電容量の時間経過による変化があれば、液滴の位置が移動したと、判定することができる。このことにより、液滴の移動を確実に検知できる液滴検出ユニット５０３を提供できる。
【００７４】
また、液滴検出装置と、該液滴検出装置が外壁面に装着され両端が開口した絶縁性のパイプと、を備えたので、液滴検出ユニット５０３のパイプ３７の両端に被測定配管Ｐ３を接続するだけで、液滴検出ユニット５０３ひいては液滴検出装置１０３を容易に装着することができる。このことにより、液滴検出装置１０３を装着する製品ごとに、装着に関する設計をすることがなく、色々な製品への適用が容易にできる。
【００７５】
また、液滴検出装置１０３と対向するパイプ３７の内壁面３７ｔには、撥水コーティング層３５を有しているので、パイプ３７内をつたわる液滴が、それぞれ細かく分離されるようになる。このため、撥水コーティング層３５が存在しない際に生じる、複数の電極１間をまたがって液体の皮膜がパイプ３７の内壁面３７ｔにできるような状態を、より低減することができる。このことにより、細かく分離された液滴が移動したと、より一層確実に判定することができる。
【００７６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば次のように変形して実施することができ、これらの実施形態も本発明の技術的範囲に属する。
【００７７】
＜変形例１＞
上記第１実施形態では、円形の被測定配管Ｐ１に適用するため、フレキシブル基板１９を用いた構成であったが、矩形の筒状の被測定配管や一部に平坦部を有した被測定配管であれば、第３実施形態で用いた絶縁基板３９のように、リジット基板であっても良い。
【００７８】
＜変形例２＞
上記第１実施形態では、被測定配管Ｐ１の周方向の一部にフレキシブル基板１９を巻き付ける構成にしたが、被測定配管Ｐ１の周方向の全周を巻くような構成でも良い。
【００７９】
＜変形例３＞
上記第２実施形態では、被測定配管Ｐ２内へ液滴検出装置１０２を挿入して用いたが、筒状の連結部材を別途用意し、液滴検出装置１０２を連結部材内に装着し、この連結部材を被測定配管Ｐ２間に装着して用いても良い。
【００８０】
＜変形例４＞
上記第１実施形態及び第２実施形態では、電極１をフレキシブル基板１９上に形成して構成したが、フレキシブル基板１９を用いずに、被測定配管（Ｐ１、Ｐ２）に直接巻き付ける構成でも良い。
【００８１】
＜変形例５＞
上記第１実施形態及び第２実施形態では、主に曲面の外形を有した被測定配管（Ｐ１、Ｐ２）に巻き付けて用いたが、車両のウィンドウガラスのような平面状のものに貼り付けて使用しても良い。
【００８２】
＜変形例６＞
上記第３実施形態では、好適に、パイプ３７の内壁面３７ｔに撥水コーティング層３５を有した構成にしたが、撥水コーティング層３５を設けない構成でも良い。
【００８３】
＜変形例７＞
上記実施形態では、一方向のみに複数の電極１を並べて配設したが、液滴が流れる所定の方向に対応していくつかの方向に並べて配設しても良い。
【００８４】
＜変形例８＞
上記実施形態では、複数の電極１のそれぞれの電極間隔ＡＤを２ｍｍ以下にしたが、２ｍｍ以上であっても良い。また、それぞれの電極間隔ＡＤを一定にして構成したが、電極間隔を任意に変えた構成でも良い。
【００８５】
本発明は上記実施の形態に限定されず、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００８６】
１  電極
１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ  第１電極
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ  第２電極
１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ  第３電極
１４、２４、３４  制御部
２５、３５  撥水コーティング層
３７    パイプ
３７ｔ  内壁面
３７ｐ  外壁面
Ｓ１、Ｓ２  液滴
Ａ１１ａ、Ａ１１ｂ  第１接地電極
Ａ１２ａ、Ａ１２ｂ  第２接地電極
Ｄ１１ａ、Ｄ１１ｂ  第１駆動電極
Ｄ１２ａ、Ｄ１２ｂ  第２駆動電極
ＡＤ  電極間隔
ＣＡ１１、ＣＢ１１、ＣＡ１２、ＣＢ１２、ＣＡ１３、ＣＢ１３  第１静電容量
ＣＡ２１、ＣＢ２１、ＣＡ２２、ＣＢ２２、ＣＡ２３、ＣＢ２３  第２静電容量
１０１、１０２、１０３  液滴検出装置
５０３  液滴検出ユニット
【図１】
2014102105.tif 000003
【図２】
2014102105.tif 000004
【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】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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