(57)【要約】【課題】外的要因に起因する誤検知を低減する静電容量センサを提供する。【解決手段】静電容量センサ１００は、対象物との距離変化により静電容量が変化するセンサ電極１０と、制御部４０と、センサ電極１０と制御部４０との間に接続されるローパスフィルタ２０と、ローパスフィルタ２０のオンオフを切り替える第一スイッチ３１とを備える。制御部４０は、第一既定時間Ｔ１内に、第一スイッチ３１によってローパスフィルタ２０をオンにし、センサ電極１０に発生する第１静電容量を検出する。制御部４０は、第１静電容量が第一既定容量Ｃｔｈ０以上変化する場合に、第一スイッチ３１によってローパスフィルタ２０をオフにし、第二既定時間Ｔ２内にセンサ電極１０に発生する第２静電容量を検出する。制御部４０は、第２静電容量の変動幅が第二既定容量Ｃｔｈ１以上である場合に、センサ電極１０に電磁波が印加されていると判断する。【選択図】図１
2018096883.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物との距離変化により静電容量が変化する電極と、
前記電極と電気的に接続される制御部と、
前記電極と前記制御部との間に接続されるローパスフィルタと、
前記制御部により前記ローパスフィルタのオンオフを切り替えるスイッチと、を備え、
前記制御部は、
第１既定期間内に、前記スイッチによって前記ローパスフィルタをオンにし、前記電極に発生する第１静電容量を検出し、
前記第１静電容量が第１既定値以上変化する場合に、前記スイッチによって前記ローパスフィルタをオフにし、第２既定期間内に前記電極に発生する第２静電容量を検出し、前記第２静電容量の変動幅が第２既定値以上である場合に、前記電極に電磁波が印加されていると判断する
静電容量センサ。
【請求項２】
前記第１既定期間は前記第２既定期間よりも長い
請求項１に記載の静電容量センサ。
【請求項３】
前記第１既定期間は、前記電極に対する前記対象物の移動速度に対応した期間であり、
前記第２既定期間は、前記電磁波の周期に対応した期間である
請求項２に記載の静電容量センサ。
【請求項４】
前記制御部は、
前記第２既定期間内の前記第２静電容量の検出を繰り返し、
異なる前記第２既定期間の前記第２静電容量間の変動幅を、前記第２既定値と比較する
請求項１〜３のいずれか一項に記載の静電容量センサ。
【請求項５】
前記制御部は、
所定期間内において、異なる前記第２既定期間の前記第２静電容量間の変動幅の最大値を、前記第２既定値と比較する
請求項４に記載の静電容量センサ。
【請求項６】
前記制御部は、
前記第１既定期間内の前記第１静電容量の検出を繰り返し、
異なる前記第１既定期間の前記第１静電容量間の変化量を、前記第１既定値と比較する
請求項１〜５のいずれか一項に記載の静電容量センサ。
【請求項７】
前記ローパスフィルタは、抵抗器を含み、前記抵抗器の両端に前記スイッチが電気的に接続される
請求項１〜６のいずれか一項に記載の静電容量センサ。
【請求項８】
前記スイッチは、前記抵抗器の両端に直接接続される
請求項７に記載の静電容量センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、接近等の対象物の相対的な移動を検知する静電容量センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、対象物との距離の変化に伴って電極の静電容量が変化することを利用して、対象物の接近等の相対的な移動を検知する静電容量センサが提案されている。例えば、特許文献１には、センサ電極への人体の接近を検知する静電容量センサが開示されている。センサ電極は、基準コンデンサ及び抵抗それぞれと接続されている。センサ電極の静電容量の算出には、抵抗を介したセンサ電極の充電時間に基づく算出と、基準コンデンサを介したセンサ電極の充放電に基づく算出とのいずれかが、状況に応じて用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第９３０４１５６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載される静電容量センサは、外的要因による電磁波が印加されると、センサ電極がアンテナとなり、静電容量センサ内の電位が変動する可能性がある。これにより、静電容量センサに誤検知が発生することがある。
【０００５】
本開示は、外的要因に起因する誤検知を低減する静電容量センサを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様による静電容量センサは、対象物との距離変化により静電容量が変化する電極と、前記電極と電気的に接続される制御部と、前記電極と前記制御部との間に接続されるローパスフィルタと、前記制御部により前記ローパスフィルタのオンオフを切り替えるスイッチと、を備え、前記制御部は、第１既定期間内に、前記スイッチによって前記ローパスフィルタをオンにし、前記電極に発生する第１静電容量を検出し、前記第１静電容量が第１既定値以上変化する場合に、前記スイッチによって前記ローパスフィルタをオフにし、第２既定期間内に前記電極に発生する第２静電容量を検出し、前記第２静電容量の変動幅が第２既定値以上である場合に、前記電極に電磁波が印加されていると判断する。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の静電容量センサによれば、外的要因に起因する誤検知の低減が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態に係る静電容量センサの概念的な構成を示す図である。
【図２】図１の静電容量センサの具体的な構成の一例を示す図である。
【図３Ａ】実施の形態に係る静電容量センサによる検知動作の流れの一例を示すフローチャートである。
【図３Ｂ】実施の形態に係る静電容量センサによる検知動作の流れの一例を示すフローチャートである。
【図４】センサ電極の容量換算値を確定する処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図５】対象物の相対的な移動時におけるセンサ電極の容量換算値の変化の一例を示すグラフである。
【図６】ノイズ混入時におけるセンサ電極の容量換算値の変化の一例を示すグラフである。
【図７】実施の形態に係る静電容量センサの変形例の構成を示す図である。
【図８】実施の形態及び変形例に係る静電容量センサの適用例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、並びにステップの順序などは、一例であり、請求の範囲を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、第一、第二及び第三などの序数が、構成要素などに対して、表現上、適宜付け加えられる場合がある。
【００１０】
また、以下の実施の形態の説明において、略平行、略直交のような「略」を伴った表現が、用いられる場合がある。例えば、略平行とは、完全に平行であることを意味するだけでなく、実質的に平行である、すなわち、例えば数％程度の差異を含むことも意味する。他の「略」を伴った表現についても同様である。また、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。さらに、各図において、実質的に同一の構成要素に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化される場合がある。
【００１１】
［実施の形態］
［１．静電容量センサの構成］
図１及び図２を参照して、本開示の実施の形態に係る静電容量センサ１００の構成を説明する。図１は、実施の形態に係る静電容量センサ１００の概念的な構成を示す図である。図２は、図１の静電容量センサ１００の具体的な構成の一例を示す図である。静電容量センサ１００は、人の手足等の電位を伴った対象物が静電容量センサ１００のセンサ電極１０に接近すること、対象物がセンサ電極１０に接触すること、センサ電極１０の近傍で対象物がセンサ電極１０に対して移動すること等のセンサ電極１０に対する対象物の相対的な移動を検知し得る。センサ電極１０は、静電容量を有し、電界を形成する。対象物の相対的な移動により対象物とセンサ電極１０との距離が変化すると、当該電界が影響を受け、センサ電極１０の静電容量が変化する。例えば、手足等の人の身体部位がセンサ電極１０に接近すると、センサ電極１０の静電容量が増加する。このように、静電容量センサ１００は、対象物とセンサ電極１０との距離変化に起因するセンサ電極１０の静電容量の変化に基づき、対象物の相対的な移動を検知する。そして、静電容量センサ１００は、センサ電極１０が形成する電界の領域内での対象物の相対的な移動を検知し得る。ここで、センサ電極１０は、電極の一例である。
【００１２】
図１を参照すると、静電容量センサ１００は、センサ電極１０と、ローパスフィルタ２０と、スイッチ３１と、制御部４０とを備えている。制御部４０は、図示しない直流電圧源から直流電圧Ｖ１が印加される正極端子５１と、直流電圧Ｖ１より低い直流電圧Ｖ２が印加される負極端子５２との間に接続される。本実施の形態では、負極端子５２は、グランドに接続されるため、直流電圧Ｖ２はグランドの電位である。なお、上述の制御部４０の接続及び以降で説明する構成要素の接続は、電気的な接続を含み、物理的な直接的な接続であっても物理的な間接的な接続であってもよい。
【００１３】
センサ電極１０は、互いに間隔をあけて配置される第一電極１１及び第二電極１２を有している。センサ電極１０は、例えば、コンデンサを形成するが、第一電極１１及び第二電極１２を有するいかなる構成であってもよい。第一電極１１は、制御部４０に接続され、第二電極１２は、負極端子５２に接続されている。
【００１４】
ローパスフィルタ２０は、第一電極１１と制御部４０との間に、これらと直列に接続され、さらに、負極端子５２にも接続されている。スイッチ３１は、第一電極１１及びローパスフィルタ２０の接続点と、ローパスフィルタ２０及び制御部４０の接続点とに、接続される。つまり、スイッチ３１は、第一電極１１及び制御部４０に対して、ローパスフィルタ２０と並列に接続されている。スイッチ３１は、ローパスフィルタ２０を選択的にオン及びオフする。つまり、スイッチ３１は、センサ電極１０からの信号を制御部４０へ、ローパスフィルタ２０を介して伝達することと、ローパスフィルタ２０を介さずに伝達することとを、切り替える。
【００１５】
制御部４０は、制御部４０からセンサ電極１０などに出力する電流の制御、スイッチ３１のオン及びオフの動作の制御、センサ電極１０の静電容量の検出等を行う。上述のような構成の静電容量センサ１００では、スイッチ３１のオン及びオフの動作に応じて、センサ電極１０と制御部４０との接続は、ローパスフィルタ２０を介する接続と、ローパスフィルタ２０を介さない接続とから選択される。制御部４０は、スイッチ３１のオン状態及びオフ状態を切り替えつつ、センサ電極１０の静電容量の検出を行う。センサ電極１０の静電容量の検出処理の詳細は、後述する。
【００１６】
図２を参照すると、静電容量センサ１００の具体的な回路構成の一例が示されている。センサ電極１０は、第一電極１１及び第二電極１２を有している。ローパスフィルタ２０は、インピーダンス素子２１と、基準コンデンサ２２とを含む。本実施の形態では、インピーダンス素子２１は、抵抗器であるが、インダクタであってもよい。制御部４０は、定電流源６０と、比較器７０と、処理部８０と、スイッチ３２及び３３と、第一メモリ９１と、第二メモリ９２と、第三メモリ９３と、タイマ９４とを備えている。定電流源６０、第一メモリ９１、第二メモリ９２、第三メモリ９３及びタイマ９４は、例えば、静電容量センサ１００が搭載される装置が備えてもよい。以下において、スイッチ３１を第一スイッチと呼び、スイッチ３２及び３３をそれぞれ、第二スイッチ及び第三スイッチと呼ぶ。
【００１７】
定電流源６０は、例えば、定電流回路で構成される。定電流源６０は、正極端子５１からの電流を一定値にして、出力する。定電流源６０は、正極端子５１と接続され、さらに、センサ電極１０の第一電極１１とも接続される。定電流源６０と第一電極１１との間に、インピーダンス素子２１が直列に接続される。
【００１８】
第二スイッチ３２は、定電流源６０とインピーダンス素子２１との間に直列に接続される。つまり、定電流源６０、第二スイッチ３２、インピーダンス素子２１及びセンサ電極１０は、この順で直列に接続されている。第二スイッチ３２は、定電流源６０からインピーダンス素子２１への電流の流れを選択的にオン及びオフする。
【００１９】
第三スイッチ３３は、第二スイッチ３２とインピーダンス素子２１との接続点に接続され、さらに、負極端子５２にも接続されている。第三スイッチ３３は、第二スイッチ３２とインピーダンス素子２１との接続点から負極端子５２への電流の流れを選択的にオン及びオフする。
【００２０】
第一スイッチ３１は、センサ電極１０の第一電極１１とインピーダンス素子２１との接続点に接続され、さらに、インピーダンス素子２１と第二スイッチ３２との接続点にも接続される。本実施の形態では、第一スイッチ３１は、インピーダンス素子２１の両端に直接接続されるが、これに限定されない。
【００２１】
基準コンデンサ２２は、定電流源６０と第二スイッチ３２との接続点に接続され、さらに、負極端子５２にも接続されている。
【００２２】
タイマ９４は、処理部８０の制御によって動作するように構成されている。タイマ９４は、処理部８０の処理等に関連する時間を計測し、計測時間を処理部８０に送る。
【００２３】
比較器７０は、基準電圧Ｖｒｅｆと出力直流電圧Ｖｃとを比較し、比較結果を示す出力信号を、処理部８０に出力する。比較器７０の非反転入力端子（図２において、＋の端子）は、定電流源６０と第二スイッチ３２との接続点に接続される。出力直流電圧Ｖｃは、定電流源６０からの出力直流電圧であり、センサ電極１０に印加される電圧でもある。比較器７０の反転入力端子（図２において、−の端子）は、基準電圧Ｖｒｅｆを出力する図示しない基準電圧回路と接続される。
【００２４】
処理部８０は、第一スイッチ３１、第二スイッチ３２及び第三スイッチ３３のオンオフ動作を制御する。さらに、処理部８０は、比較器７０から、比較結果を示す出力信号を受け取り、受け取った出力信号を用いて、センサ電極１０の静電容量を検出する。処理部８０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等からなるコンピュータシステム（図示せず）により構成されてよい。処理部８０の一部又は全部の機能は、ＣＰＵがＲＡＭを作業用のメモリとして用いてＲＯＭに記録されたプログラムを実行することによって達成されてもよい。また、処理部８０の一部又は全部の機能は、専用のハードウェア回路によって達成されてもよい。なお、処理部８０は、集中制御を行う単独の構成要素で構成されてもよく、互いに協働して分散制御を行う複数の構成要素で構成されてもよい。
【００２５】
第一メモリ９１〜第三メモリ９３はそれぞれ、処理部８０から情報を受け取り、保管する。また、第一メモリ９１〜第三メモリ９３はそれぞれ、保管している情報が処理部８０によって引き出されるように構成されている。例えば、第一メモリ９１〜第三メモリ９３はそれぞれ、処理部８０が検出したセンサ電極１０の静電容量値を記憶し、保管する。第一メモリ９１〜第三メモリ９３はそれぞれ、例えば半導体メモリ又はハードディスクドライブ等によって実現されてよい。第一メモリ９１〜第三メモリ９３はそれぞれ、揮発性メモリであっても不揮発性メモリであってもよい。
【００２６】
［２．静電容量センサの動作］
以下、図２、図３Ａ、図３Ｂ及び図４を参照しつつ、図２に示される静電容量センサ１００の動作を説明する。なお、図３Ａ及び図３Ｂは、実施の形態に係る静電容量センサ１００による検知動作の流れの一例を示すフローチャートである。図４は、センサ電極１０の容量換算値を確定する処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００２７】
図３Ａ及び図３Ｂに示されるように、静電容量センサ１００が起動されると、処理部８０は、第一スイッチ３１を開操作つまりオフ操作する（ステップＳ１０１）。このとき、処理部８０は、第二スイッチ３２を閉状態つまりオン状態とし、第三スイッチ３３を開状態つまりオフ状態ともする。これにより、定電流源６０からの電流は、第一スイッチ３１及び第三スイッチ３３へ迂回せずに、インピーダンス素子２１を通ってセンサ電極１０へ流れる。
【００２８】
次いで、処理部８０は、予め定められた期間、つまり第一既定時間Ｔ１内でセンサ電極１０の静電容量の検出処理を行う（ステップＳ１０２）。詳細は後述するが、処理部８０は、第一既定時間Ｔ１経過毎に、センサ電極１０の静電容量の容量換算値を確定する処理を行う。言い換えれば、処理部８０は、第一既定時間Ｔ１内に容量換算値を確定する処理を繰り返す。第一既定時間Ｔ１の計時は、タイマ９４が行う。本実施の形態では、第一既定時間Ｔ１を、対象物に想定されるセンサ電極１０に対する移動速度に依存する期間とされる。このような第一既定時間Ｔ１は、時間Ｔ１の間での対象物の相対的な移動がセンサ電極１０の静電容量の変化に反映され得る長さとされ、５０ｍｓｅｃ（ミリ秒）が一例として挙げられる。そして、処理部８０は、確定した容量換算値Ｃ１を第一メモリ９１に格納する（ステップＳ１０３）。第一既定時間Ｔ１は、第１既定期間の一例である。
【００２９】
ここで、図４を参照して、処理部８０がセンサ電極１０の容量換算値を確定する処理を説明する。処理部８０は、確定処理を開始すると、まず、定電流源６０を停止する（ステップＳ２０１）。これにより、定電流源６０からの電流の出力が停止する。次いで、処理部８０は、第二スイッチ３２及び第三スイッチ３３を同時に閉じる操作をする（ステップＳ２０２）。このとき、第一スイッチ３１は、当該確定処理を開始する直前の状態で維持される。例えば、ステップＳ１０１の後では、第一スイッチ３１は開状態で維持される。第二スイッチ３２及び第三スイッチ３３が閉状態であるため、センサ電極１０及び基準コンデンサ２２それぞれにおける電位差が零となり、センサ電極１０及び基準コンデンサ２２の静電容量が零に初期化される。その後、処理部８０は、第二スイッチ３２及び第三スイッチ３３を同時に開く操作をし（ステップＳ２０３）、その後、定電流源６０を起動する（ステップＳ２０４）。
【００３０】
定電流源６０の起動後、処理部８０は、第二スイッチ３２及び第三スイッチ３３に対して、交互に、開操作と閉操作とを繰り返す（ステップＳ２０５）。つまり、第二スイッチ３２及び第三スイッチ３３の一方が開かれ且つ他方が閉じられた状態と、一方が閉じられ且つ他方が開かれた状態とが、交互に繰り返される。これにより、第二スイッチ３２が閉じられ、第三スイッチ３３が開かれているときは、センサ電極１０に電荷が蓄積される。ここで、センサ電極１０における静電容量は基準コンデンサ２２の静電容量に比べ小さいので、センサ電極１０へは、基準コンデンサ２２の電圧（出力直流電圧Ｖｃ）に至るまで急峻に電荷が蓄積される。一方、基準コンデンサ２２はセンサ電極１０に比べ、ゆっくりと電荷が蓄積される。そして、第二スイッチ３２が開かれ、第三スイッチ３３が閉じられているときは、センサ電極１０に蓄えられた電荷が放電される。
【００３１】
以上の動作を繰り返すことで、センサ電極１０の静電容量が大きければ、すなわち、対象物が近接していれば、センサ電極１０に多くの電荷が蓄積されるので、その分、基準コンデンサ２２に蓄積される電荷が少なくなる。ゆえに、基準コンデンサ２２の電圧（出力直流電圧Ｖｃ）が基準電圧Ｖｒｅｆに至るまでの時間（充電時間）が長くなる。このため、出力直流電圧Ｖｃが基準電圧Ｖｒｅｆを上回る充電時間を測定すれば、センサ電極１０の静電容量を推定することができ、換言すれば、対象物の近接を検出できる。
【００３２】
このような動作により、処理部８０は、比較器７０による出力直流電圧Ｖｃの検出結果に基づき、センサ電極１０の容量換算値を算出する。具体的には、比較器７０が、出力直流電圧Ｖｃが基準電圧Ｖｒｅｆを上回る、つまり、Ｖｃ＞Ｖｒｅｆであるか否かを判定する（ステップＳ２０６）。Ｖｃ＞Ｖｒｅｆである場合、比較器７０は、処理部８０に信号を出力し、これにより、処理部８０は、Ｖｃ＞Ｖｒｅｆであることを認識し（ステップＳ２０６でＹｅｓ）、ステップＳ２０７の処理へ進む。Ｖｃ＞Ｖｒｅｆでない場合、比較器７０は信号を出力しないため、処理部８０は、出力直流電圧Ｖｃ＞基準電圧Ｖｒｅｆでないことを認識し（ステップＳ２０６でＮｏ）、ステップＳ２０５へ戻る。
【００３３】
比較器７０から信号を受け取った処理部８０は、定電流源６０の起動時からＶｃ＞Ｖｒｅｆとなるまでの経過時間である充電時間に基づき、センサ電極１０の推定静電容量である容量換算値Ｃを推定する（ステップＳ２０７）。
【００３４】
なお、センサ電極１０の推定静電容量は、充電時間に比例する。例えば、センサ電極１０の近傍に又はセンサ電極１０に接触して対象物が存在する場合、センサ電極１０の静電容量が大きくなる。これにより、定電流源６０からセンサ電極１０への充電電流が大きくなるが、定電流源６０から基準コンデンサ２２への充電電流が小さくなる。よって、基準コンデンサ２２の充電時間が長くなる。一方、センサ電極１０の近傍に対象物がない場合、センサ電極１０の静電容量が小さくなるため、定電流源６０からセンサ電極１０への充電電流が小さくなり、定電流源６０から基準コンデンサ２２への充電電流が大きくなる。よって、基準コンデンサ２２の充電時間が短くなる。
【００３５】
上述のようなステップＳ２０１〜Ｓ２０７の処理によって、センサ電極１０の容量換算値は、静電容量が一端初期化された後に算出される。
【００３６】
図３Ａ及び図３Ｂに戻り、ステップＳ１０１での第一スイッチ３１の開操作後、第一既定時間Ｔ１が経過していれば（ステップＳ１０４でＹｅｓ）、処理部８０は、センサ電極１０の容量換算値を新たに算出し確定する処理を行う（ステップＳ１０５）。第一既定時間Ｔ１が経過していない場合（ステップＳ１０４でＮｏ）、処理部８０は、経過時間の判定処理（ステップＳ１０４）を繰り返す。
【００３７】
ステップＳ１０５では、処理部８０は、上述したステップＳ２０１〜Ｓ２０７の処理によって、センサ電極１０の容量換算値Ｃ２を新たに確定する。そして、処理部８０は、確定した新たな容量換算値Ｃ２を第二メモリ９２に格納する（ステップＳ１０６）。次いで、処理部８０は、容量換算値Ｃ２と、容量換算値Ｃ２の確定処理の１つ前の容量換算値の確定処理で確定した容量換算値Ｃ１とを比較する。具体的には、処理部８０は、容量換算値Ｃ２と容量換算値Ｃ１との差異であるＣ２−Ｃ１の絶対値｜Ｃ２−Ｃ１｜が、第一既定容量Ｃｔｈ０以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０７）。ここで、第一既定容量Ｃｔｈ０は、第１既定値の一例である。
【００３８】
なお、｜Ｃ２−Ｃ１｜は、センサ電極１０に対する対象物の相対速度を反映し得る。例えば、センサ電極１０に接近する対象物の相対速度が大きくなれば、｜Ｃ２−Ｃ１｜は大きくなる。しかしながら、｜Ｃ２−Ｃ１｜が閾値以上であるような大きい値の場合、｜Ｃ２−Ｃ１｜は対象物の相対速度を反映せずに、比較的高周波であるノイズ等の外乱による影響を反映している可能性がある。本実施の形態では、第一既定容量Ｃｔｈ０は、このような閾値として設定される。
【００３９】
｜Ｃ２−Ｃ１｜＜Ｃｔｈ０の場合（ステップＳ１０７でＮｏ）、処理部８０は、容量換算値Ｃ１及びＣ２に基づき、センサ電極１０に対する対象物の相対的な移動の有無及びその内容を判断する（ステップＳ１０９）。なお、処理部８０は、｜Ｃ２−Ｃ１｜が略ゼロの場合、対象物の相対的な移動を検出しないが、｜Ｃ２−Ｃ１｜が略ゼロでない場合、対象物の相対的な移動を検出し得る。さらに、処理部８０は、第一既定時間Ｔ１毎に算出される｜Ｃ２−Ｃ１｜の値の変化に基づいて、接近、動作等の対象物の相対的な移動の種別を判断し得る。相対的な移動の種別の判断の詳細は後述する。そして、処理部８０は、判断結果を、信号等により出力する。なお、｜Ｃ２−Ｃ１｜が略ゼロである状態とは、センサ電極１０の周囲の空気の状態等の環境の変化に起因する容量換算値の変化を考慮して、容量換算値が変化していないとみなすことができる状態を意味する。
【００４０】
次いで、処理部８０は、第二メモリ９２に格納されているデータを第一メモリ９１へ格納する（ステップＳ１１０）。これにより、容量換算値Ｃ２が、新たな容量換算値Ｃ１として第一メモリ９１に格納される。なお、第一メモリ９１において、過去の容量換算値Ｃ１は、新たな容量換算値Ｃ１によって更新されてもよく、残されてもよい。その後、処理部８０は、ステップＳ１０４以降の動作を継続する。
【００４１】
｜Ｃ２−Ｃ１｜≧Ｃｔｈ０の場合（ステップＳ１０７でＹｅｓ）、処理部８０は、第一スイッチ３１を閉操作する（ステップＳ１０８）。このとき、処理部８０は、第二スイッチ３２を閉状態とし、第三スイッチ３３を開状態ともする。これにより、定電流源６０からの電流は、インピーダンス素子２１を迂回し、第一スイッチ３１を通ってセンサ電極１０へ流れる。
【００４２】
次いで、処理部８０は、予め定められた期間、つまり第二既定時間Ｔ２内でセンサ電極１０の容量換算値を確定する処理を行う（ステップＳ１１１）。詳細は後述するが、処理部８０は、第一既定時間Ｔ１と異なる第二既定時間Ｔ２経過毎に、センサ電極１０の容量換算値を確定する処理を行う。言い換えれば、処理部８０は、第二既定時間Ｔ２内に容量換算値を確定する処理を繰り返す。本実施の形態では、第二既定時間Ｔ２を、センサ電極１０に作用する対象物以外の外乱であるノイズ等による電磁波の周期に依存する期間とされる。このような電磁波は、比較的高周波である。そして、第二既定時間Ｔ２は、電磁波の影響が、時間Ｔ２毎に確定されるセンサ電極１０の静電容量の変動に反映され得る長さとされ、５ｍｓｅｃ（ミリ秒）が一例として挙げられる。このように、本実施の形態では、第二既定時間Ｔ２は、第一既定時間Ｔ１よりも大幅に小さくなる。そして、処理部８０は、第二既定時間Ｔ２経過毎に確定した容量換算値Ｃｎｋ（ｋ＝１，２，・・・・，ｎ）を第三メモリ９３に格納する（ステップＳ１１２）。第三メモリ９３は、複数のメモリＲｎｋ（ｋ＝１，２，・・・・，ｍ）によって構成されている。なお、ｍ≧ｎである。複数の容量換算値Ｃｎｋはそれぞれ、１つのメモリＲｎｋに格納される。ここで、第二既定時間Ｔ２は、第２既定期間の一例である。
【００４３】
処理部８０は、ステップＳ１１１の処理を初めて開始した後、又は、直近に第二既定時間Ｔ２の経過をカウントした後、第二既定時間Ｔ２が経過していれば（ステップＳ１１３でＹｅｓ）、ステップＳ１１４の処理へ進む。第二既定時間Ｔ２が経過していない場合（ステップＳ１１３でＮｏ）、処理部８０は、経過時間の判定処理（ステップＳ１１３）を繰り返す。
【００４４】
さらに、処理部８０は、ステップＳ１１４において、ステップＳ１１１の処理を初めて開始した後、第一既定時間Ｔ１が経過していれば（ステップＳ１１４でＹｅｓ）、ステップＳ１１５の処理へ進む。第一既定時間Ｔ１が経過していない場合（ステップＳ１１４でＮｏ）、処理部８０は、ステップＳ１１１に戻り、センサ電極１０の新たな容量換算値Ｃｎｋを確定する処理を行う。このように、Ｓ１１１〜Ｓ１１４の処理を繰り返すことによって、第三メモリ９３の複数のメモリＲｎｋには、複数の容量換算値Ｃｎｋ（ｋ＝１，２，・・・・，ｎ）が順次格納される。そして、Ｓ１１１〜Ｓ１１４の処理の繰り返しは、第一既定時間Ｔ１にわたって行われる。
【００４５】
ステップＳ１１５では、処理部８０は、複数のメモリＲｎｋに格納されている複数の容量換算値Ｃｎｋから、最大値Ｃｍａｘと最小値Ｃｍｉｎとを抽出する。さらに、処理部８０は、最大値Ｃｍａｘと最小値Ｃｍｉｎとの差異であるＣｍａｘ−Ｃｍｉｎの絶対値｜Ｃｍａｘ−Ｃｍｉｎ｜が、第二既定容量Ｃｔｈ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１６）。つまり、処理部８０は、第一既定時間Ｔ１内における容量換算値Ｃｎｋの変動幅、具体的には最大の変動幅が第二既定容量Ｃｔｈ１以上であるか否かを判定する。ここで、第二既定容量Ｃｔｈ１は、第２既定値の一例である。
【００４６】
なお、容量換算値Ｃｎｋの変動幅について、センサ電極１０に対する対象物の相対的な移動に起因する容量換算値の変動幅よりも、ノイズ等による電磁波に起因する容量換算値の変動幅の方が大きくなる。このため、容量換算値Ｃｎｋの変動幅が閾値以上であるような大きい値の場合、この変動幅は、電磁波に起因する可能性が高くなる。本実施の形態では、第二既定容量Ｃｔｈ１は、このような閾値として設定される。特に、｜Ｃｍａｘ−Ｃｍｉｎ｜を用いることによって、容量換算値Ｃｎｋの変動幅の評価が効率的になる。
【００４７】
｜Ｃｍａｘ−Ｃｍｉｎ｜≧Ｃｔｈ１の場合（ステップＳ１１６でＹｅｓ）、処理部８０は、センサ電極１０に外乱によるノイズ等の電磁波が加えられていると判断し、外乱ノイズフラグを立てる（ステップＳ１１７）。その後、処理部８０は、第一スイッチ３１を開操作する（ステップＳ１１８）。次に、処理部８０は、インピーダンス素子２１及び基準コンデンサ２２によるローパスフィルタ２０をオンにした状態で、検出されるセンサ電極１０の容量確定値が外乱を含んだ値であると認識しつつ、対象物の相対的な移動を検知する処理を行ってもよい。また、処理部８０は、ステップＳ１０４に戻り、第一既定時間Ｔ１毎のセンサ電極１０の容量換算値の検出を行ってもよく、ステップＳ１０８に戻り、第一既定時間Ｔ１内での第二既定時間Ｔ２毎のセンサ電極１０の容量換算値の検出を行ってもよい。さらに、処理部８０は、フィルタを使用してノイズを除去してもよい。又は、処理部８０は、対象物の相対的な移動の検知処理を中断してもよい。
【００４８】
｜Ｃｍａｘ−Ｃｍｉｎ｜＜Ｃｔｈ１の場合（ステップＳ１１６でＮｏ）、処理部８０は、センサ電極１０に電磁波が加えられていないと判断し、第二メモリ９２に格納されているデータを第一メモリ９１へ格納する（ステップＳ１１９）。これにより、第二メモリ９２に格納されていた容量換算値Ｃ２が、新たな容量換算値Ｃ１として第一メモリ９１に格納される。なお、処理部８０は、第三メモリ９３に格納されている複数の容量換算値Ｃｎｋの少なくとも１つを、新たな容量換算値Ｃ１として第一メモリ９１へ格納してもよい。格納される容量換算値は、複数の容量換算値Ｃｎｋのうちの１つであってよく、例えば、最後に算出された容量換算値Ｃｎｋであってもよい。又は、格納される容量換算値は、複数の容量換算値Ｃｎｋに対して、統計的演算により算出されてもよい。例えば、格納される容量換算値は、複数の容量換算値Ｃｎｋの種々の平均値、中央値、最頻値、最大値、最小値等の代表値であってもよい。
【００４９】
ステップＳ１１９に次いで、処理部８０は、第一スイッチ３１を開操作する（ステップＳ１２０）。そして、処理部８０は、インピーダンス素子２１及び基準コンデンサ２２によるローパスフィルタ２０をオンにした状態で、対象物の相対的な移動を検知する処理を行う。具体的には、処理部８０は、センサ電極１０の新たな容量換算値Ｃ２を検出する処理を行う（ステップＳ１２１）。次に、処理部８０は、検出した新たな容量換算値Ｃ２を第二メモリ９２に格納し（ステップＳ１２２）、第一メモリ９１の容量換算値Ｃ１及び第二メモリ９２の容量換算値Ｃ２に基づき、センサ電極１０に対する対象物の相対的な移動の有無及びその内容を判断する（ステップＳ１２３）。なお、処理部８０は、ステップＳ１０９と同様に、Ｃ２−Ｃ１が略ゼロの場合、対象物の相対的な移動を検出しないが、Ｃ２−Ｃ１が略ゼロでない場合、対象物の相対的な移動を検出し得る。さらに、処理部８０は、第一既定時間Ｔ１毎に算出されるＣ２−Ｃ１の値の変化に基づいて、対象物の相対的な移動の種別を判断し得る。そして、処理部８０は、判断結果を、信号等により出力する。
【００５０】
次いで、処理部８０は、第二メモリ９２に格納されているデータを第一メモリ９１へ格納する（ステップＳ１２４）。これにより、容量換算値Ｃ２が、新たな容量換算値Ｃ１として第一メモリ９１に格納される。その後、処理部８０は、ステップＳ１０４に戻り、第一既定時間Ｔ１毎のセンサ電極１０の容量換算値の検出を行う。
【００５１】
ここで、図５を参照して、ステップＳ１０９及びＳ１２３において、処理部８０が対象物の相対的な移動の種別を判断する処理の詳細を説明する。なお、図５は、対象物の相対的な移動時におけるセンサ電極１０の容量換算値の変化の一例を示すグラフである。図５は、対象物の相対的な移動として、センサ電極１０に人の手指等による人為的操作が加えられた場合の容量換算値の変化の一例を示す。図５において、縦軸は、容量換算値を示し、横軸は、時間（単位：ｍｓ［ミリ秒］）を示す。そして、図５では、第一既定時間Ｔ１毎に検出されたセンサ電極１０の容量換算値が、経時的にプロットされ、プロットされた点が線で結ばれている。
【００５２】
例えば、時刻ｔａ〜ｔｂの間では、容量換算値が略一定であるため、処理部８０は、センサ電極１０に対する対象物の相対的な移動はないと判断する。つまり、処理部８０は、センサ電極１０に第零人為的操作が作用していると判断する。
【００５３】
時刻ｔｂから時間Ｔ１が経過した時刻ｔｃにおいて、時刻ｔｂでの容量換算値Ｃｔｂと、時刻ｔｃでの容量換算値Ｃｔｃとの差異｜Ｃｔｃ−Ｃｔｂ｜が既定値Ａ（Ａ＞０）を超える。つまり、｜Ｃｔｃ−Ｃｔｂ｜＞Ａである。このため、処理部８０は、センサ電極１０に対する対象物の相対的な移動があると判断し、具体的には、センサ電極１０に作用する人為的操作が第零人為的操作から第一人為的操作に移行したと判断する。
【００５４】
時刻ｔｃから時間Ｔ１が経過した時刻ｔｄにおいて、容量換算値Ｃｔｃと、時刻ｔｄでの容量換算値Ｃｔｄとの差異｜Ｃｔｄ−Ｃｔｃ｜が既定値Ｂ（Ｂ＞０）を超える。つまり、｜Ｃｔｄ−Ｃｔｃ｜＞Ｂである。このため、処理部８０は、センサ電極１０に作用する人為的操作が第一人為的操作から第二人為的操作に移行したと判断する。
【００５５】
時刻ｔｄから時間Ｔ１が経過した時刻ｔｅにおいて、容量換算値Ｃｔｄと、時刻ｔｅでの容量換算値Ｃｔｅとの差異｜Ｃｔｅ−Ｃｔｄ｜が既定値Ｃ（Ｃ＞０）を超える。つまり、｜Ｃｔｅ−Ｃｔｄ｜＞Ｃである。このため、処理部８０は、センサ電極１０に作用する人為的操作が第二人為的操作から第三人為的操作に移行したと判断する。
【００５６】
時刻ｔｅから時間Ｔ１が経過した時刻ｔｆにおいて、容量換算値Ｃｔｅと、時刻ｔｆでの容量換算値Ｃｔｆとの差異｜Ｃｔｆ−Ｃｔｅ｜が既定値Ｄ（Ｄ＞０）を下回る。つまり、｜Ｃｔｆ−Ｃｔｅ｜＜Ｄである。このため、処理部８０は、センサ電極１０に作用する人為的操作が第三人為的操作から第四人為的操作に移行したと判断する。
【００５７】
処理部８０は、第零人為的操作〜第四人為的操作の組み合わせ及び順序に基づき、一連の相対的な移動が、タッチ、フリック、スワイプ、スライド、誤接触等のうちのいかなる人為的操作であるかを判断する。これにより、処理部８０による人為的操作の誤検知が低減する。処理部８０が判断に用いる人為的操作の数量は上述のように５つに限定されず、いかなる数量であってもよい。さらに、各人為的操作に設定される既定値も、人為的操作に応じて任意に設定され得る。
【００５８】
次に、図６を参照して、ステップＳ１０７〜Ｓ１１７の処理の具体的な適用例を説明する。なお、図６は、ノイズ混入時におけるセンサ電極１０の容量換算値の変化の一例を示すグラフである。図６において、縦軸は、容量換算値を示し、横軸は、時間（単位：ｍｓ）を示す。そして、図６では、第一既定時間Ｔ１毎に検出されるセンサ電極１０の容量換算値が、経時的にプロットされ、容量換算値の連続的な変化が線で描かれている。図６の例は、センサ電極１０に対する対象物の相対的な移動がない状態を示す。
【００５９】
図６に示されるように、時刻ｔ０〜ｔ１の間では、容量換算値が略一定であり、センサ電極１０にノイズが作用していない。時刻ｔ１以降では、センサ電極１０にノイズが作用し、センサ電極１０の容量換算値が短周期で大きく変動する。通常、処理部８０は、インピーダンス素子２１及び基準コンデンサ２２によるローパスフィルタ２０がオンの状態で、時刻ｔ１から時間Ｔ１が順次経過した時刻ｔ１＋Ｔ１，ｔ１＋２Ｔ１，・・・・，ｔ１＋ｋＴ１，・・・・・（ｋ＝１，２，・・・・）において、センサ電極１０の容量換算値を検出する。ローパスフィルタ２０がオンの状態で容量換算値を検出した場合の検出結果が、図６において、プロットされた点によって示されている。
【００６０】
例えば、ノイズの混入により、時刻ｔ１の容量換算値Ｃｔ１（第１静電容量）と、時刻ｔ１＋Ｔ１の容量換算値Ｃｔ２（第１静電容量）との間に差異が生じるため、処理部８０は、センサ電極１０に対する対象物の相対的な移動があると誤判断する可能性がある。このため、処理部８０は、差異｜Ｃｔ２−Ｃｔ１｜（第１静電容量の変化）が第一既定容量Ｃｔｈ０（第１既定値）以上である場合、この差異が対象物の相対的な移動に起因するか、ノイズに起因するかを判断する。例えば、｜Ｃｔ２−Ｃｔ１｜≧Ｃｔｈ０の場合、センサ電極１０に対する対象物の相対速度が想定される相対速度以上であるため、容量換算値の差異が対象物の相対的な移動に起因しない可能性がある。なお、第一既定容量Ｃｔｈ０は、図５の説明で挙げた人為的操作に関する既定値Ａ〜Ｄ以上の値である。
【００６１】
処理部８０は、上記判断を行うために、時刻ｔ１＋Ｔ１において第一スイッチ３１を閉操作してローパスフィルタ２０をオフ状態とし、時刻ｔ１＋Ｔ１から時刻ｔ１＋２Ｔ１までの第一既定時間Ｔ１内において、第一既定時間Ｔ１と異なる第二既定時間Ｔ２毎に、センサ電極１０の容量換算値（第２静電容量）を検出する。そして、処理部８０は、時刻ｔ１＋２Ｔ１において、第一スイッチ３１を開操作してローパスフィルタ２０をオン状態にする。ノイズは比較的高い周波数を有するため、ローパスフィルタ２０がオフ状態であることによって、ノイズの影響を含んだ容量換算値が検出される。なお、第二既定時間Ｔ２は、上述したように、電磁波の影響が、時間Ｔ２毎に検出される容量換算値の変動に反映され得る長さに設定される。例えば、第二既定時間Ｔ２は、ノイズによる電磁波の周波数に対応して設定され、より具体的には、１／４周期等の電磁波の周期よりも大幅に短い長さに設定され得る。
【００６２】
処理部８０は、第一既定時間Ｔ１内において、第二既定時間Ｔ２毎に検出された容量換算値の中から、最大値Ｃｍａｘ及び最小値Ｃｍｉｎを抽出する。さらに、処理部８０は、最大値Ｃｍａｘ及び最小値Ｃｍｉｎの差異｜Ｃｍａｘ−Ｃｍｉｎ｜（第２静電容量の変動幅）が第二既定容量Ｃｔｈ１（第２既定値）以上である場合、この差異をノイズに起因すると判断する。つまり、容量換算値の最大変動幅が第二既定容量Ｃｔｈ１以上である場合、センサ電極１０がノイズによる電磁波の作用を受けているとみなされる。
【００６３】
第二既定時間Ｔ２毎に容量換算値を検出することによって、第一既定時間Ｔ１毎の検出では得られない短い周期での容量換算値の変化が検出される。このため、容量換算値の変化が、ノイズに起因するか否かの判定確度が高まる。
【００６４】
［３．効果等］
上述したように、実施の形態に係る静電容量センサ１００は、対象物との距離変化により静電容量が変化するセンサ電極１０と、センサ電極１０と電気的に接続される制御部４０と、センサ電極１０と制御部４０との間に接続されるローパスフィルタ２０と、制御部４０によりローパスフィルタ２０のオンオフを切り替える第一スイッチ３１とを備える。制御部４０は、第１既定期間としての第一既定時間Ｔ１内に、第一スイッチ３１によってローパスフィルタ２０をオンにし、センサ電極１０に発生する第１静電容量を検出する。制御部４０は、第１静電容量が第１既定値としての第一既定容量Ｃｔｈ０以上変化する場合に、第一スイッチ３１によってローパスフィルタ２０をオフにし、第２既定期間としての第二既定時間Ｔ２内にセンサ電極１０に発生する第２静電容量を検出する。制御部４０は、第２静電容量の変動幅が第２既定値としての第二既定容量Ｃｔｈ１以上である場合に、センサ電極１０に電磁波が印加されていると判断する。
【００６５】
上述の構成において、センサ電極１０に印加された電磁波により、対象物の相対的な移動に起因する静電容量の変動よりも、短い周期でセンサ電極１０の静電容量（第１静電容量）が変動する。第１静電容量が第一既定容量Ｃｔｈ０以上変化する場合、つまり、第１静電容量の変化に異常がある可能性がある場合、ローパスフィルタ２０は、オフとされ、電磁波に起因した静電容量の変動は除去されなくなる。この状態で、第一既定時間Ｔ１と異なる第二既定時間Ｔ２を用いて静電容量（第２静電容量）を検出することによって、電磁波に起因した第２静電容量の変動の検出が可能になる。そして、第２静電容量の変動幅と第二既定容量Ｃｔｈ１とを比較することによって、第２静電容量の変動を電磁波に起因した変動に特定することが可能となる。よって、静電容量センサ１００は、外的要因に起因する対象物の相対的な移動の誤検知を低減することができる。また、ローパスフィルタ２０がオン状態のとき、センサ電極１０からは、高周波成分が除去された信号が制御部４０に入力されるため、短い周期でのセンサ電極１０の静電容量の変化が抑えられる。また、センサ電極１０に対する対象物の相対的な移動に起因する静電容量の変動周期も比較的長い。これにより、静電容量の検出周期を長くすることができ、静電容量センサ１００の電力消費が抑えられる。
【００６６】
また、実施の形態に係る静電容量センサ１００において、第一既定時間Ｔ１は第二既定時間Ｔ２よりも長い。上述の構成において、第二既定時間Ｔ２内の第２静電容量を検出することによって、第一既定容量Ｃｔｈ０内で第１静電容量を検出するよりも、短い周期での静電容量の検出が可能である。これにより、センサ電極１０に電磁波が作用している場合、検出された第２静電容量に、電磁波の影響が現れやすくなる。
【００６７】
また、実施の形態に係る静電容量センサ１００において、第一既定時間Ｔ１は、センサ電極１０に対する対象物の移動速度に対応した期間であり、第二既定時間Ｔ２は、電磁波の周期に対応した期間である。上述の構成において、第一既定時間Ｔ１内でのセンサ電極１０の第１静電容量の検出を、対象物の相対的な移動の検出に適するようにすることができ、第二既定時間Ｔ２内でのセンサ電極１０の第２静電容量の検出を、電磁波の印加の検出に適するようにすることができる。
【００６８】
また、実施の形態に係る静電容量センサ１００において、制御部４０は、第二既定時間Ｔ２内のセンサ電極１０の第２静電容量の検出を繰り返し、異なる第二既定時間Ｔ２の第２静電容量間の変動幅を、第二既定容量Ｃｔｈ１と比較する。上述の構成において、第二既定時間Ｔ２を周期とするセンサ電極１０の第２静電容量の変動と、第二既定容量Ｃｔｈ１との比較が精度よく可能になる。
【００６９】
さらに、実施の形態に係る静電容量センサ１００において、制御部４０は、所定期間において、異なる第二既定時間Ｔ２のセンサ電極１０の第２静電容量間の変動幅の最大値を、第二既定容量Ｃｔｈ１と比較する。上述の構成によって、センサ電極１０の静電容量の変動が、電磁波に起因するか電磁波以外のものに起因するかをより高精度に特定することが可能になる。なお、上記所定期間は、実施の形態では、第一既定時間Ｔ１であるが、これに限定されず、任意に設定されてもよい。
【００７０】
また、実施の形態に係る静電容量センサ１００において、制御部４０は、第一既定時間Ｔ１内のセンサ電極１０の第１静電容量の検出を繰り返し、異なる第一既定時間Ｔ１の第１静電容量間の変化量を、第一既定容量Ｃｔｈ０と比較する。上述の構成によって、センサ電極１０の静電容量の変化の検出が精度よく可能になる。
【００７１】
また、実施の形態に係る静電容量センサ１００において、ローパスフィルタ２０は、抵抗器としてのインピーダンス素子２１を含み、インピーダンス素子２１の両端に第一スイッチ３１が電気的に接続される。上述の構成において、第一スイッチ３１は、オフ状態で、センサ電極１０からの信号がインピーダンス素子２１を通って制御部４０へ流れることを許容し、オン状態で、信号がインピーダンス素子２１を迂回し第一スイッチ３１を通って制御部４０へ流れることを許容する。よって、簡単な回路構成により、第一スイッチ３１によるローパスフィルタ２０のオンオフ操作が可能になる。
【００７２】
さらに、実施の形態に係る静電容量センサ１００において、第一スイッチ３１は、抵抗器としてのインピーダンス素子２１の両端に直接接続される。上述の構成によって、インピーダンス素子２１が短絡されるので、インピーダンス素子２１が接続されている場合のローパスフィルタ２０の時定数を最小化することができる。その結果、最大の周波数帯域で電磁波の影響を検出できる。
【００７３】
［変形例］
次に、実施の形態に係る静電容量センサの変形例を説明する。以下、図７を参照しつつ、本変形例について、実施の形態と異なる点を中心に説明する。なお、図７は、実施の形態に係る静電容量センサの変形例の構成を、図２と同様に示す図である。
【００７４】
変形例に係る静電容量センサ２００は、実施の形態に係る静電容量センサ１００が抵抗器として備えていたインピーダンス素子２１を、インダクタとして備える。さらに、静電容量センサ２００は、インピーダンス素子２１と第三スイッチ３３との接続点に接続される抵抗器２２１を備えている。本例では、抵抗器２２１は、インピーダンス素子２１と第三スイッチ３３と第二スイッチ３２との接続点に接続されているが、これに限定されない。抵抗器２２１は、負極端子５２にも接続されている。これにより、インピーダンス素子２１及び抵抗器２２１は、ローパスフィルタとして機能することができる。また、インピーダンス素子２１及び基準コンデンサ２２は、ローパスフィルタ２０を構成する。
【００７５】
例えば、制御部４０の処理部８０によるセンサ電極１０の容量換算値の検出時、第二スイッチ３２及び第三スイッチ３３を交互に開操作及び閉操作する際、インピーダンス素子２１、基準コンデンサ２２、及び抵抗器２２１は、センサ電極１０から出力される信号からノイズ等の高周波成分を除去する。よって、実施の形態と異なるローパスフィルタ２０の回路構成であっても、センサ電極１０におけるノイズが低減する。また、本変形例に係る静電容量センサ２００によれば、実施の形態に係る静電容量センサ１００と同様の効果が得られる。なお、静電容量センサを構成する回路は、本変形例及び実施の形態に限定されず、センサ電極１０とローパスフィルタ２０とスイッチ３１と制御部４０とを備える種々の回路の適用が可能である。
【００７６】
なお、図７の構成において、抵抗器２２１と、インピーダンス素子２１及び第三スイッチ３３との接続点の間に、第四スイッチ（図示せず）を設けてもよい。この場合、制御部４０は、第一スイッチ３１のオン、オフと逆転するように第四スイッチをオン、オフ操作を行う。これにより、ローパスフィルタ２０を機能させないとき、すなわち、第一スイッチ３１がオンのときに、第四スイッチはオフになるので、抵抗器２２１が切り離される。その結果、より高周波な電磁波の印加の検出が可能となる。
【００７７】
［静電容量センサの適用例］
上述した実施の形態及び変形例に係る静電容量センサは、対象物が静電容量センサに接触する及び接触しないに関わらず、対象物の相対的な移動を検知することができる。例えば、図８に示されるように、実施の形態及び変形例に係る静電容量センサは、人の手指の接触及び動作を検知するセンサに適用可能である。なお、図８は、実施の形態及び変形例に係る静電容量センサの適用例を示す斜視図である。静電容量センサは、人の手指が接触する基板Ｓに埋め込まれる。具体的には、静電容量センサのセンサ電極１０の第一電極１１及び第二電極１２が、基板Ｓに埋め込まれ、さらに、基板Ｓの表面に沿って、互いに間隔をあけて並んで配置される。人の手指の基板Ｓへの接触、基板Ｓ上での人の手指の移動等が、センサ電極１０を介して静電容量センサに検知され得る。
【００７８】
また、実施の形態及び変形例に係る静電容量センサは、車両等のドア、リアゲート等の開閉を制御するためにも用いられ得る。例えば、ドア、リアゲート等の下方、つまり車両の下部に人が足を挿入すると、静電容量センサは、足の接近及び移動方向を検知し、ドア、リアゲート等を開錠及び開放してもよい。この場合、静電容量センサは、足との非接触状態で、足の接近及び動作を検知し得る。このような静電容量センサは、スイッチとして機能し得る。静電容量センサは、人の身体部位の接近及び動作等を検知するいかなる用途にも適用可能である。
【００７９】
［他の変形例等］
以上、本出願において開示する技術の例示として、１つ又は複数の態様に係る静電容量センサについて、実施の形態に基づいて説明した。しかしながら、本開示における技術は、実施の形態に限定されるものではなく、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態の変形例又は他の実施の形態にも適用可能である。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したもの、及び異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、１つ又は複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
【００８０】
例えば、上記実施の形態及び変形例に係る静電容量センサでは、制御部４０の処理部８０は、第一既定時間Ｔ１毎に確定されるセンサ電極１０の容量換算値における変化量を算出する際、新しく確定された容量換算値Ｃ２と、容量換算値Ｃ２の確定処理の１つ前の容量換算値の確定処理で確定された容量換算値Ｃ１との差異｜Ｃ２−Ｃ１｜を算出していたが、これに限定されない。例えば、処理部８０は、容量換算値Ｃ２と、容量換算値Ｃ２の確定処理の２つ以上前の容量換算値の確定処理で確定された容量換算値との差異を算出してもよい。又は、処理部８０は、容量換算値Ｃ２と、容量換算値Ｃ２の確定処理の１つ以上前の容量換算値の確定処理で確定された複数の容量換算値とを用いてもよい。この場合、処理部８０は、容量換算値Ｃ２と、複数の容量換算値の代表値とを用いてこれらの差異を算出してもよい。例えば、代表値は、統計的な代表値であってよく、種々の平均値、中央値、最頻値、最大値、最小値等であってもよい。
【００８１】
上記実施の形態及び変形例に係る静電容量センサでは、制御部４０の処理部８０は、第一既定時間Ｔ１内において第二既定時間Ｔ２毎に確定されるセンサ電極１０の容量換算値の最大変動幅が第二既定容量Ｃｔｈ１以上である場合、センサ電極１０が電磁波の作用を受けていると判断していたが、これに限定されない。例えば、処理部８０は、第一既定時間Ｔ１内で確定された複数の容量換算値Ｃｎｋ（ｋ＝１，２，・・・・，ｎ）の中から、２つの容量換算値を抽出し、これらの差異と第二既定容量とを比較してもよい。又は、処理部８０は、複数の容量換算値Ｃｎｋの中から、２つの容量換算値によって各々構成される複数のペアを抽出し、各ペアにおける容量換算値の差異を算出してもよい。さらに、処理部８０は、当該差異が閾値を超えた回数に基づき、電磁波の作用の有無を判断してもよい。この場合、処理部８０は、差異が閾値を超えた回数が所定回数以上の場合、センサ電極１０が電磁波の作用を受けていると判断してもよい。又は、処理部８０は、各ペアにおける容量換算値の差異の代表値が、第二既定容量Ｃｔｈ１に対応する閾値以上である場合、センサ電極１０が電磁波の作用を受けていると判断してもよい。例えば、代表値は、統計的な代表値であってよく、種々の平均値、中央値、最頻値、最大値、最小値等であってもよい。また、処理部８０は、第一既定時間Ｔ１内において、第二既定時間Ｔ２毎にセンサ電極１０の容量換算値を確定していたが、第二既定時間Ｔ２毎に容量換算値を確立する期間は、第一既定時間Ｔ１に限定されず、いかなる期間であってもよい。
【００８２】
上記実施の形態及び変形例では、第二既定時間Ｔ２は、第一既定時間Ｔ１よりも短い期間であったが、これに限定されず、第一既定時間Ｔ１以上の長さの期間であってもよい。
【００８３】
上記実施の形態及び変形例に係る静電容量センサでは、ローパスフィルタ２０は、抵抗器であるインピーダンス素子２１と、基準コンデンサ２２とで構成されていたが、これに限定されない。例えば、ローパスフィルタ２０は、インダクタと基準コンデンサ２２とで構成されてもよく、抵抗器とインダクタとで構成されてもよい。
【００８４】
上記実施の形態及び変形例に係る静電容量センサでは、センサ電極１０は、第一電極１１及び第二電極１２を有していたが、これに限定されない。センサ電極は、制御部４０に電気的に接続された１つの電極のみ、つまり第一電極１１のみを有してもよい。この場合、第一電極１１と対象物との間に静電容量が生じる。そして、この静電容量は、第一電極１１と対象物との間の距離に応じて変化する。よって、静電容量センサは、当該静電容量を算出することによって、対象物の相対的な移動を検知することができる。このような静電容量センサは、例えば、図２及び図７において、センサ電極１０から第二電極１２を除去した構成を有してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本開示は、人の身体等の電位を伴った対象物の接近、接触、動作等の相対的な移動の検出結果を用いる装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００８６】
１０  センサ電極
２０  ローパスフィルタ
２１  インピーダンス素子（抵抗器）
３１  第一スイッチ
４０  制御部
１００，２００  静電容量センサ
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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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