(57)【要約】【課題】周波数挿引を行わずとも、外乱ノイズなどの外部要因を適切に排除しつつ人体の接近および離脱を検出可能な静電センサ装置を得ることにある。【解決手段】静電センサ装置１は、３つの電極１１〜１３と、フィルタ回路２１〜２３と、制御部３０とを備えている。制御部３０は、フィルタ回路２１〜２３の各々によりそれぞれ異なる中心周波数（ｆ１，ｆ２，ｆ３）の交流信号で活性化された各電極の静電容量の容量値を検出しかつ容量値の時間経過に伴う変化量と基準定数Ｓ１〜Ｓ３の各々とを相互比較する。制御部３０は、上記変化量が基準定数よりも小さい場合には上記容量値を正常容量値と判定し、かつ正常容量値となる電極の数が電極全体の多数を占める場合には正常容量値となる各電極の変化量のみに基づいて人体の接近および離脱の有無を判定する。【選択図】図１３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体の接近および離脱を検出するための少なくとも３つ以上の奇数個の電極と、
前記各電極と電気的に接続され、前記電極ごとに中心周波数が異なる交流信号を送信しかつ前記各電極を前記交流信号で活性化させる少なくとも３つ以上のフィルタ回路と、
前記各フィルタ回路と電気的に接続され、前記交流信号で活性化された前記各電極における静電容量の容量値を検出しかつ前記容量値の時間経過に伴う変化量と前記各電極に対応する基準定数とを相互比較する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記変化量が前記基準定数よりも小さい場合には前記容量値を正常容量値と判定し、かつ前記正常容量値となる前記電極の数が前記電極全体の多数を占める場合には前記正常容量値となる前記各電極の前記変化量のみに基づいて人体の接近および離脱の有無を判定するように構成されている、静電センサ装置。
【請求項２】
前記制御部は、人体の接近および離脱の有無の判定結果を送信データとして外部へ出力するように構成されている、請求項１に記載の静電センサ装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記正常容量値となる前記電極の数が前記電極全体の少数しか占めなかった場合、または、前記正常容量値となる前記電極が無かった場合には、異常状態であると判定するように構成されている、請求項１に記載の静電センサ装置。
【請求項４】
前記制御部は、人体の接近および離脱の有無、および、前記異常状態の判定結果を送信データとして外部へ出力するように構成されている、請求項３に記載の静電センサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は静電センサ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば静電センサ装置として、特許文献１に示されるものが知られている。
【０００３】
特許文献１には、検出用の駆動信号の周波数（駆動周波数）を変えることにより外乱ノイズの影響を避けるように構成された静電センサ装置が開示されている。この静電センサ装置は、複数の駆動電極および複数のセンサ電極が互いに交差するように配置されていて、該交差点における電極の静電容量を検知するためのセンシング回路を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００７／０２５７８９０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の静電センサ装置では、細長い駆動電極に対して１本ずつ周波数挿引（図９参照）を行い、時間経過に伴う周波数を監視することにより外乱ノイズの検出を行っている。
【０００６】
ところで、特許文献１の静電センサ装置を例えば自動車におけるステアリングホイールのグリップセンサなど検出範囲が広い静電センサ装置として適用する場合には、センサとしての検出面積が大きいために各センサ電極の外形を大きくする必要がある。しかしながら、各センサ電極が大型化すると各センサ電極の寄生容量が自ずと大きくなってしまう結果、周波数挿引を行ったときに各センサ電極の容量値が確定するまでに長い時間を要してしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、周波数挿引を行わずとも、外乱ノイズなどの外部要因を適切に排除しつつ人体の接近および離脱を検出可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明の一実施形態に係る静電センサ装置は、人体の接近および離脱を検出するための少なくとも３つ以上の奇数個の電極と、各電極と電気的に接続され、電極ごとに中心周波数が異なる交流信号を送信しかつ各電極を交流信号で活性化させる少なくとも３つ以上のフィルタ回路と、各フィルタ回路と電気的に接続され、交流信号で活性化された各電極における静電容量の容量値を検出しかつ容量値の時間経過に伴う変化量と各電極に対応する基準定数とを相互比較する制御部と、を備えている。そして、制御部は、変化量が基準定数よりも小さい場合には容量値を正常容量値と判定し、かつ正常容量値となる電極の数が電極全体の多数を占める場合には正常容量値となる各電極の変化量のみに基づいて人体の接近および離脱の有無を判定するように構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、周波数挿引を行わずとも、外乱ノイズなどの外部要因を適切に排除しつつ人体の接近および離脱を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る静電センサ装置を示す全体斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係る静電センサ装置を示す平面図である。
【図３】図３は、図２のIII−III線断面図である。
【図４】図４は、静電センサ装置の機能構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、第１〜第３フィルタ回路の周波数特性を概略的に示すグラフである。
【図６】図６は、時間経過に伴う第１〜第３電極の各々における静電容量の容量値の変化を示すグラフである。
【図７】図７は、制御部におけるステップＳ１００（メイン処理）の処理動作を示すフローチャート図である。
【図８】図８は、制御部におけるステップＳ２００（電極活性化）の処理動作を示すフローチャート図である。
【図９】図９は、制御部におけるステップＳ３００（接近離脱検出）の処理動作を示すフローチャート図である。
【図１０】図１０は、制御部におけるステップＳ４００（接近離脱判定１）の処理動作を示すフローチャート図である。
【図１１】図１１は、制御部におけるステップＳ５００（接近離脱判定２）の処理動作を示すフローチャート図である。
【図１２】図１２は、制御部におけるステップＳ６００（接近離脱判定３）の処理動作を示すフローチャート図である。
【図１３】図１３は、制御部におけるステップＳ７００（異常検出）の処理動作を示すフローチャート図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施形態に係る静電センサ装置を自動車におけるステアリングホイールのグリップセンサとして適用した例を示す概略図である。
【図１５】図１５は、図１４のXV−XV線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態に係る静電センサ装置１の全体を示している。静電センサ装置１は、例えば図１に示す人体の指Ｆの接近および離脱を検出するための装置である。
【００１３】
図１〜図３に示すように、静電センサ装置１は、基板２および奇数個（ここでは３個）の第１〜第３電極１１〜１３を備えている。基板２は、例えば樹脂材からなり、略矩形板状に形成されている。第１〜第３電極１１〜１３は、例えば導電金属または導電樹脂を基板２上に積層配置した自己容量方式のセンサ電極として構成されている。第１〜第３電極１１〜１３の各々は、互いに電気的に接続されていない状態となっている。
【００１４】
図３に示すように、第１電極１１は、例えば矩形状に形成されている。第２電極１２は、第１電極１１の外周を囲むように例えば矩形のリング状に形成されていて、内周縁が第１電極１１の外周縁と間隔をあけた状態で配置されている。第３電極１３は、第２電極１２の外周を囲むように例えば矩形のリング状に形成されていて、内周縁が第２電極１２の外周縁と間隔をあけた状態で配置されている。
【００１５】
図４に示すように、静電センサ装置１は、第１〜第３フィルタ回路２１〜２３（バンドパスフィルタ）と、制御部３０とを備えている。
【００１６】
ここで、第１〜第３フィルタ回路２１〜２３の各々から出力される信号の周波数特性について、図５を用いて説明する。図５において、横軸は周波数、縦軸は第１〜第３フィルタ回路２１〜２３のゲインを、それぞれ示す。第１フィルタ回路２１は中心周波数ｆ１が最大のゲインとなり、中心周波数ｆ１を中心として、それよりも高い周波数、および低い周波数が対称に減衰する通過帯域を有する。同様に、第２、第３フィルタ回路２２、２３は、それぞれ中心周波数ｆ２、ｆ３が最大のゲインとなり、中心周波数ｆ２、ｆ３を中心として、それよりも高い周波数、および低い周波数が対称に減衰する通過帯域を有する。そして、第１〜第３フィルタ回路２１〜２３の中心周波数ｆ１〜ｆ３は互いに異なっており、本実施形態では、各中心周波数が、ｆ１＜ｆ２＜ｆ３の関係となるように設定している。これにより、第１〜第３電極１１〜１３は、中心周波数ｆ１〜ｆ３が異なる交流信号で活性化され、制御部３０は、それぞれの第１〜第３電極１１〜１３における静電容量の容量値を検出することができる。
【００１７】
なお、中心周波数ｆ１〜ｆ３は、静電センサ装置１に印加される可能性があるノイズ周波数に基づいて決定される。例えば、静電センサ装置１を車両に搭載する場合は、車内で発生し得る複数のノイズ周波数に対して、それらが含まれるように、かつ、各電極における静電容量の容量値を検出するための周波数が含まれるように、３つの中心周波数ｆ１〜ｆ３を決定すればよい。
【００１８】
また、図５の例では、第１〜第３フィルタ回路２１〜２３の通過帯域の一部が重複するように設定しているが、これは、互いに重複しないように設定してもよい。
【００１９】
制御部３０は、第１〜第３フィルタ回路２１〜２３の各々と電気的に接続されている。また、制御部３０は、静電センサ装置１の外部に配されるメイン制御部４０と電気的に接続されている。制御部３０には、後述する処理動作（図７〜図１３参照）で説明する基準定数Ｓ１〜Ｓ３、閾値ＴＨ１〜ＴＨ３、容量値Ｃ１〜Ｃ３（図６参照）の変化量を得るための演算式などに関する情報が記憶されている。
【００２０】
制御部３０は、第１〜第３フィルタ回路２１〜２３の各々から送信された交流信号で活性化された第１〜第３電極１１〜１３の各々における静電容量の容量値を検出する。また、制御部３０は、容量値の時間経過に伴う変化量と各電極に対応する基準定数とを相互比較し、上記変化量が基準定数よりも小さい場合には上記容量値を正常容量値と判定する。そして、制御部３０は、正常容量値となる電極の数が電極全体の多数を占める場合には正常容量値となる各電極の変化量のみに基づいて人体の接近および離脱の有無を判定するように構成されている。
【００２１】
そして、制御部３０は、正常容量値となる電極の数が電極全体の少数しか占めなかった場合、または、正常容量値となる電極が無かった場合には、異常状態であると判定するように構成されている。
【００２２】
さらに、制御部３０は、人体の接近および離脱の有無、および、異常状態の判定結果を送信データとして外部のメイン制御部４０へ出力するように構成されている。
【００２３】
ここで、図６は、時間経過に伴う第１〜第３電極１１〜１３の各々における静電容量の容量値Ｃ１〜Ｃ３の変化を示している。図６に示した容量値Ｃ１〜Ｃ３は、制御部３０により検出された第１〜第３電極１１〜１３の各々における静電容量の容量値である。なお、図６の縦軸は容量換算値（任意単位）で示しているが、この容量換算値は静電容量の容量値と比例する値である。閾値ＴＨ１〜ＴＨ３の各々は、人体が静電センサ装置１に対し接近または離脱したときの状態を検知するための判定範囲として定めた閾値である。例えば、図６に示す時間１５０ｍｓの時点では、容量値Ｃ１〜Ｃ３の各々が閾値ＴＨ１〜ＴＨ３の各々の範囲を超えて急激に上昇している。このため、制御部３０は、時間１５０ｍｓの時点で人体が静電センサ装置１に対して接近したものと判定する。
【００２４】
また、図６に示した基準定数Ｓ１〜Ｓ３の各々は、容量値Ｃ１〜Ｃ３の各々の変化判定範囲として定めた基準定数である。容量値が基準定数よりも小さい場合にはその容量値が制御部３０により正常容量値であるものと判定される一方、容量値が基準定数以上となる場合にはその容量値が制御部３０により正常容量値ではないものと判定される。
【００２５】
例えば、時間０〜１５０ｍｓでは、容量値Ｃ１〜Ｃ３の各々における変化量が基準定数Ｓ１〜Ｓ３の各々よりも小さい。このため、制御部３０は、時間０〜１５０ｍｓでの容量値Ｃ１〜Ｃ３が正常容量値であると判定する。
【００２６】
時間２５０〜５００ｍｓでは、容量値Ｃ１の変化量のみが基準定数Ｓ１よりも大きくなっている。このため、制御部３０は、時間２５０〜５００ｍｓの範囲での容量値Ｃ１が正常容量値でないものと判定する。これに対し、時間２５０〜５００ｍｓでは、容量値Ｃ２およびＣ３の各々における変化量が基準定数Ｓ２およびＳ３の各々よりも小さくなっている。すなわち、時間２５０〜５００ｍｓでの容量値Ｃ２およびＣ３は正常容量値となっている。そして、容量値が正常容量値となる第２および第３電極１２，１３の数が電極全体の多数（３個中の２個）を占めている。このため、制御部３０は、正常容量値となる第２および第３電極１２，１３の変化量のみに基づいて人体の接近および離脱の有無を判定する。
【００２７】
（制御部による処理動作）
次に、制御部３０による一連の処理動作を説明する。
【００２８】
まず、図７を参照しながらステップＳ１００におけるメインの処理動作を説明する。なお、図７に示した処理動作は、制御部３０が実行するメインルーチンによって繰り返し実行される。
【００２９】
ステップＳ１０１において、制御部３０は静電容量の容量値などを測定するための初期化処理を行う。その後、ステップＳ１０２に進む。
【００３０】
ステップＳ１０２において、制御部３０は、後述するステップＳ１１０またはステップＳ３００で設定した送信データを確定する。その後、ステップＳ１０３に進む。
【００３１】
ステップＳ１０３において、制御部３０は、所定の通信周期が経過したか否かを判定する。所定の通信周期が経過したＹＥＳの場合は、ステップＳ１０４に進んでステップＳ１０２で確定した送信データをメイン制御部４０に出力する。出力後、ステップＳ２００に進む。一方、ステップＳ１０３で所定の通信周期が経過していないＮｏの場合は、ステップＳ２００に進む。ステップＳ２００（電極活性化）のサブルーチンについては後述する。
【００３２】
ステップＳ２００の終了後、ステップＳ１０５において、制御部３０は、第１〜第３電極１１〜１３の容量値Ｃ１（ｘ１）、Ｃ２（ｘ１）、Ｃ３（ｘ１）を検出する。検出後、ステップＳ１０６に進む。
【００３３】
ステップＳ１０６において、制御部３０は、所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間が経過したＹＥＳの場合は、ステップＳ２００（電極活性化）のサブルーチンに進む。さらに、ステップＳ２００の終了後、ステップＳ１０７に進む。一方、所定時間が経過していないＮｏの場合は、ステップＳ１０６を繰り返す。
【００３４】
ステップＳ１０７において、制御部３０は、第１〜第３電極１１〜１３の容量値Ｃ１（ｘ２）、Ｃ２（ｘ２）、Ｃ３（ｘ２）を検出する。検出後、ステップＳ１０８に進む。
【００３５】
ステップＳ１０８において、制御部３０は、第１〜第３電極１１〜１３の各々における容量値の変化量ΔＣ１〜ΔＣ３を算出する。具体的に、ΔＣ１は、Ｃ１（ｘ２）からＣ１（ｘ１）を引いた値の絶対値（｜Ｃ１（ｘ２）−Ｃ１（ｘ１）｜）として算出される。ΔＣ２は、Ｃ２（ｘ２）からＣ２（ｘ１）を引いた値の絶対値（｜Ｃ２（ｘ２）−Ｃ２（ｘ１）｜）として算出される。ΔＣ３は、Ｃ３（ｘ２）からＣ３（ｘ１）を引いた値の絶対値（｜Ｃ３（ｘ２）−Ｃ３（ｘ１）｜）として算出される。算出終了後、ステップＳ１０９に進む。
【００３６】
ステップＳ１０９において、制御部３０は、各容量値の変化量が基準定数よりも小さいか否かを比較する。具体的に、ΔＣ１（ｘ）〜ΔＣ３（ｘ）の各々が基準定数Ｓ１〜Ｓ３の各々よりも小さいＹＥＳの場合（ΔＣ１（ｘ）＜Ｓ１、かつ、ΔＣ２（ｘ）＜Ｓ２、かつ、ΔＣ３（ｘ）＜Ｓ３）は、各電極の容量値Ｃ１〜Ｃ３のいずれもが正常容量値であるものとして、ステップＳ１１０に進む。
【００３７】
ステップＳ１１０において、制御部３０は、ステップＳ１０９の比較結果（Ｓ１０９：ＹＥＳ）により、人体が接近および離脱していないものと判定する。そして、制御部３０は、人体が接近および離脱していないとする情報（Ｓ１０９：ＹＥＳ）をメイン制御部４０に出力するための送信データとして設定する。その後、ステップＳ１０２に戻る。
【００３８】
一方、ステップＳ１０９において、各容量値の変化量のいずれかが基準定数以上となるＮｏの場合（ΔＣ１（ｘ）≧Ｓ１、または、ΔＣ２（ｘ）≧Ｓ２、または、ΔＣ３（ｘ）≧Ｓ３）は、ステップＳ３００（接近離脱検出）のサブルーチンに進む。ステップＳ３００のサブルーチン終了後、ステップＳ１０２に戻る。
【００３９】
次に、図８を参照しながらステップＳ２００（電極活性化）のサブルーチンを説明する。このサブルーチンにおいて、制御部３０は、各電極における静電容量の容量値を検出するために、第１〜第３電極１１〜１３の各々を、第１〜第３フィルタ回路２１〜２３の各々から送信された各交流信号で活性化する。具体的には、以下のとおりである。
【００４０】
ステップＳ２０１において、制御部３０は、第１電極１１を、第１フィルタ回路２１から送信された中心周波数ｆ１の交流信号で活性化する。その後、ステップＳ２０２に進む。
【００４１】
ステップＳ２０２において、制御部３０は、第２電極１２を、第２フィルタ回路２２から送信された中心周波数ｆ２の交流信号で活性化する。その後、ステップＳ２０３に進む。
【００４２】
ステップＳ２０３において、制御部３０は、第３電極１３を、第３フィルタ回路２３から送信された中心周波数ｆ３の交流信号で活性化する。
【００４３】
以上により、ステップＳ２００のサブルーチンが終了する。
【００４４】
次に、図９を参照しながらステップＳ３００（接近離脱検出）のサブルーチンを説明する。
【００４５】
最初のステップＳ２００からＳ３０３までの処理を終えた後、ステップＳ３０４において、制御部３０は、各電極における容量値の変化量ΔＣ１（ｙ）〜ΔＣ３（ｙ）を算出する。なお、最初のステップＳ２００からＳ３０４までの具体的な処理は、図７に示した最初のステップＳ２００からＳ１０８までと同様の処理となることから、その詳細な説明を省略する。ステップＳ３０４の終了後、ステップＳ３０５に進む。
【００４６】
ステップＳ３０５において、制御部３０は、変化量ΔＣ１（ｙ）〜ΔＣ３（ｙ）の各々が基準定数Ｓ１〜Ｓ３の各々よりも小さいか否かを比較する。
【００４７】
ステップＳ３０５において、ΔＣ１（ｙ）〜ΔＣ３（ｙ）の各々がＳ１〜Ｓ３の各々よりも小さいＹＥＳの場合（ΔＣ１（ｙ）＜Ｓ１、かつ、ΔＣ２（ｙ）＜Ｓ２、かつ、ΔＣ３（ｙ）＜Ｓ３）は、後述するステップＳ４００（接近離脱判定１）からステップＳ６００（接近離脱判定３）までの各サブルーチンに順次進む。
【００４８】
一方、ステップＳ３０５において、ΔＣ１〜ΔＣ３の各々がＳ１〜Ｓ３の各々以上となるＮｏの場合（ΔＣ１（ｙ）≧Ｓ１、または、ΔＣ２（ｙ）≧Ｓ２、または、ΔＣ３（ｙ）≧Ｓ３）は、ステップＳ７００（異常検出）のサブルーチンに進む。
【００４９】
以上により、ステップＳ３００のサブルーチンが終了する。
【００５０】
次に、図１０を参照しながらステップＳ４００（接近離脱判定１）のサブルーチンを説明する。なお、図１１に示すステップＳ５００（接近離脱判定２）および図１２に示すステップＳ５００（接近離脱判定３）については、以下に示すステップＳ４００と同様の処理動作により行われることから、その詳細な説明を省略する。
【００５１】
ステップＳ４０１において、制御部３０は、ΔＣ１（ｘ）が閾値ＴＨ１よりも大きいか否かを比較する。ΔＣ１（ｘ）がＴＨ１よりも大きいＹＥＳの場合はステップＳ４０２に進む。一方、ΔＣ１（ｘ）がＴＨ１以上となるＮＯの場合はステップＳ４０５に進む。
【００５２】
ステップＳ４０２において、制御部３０は、Ｃ１（ｘ２）がＣ１（ｘ１）よりも大きいか否かを比較する。Ｃ１（ｘ２）がＣ１（ｘ１）よりも大きいＹＥＳの場合は、ステップＳ４０３に進む。一方、Ｃ１（ｘ２）がＣ１（ｘ１）以下となるＮｏの場合は、ステップＳ４０４に進む。
【００５３】
ステップＳ４０３において、制御部３０は、ステップＳ４０２の比較結果（Ｓ４０２：ＹＥＳ）により容量値Ｃ１が時間経過により増大しているので、人体が第１電極１１に接近していると判定する。そして、制御部３０は、人体が接近しているとする情報（Ｓ４０２：ＹＥＳ）をメイン制御部４０に出力するための送信データとして設定する。
【００５４】
ステップＳ４０４において、制御部３０は、ステップＳ４０２の比較結果（Ｓ４０２：Ｎｏ）により容量値Ｃ１が時間経過により減少しているので、人体が第１電極１１から離脱していると判定する。そして、制御部３０は、人体が離脱しているとする情報（Ｓ４０２：Ｎｏ）を上記送信データとして設定する。
【００５５】
ステップＳ４０５において、制御部３０は、ステップＳ４０１の比較結果（Ｓ４０１：Ｎｏ）により人体が接近しておらずかつ離脱もしていないと判定する。そして、制御部３０は、人体が接近および離脱していないとする情報（Ｓ４０１：Ｎｏ）を上記送信データとして設定する。
【００５６】
以上、ステップＳ４０３〜Ｓ４０５のいずれか一つのステップが終了することにより、ステップＳ４００のサブルーチンが終了する。
【００５７】
次に、図１３を参照しながらステップＳ７００（異常検出）のサブルーチンを説明する。
【００５８】
なお、ステップＳ７００のサブルーチンでは、図１０に示したステップＳ４０１のΔＣ１（ｘ）をΔＣ１（ｙ）に置き換えかつステップＳ４０２のΔＣ１（ｘ１）およびΔＣ１（ｘ２）をＣ１（ｙ１）およびΔＣ１（ｙ２）に置き換えて処理するものとする。ステップＳ５００およびＳ６００の各サブルーチンについても、これと同様とする。
【００５９】
ステップＳ７０１において、制御部３０は、ΔＣ１（ｙ）がＳ１よりも小さいか否かを比較する。ΔＣ１（ｙ）がＳ１よりも小さいＹＥＳの場合（Ｃ１が正常容量値である場合）はステップＳ７０２に進む。一方、ΔＣ１（ｙ）がＳ１以上となるＮＯの場合（Ｃ１が正常容量値でない場合）はステップＳ７０９に進む。
【００６０】
ステップＳ７０２において、制御部３０は、ΔＣ２（ｙ）がＳ２よりも小さいか否かを比較する。ΔＣ２（ｙ）がＳ２よりも小さいＹＥＳの場合（Ｃ２が正常容量値である場合）はステップＳ７０３に進む。一方、ΔＣ２（ｙ）がＳ２以上となるＮＯの場合（Ｃ２が正常容量値でない場合）はステップＳ７０６に進む。
【００６１】
ステップＳ７０３において、制御部３０は、ΔＣ３（ｙ）がＳ３よりも小さいか否かを比較する。ΔＣ３（ｙ）がＳ３よりも小さいＹＥＳの場合（Ｃ３が正常容量値である場合）はステップＳ７０４に進む。
【００６２】
ステップＳ７０４において、制御部３０は、ステップＳ７０１〜Ｓ７０３の比較結果によりＣ１，Ｃ２，Ｃ３が正常容量値であると判定する。しかしながら、この判定内容は、ステップＳ３００（接近離脱検出）のサブルーチンにおけるステップＳ３０５の比較結果と矛盾している。このため、制御部３０は、この矛盾する結果、すなわち、何らかの異常状態にあることをメイン制御部４０に出力するための送信データとして設定する。
【００６３】
一方、ステップＳ７０３において、ΔＣ３（ｙ）がＳ３以上となるＮＯの場合（Ｃ３が正常容量値でない場合）は、ステップＳ４００およびＳ５００を経てステップＳ７０５に進む。すなわち、制御部３０は、正常容量値となる電極（第１および第２電極１１，１２）の数が電極全体の多数を占めていることから、多数決により正常容量値となる第１および第２電極１１，１２の変化量ΔＣ１（ｙ）およびΔＣ２（ｙ）のみに基づいて人体の接近および離脱を判定する。
【００６４】
ステップＳ７０５において、制御部３０は、ステップＳ４００（接近離脱判定１）およびステップＳ５００（接近離脱判定２）の各々の判定結果が互いに一致していることを確認し、一致していれば、各々の判定結果を上記送信データとして設定する。一方、本来、一致するはずの判定結果が異なっていれば、何らかの異常状態にあることを上記送信データとして設定する。
【００６５】
次に、ステップＳ７０６において、制御部３０は、ΔＣ３（ｙ）がＳ３よりも小さいか否かを比較する。ΔＣ３（ｙ）がＳ３よりも小さいＹＥＳの場合（Ｃ３が正常容量値である場合）は、ステップＳ４００およびＳ６００を経てステップＳ７０７に進む。すなわち、制御部３０は、正常容量値となる電極（第１および第３電極１１，１３）の数が電極全体の多数を占めていることから、多数決により正常容量値となる第１および第３電極１１，１３の変化量ΔＣ１（ｙ）およびΔＣ３（ｙ）のみに基づいて人体の接近および離脱を判定する。
【００６６】
ステップＳ７０７において、制御部３０は、ステップ４００（接近離脱判定１）の判定結果とステップ６００（接近離脱判定３）の判定結果とが互いに一致していることを確認し、一致していれば、各々の判定結果を上記送信データとして設定する。一方、本来、一致するはずの判定結果が異なっていれば、何らかの異常状態にあることを上記送信データとして設定する。
【００６７】
一方、ステップＳ７０６において、ΔＣ３（ｙ）がＳ３以上となるＮＯの場合（Ｃ３が正常容量値でない場合）は、ステップＳ７０８に進む。
【００６８】
ステップＳ７０８において、制御部３０は、正常容量値でない電極（第２および第３電極１２，１３）の数が全体の多数を占めていることから、多数決により、静電センサ装置１が何らかの外部要因により異常状態にあるものと判定する。そして、制御部３０は、異常状態にあることを上記送信データとして設定する。なお、このとき、制御部３０は、ステップＳ７０１、Ｓ７０２、およびＳ７０６の各結果を上記送信データに加えて設定してもよい。
【００６９】
次に、ステップＳ７０９において、制御部３０は、ΔＣ２（ｙ）がＳ２よりも小さいか否かを比較する。ΔＣ２（ｙ）がＳ２よりも小さいＹＥＳの場合はステップＳ７１０に進む。一方、ΔＣ２（ｙ）がＳ２以上となるＮＯの場合はステップＳ７１３に進む。
【００７０】
ステップＳ７１０において、制御部３０は、ΔＣ３（ｙ）がＳ３よりも小さいか否かを比較する。ΔＣ３（ｙ）がＳ３よりも小さいＹＥＳの場合は、ステップＳ５００およびＳ６００を経てステップＳ７１１に進む。すなわち、制御部３０は、正常容量値となる電極（第２および第３電極１２，１３）の数が電極全体の多数を占めることから、多数決により正常容量値となる第２および第３電極１２，１３の変化量ΔＣ２（ｙ）およびΔＣ３（ｙ）のみに基づいて人体の接近および離脱を判定する。
【００７１】
ステップＳ７１１において、制御部３０は、ステップＳ５００（接近離脱判定２）の判定結果とステップＳ６００（接近離脱判定３）の判定結果とが互いに一致していることを確認し、一致していれば、各々の判定結果を上記送信データとして設定する。一方、本来、一致するはずの判定結果が異なっていれば、何らかの異常状態にあることを上記送信データとして設定する。
【００７２】
一方、ステップＳ７１０において、ΔＣ３（ｙ）がＳ３以上となるＮＯの場合は、ステップＳ７１２に進む。
【００７３】
ステップＳ７１２において、制御部３０は、正常容量値でない第１および第３電極１１，１３の数が全体の多数を占めていることから、多数決により、静電センサ装置１は何らかの外部要因により異常状態にあるものと判定する。そして、制御部３０は、異常状態にあることを上記送信データとして設定する。なお、このとき、制御部３０は、ステップＳ７０１、Ｓ７０９、およびＳ７１０の各結果を上記送信データに加えて設定してもよい。
【００７４】
次に、ステップＳ７１３において、制御部３０は、ΔＣ３（ｙ）がＳ３よりも小さいか否かを比較する。ΔＣ３（ｙ）がＳ３よりも小さいＹＥＳの場合は、ステップＳ７１４に進む。
【００７５】
ステップＳ７１４において、制御部３０は、正常容量値でない電極（第１および第２電極１１，１２）の数が全体の多数を占めていることから、多数決により、静電センサ装置１は何らかの外部要因により異常状態にあるものと判定する。そして、制御部３０は、異常状態にあることを上記送信データとして設定する。なお、このとき、制御部３０は、ステップＳ７０１、Ｓ７０９、およびＳ７１３の各結果を上記送信データに加えて設定してもよい。
【００７６】
一方、ステップＳ７１３において、ΔＣ３（ｙ）がＳ３以上となるＮＯの場合は、ステップＳ７１５に進む。
【００７７】
ステップＳ７１５において、制御部３０は、ステップＳ７０１、Ｓ７０９、およびＳ７１３の比較結果によりＣ１，Ｃ２，Ｃ３のいずれもが正常容量値でないと判定する。制御部３０は、この結果（異常状態にあること）を上記送信データとして設定する。
【００７８】
以上により、ステップＳ７０４、Ｓ７０５、Ｓ７０７、Ｓ７０８、Ｓ７１１、Ｓ７１２、Ｓ７１４、およびＳ７１５のいずれか一つのステップが終了することにより、ステップＳ７００のサブルーチンが終了する。
【００７９】
［実施形態の作用効果］
以上のように、制御部３０は、第１〜第３フィルタ回路２１〜２３から第１〜第３電極１１〜１３ごとに中心周波数（ｆ１，ｆ２，ｆ３）が異なる交流信号を送信させかつ該交流信号で第１〜第３電極１１〜１３を活性化させる。また、制御部３０は、上記交流信号で活性化された第１〜第３電極１１〜１３の各々における静電容量の容量値を検出しかつ容量値の時間経過に伴う変化量と基準定数Ｓ１〜Ｓ３の各々とを相互比較するように構成されている。これにより、静電センサ装置１では、従来技術のように電極ごとに周波数挿引を行う必要がなく、たとえ電極の外形が大型化したとしても静電容量の容量値が確定するまでに長い時間を要しない。さらに、制御部３０は、上記変化量が基準定数（Ｓ１〜Ｓ３）よりも小さい場合には上記容量値を正常容量値と判定し、正常容量値となる電極の数が電極全体の多数を占める場合には正常容量値となる各電極の変化量のみに基づいて人体の接近および離脱の有無を判定するように構成されている。これにより、外乱ノイズなどの外部要因を適切に排除しつつ人体の接近および離脱を検出可能となる。したがって、本発明の実施形態に係る静電センサ装置では、周波数挿引を行わずとも、外乱ノイズなどの外部要因を適切に排除しつつ人体の接近および離脱を検出することができる。
【００８０】
また、制御部３０は、正常容量値となる電極の数が電極全体の少数しか占めなかった場合（図１３のステップＳ７０８、Ｓ７１２、およびＳ７１４）、または、正常容量値となる電極が無かった場合（図１３のステップＳ７１５）には、異常状態であると判定するように構成されている。これにより、制御部３０は、外乱ノイズなどの外部要因により異常状態の発生を検出することができ、検出精度を向上することが可能となる。
【００８１】
また、制御部３０は、人体の接近および離脱の有無、および、異常状態の判定結果を送信データとして外部のメイン制御部４０へ出力するように構成されている。これにより、メイン制御部４０は、人体の接近および離脱の有無だけでなく、静電センサ装置１の異常状態も知ることができる。
【００８２】
［実施形態の適用例］
上記実施形態に係る静電センサ装置１では、図１〜図３に示した第１〜第３電極１１〜１３の各形状に限られない。例えば、図１４および図１５に示すように、第１〜第３電極１１〜１３の各々を、所定の幅を有する帯状に形成してもよい。そして、このように形成した第１〜第３電極１１〜１３の各々を、自動車などのステアリングホイール５０に配設してもよい。すなわち、静電センサ装置１を、ステアリングホイール５０のグリップセンサとして適用してもよい。このようなグリップセンサにより、運転手の運転状態を正確に判別することができる。なお、図１５では、第１〜第３電極１１〜１３を強調して示すために、第１〜第３電極１１〜１３に対してドットによるハッチングを付している。
【００８３】
［その他の実施形態］
上記実施形態に係る静電センサ装置１を、上記適用例に限らず、例えば、洗濯機などの家電機器、カメラなどの各種電子機器、パーソナルコンピュータ、携帯電話、携帯情報端末、携帯型ゲーム機、コピー機、券売機、住宅関連における玄関のドアノブなどに適用してもよい。
【００８４】
また、上記実施形態に係る静電センサ装置１では、３つの第１〜第３電極１１〜１３を設けた形態を示したが、この形態に限られない。すなわち、静電センサ装置１は、少なくとも３つ以上の奇数個の電極を備えていればよい。
【００８５】
また、上記実施形態に係る静電センサ装置１では、メイン制御部４０が外部の装置として配される形態を示したが、この形態に限られない。すなわち、メイン制御部４０が静電センサ装置１に内蔵される構成としてもよい。
【００８６】
また、上記実施形態に係る静電センサ装置１では、人体の接近および離脱の有無、および、異常状態の両方を判定する形態を示したが、この形態に限られない。すなわち、静電センサ装置１の制御部３０は、人体の接近および離脱の有無の判定結果のみを送信データとして外部へ出力するように構成されていてもよい。この構成によれば、異常状態を排除して出力するので、例えば、メイン制御部４０は、制御部３０から出力された送信データを、そのまま、メイン制御部４０と接続された外部機器の制御に適用することができ、当該制御が容易になる。
【００８７】
以上、本発明についての実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態のみに限定されず、発明の範囲内で種々の変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、自動車などに適用される静電センサ装置として産業上の利用が可能である。
【符号の説明】
【００８９】
１：静電センサ装置
２：基板
１１：第１電極
１２：第２電極
１３：第３電極
２１：第１フィルタ回路
２２：第２フィルタ回路
２３：第３フィルタ回路
３０：制御部
４０：メイン制御部
ｆ１〜ｆ３：中心周波数
ＴＨ１〜ＴＨ３：閾値
Ｓ１〜Ｓ３：基準定数
【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】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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