(57)【要約】【課題】容量値のシフトを修正する。【解決手段】容量型湿度センサは、素子部１の上下電極間の容量値を計測する容量計測部３と、素子部１が結露状態かどうかを判定する結露判定部５と、素子部１の結露状態が解消したと判定された直後に計測された容量値を、相対湿度−容量値特性上の変曲点の容量値とする変曲点検出部６と、周囲温度が基準温度のときの相対湿度１００％ＲＨに対応する容量値である第１の基準値と現在の周囲温度の値から、現在の周囲温度における相対湿度１００％ＲＨに対応する容量値である第２の基準値を算出する基準値算出部７と、変曲点の容量値と第２の基準値とが異なるときに、変曲点の容量値と現在の周囲温度の値から、第１の基準値の最新値を算出して更新する基準値更新部９を備える。素子部１は、相対湿度−容量値特性に変曲点を生じさせるための結露検知構造を有する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感湿膜を上部電極と下部電極で挟んだ構造の素子部と、
前記上部電極と前記下部電極間の容量値を計測する容量計測手段と、
この容量計測手段によって計測された容量値に基づいて前記素子部が結露状態かどうかを判定する結露判定手段と、
前記素子部が結露状態と判定され、この結露状態が解消したと判定された直後に前記容量計測手段によって計測された容量値を、相対湿度−容量値特性上の変曲点の容量値とする変曲点検出手段と、
周囲温度が基準温度のときの相対湿度１００％ＲＨに対応する容量値である第１の基準値を記憶する記憶手段と、
前記第１の基準値と現在の周囲温度の値から、現在の周囲温度における相対湿度１００％ＲＨに対応する容量値である第２の基準値を算出する基準値算出手段と、
前記変曲点の容量値と前記第２の基準値とが異なる値かどうかを判定する比較手段と、
前記変曲点の容量値と前記第２の基準値とが異なると判定された場合に、前記変曲点の容量値と現在の周囲温度の値から、前記第１の基準値の最新値を算出して、前記記憶手段に記憶された値を更新する基準値更新手段とを備え、
前記素子部は、相対湿度−容量値特性に前記変曲点を生じさせるための結露検知構造を有することを特徴とする容量型湿度センサ。
【請求項２】
請求項１記載の容量型湿度センサにおいて、
前記記憶手段は、結露時の容量値を予め記憶し、
前記結露判定手段は、前記容量計測手段によって計測された容量値と前記結露時の容量値とを比較することにより、前記素子部が結露状態かどうかを判定することを特徴とする容量型湿度センサ。
【請求項３】
請求項１または２記載の容量型湿度センサにおいて、
前記結露検知構造は、前記素子部の表面に前記下部電極の一部が露出するように、前記下部電極を覆う前記感湿膜の一部が除去された切欠き部からなることを特徴とする容量型湿度センサ。
【請求項４】
請求項１または２記載の容量型湿度センサにおいて、
前記結露検知構造は、前記素子部の表面に前記下部電極の一部が露出するように、前記感湿膜と前記上部電極とに設けられた複数の開口部からなることを特徴とする容量型湿度センサ。
【請求項５】
請求項１または２記載の容量型湿度センサにおいて、
前記結露検知構造は、
前記上部電極から突き出るように形成された第１の突出部と、
前記下部電極から突き出るように形成され、前記第１の突出部とギャップを隔てて対向するように配置された第２の突出部とからなることを特徴とする容量型湿度センサ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の容量型湿度センサにおいて、
さらに、前記結露判定手段が結露状態と判定したときに、前記容量計測手段の計測周期を通常の周期よりも短い所定の周期に変更し、前記結露判定手段が結露状態が解消したと判定し、かつ前記変曲点検出手段が前記変曲点の容量値を検出した後に、前記計測周期を通常の周期に戻す計測周期変更手段を備えることを特徴とする容量型湿度センサ。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の容量型湿度センサにおいて、
さらに、前記容量計測手段によって計測された容量値と前記第１の基準値と現在の周囲温度の値に基づいて相対湿度を求める相対湿度導出手段を備えることを特徴とする容量型湿度センサ。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の容量型湿度センサにおいて、
さらに、周囲温度を計測する温度センサを備えることを特徴とする容量型湿度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湿度の変化に応じたセンサ素子部の電極間の静電容量の変化を利用して相対湿度を計測する容量型湿度センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
容量型湿度センサの感湿膜に、結露により生じた水滴が触れると、感湿膜と水滴との接触の条件（接触時間、周囲温度など）によっては感湿膜の膨潤などの構造変化や、膜−基板界面への水分子の残留が生じ、結露解消後に同一温度、同一湿度における容量値のシフト（以下単にシフト）が見られることがある。容量型湿度センサでは、感湿膜の上下に配置される電極間の容量値から相対湿度を求めるので、容量値にシフトが生じると、相対湿度にもシフトが生じることになる。例えば外気ダクトでの露点計測などの湿度計測に容量型湿度センサを用いる場合、センサには耐結露性が要求され、高湿度雰囲気下での高精度な計測が要求される。
【０００３】
従来、容量値のシフトを修正する方法として、湿度センサチップに隣接配置した温度センサ兼加熱ヒータにより一定間隔でチップを加熱して、シフトの要因となる、感湿膜に付着した水分子等を脱離させる方法がある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−８３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された技術では、湿度センサチップを加熱してチップの回復を図る加熱クリーニングを一定間隔で行うが、次回の加熱クリーニングが実施されるまでの期間において容量値のシフトを修正することができないという課題があった。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、加熱クリーニングが実施されない期間であっても容量値のシフトを修正することができ、計測する相対湿度のシフトを修正することができる容量型湿度センサ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】
本発明の容量型湿度センサは、感湿膜を上部電極と下部電極で挟んだ構造の素子部と、前記上部電極と前記下部電極間の容量値を計測する容量計測手段と、この容量計測手段によって計測された容量値に基づいて前記素子部が結露状態かどうかを判定する結露判定手段と、前記素子部が結露状態と判定され、この結露状態が解消したと判定された直後に前記容量計測手段によって計測された容量値を、相対湿度−容量値特性上の変曲点の容量値とする変曲点検出手段と、周囲温度が基準温度のときの相対湿度１００％ＲＨに対応する容量値である第１の基準値を記憶する記憶手段と、前記第１の基準値と現在の周囲温度の値から、現在の周囲温度における相対湿度１００％ＲＨに対応する容量値である第２の基準値を算出する基準値算出手段と、前記変曲点の容量値と前記第２の基準値とが異なる値かどうかを判定する比較手段と、前記変曲点の容量値と前記第２の基準値とが異なると判定された場合に、前記変曲点の容量値と現在の周囲温度の値から、前記第１の基準値の最新値を算出して、前記記憶手段に記憶された値を更新する基準値更新手段とを備え、前記素子部は、相対湿度−容量値特性に前記変曲点を生じさせるための結露検知構造を有することを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の容量型湿度センサの１構成例において、前記記憶手段は、結露時の容量値を予め記憶し、前記結露判定手段は、前記容量計測手段によって計測された容量値と前記結露時の容量値とを比較することにより、前記素子部が結露状態かどうかを判定することを特徴とするものである。
また、本発明の容量型湿度センサの１構成例において、前記結露検知構造は、前記素子部の表面に前記下部電極の一部が露出するように、前記下部電極を覆う前記感湿膜の一部が除去された切欠き部からなることを特徴とするものである。
また、本発明の容量型湿度センサの１構成例において、前記結露検知構造は、前記素子部の表面に前記下部電極の一部が露出するように、前記感湿膜と前記上部電極とに設けられた複数の開口部からなることを特徴とするものである。
また、本発明の容量型湿度センサの１構成例において、前記結露検知構造は、前記上部電極から突き出るように形成された第１の突出部と、前記下部電極から突き出るように形成され、前記第１の突出部とギャップを隔てて対向するように配置された第２の突出部とからなることを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の容量型湿度センサの１構成例は、さらに、前記結露判定手段が結露状態と判定したときに、前記容量計測手段の計測周期を通常の周期よりも短い所定の周期に変更し、前記結露判定手段が結露状態が解消したと判定し、かつ前記変曲点検出手段が前記変曲点の容量値を検出した後に、前記計測周期を通常の周期に戻す計測周期変更手段を備えることを特徴とするものである。
また、本発明の容量型湿度センサの１構成例は、さらに、前記容量計測手段によって計測された容量値と前記第１の基準値と現在の周囲温度の値に基づいて相対湿度を求める相対湿度導出手段を備えることを特徴とするものである。
また、本発明の容量型湿度センサの１構成例は、さらに、周囲温度を計測する温度センサを備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、容量計測手段と結露判定手段と変曲点検出手段と記憶手段と基準値算出手段と比較手段と基準値更新手段とを設け、さらに相対湿度−容量値特性に変曲点を生じさせるための結露検知構造を素子部に設けることにより、加熱クリーニングが実施されない期間であっても容量値のシフトを修正することができ、計測する相対湿度のシフトを修正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】容量型湿度センサにおける相対湿度−容量値特性を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る容量型湿度センサの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る容量型湿度センサの素子部の平面図および断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る容量型湿度センサの容量計測部の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る容量型湿度センサの素子部の上下電極間電圧−充電時間特性を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る容量型湿度センサの素子部に結露が生じた様子を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る容量型湿度センサの動作を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る容量型湿度センサの素子部の平面図および断面図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る容量型湿度センサの素子部に結露が生じた様子を示す図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係る容量型湿度センサの素子部の平面図および断面図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態に係る容量型湿度センサの素子部に結露が生じた様子を示す図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態に係る容量型湿度センサの素子部の別の構成を示す平面図および断面図である。
【図１３】本発明の第４の実施の形態に係る容量型湿度センサの素子部の平面図および断面図である。
【図１４】本発明の第４の実施の形態に係る容量型湿度センサの素子部に結露が生じた様子を示す図である。
【図１５】本発明の第５の実施の形態に係る容量型湿度センサの構成を示すブロック図である。
【図１６】本発明の第５の実施の形態に係る容量型湿度センサの動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［発明の原理］
容量型湿度センサは、感湿膜の上下に配置された上下電極間の容量値と、予め記録・調整した基準値とを基に相対湿度を求めるセンサである。電極に結露が生じていない状態では、相対湿度とセンサの容量値とは図１の特性線２０で示すような関係になり、計測した容量値が予め定められた容量値Ｃ１００になったときを、相対湿度１００％ＲＨとする。一方、電極に結露により生じた水滴が付着すると、水滴が電荷を帯びることで見かけ上の容量値が増加して、相対湿度１００％ＲＨ以上の値（１００＋ａ）％ＲＨに相当する容量値Ｃ（１００＋ａ）を示す。図１においては破線２１で示すような相対湿度−容量値特性が生じることになる。
【００１３】
以上のような現象を利用して、容量型湿度センサの結露が解消して通常の湿度計測ができる状態に戻る点を基準点として容量値のシフト量を修正できることが望ましい。しかしながら、従来の高分子容量型湿度センサの構成では、図１の特性線２０，２１で示したように相対湿度−容量値特性の傾きがほぼ一定で、結露状態と結露解消の境界を区別できないため、結露解消後の容量値のシフトの有無やシフト量を判定することができない。
【００１４】
結露センサを別途設置すれば水滴の有無を検出できるが、結露センサを設けたとしても、湿度センサ上の水滴の有無の状態を直接知ることはできない。つまり、結露センサは乾いていても湿度センサに水滴が付着していたり、湿度センサは乾いていても結露センサに水滴が付着していたりする場合があり得る。
【００１５】
そこで、本発明では、後述のように容量型湿度センサの素子部に結露検知構造を加えることにより、相対湿度−容量値特性が図１の特性線２２に示すような特性になるようにし、相対湿度−容量値特性に変曲点２３を生じさせることで結露解消後の容量値のシフトの有無を判定できるようにする。
【００１６】
［第１の実施の形態］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図２は本発明の第１の実施の形態に係る容量型湿度センサの構成を示すブロック図である。容量型湿度センサは、素子部１と、素子部１の周辺に配置された温度センサ２と、素子部１の上部電極と下部電極間の容量値を計測する容量計測部３と、周囲温度が基準温度のときの相対湿度１００％ＲＨに対応する容量値である第１の基準値と結露時の容量値とを予め記憶する記憶部４と、容量計測部３によって計測された容量値に基づいて素子部１が結露状態かどうかを判定する結露判定部５と、素子部１が結露状態と判定され、この結露状態が解消したと判定された直後に容量計測部３によって計測された容量値を、相対湿度−容量値特性上の変曲点の容量値とする変曲点検出部６と、第１の基準値と現在の周囲温度の値から、現在の周囲温度における相対湿度１００％ＲＨに対応する容量値である第２の基準値を算出する基準値算出部７と、変曲点の容量値と第２の基準値とが異なる値かどうかを判定する比較部８と、変曲点の容量値と第２の基準値とが異なると判定された場合に、変曲点の容量値と現在の周囲温度の値から、第１の基準値の最新値を算出して、記憶部４に記憶された値を更新する基準値更新部９と、容量計測部３によって計測された容量値と第１の基準値と現在の周囲温度の値に基づいて相対湿度を求める相対湿度導出部１０とを備えている。
【００１７】
なお、図１の構成では、容量型湿度センサの内部に温度センサ２を設ける構成としているが、これに限るものではなく、容量型湿度センサの外部に設けられた温度センサから周囲温度の情報を取得するようにしてもよい。
【００１８】
図３（Ａ）は本実施の形態の素子部１の平面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＩ−Ｉ線断面図である。素子部１は、基板１００上に配置された板状の導電体からなる下部電極１０１と、下部電極１０１上に配置された高分子からなる感湿膜１０２と、感湿膜１０２上に配置された板状の導電体からなる上部電極１０３と、電極１０１，１０３と容量計測部３とを電気的に接続するための電極ピン１０４，１０５と、電極ピン１０４，１０５と電極１０１，１０３とを接合する導電ペースト１０６，１０７と、下部電極１０１の一部が露出するように下部電極１０１を覆う感湿膜１０２の一部が除去された切欠き部１０８（結露検知構造）とから構成される。
【００１９】
図４は容量計測部３の構成を示すブロック図である。容量計測部３は、電源３０と、抵抗３１と、スイッチ３２と、電圧検出部３３と、容量値算出部３４とから構成される。
【００２０】
容量値算出部３４がスイッチ３２をオンにすると、電源３０から抵抗３１を介して素子部１の上部電極１０３と下部電極１０１間に電圧が印加され、上部電極１０３と感湿膜１０２と下部電極１０１とからなるコンデンサが充電され、上部電極１０３と下部電極１０１間の電圧が図５に示すように変化していく。図５の５０は相対湿度０％ＲＨにおける上下電極間電圧−充電時間特性を示し、５１は相対湿度１００％ＲＨにおける上下電極間電圧−充電時間特性を示している。
【００２１】
上部電極１０３と下部電極１０１間に電圧を印加したときから、この上部電極１０３と下部電極１０１間の電圧が所定の閾値電圧ＴＨに達するまでの充電時間は、コンデンサの容量値Ｃと抵抗３１の既知の抵抗値Ｒとに比例するので、充電時間を計測すれば、この充電時間から容量値Ｃを求めることが可能である。図５のｔ０は相対湿度０％ＲＨにおける充電時間を示し、ｔ１は相対湿度１００％ＲＨにおける充電時間を示している。
【００２２】
電圧検出部３３は、素子部１の上部電極１０３と下部電極１０１間の電圧を検出する。容量値算出部３４は、電圧検出部３３の検出結果から、上部電極１０３と下部電極１０１間の電圧が閾値電圧ＴＨに達するまでの充電時間を計測し、この充電時間の計測結果から上部電極１０３と下部電極１０１間の容量値Ｃを算出する。
【００２３】
一方、図６に示すように、結露により生じた水滴１０９が素子部１に付着して、水滴１０９を介して上部電極１０３と下部電極１０１間が導通すると、図４に示すようなリーク電流によりコンデンサの充電時間が延びる。図５の５２は素子部１に結露が生じたときの上下電極間電圧−充電時間特性を示し、ｔ２は素子部１に結露が生じたときの充電時間を示している。このように結露により充電時間が延びると、結果として容量値Ｃが見かけ上急峻に増加し、容量型湿度センサにおける相対湿度−容量値特性上に、図１の２３で示したような変曲点を生じる。また、結露の解消時（水滴消失時）には容量値Ｃが急激に減少して同様の変曲点が観測される。
【００２４】
次に、変曲点を利用して、結露解消後の容量値Ｃのシフトを修正する本実施の形態の方法について説明する。図７は本実施の形態の容量型湿度センサの動作を説明するフローチャートである。
まず、記憶部４には、周囲温度が基準温度のときの相対湿度１００％ＲＨに対応する容量値Ｃである第１の基準値Ａと、素子部１に結露が生じたときの容量値Ｃ（図１のＣｃ）とが予め登録されている。第１の基準値Ａと結露時の容量値Ｃｃとは、センサの運用前に予め行う試験によって求めることができる。
【００２５】
容量計測部３は、上記のとおり素子部１の上部電極１０３と下部電極１０１間の容量値Ｃを一定の計測周期ごとに計測する（図７ステップＳ１）。
結露判定部５は、容量計測部３によって計測された容量値Ｃと記憶部４に予め記憶された結露時の容量値Ｃｃとを比較して、素子部１が結露状態かどうかを判定する（図７ステップＳ２）。結露判定部５は、容量計測部３によって計測された容量値Ｃが結露時の容量値Ｃｃに達している場合、素子部１が結露状態と判定する（ステップＳ２においてＹＥＳ）。
【００２６】
次に、結露判定部５は、素子部１が結露状態と判定した後に、この結露状態が解消したかどうかを判定する（図７ステップＳ３）。結露判定部５は、容量計測部３によって計測された容量値Ｃが結露時の容量値Ｃｃ未満になったときに、素子部１の結露状態が解消したと判定する（ステップＳ３においてＹＥＳ）。
変曲点検出部６は、素子部１の結露状態が解消したと判定された直後に容量計測部３によって計測された容量値Ｃを変曲点の容量値とする（図７ステップＳ４）。
【００２７】
次に、基準値算出部７は、記憶部４に予め記憶された第１の基準値Ａと温度センサ２によって計測された周囲温度とから、現在の周囲温度における相対湿度１００％ＲＨに対応する容量値Ｃである第２の基準値Ｂを算出する（図７ステップＳ５）。第２の基準値Ｂは、本実施の形態の容量型湿度センサの相対湿度−容量値特性の周囲温度依存性（例えば温度係数（Ｆ／℃））を予め調査し記憶部４に登録しておくことにより、この周囲温度依存性に基づいて算出することができる。
【００２８】
比較部８は、変曲点検出部６が検出した変曲点の容量値と基準値算出部７が算出した第２の基準値Ｂとを比較し、変曲点の容量値と第２の基準値Ｂとが異なる値かどうかを判定する（図７ステップＳ６）。第２の基準値Ｂの実測値に相当する変曲点の容量値と計算から求めた第２の基準値Ｂとが異なることは、結露解消後に容量値のシフトが生じたことを意味する。
【００２９】
基準値更新部９は、変曲点の容量値と第２の基準値Ｂとが異なると判定された場合（ステップＳ６においてＹＥＳ）、変曲点の容量値と温度センサ２によって計測された周囲温度とから、周囲温度が基準温度のときの相対湿度１００％ＲＨに対応する容量値Ｃである第１の基準値Ａの最新値を算出し、記憶部４に記憶されている第１の基準値Ａを、算出した最新値に更新する（図７ステップＳ７）。第１の基準値Ａの最新値は、変曲点の容量値を第２の基準値Ｂの真値と見なし、この第２の基準値Ｂの真値と温度センサ２が計測した周囲温度の値と上記で説明した相対湿度−容量値特性の周囲温度依存性とを用いて算出することができる。
【００３０】
基準値更新部９は、変曲点の容量値と第２の基準値Ｂとが一致する場合には（ステップＳ６においてＮＯ）、記憶部４に記憶されている第１の基準値Ａを更新しない（図７ステップＳ８）。
こうして、本実施の形態では、加熱クリーニングが実施されない期間であっても容量値のシフトを修正することができる。
【００３１】
容量型湿度センサが計測する相対湿度をＸ（％ＲＨ）、容量計測部３が計測した容量値をＣとすると、相対湿度Ｘ（％ＲＨ）と容量値Ｃと第２の基準値Ｂと周囲温度との関係は、相対湿度導出部１０内の図示しないテーブルに予め記録されている。
【００３２】
相対湿度導出部１０は、容量計測部３によって容量値Ｃが計測される度に、テーブルを参照して、容量値Ｃと第２の基準値Ｂと温度センサ２によって計測された周囲温度の値とに対応する相対湿度Ｘの値をテーブルから取得すればよい。上記のとおり、第２の基準値Ｂは、記憶部４に記憶された第１の基準値Ａと温度センサ２によって計測された周囲温度の値と相対湿度−容量値特性の周囲温度依存性とを用いて算出すればよい。
本実施の形態では、容量値のシフトが生じていると判定した場合には第１の基準値Ａを更新するので、容量値のシフトによる相対湿度Ｘのシフトを防ぐことができる。
【００３３】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態では、第１の実施の形態における素子部１の別の例を説明する。図８（Ａ）は本実施の形態の素子部１の平面図、図８（Ｂ）は図８（Ａ）のＩ−Ｉ線断面図であり、図３（Ａ）、図３（Ｂ）と同様の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態の素子部１は、感湿膜１０２と上部電極１０３とに複数の開口部１１０（結露検知構造）を設けることにより、下部電極１０１が広範囲に露出するようにしたものである。
【００３４】
図９（Ａ）、図９（Ｂ）に示すように、結露により生じた水滴１０９が素子部１に付着して、水滴１０９を介して上部電極１０３と下部電極１０１間が導通すると、上部電極１０３と感湿膜１０２と下部電極１０１とからなるコンデンサの充電時間が延びる。コンデンサの充電時間が延びたときの相対湿度−容量値特性の変化は第１の実施の形態で説明したとおりである。
【００３５】
図９（Ａ）は素子部１の全面に結露が生じた例を示しており、図９（Ｂ）は素子部１の一部に結露が生じた例を示している。第１の実施の形態の素子部１の構造では、切欠き部１０８の箇所に水滴が付着した場合にのみ結露の発生を検出することができ、素子部１のその他の箇所に水滴が付着した場合には結露の発生を検出できない。これに対して、本実施の形態では、素子部１の広範囲の領域について結露の発生を検出することができる。
容量型湿度センサのその他の構成は第１の実施の形態で説明したとおりである。
【００３６】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図１０（Ａ）は本実施の形態の素子部１の平面図、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）のＩ−Ｉ線断面図、図１０（Ｃ）は図１０（Ａ）のＩ’−Ｉ’線断面図であり、図３（Ａ）、図３（Ｂ）と同様の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態は第１の実施の形態の素子部１の別の例を示すものであり、第１、第２の実施の形態と異なる結露検知構造を有するものである。
【００３７】
具体的には、結露検知構造は、ギャップ１１３を隔てて対向するように配置された突出部１１１，１１２から構成される。これら突出部１１１，１１２は、感湿膜１０２を挟んだ状態の下部電極１０１と上部電極１０３から感湿膜１０２が存在しない領域に突き出るように基板１００上に配置される。
【００３８】
図１１に示すように、結露により生じた水滴１０９が素子部１に付着して、水滴１０９を介して突出部１１１と１１２間が導通すると、上部電極１０３と下部電極１０１間が導通する。ギャップ１１３の水平方向（図１０（Ａ）、図１１左右方向）の幅は、結露が生じたときに突出部１１１と１１２間が導通するように設定しておけばよい。
容量型湿度センサのその他の構成は第１の実施の形態で説明したとおりである。
【００３９】
なお、素子部１の構成は図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）、図１２（Ｃ）に示すようにしてもよい。図１２（Ａ）は本実施の形態の素子部１の別の構成を示す平面図、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）のＩ−Ｉ線断面図、図１２（Ｃ）は図１２（Ａ）のＩ’−Ｉ’線断面図である。この例では、図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）に示した例と感湿膜１０２のパターンが異なる。
【００４０】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。図１３（Ａ）は本実施の形態の素子部１の平面図、図１３（Ｂ）は図１３（Ａ）のＩ−Ｉ線断面図であり、図３（Ａ）、図３（Ｂ）と同様の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態は第１の実施の形態の素子部１の別の例を示すものであり、第３の実施の形態と同様の結露検知構造を有するものである。ただし、本実施の形態の結露検知構造を構成する突出部１１１，１１２は、感湿膜１０２を挟んだ状態の電極本体ではなく、感湿膜１０２が存在しない部分（電極１０１，１０３に電極ピン１０４，１０５が接合される端子の部分）から突き出るように基板１００上に形成されている。
【００４１】
図１４に示すように、結露により生じた水滴１０９が素子部１に付着して、水滴１０９を介して突出部１１１と１１２間が導通すると、第３の実施の形態と同様に上部電極１０３と下部電極１０１間が導通することになる。
【００４２】
［第５の実施の形態］
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。通常の計測周期が長い場合や（例えば数分など）、周囲湿度が急速に変化しやすい設置環境下では、水滴消失後の変曲点を記録できないことが予想される。その場合は結露状態と判定している期間のみ、一時的に計測周期を十分に短く変更して（例えば１秒以下など）、水滴消失直後の変曲点の容量値を計測できる構成にしてもよい。
【００４３】
図１５は本実施の形態に係る容量型湿度センサの構成を示すブロック図、図１６は本実施の形態の容量型湿度センサの動作を説明するフローチャートである。
本実施の形態の容量型湿度センサは、第１の実施の形態の構成に、計測周期変更部１１を追加したものである。素子部１の構成は第１〜第４の実施の形態で説明したとおりである。
【００４４】
計測周期変更部１１は、結露判定部５が結露状態と判定したときに（図１６ステップＳ２においてＹＥＳ）、計測周期を通常の周期よりも短い所定の周期に変更する（図１６ステップＳ９）。また、計測周期変更部１１は、結露判定部５が結露状態が解消したと判定し（図１６ステップＳ３においてＹＥＳ）、かつ変曲点検出部６が変曲点の容量値を検出した後に、計測周期を通常の周期に戻す（図１６ステップＳ１０）。なお、ここでは、ステップＳ１０の処理をステップＳ４の処理後に行なっているが、ステップＳ１０の処理は、ステップＳ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７（Ｓ８）のいずれかの後であれば、どこで行なってもよい。
【００４５】
第１の実施の形態で説明したように、容量計測部３は、計測周期ごとに上部電極１０３と下部電極１０１間の容量値Ｃを計測する。本実施の形態のように計測周期を変更するには、容量計測部３の容量値算出部３４が、計測周期変更部１１からの指示に応じて、上部電極１０３と下部電極１０１間の容量値Ｃを算出する周期を変更すればよい。相対湿度導出部１０は容量計測部３によって容量値Ｃが計測される度に相対湿度Ｘを求めるので、容量計測部３の計測周期が変更されると、それに応じて相対湿度導出部１０の周期も変更されることになる。その他の構成は第１の実施の形態で説明したとおりである。
こうして、本実施の形態では、素子部１が結露状態の間、計測周期を短くすることにより、変曲点の容量値を容易に検出することができる。
【００４６】
なお、第１〜第５の実施の形態において、素子部１の表面から積極的に水滴を排除することを目的に、素子部１に疎水化表面処理を施してもよいし、感湿膜１０２の膜面が鉛直となるように素子部１を配置してもよい。
【００４７】
第１〜第５の実施の形態で説明した容量計測部３の容量値算出部３４と記憶部４と結露判定部５と変曲点検出部６と基準値算出部７と比較部８と基準値更新部９と相対湿度導出部１０と計測周期変更部１１とは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置及びインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。ＣＰＵは、記憶装置に格納されたプログラムに従って第１〜第５の実施の形態で説明した処理を実行する。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、容量型湿度センサの容量値のシフトを修正する技術に適用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１…素子部、２…温度センサ、３…容量計測部、４…記憶部、５…結露判定部、６…変曲点検出部、７…基準値算出部、８…比較部、９…基準値更新部、１０…相対湿度導出部、１１…計測周期変更部、３０…電源、３１…抵抗、３２…スイッチ、３３…電圧検出部、３４…容量値算出部、１００…基板、１０１…下部電極、１０２…感湿膜、１０３…上部電極、１０４，１０５…電極ピン、１０６，１０７…導電ペースト、１０８…切欠き部、１１０…開口部、１１１，１１２…突出部、１１３…ギャップ。
【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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【図１６】
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