特開 2017-219923 静電容量検知装置及びその誤動作防止方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-219923(P2017-219923A)

(43)【公開日】2017年12月14日

(54)【発明の名称】静電容量検知装置及びその誤動作防止方法

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/041 20060101AFI20171117BHJP

   G06F 3/02 20060101ALI20171117BHJP

   G01B 7/00 20060101ALI20171117BHJP

   G06F 3/044 20060101ALN20171117BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/041 522

   G06F3/02 F

   G01B7/00 101C

   G06F3/044 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2016-111932(P2016-111932)

(22)【出願日】2016年6月3日

(71)【出願人】

【識別番号】000116024

【氏名又は名称】ローム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100133514

【弁理士】

【氏名又は名称】寺山 啓進

(72)【発明者】

【氏名】岩本 行弘

【テーマコード（参考）】

2F063

【Ｆターム（参考）】

2F063AA01

2F063BA29

2F063BB01

2F063CA08

2F063DA02

2F063DA05

2F063HA04

2F063LA16

2F063LA19

(57)【要約】

【課題】安定的に且つ正確に人の動作を検知することが可能な静電容量検知装置及びその誤動作防止方法を提供する。
【解決手段】静電容量検知装置１０は、静電容量を検知する検知部と、電源電圧の変動をモニタするモニタ部と、モニタ部によりモニタされた電源電圧の変動が設定値よりも小さいときは検知部の検知結果を演算に使用し、モニタ部によりモニタされた電源電圧の変動が設定値よりも大きいときは検知部の検知結果を演算に使用しないＭＰＵ１４とを備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

静電容量を検知する検知部と、
電源電圧の変動をモニタするモニタ部と、
前記モニタ部によりモニタされた電源電圧の変動が設定値よりも小さいときは前記検知部の検知結果を演算に使用し、前記モニタ部によりモニタされた電源電圧の変動が前記設定値よりも大きいときは前記検知部の検知結果を演算に使用しない演算部と
を備えることを特徴とする静電容量検知装置。

【請求項2】

前記演算部は、前記静電容量の変化に基づいて人の動作を検知することを特徴とする請求項１に記載の静電容量検知装置。

【請求項3】

前記検知部は、複数のセンサ電極の静電容量をそれぞれに応じた電圧に変換するＣ−Ｖ変換回路と、前記Ｃ−Ｖ変換回路により変換された電圧をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータとを備えることを特徴とする請求項１に記載の静電容量検知装置。

【請求項4】

前記モニタ部は、前記電源電圧の信号レベルを減衰させる減衰器と、前記減衰器により減衰された電源電圧をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータとを備えることを特徴とする請求項１に記載の静電容量検知装置。

【請求項5】

前記モニタ部は、前記電源電圧の信号レベルを減衰させる減衰器と、前記減衰器により減衰された電源電圧を基準電圧と比較する比較器とを備えることを特徴とする請求項１に記載の静電容量検知装置。

【請求項6】

前記演算部は、１〜ｍ回目の１〜Ｎチャンネルの検知結果に基づいて演算することを特徴とする請求項１に記載の静電容量検知装置。

【請求項7】

前記演算部は、ある回の変換処理中に前記電源電圧が異常であると判断した場合、その回に検知した１〜Ｎチャンネルの検知結果を廃棄することを特徴とする請求項６に記載の静電容量検知装置。

【請求項8】

前記演算部は、１〜ｍ回目の検知結果を平均化することを特徴とする請求項６に記載の静電容量検知装置。

【請求項9】

前記演算部は、１〜Ｎチャンネルの検知結果を平均化することを特徴とする請求項６に記載の静電容量検知装置。

【請求項10】

車載用途のヒューマンインターフェースデバイスであることを特徴とする請求項１に記載の静電容量検知装置。

【請求項11】

静電容量を検知する検知ステップと、
電源電圧の変動をモニタするモニタステップと、
前記モニタステップにおいてモニタされた電源電圧の変動が設定値よりも小さいときは前記検知ステップの検知結果を演算に使用し、前記モニタステップにおいてモニタされた電源電圧の変動が前記設定値よりも大きいときは前記検知ステップの検知結果を演算に使用しない演算ステップと
を含むことを特徴とする静電容量検知装置の誤動作防止方法。

【請求項12】

前記演算ステップにおいて、前記静電容量の変化に基づいて人の動作を検知することを特徴とする請求項１１に記載の静電容量検知装置の誤動作防止方法。

【請求項13】

前記検知ステップにおいて、複数のセンサ電極の静電容量をそれぞれに応じた電圧に変換し、変換後の電圧をデジタル信号に変換することを特徴とする請求項１１に記載の静電容量検知装置の誤動作防止方法。

【請求項14】

前記モニタステップにおいて、前記電源電圧の信号レベルを減衰させ、減衰後の電源電圧をデジタル信号に変換することを特徴とする請求項１１に記載の静電容量検知装置の誤動作防止方法。

【請求項15】

前記モニタステップにおいて、前記電源電圧の信号レベルを減衰させ、減衰後の電源電圧を基準電圧と比較することを特徴とする請求項１１に記載の静電容量検知装置の誤動作防止方法。

【請求項16】

前記演算ステップにおいて、１〜ｍ回目の１〜Ｎチャンネルの検知結果に基づいて演算することを特徴とする請求項１１に記載の静電容量検知装置の誤動作防止方法。

【請求項17】

前記演算ステップにおいて、ある回の変換処理中に前記電源電圧が異常であると判断した場合、その回に検知した１〜Ｎチャンネルの検知結果を廃棄することを特徴とする請求項１６に記載の静電容量検知装置の誤動作防止方法。

【請求項18】

前記演算ステップにおいて、１〜ｍ回目の検知結果を平均化することを特徴とする請求項１６に記載の静電容量検知装置の誤動作防止方法。

【請求項19】

前記演算ステップにおいて、１〜Ｎチャンネルの検知結果を平均化することを特徴とする請求項１６に記載の静電容量検知装置の誤動作防止方法。

【請求項20】

前記静電容量検知装置が車載用途のヒューマンインターフェースデバイスであることを特徴とする請求項１１に記載の静電容量検知装置の誤動作防止方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本実施の形態は、静電容量検知装置及びその誤動作防止方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ヒューマンインターフェースデバイスとして、静電容量の変化を検知することにより人の動作を検知するシステムが多用されている。例えば、特許文献１には、電源電圧の変動による出力変動を低減する物理量検出回路が開示されている。また、特許文献２には、簡単な構成で人体を介して混入するノイズをキャンセルする静電センサセルが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４−２１５０９７号公報

【特許文献2】特開２０１１−０６００３７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、車載用途のように、ノイズの大きい環境下や電源電圧の変動の大きい環境下では、それらによる静電容量の変化を人の動作として誤検知してしまうケースが存在していた。

【0005】

近年、自動車に搭載されるあらゆる部品のための安全機能（例えば、フェールセーフ、異常検出、安全停止などの機能）の規格が見直されつつある。特に、車載用の機器の多くは、電気的／電子的に制御されており、高性能化・高機能化だけでなく、安全性の確保も重要なニーズとなっている。

【0006】

本実施の形態は、安定的に且つ正確に人の動作を検知することが可能な静電容量検知装置及びその誤動作防止方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本実施の形態の一態様によれば、静電容量を検知する検知部と、電源電圧の変動をモニタするモニタ部と、前記モニタ部によりモニタされた電源電圧の変動が設定値よりも小さいときは前記検知部の検知結果を演算に使用し、前記モニタ部によりモニタされた電源電圧の変動が前記設定値よりも大きいときは前記検知部の検知結果を演算に使用しない演算部とを備える静電容量検知装置が提供される。

【0008】

本実施の形態の他の態様によれば、静電容量を検知する検知ステップと、電源電圧の変動をモニタするモニタステップと、前記モニタステップにおいてモニタされた電源電圧の変動が設定値よりも小さいときは前記検知ステップの検知結果を演算に使用し、前記モニタステップにおいてモニタされた電源電圧の変動が前記設定値よりも大きいときは前記検知ステップの検知結果を演算に使用しない演算ステップとを含む静電容量検知装置の誤動作防止方法が提供される。

【発明の効果】

【0009】

本実施の形態によれば、安定的に且つ正確に人の動作を検知することが可能な静電容量検知装置及びその誤動作防止方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】基本技術に係る静電容量検知装置の構成例を示す概略ブロック構成図。

【図2】実施の形態に係る静電容量検知装置の構成例を示す概略ブロック構成図。

【図3】実施の形態に係る静電容量検知装置の変形例を示す概略ブロック構成図。

【図4】実施の形態に係る静電容量検知装置の動作例を示すフローチャート。

【図5】比較例に係る静電容量検知装置の構成例を示す概略ブロック構成図。

【図6】図５に示される静電容量検知装置のシーケンス図。

【図7】実施例に係る静電容量検知装置の構成例を示す概略ブロック構成図。

【図8】図７に示される静電容量検知装置の一部を示す概略ブロック構成図。

【図9】図７に示される静電容量検知装置のシーケンス図。

【図10】実施の形態に係る静電容量検知装置の適用例の説明図であり、（ａ）概略外観図、（ｂ）概略ブロック構成図。

【図11】実施の形態に係る静電容量検知装置が備えるレジスタの説明図。

【図12】図１１に示されるＣＰＵの演算手法の説明図。

【図13】図１１に示されるＣＰＵの演算手法の説明図。

【図14】実施の形態に係るドア開閉装置の構成例を示す概略ブロック構成図。

【図15】実施の形態に係る接触検知部の応用回路構成の一例を示す概略ブロック図。

【図16】実施の形態に係る接触検知部の応用回路構成の別の例を示す概略ブロック図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。

【0012】

又、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施の形態は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の実施の形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。

【0013】

[基本技術]
基本技術に係る静電容量検知装置１０は、静電容量の変化を検知することにより人の動作を検知する静電スイッチコントロールＩＣ等であって、図１に示すように、Ｃ−Ｖ変換回路１１と、Ａ／Ｄコンバータ１２と、フィルタ１３と、ＭＰＵ１４とを備える。センサ値（後述する。）をＣ−Ｖ変換回路１１で電圧に変換し、その電圧をＡ／Ｄコンバータ１２でデジタル信号に変換し、そのデジタル信号の突発変動をフィルタ１３で除去し、ＭＰＵ１４で処理するようになっている。

【0014】

既に説明した通り、車載用途のように、ノイズの大きい環境下や電源電圧の変動の大きい環境下では、電源電圧の変動等が発生したことによりセンサ値の変動が発生する場合がある。その対策としては、Ｃ−Ｖ変換回路１１の差動化により電源電圧の変動の影響を低減したり、もしくはフィルタ１３により突発変動を除去したりすることが挙げられる。しかし、Ｃ−Ｖ変換回路１１の差動化では、電源電圧の変動の影響を除去できない場合がある。また、フィルタ１３を実装すると、静電容量の変化を検知する時間（レスポンス時間）を犠牲にしてしまう問題もある。

【0015】

[実施の形態]
以下、実施の形態に係る静電容量検知装置について説明する。なお、以下の説明では、基本技術と同じ処理部については同じ符号を用いる。

【0016】

（概要）
実施の形態に係る静電容量検知装置１０は、図２に示すように、静電容量を検知する検知部（図示せず。）と、電源電圧の変動をモニタするモニタ部（図示せず。）と、モニタ部によりモニタされた電源電圧の変動が設定値よりも小さいときは検知部の検知結果を演算に使用し、モニタ部によりモニタされた電源電圧の変動が設定値よりも大きいときは検知部の検知結果を演算に使用しないＭＰＵ１４とを備える。

【0017】

具体的には、ＭＰＵ１４は、静電容量の変化に基づいて人の動作を検知する。

【0018】

また、検知部は、複数のセンサ電極の静電容量をそれぞれに応じた電圧に変換するＣ−Ｖ変換回路１１と、Ｃ−Ｖ変換回路１１により変換された電圧をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ１２とを備えてもよい。

【0019】

また、モニタ部は、電源電圧の信号レベルを減衰させるＡＴＴ１５と、ＡＴＴ１５により減衰された電源電圧をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ１６とを備えてもよい。

【0020】

また、モニタ部は、電源電圧の信号レベルを減衰させるＡＴＴ１５と、ＡＴＴ１５により減衰された電源電圧を基準電圧と比較する比較器（図示せず。）とを備えてもよい。

【0021】

また、ＭＰＵ１４は、１〜ｍ回目の１〜Ｎチャンネルの検知結果に基づいて演算してもよい。

【0022】

また、ＭＰＵ１４は、ある回の変換処理中に電源電圧が異常であると判断した場合、その回に検知した１〜Ｎチャンネルの検知結果を廃棄してもよい。

【0023】

また、ＭＰＵ１４は、１〜ｍ回目の検知結果を平均化してもよい。

【0024】

また、ＭＰＵ１４は、１〜Ｎチャンネルの検知結果を平均化してもよい。

【0025】

また、静電容量検知装置は、車載用途のヒューマンインターフェースデバイスであってもよい。

【0026】

（静電容量検知装置）
以下、実施の形態に係る静電容量検知装置１０について更に詳しく説明する。

【0027】

実施の形態に係る静電容量検知装置１０は、静電容量の変化を検知することにより人の動作を検知する静電スイッチコントロールＩＣ等であって、タッチパネルのような入力装置が備える複数のセンサ電極と接続されている。ユーザがセンサ電極に近接、接触すると、センサ電極の静電容量が変化する。この静電容量が変化を電気信号に変換し、ユーザによる接触の有無を検知するようになっている。

【0028】

具体的には、実施の形態に係る静電容量検知装置１０は、図２に示すように、Ｃ−Ｖ変換回路１１と、Ａ／Ｄコンバータ１２と、フィルタ１３と、ＭＰＵ１４と、ＡＴＴ（Attenuator）１５と、Ａ／Ｄコンバータ１６を備える。

【0029】

Ｃ−Ｖ変換回路１１は、複数のセンサ電極の静電容量（センサ値）をそれぞれに応じた電圧に変換する。Ａ／Ｄコンバータ１２は、Ｃ−Ｖ変換回路１１により変換された電圧をデジタル信号に変換する。フィルタ１３は、Ａ／Ｄコンバータ１２から出力されるデジタル信号の突発変動を除去する平均化フィルタ等である。本実施の形態では、このフィルタ１３は必ずしも必要でない。

【0030】

ＡＴＴ１５は、電源電圧を適切な信号レベルに減衰させる減衰器である。Ａ／Ｄコンバータ１６は、ＡＴＴ１５により減衰された電源電圧をデジタル信号に変換する。

【0031】

ＭＰＵ１４は、フィルタ１３から（又は、フィルタ１３を経由せずＡ／Ｄコンバータ１２から直接）出力されるデジタル信号と、Ａ／Ｄコンバータ１６から出力されるデジタル信号とに基づいて静電容量の変化を演算する。ここで、電源電圧の変動が異常である場合は、その電源異常時に検知した静電容量の変化を破棄する。これにより、電源正常時に検知した静電容量の変化のみを使用することができる。

【0032】

（変形例）
次に、実施の形態に係る静電容量検知装置１０の変形例について説明する。

【0033】

実施の形態に係る静電容量検知装置１０は、図３に示すように、Ａ／Ｄコンバータ１６に代えて比較器１６Ａを備えてもよい。比較器１６Ａは、ＡＴＴ１５により減衰された電源電圧を基準電圧と比較するコンパレータである。ＭＰＵ１４は、フィルタ１３から（又は、フィルタ１３を経由せずＡ／Ｄコンバータ１２から直接）出力されるデジタル信号と、比較器１６Ａの比較結果とに基づいて静電容量の変化を演算する。ここでも、上記と同様、電源電圧の変動が異常である場合は、その電源異常時に検知した静電容量の変化を破棄する。これにより、電源正常時に検知した静電容量の変化のみを使用することができる。

【0034】

（動作例）
図４は、実施の形態に係る静電容量検知装置１０の動作例を示すフローチャートである。以下、図４に従って、電源異常時の誤動作防止方法について説明する。

【0035】

まず、ＭＰＵ１４は、静電容量を検知するとともに、電源電圧の変動をモニタしている（Ｓ１，Ｓ２）。具体的には、フィルタ１３の出力データ（又は、フィルタ１３をバイパスしたＡ／Ｄコンバータ１２の出力データ）を取得するとともに、Ａ／Ｄコンバータ１６の出力データを取得する。

【0036】

次いで、ＭＰＵ１４は、モニタされた電源電圧の変動が設定値よりも小さいかどうか判断する（Ｓ３）。この設定値は、静電容量検知装置１０の用途などに応じて適宜設定することが可能である。

【0037】

ここで、ＭＰＵ１４は、モニタされた電源電圧の変動が設定値よりも小さいときは、電源変動が正常であると判断し、検知された静電容量を真値として演算に使用する（Ｓ３→Ｓ４→Ｓ１→・・・）。一方、モニタされた電源電圧の変動が設定値よりも大きいときは、電源変動が異常であると判断し、検知された静電容量を偽値として破棄する（Ｓ３→Ｓ５→Ｓ１→・・・）。これにより、電源正常時に検知した静電容量の変化のみを使用することができる。

【0038】

以上のように、実施の形態に係る静電容量検知装置１０では、電源変動を常にモニタし、その電源変動のモニタ結果と静電容量の検知結果とを組み合わせるようにしている。これにより、無駄なフィルタ処理が削減されるとともに電源異常時の誤検知が防止されるため、安定的に且つ正確に人の動作を検知することが可能となる。

【0039】

[具体例]
以下、より具体的な構成を例示して説明する。

【0040】

（比較例）
比較例に係る静電容量検知装置２０は、図５に示すように、マルチプレクサ２４と、Ｃ−Ｖ変換回路２１と、Ａ／Ｄコンバータ２２と、演算部２３とを備える。演算部２３には、ＣＰＵ２３Ａと、フィルタ２３Ｂが含まれる。

【0041】

センサ電極ｓｅｎ１，ｓｅｎ２，…，ｓｅｎＮのセンサ値が入力端子を介して静電容量検知装置２０に入力されるようになっている。これにより、各チャンネルのセンサ値をマルチプレクサ２４の各スイッチで切り替え、Ｃ−Ｖ変換回路２１で電圧に変換し、その電圧をＡ／Ｄコンバータ２２でデジタル信号に変換し、そのデジタル信号の突発変動をフィルタ２３Ｂで除去し、ＣＰＵ２３Ａで処理する。

【0042】

図６は、図５に示される静電容量検知装置２０のシーケンス図である。図６に示すように、制御信号ｃｔｒｌ１，ｃｔｒｌ２，…，ｃｔｒｌＮを順にイネーブル状態にすることでマルチプレクサ２４の各スイッチを切り替え、センサ電極ｓｅｎ１，ｓｅｎ２，…，ｓｅｎＮのセンサ値をＣ−Ｖ変換回路２１で電圧に変換し、その電圧をＡ／Ｄコンバータ２２でデジタル信号に変換し、そのデジタル信号に基づいてＣＰＵ２３Ａで演算する。以降、同様の処理を数回繰り返し、その数回分の１〜Ｎチャンネルの検知結果に基づいてＣＰＵ２３Ａで演算した結果を出力する。処理の繰り返し回数は特に限定されるものではない。すなわち、ノイズの程度により変換処理の結果を数回使用し、最終的な検知結果を出力するようになっている。

【0043】

（実施例）
実施例に係る静電容量検知装置２０は、図７に示すように、マルチプレクサ２４と、Ｃ−Ｖ変換回路２１と、Ａ／Ｄコンバータ２２と、演算部２３と、電源検出回路２５と、基準電圧源２６と、比較器２７とを備える。演算部２３には、ＣＰＵ２３Ａと、フィルタ２３Ｂが含まれる。マルチプレクサ２４、Ｃ−Ｖ変換回路２１、Ａ／Ｄコンバータ２２については比較例と同様である。

【0044】

すなわち、センサ電極ｓｅｎ１，ｓｅｎ２，…，ｓｅｎＮのセンサ値が入力端子を介して静電容量検知装置２０に入力されるようになっている。これにより、各チャンネルのセンサ値をマルチプレクサ２４の各スイッチで切り替え、Ｃ−Ｖ変換回路２１で電圧に変換し、その電圧をＡ／Ｄコンバータ２２でデジタル信号に変換し、そのデジタル信号の突発変動をフィルタ２３Ｂで除去し、ＣＰＵ２３Ａで処理する。

【0045】

このとき、本実施例では、電源電圧を電源検出回路２５で検出し、基準電圧を基準電圧源２６で発生させ、その電源電圧と基準電圧とを比較器２７で比較し、その比較結果を演算部２３で使用する。具体的には、図８に示すように、電源電圧を抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧して電圧Ｖ１を得、その電圧Ｖ１と基準電圧Ｖ_ＲＥＦとを比較器２７で比較し、その比較結果を示す情報を電源レジスタＲ_ｐに書き込む。例えば、電圧Ｖ１が基準電圧Ｖ_ＲＥＦよりも小さいときはフラグ「０」を書き込むようにし、電圧Ｖ１が基準電圧Ｖ_ＲＥＦよりも大きいときはフラグ「１」を書き込むようにしてもよい。これにより、演算部２３は、フラグに基づいて、検知結果が電源ノイズの影響を受けているかどうか判断することが可能である。

【0046】

図９は、図７に示される静電容量検知装置２０のシーケンス図である。数回分の１〜Ｎチャンネルの検知結果に基づいてＣＰＵ２３Ａで演算した結果を出力する点は、比較例（図６）と同様である。ここで、本実施例では、ある区間ＴＡの変換処理中に電源異常と判断した場合、その区間ＴＡに検知した１〜Ｎチャンネルの検知結果は電源ノイズの影響を受けているため、ＣＰＵ処理には使用せず廃棄する。このように異常な検知結果を廃棄することにより、電源ノイズに対して、より安定した出力を期待することが可能となる。また、検知結果を出力するまでの検知回数を少なくすることができる効果もある。

【0047】

（適用例）
実施の形態に係る静電容量検知装置２０は、図１０（ａ）に示すように、カーナビやエアコンパネルなど、車載用途のユーザインターフェースデバイスに適用することができる。このようなユーザインターフェースデバイスは、図１０（ｂ）に示すように、複数のセンサ電極ｓｅｎ１〜Ｎを備える。ユーザがセンサ電極ｓｅｎ１〜Ｎに近接、接触すると、センサ電極ｓｅｎ１〜Ｎの静電容量が変化する。この静電容量の変化を電気信号に変換し、ユーザによる接触の有無を判断するようになっている。

【0048】

近年、自動車に搭載されるあらゆる部品のための安全機能（例えば、フェールセーフ、異常検出、安全停止などの機能）の規格が見直されつつある。特に、車載用の機器の多くは、電気的／電子的に制御されており、高性能化・高機能化だけでなく、安全性の確保も重要なニーズとなっている。実施の形態に係る静電容量検知装置１０を車載用途のユーザインターフェースデバイスに適用すると、電源異常時の誤検知が防止されるため、安全性の確保という面で非常に効果的である。

【0049】

（レジスタ）
実施の形態に係る静電容量検知装置３０は、図１１に示すように、検知結果レジスタＲ_１，Ｒ_２，Ｒ_３，・・・，Ｒ_ｎと、電源レジスタＲ_ｐとを備える。検知結果レジスタＲ_１，Ｒ_２，Ｒ_３，・・・，Ｒ_ｎは、それぞれ、センサ電極ｓｅｎ１，ｓｅｎ２，…，ｓｅｎＮのセンサ値を記憶する。電源レジスタＲ_ｐは、Ａ／Ｄコンバータ３６の出力データを記憶する。ＣＰＵ３３Ａは、常に電源レジスタＲ_ｐを参照し、電源レジスタＲ_ｐに記憶されているデータの値が設定値よりも小さいか大きいかを判断する。これにより、電源電圧が正常であるか異常であるかを常に監視することができる。

【0050】

なお、ここでは、Ａ／Ｄコンバータ３６の出力データを電源レジスタＲ_ｐに記憶することとしているが、これに限定されるものではない。Ａ／Ｄコンバータ３６に代えて図７に示すような比較器２７を用いる場合は、比較器２７の比較結果を示す情報を電源レジスタＲ_ｐに記憶すればよい。この場合でも、電源電圧が正常であるか異常であるかを常に監視することができるため、上記と同様の効果が得られる。

【0051】

上記の説明では特に言及しなかったが、図１１に示すように、Ａ／Ｄコンバータ３６の前段にはバッファ３５を備えてもよい。また、ＣＰＵ３３Ａで処理された結果はホスト４０へ通知され、ホスト４０において使用されるようになっている。

【0052】

（演算手法）
図１２は、図１１に示されるＣＰＵ３３Ａの演算手法の説明図である。図１２に示すように、ＣＰＵ３３Ａは、１〜ｍ回目の１〜Ｎチャンネルの検知結果に基づいて演算してもよい。ｍは、検知回数を識別するための番号であり、Ｎは、チャンネルを識別するための番号である。このような場合、図１３（ａ）に示すように、１〜ｍ回目の検知結果Ｉ_１〜Ｉ_ｍを平均化してもよいし、あるいは、図１３（ｂ）に示すように、１〜Ｎチャンネルの検知結果を平均化してもよい。

【0053】

既に説明した通り、本実施例では、ある区間ＴＡの変換処理中に電源異常と判断した場合、その区間ＴＡに検知した１〜Ｎチャンネルの検知結果は電源ノイズの影響を受けているため、ＣＰＵ処理には使用せず廃棄する。このように異常な検知結果を廃棄することにより、電源ノイズに対して、より安定した出力を期待することが可能となる。また、検知結果を出力するまでの検知回数（ここでいう“ｍ回”）を少なくすることができる効果もある。

【0054】

[その他の適用例]
以下、実施の形態に係る静電容量検知装置をドア開閉装置が備える静電スイッチコントロールＩＣ１２６に適用した場合について説明する。

【0055】

（ドア開閉装置のブロック構成）
図１４は、実施の形態に係るドア開閉装置の構成例を示す概略ブロック構成図である。

【0056】

実施の形態に係るドア開閉装置は、開閉機構部１００と、その他検知部３００と、その他機能部４００と、以上の各部を制御する制御部（マイコン）２００とを備える。開閉機構部１００は、接触検知部１２０と、非接触検知部１４０と、施錠部（ロック部）１６０とを備える。その他検知部３００は、ＳＯＳ信号検知部３０２と、強制信号検知部３０４と、テスト信号検知部３０６と、エンジン始動検知部３０８と、走行速度検知部３１０と、その他検知部３１２とを備える。尚、エンジン始動検知部３０８および走行速度検知部３１０は、実施の形態に係るドア開閉装置を車両などの移動手段に適用する際に用いられるオプション機能である。

【0057】

接触検知部１２０は、例えば、静電容量を検出する静電容量センサなどのスイッチ操作向け検知電極から構成される雨滴検知センサ（検知電極）１２２および人体検知センサ（検知電極）１２４と、雨滴検知センサ１２２（１〜２ｃｈ）および人体検知センサ１２４（２〜６ｃｈ）を制御する静電スイッチコントロールＩＣ１２６とを備える。雨滴検知センサ１２２は、雨検知センサ（検知電極）１２８と晴検知センサ（検知電極）１３０とを備え、人体検知センサ１２４は、接触部検知センサ（検知電極）１３２と影部検知センサ（検知電極）１３４とを備える。接触部検知センサ１３２は、人間がドアの開閉操作を行う際に接触する接触部分への接触を検知する。影部検知センサ１３４は、人間がドアの開閉操作を行う際に人間の身体の少なくとも一部（例えば手や指など）によって影となる影部分への接触を検知する。

【0058】

制御部２００は、接触部検知センサ１３２および影部検知センサ１３４による検知結果に基いて、接触部分への接触が人間の身体の少なくとも一部によるものであることを判定した場合に、ドアの開錠を行うように施錠部１６０に指示する。

【0059】

非接触検知部１４０は、例えば、カードキーやスマートフォンなどから構成される電子キー５００との信号の送受信を行う信号送受信部（信号送受信装置）１４２と、信号送受信部１４２が送受信する信号に基いてキーやキーの操作を認識するキー認識部１４４とを備える。

【0060】

施錠部１６０は、ドアなどの施錠／開錠する施錠部（施錠装置）１６２と、接触検知部１２０、非接触検知部１４０、その他検知部３００などが検知した検知信号（データ）に基いて、施錠部１６２に対して施錠（ロック）／開錠（ロック解除）を制御する施錠制御部１６４とを備える。

【0061】

その他機能部４００には、例えば、エアコン機能、カーナビ機能、オーディオ／ビデオ機能、照明機能などの各種機能が含まれ、接触検知部１２０、非接触検知部１４０、その他検知部３００などが検知した検知信号（データ）に基いて、各種機能を制御することができる。

【0062】

（ドア開閉装置を備えたドアノブ例）
実施の形態に係るドア開閉装置において、雨滴や洗車などの水が触れる部分と、人（手などの人体）が触れる部分のそれぞれに、何が触れているのかを判別するための検知機構として、静電容量センサなどのスイッチ操作向け検知電極から構成される接触検知部１２０を導入する。

【0063】

（接触検知部のブロック構成）
図１５は、実施の形態に係る接触検知部１２０の応用回路構成の一例を示す概略ブロック図である。

【0064】

接触検知部１２０の応用回路構成は、図１５に例示するように、静電スイッチコントロールＩＣ１２６と、静電スイッチコントロールＩＣ１２６に接続された雨検知センサ１２８、晴検知センサ１３０、接触部検知センサ１３２、および影部検知センサ１３４とを備え、静電スイッチコントロールＩＣ１２６は、後述する電子キーシステムの電子機器などのホスト装置１２９に接続される。

【0065】

静電スイッチコントロールＩＣ１２６は、雨検知センサ１２８、晴検知センサ１３０、接触部検知センサ１３２、および影部検知センサ１３４などのスイッチ操作向け静電容量センサのコントローラである。

【0066】

静電スイッチコントロールＩＣ１２６は、静電容量を検出するＡＦＥ（Analog Front End）、検出容量をディジタル検出値に変換するＡ／Ｄコンバータ、検出値を処理するＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）対応ＬＥＤ（Light Emitting Diode）コントローラ、Ｉ２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）バスプロトコルに対応した２線シリアルバスホストインターフェース、パワーオンリセット、クロック発振回路、内部用ＬＤＯ（Low Drop-Out regulator）などを内蔵可能である。

【0067】

静電スイッチコントロールＩＣ１２６では、図１５に例示するように、１つの静電容量センサを１つの独立スイッチ（すなわち、独立した検知センサ（雨検知センサ１２８、晴検知センサ１３０、接触部検知センサ１３２、および／または影部検知センサ１３４））として用いることができる。各独立した検知センサでは、ＯＮ、ＯＦＦ、長押しなどを認識することができる。

【0068】

また、図１６に例示するように、静電スイッチコントロールＩＣ１２６では、複数のセンサ（雨検知センサ１２８、晴検知センサ１３０、接触部検知センサ１３２、および／または影部検知センサ１３４）をマトリクス状に配置し、そのマトリクス配置の交点（クロスポイント）を１つのキースイッチとして扱うこともできる。各クロスポイントでは、ＯＮ、ＯＦＦ、長押しなどを認識することができる。

【0069】

以上説明したように、本実施の形態によれば、安定的に且つ正確に人の動作を検知することが可能な静電容量検知装置及びその誤動作防止方法を提供することができる。

【0070】

[その他の実施の形態]
上記のように、実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。

【0071】

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

【産業上の利用可能性】

【0072】

本実施の形態に係る静電容量検知装置は、カーナビやエアコンパネルなど、車載用途のユーザインターフェースデバイスに適用可能である。

【符号の説明】

【0073】

１０，２０，３０…静電容量検知装置
１４…ＭＰＵ（演算部）
１１…Ｃ−Ｖ変換回路（検知部）
１２…Ａ／Ｄコンバータ（検知部）
１５…ＡＴＴ（減衰器）
１６…Ａ／Ｄコンバータ（モニタ部）
１６Ａ…比較器（モニタ部）
２３Ａ，３３Ａ…ＣＰＵ（演算部）
Ｒ_１，Ｒ_２，Ｒ_３，・・・，Ｒ_ｎ…検知結果レジスタ
Ｒ_ｐ…電源レジスタ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】