特許 7582922 検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-05

(45)【発行日】2024-11-13

(54)【発明の名称】検出装置

(51)【国際特許分類】

   H01H 36/00 20060101AFI20241106BHJP

   G06F 3/044 20060101ALI20241106BHJP

   G06F 3/041 20060101ALI20241106BHJP

   G01R 31/50 20200101ALI20241106BHJP

   G01R 31/54 20200101ALI20241106BHJP

【ＦＩ】

H01H36/00 J

G06F3/044 120

G06F3/041 660

G06F3/041 400

G01R31/50

G01R31/54

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021144028

(22)【出願日】2021-09-03

(65)【公開番号】P2023037347

(43)【公開日】2023-03-15

【審査請求日】2024-02-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000003551

【氏名又は名称】株式会社東海理化電機製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】半田 吉紀

【審査官】井上 信

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－４８４４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２２５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２２５４４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１２／０４３４４３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｈ ３６／００

Ｇ０１Ｖ ３／０８

Ｈ０３Ｋ １７／９５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

操作面に対する人体の接触又は接近を検出する第１電極と、前記第１電極に対して対向配置された第２電極とに電圧を印加し、電圧が印加された前記第１電極の静電容量変化に基づき、前記操作面に対するユーザ操作を検出する検出装置であって、
前記第１電極への電圧印加後に前記第１電極の静電容量変化を検出している最中に、前記第２電極を強制的に接地状態に切り換えることにより、前記第２電極を接地電位とする切換部と、
接地後の前記第１電極から得られる検出信号の値と、接地前後の前記第１電極から得られる前記検出信号の差とに基づき、前記第１電極の断線有無と、前記第２電極の断線有無とを判定する判定部と
を備えている検出装置。

【請求項2】

前記第１電極への電圧印加時、前記第２電極の電位を前記第１電極と同電位とするバッファ部を備えている
請求項１に記載の検出装置。

【請求項3】

前記切換部は、前記第２電極及び前記バッファ部を繋ぐ接続線から分岐する分岐配線を接地することにより、前記第２電極を強制的に接地電位にする
請求項２に記載の検出装置。

【請求項4】

前記第１電極へ電圧を印加するとともに前記第１電極の静電容量変化を監視する操作判定処理を繰り返すことにより、前記操作面に対するユーザ操作を検出する容量算出部を備え、
前記第２電極を強制的に接地電位に引き込んで断線有無を判定する一連の断線検出処理は、前記操作判定処理とは独立した処理として設定されている
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の検出装置。

【請求項5】

前記操作判定処理及び前記断線検出処理の少なくとも一方は、ユーザ操作が有ったと検出するのに必要な静電容量変化が生じる時間よりも短い時間の処理に設定されている
請求項４に記載の検出装置。

【請求項6】

前記断線検出処理及び前記操作判定処理は、１つの組とされて周期的に繰り返し実行される
請求項４又は請求項５に記載の検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電極の静電容量変化によってユーザ操作を検出する検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、静電容量式の操作検出装置が周知である（特許文献１参照）。この種の操作検出装置は、センサ電極及びキャンセル電極を備えている。キャンセル電極は、センサ電極及び基準点の間に発生する寄生容量を減少させる。また、操作検出装置の制御部は、センサ電極に駆動信号を印加するとともに、キャンセル電極に対し、駆動信号と同一波形の信号を印加して、センサ電極の静電容量の変化からユーザ操作を検出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－０３７３４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、制御部は、センサ電極及びキャンセル電極に対し、それぞれ配線で接続されている。このため、どちらか一方でも配線が断線してしまうと、センサ電極に対するユーザ操作を検出することができないため、センサ電極及びキャンセル電極の両方の断線を検出したいニーズがあった。

【課題を解決するための手段】

【0005】

前記課題を解決する検出装置は、操作面に対する人体の接触又は接近を検出する第１電極と、前記第１電極に対して対向配置された第２電極とに電圧を印加し、電圧が印加された前記第１電極の静電容量変化に基づき、前記操作面に対するユーザ操作を検出する構成であって、前記第１電極への電圧印加後に前記第１電極の静電容量変化を検出している最中に、前記第２電極を強制的に接地状態に切り換えることにより、前記第２電極を接地電位とする切換部と、接地後の前記第１電極から得られる検出信号の値と、接地前後の前記第１電極から得られる前記検出信号の差とに基づき、前記第１電極の断線有無と、前記第２電極の断線有無とを判定する判定部とを備えている。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、第１電極及び第２電極の両方の断線を検出できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】一実施形態の検出装置の構成図である。

【図2】第１スイッチ部の動きを示す作動図である。

【図3】タッチ操作時の第１電極の静電容量変化を示す波形図である。

【図4】電極群に発生する静電容量を示す説明図であり、（ａ）は非操作時の図、（ｂ）は操作時の図である。

【図5】（ａ）は第１電極及び第２電極が断線していないときの状態図であり、（ｂ）は断線非発生時に第２電極を接地電位としたときの状態図である。

【図6】（ａ）は第１電極が断線したときの状態図であり、（ｂ）は第１電極断線時に第２電極を接地電位としたときの状態図である。

【図7】（ａ）は第２電極が断線したときの状態図であり、（ｂ）は第２電極断線時に第２電極を接地電位としたときの状態図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本開示の一実施形態を説明する。
［本開示の全体構成］
図１に示すように、検出装置１は、操作面２に対する人体（ユーザ）の接触又は接近を検出する。検出装置１は、例えば、車載用の場合、車両のステアリングホイールのリム部（図示略）に設けられている。この場合、検出装置１は、ユーザがステアリングホイールのリム部をタッチ操作（握り操作）したか否かを検出することが好ましい。操作面２は、例えば、曲面状、又は平面状のいずれでもよい。

【0009】

検出装置１は、操作面２に対する人体の接触又は接近を検出する第１電極３と、第１電極３に対して対向配置された第２電極４とを備えている。第１電極３は、ユーザ操作を検出するセンサ電極である。第２電極４は、第１電極３を電気的に遮蔽するシールド電極である。検出装置１は、第１電極３及び第２電極４に電圧を印加し、電圧が印加された第１電極３の静電容量変化に基づき、操作面２に対するユーザ操作を検出する。このように、検出装置１は、第１電極３の静電容量変化によってユーザ操作を検出する静電容量式（自己容量方式）である。

【0010】

第１電極３及び第２電極４の各々は、シート状に形成されるとともに、絶縁性シート状のフィルム（誘電体：図示略）を介して重ねられている。これにより、第１電極３及び第２電極４は、層状に配置されたシート形状に形成されている。第１電極３及び第２電極４は、互いに対向する面の面積が同等、或いは、第１電極３よりも第２電極４の方が大きく（広く）形成されている。これにより、第１電極３は、第２電極４によって覆われた状態をとる。このため、第１電極３は、第２電極４とは反対側の面に人体が接触又は接近することにより、誘導される静電容量が変化する。

【0011】

検出装置１は、検出装置１の作動を制御するコントローラ７を備えている。コントローラ７は、コントローラ７を作動させる制御部８と、制御部８及び電極群（第１電極３及び第２電極４）の間に設けられた第１スイッチ部９とを備えている。制御部８は、例えば、マイクロコンピュータである。コントローラ７は、第１配線１０を介して第１電極３に接続され、第１配線１０から分岐する第２配線１１を介して第２電極４に接続されている。

【0012】

制御部８は、第１電極３の静電容量を取得して操作判定処理を実行する容量算出部１３を備えている。操作判定処理は、第１電極３の静電容量の変化に基づき、操作面２に対するユーザ操作（人体の接触、接近など）を検出する処理である。容量算出部１３は、第１スイッチ部９を介して、第１電極３の充電と、第１電極３からの静電容量のデータ入力とを交互に切り換えることにより、操作判定処理を実行する。このように、容量算出部１３は、第１電極３へ電圧を印加するとともに第１電極３の静電容量変化を監視する操作判定処理を繰り返すことにより、操作面２に対するユーザ操作を検出する。

【0013】

第１スイッチ部９は、可動する第１接点１４が第１電極３に接続され、固定の第２接点１５が定電流源１６に接続され、もう１つの固定の第３接点１７がＡ／Ｄコンバータ１８を介して制御部８に接続されている。第１スイッチ部９は、第２接点１５が給電側端子であり、第３接点１７が検出側端子である。第１スイッチ部９の第１接点１４は、第１配線１０を介して第１電極３に接続されている。第１スイッチ部９の第１接点１４が第２接点１５に接続された場合、定電流源１６が第１電極３に接続され、第１電極３が定電流源１６によって充電される。第１電極３は、定電流源１６によって充電されることにより、静電容量に応じた電圧が発生する。

【0014】

第１スイッチ部９の第１接点１４が第３接点１７に接続された場合、第１電極３は、Ａ／Ｄコンバータ１８を介して制御部８に接続される。これにより、第１電極３から制御部８には、第１電極３に発生した静電容量に応じた検出信号Ｓｖが出力される。本例の場合、定電流源１６を使用しているので、第１電極３の電荷は常に一定であり、検出信号Ｓｖは第１電極３に発生する静電容量に応じた電圧レベルをとる。

【0015】

容量算出部１３は、第１スイッチ部９を定電流源１６に接続する処理と、第１スイッチ部９を制御部８に接続する処理とを、メイン周期（メインループ）ごとに交互に繰り返すことにより、第１電極３から検出信号Ｓｖを取得する。容量算出部１３は、このように第１電極３から断続的に入力した検出信号Ｓｖの変動を確認することにより、操作面２に対するユーザ操作の有無の判定、すなわち、タッチ操作のオンオフの検出を実行する。

【0016】

検出装置１は、第２電極４を第１電極３と同電位とするバッファ部２１を備えている。バッファ部２１は、例えば、オペアンプである。オペアンプは、例えば、シャットダウン機能付きのボルテージフォロアであることが好ましい。バッファ部２１は、第１配線１０から分岐して第２電極４に繋がる第２配線１１上に配置されている。すなわち、バッファ部２１は、入力側が第１配線１０に接続され、出力側が第２電極４に接続されている。バッファ部２１は、制御部８からの電力によって作動する。バッファ部２１は、出力側がハイインピーダンスとなっていることが好ましい。

【0017】

［断線検出機能の概要］
検出装置１は、電極配線の断線を検出する機能（断線検出機能）を備えている。断線検出処理は、例えば、操作判定処理とは独立した処理として設定されているとともに、周期的に実行されることが好ましい。具体的には、断線検出処理は、制御部８のメイン周期内の１処理であって、操作判定処理と１つの組とされて周期的に繰り返し実行される。断線検出処理は、第１電極３から延びる第１配線１０の断線有無と、第２電極４から延びる第２配線１１（具体的には、後述する接続線２４）の断線有無との両方を検出する。

【0018】

検出装置１は、断線検出処理の実行タイミングにおいて第２電極４を強制的に接地状態に切り換えて第２電極４を接地電位とする切換部２３を備えている。切換部２３は、第１電極３への電圧印加後に第１電極３の静電容量変化を検出している最中に、第２電極４を強制的に接地状態に切り換えて第２電極４を接地電位とすることが好ましい。切換部２３は、第２電極４及びバッファ部２１を繋ぐ接続線２４から分岐する分岐配線２５を接地することにより、第２電極４を強制的に接地電位にする。接続線２４は、第２配線１１の一部分である。

【0019】

切換部２３は、第２電極４の接地のオンオフを切り換える第２スイッチ部２６と、第２スイッチ部２６の接続状態を切り換える接地処理部２７とを含む。第２スイッチ部２６は、例えば、コントローラ７に設けられている。接地処理部２７は、例えば、制御部８に設けられている。

【0020】

第２スイッチ部２６は、一方の端子が接続線２４を介してバッファ部２１の出力側に接続され、他方の端子がＧＮＤに接続されている。接地処理部２７は、第２スイッチ部２６のスイッチ状態を切り換えることにより、バッファ部２１の出力側と第２電極４との間の中間端子２８を、ＧＮＤに対してローインピーダンスとなる接地状態と、ＧＮＤに対してハイインピーダンスとなる非接地状態とのいずれかに設定する。

【0021】

制御部８は、切換部２３による第２電極４の接地状態への移行を通じて第１電極３及び第２電極４の断線有無を判定する判定部２９を備えている。判定部２９は、例えば、制御部８に設けられている。判定部２９は、第２電極４の接地後の第１電極３から得られる検出信号Ｓｖの値と、第２電極４の接地前後に第１電極３から得られる検出信号Ｓｖの差ΔＣとに基づき、第１電極３の断線有無と、第２電極４の断線有無とを判定する。本例の場合、判定部２９は、断線有無の判定を、Ａ／Ｄコンバータ１８から入力するデジタル状の検出信号Ｓｖに基づき実行する。

【0022】

次に、本実施形態の検出装置１の作用について説明する。
図１に示す通り、容量算出部１３は、操作判定処理のとき、第１スイッチ部９の第１接点１４を給電側である第２接点１５に接続して、第１電極３を充電する。このとき、容量算出部１３は、バッファ部２１を作動状態として、第２電極４を第１電極３と同電位にする。また、接地処理部２７は、第２スイッチ部２６をオフして、第２電極４を接地しない状態としておく。

【0023】

図２に示すように、容量算出部１３は、規定時間の間、第１電極３の充電を行うと、次に第１スイッチ部９の第１接点１４を検出側である第３接点１７に接続する。これにより、第１電極３に発生した電圧（静電容量）に応じた検出信号ＳｖがＡ／Ｄコンバータ１８を介して制御部８に入力される。従って、容量算出部１３は、第１電極３で検出された静電容量に基づく検出信号Ｓｖを取得する。検出信号Ｓｖは、例えば、第１電極３の静電容量データである。なお、容量算出部１３は、Ａ／Ｄコンバータ１８から検出信号Ｓｖを取得すると、第１電極３を放電することが好ましい。容量算出部１３は、Ａ／Ｄコンバータ１８から検出信号Ｓｖを取得すると、この検出信号Ｓｖを用いて、タッチ判定を実行する。

【0024】

図３に示すように、容量算出部１３は、制御部８において予め設定されたメイン周期（メインループ）ごとに操作判定処理を繰り返し実行する。同図に示されるように、メイン周期は、ユーザ操作が有ったと検出するのに必要な静電容量変化を生じる時間（同図の「Ｔａ」）よりも短い時間（同図の「Ｔｂ」）の処理に設定されている。すなわち、メイン周期の処理時間は、タッチ操作のオンオフ検出（タッチＯＮ－ＯＦＦ検出）に必要な静電容量変化が生じる時間よりも短い時間に設定されている。よって、メイン周期内の１処理である操作判定処理も、ユーザ操作が有ったと検出するのに必要な静電容量変化が生じる時間よりも短い時間の処理に設定されている。

【0025】

また、断線検出処理は、メイン周期の単位で実行される処理であって、本例の場合、操作判定処理と１つの組とされて繰り返し実行される。よって、１つのメイン周期内において、断線検出処理と操作判定処理とが１回ずつ実行される。なお、図の例の場合、断線検出処理を操作判定処理よりも先に実行するようにしたが、これを入れ替えてもよい。また、メイン周期内に、断線検出処理及び操作判定処理以外の他の処理を含めてもよい。

【0026】

図４（ａ）、（ｂ）に示すように、通常、静電容量式の検出装置１は、第１配線１０に第１寄生容量Ｃp1が発生し、第１電極３及びＧＮＤの間に第２寄生容量Ｃp2が発生し、第２電極４及びＧＮＤの間に第３寄生容量Ｃp3が発生する。また、第１電極３及び第２電極４の間には、電極間静電容量Ｃccが発生する。第１電極３の全面に第２電極４が対向配置されている。また、第１電極３及びＧＮＤの間に第２電極４が存在することにより、シールド機能が発揮される。

【0027】

操作判定処理のとき、バッファ部２１が作動状態とされるとともに、第２スイッチ部２６がオフされている。これにより、コントローラ７の第１スイッチ部９は、第１電極３のみならず、バッファ部２１を介して第２電極４にも接続される。このとき、第１スイッチ部９の第１接点１４が給電側の第２接点１５に接続された状態をとっていれば、バッファ部２１が第１電極３及び第２電極４を同電位（略同電位も含む）とする。よって、第１電極３及び第２電極４の間の電極間静電容量Ｃccが略ゼロとみなせる。また、第１電極３の第２寄生容量Ｃp2が第２電極４によって抑制される。

【0028】

図４（ａ）に示す通り、ユーザの人体が操作面２（第１電極３）に接触又は接近していない場合、第１電極３に生じる静電容量は、第１寄生容量Ｃp1及び第２寄生容量Ｃp2の合成容量よりも小さくなる。

【0029】

一方、図４（ｂ）に示す通り、ユーザの人体が操作面２（第１電極３）に接触又は接近する場合、第１電極３に生じる静電容量は、ユーザの人体が操作面２に接触又は接近していないときの値に、第１電極３及び人体の間に発生する静電容量Ｃｔを合成した容量となる。このように、人体が接触又は接近した際の第１電極３の静電容量は、人体が接触又は接近しない際の静電容量よりも大きくなる。

【0030】

容量算出部１３は、第１電極３の充電後、第１スイッチ部９の第１接点１４を検出側の第３接点１７に接続して、第１電極３からＡ／Ｄコンバータ１８を介して、第１電極３の静電容量変化に基づく検出信号Ｓｖを入力する。本例の場合、バッファ部２１の出力側がハイインピーダンスに設定されているので、第２電極４に蓄積された電荷が、検出信号Ｓｖに影響を及ぼすことを抑制することが可能となる。

【0031】

容量算出部１３は、検出信号Ｓｖのデータを取得し終えると、検出信号Ｓｖに基づき、タッチの操作判定を実行する。このとき、容量算出部１３は、検出信号Ｓｖが大きく変動する場合、タッチ操作（人体の接触又は接近）があったと判定する。一方、容量算出部１３は、検出信号Ｓｖが変動しない場合、タッチ操作（人体の接触又は接近）がなかったと判定する。容量算出部１３は、前述の電極充電、検出信号Ｓｖの取得、及びタッチ判定を繰り返して、操作面２に対する人体の接触又は接近を検出する。

【0032】

図５（ａ）、（ｂ）に示すように、コントローラ７は、操作判定処理とは別の所定タイミングのとき、断線検出処理を実行する。断線検出処理は、タッチ操作のオンオフ検出中に第２スイッチ部２６の接続状態を素早く切り換えることにより、瞬間的に実行されることが好ましい。断線検出処理のときも、第１スイッチ部９を電源側→検出側に接続する処理が実行される。断線検出処理は、操作判定処理とともに周期的に実施されてもよいし、複数の操作判定処理のうち１回のみ実施されてもよい。また、断線検出処理は、定期的に実施されることに限定されず、不定期に実施されてもよい。このように、断線検出処理の実施タイミングは、特に限定されるものではない。

【0033】

図５（ａ）に示す通り、断線検出処理を実施する前の電極間静電容量Ｃcc、すなわち操作判定処理中の電極間静電容量Ｃccは、第２電極４のシールド機能が働いて、小さい値である「Ｃn1」をとる。よって、第１電極３及び第２電極４の近くに導体３１が存在していても、電極間静電容量Ｃccは、導体３１に影響を受け難い。

【0034】

図５（ｂ）に示す通り、接地処理部２７は、断線検出処理を実行するタイミングとなったとき、第２スイッチ部２６をオンして第２電極４をＧＮＤに接続するとともに、バッファ部２１の作動を停止する。このとき、第２電極４は、第１電極３と電気的に切り離されて、接地状態をとる。第２電極４が接地状態となったとき、第１電極３及び第２電極４の間の電極間静電容量Ｃccは、第２寄生容量Ｃp2及び第３寄生容量Ｃp3に対して、大きな値である「Ｃn2」をとる。

【0035】

判定部２９は、断線検出処理で第２電極４がＧＮＤに接地された後、第１電極３の値を確認することにより、第１電極３の断線有無を判定する。本例の場合、第１電極３の断線として、第１配線１０の断線が検出される。判定部２９は、第２電極４がＧＮＤに接地された際、第１電極３から第１スイッチ部９及びＡ／Ｄコンバータ１８を介して入力する検出信号Ｓｖに基づき、第１電極３の断線有無を判定する。

【0036】

断線検出処理で第２電極４がＧＮＤへ接地された場合、第１電極３に断線が発生していなければ、電極間静電容量Ｃccが「Ｃn1」→「Ｃn2」に変化する分、検出信号Ｓｖの電圧レベルが低くなる。よって、判定部２９は、断線検出処理で第２電極４がＧＮＤに接地された際、第１電極３の検出信号Ｓｖが大きく変動していれば（第１電極用の断線判定閾値以上となれば）、第１電極３に断線が発生していないと判定する。

【0037】

判定部２９は、断線検出処理で第２電極４がＧＮＤに接地された後、接地前後の第１電極３の差ΔＣを確認することにより、第２電極４の断線有無を判定する。本例の場合、第２電極４の断線として、第２配線１１（具体的には、接続線２４）の断線が検出される。判定部２９は、第２電極４がＧＮＤに接地された際、第１電極３から第１スイッチ部９及びＡ／Ｄコンバータ１８を介して入力する検出信号Ｓｖに基づき、第２電極４の断線有無を判定する。

【0038】

断線検出処理で第２電極４がＧＮＤへ接地された場合、第２電極４に断線が発生していなければ、電極間静電容量Ｃccが「Ｃn1」→「Ｃn2」に変化する分、接地前後の第１電極３の静電容量の差ΔＣが大きくなる。よって、判定部２９は、断線検出処理で第２電極４がＧＮＤに接地された際、接地前後の第１電極３の検出信号Ｓｖの電圧差が大きく変動すれば（第２電極用の断線判定閾値以上となれば）、第２電極４に断線が発生していないと判定する。

【0039】

図６（ａ）に、第１電極３（第１配線１０）に断線が発生したときの状態を図示する。同図に示す通り、第１電極３に断線が発生すると、第１電極３がコントローラ７から電気的に切り離されるので、Ａ／Ｄコンバータ１８からコントローラ７に入力される検出信号Ｓｖは、第１寄生容量Ｃp1のみに準じた値となる。すなわち、Ａ／Ｄコンバータ１８からコントローラ７には、高い電圧値の検出信号Ｓｖが入力される。

【0040】

図６（ｂ）に示すように、断線検出処理で第２電極４がＧＮＤに接地された場合、第１電極３に断線が発生していれば、Ａ／Ｄコンバータ１８からコントローラ７に入力される検出信号Ｓｖは、第１寄生容量Ｃp1に準じた電圧のまま変化しない。すなわち、検出信号Ｓｖの電圧レベルは、高いままとなる。よって、判定部２９は、断線検出処理で第２電極４がＧＮＤに接地された際、第１電極３の検出信号Ｓｖが大きく変動しなければ（第１電極用の断線判定閾値未満となれば）、第１電極３に断線が発生していると判定する。

【0041】

図７（ａ）に、第２電極４（接続線２４）に断線が発生したときの状態を図示する。同図に示す通り、第２電極４に断線が発生すると、第２電極４が無効化されてシールド機能を満足しなくなる。このため、第１電極３が導体３１に影響を受ける。本例の場合、断線検出処理を実施する前の電極間静電容量Ｃccは、大きな値の「Ｃn3」となる。よって、Ａ／Ｄコンバータ１８からコントローラ７に入力される検出信号Ｓｖは、低い電圧値に変化する。

【0042】

図７（ｂ）に示すように、断線検出処理で第２電極４がＧＮＤに接地された場合、第２電極４に断線が発生していると、第２電極４が機能せず、第１電極３が導体３１に影響を受けたままの状態が継続される。本例の場合、断線検出処理で第２電極４がＧＮＤに接地された後の電極間静電容量Ｃccは、大きな値の「Ｃn4」となる。

【0043】

このため、断線検出処理で第２電極４がＧＮＤに接地されたとしても、Ａ／Ｄコンバータ１８からコントローラ７に入力される検出信号Ｓｖは、大きな値の電極間静電容量Ｃccに準じた電圧のまま変化せず、電圧レベルが低いままとなる。よって、判定部２９は、断線検出処理で第２電極４がＧＮＤに接地された際、接地前後の検出信号Ｓｖの電圧差が小さければ（第２電極用の断線判定閾値未満となれば）、第２電極４に断線が発生していると判定する。

【0044】

容量算出部１３は、第１電極３及び第２電極４の両方とも断線していない場合、操作判定処理を継続する。一方、容量算出部１３は、第１電極３及び第２電極４のうち、少なくとも一方が断線している場合、操作判定処理を中断又は停止する。よって、第１電極３及び第２電極４の少なくとも一方が断線してしまっている状況下で、ユーザ操作の検出を実行させずに済むので、操作判定の精度を向上することが可能となる。

【0045】

上記実施形態の検出装置１によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）検出装置１は、操作面２に対する人体の接触又は接近を検出する第１電極３と、第１電極３に対して対向配置された第２電極４とに電圧を印加し、そして、電圧が印加された第１電極３の静電容量変化に基づき、操作面２に対するユーザ操作を検出する。検出装置１の切換部２３は、第１電極３への電圧印加後に第１電極３の静電容量変化を検出している最中に、第２電極４を強制的に接地状態に切り換えることにより、第２電極４を接地電位とする。検出装置１の判定部２９は、接地後の第１電極３から得られる検出信号Ｓｖの値と、接地前後の第１電極３から得られる検出信号Ｓｖの差ΔＣとに基づき、第１電極３の断線有無と、第２電極４の断線有無とを判定する。

【0046】

本例の構成によれば、第２電極４を接地した後、第１電極３から得られる検出信号Ｓｖが大きく変動していなければ、第１電極３に断線が生じていると判定することが可能である。第２電極４を接地したとき、その接地前後の第１電極３から得られる検出信号Ｓｖの差ΔＣが小さければ、第２電極４に断線が生じていると判定することが可能である。よって、第１電極３及び第２電極４の両方の断線を検出できる。

【0047】

（２）検出装置１は、第１電極３への電圧印加時、第２電極４の電位を第１電極３と同電位とするバッファ部２１を備えている。この構成によれば、第１電極３及び第２電極４の間の静電容量を略ゼロとみなすことが可能となるので、ユーザ操作の検出精度の向上に寄与する。

【0048】

（３）切換部２３は、第２電極４及びバッファ部２１を繋ぐ接続線２４から分岐する分岐配線２５を接地することにより、第２電極４を強制的に接地電位にする。この構成によれば、第２電極４をＧＮＤに直接引き込むので、第２電極４を接地電位に落とすことができる。

【0049】

（４）検出装置１の容量算出部１３は、第１電極３へ電圧を印加するとともに第１電極３の静電容量変化を監視する操作判定処理を繰り返すことにより、前記操作面に対するユーザ操作を検出する。第２電極４を強制的に接地電位に引き込んで断線有無を判定する一連の断線検出処理は、操作判定処理とは独立した処理として設定されている。この構成によれば、操作判定処理と断線検出処理とをそれぞれ独立した１つの処理として管理することが可能となるので、これら処理を複雑化させずに済む。

【0050】

（５）操作判定処理及び断線検出処理の少なくとも一方は、ユーザ操作が有ったと検出するのに必要な静電容量変化が生じる時間よりも短い時間の処理に設定されている。よって、ユーザが操作面２をタッチ操作する最中であっても、タッチ操作有無や断線有無を瞬時に判定することができる。

【0051】

（６）断線検出処理及び操作判定処理は、１つの組とされて周期的に繰り返し実行される。この構成によれば、操作面２へのユーザ操作有無や、第１電極３及び第２電極４の断線有無を定期的に監視するので、これらを直ちに検出することができる。

【0052】

なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・断線検出処理は、第１電極３の断線判定と第２電極４の断線判定とを同時に実行することに限定されない。例えば、第１電極３を充電して第１電極３から検出信号Ｓｖを取得する１ターンごとに、第１電極３の断線判定と第２電極４の断線判定とを交互に実施してもよい。

【0053】

・操作判定処理は、少なくとも充電後の第１電極３から検出信号Ｓｖを取得する処理を含んでいればよい。
・検出装置１は、バッファ部２１が省略されてもよい。

【0054】

・検出装置１は、車載用に限定されず、他の機器や装置に使用されてもよい。
・容量算出部１３、切換部２３、及び判定部２９は、［１］コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って動作する１つ以上のプロセッサによって構成されてもよいし、［２］そのようなプロセッサと、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等の１つ以上の専用のハードウェア回路との組み合わせによって構成されてもよい。プロセッサは、ＣＰＵ並びに、ＲＡＭ及びＲＯＭ等のメモリを含み、メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコード、又は指令を格納している。メモリ（コンピュータ可読媒体）は、汎用、又は専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。或いは、上記プロセッサを含むコンピュータに代えて、各種処理の全てを実行する１つ以上の専用のハードウェア回路によって構成された処理回路が用いられてもよい。

【0055】

・容量算出部１３、切換部２３、及び判定部２９は、独立したプロセッサから構成されてもよいし、機能の一部分が共用のプロセッサから構築されてもよい。このように、容量算出部１３、切換部２３、及び判定部２９は、独立した機能ブロックに限らず、１つの機能ブロックから構成されてもよいし、一部分が共用された機能ブロックから構成されてもよい。

【0056】

・本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

【符号の説明】

【0057】

１…検出装置、２…操作面、３…第１電極、４…第２電極、１３…容量算出部、２１…バッファ部、２３…切換部、２４…接続線、２５…分岐配線、２９…判定部、Ｓｖ…検出信号。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】