CN110383084B - 静电电容传感器和握持传感器 - Google Patents

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Abstract

静电电容传感器(100)具备：传感器电极(111)；传感器电路(123)，其与传感器电极(111)电连接，对传感器电极(111)的静电电容进行测量；第一阻抗元件(z1)；噪声探测电路(122)，其经由第一阻抗元件(z1)而与传感器电极(111)电连接，对噪声进行测量；以及控制电路(124)，其将传感器电路(123)和噪声探测电路(122)分别在接通与切断之间切换。控制电路(124)通过将传感器电路(123)切换为接通且将噪声探测电路(122)切换为切断，来使传感器电路(123)测量传感器电极(111)的静电电容，通过将传感器电路(123)切换为切断且将噪声探测电路(122)切换为接通，来使噪声探测电路(122)测量噪声。

Description

静电电容传感器和握持传感器
技术领域
本发明涉及一种测量静电电容的静电电容传感器和握持传感器。
背景技术
以往，提出了一种通过测量静电电容来判定例如是否有人体落座于车辆的座椅的静电电容传感器。在产生了干扰噪声的情况下，有时导致该静电电容传感器输出表示与探测出落座同等强度以上的强度的信号，也就是说，导致错误探测。因此，专利文献1的静电电容传感器为了降低错误探测，而将子载波信号进行调制后发送，并根据响应信号对子载波信号进行解调。而且，该静电电容传感器通过判定该子载波信号是否被正常地解调出，来探测叠加于响应信号中的噪声。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利第8988080号说明书
发明内容
本发明提供一种能够通过简单的结构适当地测量噪声的静电电容传感器和握持传感器。
本发明的一个方式所涉及的静电电容传感器具备传感器电路、第一阻抗元件、噪声探测电路以及控制电路。所述传感器电路与所述传感器电极电连接，对所述传感器电极的静电电容进行测量。所述噪声探测电路经由所述第一阻抗元件而与所述传感器电极电连接，测量针对所述静电电容的噪声。所述控制电路能够将所述传感器电路和所述噪声探测电路分别在接通与切断之间切换，所述控制电路通过将所述传感器电路切换为接通且将所述噪声探测电路切换为切断，来使所述传感器电路测量所述传感器电极的静电电容，所述控制电路通过将所述传感器电路切换为切断且将所述噪声探测电路切换为接通，来使所述噪声探测电路测量所述噪声。
由此，通过控制传感器电路和噪声探测电路，来切换进行静电电容的测量和噪声的测量，在噪声的测量中，能够以按照与第一阻抗元件相应的频率特性的灵敏度来测量噪声。在此，在成为静电电容传感器的干扰的噪声、即电磁噪声的频带中存在以下频带：包括用于传感器电路测量静电电容的驱动频率的频带f1；驱动频率的谐波的频带f1x；针对静电电容传感器的测量系统整体而言容易成为干扰的频带f2以及该频带f2的谐波的频带f2y。在上述的本发明的一个方式所涉及的静电电容传感器中，使用针对该频带f1、f1x、f2以及f2y的噪声能够获得高灵敏度的频率特性的第一阻抗元件，由此能够通过简单的结构适当地测量噪声。
另外，所述静电电容传感器还具备第二阻抗元件，该第二阻抗元件具有第一端子和第二端子两个端子，所述传感器电极和所述第一端子被电连接，所述噪声探测电路和所述第二端子被电连接。并且，也可以是，所述噪声探测电路能够将所述第二端子在接地与开路之间切换，所述控制电路在使所述噪声探测电路测量所述噪声时，通过使所述第二阻抗元件的所述端子形成开路，来使所述噪声探测电路以按照第一频率特性的灵敏度对所述噪声进行测量，并且通过使所述第二阻抗元件的所述端子接地，来使所述噪声探测电路以按照与所述第一频率特性不同的第二频率特性的灵敏度对所述噪声进行测量。
由此，以按照互不相同的频率特性的灵敏度对噪声进行测量，因此即使以按照一方的频率特性的灵敏度测量不出噪声，也能够以按照另一方的频率特性的灵敏度对噪声进行测量。其结果是，能够通过简单的结构更适当地测量噪声。
另外，也可以是，所述控制电路使所述传感器电路和所述噪声探测电路交替地重复执行所述静电电容的测量和所述噪声的测量。或者，也可以是，所述控制电路使所述传感器电路测量所述传感器电极的静电电容，判定测量出的静电电容是否大于阈值，仅在判定为大于阈值的情况下，使所述噪声探测电路测量所述噪声。
由此，能够适当地进行静电电容的测量和噪声的测量。
本发明的一个方式所涉及的握持传感器具备上述的静电电容传感器，根据由所述传感器电路测量出的静电电容，来探测对安装有所述传感器电极的对象物的握持。
由此，不会由于噪声而进行错误探测，从而能够适当地探测针对对象物的握持。
此外，这些总括的或具体的方式也可以通过系统、方法、集成电路的任意组合来实现。
本发明的静电电容传感器能够通过简单的结构适当地测量噪声。
附图说明
图1是示出配置有实施方式1中的静电电容传感器的车辆的车厢的一例的图。
图2A是示出实施方式1中的静电电容传感器的外观的一例的图。
图2B是示出实施方式1中的静电电容传感器的外观的其它例子的图。
图3是示出实施方式1中的静电电容传感器的结构例的图。
图4A是示出实施方式1中的噪声探测电路和传感器电路的结构例的图。
图4B是示出实施方式1中的第一阻抗元件的结构例的图。
图5是示出实施方式1中的静电电容传感器测量静电电容的状态的图。
图6是示出实施方式1中的静电电容传感器测量噪声的状态的图。
图7A是示出实施方式1中的静电电容传感器的整体的处理动作的一例的流程图。
图7B是示出实施方式1中的静电电容传感器的整体的处理动作的其它例子的流程图。
图8是示出实施方式1中的静电电容传感器的握持判定处理的详细内容的流程图。
图9是示出实施方式1中的静电电容传感器的噪声判定处理的详细内容的流程图。
图10是示出实施方式2中的静电电容传感器的结构例的图。
图11A是示出实施方式2中的噪声探测电路和传感器电路的结构例的图。
图11B是示出实施方式2中的第二阻抗元件的结构例的图。
图12是示出实施方式2中的静电电容传感器测量静电电容的状态的图。
图13是示出实施方式2中的静电电容传感器测量噪声的状态的一例的图。
图14是示出实施方式2中的静电电容传感器测量噪声的状态的其它例子的图。
图15是示出实施方式2中的静电电容传感器的握持判定处理的详细内容的流程图。
图16是示出实施方式2中的静电电容传感器的噪声判定处理的详细内容的流程图。
具体实施方式
在说明本发明的实施方式之前，简单地说明以往的装置中的问题点。在以往的装置的结构中，为了探测针对各种频带内的频率的噪声，需要进行与该频带内的各频率对应的调制，从而存在电路结构变得复杂的问题。
下面，参照附图并具体地对实施方式进行说明。
此外，下面说明的实施方式均是示出总括的或具体的例子的实施方式。下面的实施方式中示出的数值、形状、材料、结构元件、结构元件的配置位置及连接方式、步骤、步骤的顺序等是一例，并非旨在限定本发明。另外，关于下面的实施方式的结构元件中的、未在表示最上位概念的独立权利要求中记载的结构元件，被作为任意的结构元件来进行说明。
另外，各图为示意图，并非严格地进行图示的图。另外，在各图中，对相同的结构构件标注相同的标记。
(实施方式1)
图1是示出配置有实施方式中的静电电容传感器的车辆的车厢的一例的图。
车辆1具备方向盘200、扬声器301以及液晶显示器等显示装置302。扬声器301和显示装置302例如被构成为注意提醒装置。
方向盘200用于使车辆1转向。方向盘200具有：轮缘(rim)210，其具有环形状；大致T字形的轮辐(spoke)202，其被一体地形成于轮缘210的内周面；以及喇叭开关盖(hornswitch cover)203，其用于覆盖配置于轮辐202的中央部的喇叭开关(未图示)。
在本实施方式中，静电电容传感器100例如被构成为用于检测手对方向盘200的握持的握持传感器，如图1所示那样被配设于车辆1的方向盘200。具体地说，静电电容传感器100具备：传感器部110，其被埋设于方向盘200的轮缘210中；处理部120，其基于来自传感器部110的信号来检测握持；以及线束(harness)130，其将传感器部110与处理部120电连接。处理部120例如被埋设于轮辐202中。像这样的静电电容传感器100通过测量传感器部110的静电电容，来探测对方向盘200的轮缘210的握持。
根据车辆1的驾驶员是否正在握持方向盘200的轮缘210，传感器部110测量出的静电电容发生变化。处理部120测量该传感器部110的静电电容、或与该静电电容相应的值(变化量)，基于该值来探测驾驶员的手对轮缘210的握持。而且，在尽管正在驾驶车辆1但处理部120探测出没有进行握持的情况下，注意提醒装置执行提醒驾驶员注意的处理。例如，注意提醒装置的扬声器301通过警告音或声音来提醒驾驶员注意。显示装置302向驾驶员显示催促握紧方向盘200的注意提醒的消息。由此能够减少交通事故。
图2A是示出本实施方式中的静电电容传感器100的外观的一例的图。
如上述那样，静电电容传感器100具备传感器部110、处理部120以及线束130。如图2A所示，传感器部110具备基材112和被保持于基材112的传感器电极111。
基材112例如由无纺布构成且被形成为长条状。此外，在本实施方式中，将该基材112的长边方向称为X轴方向，将在平行于基材112的面上与X轴方向垂直的方向称为Y轴方向。另外，将基材112的在Y轴方向上的一端侧(图2A的下端侧)称为负侧，将另一端侧(图2A的上端侧)称为正侧。同样地，将基材112的在X轴方向上的一端侧(图2A的左端侧)称为负侧，将另一端侧(图的2A的右端侧)称为正侧。
传感器电极111为金属线(例如铜线)，以形成曲折状的图案的方式被缝合在基材112上。另外，传感器电极111的两端与处理部120电连接。
传感器电极111以沿着基材112的长边方向的方式被缝合在该基材112上。具体地说，关于传感器电极111，将沿着X轴方向的直线状的多个线部以在Y轴方向上彼此分离大致相等间隔的方式进行排列，该多个线部分别与相邻的线部彼此串联连接。通过多个线部的像这样的排列和连接而形成了曲折状的图案。
此外，传感器电极111被缝合在基材112上，但是也可以通过热压接合等而被固定在基材112上。
图2B是示出本实施方式中的静电电容传感器100的外观的其它例子的图。
传感器电极111的图案不限于图2A所示的例子，可以是任意的图案。例如也可以是，如图2B所示，将传感器电极111中的沿着Y轴方向的直线状的多个线部以在X轴方向上彼此分离大致相等间隔的方式进行排列，该多个线部分别与相邻的线部彼此串联连接。并且，传感器电极111也可以是由导体、电阻体形成的面状的结构。
图3是示出本实施方式中的静电电容传感器100的结构例的图。
如图3所示，静电电容传感器100具备电源部121、传感器电极111、电感器L1、第一阻抗元件z1、电容器C1、噪声探测电路122、传感器电路123以及控制电路124。
此外，上述各结构元件中的除了传感器电极111以外的电源部121、电感器L1、第一阻抗元件z1、电容器C1、噪声探测电路122、传感器电路123以及控制电路124包括在处理部120中。
电源部121经由开关Sw而与传感器电极111的一端连接。而且，在开关Sw接通时，电源部121对传感器电极111供给直流电力。由此，传感器电极111也作为用于对手进行加热的加热器来发挥功能。
电感器L1的一端与传感器电极111的端部、即传感器电极111的同开关Sw相反一侧的端部连接，电感器L1的另一端接地。
传感器电路123经由电容器C1而与传感器电极111同电感器L1的连接点a1连接，并且与控制电路124连接。像这样的传感器电路123经由电容器C1而与传感器电极111电连接，对传感器电极111的静电电容进行测量。例如，传感器电路123使交流电流经由电容器C1流向传感器电极111，基于该交流电流的电流值来测量静电电容。此外，该交流电流的频率也称为传感器电路123的驱动频率。
此外，在下面的说明中，测量静电电容定义为包括测量静电电容本身的情况和测量静电电容的变化量的情况这两方。
噪声探测电路122经由第一阻抗元件z1而与上述的连接点a1连接，并且与控制电路124连接。像这样的噪声探测电路122经由第一阻抗元件z1而与传感器电极111电连接，测量针对上述静电电容的噪声。
控制电路124将噪声探测电路122和传感器电路123分别在接通与切断之间切换，并且将开关Sw在接通与断开之间切换。此外，控制电路124通过从电源部121供给的电力来进行工作。
具体地说，控制电路124通过使开关Sw接通，来使直流电流从电源部121流向传感器电极111和电感器L1。传感器电极111通过该直流电流进行加热，来对方向盘200的轮缘210加热。
控制电路124通过使开关Sw断开来使传感器电极111的加热停止，并使传感器电路123和噪声探测电路122执行传感器电极111的静电电容的测量和噪声的测量。此外，传感器电极111的静电电容的测量和噪声的测量并不仅仅限定于开关Sw断开时，也可以是开关Sw接通时，还可以是开关Sw接通和断开时。但是，在开关Sw从接通切换为断开、或从断开切换为接通时，会产生直流电流的变动，因此期望不进行传感器电极111的静电电容的测量和噪声的测量。
在此，例如，控制电路124使传感器电路123和噪声探测电路122交替地重复执行静电电容的测量和噪声的测量。或者，控制电路124使传感器电路123测量传感器电极111的静电电容，并判定测量出的静电电容是否大于阈值。然后，仅在判定为测量出的静电电容大于阈值的情况下，控制电路124使噪声探测电路122测量噪声。
并且，控制电路124与搭载于车辆1的车辆侧控制电路303进行通信。具体地说，在由传感器电路123测量出的静电电容大于阈值时，控制电路124探测出驾驶员对方向盘200的轮缘210的握持。然后，控制电路124将表示轮缘210被握持的握持探测信号输出到车辆侧控制电路303。另外，在由噪声探测电路122测量出的噪声大于阈值时，控制电路124探测出产生超过阈值的噪声。也就是说，此时，控制电路124判断为在由传感器电路123测量出的静电电容中包含很多噪声而该静电电容不可靠。而且，控制电路124在探测出产生超过阈值的噪声时，将噪声探测信号输出到车辆侧控制电路303。
车辆侧控制电路303例如为ECU(electronic control unit：电子控制单元)，用于接收从控制电路124发送的握持探测信号和噪声探测信号中的至少一方的信号。而且，车辆侧控制电路303基于接收到的该信号来控制扬声器301和显示装置302。也就是说，车辆侧控制电路303在尽管正在驾驶车辆1但没有接收到握持探测信号的情况下，使上述的注意提醒装置执行提醒驾驶员注意的处理。另外，车辆侧控制电路303在接收到握持探测信号但也接收到噪声探测信号的情况下，判断有可能是因为噪声而从控制电路124发送了握持探测信号，例如设该握持探测信号为无效。因而，在这样的情况下，车辆侧控制电路303不使上述的注意提醒装置执行提醒驾驶员注意的处理。
图4A是示出本实施方式中的噪声探测电路122和传感器电路123的结构例的图。
传感器电路123具备开关Sw1和经由该开关Sw1而与电容器C1连接的静电电容探测电路131。静电电容探测电路131是传感器电路123中的主要的电路，用于测量传感器电极111的静电电容。也就是说，通过开关Sw1在接通与断开之间的切换，来允许或不允许由传感器电路123进行静电电容的测量。下面，将允许由传感器电路123进行静电电容的测量的状态称为传感器电路123接通，将不允许由传感器电路123进行静电电容的测量的状态称为传感器电路123切断。
噪声探测电路122具备开关Sw2和经由该开关Sw2而与第一阻抗元件z1连接的ADC132。ADC 132是模拟-数字转换器。该ADC 132是噪声探测电路122中的主要的电路，用于测量针对传感器电极111的噪声。也就是说，通过开关Sw2在接通与断开之间的切换，来允许或不允许由噪声探测电路122进行噪声的测量。下面，将允许由噪声探测电路122进行噪声的测量的状态称为噪声探测电路122接通，将不允许由噪声探测电路122进行噪声的测量的状态称为噪声探测电路122切断。
通过控制电路124将开关Sw1和Sw2在接通与断开之间切换。
图4B是示出本实施方式中的第一阻抗元件z1的结构例的图。
第一阻抗元件z1具备电阻器R1～R3和电容器C11。
电阻器R1与电容器C11被串联连接。传感器电极111连接于电阻器R1的与电容器C11相反一侧的端子，开关Sw2连接于电容器C11的与电阻器R1相反一侧的端子。
电阻器R2和电阻器R3被串联连接于电源与地之间。另外，电阻器R2与电阻器R3的连接点与电容器C11的同电阻器R1相反一侧的端子连接。像这样的电阻器R2和R3针对噪声探测电路122的ADC 132的输入施加偏置电压。
本实施方式中的第一阻抗元件z1是用于设定ADC 132的输入阻抗的元件。具体地说，第一阻抗元件z1是使噪声探测频带包含于频带f1和f1x那样的元件。在此，频带f1是包含用于由传感器电路123测量静电电容的驱动频率的频带。另外，频带f1x是该驱动频率的谐波的频带。或者，第一阻抗元件z1例如是使噪声探测频带包含于频带f2和f2y那样的元件。在此，频带f2是针对静电电容传感器100的测量系统整体而言容易成为干扰的频带，频带f2y是该频带f2的谐波的频带。另外，本实施方式中的第一阻抗元件z1也可以使用针对频带f1、f1x、f2以及f2y的噪声能够获得高灵敏度的频率特性的阻抗元件。
图5是示出本实施方式中的静电电容传感器100测量静电电容的状态的图。
在测量静电电容时，控制电路124如图5所示那样使传感器电路123的开关Sw1接通且使噪声探测电路122的开关Sw2断开。也就是说，控制电路124将传感器电路123切换为接通且将噪声探测电路122切换为切断，由此使传感器电路123测量传感器电极111的静电电容。
图6是示出本实施方式中的静电电容传感器100测量噪声的状态的图。
在测量噪声时，控制电路124如图6所示那样使传感器电路123的开关Sw1断开且使噪声探测电路122的开关Sw2接通。也就是说，控制电路124将传感器电路123切换为切断且将噪声探测电路122切换为接通，由此使噪声探测电路122测量噪声。
此时，能够以按照与第一阻抗元件z1相应的频率特性的灵敏度来测量噪声。也就是说，能够适当地测量频带f1、f1x、f2以及f2y的噪声。
图7A是示出本实施方式中的静电电容传感器100的整体处理动作的一例的流程图。
首先，静电电容传感器100通过测量静电电容，来进行用于判定驾驶员是否正在握持方向盘200的轮缘210的握持判定处理(步骤S110)。
接着，静电电容传感器100通过测量噪声，来进行用于判定是否产生了超过阈值的噪声的噪声判定处理(步骤S120)。
接着，静电电容传感器100判定是否已经满足处理动作的结束条件(步骤S130)。例如，结束条件为经过了预先决定的时间、或接收到表示处理动作结束的信号。在此，当判定为不满足结束条件时(步骤S130：“否”)，静电电容传感器100重复执行从步骤S110起的处理。另一方面，当判定为满足结束条件时(步骤S130：“是”)，静电电容传感器100结束处理动作。
当像这样结束图7A的处理动作时，能够获得握持判定结果和噪声判定结果。车辆侧控制电路303从静电电容传感器100的控制电路124接收这些结果来作为握持探测信号和噪声探测信号。
在此，可以在预先决定的期间内进行步骤S110～S130为止的处理。也就是说，静电电容传感器100可以周期性地重复进行步骤S110～S130为止的处理。
图7B是示出本实施方式中的静电电容传感器100的整体处理动作的其它例子的流程图。
首先，静电电容传感器100通过测量静电电容，来进行用于判定驾驶员是否正在握持方向盘200的轮缘210的握持判定处理(步骤S110)。
接着，静电电容传感器100判别在该握持判定处理中是否判定为驾驶员正在握持轮缘210、即是否探测出握持(步骤S140)。在此，在判别为探测出握持时(步骤S140：“是”)，静电电容传感器100进行通过测量噪声来判定是否产生了超过阈值的噪声的噪声判定处理(步骤S120)。
另一方面，在判别为没有探测出握持时(步骤S140：“否”)、或者在步骤S120的噪声判定处理结束时，静电电容传感器100判定是否已经满足处理动作的结束条件(步骤S130)。在此，当判定为不满足结束条件时(步骤S130：“否”)，静电电容传感器100重复执行从步骤S110起的处理。另一方面，当判定为满足结束条件时(步骤S130：“是”)，静电电容传感器100结束处理动作。
当像这样结束图7B的处理动作时，能够获得握持判定结果和噪声判定结果。车辆侧控制电路303从静电电容传感器100的控制电路124接收这些结果来作为握持探测信号和噪声探测信号。
图8是示出本实施方式中的静电电容传感器100的握持判定处理的详细内容的流程图。
控制电路124通过使开关Sw1接通且使开关Sw2断开，来使传感器电路123的静电电容探测电路131测量静电电容(步骤S111)。
控制电路124判定测量出的该静电电容是否大于阈值(步骤S112)。在此，在判定为静电电容大于阈值时(步骤S112：“是”)，控制电路124探测出驾驶员对方向盘200的轮缘210的握持、或者超过阈值的噪声被施加于静电电容传感器100。因而，仅通过图8的流程图无法判断是否是由于噪声而探测出握持。另一方面，在判定为静电电容为阈值以下时(步骤S112：“否”)，控制电路124结束该握持判定处理。
图9是示出本实施方式中的静电电容传感器100的噪声判定处理的详细内容的流程图。
控制电路124通过使开关Sw1断开且使开关Sw2接通，来使噪声探测电路122的ADC132测量噪声(步骤S121)。
控制电路124判定测量出的该噪声是否大于阈值(步骤S122)。在此，在判定为噪声大于阈值时(步骤S112：“是”)，控制电路124探测出超过阈值的噪声、即探测出产生较大的噪声。其结果是，控制电路124将上述的噪声探测信号输出到车辆侧控制电路303。另一方面，在判定为噪声为阈值以下时(步骤S122：“否”)，控制电路124结束该噪声判定处理。
(实施方式1的总结)
如以上那样，本实施方式中的静电电容传感器100具备：传感器电极111；传感器电路123，其与传感器电极111电连接，用于测量传感器电极111的静电电容；第一阻抗元件z1；噪声探测电路122，其经由第一阻抗元件z1而与传感器电极111电连接，用于测量针对静电电容的噪声；以及控制电路124，其将传感器电路123和噪声探测电路122分别在接通与切断之间切换。而且，控制电路124通过将传感器电路123切换为接通且将噪声探测电路122切换为切断，来使传感器电路123测量传感器电极111的静电电容，通过将传感器电路123切换为切断且将噪声探测电路122切换为接通，来使噪声探测电路122测量噪声。
由此，通过控制传感器电路123和噪声探测电路122，来切换进行静电电容的测量和噪声的测量，在噪声的测量中，能够以按照与第一阻抗元件z1相应的频率特性的灵敏度来测量噪声。在此，在成为静电电容传感器100的干扰的噪声、即电磁噪声的频带中存在以下频带：包括用于由传感器电路123测量静电电容的驱动频率的频带f1；驱动频率的谐波的频带f1x；针对静电电容传感器100的测量系统整体而言容易成为干扰的频带f2以及该频带f2的谐波的频带f2y。在上述本实施方式的静电电容传感器100中，使用针对该频带f1、f1x、f2以及f2y的噪声能够获得高灵敏度的频率特性的第一阻抗元件z1，由此能够通过简单的结构来适当地测量噪声。
(实施方式2)
在上述实施方式中，以按照与第一阻抗元件z1相应的一个频率特性的灵敏度来测量噪声，但是在本实施方式中，以按照互不相同的两个频率特性的灵敏度来测量噪声。
图10是示出本实施方式中的静电电容传感器100a的结构例的图。
如图10所示，本实施方式中的静电电容传感器100a具备电源部121、传感器电极111、电感器L1、第一阻抗元件z1、第二阻抗元件z2、电容器C1、噪声探测电路122a、传感器电路123a以及控制电路124。也就是说，本实施方式中的静电电容传感器100a具备噪声探测电路122a和传感器电路123a，来取代实施方式1的静电电容传感器100中的噪声探测电路122和传感器电路123。本实施方式中的静电电容传感器100a还具备实施方式1的静电电容传感器100中所不包括的第二阻抗元件z2。
另外，本实施方式中的噪声探测电路122经由第一阻抗元件z1而与传感器电极111同电感器L1的连接点a1连接，并且还经由第二阻抗元件z2而与连接点a1连接。
图11A是示出本实施方式中的噪声探测电路122a和传感器电路123a的结构例的图。
传感器电路123a与实施方式1的传感器电路123同样地具备开关Sw1和静电电容探测电路131，该静电电容探测电路131经由该开关Sw1而与电容器C1连接。
噪声探测电路122a与实施方式1的噪声探测电路122同样地具备开关Sw2和ADC132，该ADC 132经由该开关Sw2而与第一阻抗元件z1连接。在此，本实施方式中的噪声探测电路122a还具备开关Sw22。开关Sw22连接于第二阻抗元件z2与地之间，通过接通和断开该开关Sw22来将第二阻抗元件z2的端子在接地与开路之间切换。
图11B是示出本实施方式中的第二阻抗元件z2的结构例的图。
第二阻抗元件z2具备电阻器R4和与电阻器R1串联连接的电容器C12。传感器电极111连接于电阻器R4的与电容器C12相反一侧的端子，开关Sw22连接于电容器C12的与电阻器R4相反一侧的端子。
像这样的本实施方式中的第二阻抗元件z2是用于使测量的噪声的灵敏度频率特性可变的元件。
图12是示出本实施方式中的静电电容传感器100a测量静电电容的状态的图。
在测量静电电容时，控制电路124如图12所示那样使传感器电路123a的开关Sw1接通。并且，控制电路124使噪声探测电路122a的开关Sw2断开且使开关Sw22断开。也就是说，控制电路124通过将传感器电路123a切换为接通且将噪声探测电路122a切换为切断，来使传感器电路123a测量传感器电极111的静电电容。此外，此处是使开关Sw22断开来测量传感器电极111的静电电容，但是也可以在使开关Sw22接通的状态下测量传感器电极111的静电电容。
图13是示出本实施方式中的静电电容传感器100a测量噪声的状态的一例的图。
在测量噪声时，控制电路124如图13所示那样使传感器电路123a的开关Sw1断开。并且，控制电路124使噪声探测电路122a的开关Sw2接通且使开关Sw22断开。
也就是说，控制电路124通过将传感器电路123a切换为切断且将噪声探测电路122a切换为接通，来使噪声探测电路122a测量噪声。并且，控制电路124在使噪声探测电路122a测量噪声时，通过使第二阻抗元件z2的端子形成开路，来使噪声探测电路122a以按照第一频率特性的灵敏度对噪声进行测量。此时，与实施方式1同样地能够适当地测量频带f1、f1x、f2以及f2y的噪声。
图14是示出本实施方式中的静电电容传感器100a测量噪声的状态的其它例子的图。
在测量噪声时，控制电路124如图14所示那样使传感器电路123a的开关Sw1断开。并且，控制电路124使噪声探测电路122a的开关Sw2和开关Sw22接通。
也就是说，控制电路124通过将传感器电路123a切换为切断且将噪声探测电路122a切换为接通，来使噪声探测电路122a测量噪声。并且，控制电路124在使噪声探测电路122a测量噪声时，通过使第二阻抗元件z2的端子接地，来使噪声探测电路122a以按照与第一频率特性不同的第二频率特性的灵敏度对噪声进行测量。此时，能够适当地测量与频带f1、f1x、f2以及f2y不同的其它频带的噪声。
像这样，在本实施方式中，能够使灵敏度高的频带偏移地测量噪声。
本实施方式中的静电电容传感器100a进行与实施方式1的静电电容传感器100同样的整体的处理动作，也就是说进行由图7A或图7B的流程图示出的处理动作。但是，由本实施方式中的静电电容传感器100a进行握持判定处理(步骤S110)和噪声判定处理(步骤S120)中的具体处理与实施方式1不同。
图15是示出本实施方式中的静电电容传感器100a的握持判定处理(步骤S110)的详细内容的流程图。
控制电路124如图12所示那样设定传感器电路123a和噪声探测电路122a各自的开关Sw1、Sw2以及Sw22，由此使传感器电路123a的静电电容探测电路131来测量静电电容(步骤S111a)。
控制电路124判定测量出的该静电电容是否大于阈值(步骤S112)。在此，在判定为静电电容大于阈值时(步骤S112：“是”)，控制电路124探测出驾驶员对方向盘200的轮缘210的握持或者超过阈值的噪声被施加于静电电容传感器100。因而，仅通过图15的流程图无法判断是否是由于噪声而探测出握持。另一方面，在判定为静电电容为阈值以下时(步骤S112：“否”)，控制电路124结束该握持判定处理。
图16是示出本实施方式中的静电电容传感器100a的噪声判定处理(步骤S120)的详细内容的流程图。
控制电路124通过如图13所示那样设定传感器电路123a和噪声探测电路122a各自的开关Sw1、Sw2以及Sw22，来使噪声探测电路122a的ADC 132测量噪声N1(步骤S121a)。
接着，控制电路124通过如图14所示那样设定传感器电路123a和噪声探测电路122a各自的开关Sw1、Sw2以及Sw22，来使噪声探测电路122a的ADC132测量噪声N2(步骤S121b)。
噪声N1和噪声N2是以按照互不相同的频率特性的灵敏度来测量出的电磁噪声。
接着，控制电路124判定测量出的该噪声N1和N2中的至少一方是否大于阈值(步骤S122a)。在此，在判定为该至少一方的噪声大于阈值时(步骤S122a：“是”)，控制电路124探测出超过阈值的噪声、即探测出产生较大的噪声。其结果是，控制电路124将上述的噪声探测信号输出到车辆侧控制电路303。另一方面，在判定为噪声N1和N2分别为阈值以下时(步骤S122a：“否”)，控制电路124结束该噪声判定处理。
(实施方式2的总结)
像这样，在本实施方式中，静电电容传感器100a还具备第二阻抗元件z2。噪声探测电路122a经由第二阻抗元件z2而与传感器电极111电连接，将第二阻抗元件z2的与传感器电极111相反一侧的端子在接地与开路之间切换。控制电路124在使噪声探测电路122a测量噪声时，通过使第二阻抗元件z2的端子形成开路，来使噪声探测电路122a以按照第一频率特性的灵敏度对噪声进行测量。并且，控制电路124通过使第二阻抗元件z2的端子接地，来使噪声探测电路122a以按照与第一频率特性不同的第二频率特性的灵敏度对噪声进行测量。
由此，由于以按照互不相同的频率特性的灵敏度对噪声进行测量，因此即使以按照一方的频率特性的灵敏度测量不出噪声，也能够以按照另一方的频率特性的灵敏度对噪声进行测量。其结果是，能够通过简单的结构更适当地测量噪声。
(其它实施方式)
以上基于各实施方式对一个或多个方式所涉及的静电电容传感器进行了说明，但是本发明不限定于这些实施方式。只要不脱离本发明的宗旨，则将本领域技术人员想到的各种变形对各实施方式实施而得到的方式也可以包含在本发明的范围内。
例如，在上述各实施方式中，静电电容传感器100或100a被构成为握持传感器。换言之，上述各实施方式中的握持传感器具备静电电容传感器100或100a，根据由传感器电路123或123a测量出的静电电容，来探测对安装有传感器电极111的对象物的握持。但是，本发明的静电电容传感器不只是握持传感器，也可以构成为对座椅的落座进行探测的落座传感器等其它用途的传感器。
另外，在上述各实施方式中，静电电容传感器100或100a具备电源部121和开关Sw，并具有作为用于对方向盘200的轮缘210进行加热的加热器的功能，但是也可以不具备这些构件和功能。静电电容传感器100或100a即使不具备电源部121和开关Sw，也能够起到与上述各实施方式同样的作用效果。此外，在该情况下，静电电容传感器100或100a也可以不具备电感器L1。另外，传感器电极111的位于开关Sw的一侧成为开路。
另外，在实施方式2中，静电电容传感器100a具备一个第二阻抗元件z2，但是也可以具备多个第二阻抗元件z2以及用于使这些第二阻抗元件z2接地的多个开关Sw22。例如，静电电容传感器100a在具备n(n为2以上的整数)个第二阻抗元件z2的情况下，能够以按照互不相同的第一频率特性～第(n+1)频率特性的各个频率特性的灵敏度来测量噪声。由此，能够适当地测量任何频带的噪声。另外，在实施方式2中，第二阻抗元件z2的阻抗被固定，但是也可以是可变的。在该情况下，控制电路124通过改变该第二阻抗元件z2的阻抗，能够使噪声的灵敏度的频率特性连续地变化。
另外，在上述各实施方式中，对静电电容进行了测量，该静电电容可以是绝对值，也可以是相对于基准值的相对值。另外，该静电电容也可以是表示静电电容的电流值或电压值。
产业上的可利用性
本发明的静电电容传感器具有能够通过简单的结构适当地探测噪声这样的效果，例如，能够应用于探测对车辆的方向盘的握持的握持传感器等，还能够应用于探测座椅的落座的落座传感器等。
附图标记说明
1：车辆；100、100a：静电电容传感器；110：传感器部；111：传感器电极；112：基材；120：处理部；121：电源部；122、122a：噪声探测电路；123、123a：传感器电路；124：控制电路；130：线束；131：静电电容探测电路；132：ADC；200：方向盘；202：轮辐；203：喇叭开关盖；210：轮缘；301：扬声器；302：显示装置；303：车辆侧控制电路；a1：连接点；C1、C11、C12：电容器；L1：电感器；R1～R4：电阻器；Sw、Sw1、Sw11、Sw2、Sw22：开关；z1：第一阻抗元件；z2：第二阻抗元件。

Claims (5)

1.一种静电电容传感器，具备：
传感器电极；
传感器电路；
第一阻抗元件；
噪声探测电路；以及
控制电路，
其中，所述传感器电路与所述传感器电极电连接，对所述传感器电极的静电电容进行测量，
所述噪声探测电路经由所述第一阻抗元件而与所述传感器电极电连接，测量针对所述静电电容的噪声，
所述控制电路能够将所述传感器电路和所述噪声探测电路分别在接通与切断之间切换，
所述控制电路通过将所述传感器电路切换为接通且将所述噪声探测电路切换为切断，来使所述传感器电路测量所述传感器电极的静电电容，
所述控制电路通过将所述传感器电路切换为切断且将所述噪声探测电路切换为接通，来使所述噪声探测电路测量所述噪声。
2.根据权利要求1所述的静电电容传感器，其特征在于，
所述静电电容传感器还具备第二阻抗元件，该第二阻抗元件具有第一端子和第二端子两个端子，
所述传感器电极和所述第一端子彼此电连接，
所述噪声探测电路和所述第二端子彼此电连接，
并且，所述噪声探测电路能够将所述第二端子在接地与开路之间切换，
所述控制电路在使所述噪声探测电路测量所述噪声时，
通过使所述第二阻抗元件的所述第二端子形成开路，来使所述噪声探测电路以按照第一频率特性的灵敏度对所述噪声进行测量，并且
通过使所述第二阻抗元件的所述第二端子接地，来使所述噪声探测电路以按照与所述第一频率特性不同的第二频率特性的灵敏度对所述噪声进行测量。
3.根据权利要求1或2所述的静电电容传感器，其特征在于，
所述控制电路使所述传感器电路和所述噪声探测电路交替地重复执行所述静电电容的测量和所述噪声的测量。
4.根据权利要求1或2所述的静电电容传感器，其特征在于，
所述控制电路使所述传感器电路测量所述传感器电极的静电电容，判定测量出的静电电容是否大于阈值，仅在判定为大于阈值的情况下，使所述噪声探测电路测量所述噪声。
5.一种握持传感器，具备根据权利要求1～4中的任一项所述的静电电容传感器，
根据由所述传感器电路测量出的静电电容，来探测对安装有所述传感器电极的对象物的握持。
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