JP2017219393A - 静電容量式近接センサおよびこの静電容量式近接センサを備えるドアハンドル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 人体と水の識別を確実に行うことができる静電容量式近接センサを提供する。【解決手段】 物体がセンサ電極２２に近接していないときのＬＣＲ共振回路２０の共振周波数をｆ１、判定電圧信号をＶ１とし、人体がセンサ電極２２に近接したときのＬＣＲ共振回路２０の共振周波数をｆ２、判定電圧信号をＶ２とし、水がセンサ電極２２に近接したときのＬＣＲ共振回路２０の共振周波数をｆ３、判定電圧信号をＶ３としたとき、ｆ１＞ｆ２＞ｆ３の関係を有する場合、制御部４２は、Ｖ２＞Ｖ１＞Ｖ３の関係を満たすように高周波信号Ｓ０を制御し、センサ電極２２への人体と水の近接を識別する。【選択図】 図１

Description

本発明は、例えばキーレスエントリーシステムを搭載した車両のドアハンドルの内部などに設置され、人体（手等）の近接もしくは接触を検出する静電容量式近接センサ、および、この静電容量式近接センサを備えるドアハンドル装置に関する。

近年の自動車には、ドアの施錠・解錠をキー操作なしで行うことができるキーレスエントリーシステムが装備されている。キーレスエントリーシステムは、車内に設けられた認証部と、ユーザが所持する携帯機と、車両外側のドアハンドルに設けられユーザがドアハンドルの所定の位置に接触するとその接触を検知する近接センサと、ドアの施錠を行う施錠部と、ドアの解錠を行う解錠部とを備えている。

近接センサとしては、センサ電極の静電容量の変化に基づいて物体が近接したことを検出する静電容量式近接センサが知られている。

例えば特許文献１には、センサ電極の有する電極容量を含む共振回路の容量を共振容量とし、この共振容量と共振インダクタを直列接続して共振周波数ｆｒを有する直列共振回路を形成し、この直列共振回路を共振周波数ｆｒよりも高い励振周波数ｆ０で共振させ、この直列共振回路の共振電圧に基づき物体の検出を行う静電容量式近接センサが記載されている。
特許文献１に記載の静電容量式近接センサによれば、励振周波数ｆ０を共振周波数ｆｒより高くなるよう設定したことにより、共振電圧は物体がセンサ電極へ接近する場合には常に減少することから、共振電圧の変化から物体の検出を行うことができるとされている。

また、特許文献２には、静電容量式センサの出力を受けて、その出力周波数もしくは所定時間内における出力の変化に基づいて、人体と雨滴とを峻別し、人体のみを検出する人体検出器が記載されている。

特開２００２−３９７０８号公報 特開２００２−５７５６４号公報

特許文献１に記載の静電容量式近接センサでは、物体がセンサ電極の近くに存在しない状態からの共振電圧の低下だけを検出しているため、基本的に物体の違い（例えば人体と水）を識別することができない。
また、特許文献２に記載の人体検出器では、人体が接触した場合よりも水が接触した場合のほうが出力の変化が早いことを前提にしているが、温度等の環境変化や回路定数によっては人体と水を識別するのは困難である。

そこで、本発明は、人体と水の識別をより確実に行うことができる静電容量式近接センサを提供することを目的とするものである。
また、本発明は、人体と水の識別をより確実に行うことができる静電容量式近接センサを備えるドアハンドル装置を提供することを目的とするものである。

以下、上記の課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意な組み合わせで採用することができる。また、本発明の態様あるいは技術的特徴は以下に記載のものに限定されることなく、明細書全体および図面に記載されたもの、或いはそれらの記載から当業者が把握することの出来る発明思想に基づいて認識されるものである。

本発明の静電容量式近接センサの一実施態様は、
高周波信号を出力する発振手段と、
センサ電極を含むＬＣＲ共振回路を有し、前記高周波信号が入力されて前記センサ電極の容量に応じた判定電圧信号を出力するセンサ回路と、
前記判定電圧信号に基づいて前記センサ電極への人体の近接を検出する制御部を備え、
物体が前記センサ電極に近接していないときの、前記ＬＣＲ共振回路の共振周波数をｆ_１、前記判定電圧信号をＶ_１とし、
人体が前記センサ電極に近接したときの、前記ＬＣＲ共振回路の共振周波数をｆ_２、前記判定電圧信号をＶ_２とし、
水が前記センサ電極に近接したときの、前記ＬＣＲ共振回路の共振周波数をｆ_３、前記判定電圧信号をＶ_３としたとき、
ｆ_１＞ｆ_２＞ｆ_３
の関係を有する場合において、
前記制御部は、
Ｖ_２＞Ｖ_１＞Ｖ_３ もしくは Ｖ_３＞Ｖ_１＞Ｖ_２
の関係を満たすように前記高周波信号を制御し、前記センサ電極への人体と水の近接を識別する、ことを特徴とする。

本発明の静電容量式近接センサの他の実施態様では、さらなる特徴として、
「前記制御部は、前記Ｖ_１が略一定になるように前記高周波信号の周波数を制御すること」、
「前記制御部は、前記高周波信号の周波数が略一定になるように制御すること」、
を含む。

本発明のドアハンドル装置の一実施態様は、車両外側のドアハンドル内に前記本発明の静電容量式近接センサを備えることを特徴とする。

本発明のドアハンドル装置の他の実施態様では、さらなる特徴として、
「前記静電容量式近接センサは基板上に形成され、
前記基板は、前記センサ電極が車両のドア本体側を向くように配され、
前記センサ電極が形成されていない前記基板の背面にシールド電極が形成されていること」、
「前記ドアハンドルの表面が導電性を有すること」、
を含む。

本発明の静電容量式近接センサによれば、センサ電極に人体が近接した場合と水が近接した場合とでは、物体がセンサ電極に近接していないときの状態から全く逆の方向に判定電圧信号が変化することになり、人体と水の識別を確実に行うことができる。

本発明の第１の実施形態例に係る近接センサの概略構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態例に係る近接センサの動作時における電圧波形を説明するためのグラフである。 本発明の近接センサにおける高周波信号の制御について説明するためのグラフである。 本発明の近接センサにおける高周波信号の制御について説明するためのグラフである。 本発明の近接センサにおける高周波信号の制御について説明するためのグラフである。 本発明の第１の実施形態例に係る近接センサにおいて、環境温度によらず非近接時の判定電圧信号Ｖ_１が２．８Ｖになるように高周波信号Ｓ_０の周波数ｆｘを制御した時の、環境温度と、人体の近接時の判定電圧信号Ｖ_２および水の近接時の判定電圧信号Ｖ_３との関係を示すグラフである。 本発明の近接センサにおける高周波信号の制御について説明するためのグラフである。 本発明の第１の実施形態例に係る近接センサにおいて、環境温度によらず高周波信号Ｓ_０の周波数ｆｘを３９０ｋＨｚに制御した時の、環境温度と、非近接時および人体の近接時および水の近接時の出力信号電圧との関係を示すグラフである。 本発明の第１の実施形態例に係る近接センサにおいて実行する検出処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の近接センサを備えるドアハンドル装置の一例を模式的に示す断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態例を説明する。

（第１の実施形態例）
本発明の第１の実施形態例に係る静電容量式近接センサを、図面を参照して説明する。
本例の近接センサは、所謂キーレスエントリーシステムにおける車両ドアの解錠・施錠用のセンサとして用いることができるものである。この場合、センサ電極は被操作体としてのドアハンドルの内部に設けられ、ドアハンドルの所定の面にユーザが接触すると、その接触を検知することができるように所定の位置に配される。

本例の近接センサ１は、図１のブロック図に示すように、主にセンサ回路１０とマイコン４０からなり、センサ回路１０は、ＬＣＲ共振回路２０と平滑回路３０を備えている。

本例のＬＣＲ共振回路２０は、インダクタ（コイル）２１と、人体等の誘電体が近接もしくは接触すると静電容量が大きくなるセンサ電極（可変容量）２２と、固定抵抗２３が直列接続されているものである。このセンサ電極２２の静電容量は、センサ電極２２と車両のドア本体やドアハンドル等との間の静電容量をも包含し、人体等の誘電体の近接によって増加する。なお、ＬＣＲ共振回路２０は、直列共振回路に限らず並列共振回路としてよい。

平滑回路３０は、半波整流用のダイオード３１、ローパスフィルタを構成する固定抵抗３２とコンデンサ３３、および出力インピーダンス変換用のバッファ回路３４を有する。なお、平滑回路３０は、センサ電極２２の容量に応じた判定電圧信号Ｓ_２を出力するものであれば任意の回路構成が可能である。具体的には、例えば信号を反転増幅する反転増幅回路を付加するなどしてもよい。

マイコン４０は、ＡＤコンバータ４１、制御部４２、高周波信号生成部４３を有する。
ＡＤコンバータ４１は、平滑回路３０から入力された判定電圧信号Ｓ_２をＡ／Ｄ変換し、判定信号Ｓ_３として制御部４２に出力する。
制御部４２は、詳しくは後述するが、高周波信号生成部４３に制御信号Ｓ_４を出力する他、判定信号Ｓ_３に基づき人体がドアハンドルに接触した（人体がセンサ電極２２に近接した）と判断した場合には人の検知信号Ｓ_５を出力し、水がドアハンドルに接触した（水がセンサ電極２２に近接した）と判断した場合には水の検知信号Ｓ_６を出力する。
発振手段としての高周波信号生成部４３は、詳しくは後述するが、制御部４２から入力される制御信号Ｓ_４に基づき、所定の周波数および所定のデューティ比の高周波信号Ｓ_０をＬＣＲ共振回路２０に出力する。

図２は、本例の近接センサ１の動作時における電圧波形を示している。
本例ではＬＣＲ共振回路２０に入力する高周波信号Ｓ_０として、図２（ａ）に示すような矩形波状の高周波信号（概ね数百ｋＨｚ）を用いている。なお、高周波信号Ｓ_０としては、矩形波に限らず正弦波や三角波等であってもよい。
ＬＣＲ共振回路２０に入力された高周波信号Ｓ_０は、インダクタ２１とセンサ電極（可変容量）２２により歪まされ、立上がりおよび立下がりが遅れたのこぎり波に近い波形となり、ダイオード３１により半波整流される。これにより、図１のＢ点の電圧信号Ｓ_１は図２（ｂ）に示すような波形となる。このような電圧信号Ｓ_１が平滑回路３０に入力されると、ローパスフィルタを構成する固定抵抗３２とコンデンサ３３によって平滑化され、図２（ｃ）に示すような直流に近い判定電圧信号Ｓ_２が出力される。

次に、本発明の近接センサにおける高周波信号Ｓ_０の制御について説明する。
本発明におけるＬＣＲ共振回路２０は、人体等の誘電体がセンサ電極２２に近接していないときの共振周波数をｆ_１、人体（手）がセンサ電極２２に近接したときの共振周波数をｆ_２、水がセンサ電極２２に近接したときの共振周波数をｆ_３とすると、
ｆ_１＞ｆ_２＞ｆ_３
の関係を満たしている。
これは、人体等の誘電体がドアハンドルに接触するとセンサ電極２２の容量が増え、また、洗車時を想定し比較的大量の水がドアハンドルを濡らした場合のセンサ電極２２の容量が、人体がドアハンドルに接触した場合のセンサ電極２２の容量よりも大きくなることによるものである。
図３は、ＬＣＲ共振回路２０に入力される高周波信号Ｓ_０の周波数と、センサ電極２２への物体の非近接時、人体の近接時、および水の近接時の判定電圧信号Ｓ_２との関係を示している。なお、判定電圧信号Ｓ_２１は物体がセンサ電極２２に近接していないとき、判定電圧信号Ｓ_２２は人体がセンサ電極２２に近接したとき、判定電圧信号Ｓ_２３は水がセンサ電極２２に近接したときに相当する。

ここで、図４に示すように、判定電圧信号Ｓ_２１のグラフと判定電圧信号Ｓ_２２のグラフが交差する点Ｐ_Ｈの周波数をｆ_Ｈ、判定電圧信号Ｓ_２１のグラフと判定電圧信号Ｓ_２３のグラフが交差する点Ｐ_Ｌの周波数をｆ_Ｌとしたとき、高周波信号Ｓ_０の周波数ｆ_ｘを、
ｆ_Ｌ＜ｆ_ｘ＜ｆ_Ｈ
の関係を満たすように制御することにより、人体と水の識別を確実に行うことができる。
すなわち、高周波信号Ｓ_０の周波数ｆ_ｘを上記のように制御することにより、物体がセンサ電極２２に近接していないときの判定電圧信号Ｖ_１（点Ｐ_１の電圧）と、人体がセンサ電極２２に近接したときの判定電圧信号Ｖ_２（点Ｐ_２の電圧）と、水がセンサ電極２２に近接したときの判定電圧信号Ｖ_３（点Ｐ_３の電圧）は、常に、
Ｖ_２＞Ｖ_１＞Ｖ_３
の関係にある。つまり、センサ電極２２に人体が近接した場合と水が近接した場合とでは、物体がセンサ電極に近接していないときの状態から全く逆の方向に判定電圧信号が変化することになり、人体と水の識別を確実に行うことができる。

言い換えると、点Ｐ_Ｈにおける判定電圧信号をＶ_Ｈ、点Ｐ_Ｌにおける判定電圧信号をＶ_Ｌとすると、
Ｖ_Ｈ＞Ｖ_１＞Ｖ_Ｌ
の関係を満たすように高周波信号Ｓ_０の周波数ｆ_ｘを制御することにより、常に、
Ｖ_２＞Ｖ_１＞Ｖ_３
の関係を満足することになり、人体と水の識別を確実に行うことができる。

上記の説明は一定の環境下での測定結果に基づくものであるが、例えば環境温度が変化するとＬＣＲ共振回路２０のＬＣ特性が若干変化するため、ＬＣＲ共振回路２０の共振周波数が変化する。
図５は、ＬＣＲ共振回路２０に入力される高周波信号Ｓ_０の周波数と、センサ電極２２への物体の非近接時、人体の近接時、および水の近接時の判定電圧信号Ｓ_２との関係を示しており、実線は−１０℃、破線は＋７０℃のものである。ここで、判定電圧信号Ｓ_{２１（−１０）}とＳ_{２１（７０）}はそれぞれ−１０℃と＋７０℃において物体がセンサ電極２２に近接していないとき、判定電圧信号Ｓ_{２２（−１０）}とＳ_{２２（７０）}はそれぞれ−１０℃と＋７０℃において人体がセンサ電極２２に近接したとき、判定電圧信号Ｓ_{２３（−１０）}とＳ_{２３（７０）}は−１０℃と＋７０℃において水がセンサ電極２２に近接したときに相当する。
なお、図５において、ｆ_{１（−１０）}とｆ_{１（７０）}はそれぞれ−１０℃と＋７０℃において物体がセンサ電極２２に近接していないときの共振周波数、ｆ_{２（−１０）}とｆ_{２（７０）}はそれぞれ−１０℃と＋７０℃において人体がセンサ電極２２に近接したときの共振周波数、ｆ_{３（−１０）}とｆ_{３（７０）}はそれぞれ−１０℃と＋７０℃において水がセンサ電極２２に近接したときの共振周波数を示している。

図５のように、環境温度が上昇するとＬＣＲ共振回路２０の共振周波数が低下する。しかしながら、判定電圧信号Ｓ_{２１（−１０）}のグラフと判定電圧信号Ｓ_{２２（−１０）}のグラフが交差する点Ｐ_{Ｈ（−１０）}と、判定電圧信号Ｓ_{２１（７０）}のグラフと判定電圧信号Ｓ_{２２（７０）}のグラフが交差する点Ｐ_{Ｈ（７０）}における判定電圧信号Ｖ_Ｈの値は、環境温度が変化してもほぼ一定である。また、判定電圧信号Ｓ_{２１（−１０）}のグラフと判定電圧信号Ｓ_{２３（−１０）}のグラフが交差する点Ｐ_{L（−１０）}と、判定電圧信号Ｓ_{２１（７０）}のグラフと判定電圧信号Ｓ_{２３（７０）}のグラフが交差する点Ｐ_{L（７０）}における判定電圧信号Ｖ_Lの値も、環境温度が変化してもほぼ一定である。
このため、物体がセンサ電極２２に近接していないときの判定電圧信号Ｖ_１が、
Ｖ_Ｈ＞Ｖ_１＞Ｖ_Ｌ
の関係を満たすように高周波信号Ｓ_０の周波数を制御することにより、環境温度が変化しても、
Ｖ_２＞Ｖ_１＞Ｖ_３
の関係を満足することになり、人体と水の識別を確実に行うことができる。

図６は、本例の近接センサ１において、環境温度によらず物体がセンサ電極２２に近接していないときの判定電圧信号Ｖ_１が一定になるように高周波信号Ｓ_０の周波数ｆｘを制御した時の、環境温度と、人体の近接時の判定電圧信号Ｖ_２および水の近接時の判定電圧信号Ｖ_３との関係を示している。
図６に示すように、本例では、環境温度が−１０℃〜７０℃の範囲内において、高周波信号Ｓ_０の周波数ｆｘを約３９５ｋＨｚ〜３７７ｋＨｚの範囲内で適宜制御することにより、判定電圧信号Ｖ_１を一定値（約２．８Ｖ）に制御している。このように環境温度の変化に応じて高周波信号Ｓ_０の周波数ｆｘを制御することにより、人体の近接時の判定電圧信号Ｖ_２を約４．６Ｖ、水の近接時の判定電圧信号Ｖ_３を約２．１Ｖと一定の値に保つことができ、環境温度が変化しても人体と水の識別を確実に行うことができる。

次に、本発明において、
Ｖ_２＞Ｖ_１＞Ｖ_３
の関係を満たすように高周波信号Ｓ_０を制御する別の方法を説明する。
図７は、図５と同様、ＬＣＲ共振回路２０に入力される高周波信号Ｓ_０の周波数と、物体の非近接時、人体（手）の近接時および水の近接時の判定電圧信号Ｓ_２との関係を示している。
ここで、図７に示すように、判定電圧信号Ｓ_{２１（７０）}のグラフと判定電圧信号Ｓ_{２２（７０）}のグラフが交差する点Ｐ_{Ｈ（７０）}の高周波信号Ｓ_０の周波数をｆ_Ｈ、判定電圧信号Ｓ_{２１（−１０）}のグラフと判定電圧信号Ｓ_{２３（−１０）}のグラフが交差する点Ｐ_{Ｌ（−１０）}の高周波信号Ｓ_０の周波数をｆ_Ｌとした場合、高周波信号Ｓ_０の周波数ｆ_ｘを、
ｆ_Ｌ＜ｆ_ｘ＜ｆ_Ｈ
の関係を満たすように制御することにより、環境温度が変化しても人体と水の識別を確実に行うことができる。
すなわち、高周波信号Ｓ_０の周波数ｆ_ｘを上記のように制御することにより、例えば−１０℃の環境下においては、物体がセンサ電極２２に近接していないときの判定電圧信号Ｖ_{１（−１０）}と、人体がセンサ電極２２に近接したときの判定電圧信号Ｖ_{２（−１０）}と、水がセンサ電極２２に近接したときの判定電圧信号Ｖ_{３（−１０）}は、常に、
Ｖ_{２（−１０）}＞Ｖ_{１（−１０）}＞Ｖ_{３（−１０）}
の関係にある。
また、７０℃の環境下においては、物体がセンサ電極２２に近接していないときの判定電圧信号Ｖ_{１（７０）}と、人体がセンサ電極２２に近接したときの判定電圧信号Ｖ_{２（７０）}と、水がセンサ電極２２に近接したときの判定電圧信号Ｖ_{３（７０）}は、常に、
Ｖ_{２（７０）}＞Ｖ_{１（７０）}＞Ｖ_{３（７０）}
の関係にある。
つまり、高周波信号Ｓ_０の周波数ｆ_ｘを、
ｆ_Ｌ＜ｆ_ｘ＜ｆ_Ｈ
の関係を満たすように制御することにより、環境温度が変化してもセンサ電極に人体が近接した場合と水が近接した場合とでは、物体がセンサ電極に近接していないときの状態から全く逆の方向に判定電圧信号が変化することになり、人体と水の識別を確実に行うことができる。

本例の近接センサ１において、図７のｆ_Ｌは約３８５ｋＨｚ、ｆ_Ｈは約３９５ｋＨｚであったため、高周波信号Ｓ_０の周波数ｆ_ｘを３９０ｋＨｚに制御した。
図８は、本例の近接センサ１において、環境温度によらず高周波信号の周波数を３９０ｋＨｚに制御した時の、環境温度と、非近接時の判定電圧信号Ｖ_１、人体の近接時の判定電圧信号Ｖ_２および水の近接時の判定電圧信号Ｖ_３との関係を示している。
図８に示すように、本例では、環境温度が−１０℃〜７０℃の範囲内において、高周波信号Ｓ_０の周波数ｆｘを約３９０ｋＨｚに制御することにより、
Ｖ_２＞Ｖ_１＞Ｖ_３
の関係を満たすことができ、環境温度が変化しても人体と水の識別を確実に行うことができる。

以上説明したように、本例においては、物体がセンサ電極２２に近接していないときの、ＬＣＲ共振回路２０の共振周波数をｆ_１、判定電圧信号をＶ_１とし、
人体がセンサ電極２２に近接したときの、ＬＣＲ共振回路２０の共振周波数をｆ_２、判定電圧信号をＶ_２とし、
水がセンサ電極２２に近接したときの、ＬＣＲ共振回路２０の共振周波数をｆ_３、判定電圧信号をＶ_３としたとき、
ｆ_１＞ｆ_２＞ｆ_３
の関係を有する場合において、
Ｖ_２＞Ｖ_１＞Ｖ_３の関係を満たすように高周波信号Ｓ_０を制御することで、センサ電極への人体と水の近接を確実に識別することができる。
また、高周波信号Ｓ_０の制御方法としては、例えば図５及び図６を用いて説明したようにＶ_１が略一定になるように高周波信号Ｓ_０の周波数を制御する方法と、図７及び図８を用いて説明したように高周波信号Ｓ_０の周波数ｆｘを、ｆ_Ｌとｆ_Ｈの間の周波数に制御する方法を適用することができる。

次に、本発明の近接センサによる人体と水の検出動作の一例を図９のフローチャートを用いて説明する。

（ステップＳ０）
まず、電子キーを携帯したユーザが車両に近づくと、車載の認証システムと電子キーとの間で無線通信が行われ、当該車両の正規の電子キーであることの認証が行われる。なお、この認証は、スマートエントリーシステムにおける公知の認証方法で行うことができる。

（ステップＳ１）
正規の電子キーが認証された時点では物体がセンサ電極２２に未だ近接していない状態であり、制御部４２はこの状態における判定電圧信号Ｖ_１の調整を行う。この判定電圧信号調整は、図６と同様、高周波信号Ｓ_０（連続発振）の周波数ｆｘを制御することで、物体がセンサ電極２２に近接していないときの判定電圧信号Ｖ_１が約２．８Ｖ（２．７Ｖ〜２．９Ｖの範囲内）となるように調整するものである。
なお、判定電圧信号が同じレベルとなる周波数が、共振周波数ｆ_１よりも低い周波数側と高い周波数側に存在するため、高周波信号Ｓ_０の周波数ｆｘの増減に伴う判定電圧信号Ｖ_１の増減を監視することで、高周波信号Ｓ_０の周波数ｆｘを共振周波数ｆ_１よりも低い周波数側で制御するようにする。

（ステップＳ２）
次に、制御部４２はステップＳ１で調整された周波数の高周波信号Ｓ_０を所定のデューティ比で間欠発振させる。これは、デューティ比を所定の値よりも小さくすると、人体がセンサ電極２２に近接しても水と同様に判定電圧信号が低下することを利用し、人体もしくは水がセンサ電極に近接していることを検出するためである。この間欠発振は消費電力を低減するために組み込まれたステップであるが、ここではセンサ電極に近接しているのが人体か水かを判別することはできない。

（ステップＳ３→ステップＳ４）
判定電圧信号が所定値以下に低下した場合には、人体もしくは水がセンサ電極に近接している可能性があるため、間欠発振から連続発振に切り替えて本格的な検出を行う。

（ステップＳ３→ステップＳ５）
判定電圧信号に低下が見られない場合は何も近接していないものとし、一旦検出を解除し、引き続き間欠発振のまま検出を続ける。

（ステップＳ６）
判定電圧信号に低下が見られた場合、人体もしくは水が近接している可能性があるため連続発振に切り替えて、判定電圧信号が４．５Ｖ以上か否かを判定し、４．５Ｖ以上であればステップＳ７に進み、そうでなければステップ１０に進む。

（ステップＳ７）
ステップ１において物体がセンサ電極２２に近接していないときの判定電圧信号を約２．８Ｖに調整しているため、図６に示したように、人体がセンサ電極２２に近接していると判定電圧信号は約４．６Ｖになることから、人体を検出したとして人体の検出信号Ｓ_５を出力する。
なお、人体の検出信号Ｓ_５が出力されると、ドアのアウタパネル内に設けられているドアロック機構が制御され、車両ドアの解錠もしくは施錠が行われる。

（ステップＳ８）
人体の検出信号Ｓ_５を出力すると、連続発振から間欠発振に切り替える。

（ステップＳ９）
ステップＳ３で近接を検出してから２秒以上経過していたら、ステップＳ３に戻って間欠発振のまま人体もしくは水がセンサ電極に近接しているか否かを検出する。なお、２秒以上経過してから新たな検出を行う理由は、極めて短い時間に連続して車両ドアの解錠もしくは施錠が行われないようにするためである。

（ステップＳ１０）
ステップＳ６で判定電圧信号が４．５Ｖ以上でない場合には、判定電圧信号が２．５Ｖ以下か否かを判定し、２．５Ｖ以下であればステップＳ１１に進み、そうでなければステップ１２に進む。

（ステップＳ１１）
ステップ１において物体がセンサ電極２２に近接していないときの判定電圧信号を約２．８Ｖに調整しているため、図６に示したように、水がセンサ電極２２に近接していると判定電圧信号は約２．１Ｖになることから、水を検出したとして水の検出信号Ｓ_６を出力し、ステップＳ８に進み、以下同様の手順を繰り返す。

（ステップＳ１２）
ステップＳ１０で判定電圧信号が２．５Ｖ以下でない場合には、判定電圧信号が４．５Ｖ未満か否かを判定する。
判定電圧信号が４．５Ｖ未満でない場合には、ステップＳ７に進み、以下同様の手順を繰り返す。
判定電圧信号が４．５Ｖ未満の場合には、ステップＳ１３に進む。

（ステップＳ１３）
ステップＳ３で近接を検出してから２秒以上経過していない場合には、ステップＳ１０に戻る。
一方、ステップＳ３で近接を検出してから２秒以上経過している場合には、人体も水も検出しなかったものとしてステップＳ１に戻り、以下同様の手順を繰り返す。なお、水の判定に２秒間の時間を有している理由は、水のかかり方により遅れて信号が低下する可能性があるためである。

このように、本例の近接センサ１を車両ドアの解錠・施錠用のセンサとして用いることにより、洗車時等における比較的大量の水と人体の近接を確実に識別することができ、例えば洗車時にドアロック機構が不用意に駆動を繰り返すのを防止することができる。

（第２の実施形態例）
図１０は、本発明の第２の実施形態例に係るドアハンドル装置を模式的に示した断面図である。
本例のドアハンドル装置は、車両用のドアハンドル装置に関するものであり、所謂スマートエントリーシステムにおけるドア解錠用の近接センサを備えるものである。

本例のドアハンドル装置は、車両のドアのアウタパネル１０１に取り付けられるドアハンドル１０２と、ドアハンドル１０２の内部空間に設けられた近接センサ１０３およびアンテナ１０４を備えている。
近接センサ１０３は、第１の実施形態例のものと同じであり、センサ回路とマイコンを搭載したセンサ基板１０３ａ上にセンサ電極１０３ｂが搭載されている。
センサ基板１０３ａは、センサ電極１０３ｂが車両のドア本体側（即ち、アウタパネル１０１側）を向くように配されている。
アンテナ１０４は、ユーザが携帯する電子キーとの間で無線通信を行うためのものである。

人がドアを開ける際、アウタパネル１０１とドアハンドル１０２との隙間１０６に指を差し込んでドアハンドル１０２に触れると、センサ電極１０３ｂの容量が増大し、第１の実施形態例と同様に人体を検出することができ、この検出信号に基づいてドアロック機構（不図示）が制御され、車両ドアの解錠が行われる。

なお、人がドアハンドル１０２を強く握り、手のひらがドアハンドルの外表面（図１０の右側表面）にも触れると、ドアハンドルの外表面からの静電結合の影響を受け、センサ回路の周波数特性等の変化を招く可能性がある。このため、センサ基板１０３ａのセンサ電極１０３ｂが形成されていない背面に、シールド電極（遮蔽板）１０５が形成されている。これにより、ドアハンドル１０２の外表面からの静電結合の影響を効果的に抑制することができ、人体の検出精度を高めることができる。

また、ドアハンドル１０２が樹脂製の場合、水で濡れ始める非常に短い期間だけ判定電圧信号が上昇する場合がある。このため、ドアハンドル１０２としては金属製もしくは表面が導電性を有するものを用いることが好ましい。これにより、人体と水の誤判定をより一層確実に防止することができる。

以上、本発明の実施形態例を説明したが、本発明はこれらの実施形態例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で上記実施形態例を適宜に変形等できることは言うまでもない。
例えば、第１の実施形態例では、図１の制御部４２が、Ｖ_２＞Ｖ_１＞Ｖ_３ の関係を満たすように高周波信号Ｓ_０を制御しているが、ＬＣＲ共振回路２０を並列共振回路としたり、センサ回路に反転増幅回路を付加したような場合などには、制御部４２が、Ｖ_３＞Ｖ_１＞Ｖ_２ の関係を満たすように高周波信号Ｓ_０を制御するようにしてもよい。
また、上記の実施形態例では近接センサを車両のドアハンドルに装着した場合を説明したが、本発明の静電容量式近接センサは住宅や事務所等のドアにも適用できるものである。
また、上記の実施形態例では物体の近接を検知した際の制御として、ドアの解錠と施錠を制御する場合を説明したが、例えば室内側や室外側の各種照明や表示灯の点灯と消灯を制御するなどしてもよい。

１ 近接センサ
１０ センサ回路
２０ ＬＣＲ共振回路
２１ インダクタ
２２ センサ電極（可変容量）
２３ 固定抵抗
３０ 平滑回路
３１ ダイオード
３２ 固定抵抗
３３ コンデンサ
３４ バッファ回路
４０ マイコン（マイクロコンピュータ）
４１ ＡＤコンバータ
４２ 制御部
４３ 信号生成部
１０１ アウタパネル
１０２ ドアハンドル
１０３ 近接センサ
１０３ａ センサ基板
１０３ｂ センサ電極
１０４ アンテナ
１０５ シールド電極（遮蔽板）
１０６ 隙間

Claims (6)

1. 高周波信号を出力する発振手段と、
   センサ電極を含むＬＣＲ共振回路を有し、前記高周波信号が入力されて前記センサ電極の容量に応じた判定電圧信号を出力するセンサ回路と、
   前記判定電圧信号に基づいて前記センサ電極への人体の近接を検出する制御部を備え、
   物体が前記センサ電極に近接していないときの、前記ＬＣＲ共振回路の共振周波数をｆ_１、前記判定電圧信号をＶ_１とし、
   人体が前記センサ電極に近接したときの、前記ＬＣＲ共振回路の共振周波数をｆ_２、前記判定電圧信号をＶ_２とし、
   水が前記センサ電極に近接したときの、前記ＬＣＲ共振回路の共振周波数をｆ_３、前記判定電圧信号をＶ_３としたとき、
   ｆ_１＞ｆ_２＞ｆ_３
   の関係を有する場合において、
   前記制御部は、
   Ｖ_２＞Ｖ_１＞Ｖ_３ もしくは Ｖ_３＞Ｖ_１＞Ｖ_２
   の関係を満たすように前記高周波信号を制御し、前記センサ電極への人体と水の近接を識別する、ことを特徴とする静電容量式近接センサ。
2. 前記制御部は、前記Ｖ_１が略一定になるように前記高周波信号の周波数を制御することを特徴とする請求項１に記載の静電容量式近接センサ。
3. 前記制御部は、前記高周波信号の周波数が略一定になるように制御することを特徴とする請求項１に記載の静電容量式近接センサ。
4. 車両外側のドアハンドル内に請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の静電容量式近接センサを備えることを特徴とするドアハンドル装置。
5. 前記静電容量式近接センサは基板上に形成され、
   前記基板は、前記センサ電極が車両のドア本体側を向くように配され、
   前記センサ電極が形成されていない前記基板の背面にシールド電極が形成されていることを特徴とする請求項４に記載のドアハンドル装置。
6. 前記ドアハンドルの表面が導電性を有することを特徴とする請求項５に記載のドアハンドル装置。

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