WO2018147159A1 - 静電容量センサおよびグリップセンサ - Google Patents

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WO2018147159A1
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noise
capacitance
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detection circuit
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祐太 岡崎
浩 内藤
剛 西尾
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • B62D1/065—Steering wheels with heating and ventilating means

Definitions

  • the present invention relates to a capacitance sensor and a grip sensor for measuring capacitance.
  • a capacitance sensor that determines the seating of a human body on a vehicle seat, for example, by measuring the capacitance.
  • this capacitance sensor may output a signal indicating an intensity equal to or higher than that of seating detection, that is, erroneous detection may occur. Therefore, the capacitance sensor of Patent Document 1 modulates and transmits a subcarrier signal and demodulates the subcarrier signal from the response signal in order to reduce false detection. Then, the capacitance sensor detects noise superimposed on the response signal by determining whether or not the subcarrier signal is normally demodulated.
  • the present invention provides a capacitance sensor and a grip sensor capable of appropriately measuring noise with a simple configuration.
  • the capacitance sensor includes a sensor circuit, a first impedance element, a noise detection circuit, and a control circuit.
  • the sensor circuit is electrically connected to the sensor electrode and measures the capacitance of the sensor electrode.
  • the noise detection circuit is electrically connected to the sensor electrode via the first impedance element, and measures noise with respect to the capacitance.
  • the control circuit can switch each of the sensor circuit and the noise detection circuit on and off, and the control circuit switches the sensor circuit on and switches the noise detection circuit off. To cause the sensor circuit to measure the capacitance of the sensor electrode, switch the sensor circuit off, and switch the noise detection circuit on to cause the noise detection circuit to measure the noise.
  • noise that becomes a disturbance of the capacitance sensor that is, a frequency band of electromagnetic noise includes a frequency band f1 including a driving frequency for measuring the capacitance by the sensor circuit, and a frequency band of harmonics of the driving frequency.
  • a frequency band f1 including a driving frequency for measuring the capacitance by the sensor circuit
  • a frequency band of harmonics of the driving frequency There are f1x, a frequency band f2 that tends to be a disturbance to the entire measurement system of the capacitance sensor, and a frequency band f2y of its harmonics.
  • the capacitance sensor according to one aspect of the present invention described above has a simple configuration by using the first impedance element that can obtain frequency characteristics with high sensitivity to noise in the frequency bands f1, f1x, f2, and f2y.
  • the noise can be measured appropriately.
  • the capacitance sensor further includes a second impedance element having two terminals, a first terminal and a second terminal, and the sensor electrode and the first terminal are electrically connected, The noise detection circuit and the second terminal are electrically connected. Further, the noise detection circuit can switch the second terminal between ground and open, and when the control circuit causes the noise detection circuit to measure the noise, the noise detection circuit By opening the terminal of the two impedance element, the noise is measured with a sensitivity according to the first frequency characteristic, and by causing the noise detection circuit to ground the terminal of the second impedance element, The noise may be measured with sensitivity according to a second frequency characteristic different from the first frequency characteristic.
  • noise is measured with sensitivity according to different frequency characteristics, so even if noise is not measured with sensitivity according to one frequency characteristic, noise is measured with sensitivity according to the other frequency characteristic. Can do. As a result, noise can be measured more appropriately with a simple configuration.
  • the control circuit may cause the sensor circuit and the noise detection circuit to repeatedly and alternately execute the measurement of the capacitance and the measurement of the noise.
  • the control circuit causes the sensor circuit to measure the capacitance of the sensor electrode, determines whether or not the measured capacitance is larger than a threshold, and only when it is determined that the capacitance is larger
  • the noise may be measured by a noise detection circuit.
  • a grip sensor includes the above-described capacitance sensor, and detects gripping of an object to which the sensor electrode is attached based on capacitance measured by the sensor circuit.
  • the capacitance sensor of the present invention can appropriately measure noise with a simple configuration.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a vehicle compartment in which a capacitance sensor according to Embodiment 1 is arranged.
  • FIG. 2A is a diagram illustrating an example of an appearance of the capacitance sensor according to Embodiment 1.
  • FIG. 2B is a diagram showing another example of the appearance of the capacitance sensor in the first exemplary embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the capacitance sensor according to the first embodiment.
  • FIG. 4A is a diagram illustrating a configuration example of a noise detection circuit and a sensor circuit in the first exemplary embodiment.
  • FIG. 4B is a diagram illustrating a configuration example of the first impedance element in the first exemplary embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a vehicle compartment in which a capacitance sensor according to Embodiment 1 is arranged.
  • FIG. 2A is a diagram illustrating an example of an appearance of the capacitance sensor according to Embodiment 1.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a state in which the capacitance sensor according to Embodiment 1 measures the capacitance.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which the capacitance sensor according to Embodiment 1 measures noise.
  • FIG. 7A is a flowchart showing an example of the overall processing operation of the capacitance sensor in the first exemplary embodiment.
  • FIG. 7B is a flowchart showing another example of the overall processing operation of the capacitance sensor in the first exemplary embodiment.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating details of the grip determination processing of the capacitance sensor in the first embodiment.
  • FIG. 9 is a flowchart showing details of noise determination processing of the capacitance sensor in the first embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of the capacitance sensor according to the second embodiment.
  • FIG. 11A is a diagram illustrating a configuration example of a noise detection circuit and a sensor circuit in the second exemplary embodiment.
  • FIG. 11B is a diagram illustrating a configuration example of a second impedance element in the second exemplary embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a state in which the capacitance sensor according to the second embodiment measures the capacitance.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a state in which the capacitance sensor according to the second exemplary embodiment measures noise.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating another example of a state in which the capacitance sensor according to the second exemplary embodiment measures noise.
  • FIG. 15 is a flowchart illustrating the details of the grip determination processing of the capacitance sensor in the second embodiment.
  • FIG. 16 is a flowchart showing details of noise determination processing of the capacitance sensor in the second embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a vehicle compartment in which a capacitance sensor according to the present embodiment is arranged.
  • the vehicle 1 includes a steering wheel 200, a speaker 301, and a display device 302 such as a liquid crystal display.
  • the speaker 301 and the display device 302 are configured as an alerting device, for example.
  • the steering wheel 200 is for steering the vehicle 1.
  • the steering wheel 200 includes a rim 210 having a ring shape, a substantially T-shaped spoke 202 integrally formed on the inner peripheral surface of the rim 210, and a horn switch (not shown) disposed at the center of the spoke 202. And a horn switch cover 203 for covering the above.
  • the capacitance sensor 100 is configured as a grip sensor that detects gripping of the steering wheel 200 by a hand, for example, and is provided in the steering wheel 200 of the vehicle 1 as shown in FIG.
  • the capacitance sensor 100 includes a sensor unit 110 embedded in the rim 210 of the steering wheel 200, a processing unit 120 that detects gripping based on a signal from the sensor unit 110, a sensor unit 110, and a processing And a harness 130 for electrically connecting the portion 120.
  • the processing unit 120 is embedded in the spoke 202, for example.
  • Such a capacitance sensor 100 detects the grip of the rim 210 of the steering wheel 200 by measuring the capacitance of the sensor unit 110.
  • the measured capacitance changes depending on whether the driver of the vehicle 1 is holding the rim 210 of the steering wheel 200 or not.
  • the processing unit 120 measures the capacitance of the sensor unit 110 or a value (change amount) corresponding to the capacitance, and detects gripping of the rim 210 by the driver's hand based on the value.
  • the alerting device performs alerting to the driver when the processing unit 120 detects that the vehicle 1 is not gripped even though the vehicle 1 is being driven.
  • the speaker 301 of the alerting device alerts the driver with a warning sound or voice.
  • the display device 302 displays a warning message that prompts the driver to hold the steering wheel 200 firmly. Thereby, a traffic accident can be reduced.
  • FIG. 2A is a diagram illustrating an example of an appearance of the capacitance sensor 100 according to the present embodiment.
  • the capacitance sensor 100 includes the sensor unit 110, the processing unit 120, and the harness 130 as described above. As shown in FIG. 2A, the sensor unit 110 includes a base material 112 and a sensor electrode 111 held by the base material 112.
  • the base material 112 is made of a nonwoven fabric, for example, and is formed in a long shape.
  • the longitudinal direction of the base material 112 is referred to as an X-axis direction, and a direction perpendicular to the X-axis direction in a plane parallel to the base material 112 is referred to as a Y-axis direction.
  • one end side (lower end side in FIG. 2A) of the base material 112 in the Y-axis direction is referred to as a negative side
  • the other end side (upper end side in FIG. 2A) is referred to as a positive side.
  • one end side (left end side in FIG. 2A) of the base material 112 in the X-axis direction is referred to as a negative side
  • the other end side (right end side in FIG. 2A) is referred to as a positive side.
  • the sensor electrode 111 is a metal wire (for example, copper wire), and is sewn to the base material 112 so that a zigzag pattern is formed. Further, both ends of the sensor electrode 111 are electrically connected to the processing unit 120.
  • the sensor electrode 111 is sewn to the base material 112 along the longitudinal direction of the base material 112. Specifically, in the sensor electrode 111, each of a plurality of linear line portions along the X-axis direction is arranged so as to be separated from each other by a substantially equal interval in the Y-axis direction. It is connected in series with the adjacent line part. A zigzag pattern is formed by the arrangement and connection of the plurality of line portions.
  • the sensor electrode 111 is sewn to the base material 112, but may be fixed to the base material 112 by thermocompression bonding or the like.
  • FIG. 2B is a diagram showing another example of the appearance of the capacitance sensor 100 in the present embodiment.
  • the pattern of the sensor electrode 111 is not limited to the example shown in FIG. 2A and may be any pattern.
  • each of the plurality of linear line portions along the Y-axis direction in the sensor electrode 111 is arranged so as to be separated from each other by substantially equal intervals in the X-axis direction. Each of these may be connected in series with the mutually adjacent line part.
  • the sensor electrode 111 may have a planar structure made of a conductor or a resistor.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the capacitance sensor 100 according to the present embodiment.
  • the capacitance sensor 100 includes a power supply unit 121, a sensor electrode 111, an inductor L1, a first impedance element z1, a capacitor C1, a noise detection circuit 122, a sensor circuit 123, And a control circuit 124.
  • the power supply unit 121 is connected to one end of the sensor electrode 111 via the switch Sw.
  • the power supply unit 121 supplies DC power to the sensor electrode 111 when the switch Sw is on. Thereby, the sensor electrode 111 also functions as a heater for warming hands.
  • One end of the inductor L1 is connected to the end of the sensor electrode 111, that is, the end opposite to the switch Sw of the sensor electrode 111, and the other end of the inductor L1 is connected to the ground.
  • the sensor circuit 123 is connected to the connection point a1 between the sensor electrode 111 and the inductor L1 via the capacitor C1 and to the control circuit 124. Such a sensor circuit 123 is electrically connected to the sensor electrode 111 via the capacitor C ⁇ b> 1 and measures the capacitance of the sensor electrode 111. For example, the sensor circuit 123 causes an alternating current to flow through the sensor electrode 111 via the capacitor C1, and measures the capacitance based on the current value of the alternating current. Note that the frequency of the alternating current is also referred to as the drive frequency of the sensor circuit 123.
  • measuring the capacitance is defined as including both the case where the capacitance itself is measured and the case where the change amount of the capacitance is measured.
  • the noise detection circuit 122 is connected to the above-described connection point a1 through the first impedance element z1 and is also connected to the control circuit 124. Such a noise detection circuit 122 is electrically connected to the sensor electrode 111 via the first impedance element z1, and measures noise with respect to the above-described capacitance.
  • the control circuit 124 switches the noise detection circuit 122 and the sensor circuit 123 on and off, and switches the switch Sw on and off. Note that the control circuit 124 operates with power supplied from the power supply unit 121.
  • control circuit 124 causes a direct current to flow from the power supply unit 121 to the sensor electrode 111 and the inductor L1 by turning on the switch Sw.
  • the sensor electrode 111 is heated by this direct current and warms the rim 210 of the steering wheel 200.
  • the control circuit 124 stops the heating of the sensor electrode 111 by turning off the switch Sw, and causes the sensor circuit 123 and the noise detection circuit 122 to perform capacitance measurement and noise measurement of the sensor electrode 111.
  • the measurement of the capacitance of the sensor electrode 111 and the measurement of noise are not limited to when the switch Sw is off, and may be on, or on and off. However, when the switch Sw is switched from on to off or from off to on, a direct current fluctuates, so that the capacitance measurement and noise measurement of the sensor electrode 111 may not be performed. desirable.
  • control circuit 124 causes the sensor circuit 123 and the noise detection circuit 122 to alternately and repeatedly execute capacitance measurement and noise measurement.
  • the control circuit 124 causes the sensor circuit 123 to measure the capacitance of the sensor electrode 111 and determines whether or not the measured capacitance is greater than a threshold value. Then, the control circuit 124 causes the noise detection circuit 122 to measure noise only when it is determined that the measured capacitance is larger than the threshold value.
  • control circuit 124 communicates with the vehicle-side control circuit 303 mounted on the vehicle 1. Specifically, the control circuit 124 detects the grip of the rim 210 of the steering wheel 200 by the driver when the capacitance measured by the sensor circuit 123 is larger than the threshold value. Then, the control circuit 124 outputs a grip detection signal indicating that the rim 210 is gripped to the vehicle-side control circuit 303. Further, when the noise measured by the noise detection circuit 122 is larger than the threshold value, the control circuit 124 detects the occurrence of noise exceeding the threshold value. That is, at that time, the control circuit 124 determines that the capacitance measured by the sensor circuit 123 includes a lot of noise, and the capacitance is not reliable. When the control circuit 124 detects the occurrence of noise exceeding the threshold, the control circuit 124 outputs a noise detection signal to the vehicle-side control circuit 303.
  • the vehicle-side control circuit 303 is, for example, an ECU (Electronic Control Unit), and receives at least one of the grip detection signal and the noise detection signal transmitted from the control circuit 124. And the vehicle side control circuit 303 controls the speaker 301 and the display apparatus 302 based on the received signal. That is, the vehicle-side control circuit 303 causes the above-described alerting device to alert the driver when the vehicle 1 is being driven but no grip detection signal is received. In addition, when the vehicle-side control circuit 303 receives the grip detection signal and also receives the noise detection signal, there is a possibility that the grip detection signal is transmitted from the control circuit 124 due to noise. For example, the grip detection signal is invalidated. Therefore, in such a case, the vehicle-side control circuit 303 does not cause the above-described alerting device to alert the driver.
  • ECU Electronic Control Unit
  • FIG. 4A is a diagram illustrating a configuration example of the noise detection circuit 122 and the sensor circuit 123 in the present embodiment.
  • the sensor circuit 123 includes a switch Sw1 and a capacitance detection circuit 131 connected to the capacitor C1 via the switch Sw1.
  • the capacitance detection circuit 131 is a main circuit in the sensor circuit 123 and measures the capacitance of the sensor electrode 111. That is, the capacitance measurement by the sensor circuit 123 is permitted or not permitted by switching the switch Sw1 on and off.
  • a state in which the measurement of the capacitance by the sensor circuit 123 is permitted is referred to as the sensor circuit 123 being on, and a state in which the measurement of the capacitance by the sensor circuit 123 is not permitted is referred to as the sensor circuit 123 being off.
  • the noise detection circuit 122 includes a switch Sw2 and an ADC 132 connected to the first impedance element z1 through the switch Sw2.
  • the ADC 132 is an analog-digital converter.
  • the ADC 132 is a main circuit in the noise detection circuit 122 and measures noise with respect to the sensor electrode 111. That is, the measurement of noise by the noise detection circuit 122 is permitted or not permitted by switching the switch Sw2 on and off.
  • a state in which noise measurement by the noise detection circuit 122 is permitted is referred to as ON
  • OFF a state in which noise measurement by the noise detection circuit 122 is disabled.
  • the switches Sw1 and Sw2 are switched on and off by the control circuit 124.
  • FIG. 4B is a diagram illustrating a configuration example of the first impedance element z1 in the present embodiment.
  • the first impedance element z1 includes resistors R1 to R3 and a capacitor C11.
  • Resistor R1 and capacitor C11 are connected in series.
  • a sensor electrode 111 is connected to a terminal of the resistor R1 opposite to the capacitor C11, and a switch Sw2 is connected to a terminal of the capacitor C11 opposite to the resistor R1.
  • Resistor R2 and resistor R3 are connected in series between the power supply and the ground.
  • the connection point between the resistor R2 and the resistor R3 is connected to a terminal on the opposite side of the resistor R1 of the capacitor C11.
  • Such resistors R2 and R3 apply a bias voltage to the input of the ADC 132 of the noise detection circuit 122.
  • the first impedance element z1 in the present embodiment is an element for setting the input impedance of the ADC 132.
  • the first impedance element z1 is an element whose noise detection frequency band is included in the frequency bands f1 and f1x.
  • the frequency band f ⁇ b> 1 is a frequency band including a driving frequency for measuring the capacitance by the sensor circuit 123.
  • the frequency band f1x is a frequency band of harmonics of the driving frequency.
  • the first impedance element z1 is, for example, an element whose noise detection frequency band is included in the frequency bands f2 and f2y.
  • the frequency band f2 is a frequency band that tends to be a disturbance to the entire measurement system of the capacitance sensor 100
  • the frequency band f2y is a frequency band of its harmonics.
  • the first impedance element z1 in the present embodiment may be an impedance element that can obtain frequency characteristics with high sensitivity to noise in the frequency bands f1, f1x, f2, and f2y.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a state in which the capacitance sensor 100 according to the present embodiment measures the capacitance.
  • the control circuit 124 When the electrostatic capacity is measured, the control circuit 124 turns on the switch Sw1 of the sensor circuit 123 and turns off the switch Sw2 of the noise detection circuit 122 as shown in FIG. That is, the control circuit 124 causes the sensor circuit 123 to measure the capacitance of the sensor electrode 111 by switching the sensor circuit 123 on and switching the noise detection circuit 122 off.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which the capacitance sensor 100 according to the present embodiment measures noise.
  • the control circuit 124 When the noise is measured, the control circuit 124 turns off the switch Sw1 of the sensor circuit 123 and turns on the switch Sw2 of the noise detection circuit 122, as shown in FIG. That is, the control circuit 124 causes the noise detection circuit 122 to measure noise by switching the sensor circuit 123 off and switching the noise detection circuit 122 on.
  • noise can be measured with sensitivity according to the frequency characteristic corresponding to the first impedance element z1. That is, noises in the frequency bands f1, f1x, f2, and f2y can be appropriately measured.
  • FIG. 7A is a flowchart showing an example of the overall processing operation of the capacitance sensor 100 in the present embodiment.
  • the capacitance sensor 100 performs a grip determination process for determining whether or not the driver is gripping the rim 210 of the steering wheel 200 by measuring the capacitance (step S110).
  • the capacitance sensor 100 performs noise determination processing for determining whether noise exceeding the threshold value is generated by measuring noise (step S120).
  • the capacitance sensor 100 determines whether or not the processing operation end condition is satisfied (step S130). For example, the end condition is that a predetermined time has elapsed or a signal indicating the end of the processing operation has been received. If it is determined that the end condition is not satisfied (No in step S130), the capacitance sensor 100 repeatedly executes the processing from step S110. On the other hand, when determining that the end condition is satisfied (Yes in step S130), the capacitance sensor 100 ends the processing operation.
  • the vehicle-side control circuit 303 receives these results from the control circuit 124 of the capacitance sensor 100 as a grip detection signal and a noise detection signal.
  • steps S110 to S130 may be performed during a predetermined period. That is, the capacitance sensor 100 may periodically repeat the processing from steps S110 to S130.
  • FIG. 7B is a flowchart showing another example of the overall processing operation of the capacitance sensor 100 in the present embodiment.
  • the capacitance sensor 100 performs a grip determination process for determining whether or not the driver is gripping the rim 210 of the steering wheel 200 by measuring the capacitance (step S110).
  • the capacitance sensor 100 determines whether or not it is determined in the grip determination process that the driver is gripping the rim 210, that is, whether or not grip is detected (step S140).
  • the capacitance sensor 100 determines that gripping has been detected (Yes in step S140)
  • the capacitance sensor 100 performs noise determination processing to determine whether noise exceeding the threshold is generated by measuring noise. (Step S120).
  • the capacitance sensor 100 determines whether or not the end condition of the processing operation is satisfied. (Step S130). If it is determined that the end condition is not satisfied (No in step S130), the capacitance sensor 100 repeatedly executes the processing from step S110. On the other hand, when determining that the end condition is satisfied (Yes in step S130), the capacitance sensor 100 ends the processing operation.
  • the vehicle-side control circuit 303 receives these results from the control circuit 124 of the capacitance sensor 100 as a grip detection signal and a noise detection signal.
  • FIG. 8 is a flowchart showing details of the grip determination process of the capacitance sensor 100 in the present embodiment.
  • the control circuit 124 turns on the switch Sw1 and turns off the switch Sw2, thereby causing the capacitance detection circuit 131 of the sensor circuit 123 to measure the capacitance (step S111).
  • the control circuit 124 determines whether or not the measured capacitance is larger than a threshold value (step S112).
  • the control circuit 124 determines that the capacitance is larger than the threshold value (Yes in step S112)
  • the driver grips the rim 210 of the steering wheel 200 or noise exceeding the threshold value is generated in the capacitance sensor 100. It detects that it is applied. Therefore, it is impossible to determine whether or not the grip detection is caused by noise only by the flowchart of FIG.
  • the control circuit 124 determines that the capacitance is equal to or less than the threshold value (No in step S112), the grip determination process ends.
  • FIG. 9 is a flowchart showing details of the noise determination process of the capacitance sensor 100 in the present embodiment.
  • the control circuit 124 turns off the switch Sw1 and turns on the switch Sw2, thereby causing the ADC 132 of the noise detection circuit 122 to measure noise (step S121).
  • the control circuit 124 determines whether or not the measured noise is larger than a threshold value (step S122). If the control circuit 124 determines that the noise is greater than the threshold (Yes in step S112), the control circuit 124 detects noise exceeding the threshold, that is, detects the occurrence of large noise. As a result, the control circuit 124 outputs the above-described noise detection signal to the vehicle side control circuit 303. On the other hand, when the control circuit 124 determines that the noise is equal to or lower than the threshold (No in step S122), the control circuit 124 ends the noise determination process.
  • the capacitance sensor 100 includes the sensor electrode 111, the sensor circuit 123 that is electrically connected to the sensor electrode 111 and measures the capacitance of the sensor electrode 111, and the first impedance.
  • the noise detection circuit 122 that is electrically connected to the element z1 and the sensor electrode 111 via the first impedance element z1 and measures noise with respect to the capacitance, and the sensor circuit 123 and the noise detection circuit 122 are turned on and off, respectively.
  • a control circuit 124 for switching between the two.
  • control circuit 124 switches the sensor circuit 123 on and switches the noise detection circuit 122 off, thereby causing the sensor circuit 123 to measure the capacitance of the sensor electrode 111 and switching the sensor circuit 123 off.
  • the noise detection circuit 122 is caused to measure noise by switching the noise detection circuit 122 on.
  • noise that is a disturbance of the capacitance sensor 100 that is, a frequency band of electromagnetic noise
  • noise includes a frequency band f1 including a driving frequency for measuring the capacitance by the sensor circuit 123 and harmonics of the driving frequency.
  • frequency band f1x a frequency band f2 that tends to be a disturbance to the entire measurement system of the capacitance sensor 100
  • harmonic frequency band f2y a harmonic frequency band f2y.
  • the capacitance sensor 100 has a simple configuration by using the first impedance element z1 that can obtain frequency characteristics with high sensitivity to noise in the frequency bands f1, f1x, f2, and f2y.
  • the noise can be measured appropriately.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of the capacitance sensor 100a according to the present embodiment.
  • the capacitance sensor 100a in the present embodiment includes a power supply unit 121, a sensor electrode 111, an inductor L1, a first impedance element z1, a second impedance element z2, and a capacitor C1.
  • a noise detection circuit 122a, a sensor circuit 123a, and a control circuit 124 that is, the capacitance sensor 100a in the present embodiment includes a noise detection circuit 122a and a sensor circuit 123a instead of the noise detection circuit 122 and the sensor circuit 123 in the capacitance sensor 100 of the first embodiment.
  • the capacitance sensor 100a in the present embodiment includes a second impedance element z2 that is not included in the capacitance sensor 100 of the first embodiment.
  • the noise detection circuit 122 in the present embodiment is connected to the connection point a1 between the sensor electrode 111 and the inductor L1 through the first impedance element z1 and also through the second impedance element z2. It is connected.
  • FIG. 11A is a diagram showing a configuration example of the noise detection circuit 122a and the sensor circuit 123a in the present embodiment.
  • the sensor circuit 123a includes a switch Sw1 and a capacitance detection circuit 131 connected to the capacitor C1 via the switch Sw1 as in the sensor circuit 123 of the first embodiment.
  • the noise detection circuit 122a includes the switch Sw2 and the ADC 132 connected to the first impedance element z1 through the switch Sw2, similarly to the noise detection circuit 122 of the first embodiment.
  • the noise detection circuit 122a in the present embodiment further includes a switch Sw22.
  • the switch Sw22 is connected between the second impedance element z2 and the ground, and switches the terminal of the second impedance element z2 between grounding and opening by turning on and off.
  • FIG. 11B is a diagram illustrating a configuration example of the second impedance element z2 in the present embodiment.
  • the second impedance element z2 includes a resistor R4 and a capacitor C12 connected in series to the resistor R1.
  • a sensor electrode 111 is connected to a terminal of the resistor R4 opposite to the capacitor C12, and a switch Sw22 is connected to a terminal of the capacitor C12 opposite to the resistor R4.
  • Such a second impedance element z2 in the present embodiment is an element for making the frequency characteristic of the sensitivity of the measured noise variable.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a state in which the capacitance sensor 100a according to the present embodiment measures the capacitance.
  • the control circuit 124 turns on the switch Sw1 of the sensor circuit 123a as shown in FIG. Further, the control circuit 124 turns off the switch Sw2 of the noise detection circuit 122a and turns off the switch Sw22. That is, the control circuit 124 causes the sensor circuit 123a to measure the capacitance of the sensor electrode 111 by switching on the sensor circuit 123a and switching off the noise detection circuit 122a.
  • the capacitance of the sensor electrode 111 is measured with the switch Sw22 turned off, but the capacitance of the sensor electrode 111 may be measured with the switch Sw22 turned on.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a state in which the capacitance sensor 100a according to the present embodiment measures noise.
  • control circuit 124 When measuring the noise, the control circuit 124 turns off the switch Sw1 of the sensor circuit 123a as shown in FIG. Further, the control circuit 124 turns on the switch Sw2 of the noise detection circuit 122a and turns off the switch Sw22.
  • the control circuit 124 causes the noise detection circuit 122a to measure noise by switching off the sensor circuit 123a and switching on the noise detection circuit 122a. Furthermore, when the control circuit 124 causes the noise detection circuit 122a to measure noise, the control circuit 124 causes the noise detection circuit 122a to open the terminal of the second impedance element z2 so as to measure noise with sensitivity according to the first frequency characteristic. . At this time, as in the first embodiment, noise in the frequency bands f1, f1x, f2, and f2y can be appropriately measured.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating another example of a state in which the capacitance sensor 100a according to the present embodiment measures noise.
  • control circuit 124 When the noise is measured, the control circuit 124 turns off the switch Sw1 of the sensor circuit 123a as shown in FIG. Further, the control circuit 124 turns on the switch Sw2 and the switch Sw22 of the noise detection circuit 122a.
  • the control circuit 124 causes the noise detection circuit 122a to measure noise by switching off the sensor circuit 123a and switching on the noise detection circuit 122a. Furthermore, when the control circuit 124 causes the noise detection circuit 122a to measure the noise, the noise detection circuit 122a is grounded to the terminal of the second impedance element z2, so that the second frequency characteristic different from the first frequency characteristic is obtained. Measure noise with sensitivity. At this time, noise in other frequency bands different from the frequency bands f1, f1x, f2, and f2y can be appropriately measured.
  • noise can be measured by shifting the frequency band with high sensitivity.
  • the capacitance sensor 100a in the present embodiment performs the same overall processing operation as the capacitance sensor 100 of the first embodiment, that is, the processing operation shown by the flowchart of FIG. 7A or 7B. However, specific processes in the grip determination process (step S110) and the noise determination process (step S120) performed by the capacitance sensor 100a in the present embodiment are different from those in the first embodiment.
  • FIG. 15 is a flowchart showing details of the grip determination process (step S110) of the capacitance sensor 100a in the present embodiment.
  • the control circuit 124 sets the respective switches Sw1, Sw2, and Sw22 of the sensor circuit 123a and the noise detection circuit 122a as shown in FIG. 12, thereby setting the capacitance to the capacitance detection circuit 131 of the sensor circuit 123a. Measurement is performed (step S111a).
  • the control circuit 124 determines whether or not the measured capacitance is larger than a threshold value (step S112).
  • the control circuit 124 determines that the capacitance is larger than the threshold value (Yes in step S112)
  • the driver grips the rim 210 of the steering wheel 200 or noise exceeding the threshold value is generated in the capacitance sensor 100. It detects that it is applied. Therefore, it is not possible to determine whether or not the grip detection is caused by noise only by the flowchart of FIG.
  • the control circuit 124 determines that the capacitance is equal to or less than the threshold value (No in step S112), the grip determination process ends.
  • FIG. 16 is a flowchart showing details of the noise determination process (step S120) of the capacitance sensor 100a in the present embodiment.
  • the control circuit 124 sets the switches Sw1, Sw2, and Sw22 of the sensor circuit 123a and the noise detection circuit 122a as shown in FIG. 13, thereby causing the ADC 132 of the noise detection circuit 122a to measure the noise N1 (step S121a). ).
  • control circuit 124 sets the switches Sw1, Sw2, and Sw22 of the sensor circuit 123a and the noise detection circuit 122a as shown in FIG. 14, thereby causing the ADC 132 of the noise detection circuit 122a to measure the noise N2. (Step S121b).
  • Noise N1 and noise N2 are electromagnetic noises measured with sensitivity according to different frequency characteristics.
  • the control circuit 124 determines whether or not at least one of the measured noises N1 and N2 is greater than a threshold value (step S122a). If the control circuit 124 determines that at least one of the noises is larger than the threshold value (Yes in step S122a), the control circuit 124 detects noise exceeding the threshold value, that is, detects occurrence of large noise. As a result, the control circuit 124 outputs the above-described noise detection signal to the vehicle side control circuit 303. On the other hand, when the control circuit 124 determines that each of the noises N1 and N2 is equal to or less than the threshold value (No in step S122a), the noise determination process ends.
  • the capacitance sensor 100a further includes the second impedance element z2.
  • the noise detection circuit 122a is electrically connected to the sensor electrode 111 via the second impedance element z2, and switches the terminal of the second impedance element z2 opposite to the sensor electrode 111 between grounding and opening.
  • the control circuit 124 causes the noise detection circuit 122a to open the terminal of the second impedance element z2 to measure noise with sensitivity according to the first frequency characteristic.
  • the control circuit 124 causes the noise detection circuit 122a to measure the noise with sensitivity according to the second frequency characteristic different from the first frequency characteristic by grounding the terminal of the second impedance element z2.
  • noise is measured with sensitivity according to different frequency characteristics, so even if noise is not measured with sensitivity according to one frequency characteristic, noise is measured with sensitivity according to the other frequency characteristic. Can do. As a result, noise can be measured more appropriately with a simple configuration.
  • the capacitance sensor 100 or 100a is configured as a grip sensor.
  • the grip sensor in each of the above embodiments includes the capacitance sensor 100 or 100a, and grips an object to which the sensor electrode 111 is attached by the capacitance measured by the sensor circuit 123 or 123a. Detect.
  • the capacitance sensor according to the present invention may be configured not only as a grip sensor but also as a sensor for other uses such as a seating sensor that detects seating of a seat.
  • the capacitance sensor 100 or 100a includes the power supply unit 121 and the switch Sw and functions as a heater for heating the rim 210 of the steering wheel 200. It does not have to be. Even if the electrostatic capacity sensor 100 or 100a does not include the power supply unit 121 and the switch Sw, the same operational effects as those of the above embodiments can be obtained. In this case, the capacitance sensor 100 or 100a may not include the inductor L1. Moreover, the switch Sw side of the sensor electrode 111 is opened.
  • the capacitance sensor 100a includes one second impedance element z2, but a plurality of second impedance elements z2 and a plurality for grounding the second impedance elements z2.
  • the switch Sw22 may be provided.
  • the capacitance sensor 100a includes n (n is an integer of 2 or more) second impedance elements z2, each of the first to (n + 1) th frequency characteristics is different from each other. Therefore, noise can be measured with sensitivity. Thereby, it is possible to appropriately measure noise in any frequency band.
  • the impedance of the second impedance element z2 is fixed, but may be variable. In this case, the control circuit 124 can continuously change the frequency characteristic of the noise sensitivity by changing the impedance of the second impedance element z2.
  • the capacitance is measured.
  • the capacitance may be an absolute value or a relative value from a reference value.
  • the capacitance may be a current value or a voltage value indicating the capacitance.
  • the capacitance sensor of the present invention has an effect that noise can be appropriately detected with a simple configuration, and is applicable to, for example, a grip sensor that detects gripping of a steering wheel of a vehicle.
  • the present invention can also be applied to a seating sensor that detects seating of a seat.

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Abstract

静電容量センサ（１００）は、センサ電極（１１１）と、センサ電極（１１１）に電気的に接続され、センサ電極（１１１）の静電容量を計測するセンサ回路（１２３）と、第１インピーダンス素子（ｚ１）と、センサ電極（１１１）に第１インピーダンス素子（ｚ１）を介して電気的に接続され、ノイズを計測するノイズ検知回路（１２２）と、センサ回路（１２３）およびノイズ検知回路（１２２）のそれぞれをオンとオフとに切り換える制御回路（１２４）とを備える。制御回路（１２４）は、センサ回路（１２３）をオンに切り替え、かつ、ノイズ検知回路（１２２）をオフに切り替えることによって、センサ回路（１２３）にセンサ電極（１１１）の静電容量を計測させ、センサ回路（１２３）をオフに切り替え、かつ、ノイズ検知回路（１２２）をオンに切り替えることによって、ノイズ検知回路（１２２）にノイズを計測させる。

Description

静電容量センサおよびグリップセンサ
　本発明は、静電容量を計測する静電容量センサおよびグリップセンサに関する。
　従来、静電容量を計測することによって、例えば車両のシートにおける人体の着座を判定する静電容量センサが提案されている。この静電容量センサは、外乱ノイズが発生した場合、着座検知と同等以上の強度を示す信号を出力してしまう、つまり、誤検知してしまうことがある。そこで、特許文献１の静電容量センサは、誤検知を低減するために、サブキャリア信号を変調して送信し、応答信号からサブキャリア信号を復調する。そして、その静電容量センサは、そのサブキャリア信号が正常に復調されたかを判定することで、応答信号に重畳されているノイズを検知する。
米国特許第８９８８０８０号明細書
　本発明は、簡単な構成でノイズを適切に計測することが可能な静電容量センサおよびグリップセンサを提供する。
　本発明の一態様に係る静電容量センサは、センサ回路と、第１インピーダンス素子と、ノイズ検知回路と、制御回路とを備える。前記センサ回路は、前記センサ電極に電気的に接続され、前記センサ電極の静電容量を計測する。前記ノイズ検知回路は、前記センサ電極に前記第１インピーダンス素子を介して電気的に接続され、前記静電容量に対するノイズを計測する。前記制御回路は、前記センサ回路および前記ノイズ検知回路のそれぞれをオンとオフとに切り換え可能であり、前記制御回路は、前記センサ回路をオンに切り替え、かつ、前記ノイズ検知回路をオフに切り替えることによって、前記センサ回路に前記センサ電極の静電容量を計測させ、前記センサ回路をオフに切り替え、かつ、前記ノイズ検知回路をオンに切り替えることによって、前記ノイズ検知回路に前記ノイズを計測させる。
　これにより、センサ回路およびノイズ検知回路の制御によって、静電容量の計測とノイズの計測とが切り替えられ、ノイズの計測では、第１インピーダンス素子に応じた周波数特性にしたがった感度でノイズを計測することができる。ここで、静電容量センサの外乱となるノイズ、すなわち電磁ノイズの周波数帯域には、センサ回路による静電容量の計測のための駆動周波数を含む周波数帯域ｆ１と、駆動周波数の高調波の周波数帯域ｆ１ｘと、静電容量センサの計測系全体に対して外乱となりやすい周波数帯域ｆ２と、その高調波の周波数帯域ｆ２ｙとがある。上述の本発明の一態様に係る静電容量センサでは、その周波数帯域ｆ１、ｆ１ｘ、ｆ２およびｆ２ｙのノイズに対して高い感度の周波数特性が得られる第１インピーダンス素子を用いることによって、簡単な構成でノイズを適切に計測することができる。
　また、前記静電容量センサは、さらに、第１の端子と第２の端子との２端子を有する第２インピーダンス素子を備え、前記センサ電極と前記第１の端子とは電気的に接続され、前記ノイズ検知回路と前記第２の端子とは電気的に接続される。さらに、前記ノイズ検知回路は、前記第２の端子を、接地と開放とに切り替え可能であり、前記制御回路は、前記ノイズ検知回路に前記ノイズを計測させるときには、前記ノイズ検知回路に、前記第２インピーダンス素子の前記端子を開放させることによって、第１周波数特性にしたがった感度で前記ノイズを計測させ、かつ、前記ノイズ検知回路に、前記第２インピーダンス素子の前記端子を接地させることによって、前記第１周波数特性と異なる第２周波数特性にしたがった感度で前記ノイズを計測させてもよい。
　これにより、互いに異なる周波数特性にしたがった感度でノイズが計測されるため、一方の周波数特性にしたがった感度でノイズが計測されなくても、他方の周波数特性にしたがった感度でノイズを計測することができる。その結果、簡単な構成でノイズをより適切に計測することができる。
　また、前記制御回路は、前記センサ回路および前記ノイズ検知回路に対して、前記静電容量の計測と、前記ノイズの計測とを交互に繰り返し実行させてもよい。または、前記制御回路は、前記センサ回路に前記センサ電極の静電容量を計測させ、計測された静電容量が閾値よりも大きいか否かを判定し、大きいと判定された場合にのみ、前記ノイズ検知回路に前記ノイズを計測させてもよい。
　これにより、静電容量の計測と、ノイズの計測とを適切に行うことができる。
　本発明の一態様に係るグリップセンサは、上述の静電容量センサを備え、前記センサ回路によって計測される静電容量によって、前記センサ電極が取り付けられている対象物の把持を検知する。
　これにより、ノイズによって誤検知することなく対象物に対する把持を適切に検知することができる。
　なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路の任意な組み合わせで実現されてもよい。
　本発明の静電容量センサは、簡単な構成でノイズを適切に計測することができる。
図１は、実施の形態１における静電容量センサが配置された車両の車室の一例を示す図である。 図２Ａは、実施の形態１における静電容量センサの外観の一例を示す図である。 図２Ｂは、実施の形態１における静電容量センサの外観の他の例を示す図である。 図３は、実施の形態１における静電容量センサの構成例を示す図である。 図４Ａは、実施の形態１におけるノイズ検知回路およびセンサ回路の構成例を示す図である。 図４Ｂは、実施の形態１における第１インピーダンス素子の構成例を示す図である。 図５は、実施の形態１における静電容量センサが静電容量を計測する状態を示す図である。 図６は、実施の形態１における静電容量センサがノイズを計測する状態を示す図である。 図７Ａは、実施の形態１における静電容量センサの全体的な処理動作の一例を示すフローチャートである。 図７Ｂは、実施の形態１における静電容量センサの全体的な処理動作の他の例を示すフローチャートである。 図８は、実施の形態１における静電容量センサの把持判定処理の詳細を示すフローチャートである。 図９は、実施の形態１における静電容量センサのノイズ判定処理の詳細を示すフローチャートである。 図１０は、実施の形態２における静電容量センサの構成例を示す図である。 図１１Ａは、実施の形態２におけるノイズ検知回路およびセンサ回路の構成例を示す図である。 図１１Ｂは、実施の形態２における第２インピーダンス素子の構成例を示す図である。 図１２は、実施の形態２における静電容量センサが静電容量を計測する状態を示す図である。 図１３は、実施の形態２における静電容量センサがノイズを計測する状態の一例を示す図である。 図１４は、実施の形態２における静電容量センサがノイズを計測する状態の他の例を示す図である。 図１５は、実施の形態２における静電容量センサの把持判定処理の詳細を示すフローチャートである。 図１６は、実施の形態２における静電容量センサのノイズ判定処理の詳細を示すフローチャートである。
　本発明の実施の形態の説明に先立ち、従来の装置における問題点を簡単に説明する。従来の装置の構成では、様々な帯域の周波数に対するノイズを検知するためには、その帯域内の各周波数に対応した変調を行う必要があり、回路構成が複雑になるという問題がある。
　以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
　なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
　また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。
　（実施の形態１）
　図１は、本実施の形態における静電容量センサが配置された車両の車室の一例を示す図である。
　車両１は、ステアリングホイール２００、スピーカ３０１、および液晶ディスプレイ等の表示装置３０２を備えている。スピーカ３０１および表示装置３０２は例えば注意喚起装置として構成される。
　ステアリングホイール２００は、車両１を操舵するためのものである。ステアリングホイール２００は、リング形状を有するリム２１０と、リム２１０の内周面に一体的に形成された略Ｔ字状のスポーク２０２と、スポーク２０２の中央部に配置されたホーンスイッチ（図示せず）を覆うホーンスイッチカバー２０３とを有している。
　静電容量センサ１００は、本実施の形態では、例えば手によるステアリングホイール２００の把持を検出するグリップセンサとして構成され、図１に示すように、車両１のステアリングホイール２００に備えられている。具体的には、静電容量センサ１００は、ステアリングホイール２００のリム２１０に埋設されるセンサ部１１０と、センサ部１１０からの信号に基づいて把持を検出する処理部１２０と、センサ部１１０と処理部１２０を電気的に接続するハーネス１３０とを備えている。処理部１２０は、例えばスポーク２０２に埋設されている。このような静電容量センサ１００は、センサ部１１０の静電容量を計測することによって、ステアリングホイール２００のリム２１０の把持を検知する。
　センサ部１１０では、車両１の運転者がステアリングホイール２００のリム２１０を把持しているか否かに応じて計測される静電容量が変化する。処理部１２０は、そのセンサ部１１０の静電容量、またはその静電容量に応じた値（変化量）を計測し、その値に基づいて、運転者の手によるリム２１０の把持を検知する。そして、注意喚起装置は、車両１が運転されているにもかかわらず、処理部１２０によって把持がされていないと検知された場合には、運転者への注意喚起を実行する。例えば、注意喚起装置のスピーカ３０１は、警告音または音声によって、運転者に注意を喚起する。表示装置３０２は、運転者にステアリングホイール２００をしっかり握るように促す注意喚起のメッセージを表示する。これにより、交通事故を減少させることができる。
　図２Ａは、本実施の形態における静電容量センサ１００の外観の一例を示す図である。
　静電容量センサ１００は、上述のように、センサ部１１０と、処理部１２０と、ハーネス１３０とを備える。センサ部１１０は、図２Ａに示すように、基材１１２と、基材１１２に保持されるセンサ電極１１１とを備える。
　基材１１２は、例えば不織布からなり長尺状に形成されている。なお、本実施の形態では、その基材１１２の長手方向をＸ軸方向と称し、基材１１２に平行な面においてＸ軸方向と垂直な方向をＹ軸方向と称す。また、Ｙ軸方向における、基材１１２の一端側（図２Ａの下端側）を負側と称し、他端側（図２Ａの上端側）を正側と称す。同様に、Ｘ軸方向における、基材１１２の一端側（図２Ａの左端側）を負側と称し、他端側（図２Ａの右端側）を正側と称す。
　センサ電極１１１は、金属線（例えば銅線）であって、ジグザグ形状のパターンが形成されるように、基材１１２に縫い付けられている。また、センサ電極１１１の両端は処理部１２０に電気的に接続されている。
　センサ電極１１１は、基材１１２の長手方向に沿うようにその基材１１２に縫い付けられている。具体的には、センサ電極１１１では、Ｘ軸方向に沿う直線状の複数の線部のそれぞれが互いにＹ軸方向に略等間隔だけ離れるように配列され、その複数の線部のそれぞれは、互いに隣の線部と直列に接続されている。このような複数の線部の配列および接続によってジグザグ形状のパターンが形成されている。
　なお、センサ電極１１１は、基材１１２に縫い付けられているが、熱圧着などによって基材１１２に固定されていてもよい。
　図２Ｂは、本実施の形態における静電容量センサ１００の外観の他の例を示す図である。
　センサ電極１１１のパターンは、図２Ａに示す例に限らず、どのようなパターンであってもよい。例えば、図２Ｂに示すように、センサ電極１１１における、Ｙ軸方向に沿う直線状の複数の線部のそれぞれが、互いにＸ軸方向に略等間隔だけ離れるように配列され、その複数の線部のそれぞれが、互いに隣の線部に直列に接続されていてもよい。さらにセンサ電極１１１は導体や抵抗体による面状の構造でもよい。
　図３は、本実施の形態における静電容量センサ１００の構成例を示す図である。
　静電容量センサ１００は、図３に示すように、電源部１２１と、センサ電極１１１と、インダクタＬ１と、第１インピーダンス素子ｚ１と、コンデンサＣ１と、ノイズ検知回路１２２と、センサ回路１２３と、制御回路１２４とを備える。
　なお、上記各構成要素のうちのセンサ電極１１１を除く、電源部１２１と、インダクタＬ１と、第１インピーダンス素子ｚ１と、コンデンサＣ１と、ノイズ検知回路１２２と、センサ回路１２３と、制御回路１２４とは、処理部１２０に含まれる。
　電源部１２１は、スイッチＳｗを介してセンサ電極１１１の一端に接続されている。そして、電源部１２１はスイッチＳｗがオンのとき、センサ電極１１１に対して直流電力を供給する。これにより、センサ電極１１１は手を温めるヒータとしても機能する。
　インダクタＬ１の一端は、センサ電極１１１の端、すなわちセンサ電極１１１のスイッチＳｗと反対側の端に接続され、インダクタＬ１の他端は、グラウンドに接続されている。
　センサ回路１２３は、センサ電極１１１とインダクタＬ１との接続点ａ１と、コンデンサＣ１を介して接続されるとともに、制御回路１２４に接続されている。このようなセンサ回路１２３は、コンデンサＣ１を介してセンサ電極１１１に電気的に接続され、センサ電極１１１の静電容量を計測する。例えば、センサ回路１２３は、コンデンサＣ１を介して交流電流をセンサ電極１１１に流し、その交流電流の電流値に基づいて静電容量を計測する。なお、この交流電流の周波数は、センサ回路１２３の駆動周波数ともいう。
　なお、以下の説明において、静電容量を計測するとは、静電容量そのものを計測する場合と、静電容量の変化量を計測する場合の両方を含むと定義する。
　ノイズ検知回路１２２は、第１インピーダンス素子ｚ１を介して上述の接続点ａ１に接続されるとともに、制御回路１２４に接続されている。このようなノイズ検知回路１２２は、センサ電極１１１に第１インピーダンス素子ｚ１を介して電気的に接続され、上述の静電容量に対するノイズを計測する。
　制御回路１２４は、ノイズ検知回路１２２およびセンサ回路１２３のそれぞれをオンとオフとに切り替えるとともに、スイッチＳｗをオンとオフとに切り替える。なお、制御回路１２４は、電源部１２１から供給される電力によって動作する。
　具体的には、制御回路１２４は、スイッチＳｗをオンにすることによって、電源部１２１からセンサ電極１１１およびインダクタＬ１に直流電流を流す。センサ電極１１１は、この直流電流によって加熱し、ステアリングホイール２００のリム２１０を温める。
　制御回路１２４は、スイッチＳｗをオフにすることによって、センサ電極１１１の加熱を停止させ、センサ電極１１１の静電容量の計測とノイズの計測とを、センサ回路１２３およびノイズ検知回路１２２に実行させる。なお、センサ電極１１１の静電容量の計測とノイズの計測は、スイッチＳｗがオフのときのみに限定されるものではなく、オンのときでもよいし、オンおよびオフのときであってもよい。ただし、スイッチＳｗがオンからオフに、またはオフからオンに切り替わったときは、直流電流の変動が発生するため、センサ電極１１１の静電容量の計測とノイズの計測を行わないようにすることが望ましい。
　ここで、例えば、制御回路１２４は、センサ回路１２３およびノイズ検知回路１２２に対して、静電容量の計測と、ノイズの計測とを交互に繰り返し実行させる。または、制御回路１２４は、センサ回路１２３にセンサ電極１１１の静電容量を計測させ、計測された静電容量が閾値よりも大きいか否かを判定する。そして、制御回路１２４は、計測された静電容量が閾値よりも大きいと判定された場合にのみ、ノイズ検知回路１２２にノイズを計測させる。
　さらに、制御回路１２４は、車両１に搭載されている車両側制御回路３０３と通信する。具体的には、制御回路１２４は、センサ回路１２３によって計測された静電容量が閾値よりも大きいときには、運転者によるステアリングホイール２００のリム２１０の把持を検知する。そして、制御回路１２４は、リム２１０が把持されたことを示す把持検知信号を車両側制御回路３０３に出力する。また、制御回路１２４は、ノイズ検知回路１２２によって計測されたノイズが閾値よりも大きいときには、閾値を超えるノイズの発生を検知する。つまり、そのときには、制御回路１２４は、センサ回路１２３によって計測される静電容量に多くのノイズが含まれ、その静電容量が信用できないと判断する。そして、制御回路１２４は、閾値を超えるノイズの発生を検知すると、ノイズ検知信号を車両側制御回路３０３に出力する。
　車両側制御回路３０３は、例えばＥＣＵ（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｕｎｉｔ）であって、制御回路１２４から送信される把持検知信号およびノイズ検知信号のうちの少なくとも１つの信号を受信する。そして、車両側制御回路３０３は、その受信した信号に基づいてスピーカ３０１および表示装置３０２を制御する。つまり、車両側制御回路３０３は、車両１が運転されているにもかかわらず、把持検知信号を受信していない場合には、上述の注意喚起装置に運転者への注意喚起を実行させる。また、車両側制御回路３０３は、把持検知信号を受信しても、ノイズ検知信号も受信している場合には、ノイズに起因して把持検知信号が制御回路１２４から送信されている可能性があると判断し、例えばその把持検知信号を無効にする。したがって、このような場合には、車両側制御回路３０３は、上述の注意喚起装置に運転者への注意喚起を実行させない。
　図４Ａは、本実施の形態におけるノイズ検知回路１２２およびセンサ回路１２３の構成例を示す図である。
　センサ回路１２３は、スイッチＳｗ１と、そのスイッチＳｗ１を介してコンデンサＣ１に接続される静電容量検知回路１３１とを備える。静電容量検知回路１３１は、センサ回路１２３における主要な回路であって、センサ電極１１１の静電容量を計測する。つまり、スイッチＳｗ１のオンとオフとの切り替えによって、センサ回路１２３による静電容量の計測が許可されたり、不許可にされたりする。以下、センサ回路１２３による静電容量の計測が許可される状態をセンサ回路１２３がオン、センサ回路１２３による静電容量の計測が不許可にされる状態をセンサ回路１２３がオフという。
　ノイズ検知回路１２２は、スイッチＳｗ２と、そのスイッチＳｗ２を介して第１インピーダンス素子ｚ１に接続されるＡＤＣ１３２とを備える。ＡＤＣ１３２は、アナログ－デジタル変換器である。このＡＤＣ１３２は、ノイズ検知回路１２２における主要な回路であって、センサ電極１１１に対するノイズを計測する。つまり、スイッチＳｗ２のオンとオフとの切り替えによって、ノイズ検知回路１２２によるノイズの計測が許可されたり、不許可にされたりする。以下、ノイズ検知回路１２２によるノイズの計測が許可される状態をノイズ検知回路１２２がオン、ノイズ検知回路１２２によるノイズの計測が不許可にされる状態をノイズ検知回路１２２がオフという。
　スイッチＳｗ１およびＳｗ２は、制御回路１２４によってオンとオフとに切り替えられる。
　図４Ｂは、本実施の形態における第１インピーダンス素子ｚ１の構成例を示す図である。
　第１インピーダンス素子ｚ１は、抵抗器Ｒ１～Ｒ３と、コンデンサＣ１１とを備える。
　抵抗器Ｒ１とコンデンサＣ１１とは直列に接続される。抵抗器Ｒ１のコンデンサＣ１１と反対側の端子には、センサ電極１１１が接続され、コンデンサＣ１１の抵抗器Ｒ１と反対側の端子には、スイッチＳｗ２が接続される。
　抵抗器Ｒ２と抵抗器Ｒ３とは、電源とグラウンドとの間に直列に接続される。また、抵抗器Ｒ２と抵抗器Ｒ３との接続点は、コンデンサＣ１１の抵抗器Ｒ１と反対側の端子に接続されている。このような抵抗器Ｒ２およびＲ３は、ノイズ検知回路１２２のＡＤＣ１３２の入力に対してバイアス電圧をかける。
　本実施の形態における第１インピーダンス素子ｚ１は、ＡＤＣ１３２の入力インピーダンスを設定するための素子である。具体的には、第１インピーダンス素子ｚ１は、ノイズ検知周波数帯が周波数帯域ｆ１およびｆ１ｘに含まれるような素子である。ここで、周波数帯域ｆ１は、センサ回路１２３による静電容量の計測のための駆動周波数を含む周波数帯域である。また、周波数帯域ｆ１ｘは、その駆動周波数の高調波の周波数帯域である。または、第１インピーダンス素子ｚ１は、例えば、ノイズ検知周波数帯が周波数帯域ｆ２およびｆ２ｙに含まれるような素子である。ここで、周波数帯域ｆ２は、静電容量センサ１００の計測系全体に対して外乱となりやすい周波数帯域であり、周波数帯域ｆ２ｙは、その高調波の周波数帯域である。また、本実施の形態における第１インピーダンス素子ｚ１は、周波数帯域ｆ１、ｆ１ｘ、ｆ２およびｆ２ｙのノイズに対して高い感度の周波数特性が得られるインピーダンス素子を用いてもよい。
　図５は、本実施の形態における静電容量センサ１００が静電容量を計測する状態を示す図である。
　制御回路１２４は、静電容量を計測するときには、図５に示すように、センサ回路１２３のスイッチＳｗ１をオンにして、ノイズ検知回路１２２のスイッチＳｗ２をオフにする。つまり、制御回路１２４は、センサ回路１２３をオンに切り替え、かつ、ノイズ検知回路１２２をオフに切り替えることによって、センサ回路１２３にセンサ電極１１１の静電容量を計測させる。
　図６は、本実施の形態における静電容量センサ１００がノイズを計測する状態を示す図である。
　制御回路１２４は、ノイズを計測するときには、図６に示すように、センサ回路１２３のスイッチＳｗ１をオフにして、ノイズ検知回路１２２のスイッチＳｗ２をオンにする。つまり、制御回路１２４は、センサ回路１２３をオフに切り替え、かつ、ノイズ検知回路１２２をオンに切り替えることによって、ノイズ検知回路１２２にノイズを計測させる。
　このときには、第１インピーダンス素子ｚ１に応じた周波数特性にしたがった感度でノイズを計測することができる。つまり、周波数帯域ｆ１、ｆ１ｘ、ｆ２およびｆ２ｙのノイズを適切に計測することができる。
　図７Ａは、本実施の形態における静電容量センサ１００の全体的な処理動作の一例を示すフローチャートである。
　まず、静電容量センサ１００は、静電容量を計測することによって、運転者がステアリングホイール２００のリム２１０を把持しているか否かを判定する把持判定処理を行う（ステップＳ１１０）。
　次に、静電容量センサ１００は、ノイズを計測することによって、閾値を超えるノイズが発生しているか否かを判定するノイズ判定処理を行う（ステップＳ１２０）。
　次に、静電容量センサ１００は、処理動作の終了条件が満たされたか否かを判定する（ステップＳ１３０）。例えば、終了条件は、予め定められた時間が経過したこと、または、処理動作の終了を示す信号を受け付けたことである。ここで、終了条件が満たされていないと判定すると（ステップＳ１３０のＮｏ）、静電容量センサ１００は、ステップＳ１１０からの処理を繰り返し実行する。一方、終了条件が満たされていると判定すると（ステップＳ１３０のＹｅｓ）、静電容量センサ１００は、処理動作を終了する。
　このように、図７Ａの処理動作を終了すると、把持判定結果とノイズ判定結果が得られる。車両側制御回路３０３は、これらの結果を把持検知信号、およびノイズ検知信号として静電容量センサ１００の制御回路１２４から受信する。
　ここで、ステップＳ１１０～Ｓ１３０までの処理は、予め定められた期間に行われてもよい。つまり、静電容量センサ１００は、ステップＳ１１０～Ｓ１３０までの処理を周期的に繰り返してもよい。
　図７Ｂは、本実施の形態における静電容量センサ１００の全体的な処理動作の他の例を示すフローチャートである。
　まず、静電容量センサ１００は、静電容量を計測することによって、運転者がステアリングホイール２００のリム２１０を把持しているか否かを判定する把持判定処理を行う（ステップＳ１１０）。
　次に、静電容量センサ１００は、その把持判定処理において、運転者がリム２１０を把持していると判定されたか否か、すなわち把持が検知されたか否かを判別する（ステップＳ１４０）。ここで、静電容量センサ１００は、把持が検知されたと判別すると（ステップＳ１４０のＹｅｓ）、ノイズを計測することによって、閾値を超えるノイズが発生しているか否かを判定するノイズ判定処理を行う（ステップＳ１２０）。
　一方、把持が検知されていないと判別すると（ステップＳ１４０のＮｏ）、または、ステップＳ１２０のノイズ判定処理が終了すると、静電容量センサ１００は、処理動作の終了条件が満たされたか否かを判定する（ステップＳ１３０）。ここで、終了条件が満たされていないと判定すると（ステップＳ１３０のＮｏ）、静電容量センサ１００は、ステップＳ１１０からの処理を繰り返し実行する。一方、終了条件が満たされていると判定すると（ステップＳ１３０のＹｅｓ）、静電容量センサ１００は、処理動作を終了する。
　このように、図７Ｂの処理動作を終了すると、把持判定結果とノイズ判定結果が得られる。車両側制御回路３０３は、これらの結果を把持検知信号、およびノイズ検知信号として静電容量センサ１００の制御回路１２４から受信する。
　図８は、本実施の形態における静電容量センサ１００の把持判定処理の詳細を示すフローチャートである。
　制御回路１２４は、スイッチＳｗ１をオンにして、スイッチＳｗ２をオフにすることによって、センサ回路１２３の静電容量検知回路１３１に、静電容量を計測させる（ステップＳ１１１）。
　制御回路１２４は、その計測された静電容量が閾値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１１２）。ここで、制御回路１２４は、静電容量が閾値よりも大きいと判定すると（ステップＳ１１２のＹｅｓ）、運転者によるステアリングホイール２００のリム２１０の把持、または閾値を超えるノイズが静電容量センサ１００に印加されていることを検知する。したがって、図８のフローチャートのみでは把持検知がノイズに起因するものであるか否かを判断することができない。一方、制御回路１２４は、静電容量が閾値以下と判定すると（ステップＳ１１２のＮｏ）、その把持判定処理を終了する。
　図９は、本実施の形態における静電容量センサ１００のノイズ判定処理の詳細を示すフローチャートである。
　制御回路１２４は、スイッチＳｗ１をオフにして、スイッチＳｗ２をオンにすることによって、ノイズ検知回路１２２のＡＤＣ１３２に、ノイズを計測させる（ステップＳ１２１）。
　制御回路１２４は、その計測されたノイズが閾値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１２２）。ここで、制御回路１２４は、ノイズが閾値よりも大きいと判定すると（ステップＳ１１２のＹｅｓ）、閾値を超えるノイズを検知、すなわち、大きなノイズの発生を検知する。その結果、制御回路１２４は、上述のノイズ検知信号を車両側制御回路３０３に出力する。一方、制御回路１２４は、ノイズが閾値以下と判定すると（ステップＳ１２２のＮｏ）、そのノイズ判定処理を終了する。
　（実施の形態１のまとめ）
　以上のように、本実施の形態における静電容量センサ１００は、センサ電極１１１と、センサ電極１１１に電気的に接続され、センサ電極１１１の静電容量を計測するセンサ回路１２３と、第１インピーダンス素子ｚ１と、センサ電極１１１に第１インピーダンス素子ｚ１を介して電気的に接続され、静電容量に対するノイズを計測するノイズ検知回路１２２と、センサ回路１２３およびノイズ検知回路１２２のそれぞれをオンとオフとに切り換える制御回路１２４とを備える。そして、制御回路１２４は、センサ回路１２３をオンに切り替え、かつ、ノイズ検知回路１２２をオフに切り替えることによって、センサ回路１２３にセンサ電極１１１の静電容量を計測させ、センサ回路１２３をオフに切り替え、かつ、ノイズ検知回路１２２をオンに切り替えることによって、ノイズ検知回路１２２にノイズを計測させる。
　これにより、センサ回路１２３およびノイズ検知回路１２２の制御によって、静電容量の計測とノイズの計測とが切り替えられ、ノイズの計測では、第１インピーダンス素子ｚ１に応じた周波数特性にしたがった感度でノイズを計測することができる。ここで、静電容量センサ１００の外乱となるノイズ、すなわち電磁ノイズの周波数帯域には、センサ回路１２３による静電容量の計測のための駆動周波数を含む周波数帯域ｆ１と、駆動周波数の高調波の周波数帯域ｆ１ｘと、静電容量センサ１００の計測系全体に対して外乱となりやすい周波数帯域ｆ２と、その高調波の周波数帯域ｆ２ｙとがある。上述の本実施の形態における静電容量センサ１００では、その周波数帯域ｆ１、ｆ１ｘ、ｆ２およびｆ２ｙのノイズに対して高い感度の周波数特性が得られる第１インピーダンス素子ｚ１を用いることによって、簡単な構成でノイズを適切に計測することができる。
　（実施の形態２）
　上記実施の形態では、第１インピーダンス素子ｚ１に応じた１つの周波数特性にしたがった感度でノイズを計測するが、本実施の形態では、互いに異なる２つの周波数特性にしたがった感度でノイズを計測する。
　図１０は、本実施の形態における静電容量センサ１００ａの構成例を示す図である。
　本実施の形態における静電容量センサ１００ａは、図１０に示すように、電源部１２１と、センサ電極１１１と、インダクタＬ１と、第１インピーダンス素子ｚ１と、第２インピーダンス素子ｚ２と、コンデンサＣ１と、ノイズ検知回路１２２ａと、センサ回路１２３ａと、制御回路１２４とを備える。つまり、本実施の形態における静電容量センサ１００ａは、実施の形態１の静電容量センサ１００におけるノイズ検知回路１２２およびセンサ回路１２３の代わりに、ノイズ検知回路１２２ａおよびセンサ回路１２３ａを備える。さらに、本実施の形態における静電容量センサ１００ａは、実施の形態１の静電容量センサ１００には含まれていない第２インピーダンス素子ｚ２を備えている。
　また、本実施の形態におけるノイズ検知回路１２２は、センサ電極１１１とインダクタＬ１との接続点ａ１に対して、第１インピーダンス素子ｚ１を介して接続されるとともに、第２インピーダンス素子ｚ２を介しても接続されている。
　図１１Ａは、本実施の形態におけるノイズ検知回路１２２ａおよびセンサ回路１２３ａの構成例を示す図である。
　センサ回路１２３ａは、実施の形態１のセンサ回路１２３と同様、スイッチＳｗ１と、そのスイッチＳｗ１を介してコンデンサＣ１に接続される静電容量検知回路１３１とを備える。
　ノイズ検知回路１２２ａは、実施の形態１のノイズ検知回路１２２と同様、スイッチＳｗ２と、そのスイッチＳｗ２を介して第１インピーダンス素子ｚ１に接続されるＡＤＣ１３２とを備える。ここで、本実施の形態におけるノイズ検知回路１２２ａは、さらに、スイッチＳｗ２２を備える。スイッチＳｗ２２は、第２インピーダンス素子ｚ２とグラウンドとの間に接続され、オンおよびオフによって、第２インピーダンス素子ｚ２の端子を接地と開放とに切り替える。
　図１１Ｂは、本実施の形態における第２インピーダンス素子ｚ２の構成例を示す図である。
　第２インピーダンス素子ｚ２は、抵抗器Ｒ４と、その抵抗器Ｒ１に直列に接続されるコンデンサＣ１２とを備える。抵抗器Ｒ４のコンデンサＣ１２と反対側の端子には、センサ電極１１１が接続され、コンデンサＣ１２の抵抗器Ｒ４と反対側の端子には、スイッチＳｗ２２が接続される。
　このような本実施の形態における第２インピーダンス素子ｚ２は、計測されるノイズの感度の周波数特性を可変にするための素子である。
　図１２は、本実施の形態における静電容量センサ１００ａが静電容量を計測する状態を示す図である。
　制御回路１２４は、静電容量を計測するときには、図１２に示すように、センサ回路１２３ａのスイッチＳｗ１をオンにする。さらに、制御回路１２４は、ノイズ検知回路１２２ａのスイッチＳｗ２をオフにするとともにスイッチＳｗ２２をオフにする。つまり、制御回路１２４は、センサ回路１２３ａをオンに切り替え、かつ、ノイズ検知回路１２２ａをオフに切り替えることによって、センサ回路１２３ａにセンサ電極１１１の静電容量を計測させる。なお、ここではスイッチＳｗ２２をオフにしてセンサ電極１１１の静電容量を計測しているが、スイッチＳｗ２２をオンにした状態でセンサ電極１１１の静電容量を計測してもよい。
　図１３は、本実施の形態における静電容量センサ１００ａがノイズを計測する状態の一例を示す図である。
　制御回路１２４は、ノイズを計測するときには、図１３に示すように、センサ回路１２３ａのスイッチＳｗ１をオフにする。さらに、制御回路１２４は、ノイズ検知回路１２２ａのスイッチＳｗ２をオンにするとともにスイッチＳｗ２２をオフにする。
　つまり、制御回路１２４は、センサ回路１２３ａをオフに切り替え、かつ、ノイズ検知回路１２２ａをオンに切り替えることによって、ノイズ検知回路１２２ａにノイズを計測させる。さらに、制御回路１２４は、ノイズ検知回路１２２ａにノイズを計測させるときには、ノイズ検知回路１２２ａに、第２インピーダンス素子ｚ２の端子を開放させることによって、第１周波数特性にしたがった感度でノイズを計測させる。このときには、実施の形態１と同様に、周波数帯域ｆ１、ｆ１ｘ、ｆ２およびｆ２ｙのノイズを適切に計測することができる。
　図１４は、本実施の形態における静電容量センサ１００ａがノイズを計測する状態の他の例を示す図である。
　制御回路１２４は、ノイズを計測するときには、図１４に示すように、センサ回路１２３ａのスイッチＳｗ１をオフにする。さらに、制御回路１２４は、ノイズ検知回路１２２ａのスイッチＳｗ２およびスイッチＳｗ２２をオンにする。
　つまり、制御回路１２４は、センサ回路１２３ａをオフに切り替え、かつ、ノイズ検知回路１２２ａをオンに切り替えることによって、ノイズ検知回路１２２ａにノイズを計測させる。さらに、制御回路１２４は、ノイズ検知回路１２２ａにノイズを計測させるときには、ノイズ検知回路１２２ａに、第２インピーダンス素子ｚ２の端子を接地させることによって、第１周波数特性と異なる第２周波数特性にしたがった感度でノイズを計測させる。このときには、周波数帯域ｆ１、ｆ１ｘ、ｆ２およびｆ２ｙとは異なる他の周波数帯域のノイズを適切に計測することができる。
　このように、本実施の形態では、感度の高い周波数帯域をずらしてノイズを計測することができる。
　本実施の形態における静電容量センサ１００ａは、実施の形態１の静電容量センサ１００と同様の全体的な処理動作、つまり、図７Ａまたは図７Ｂのフローチャートによって示される処理動作を行う。しかし、本実施の形態における静電容量センサ１００ａによって行われる把持判定処理（ステップＳ１１０）およびノイズ判定処理（ステップＳ１２０）における具体的な処理は、実施の形態１とは異なる。
　図１５は、本実施の形態における静電容量センサ１００ａの把持判定処理（ステップＳ１１０）の詳細を示すフローチャートである。
　制御回路１２４は、センサ回路１２３ａおよびノイズ検知回路１２２ａのそれぞれのスイッチＳｗ１、Ｓｗ２およびＳｗ２２を図１２に示すように設定することによって、センサ回路１２３ａの静電容量検知回路１３１に、静電容量を計測させる（ステップＳ１１１ａ）。
　制御回路１２４は、その計測された静電容量が閾値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１１２）。ここで、制御回路１２４は、静電容量が閾値よりも大きいと判定すると（ステップＳ１１２のＹｅｓ）、運転者によるステアリングホイール２００のリム２１０の把持、または閾値を超えるノイズが静電容量センサ１００に印加されていることを検知する。したがって、図１５のフローチャートのみでは把持検知がノイズに起因するものであるか否かを判断することができない。一方、制御回路１２４は、静電容量が閾値以下と判定すると（ステップＳ１１２のＮｏ）、その把持判定処理を終了する。
　図１６は、本実施の形態における静電容量センサ１００ａのノイズ判定処理（ステップＳ１２０）の詳細を示すフローチャートである。
　制御回路１２４は、センサ回路１２３ａおよびノイズ検知回路１２２ａのそれぞれのスイッチＳｗ１、Ｓｗ２およびＳｗ２２を図１３に示すように設定することによって、ノイズ検知回路１２２ａのＡＤＣ１３２に、ノイズＮ１を計測させる（ステップＳ１２１ａ）。
　次に、制御回路１２４は、センサ回路１２３ａおよびノイズ検知回路１２２ａのそれぞれのスイッチＳｗ１、Ｓｗ２およびＳｗ２２を図１４に示すように設定することによって、ノイズ検知回路１２２ａのＡＤＣ１３２に、ノイズＮ２を計測させる（ステップＳ１２１ｂ）。
　ノイズＮ１およびノイズＮ２は、互に異なる周波数特性にしたがった感度で計測された電磁ノイズである。
　次に、制御回路１２４は、その計測されたノイズＮ１およびＮ２のうちの少なくとも一方が閾値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１２２ａ）。ここで、制御回路１２４は、その少なくとも一方のノイズが閾値よりも大きいと判定すると（ステップＳ１２２ａのＹｅｓ）、閾値を超えるノイズを検知、すなわち、大きなノイズの発生を検知する。その結果、制御回路１２４は、上述のノイズ検知信号を車両側制御回路３０３に出力する。一方、制御回路１２４は、ノイズＮ１およびＮ２のそれぞれが閾値以下と判定すると（ステップＳ１２２ａのＮｏ）、そのノイズ判定処理を終了する。
　（実施の形態２のまとめ）
　このように、本実施の形態では、静電容量センサ１００ａは、さらに、第２インピーダンス素子ｚ２を備える。ノイズ検知回路１２２ａは、センサ電極１１１に第２インピーダンス素子ｚ２を介して電気的に接続され、第２インピーダンス素子ｚ２のセンサ電極１１１と反対側の端子を、接地と開放とに切り替える。制御回路１２４は、ノイズ検知回路１２２ａにノイズを計測させるときには、ノイズ検知回路１２２ａに、第２インピーダンス素子ｚ２の端子を開放させることによって、第１周波数特性にしたがった感度でノイズを計測させる。さらに、制御回路１２４は、ノイズ検知回路１２２ａに、第２インピーダンス素子ｚ２の端子を接地させることによって、第１周波数特性と異なる第２周波数特性にしたがった感度でノイズを計測させる。
　これにより、互いに異なる周波数特性にしたがった感度でノイズが計測されるため、一方の周波数特性にしたがった感度でノイズが計測されなくても、他方の周波数特性にしたがった感度でノイズを計測することができる。その結果、簡単な構成でノイズをより適切に計測することができる。
　（その他の実施の形態）
　以上、一つまたは複数の態様に係る静電容量センサについて、各実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を各実施の形態に施したものも、本発明の範囲内に含まれてもよい。
　例えば、上記各実施の形態では、静電容量センサ１００または１００ａは、グリップセンサとして構成されている。言い換えれば、上記各実施の形態におけるグリップセンサは、静電容量センサ１００または１００ａを備え、センサ回路１２３または１２３ａによって計測される静電容量によって、センサ電極１１１が取り付けられている対象物の把持を検知する。しかし、本発明における静電容量センサは、グリップセンサだけでなく、座席の着座を検知する着座センサなどの他の用途のセンサとして構成さていてもよい。
　また、上記各実施の形態では、静電容量センサ１００または１００ａは、電源部１２１およびスイッチＳｗを備え、ステアリングホイール２００のリム２１０を温めるヒータとしての機能を有しているが、これらを備えていなくてもよい。静電容量センサ１００または１００ａは、電源部１２１およびスイッチＳｗを備えていなくても、上記各実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。なお、この場合には、静電容量センサ１００または１００ａは、インダクタＬ１を備えていなくてもよい。また、センサ電極１１１のスイッチＳｗ側は開放となる。
　また、実施の形態２では、静電容量センサ１００ａは、１つの第２インピーダンス素子ｚ２を備えているが、複数の第２インピーダンス素子ｚ２と、それらの第２インピーダンス素子ｚ２を接地させるための複数のスイッチＳｗ２２を備えていてもよい。例えば、静電容量センサ１００ａは、ｎ（ｎは２以上の整数）個の第２インピーダンス素子ｚ２を備えている場合には、互に異なる第１周波数特性～第（ｎ＋１）周波数特性のそれぞれにしたがった感度でノイズを計測することができる。これにより、どのような周波数帯域のノイズでも適切に計測することができる。また、実施の形態２では、第２インピーダンス素子ｚ２のインピーダンスは固定されているが、可変であってもよい。この場合、制御回路１２４は、その第２インピーダンス素子ｚ２のインピーダンスを変化させることによって、ノイズの感度の周波数特性を連続的に変化させることができる。
　また、上記各実施の形態では、静電容量を計測したが、この静電容量は、絶対的な値であっても、基準値からの相対的な値であってもよい。また、この静電容量は、静電容量を示す電流値または電圧値であってもよい。
　本発明の静電容量センサは、簡単な構成でノイズを適切に検知することができるという効果を有し、例えば、車両のステアリングホイールの把持を検知するグリップセンサなどに適用可能であり、さらに、座席の着座を検知する着座センサなどにも適用することができる。
１　　車両
１００，１００ａ　　静電容量センサ
１１０　　センサ部
１１１　　センサ電極
１１２　　基材
１２０　　処理部
１２１　　電源部
１２２，１２２ａ　　ノイズ検知回路
１２３，１２３ａ　　センサ回路
１２４　　制御回路
１３０　　ハーネス
１３１　　静電容量検知回路
１３２　　ＡＤＣ
２００　　ステアリングホイール
２０２　　スポーク
２０３　　ホーンスイッチカバー
２１０　　リム
３０１　　スピーカ
３０２　　表示装置
３０３　　車両側制御回路
ａ１　　接続点
Ｃ１，Ｃ１１，Ｃ１２　　コンデンサ
Ｌ１　　インダクタ
Ｒ１～Ｒ４　　抵抗器
Ｓｗ，Ｓｗ１，Ｓｗ１１，Ｓｗ２，Ｓｗ２２　　スイッチ
ｚ１　　第１インピーダンス素子
ｚ２　　第２インピーダンス素子

Claims (5)

  1. センサ電極と、
    センサ回路と、
    第１インピーダンス素子と、
    ノイズ検知回路と、
    制御回路とを備え、
    前記センサ回路は、前記センサ電極に電気的に接続され、前記センサ電極の静電容量を計測し、
    前記ノイズ検知回路は、前記センサ電極に前記第１インピーダンス素子を介して電気的に接続され、前記静電容量に対するノイズを計測し、
    前記制御回路は、前記センサ回路および前記ノイズ検知回路のそれぞれをオンとオフとに切り換え可能であり、
    前記センサ回路をオンに切り替え、かつ、前記ノイズ検知回路をオフに切り替えることによって、前記センサ回路に前記センサ電極の静電容量を計測させ、
    前記センサ回路をオフに切り替え、かつ、前記ノイズ検知回路をオンに切り替えることによって、前記ノイズ検知回路に前記ノイズを計測させる
    静電容量センサ。
  2. 前記静電容量センサは、
    さらに、第１の端子と第２の端子との二端子を有する第２インピーダンス素子を備え、
    前記センサ電極と前記第１の端子と、は電気的に接続され、
    前記ノイズ検知回路と前記第２の端子と、は電気的に接続され、
    さらに、前記ノイズ検知回路は、前記第２の端子を、接地と開放とに切り替え可能であり、
    　前記制御回路は、
    　前記ノイズ検知回路に前記ノイズを計測させるときには、
    　前記ノイズ検知回路に、前記第２インピーダンス素子の前記端子を開放させることによって、第１周波数特性にしたがった感度で前記ノイズを計測させ、かつ、
    　前記ノイズ検知回路に、前記第２インピーダンス素子の前記端子を接地させることによって、前記第１周波数特性と異なる第２周波数特性にしたがった感度で前記ノイズを計測させる
    　請求項１に記載の静電容量センサ。
  3. 　前記制御回路は、
    　前記センサ回路および前記ノイズ検知回路に対して、前記静電容量の計測と、前記ノイズの計測とを交互に繰り返し実行させる
    　請求項１または２に記載の静電容量センサ。
  4. 　前記制御回路は、
    　前記センサ回路に前記センサ電極の静電容量を計測させ、計測された静電容量が閾値よりも大きいか否かを判定し、大きいと判定された場合にのみ、前記ノイズ検知回路に前記ノイズを計測させる
    　請求項１または２に記載の静電容量センサ。
  5. 　請求項１～４の何れか１項に記載の静電容量センサを備え、
    　前記センサ回路によって計測される静電容量によって、前記センサ電極が取り付けられている対象物の把持を検知する
    　グリップセンサ。
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