JP4816487B2 - 静電容量検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、静電容量検出装置に関する。

静電容量検出装置は、例えば自動車に組み込まれ、自動車用ドアの施解錠のトリガ検出用に用いられる。運転者がドアのアウトサイドハンドルに触れると、アウトサイドハンドル内に組み込まれた静電容量検出装置が、人の手による静電容量の変化を検出し、その検出結果に基づいて、ドアの施解錠を行う。

静電容量検出装置の別の用途として、自動車事故時のむち打ちを防止するためにヘッドレストの位置を制御する制御系にも適用可能である。この場合、車両に取り付けられたレーダ等のセンサが追突の危険を検知したときに、ヘッドレストに組み込まれた静電容量検出装置が乗員の頭部を検知し、頭部に対してヘッドレストの位置を適正位置に近づける。このような制御を行うことにより、追突時の頭部の衝撃を軽減できる。

静電容量検出装置に関連する技術としては、特許文献１に記載されたものがある。
特開２００５−１０６６６５号公報

図６は、従来の静電容量検出装置の一例を示す回路図である。
図７は、図６の動作を説明するためのタイミングチャートである。

図６の静電容量検出装置では、スイッチＳ１を閉状態にしてから開状態に戻す第１のスイッチ操作を行った後に、スイッチＳ２を閉状態にしてから開状態に戻す第２のスイッチ操作及びスイッチＳ３を閉状態にしてから開状態に戻す第３のスイッチ操作を繰り返す。

第１のスイッチ操作で基準容量Ｃｓが放電し、第２のスイッチ操作で基準容量Ｃｓと被測定容量Ｃｘとが、電源電位Ｖ１とグランドとの間に直列に接続される。第３のスイッチ操作により、被測定容量Ｃｘが放電する。ダイオードＤ１は、測定対象物体と対向して被測定容量Ｃｘを形成するセンサ電極の電位ＶＥ１が、電源電位Ｖ１を超えることを防止する。ダイオードＤ２は、センサ電極の電位ＶＥ１が、電位Ｖ２以下になることを防止する。

コンパレータＣＭＰは、一方の入力端子の電圧Ｖｉｎ−と、他方の入力端子の入力電位Ｖｉｎ＋である参照電位Ｖ４との比較を行う。制御回路は、コンパレータＣＭＰの出力信号Ｖｏｕｔのレベルが“Ｈ”から“Ｌ”に反転するまでに、第２のスイッチ操作が行われた回数をカウントし、カウントされた回数に基づき被測定容量Ｃｘの静電容量の変化を判定する。

図６の静電容量検出装置において、スイッチＳ３が閉じてから再び開状態になったとき、本来であれば電位Ｖ２であるセンサ電極の電位ＶＥ１が外乱Ｖｄのために低下すると、ダイオードＤ２を介して電位Ｖ２からセンサ電極に電荷が移動し、被測定容量Ｃｘの電荷量が変化する。これにより、スイッチＳ２を閉じたときの基準容量Ｃｓから被測定容量Ｃｘへの電荷の移動量が変化し、測定値が不正確になる。

本発明は、外乱があっても正確な測定が可能な静電容量検出装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係る静電容量検出装置は、
被測定対象に対向し、該被測定対象との間の距離に応じた静電容量を示すコンデンサを形成するセンサ電極と、
一方の電極が第１の電源電位に接続されると共に他方の電極が第１のノードに接続された基準容量と、
一端が前記第１の電源電位に接続されると共に他端が第１のノードに接続された第１の開閉スイッチと、
入力端子が前記センサ電極に接続されると共に出力端子が第２のノードに接続されたローパスフィルタと、
一端が前記第１のノードに接続されると共に他端が前記第２のノードに接続された第２の開閉スイッチと、
前記第１の電源電位よりも低い第２の電源電位に一端が接続されると共に他端が前記第２のノードに接続された第３の開閉スイッチと、
前記第２のノードと前記第１の電源電位との間に接続され、該第２のノードの電位が該第１の電源電位よりも高くなったときに導通する第１の整流素子と、
前記第２のノードと前記第２の電源電位との間に接続され、該第２のノードの電位が該第２の電源電位よりも低くなったときに導通する第２の整流素子と、
前記第１のノードが一方の入力端子に接続されると共に、参照電圧が他方の入力端子に接続されたコンパレータと、
前記第１の開閉スイッチ、前記第２の開閉スイッチ及び前記第３の開閉スイッチを制御し、該第１の開閉スイッチを閉状態にしてから開状態にする第１のスイッチ操作を行った後、該第２の開閉スイッチを閉状態にしてから開状態に戻す第２のスイッチ操作と、該第３の開閉スイッチを閉状態にしてから開状態に戻す第３のスイッチ操作を交互に繰り返す処理と、該第２のスイッチ操作の繰り返される回数をカウントし、前記コンパレータの両入力端子の入力電圧のレベルが反転するまでに該第２のスイッチ操作の繰り返された回数に基づき、前記静電容量の変化を検出する処理とを行う制御部と、
を備えることを特徴とする。

なお、前記ローパスフィルタのカットオフ周波数ｆｃ１は、前記第３の開閉スイッチが開状態になってから前記第２の開閉スイッチが閉状態になるまでの時間をＴ１、前記第２の開閉スイッチが閉状態になってから開状態に戻るまでの時間をＴ２としたときに、
１／Ｔ２＜ｆｃ１＜１／（２×Ｔ１）
を満たしてもよい。

又、前記センサ電極に一端が接続され、該センサ電極上の高周波成分を通過させるハイパスフィルタと、
前記第２のノードに入力端子が接続されると共に前記ハイパスフィルタの他端に出力端子が接続されたバッファと、
をさらに備えてもよい。

上記目的を達成するために、本発明の第２の観点に係る静電容量検出装置は、 被測定対象に対向し、該被測定対象との間の距離に応じた静電容量を示すコンデンサを形成するセンサ電極と、
一方の電極が第１の電源電位に接続されると共に他方の電極が第１のノードに接続された基準容量と、
一端が前記第１の電源電位に接続されると共に他端が第１のノードに接続された第１の開閉スイッチと、
一端が前記第１のノードに接続されると共に、他端が前記センサ電極の接続された第２のノードに接続された第２の開閉スイッチと、
前記第１の電源電位よりも低い第２の電源電位に一端が接続されると共に他端が前記第２のノードに接続された第３の開閉スイッチと、
前記第２のノードと前記第１の電源電位との間に接続され、該第２のノードの電位が該第１の電源電位よりも高くなったときに導通する第１の整流素子と、
前記第２のノードと前記第２の電源電位との間に接続され、該第２のノードの電位が該第２の電源電位よりも低くなったときに導通する第２の整流素子と、
前記センサ電極に一端が接続され、該センサ電極上の高周波成分を通過させるハイパスフィルタと、
前記第２のノードに入力端子が接続されると共に前記ハイパスフィルタの他端に出力端子が接続されたバッファと、
前記第１のノードが一方の入力端子に接続されると共に、参照電圧が他方の入力端子に接続されたコンパレータと、
前記第１の開閉スイッチ、前記第２の開閉スイッチ及び前記第３の開閉スイッチを制御し、該第１の開閉スイッチを閉状態にしてから開状態にする第１のスイッチ操作を行った後、該第２の開閉スイッチを閉状態にしてから開状態に戻す第２のスイッチ操作と、該第３の開閉スイッチを閉状態にしてから開状態に戻す第３のスイッチ操作を交互に繰り返す処理と、該第２のスイッチ操作の繰り返される回数をカウントし、前記コンパレータの両入力端子の入力電圧のレベルが反転するまでに該第２のスイッチ操作の繰り返された回数に基づき、前記静電容量の変化を検出する処理とを行う制御部と、
を備えることを特徴とする。

本発明によれば、外乱があっても正確な測定が可能な静電容量検出装置を実現できる。

本発明に係る静電容量検出装置は、例えば自動車の車両用シートに組み込まれる。
図１は、車両用シート１の側面図である。
車両用シート１は、座席シート２と、その座席シート２に傾動可能に支持されたシートバック３と、シートバック３に対して支持されたヘッドレスト装置４とを備えている。

ヘッドレスト装置４は、シートバック３の上端部に設けられたヘッドレストステータ６に支持されたヘッドレスト基部７と、ヘッドレスト基部７に対して車両の前後方向に進退自在とされたヘッドレスト移動部８とを備えている。ヘッドレスト移動部８は、図１中実線で示すように、ヘッドレスト基部７に対いて接近した位置と、図１中一点鎖線で示すように、ヘッドレスト基部７から離間した位置との間を、移動可能とされている。

車両の後方からの衝撃が加わらない通常運転時には、ヘッドレスト移動部８はヘッドレスト基部７に対して近接した位置に配置される。
ヘッドレスト装置４には、ヘッドレスト移動部８を移動させる伸縮機構９と、伸縮機構９を駆動するモータ１０と、モータ１０を制御する電子制御装置（以下、ＥＣＵという）１２とが設けられている。

伸縮機構９は、略Ｘ字形状のアームで構成され、その基端部がヘッドレスト基部７に固定され、先端部がヘッドレスト移動部８に固定されている。伸縮機構９は、モータ１０により駆動されることで、車両前後方向に伸縮して、ヘッドレスト移動部８を移動させる。

ＥＣＵ１２は、図示しない検出装置から後続車両の接近情報等の車両情報を入力し、自車両に後方からの追突の可能性がか否かを判定する。追突の可能性があると判定した場合に、ＥＣＵ１２はモータ１０を駆動してヘッドレスト移動部８を車両の前方に移動させる。

ＥＣＵ１２は、ヘッドレスト移動部８が乗員の頭部に接近したことを検知した場合に、ヘッドレスト移動部８の車両前方への移動を停止させるように、モータ１０を制御する。
ヘッドレスト移動部８が乗員の頭部に接近したことを検知するために、静電容量検出装置が車両に組み込まれる。

［第１の実施形態］
図２は、本発明の第１の実施形態に係る静電容量検出装置２０を示す図である。
この静電容量検出装置２０は、ヘッドレスト移動部８に組み込まれたセンサ電極Ｅ１と、ＥＣＵ１２内に搭載された基準容量２１、第１の開閉スイッチ２２、第２の開閉スイッチ２３、第３の開閉スイッチ２４、ローパスフィルタ（以下、ＬＰＦという）２５、第２の整流素子としてのダイオード２６、第１の整流素子としてのダイオード２７、コンパレータ２８及び制御部２９を備えている。

センサ電極Ｅ１は、自動車の乗員の頭部に対向する。乗員の頭部は、ほぼグランド電位である。センサ電極Ｅ１は、乗員の頭部との間にコンデンサを形成し、センサ電極Ｅ１がそのコンデンサの一方の電極となる。このコンデンサが被測容量Ｃｘとなる。

センサ電極Ｅ１は、ＥＣＵ１２内のＬＰＦ２５と接続されている。ＬＰＦ２５には、周波数が高くなるとインピーダンス成分が大きくなることを利用したフェライトビーズ等を用いることができる。

基準容量２１の一方の電極は、第１の電源電位Ｖ１に接続され、基準容量２１の他方の電極が第１のノードＮ１に接続されている。開閉スイッチ２２の一端も電源電位Ｖ１に接続され、開閉スイッチ２２の他端がノードＮ１に接続されている。ノードＮ１には、開閉スイッチ２３の一端と、コンパレータ２８の反転入力端子（−）とが接続されている。

開閉スイッチ２３の他端は、ＬＰＦ２５の出力端子が接続された第２のノードＮ２に接続されている。ノードＮ２には、さらに、開閉スイッチ２４の一端が接続されている。開閉スイッチ２４の他端が、第２の電源電位Ｖ２に接続されている。電源電位Ｖ２は、例えばグランド電位であってもよい。
この電源電位Ｖ２にダイオード２６のアノードが接続され、ダイオード２６のカソードがＬＰＦ２５の出力端子に接続されている。ダイオード２６は、ＬＰＦ２５の出力端子の電位が電源電位Ｖ２よりも低下することを防止する。

ＬＰＦ２５の出力端子には、さらに、ダイオード２７のアノードが接続され、ダイオード２７のカソードが電源電位Ｖ１に接続されている。ダイオード２７は、ＬＰＦ２５の出力端子の電位が、電源電位Ｖ１よりも高くなることを防止する。

コンパレータ２８の非反転入力端子（＋）には、入力電圧Ｖｉｎ＋として参照電位Ｖ４が入力されている。コンパレータ２８の出力端子が制御部２９に接続されている。なお、電源電位Ｖ１，Ｖ２及び参照電位Ｖ４の関係は、Ｖ１＞Ｖ４＞Ｖ２である。

制御部２９は、開閉スイッチ２２，２３，２４のスイッチングを制御するスイッチ制御手段、開閉スイッチ２３のオン・オフ回数をカウントするカウント手段、コンパレータ２８の出力電圧のレベルが反転したか否かを判定してその判定結果とカウント手段のカウント値とに基づいて乗員の頭部がヘッドレスト移動部８に接近したか否かを検出する検出手段、として機能する。制御部２９は、ＣＰＵで構成することことができる。

次に、この静電容量検出装置２０の基本的動作を説明する。
図３（ａ）〜（ｇ）は、静電容量検出装置２０の動作を説明するためのタイミングチャートである。

静電容量検出装置２０では、制御部２９による制御により、開閉スイッチ２２を開状態から所定期間閉状態にして開状態に戻す第１のスイッチ操作（図３（ａ））を行った後、開閉スイッチ２３を開状態から所定期間閉状態にして再び開状態に戻す第２のスイッチ操作（図３（ｂ））と、開閉スイッチ２４を開状態から所定期間閉状態にして再び開状態に戻す第３のスイッチ操作（図３（ｃ））とを繰り返し行う。

第１のスイッチ操作により、基準容量２１の両電極間が短絡され、コンパレータ２８の反転入力端子（−）の入力電位Ｖｉｎ−が電源電位Ｖ１に上昇する（図３（ｅ））。コンパレータ２８の出力信号Ｖｏｕｔは、低レベルに設定される（図３（ｆ））。

第２のスイッチ操作により、基準容量２１とＬＰＦ２５と被測定容量Ｃｘとが電源電位Ｖ１とグランド電位との間に直列に接続される。基準容量２１とＬＰＦ２５と被測定容量Ｃｘとが電源電位Ｖ１とグランド電位との間に直列に接続されることにより、基準容量２１及び被測定容量Ｃｘが充電される。その結果、センサ電極Ｅ１の電位ＶＥ１が上昇し（図３（ｄ））、コンパレータ２８の反転入力端子（−）の電位Ｖｉｎ−が低下する。

第３のスイッチ操作により、センサ電極Ｅ１が電源電位Ｖ２に接続されるので、被測定容量Ｃｘが放電してセンサ電極Ｅ１の電位が電源電位Ｖ２と同電位となる。

第２のスイッチ操作と第３のスイッチ動作を繰り返すことにより、放電した被測定容量Ｃｘが基準容量２１に接続されて基準容量２１が放電するので、コンパレータ２８の反転入力端子（−）の電位Ｖｉｎ−が、段階的に低下する。コンパレータ２８の反転入力端子（−）の電位Ｖｉｎ−が、参照電位Ｖ４よりも低くなると、コンパレータ２８の出力信号Ｖｏｕｔが、低レベルから高レベルに反転する。

コンパレータ２８の出力信号Ｖｏｕｔが、低レベルから高レベルに反転した後、制御部２９は、同様の第１のスイッチ操作、第２のスイッチ操作及び第３のスイッチ操作の一連の制御を繰り返す。

被測定容量Ｃｘの容量値は、乗員の頭部とセンサ電極Ｅ１との距離で決まる。乗員の頭部とセンサ電極Ｅ１との距離が遠ければ、被測定容量Ｃｘの容量値は小さく、乗員の頭部とセンサ電極Ｅ１との距離が近ければ、被測定容量Ｃｘの容量値は大きい。

被測定容量Ｃｘの容量値が大きいほど、即ち、センサ電極Ｅ１と乗員の頭部との距離が近いほど、第２のスイッチ操作と第３のスイッチ操作を繰り返すごとにコンパレータ２８の反転入力端子（−）の電位Ｖｉｎ−が低下する割合が大きい。そのため、センサ電極Ｅ１と乗員の頭部との距離が小さいと、コンパレータ２８の出力信号Ｖｏｕｔが低レベルから高レベルに反転するまで第２のスイッチ操作の回数が少ない。

制御部２９は、第１のスイッチ操作の後に、コンパレータ２８の出力信号Ｖｏｕｔが低レベルから高レベルに反転するまでの第２のスイッチ操作の回数をカウントする。このカウントにより、被測定容量Ｃｘの容量値の変化を検出することができる。カウント結果が、所定値に以下になったときに、制御部２９は、乗員の頭部に対してヘッドレスト移動部８が十分接近したと判断し、モータ１０を停止する駆動制御を行う。

以上が基本的動作であるが、外乱Ｖｄ（図３（ｇ））のためにセンサ電極Ｅ１の電位ＶＥ１が変動する場合が考えられる。特に、第３のスイッチ操作が終了して開閉スイッチ２４が開状態になってから、第２のスイッチ操作で開閉スイッチ２３が閉状態になるまでの時間Ｔ１に、外乱Ｖｄのためにセンサ電極Ｅ１の電位ＶＥ１が電源電位Ｖ２よりも低くなると、電源電位Ｖ２からセンサ電極Ｅ１に電荷が移動し、被測定容量Ｃｘが充電され、被測定容量Ｃｘの容量値の変化の検出に誤差を生じる。

そこで、ＬＰＦ２５のカットオフ周波数ｆｃ１が、次式（１）を満たすように設定している。
１／Ｔ２＜ｆｃ１＜１／（２×Ｔ１）・・・（１）
Ｔ２：開閉スイッチ２３が閉状態になってから開状態になる間での時間

ＬＰＦ２５のカットオフ周波数ｆｃ１が式（１）を満すように設定すると、センサ電極Ｅ１の電位ＶＥ１が外乱Ｖｄによって変化しても、それがＬＰＦ２５により遮断され、電源電位Ｖ２側から、電荷がダイオード２６を介してセンサ電極Ｅ１に移動することが抑制される。よって、被測定容量Ｃｘの容量値の変化を精度よく検出できる。
なお、時間Ｔ１と時間Ｔ２との差が近いと、外乱Ｖｄの遮断が十分にできなくなるため、時間Ｔ１を時間Ｔ２に対して十分短くすることが望ましい。

［第２の実施形態］
図４は、本発明の第２の実施形態に係る静電容量検出装置３０を示す図であり、図２中の要素と共通する要素には、共通の符号を付している。
静電容量検出装置３０は、図１の車両用シート１に組込まれる装置であり、第１の実施形態の静電容量検出装置２０と同様のセンサ電極Ｅ１、基準容量２１、開閉スイッチ２２，２３，２４、ＬＰＦ２５、ダイオード２６，２７、コンパレータ２８及び制御部２９を備え、これらのセンサ電極Ｅ１、基準容量２１、開閉スイッチ２２，２３，２４、ＬＰＦ２５、ダイオード２６，２７、コンパレータ２８及び制御部２９が、図２と同様に接続されている。

静電容量検出装置３０には、さらに、ハイパスフィルタ（以下、ＨＰＦという）３１を構成するコンデンサ３１ａと、バッファ３２と、抵抗３３と、コンデンサ３４とを備えている。

コンデンサ３１ａの一方の電極は、センサ電極Ｅ１に接続されている。
バッファ３２は演算増幅器で構成され、バッファ３２の非反転入力端子（＋）は、ＬＰＦ２５の出力端子に接続されている。バッファ３２の反転入力端子とバッファ３２の出力端子とが接続されている。このバッファ３２の出力端子に、抵抗３３の一端が接続され、コンデンサ３４の一方の電極に接続されている。コンデンサ３４の他方の電極は、グランドに接続されている。抵抗３３とコンデンサ３４とは、ＬＰＦ３５を構成し、抵抗３３とコンデンサ３４との接続点がＬＰＦ３５の出力端子となる。ＬＰＦ３５の出力端子にコンデンサ３１ａの他方の電極が接続されている。

この静電容量検出装置３０は、第１の実施形態に係る静電容量検出装置２０と同様、制御部２９による制御により、開閉スイッチ２２を開状態から所定期間閉状態にして開状態に戻す第１のスイッチ操作を行った後、開閉スイッチ２３を開状態から所定期間閉状態にして再び開状態に戻す第２のスイッチ操作と、開閉スイッチ２４を開状態から所定期間閉状態にして再び開状態に戻す第３のスイッチ操作とを繰り返し行う。

ＬＰＦ２５のカットオフ周波数ｆｃ１は、前述の式（１）を満足するように設定する。
ＬＰＦ３５のカットオフ周波数ｆｃ２ついても、次の式（２）を満足するように設定する。
１／Ｔ２＜ｆｃ２＜１／（２×Ｔ１）・・・（２）

第１のスイッチ操作により、基準容量２１の両電極間が短絡され、第２のスイッチ操作により、基準容量２１とＬＰＦ２５と被測定容量Ｃｘとが電源電位Ｖ１とグランド電位との間に直列に接続される。第３のスイッチ操作により、センサ電極Ｅ１が電源電位Ｖ２に接続され、被測定容量Ｃｘが放電してセンサ電極Ｅ１の電位が電源電位Ｖ２と同電位となる。第２のスイッチ操作と第３のスイッチ動作を繰り返すことにより、放電した被測定容量Ｃｘが基準容量２１に接続されて基準容量２１が放電するので、コンパレータ２８の反転入力端子（−）の電位Ｖｉｎ−が、段階的に低下する。コンパレータ２８の反転入力端子（−）の電位Ｖｉｎ−が、参照電位Ｖ４よりも低くなると、コンパレータ２８の出力信号Ｖｏｕｔが、低レベルから高レベルに反転する。

コンパレータ２８の出力信号Ｖｏｕｔが、低レベルから高レベルに反転した後、制御部２９は、同様の第１のスイッチ操作、第２のスイッチ操作及び第３のスイッチ操作の一連の制御を繰り返す。

制御部２９は、第２のスイッチ操作の回数をカウントし、このカウントにより、被測定容量Ｃｘの容量値の変化を検出する。カウント結果が、所定値以下になったときに、乗員の頭部に対してヘッドレスト移動部８が十分接近したと判断し、モータ１０を停止する駆動制御を行う。

以上のような、本実施形態の静電容量検出装置３０では、第１の実施形態に係る静電容量検出装置２０と同様、ＬＰＦ２５のカットオフ周波数ｆｃ１を、前述の式（１）を満たすように設定することにより、センサ電極Ｅ１の電位ＶＥ１が外乱Ｖｄによって変化しても、それがＬＰＦ２５により遮断され、電源電位Ｖ２側から、電荷がダイオード２６を介してセンサ電極Ｅ１に移動することが抑制され、静電容量の変化の誤検出を防ぐことができる。

さらに、静電容量検出装置３０は、ＨＰＦ３１としてのコンデンサ３１ａを備えている。コンデンサ３１ａは、センサ電極Ｅ１に重畳した外乱Ｖｄの高周波成分を分岐してグランドに流す。そのため、外乱Ｖｄの影響を、第１の実施形態に係る静電容量検出装置２０よりも低減できる。又、ＬＰＦ２５の出力端子とＨＰＦ３１の出力端子であるコンデンサ３１ａの他方の電極とをバッファ３２を介して接続しているので、コンデンサ３１ａの他方の電極の電位を、外乱Ｖｄが重畳されていない状態のセンサ電極Ｅ１の電位ＶＥ１に設定することになる。よって、コンデンサ３１ａがセンサ電極Ｅ１の寄生容量となることが防止され、静電容量の変化の測定に影響を与えることを防止できる。

さらに、コンデンサ３１ａの他方の電極が、抵抗３３とコンデンサ３４との接続点に接続されているので、外乱Ｖｄがバッファ３２を通ってＬＰＦ２５の出力端子側に戻ることを防ぐことができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。その変形例としては、例えば次のようなものが考えられる。

（１）図５は、図４の静電容量検出装置３０の変形例を示す図であり、図４中の要素と共通する要素には、共通する符号を付している。
静電容量検出装置３０では、抵抗３３及びコンデンサ３４を備えるＬＰＦ３５を用いたが、図５のＬＰＦ４０に変更してもよい。
図５中のＬＰＦ４０は、バッファ３２の出力端子に一端が接続された抵抗４１と、抵抗４１の他端に一端が接続された抵抗４２と、抵抗４２の他端に一方の電極が接続されると共に他方の電極がグランドに接続されたコンデンサ４３と、抵抗４２の他端が非反転入力端子（＋）に接続されたバッファ４４と、コンデンサ４５とを備えている。コンデンサ４５の一方の電極は、抵抗４１と抵抗４２との接続点に接続されている。コンデンサ４５の他方の電極は、バッファ４４の出力端子に接続されている。バッファ４４の反転入力端子（−）は、バッファ４４の出力端子に接続され、バッファ４４の出力端子がＬＰＦ４０の出力端子となり、ＨＰＦ３１としてのコンデンサ３１ａの他方の電極に接続されている。
このＬＰＦ４０では、バッファ３２を通過した高周波成分が、抵抗４１，４２及びコンデンサ４３で除去される。コンデンサ３１ａからの高周波成分は、コンデンサ４５、抵抗４２、コンデンサ４３を介してグランドに流れる。抵抗４１は、コンデンサ３１ａからの高周波成分がバッファ３２を経てＬＰＦ２５の出力側に戻ることを防止する。
ＬＰＦ３０をＬＰＦ４０に替えることにより、静電容量検出装置３０の検出精度を高めることができる。

（２）図４の静電容量検出装置３０及びその変形例の図５の静電容量検出装置では、ＬＰＦ２５を用いたが、ＨＰＦとしてのコンデンサ３１ａで十分に高周波成分が除去できる場合には、ＬＰＦ２５を用いなくてもよい。

車両用シート１の側面図である。 本発明の第１の実施形態に係る静電容量検出装置を示す図である。 静電容量検出装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る静電容量検出装置を示す図である。 図４の静電容量検出装置の変形例を示す図であ。 従来の静電容量検出装置を示す図である。。 図６の動作を説明するためのタイミングチャートである。

符号の説明

２０，３０ 静電容量検出装置
２１ 基準容量
２２ 第１の開閉スイッチ
２３ 第２の開閉スイッチ
２４ 第３の開閉スイッチ
２５，３５，４０ ＬＰＦ
２６ ダイオード（第２の整流素子）
２７ ダイオード（第１の整流素子）
２８ コンパレータ
２９ 制御部
３１ ＨＰＦ
３１ａ コンデンサ
３２，４４ バッファ
Ｅ１ センサ電極
Ｎ１ 第１のノード
Ｎ２ 第２のノード
Ｖ１ 第１の電源電位
Ｖ２ 第２の電源電位
Ｖ４ 参照電圧

Claims (4)

1. 被測定対象に対向し、該被測定対象との間の距離に応じた静電容量を示すコンデンサを形成するセンサ電極と、
   一方の電極が第１の電源電位に接続されると共に他方の電極が第１のノードに接続された基準容量と、
   一端が前記第１の電源電位に接続されると共に他端が第１のノードに接続された第１の開閉スイッチと、
   入力端子が前記センサ電極に接続されると共に出力端子が第２のノードに接続されたローパスフィルタと、
   一端が前記第１のノードに接続されると共に他端が前記第２のノードに接続された第２の開閉スイッチと、
   前記第１の電源電位よりも低い第２の電源電位に一端が接続されると共に他端が前記第２のノードに接続された第３の開閉スイッチと、
   前記第２のノードと前記第１の電源電位との間に接続され、該第２のノードの電位が該第１の電源電位よりも高くなったときに導通する第１の整流素子と、
   前記第２のノードと前記第２の電源電位との間に接続され、該第２のノードの電位が該第２の電源電位よりも低くなったときに導通する第２の整流素子と、
   前記第１のノードが一方の入力端子に接続されると共に、参照電圧が他方の入力端子に接続されたコンパレータと、
   前記第１の開閉スイッチ、前記第２の開閉スイッチ及び前記第３の開閉スイッチを制御し、該第１の開閉スイッチを閉状態にしてから開状態にする第１のスイッチ操作を行った後、該第２の開閉スイッチを閉状態にしてから開状態に戻す第２のスイッチ操作と、該第３の開閉スイッチを閉状態にしてから開状態に戻す第３のスイッチ操作を交互に繰り返す処理と、該第２のスイッチ操作の繰り返される回数をカウントし、前記コンパレータの両入力端子の入力電圧のレベルが反転するまでに該第２のスイッチ操作の繰り返された回数に基づき、前記静電容量の変化を検出する処理とを行う制御部と、
   を備えることを特徴とする静電容量検出装置。
2. 前記ローパスフィルタのカットオフ周波数ｆｃ１は、前記第３の開閉スイッチが開状態になってから前記第２の開閉スイッチが閉状態になるまでの時間をＴ１、前記第２の開閉スイッチが閉状態になってから開状態に戻るまでの時間をＴ２としたときに、
   １／Ｔ２＜ｆｃ１＜１／（２×Ｔ１）
   を満たすことを特徴とする請求項１に記載の静電容量検出装置。
3. 前記センサ電極に一端が接続され、該センサ電極上の高周波成分を通過させるハイパスフィルタと、
   前記第２のノードに入力端子が接続されると共に前記ハイパスフィルタの他端に出力端子が接続されたバッファと、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の静電容量検出装置。
4. 被測定対象に対向し、該被測定対象との間の距離に応じた静電容量を示すコンデンサを形成するセンサ電極と、
   一方の電極が第１の電源電位に接続されると共に他方の電極が第１のノードに接続された基準容量と、
   一端が前記第１の電源電位に接続されると共に他端が第１のノードに接続された第１の開閉スイッチと、
   一端が前記第１のノードに接続されると共に、他端が前記センサ電極の接続された第２のノードに接続された第２の開閉スイッチと、
   前記第１の電源電位よりも低い第２の電源電位に一端が接続されると共に他端が前記第２のノードに接続された第３の開閉スイッチと、
   前記第２のノードと前記第１の電源電位との間に接続され、該第２のノードの電位が該第１の電源電位よりも高くなったときに導通する第１の整流素子と、
   前記第２のノードと前記第２の電源電位との間に接続され、該第２のノードの電位が該第２の電源電位よりも低くなったときに導通する第２の整流素子と、
   前記センサ電極に一端が接続され、該センサ電極上の高周波成分を通過させるハイパスフィルタと、
   前記第２のノードに入力端子が接続されると共に前記ハイパスフィルタの他端に出力端子が接続されたバッファと、
   前記第１のノードが一方の入力端子に接続されると共に、参照電圧が他方の入力端子に接続されたコンパレータと、
   前記第１の開閉スイッチ、前記第２の開閉スイッチ及び前記第３の開閉スイッチを制御し、該第１の開閉スイッチを閉状態にしてから開状態にする第１のスイッチ操作を行った後、該第２の開閉スイッチを閉状態にしてから開状態に戻す第２のスイッチ操作と、該第３の開閉スイッチを閉状態にしてから開状態に戻す第３のスイッチ操作を交互に繰り返す処理と、該第２のスイッチ操作の繰り返される回数をカウントし、前記コンパレータの両入力端子の入力電圧のレベルが反転するまでに該第２のスイッチ操作の繰り返された回数に基づき、前記静電容量の変化を検出する処理とを行う制御部と、
   を備えることを特徴とする静電容量検出装置。

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