JP4317474B2 - 容器内の液体種別を判別する装置およびその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、容器内の液体種別を判別する装置およびその制御方法に関し、特に容器内の液体が危険物ではない水を主成分とする液体であるか否かを容易に判別できる技術に適用して有効なものに関する。

航空機、電車、バス等の旅客輸送機関は旅客を安全に輸送する義務がある。特に、航空機における事故はその被害が甚大であり、安全性には高い注意を払う必要がある。そのため、航空機を利用する旅客にはＸ線画像撮影装置による手荷物検査、金属探知機あるいはボディチェックによる身体検査、必要に応じて尋問等を行い、悪意のある旅客を峻別して航空機の利用を拒否するようにしている。しかしながら、利用旅客の多さ、旅客への利便性を考慮すると、多大な時間をかけた厳密な検査あるいは尋問を旅客全員に施すことは困難である。一方、悪意のある旅客（たとえばテロリスト）はこれら検査をかいくぐって危険物を機内に持ち込もうとする。現状の手荷物検査等で発見できる危険物については特に問題を生じないものの、金属探知機、Ｘ線撮影で検知できない危険物、たとえばガソリン等の可燃液体などはこれを検知することが比較的困難である。ガソリン等の危険物液体はこれを市場で調達することが容易であり、さらに、危険物液体を市販飲料の容器（たとえばペットボトル）に充填したような場合には、真正な飲料との区別がつき難くなるので、悪意のある者には採用し易い危険行為であると言える。従って、これら危険行為に対する対策は十分に検討しておく必要がある。

ガソリン等危険物液体と主成分が水である飲料とを識別するには、臭いを嗅ぐ等の官能検査その他各種の識別方法がある。しかし、航空機利用の際の手荷物検査では検査の迅速性が要求されるので非接触で迅速に検査できることが望ましい。非接触かつ迅速な検査方法として、液体の誘電率の相違を利用する方法がある。水はその誘電率が高く、ガソリン等の危険物液体は一般に低い。この誘電率の違いを利用して液体種別を判別することが考えられる。

特許文献１には、容器の外部から液体種類を判別する方法および装置が開示されている。この文献記載の技術では、液体を容器内部に充填し、液体の少なくとも一部を挟むように一対の電極を容器外に配置し、この電極で構成されるコンデンサの静電容量を測定して液体の種別を判別している。このような技術を利用すれば、液体が水であるときの容量と液体が危険物液体（たとえばガソリン）であるときの容量を予め測定しておき、内容不明の液体が充填された容器を電極間に配置すれば、そのときの静電容量を測定して容器内部の液体の種別を瞬時かつ確実に判別することが可能である。
特開２００１−２７２３６８号公報

しかし、特許文献１記載の技術による液体種別の判別方法には、容器の大きさ、容器内の液体量を固定しなければならない問題があり、旅客が持参するであろう各種形状の飲料物容器に対応した検査や、容器内液体の残存量がまちまちな場合の検査に利用するには困難である。そこで、各種の容器形状に対応でき、また、容器内液体の残量がまちまちであっても、正確かつ迅速な測定が可能な検査方法の一つとして、平行平板型コンデンサの外部にペットボトル等絶縁体（誘電体）容器を配置する容器内の液体種別の判別手法を開発した。これら手法に係る発明は、本願の出願人と同一の出願人による特願２００３−１９８０４６、あるいは、特願２００３−３８５６２７に添付した明細書に記載されている。

前記した特願２００３−１９８０４６あるいは特願２００３−３８５６２７に係る本発明者らの先の発明では、平行平板型コンデンサの電極の間に容器を配置するのではなく、コンデンサ外部に液体の入った容器を設置する。また、容器支持部材によって容器と平行平板型コンデンサとの距離を調節する。このため、容器の各種形状に対応した、また、容器内液体の残量に依存しない、容器内の液体種別の判別が可能になった。しかし、コンデンサと容器との距離を容器支持部材によって調節する必要があるので、支持部材に対応しない容器形状には適応できない問題があった。また、容器を支持部材に配置して判定処理が行われるので、その使い勝手に改良の余地がある。つまり、容器を手に持ったままの状態で判定処理が行われる等、より使いやすい液体種別判別装置とすることが好ましい。

本発明の目的は、容器内液体の種別を液体の誘電率を利用して判別する装置において、任意の容器形状に対応可能な判定技術を提供することにある。また、より使い勝手の良い容器内液体種別の判別装置および制御方法を提供することにある。

本明細書で開示する発明は、以下の通りである。すなわち、本願発明の容器内の液体種別を判別する装置は、使用者がその手に持つ容器を、接触または押し付ける電極と、前記容器の内容物が危険である旨の警報を発することができる報知手段と、前記電極に接続され、発振回路の発振条件の変化により人体の接触または近接を検知するタッチセンサと、前記タッチセンサの出力に応じて前記報知手段に警報信号を出力する警報信号出力手段と、を有する。

すなわち、種別を判定したい液体が入った容器を使用者が手に持ち、その容器をタッチセンサに接続された電極に接触させまたは押し当てる。タッチセンサは発振回路を有し、発振回路の発振条件の変化によって電極に人体が触れたかその近傍にいるかを判定するセンサである。このような構成を有する装置の場合、容器を持つ手が、電極に対向する接地電極として作用し、電極と手とで一種のコンデンサを構成する。コンデンサの容量値は、タッチセンサの発振条件を変化させるので、容器内の液体の誘電率によってタッチセンサの出力が変化し、その出力に応じて警報を報知することになる。つまり、容器内の液体誘電率が高ければ電極を手で構成されるコンデンサの容量値Ｃが大きくなり、タッチセンサは人体を検出する（たとえばＯＮ）信号を出力する。逆に容器内液体の誘電率が小さければコンデンサの容量値Ｃは小さくなり、人体を検出しない（たとえばＯＦＦ）信号を出力する。本発明の適用を想定する飲料は水を主成分にするため、その誘電率は、危険物液体であるガソリン等に比較して高い。よって、タッチセンサの感度を適度に調節することにより、危険物液体と真正な飲料とを区別することができる。なお、飲料が電解質等導電体である場合であっても、等価回路として表すとコンデンサＣに抵抗が並列に入ることになり、タッチセンサの出力には影響がない。

また、本明細書で開示する他の発明は、以下の通りである。すなわち、本願発明の容器内の液体種別を判別する装置は、使用者がその手に持つ容器を、接触または押し付ける電極と、前記容器の内容物が危険である旨の警報を発することができる報知手段と、前記電極に交流電圧を印加する発振回路と、前記容器を前記電極に接触または押し付ける前後の前記発振回路の発振周波数の変化から、前記容器内の液体種別を判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果に応じて前記報知手段に警報信号を出力する警報信号出力手段と、を有する。前記した発明において、タッチセンサに代えて発振回路を設け、発振回路の発振周波数の変化から液体種別の判別を行うものである。この発明においても、容器を持つ手がコンデンサの接地電極となり、電極と手とで構成されるコンデンサの容量値Ｃの変化が発振周波数の変化に現れて、容器内液体の種別の判別が可能になる。

これら装置では、容器を手に持って電極に接触あるいは押し付けるだけの極めて簡便な操作により、容器内液体の種別が判別可能である。また、電極と手によってコンデンサが構成されるので、容器形状や大きさによらず、正確な液体の種別判定が可能になる。

なお、前記電極は、容器からの応力を受けて容器との接触部を変形する形状可変性を有するものとすることができる。容器の外壁の凹凸があるような場合、電極に形状可変性があれば、この凹凸形状に沿うように変形して容器と電極との間に空隙が形成されない。仮に電極と容器外壁との間に空隙が存在すれば、この部分にはほぼ真空の誘電率に等しい空気が充満した寄生コンデンサが形成される。このような寄生コンデンサは容器内液体の誘電率の変化には寄与しないため、判定の精度を低下させる要因になる。電極が形状可変性を有する場合、このような寄生コンデンサは形成されず、判定の制度を高めることができる。

電極が形状可変性を有する場合、電極は、前記応力がなくなった後には原形状を回復する可撓性または弾力性を有するもの、あるいは、可撓性または弾力性を有する支持部材によって支持されるものとすることができる。応力がなくなれば、電極形状が原形に回復するので、次の新たな判定処理に備えることができる。

また、前記容器の配置を検知する容器センサを備え、前記容器センサからの信号を契機として判別を開始することができる。これにより、操作を簡便にすることができる。

上記した容器内の液体種別を判別する装置の発明は、装置の制御方法の発明として把握することも可能である。すなわち、本発明の容器内の液体種別を判別する装置の制御方法は、前記した装置において、前記容器の前記電極への接触または押し付けを検知する検知ステップと、前記検知ステップの検知を契機として、前記タッチセンサの出力値を取得するステップと、前記出力値と所定の閾値とを比較し、前記比較の結果を報知するステップと、を有する。あるいは、前記容器が前記電極に接触または押し付けられていないことを検知する第１検知ステップと、前記第１検知ステップの検知を契機として、前記発振回路の発振周波数を測定する第１測定ステップと、前記容器の前記電極への接触または押し付けを検知する第２検知ステップと、前記第２検知ステップの検知を契機として、前記発振回路の発振周波数を測定する第２測定ステップと、前記第１測定ステップで測定した発振周波数および前記第２測定ステップで測定した発振周波数の差と所定の閾値とを比較し、前記比較の結果を報知するステップと、を有する。これら制御方法により、容器を電極の接触あるいは押し当てることで測定を実行し、例えば容器内の液体が安全（水を主成分とするもの）であるかそうでないかが判別できる。

なお、後者の方法において、前記第１測定ステップの後の所定時間経過後に、前記発振回路の発振周波数を測定する第３測定ステップと、前記第１測定ステップで測定した発振周波数と、前記第３測定ステップで測定した発振周波数との差の絶対値が、所定の値より大きい場合に、前記第１測定ステップおよび第３測定ステップを繰り返し、前記差の絶対値が所定の値より大きくない場合に、前記容器が前記電極に接触または押し付けられたことの検知を待機するとともに所定時間の経過後に前記１測定ステップからのステップを繰り返すステップと、をさらに含むことができる。この場合、容器内液体の測定を行っていないときに自動的にキャリブレーションを実行することができる。

本願発明によれば、容器内液体の種別を液体の誘電率を利用して判別する装置において、任意の容器形状に対応可能な判定技術を提供できる。また、より使い勝手の良い容器内液体種別の判別装置および制御方法を提供できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の一実施の形態である容器内の液体種別を判別する装置の構成の一例を示したブロック図である。本実施の形態の容器内の液体種別を判別する装置は、容器１が押し付けられる電極２と、発振回路４と、制御部５と、ＬＥＤ表示装置６ａ，６ｂ，６ｃと、容器センサ７とを有する。発振回路４には、コンデンサ８、コイル９、ＮＯＴ回路１０ａ，１０ｂを含み、制御部５には、ＣＰＵ（中央演算処理装置）１１、パルスカウンタ１２、容器検出回路１３、タイマ１４、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）１５、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）１６、表示制御回路１７を含む。

容器１は、図示するように使用者の手３に持たれ、使用者の動作によって電極２に接触されあるいは押し付けられる。容器１が使用者の手３に持たれて電極２に接触されあるいは押し付けられるため、電極２と手３が容器１を挟むコンデンサの電極として作用することになる。ここで使用者は一般に接地電位であるが、本装置の使用に際して使用者の他方の手を接地電位に保持した金属等に触れるようにし、手３の電位を確実に接地電位になるようにしても良い。手３がコンデンサの接地電極として作用する結果、容器１内の液体の誘電率が電極２と手３で構成されるコンデンサのキャパシタンスに影響し、発振回路４の発振周波数に影響を与える。本実施の形態の装置ではこの発振周波数の変化を検知して液体種別の判別を行う。また、手３をコンデンサの接地電極として機能させ容器１を電極２に接触あるいは押し付けることにより、どのような大きさあるいは形状の容器１であっても、常に容器１の外壁に沿った位置関係でコンデンサの電極を配置することになる。これは、容器１の外形に合わせたコンデンサを提供することであり、容器１の形状や外形によらず判定を確実にできることを意味する。

容器１は、たとえば市販飲料の容器であるペットボトルである。ガラス瓶等他の材質で構成された容器であっても良い。ただし、容器１は非導電体で構成される必要があり、低誘電率の誘電体であることが好ましい。容器１の形状としては角柱形、円柱形、球形等が例示できる。容器内部には被検査対象の液体が収容される。

電極２は、たとえば平板の金属等を例示できるが、その形状が変形可能なものであることが好ましい。電極２に形状可変性がある場合、容器１の外壁に凹凸形状があっても、その凹凸形状に沿った形状で電極２が配置されることになる。これは、電極２と容器１の外壁の間に形成される空隙に起因する寄生コンデンサの生成を防止し、判定の精度を向上させることに寄与する。

また、電極２は、可撓性あるいは弾性を有する材料で構成されるのが好ましい。電極２が形状可変性を有する場合に容器１を電極２に押し付けると電極２の形状が容器１の外形に応じて変形する。仮に電極２に原形を回復する可撓性や弾性が備わっていない場合、容器１の押し付けを取り除いた後においても電極２はその変形形状を維持することになる。しかし、電極２に可撓性あるいは弾性がある場合、容器１の外壁形状に合わせて変形した電極２の変形形状が変形前の原形状に回復し、他の外壁形状が異なる容器の測定に速やかに備えることができる。図２は、電極２の一例を示した断面図である。図２(ａ)は、可撓性あるいは弾性を有する支持部材２ａの一面に変形容易な電極２を配置した例である。支持部材２ａとしては、たとえばスポンジ、ゴムを例示できる。変形容易な電極２としては、たとえば金属メッシュを例示できる。図２（ｂ）は、電極２自体が可撓性あるいは弾性を有する場合を例示する。それ自体が可撓性あるいは弾性を有する電極２として、たとえば金属製繊維を例示できる。

発振回路４は、電極２および手３で構成されるコンデンサの容量が変化するとその発振周波数が変化する発振回路である。発振回路は、電極２および手３で構成されるコンデンサのキャパシタンス、コンデンサ８のキャパシタンスおよびコイル９のインダクタンスによって決定される共振周波数でほぼ発振する。ＮＯＴ回路１０ａ，１０ｂによって発振はパルス電圧として出力され、パルスカウンタ１２によって所定時間（たとえば１秒）にカウントされたパルス数から発振周波数が求められる。

制御部５は、本実施の形態の容器内の液体種別を判別する装置を制御する。ＣＰＵ１１は汎用的な演算処理装置であり、所定のプログラムに従って処理を実行できる。パルスカウンタ１２はＣＰＵ１１によって制御され、発振回路４から出力されるパルスを計数する。容器検出回路１３は、容器センサ７を制御し、電極２に触れるあるいは押し付けられるように容器１が配置されたことをまた配置されていないことを検知する。タイマ１４はＣＰＵ１１によって制御され、時間の経過を計測する場合に用いる。ＲＡＭ１５はデータの一時記憶装置である。ＲＯＭ１６からロードしたプログラムやデータを保持し、また、プログラムの実行に利用するワークエリアを確保する。ＲＯＭ１６は、本装置で用いるプログラムやデータを記録する。ＲＯＭ１６に代えてハードディスクドライブ等他のメモリ装置を利用することも可能である。ＲＯＭ１６に記録される制御プログラムの動作については後述する。なお、ＲＯＭ１６に記録される制御プログラムはそれ自体無形のものではあるが、ＲＯＭ１６に記録され、本装置のハードウェア資源と一体となって有機的に本装置を構成し、後述のような液体種別の判別機能を発現する以上、制御プログラムも本発明の装置を構成する発明特定のための構成要件である。表示制御回路１７は、ＬＥＤ表示装置６ａ，６ｂ，６ｃの表示を制御する。

ＬＥＤ表示装置６ａ，６ｂ，６ｃは後に説明する本装置の状態や本装置による容器１内の液体種別の測定結果を表示する。たとえばＬＥＤ表示装置６ａは緑色、ＬＥＤ表示装置６ｂは青色、ＬＥＤ表示装置６ｃは赤色である。なお、ここでは装置の状態や測定結果をＬＥＤ表示装置６ａ，６ｂ，６ｃで報知（表示）する例を説明するが、その他任意の報知手段を適用することが可能である。たとえば液晶表示装置によるメッセージの表示、異常検知の場合のブザー発音による発報等が適用できる。

容器センサ７は、容器１が配置されたことを検出するためのセンサである。たとえば発光部および受光部を持つ光センサを例示できる。また、近接センサ等他のセンサを利用することも可能である。

図３は、本実施の形態の容器内の液体種別を判別する装置における容器内液体の判別方法の一例を説明したフローチャートである。なお、以下に説明する処理は、その手順をコンピュータプログラムによって実現することが可能であり、このプログラムは前記したＲＯＭ１６に記録される。本明細書においてプログラムもＲＯＭ１６その他の記憶装置に記録される限り本発明の装置の一部を構成するものとする。また、以下の説明ではコンピュータプログラムによって下記処理を実行する例を説明するが、シーケンス制御、ハードウェアによる自動制御等他の制御手段によって同様の処理が実現できることは勿論である。

まず、ステップ２０で容器１が検出されるかを判断する。ここで容器が検出されている場合には容器が検出されなくなるまでステップ２０を繰り返す。容器が検出されなくなると、ステップ２１に進む。

ステップ２１では周波数測定を実行する。周波数測定は、たとえば１秒等適当な期間を定め、この期間内にパルスカウンタ１２によってカウントされるパルス数を計測する。計測値から１秒あたりにカウントされたパルス数を求めると発振周波数を求めることができる。ここで計測した発振周波数は変数ＡとしてたとえばＲＡＭ１５に記録する。

次に、たとえば０．５秒の待機を行い（ステップ２２）、再度発振周波数を測定する（ステップ２３）。測定した発振周波数は変数Ｂとして記録する。次に、記録したＡとＢの差を求め（Ａ−Ｂ）、その絶対値が所定の値、たとえば５Ｈｚより大きいかを判断する（ステップ２４）。所定の値より大きい場合、装置が安定していないと判断してステップ２１に戻り、同様の処理を繰り返す。

ステップ２４で所定の値より小さいと判断した場合、装置が安定していると判断して緑ランプを点灯させる（ステップ２５）。装置の操作者は緑ランプが点灯していることを確認して本装置を使用できることを認識できる。

緑ランプの点灯と同時にタイマを作動させ、たとえば３分経過したかを判断する（ステップ２６）。３分経過の場合、装置が安定であるかの判断を行うため、再度ステップ２１からの処理を繰り返す。ステップ２６で未だ３分を経過していないと判断した場合には、ステップ２７に進み、容器が検出および測定の処理に進む。なお、ここで経過時間として３分を例示しているが、あくまでも一例である。装置の安定度が推認できる期間を３分としているだけであり、この時間は装置安定度に応じて任意に設定できる。

ステップ２７では容器が検出されたかを判断し、容器が検出されない場合はステップ２６に戻って処理を繰り返す。容器が検出された場合には、発振周波数の測定を行い、測定結果を変数Ｃとして記録する（ステップ２８）。

次に、変数Ｂと変数Ｃの差を求め、この値が所定の閾値より大きいか小さいかを判断する（ステップ２９）。すなわち、変数Ｂの値は前記のとおり容器が設置されていないときの発振周波数であり、変数Ｃの値は容器が設置されたときの発振周波数の値である。容器内のなんらかの液体が収容されている場合、液体の誘電率は空気よりは大きいので、Ｃの値はＢより小さくなる。一方、容器内に水を主成分とする液体がある場合、水はガソリン等危険物液体と比較して高い誘電率を有するので電極２および手３で構成されるコンデンサのキャパシタンスは大きくなり、発振周波数が小さくなって、Ｂ−Ｃの値は大きくなる。逆に、容器内にガソリン等危険物液体が収容されている場合には、コンデンサのキャパシタンスは前記と比較して小さくなるのでＢ−Ｃの値は小さくなる。閾値はこれを識別できる値として設定する。

この結果、ステップ２９でＢ−Ｃが閾値より大きい場合、容器内液体は安全な水を主成分とする液体であると判断でき、青ランプを点灯する（ステップ３０）。逆に、ステップ２９でＢ−Ｃが閾値より大きくない場合、容器内液体は安全な水を主成分とする液体とは判断できないので、異常を示す赤ランプを点灯する（ステップ３１）。ステップ３０、３１の後、ステップ２０に戻り上記処理を繰り返す。以上のようにして、容器内液体の種類を判別することが可能である。

なお、上記した判定においては、使用者には容器１の液体の入っている部分を持ってもらうようにする。仮に液体が入っていない部分を持つと液体の誘電率が周波数の変化に反映されず、判定ができない。逆に液体の入っている部分を持ってもらうなら上記したとおり液体の誘電率が周波数変化に反映され正確な判定が可能である。つまり、容器内液体の残量が任意であっても持つ位置を調整することにより正確な液体種別の判定が可能であることを意味する。

図４は、本実施の形態の装置で測定した発振周波数の変化を各種形状の容器について示したグラフである。図５は、比較のために示した図であり、容器１を手３に持たないで単に電極２上に置いただけの状態における発振周波数の変化を示したグラフである。図４および図５において、縦軸は周波数変化を示し、横軸は容器の違いである。横軸の１は５００ミリリットルの円柱型容器を、２は５００ミリリットルの角柱型容器を、３は７００ミリリットルのガラス瓶容器を、４は１５００ミリリットルの円柱型容器を示す。実線は容器に水を収容した場合、破線は容器にエタノールを収容した場合である。

図４および図５に示すように、何れの容器であっても同じ容器で比較した場合、内容物として水が収容されている場合の方が、エタノールが収容されている場合より周波数変化が大きい。これは内容物の誘電率の違いを反映したものである。また、図４を参照すれば、何れの容器の場合であってもその内容物として水を収容した場合には、周波数変化は５０ｋＨｚ以上であり、エタノールを収容した場合には４０ｋＨｚ以下である。これは、単一の閾値（たとえば４５ｋＨｚ）で各容器の内容物が水であるかそうでないかを判別できることを意味する。逆に、図５の場合には、３の容器（７００ミリリットルのガラス瓶容器）あるいは４の容器（１５００ミリリットルの円柱型容器）にエタノールを収容した場合の周波数変化は、１の容器（５００ミリリットルの円柱型容器）に水を収容した場合より大きい。これはこれら容器に水あるいはエタノールを収容した場合に、単一の閾値でこれら容器の内容物を判別することが出来ないことを意味する。つまり、本実施の形態の装置では、容器１を手３に持って電極２に押し付けなければ各種容器に対応した単一閾値による判定は不可であるが、容器１を手３に持って電極２に押し付けるという極めて簡便な方法によって各種容器内の液体種別を単一閾値で判定することが可能であることを意味する。

なお、図６は、電極２として容器１の押し付けによって変形しない平板電極を適用した場合の発振周波数の変化を各種形状の容器について示したグラフである。図７は、比較として示した、電極２として容器１の押し付けによって変形しない平板電極を適用した場合の容器１を手３に持たないで単に電極２上に置いただけの状態における発振周波数の変化を示したグラフである。図６を参照すれば、何れの容器の場合であってもその内容物として水を収容した場合には、周波数変化は４０ｋＨｚ以上であり、エタノールを収容した場合には３５ｋＨｚ以下である。つまり、電極２が変形しないものであっても単一の閾値（たとえば３７ｋＨｚ）で各容器の内容物が水であるかそうでないかの判別は可能である（逆に容器１を手３で持たない場合（図７の場合）は図５の場合と同様に単一の閾値では判定は不可能である）。しかし、図６と図４を比較すれば明らかな通り、電極２として変形可能な電極を適用する方が容器の種類による周波数変化の変動幅は小さくなり、容器内に水を収容した場合とエタノールを収容した場合との周波数変化の差は大きくなる。つまり、電極２として変形可能な電極を適用する場合の方が単一の閾値として採用する値の余裕が大きくなり、安定した判定が実現できるといえる。

以上説明したとおり、本実施の形態の装置を用いれば、容器内液体の種類（水を主成分とするかそうでないか）を容器の形状、容器内液体の残量に依存せず行うことができる。また、本実施の形態では容器１を手３に持って判定を行うので、その使い勝手が極めて良くなる。

（実施の形態２）
図８は、本発明の他の実施の形態である容器内の液体種別を判別する装置の構成の一例を示したブロック図である。本実施の形態２の液体種別を判別する装置では、発振回路４を用いる代わりにタッチセンサ４０を用いて判定を行う。その他の構成は前記した実施の形態１と同様であり、重複した説明は省略する。

タッチセンサ４０は、その内部に発振回路を有し、発振条件の変化に応じて電極２に人体が触れたか近接しているかを検知する人体センサである。タッチセンサ４０には、発振回路の他にたとえば検波平滑回路、スイッチング回路を有する。発振回路の出力を検波平滑回路によって検波および平滑し、発振条件の変化によって変化する検波平滑回路の直流出力をスイッチング回路に入力し、スイッチング回路の出力をＯＮおよびＯＦＦする。すなわち、本実施の形態２においてタッチセンサ４０を利用する場合、タッチセンサ４０を人体（手３）の近接センサとして機能させ、容器１内に誘電率の高い液体が入っている場合に手３が近接している（出力がＯＮ）、容器１内に誘電率の低い液体が入っている場合に手３が近接していない（出力がＯＦＦ）と出力されるように動作させる。このような動作を実現するようタッチセンサ４０の感度を調整することは容易である。具体的には、検波平滑回路の回路定数を適切に選択することにより実現が可能である。

図９は、本実施の形態２の容器内の液体種別を判別する装置における容器内液体の判別方法の一例を説明したフローチャートである。なお、以下に説明する処理は、その手順をコンピュータプログラムによって実現することが可能であり、このプログラムは前記したＲＯＭ１６に記録される。

ステップ５０で容器１が検出されるかを判断する。容器が検出されない場合は緑ランプを点灯し（ステップ５１）、判定可能であることを使用者に報せる。容器が検出されたなら、ステップ５２に進み、タッチセンサ４０の出力をチェックする（ステップ５２）。次に、タッチセンサ４０のセンサ出力がＯＮであるを判断する（ステップ５３）。容器内に水を主成分とする液体がある場合、水はガソリン等危険物液体よりも高い誘電率を有するのでセンサ出力はＯＮになる（ＯＮになるようタッチセンサ４０の感度を調整しておく）。逆に容器内にガソリン等危険物液体が収容されている場合には低い誘電率を反映してセンサ出力がＯＦＦになる（ＯＦＦになるようタッチセンサ４０の感度を調整しておく）。この結果、ステップ５３でセンサ出力がＯＮである場合、容器内液体は安全な水を主成分とする液体であると判断でき、青ランプを点灯する（ステップ５４）。逆に、ステップ５３でセンサ出力がＯＦＦである場合、容器内液体は安全な水を主成分とする液体とは判断できないので、異常を示す赤ランプを点灯する（ステップ５５）。ステップ５４、５５の後、ステップ５０に戻り上記処理を繰り返す。以上のようにして、容器内液体の種類を判別することが可能である。

以上、本発明を具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。たとえば、前記実施の形態１では、電極２と手３で構成されるコンデンサの容量変化を発振回路４によって検知したが、コンデンサの容量（キャパシタンス）を直接計測することによって検知することも可能である。

また、前記実施の形態２では、その制御処理をＣＰＵ１１を用いる例として示したが、タッチセンサ４０の出力をそのまま出力するような制御としても良い。すなわち、ＣＰＵ１１、ＲＡＭ１５、ＲＯＭ１６、容器検出回路１３は必ずしも必要ではない。つまりタッチセンサ４０がＯＦＦである場合を常に赤ランプの点灯、ＯＮである場合を常に青ランプの点灯によって判定結果を使用者に報知することも可能である。

本発明の一実施の形態である容器内の液体種別を判別する装置の構成の一例を示したブロック図である。 電極２の一例を示した断面図である。図２(ａ)は、可撓性あるいは弾性を有する支持部材２ａの一面に変形容易な電極２を配置した例であり、図２（ｂ）は、電極２自体が可撓性あるいは弾性を有する場合を例示する。 本発明の一実施の形態である容器内の液体種別を判別する装置における容器内液体の判別方法の一例を説明したフローチャートである。 実施の形態１の装置で測定した発振周波数の変化を各種形状の容器について示したグラフである。 容器１を手３に持たないで単に電極２上に置いただけの状態における発振周波数の変化を示した比較のためのグラフである。 電極２として容器１の押し付けによって変形しない平板電極を適用した場合の発振周波数の変化を各種形状の容器について示したグラフである。 電極２として容器１の押し付けによって変形しない平板電極を適用した場合の容器１を手３に持たないで単に電極２上に置いただけの状態における発振周波数の変化を示した比較のためのグラフである。 本発明の他の実施の形態２である容器内の液体種別を判別する装置の構成の一例を示したブロック図である。 本実施の形態２の容器内の液体種別を判別する装置における容器内液体の判別方法の一例を説明したフローチャートである。

符号の説明

１…容器、２…電極、２ａ…電極支持部材、３…手、４…発振回路、５…制御部、６ａ，６ｂ，６ｃ…ＬＥＤ表示装置、７…容器センサ、８…コンデンサ、９…コイル、１０ａ，１０ｂ…ＮＯＴ回路、１１…ＣＰＵ、１２…パルスカウンタ、１３…容器検出回路、１４…タイマ、１５…ＲＡＭ、１６…ＲＯＭ、１７…表示制御回路、４０…タッチセンサ。

Claims (9)

1. 使用者がその手に持つ容器を、接触または押し付ける電極と、
   前記容器の内容物が危険である旨の警報を発することができる報知手段と、
   前記電極に接続され、発振回路の発振条件の変化により人体の接触または近接を検知するタッチセンサと、
   前記タッチセンサの出力に応じて前記報知手段に警報信号を出力する警報信号出力手段と、
   を有する容器内の液体種別を判別する装置。
2. 使用者がその手に持つ容器を、接触または押し付ける電極と、
   前記容器の内容物が危険である旨の警報を発することができる報知手段と、
   前記電極に交流電圧を印加する発振回路と、
   前記容器を前記電極に接触または押し付ける前後の前記発振回路の発振周波数の変化から、前記容器内の液体種別を判定する判定手段と、
   前記判定手段の判定結果に応じて前記報知手段に警報信号を出力する警報信号出力手段と、
   を有する容器内の液体種別を判別する装置。
3. 前記電極は、前記容器からの応力を受けて前記容器との接触部を変形する形状可変性を有するものである請求項１または２記載の容器内の液体種別を判別する装置。
4. 前記電極は、前記応力がなくなった後には原形状を回復する可撓性または弾力性を有するものである請求項３記載の容器内の液体種別を判別する装置。
5. 前記電極は、可撓性または弾力性を有する支持部材によって支持される請求項３記載の容器内の液体種別を判別する装置。
6. 前記容器の配置を検知する容器センサを備え、前記容器センサからの信号を契機として処理を開始する請求項１〜５の何れか一項に記載の容器内の液体種別を判別する装置。
7. 使用者がその手に持つ容器を、接触または押し付ける電極と、前記容器の内容物が危険である旨の警報を発することができる報知手段と、前記電極に接続され、発振回路の発振条件の変化により人体の接触または近接を検知するタッチセンサと、前記タッチセンサの出力に応じて前記報知手段に警報信号を出力する警報信号出力手段と、を有する容器内の液体種別を判別する装置の制御方法であって、
   前記容器の前記電極への接触または押し付けを検知する検知ステップと、
   前記検知ステップの検知を契機として、前記タッチセンサの出力値を取得するステップと、
   前記出力値と所定の閾値とを比較し、前記比較の結果を報知するステップと、
   を有する容器内の液体種別を判別する装置の制御方法。
8. 使用者がその手に持つ容器を、接触または押し付ける電極と、前記容器の内容物が危険である旨の警報を発することができる報知手段と、前記電極に交流電圧を印加する発振回路と、前記容器を前記電極に接触または押し付ける前後の前記発振回路の発振周波数の変化から、前記容器内の液体種別を判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果に応じて前記報知手段に警報信号を出力する警報信号出力手段と、を有する容器内の液体種別を判別する装置の制御方法であって、
   前記容器が前記電極に接触または押し付けられていないことを検知する第１検知ステップと、
   前記第１検知ステップの検知を契機として、前記発振回路の発振周波数を測定する第１測定ステップと、
   前記容器の前記電極への接触または押し付けを検知する第２検知ステップと、
   前記第２検知ステップの検知を契機として、前記発振回路の発振周波数を測定する第２測定ステップと、
   前記第１測定ステップで測定した発振周波数および前記第２測定ステップで測定した発振周波数の差と所定の閾値とを比較し、前記比較の結果を報知するステップと、
   を有する容器内の液体種別を判別する装置の制御方法。
9. 前記第１測定ステップの後の所定時間経過後に、前記発振回路の発振周波数を測定する第３測定ステップと、
   前記第１測定ステップで測定した発振周波数と、前記第３測定ステップで測定した発振周波数との差の絶対値が、所定の値より大きい場合に、前記第１測定ステップおよび第３測定ステップを繰り返し、前記差の絶対値が所定の値より大きくない場合に、前記容器が前記電極に接触または押し付けられたことの検知を待機するとともに所定時間の経過後に前記１測定ステップからのステップを繰り返すステップと、
   を有する請求項８記載の容器内の液体種別を判別する装置の制御方法。

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