JP2000035358A - 静電容量式センサの駆動回路 - Google Patents
静電容量式センサの駆動回路Info
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- JP2000035358A JP2000035358A JP10203331A JP20333198A JP2000035358A JP 2000035358 A JP2000035358 A JP 2000035358A JP 10203331 A JP10203331 A JP 10203331A JP 20333198 A JP20333198 A JP 20333198A JP 2000035358 A JP2000035358 A JP 2000035358A
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- capacitance
- output
- type sensor
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数の静電容量式センサを同時に駆動する場
合でも、論理回路だけで出力クロックの加算等の演算が
可能な静電容量式センサの駆動回路を提供すること。 【解決手段】 入力クロックにしたがって可変静電容量
部の容量変化量と対応するデューティ％の出力パルスを
発生せしめる静電容量式センサＳA ，ＳB ，ＳC，
ＳD ，・・・を複数設け、前記複数の静電容量式センサ
に少なくとも一周期ずらせて入力クロックCL1 ，CL2 ，
CL3 ，CL4 ，・・・を順番に入力すると共に、各静電容
量式センサからの出力パルスCLO1，CLO2，CLO3，CLO4，
・・・を論理演算して一本の出力パルスCLO に変換する
ようにしてある。
合でも、論理回路だけで出力クロックの加算等の演算が
可能な静電容量式センサの駆動回路を提供すること。 【解決手段】 入力クロックにしたがって可変静電容量
部の容量変化量と対応するデューティ％の出力パルスを
発生せしめる静電容量式センサＳA ，ＳB ，ＳC，
ＳD ，・・・を複数設け、前記複数の静電容量式センサ
に少なくとも一周期ずらせて入力クロックCL1 ，CL2 ，
CL3 ，CL4 ，・・・を順番に入力すると共に、各静電容
量式センサからの出力パルスCLO1，CLO2，CLO3，CLO4，
・・・を論理演算して一本の出力パルスCLO に変換する
ようにしてある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、静電容量式セン
サの駆動回路に関するものである。
サの駆動回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】静電容量式センサは、例えば、図７に示
すように、可変静電容量部C1，C2と、各可変静電容量部
C1，C2の静電容量が入力される静電容量比較部90と、前
記静電容量比較部90から出力された静電容量の変化量Δ
Ｃ＝Ｃ1 −Ｃ2 をこれと対応する電圧値Ｖに変換するＣ
／Ｖ変換部91とから構成されており、静電容量比較部90
に入力クロックを印加するようにしてある。
すように、可変静電容量部C1，C2と、各可変静電容量部
C1，C2の静電容量が入力される静電容量比較部90と、前
記静電容量比較部90から出力された静電容量の変化量Δ
Ｃ＝Ｃ1 −Ｃ2 をこれと対応する電圧値Ｖに変換するＣ
／Ｖ変換部91とから構成されており、静電容量比較部90
に入力クロックを印加するようにしてある。
【０００３】したがって、上記静電容量式センサでは、
入力クロックにしたがって上記静電容量の変化量Δと対
応するデューティ％の出力パルスが現れることとなり、
力や加速度等の外力によって生じる可変静電容量部C1，
C2の静電容量の変化を電圧として検出できる。
入力クロックにしたがって上記静電容量の変化量Δと対
応するデューティ％の出力パルスが現れることとなり、
力や加速度等の外力によって生じる可変静電容量部C1，
C2の静電容量の変化を電圧として検出できる。
【０００４】しかしながら、上記形式の駆動回路を使用
して、複数の静電容量式センサを同時に駆動し、各出力
の加算等の演算をする場合、システムや回路の複雑化を
招くオペアンプ、Ａ／Ｄ付きマイコン等の部品が必要と
なる。何故ならば、Ｃ／Ｖ変換部92の中間工程で各出力
パルスが必ず時間的に重ならないという保証が無いた
め、単純に各出力パルスのＡＮＤが取れないからであ
る。
して、複数の静電容量式センサを同時に駆動し、各出力
の加算等の演算をする場合、システムや回路の複雑化を
招くオペアンプ、Ａ／Ｄ付きマイコン等の部品が必要と
なる。何故ならば、Ｃ／Ｖ変換部92の中間工程で各出力
パルスが必ず時間的に重ならないという保証が無いた
め、単純に各出力パルスのＡＮＤが取れないからであ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明で
は、複数の静電容量式センサを同時に駆動する場合で
も、論理回路だけで出力クロックの加算等の演算が可能
な静電容量式センサの駆動回路を提供することを課題と
する。
は、複数の静電容量式センサを同時に駆動する場合で
も、論理回路だけで出力クロックの加算等の演算が可能
な静電容量式センサの駆動回路を提供することを課題と
する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明の静電容量式セ
ンサの駆動回路は、入力クロックにしたがって可変静電
容量部の容量変化量と対応するデューティ％の出力パル
スを発生せしめる静電容量式センサを複数設け、前記複
数の静電容量式センサに少なくとも一周期ずらせて入力
クロックを順番に入力すると共に、各静電容量式センサ
からの出力パルスを論理演算して一本の出力パルスに変
換するようにしてある。
ンサの駆動回路は、入力クロックにしたがって可変静電
容量部の容量変化量と対応するデューティ％の出力パル
スを発生せしめる静電容量式センサを複数設け、前記複
数の静電容量式センサに少なくとも一周期ずらせて入力
クロックを順番に入力すると共に、各静電容量式センサ
からの出力パルスを論理演算して一本の出力パルスに変
換するようにしてある。
【０００７】ここで、上記静電容量式センサの駆動回路
に関して、論理演算してできた一本の出力パルスを平滑
回路を介してアナログ電圧出力に変換するようにしてい
る。
に関して、論理演算してできた一本の出力パルスを平滑
回路を介してアナログ電圧出力に変換するようにしてい
る。
【０００８】また、上記静電容量式センサの駆動回路に
関して、各静電容量式センサからの出力パルスを並列に
論理演算して、それぞれ独立した複数の出力パルスに変
換するものとすることができる。
関して、各静電容量式センサからの出力パルスを並列に
論理演算して、それぞれ独立した複数の出力パルスに変
換するものとすることができる。
【０００９】なお、上記発明の静電容量センサの駆動回
路の機能については、以下の発明の実施の形態の欄で詳
述する。
路の機能については、以下の発明の実施の形態の欄で詳
述する。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に従って説明する。 〔実施形態１について〕図１や図２は、４個の静電容量
式センサＳA ，ＳB ，ＳC ，ＳD を使用して成る重量測
定器１を示しており、図３は前記静電容量式センサ
ＳA ，ＳB ，ＳC ，ＳD の駆動回路２を示している。
面に従って説明する。 〔実施形態１について〕図１や図２は、４個の静電容量
式センサＳA ，ＳB ，ＳC ，ＳD を使用して成る重量測
定器１を示しており、図３は前記静電容量式センサ
ＳA ，ＳB ，ＳC ，ＳD の駆動回路２を示している。
【００１１】重量測定器１は、図１や図２に示すよう
に、上板部10と、下板部11と、前記上板部10と下板部11
相互間に介在させた静電容量式センサＳA ，ＳB ，
ＳC ，ＳDとから構成されており、上板部10上に載置し
た物の重量又は人間の体重が測定できるようになってい
る。
に、上板部10と、下板部11と、前記上板部10と下板部11
相互間に介在させた静電容量式センサＳA ，ＳB ，
ＳC ，ＳDとから構成されており、上板部10上に載置し
た物の重量又は人間の体重が測定できるようになってい
る。
【００１２】駆動回路２は、図３に示すように、入力ク
ロック発生回路20と、デューティ変換回路21と、１周期
づつ原入力クロックCLをシフトさせるシフト部22と、静
電容量式センサＳA ，ＳB ，ＳC ，ＳD と、ＯＲ論理回
路23と、平滑回路24とから構成されており、同図の如く
接続されている。
ロック発生回路20と、デューティ変換回路21と、１周期
づつ原入力クロックCLをシフトさせるシフト部22と、静
電容量式センサＳA ，ＳB ，ＳC ，ＳD と、ＯＲ論理回
路23と、平滑回路24とから構成されており、同図の如く
接続されている。
【００１３】静電容量式センサＳA は、図４に示すよう
に、固定抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 と、可変静電容部Ｃ1 ，Ｃ
2 と、ＥＸ−ＯＲ論理回路ＩＣ１とを有しており、固定
抵抗Ｒ1と可変静電容量部Ｃ1 により積分回路を、固定
抵抗Ｒ2 と可変静電容量部Ｃ2 により積分回路を、それ
ぞれ構成するようにしてある。前記可変静電容量部
Ｃ1 ，Ｃ2 は外力（重量）により静電容量が変化するセ
ンサの入力部であり、間隔を設けて配置された電極相互
が外力により接近・離反する構成としてある。なお、前
記可変静電容量部Ｃ1 ，Ｃ2 のうちの一方を固定コンデ
ンサとしてもよい。
に、固定抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 と、可変静電容部Ｃ1 ，Ｃ
2 と、ＥＸ−ＯＲ論理回路ＩＣ１とを有しており、固定
抵抗Ｒ1と可変静電容量部Ｃ1 により積分回路を、固定
抵抗Ｒ2 と可変静電容量部Ｃ2 により積分回路を、それ
ぞれ構成するようにしてある。前記可変静電容量部
Ｃ1 ，Ｃ2 は外力（重量）により静電容量が変化するセ
ンサの入力部であり、間隔を設けて配置された電極相互
が外力により接近・離反する構成としてある。なお、前
記可変静電容量部Ｃ1 ，Ｃ2 のうちの一方を固定コンデ
ンサとしてもよい。
【００１４】この重量測定器１は上記のような構成であ
るから、図５に示すように、出力パルスCLO1〜CLO4は入
力クロック CL1〜CL4 のパルスが存在する１周期に必ず
現れ、出力パルスCLO1〜CLO4の「Ｈｉ」の区間が時間的
に重複することがない。これら出力パルスCLO1〜CLO4は
ＯＲ論理回路23により図５に示すように、一本の出力パ
ルスCLO に変換される。そして、出力パルスCLO の幅は
各静電容量式センサＳ A ，ＳB ，ＳC ，ＳD の出力に対
応しているので、出力パルスCLO は平滑回路24で平滑さ
れて各静電容量式センサＳA ，ＳB ，ＳC ，ＳD の出力
和に対応したアナログ電圧出力（物の重量や人間の体重
に対応する）が得られる。
るから、図５に示すように、出力パルスCLO1〜CLO4は入
力クロック CL1〜CL4 のパルスが存在する１周期に必ず
現れ、出力パルスCLO1〜CLO4の「Ｈｉ」の区間が時間的
に重複することがない。これら出力パルスCLO1〜CLO4は
ＯＲ論理回路23により図５に示すように、一本の出力パ
ルスCLO に変換される。そして、出力パルスCLO の幅は
各静電容量式センサＳ A ，ＳB ，ＳC ，ＳD の出力に対
応しているので、出力パルスCLO は平滑回路24で平滑さ
れて各静電容量式センサＳA ，ＳB ，ＳC ，ＳD の出力
和に対応したアナログ電圧出力（物の重量や人間の体重
に対応する）が得られる。
【００１５】このように、複数の静電容量式センサ
ＳA ，ＳB ，ＳC ，ＳD を駆動する場合でも、ＯＰアン
プやＡ／Ｄ変換器等を使用しなくとも、各静電容量式セ
ンサＳA，ＳB ，ＳC ，ＳD の出力和を得られたことに
なる。 〔他の実施形態について〕なお、上記実施形態では論理
演算回路を加算用のものとしてあるが、これに限定され
ることなく、目的に応じて論理演算回路を変更すれば加
算以外の演算も可能である。
ＳA ，ＳB ，ＳC ，ＳD を駆動する場合でも、ＯＰアン
プやＡ／Ｄ変換器等を使用しなくとも、各静電容量式セ
ンサＳA，ＳB ，ＳC ，ＳD の出力和を得られたことに
なる。 〔他の実施形態について〕なお、上記実施形態では論理
演算回路を加算用のものとしてあるが、これに限定され
ることなく、目的に応じて論理演算回路を変更すれば加
算以外の演算も可能である。
【００１６】また、上記実施形態では、各静電容量式セ
ンサＳA ，ＳB ，ＳC ，ＳD 内に図４の検出基本回路が
１回路存在するものと説明したが、実際には目的に応じ
て複数の検出回路が内蔵されていることが多い。その場
合は、図６に示すように、必要に応じてセンサ出力を選
択して論理演算すればよい。
ンサＳA ，ＳB ，ＳC ，ＳD 内に図４の検出基本回路が
１回路存在するものと説明したが、実際には目的に応じ
て複数の検出回路が内蔵されていることが多い。その場
合は、図６に示すように、必要に応じてセンサ出力を選
択して論理演算すればよい。
【００１７】さらに、上記実施形態では可変静電容量部
Ｃ1 ，Ｃ2 は、力（重量）の検出対象により変化するも
のとしてあるが、これに限られることなく、加速度、相
対位置、レベル等の検出対象により変化するものとする
ことができる。
Ｃ1 ，Ｃ2 は、力（重量）の検出対象により変化するも
のとしてあるが、これに限られることなく、加速度、相
対位置、レベル等の検出対象により変化するものとする
ことができる。
【００１８】
【発明の効果】この発明は上記構成を有するものである
から以下の効果を奏する。
から以下の効果を奏する。
【００１９】発明の実施の形態段の欄の説明から明らか
なように、複数の静電容量式センサを同時に駆動する場
合でも、論理回路だけで出力クロックの加算等の演算が
可能な静電容量式センサの駆動回路を提供できた。
なように、複数の静電容量式センサを同時に駆動する場
合でも、論理回路だけで出力クロックの加算等の演算が
可能な静電容量式センサの駆動回路を提供できた。
【図１】この発明の実施形態の静電容量式センサの駆動
回路を使用した重量測定器の斜視図。
回路を使用した重量測定器の斜視図。
【図２】前記重量測定器の断面図。
【図３】前記静電容量式センサの駆動回路のブロック
図。
図。
【図４】前記静電容量式センサの検出回路図。
【図５】前記静電容量式センサの駆動回路の入力クロッ
クと出力パルスの関係を示すグラフ。
クと出力パルスの関係を示すグラフ。
【図６】他の実施形態の静電容量式センサの駆動回路の
ブロック図。
ブロック図。
【図７】先行技術の静電容量式センサの駆動回路のブロ
ック図。
ック図。
ＳA 静電容量式センサ ＳB 静電容量式センサ ＳC 静電容量式センサ ＳD 静電容量式センサ Ｃ1 可変静電容量部 Ｃ2 可変静電容量部 CL1〜CL4 入力クロック CLO1〜CLO4 出力パルス 23 ＯＲ論理回路 24 平滑回路
Claims (3)
- 【請求項１】 入力クロックにしたがって可変静電容量
部の容量変化量と対応するデューティ％の出力パルスを
発生せしめる静電容量式センサを複数設け、前記複数の
静電容量式センサに少なくとも一周期ずらせて入力クロ
ックを順番に入力すると共に、各静電容量式センサから
の出力パルスを論理演算して一本の出力パルスに変換す
るようにしてあることを特徴とする静電容量式センサの
駆動回路。 - 【請求項２】 論理演算してできた一本の出力パルスを
平滑回路を介してアナログ電圧出力に変換するようにし
たことを特徴とする請求項１記載の静電容量式センサの
駆動回路。 - 【請求項３】 各静電容量式センサからの出力パルスを
並列に論理演算して、それぞれ独立した複数の出力パル
スに変換することを特徴とする請求項１又は２記載の静
電容量式センサの駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20333198A JP3915030B2 (ja) | 1998-07-17 | 1998-07-17 | 静電容量式センサの駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20333198A JP3915030B2 (ja) | 1998-07-17 | 1998-07-17 | 静電容量式センサの駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000035358A true JP2000035358A (ja) | 2000-02-02 |
| JP3915030B2 JP3915030B2 (ja) | 2007-05-16 |
Family
ID=16472251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20333198A Expired - Fee Related JP3915030B2 (ja) | 1998-07-17 | 1998-07-17 | 静電容量式センサの駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3915030B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1975586A2 (en) | 2007-03-27 | 2008-10-01 | Nitta Corporation | Sensor driving circuit |
-
1998
- 1998-07-17 JP JP20333198A patent/JP3915030B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1975586A2 (en) | 2007-03-27 | 2008-10-01 | Nitta Corporation | Sensor driving circuit |
| JP2008241448A (ja) * | 2007-03-27 | 2008-10-09 | Nitta Ind Corp | センサ駆動回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3915030B2 (ja) | 2007-05-16 |
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|---|---|---|---|
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