JP2003075482A - インピーダンス検出方法、静電容量検出方法及びそのための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インピーダンスが基準値をまたぐように変化
したときでも出力が反転することのないインピーダンス
検出方法及びそのための装置を提供すること。 【解決手段】 インピーダンス検出装置は、被検出イン
ピーダンスのインピーダンスを検出するために交流信号
発生部２からの交流信号Ｖ_inを受け取るインピーダンス
検出部１と加算回路５とを備える。インピーダンス検出
部１の出力には、第１インピーダンス４の一端が接続さ
れ、交流信号発生部２には第２インピーダンス７の一端
が接続される。第１インピーダンス４の他端と第２イン
ピーダンス７の他端とは加算回路５の入力に接続され
る。被検出インピーダンスの最大変動範囲に応じて、第
１インピーダンス４と第２インピーダンス７とのうち少
なくとも一方が調整される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、被検出インピー
ダンス及び静電容量を正確に検出するためのインピーダ
ンス及び静電容量検出方法及びそのための装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】コンデンサマイクロフォンのような容量
性センサの容量を検出する容量検出装置においては、初
期設定時に、容量性センサの出力をキャンセルするよう
回路素子の値が調整される。しかし、そうした調整後に
実際に容量性センサの容量を測定すると、センサ容量が
基準値（例えばゼロ値）をまたぐように変化する、つま
り、容量性センサの出力が正から負へ、又は負から正へ
反転することがある。このような反転が生じると、容量
検出装置の出力を演算する後段の回路での処理が極めて
困難になるという問題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記の課題
を解決するために提案されたものであり、この発明の目
的は、センサ容量が基準値をまたぐように変化したとき
でも出力の位相が１８０゜反転することのないセンサ容
量検出方法及びそのための装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１の発明は、被検出インピーダンスのインピ
ーダンスを検出するためのインピーダンス検出部に交流
信号を入力し、第１インピーダンスを介した前記インピ
ーダンス検出部の出力と、第２インピーダンスを介した
前記交流信号とを加算手段によって加算して出力するイ
ンピーダンス検出方法であって、前記インピーダンスの
最大変動範囲に応じて、前記第１インピーダンスと前記
第２インピーダンスとのうち少なくとも一方を調整する
ことを特徴とするインピーダンス検出方法、を提供す
る。

【０００５】請求項２の発明は、被検出インピーダンス
のインピーダンスを検出するためのインピーダンス検出
部に交流信号を入力し、第１インピーダンスを介した前
記インピーダンス検出部の第１の出力と、第２インピー
ダンスを介した前記インピーダンス検出部の第２の出力
とを減算手段によって減算して出力するインピーダンス
検出方法であって、前記インピーダンスの最大変動範囲
に応じて、前記第１インピーダンスと前記第２インピー
ダンスとのうち少なくとも一方を調整することを特徴と
するインピーダンス検出方法、を提供する。

【０００６】請求項３の発明は、被検出インピーダンス
のインピーダンスを検出するためのインピーダンス検出
部に交流信号を入力し、前記インピーダンス検出部の第
１の出力を位相振幅調整手段に入力し、第１インピーダ
ンスを介した前記位相振幅調整手段の出力と、第２イン
ピーダンスを介した前記インピーダンス検出部からの第
２の出力とを加算手段によって加算して出力するインピ
ーダンス検出方法であって、前記インピーダンスの最大
変動範囲に応じて、前記第１インピーダンスと前記第２
インピーダンスとのうち少なくとも一方を調整すること
を特徴とするインピーダンス検出方法、を提供する。

【０００７】請求項４の発明は、前記インピーダンス検
出部を、第１演算増幅器の反転入力端子に前記交流信号
を印加し、前記第１演算増幅器の非反転入力端子を所定
の電位に接続するとともに、その出力端子とインピーダ
ンス変換器の入力端子間に第３インピーダンス素子を接
続し、前記インピーダンス変換器の入力端子と所定の電
位との間に前記被検出インピーダンスを接続し、前記第
１演算増幅器の出力端子に現れる電圧を検出信号として
出力するよう構成したことを特徴とする。

【０００８】請求項５の発明は、前記被検出インピーダ
ンスが容量性のものであり、前記被検出インピーダンス
の容量の最大変動範囲に応じて、前記第１インピーダン
スと前記第２インピーダンスとのうち少なくとも一方を
調整することを特徴とするものである。

【０００９】請求項６の発明は、前記被検出インピーダ
ンスがコンデンサであることを特徴とする。請求項７の
発明は、被検出インピーダンスのインピーダンスに対応
する検出信号を出力するインピーダンス検出装置であっ
て、被検出インピーダンスと、入力インピーダンスが高
く出力インピーダンスが低いインピーダンス変換器と、
第３インピーダンス素子と、第１演算増幅器とを含み、
前記インピーダンス変換器の入力端子には前記被検出イ
ンピーダンスの一端と前記第３インピーダンス素子の一
端とが接続され、前記第１演算増幅器の負帰還路に前記
第３インピーダンス素子と前記インピーダンス変換器と
が含まれるように接続され、前記第１演算増幅器の出力
に接続される信号出力端子とを備えるインピーダンス検
出部と、前記第１演算増幅器の入力に接続される交流信
号発生部と、前記信号出力端子の出力信号と前記交流信
号発生部の信号とを加算する加算回路と、前記インピー
ダンス検出部の出力に一端が接続された第１インピーダ
ンスと、前記交流信号発生部に一端が接続された第２イ
ンピーダンスとを具備し、前記第１インピーダンスの他
端と前記第２インピーダンスの他端とが前記加算回路の
入力に接続され、少なくとも前記第１インピーダンスと
前記第２インピーダンスとのいずれかが可変インピーダ
ンスであることを特徴とするインピーダンス検出装置、
を提供する。

【００１０】請求項８の発明は被検出インピーダンスの
インピーダンスに対応する検出信号を出力するインピー
ダンス検出装置であって、被検出インピーダンスと、入
力インピーダンスが高く出力インピーダンスが低いイン
ピーダンス変換器と、第３インピーダンス素子と、第１
演算増幅器とを含み、前記インピーダンス変換器の入力
端子には前記被検出インピーダンスの一端と前記第３イ
ンピーダンス素子の一端とが接続され、前記第１演算増
幅器の負帰還路に前記第３インピーダンス素子と前記イ
ンピーダンス変換器とが含まれるように接続され、前記
第１演算増幅器の出力に接続される信号出力端子とを備
えるインピーダンス検出部と、前記第１演算増幅器の入
力に接続される交流信号発生部と、前記インピーダンス
変換器の出力信号と前記信号出力端子の出力信号とを減
算する減算回路と、前記インピーダンス変換器の出力に
一端が接続された第１インピーダンスと、前記信号出力
端子に一端が接続された第２インピーダンスと、を具備
し、前記第１インピーダンスの他端と前記第２インピー
ダンスの他端とが前記減算回路の入力に接続され、少な
くとも前記第１インピーダンスと前記第２インピーダン
スとのいずれかが可変インピーダンスであることを特徴
とするインピーダンス検出装置、を提供する。

【００１１】請求項９の発明は、被検出インピーダンス
のインピーダンスに対応する検出信号を出力するインピ
ーダンス検出装置であって、被検出インピーダンスと、
入力インピーダンスが高く出力インピーダンスが低いイ
ンピーダンス変換器と、第３インピーダンス素子と、第
１演算増幅器とを含み、前記インピーダンス変換器の入
力端子には前記被検出インピーダンスの一端と前記第３
インピーダンス素子の一端とが接続され、前記第１演算
増幅器の負帰還路に前記第３インピーダンス素子と前記
インピーダンス変換器とが含まれるように接続され、前
記第１演算増幅器の出力に接続される信号出力端子とを
備えるインピーダンス検出部と、前記インピーダンス検
出部の出力に接続された位相振幅調整手段と、前記イン
ピーダンス変換器の出力信号と前記位相振幅調整手段の
出力信号とを加算する加算回路と、前記インピーダンス
変換器の出力に一端が接続された第１インピーダンス
と、前記位相振幅調整手段に一端が接続された第２イン
ピーダンスと、を具備し、前記第１インピーダンスの他
端と前記第２インピーダンスの他端とが前記加算回路の
入力に接続され、少なくとも前記第１インピーダンスと
前記第２インピーダンスとのいずれかが可変インピーダ
ンスであることを特徴とするインピーダンス検出装置。
を提供する。

【００１２】請求項１０の発明は、前記インピーダンス
変換器が、ボルテージフォロワとして動作する第２演算
増幅器を含むことを特徴とするものである。

【００１３】請求項１１の発明は、前記被検出インピー
ダンスが容量性であり、前記第３インピーダンス素子が
コンデンサであることを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係るインピーダ
ンス検出装置の若干の実施の形態例について、図１〜図
７を用いて説明し、併せて、この発明に係るインピーダ
ンス検出方法についても言及する。なお、これらの図に
おいて、同じ又は同様の構成要素は同一の参照数字で指
示するものとする。

【００１５】図１は、この発明に係るインピーダンス検
出装置としての第１の実施の形態の例を概略的に示すブ
ロック図である。同図において、インピーダンス検出部
１は容量性センサ（図示せず）の容量を検出するための
ものであり、交流信号発生部２から交流信号を受け取
る。インピーダンス検出部１は信号出力端子３を備え、
信号出力端子３からの信号出力は第１インピーダンス４
を介して加算回路５内の演算増幅器６の反転入力端子に
印加される。また、演算増幅器６の反転入力端子には交
流信号発生部２からの交流信号も第２インピーダンス７
を介して印加される。演算増幅器６の非反転入力端子は
接地され、出力端子と反転入力端子との間には帰還イン
ピーダンス８（例えば抵抗）が接続される。

【００１６】いま、測定対象である容量性センサのセン
サ容量をＣｓとし、センサ容量Ｃｓは最大値と最小値と
の間で変化するものとする。また、交流信号発生部２か
ら出力される交流信号をＶ_in、その角周波数をω、信号
出力端子３からの信号出力をＶ_outとし、ｋ及びｍを正
の定数とするとき、インピーダンス検出部１は、

【００１７】

【数１】Ｖ_out＝―ｍ（１＋ｊωｋＣｓ）Ｖ_in によって表される信号出力を提供するよう回路構成され
ている。

【００１８】一方、第１インピーダンス４、第２インピ
ーダンス７及び帰還インピーダンスの値をそれぞれＲｐ
₁、Ｒｐ₂及びＲｐ₃とし、加算回路５の出力したがって
演算増幅器６の出力をＶａとすると、

【００１９】

【数２】Ｖａ＝−｛（Ｒｐ₃／Ｒｐ₁）・Ｖ_out＋（Ｒｐ₃
／Ｒｐ₂）・Ｖ_in｝ が成り立つ。そこで、第１インピーダンス４と第２イン
ピーダンス７とのうちの一方又は両方の値を適切に調整
することによって、出力Ｖａから不要なＶｉｎの成分を
除去する。これにより、センサ容量Ｃｓの値が変化して
も、出力Ｖａを検波して得られる信号はセンサ容量Ｃｓ
の変化を忠実に表すものとなり、従来のような反転が生
じることはない。この場合、帰還インピーダンス８の影
響も多少あるが、最も調整しやすいのは第１インピーダ
ンス４と第２インピーダンス７であり、大半は第１イン
ピーダンス４や第２インピーダンス７を調整することで
足りる。

【００２０】このように、この第１の実施の形態の例に
おいては、容量性センサの容量Ｃｓを検出するためのイ
ンピーダンス検出部１に交流信号発生部２から交流信号
を入力し、第１インピーダンス４を介したインピーダン
ス検出部１の信号出力Ｖ_outと、第２インピーダンス７
を介した交流信号とを加算回路５における演算増幅器６
の反転入力端子に印加する。この場合、加算回路５を用
いたのは、第１インピーダンス４を介したインピーダン
ス検出部１の信号出力Ｖ_outと、第２インピーダンス７
を介した交流信号とは符号が異なるという性質を利用し
て、交流信号発生部２からの交流信号の一部を信号出力
Ｖ_outから除去するためである。したがって、センサ容
量Ｃｓの最大値と最小値の幅を考慮して第１インピーダ
ンス４と第２インピーダンス７との値のうちの一方又は
両方を適切に調節することにより、センサ容量Ｃｓの変
化に無関係に、加算回路５の出力Ｖａを検波して得た信
号に従来のような反転は生じない。

【００２１】図２は、従来の容量検出回路と図１に示す
インピーダンス検出装置としての容量検出装置との出力
信号を対比して示す図である。まず、細い実線２１は従
来の容量検出回路の出力を示しており、その交流出力を
検波して得た包絡線２２（一点鎖線で示す）は、図に
「反転域」として示すように、出力基準値Ｒよりも下側
の部分が反転されて上側に現れてしまう部分を含んでい
る。これに対して、点線２３は本発明による容量検出装
置の出力Ｖａを示しており、これを検波して得た包絡線
２４（太い実線で示す）はセンサ容量Ｃｓの変化を忠実
に反映し、従来のような反転が生じることはない。

【００２２】図３は、この発明に係るインピーダンス検
出装置の第２の実施の形態の例を概略的に示すブロック
図である。同図において、容量性センサのセンサ容量Ｃ
ｓを測定するためのインピーダンス検出部３１は、交流
信号発生部２から交流信号を受け取る。このインピーダ
ンス検出部３１は、信号出力端子３に加えて、交流信号
出力端子３２を備えている。信号出力端子３からの信号
出力Ｖ_outは、第１インピーダンス４を介して減算回路
３３の演算増幅器３４の非反転入力端子に入力され、交
流信号出力端子３２からの交流信号出力Ｖ_Oは第２イン
ピーダンス７を介して演算増幅器３４の反転入力端子に
入力される。演算増幅器３４の出力端子は帰還インピー
ダンス８を介して反転入力端子と接続され、非反転入力
端子は抵抗３５を介して接地される。

【００２３】図３に示す第２の実施の形態においては、
インピーダンス検出部３１は、

【００２４】

【数３】Ｖ_out＝―ｍ（１＋ｊωｋＣｓ）Ｖ_in で表される信号出力Ｖ_outと、

【００２５】

【数４】Ｖ_O＝―ｎＶ_in で表される交流信号出力Ｖ_Oとを出力するよう回路構成
されている。なお、前述のとおり、Ｖ_inは交流信号発生
部２からの交流信号の振幅、ωはその角周波数であり、
ｋ、ｍ及びｎは正の定数である。

【００２６】このように、信号出力Ｖ_outと交流信号出
力Ｖ_Oとは同符号の信号であるから、容量性センサのセ
ンサ容量Ｃｓが最大値と最小値との間で変化することを
考慮して第１インピーダンス４と第２インピーダンス７
との値を適切に調整し、第１インピーダンス４を介した
センサ信号出力Ｖ_outと第２インピーダンス７を介した
交流信号出力Ｖ_Oとを減算回路３３によって減算するこ
とにより、センサ信号出力Ｖ_outに含まれる不要なＶ_in
の成分を交流信号出力Ｖ_Oによって除去することができ
る。これにより、演算増幅器３４の出力したがって減算
回路３３の出力Ｖａを図２の点線２３で示すものとする
ことができ、それを検波して得られる信号には反転が生
じない。

【００２７】上記のように、この第２の実施の形態の例
においては、容量性センサの容量を検出するためのイン
ピーダンス検出部３１に交流信号発生部２から交流信号
を入力し、第１インピーダンス４を介したインピーダン
ス検出部３１の信号出力Ｖ_{ou t}と、第２インピーダンス
７を介しての交流信号出力Ｖ_O、すなわち、第２インピ
ーダンス７を介した交流信号とを減算回路３３によって
減算する。減算を行うのは、インピーダンス検出部３１
からの信号出力Ｖ_outと交流信号出力Ｖ_Oとの符号が同じ
だからである。そこで、センサ容量Ｃｓが示す最大値と
最小値との幅を考慮して第１インピーダンス４と第２イ
ンピーダンス７の値のうち一方又は両方を適切に調整し
て減算回路３３で減算することにより、減算回路３３か
らの出力Ｖａを検波して得た信号は反転した部分を含ん
でおらず、センサ容量Ｃｓの変化を忠実に反映するもの
となる。

【００２８】図４は、この発明に係るインピーダンス検
出装置の第３の実施の形態の例を概略的に示すブロック
図である。この第３の実施の形態の例におけるインピー
ダンス検出部は、第２の実施の形態におけるインピーダ
ンス検出部３１と同じ構成を有しており、したがって、
インピーダンス検出部３１は、

【００２９】

【数５】Ｖ_out＝―ｍ（１＋ｊωｋＣｓ）・Ｖ_in で表される信号出力Ｖ_outを信号出力端子３から、ま
た、

【００３０】

【数６】Ｖ_O＝―ｎＶ_in で表される交流信号出力Ｖ_Oを交流信号出力端子３２か
ら出力するよう回路構成されている。なお、前述のとお
り、Ｖ_inは交流信号発生部２からの交流信号の振幅、ω
はその角周波数であり、ｋ、ｍ及びｎは正の定数であ
る。

【００３１】この第３の実施の形態の例においては、イ
ンピーダンス検出部３１の信号出力Ｖ_outを位相振幅調
整回路４１に加えて信号出力Ｖ_outの符号を反転させ、
交流信号出力Ｖ_Oと逆符号とする。そこで、図１の第１
の実施の形態の例と同様に、位相振幅調整回路４１の出
力を第１インピーダンス４を介して加算回路５における
演算増幅器６の反転入力端子に加え、同様に、インピー
ダンス検出部３１の交流信号出力Ｖ_Oも第２インピーダ
ンス７を介して演算増幅器６の反転入力端子に印加す
る。演算増幅器６の非反転流力端子は接地され、また、
演算増幅器６の出力端子と非反転入力端子との間には帰
還インピーダンス８が接続される。

【００３２】そこで、図１に示す第１の実施の形態の例
と同様に、第１インピーダンス４と第２インピーダンス
７とのうちの一方又は両方の値を適切に調整することに
よって、出力Ｖａから不要なＶ_inの成分を除去する。こ
れにより、センサ容量Ｃｓの値が変化しても、出力Ｖａ
を検波して得られる信号はセンサ容量Ｃｓの変化を忠実
に表すものとなり、従来のような反転が生じることはな
い。

【００３３】このように、この発明の第３の実施の形態
の例においては、容量性センサの容量Ｃｓを検出するた
めのインピーダンス検出部３１に交流信号を入力し、イ
ンピーダンス検出部３１の信号出力Ｖ_outを位相振幅調
整回路４１に入力して符号を反転させる。位相振幅調整
回路４１からの第１インピーダンス４を介した出力は、
第２インピーダンス７を介したインピーダンス検出部３
１からの交流信号出力Ｖ_Oと共に演算増幅器６の反転入
力端子に印加される。このとき、センサ容量Ｃｓの最大
値と最小値の幅を考慮して第１インピーダンス４と第２
インピーダンス７との値のうちの一方又は両方を適切に
調節することにより、加算回路５の出力Ｖａは図２の点
線２３のようになり、それを検波して得た信号はセンサ
容量Ｃｓの変化を忠実に反映し、反転が生じることはな
い。

【００３４】なお、これまでの例における加算回路への
それぞれの入力端子は、互いに交換可能である。

【００３５】

【実施例】第１の実施例 以下、図４に示すインピーダンス検出装置の３つの実施
例について説明する。図５はその第１の実施例を示して
おり、インピーダンス検出部１と加算回路５と位相振幅
調整回路４１とを備えるインピーダンス検出装置におい
て、インピーダンス検出部１は、第１演算増幅器５１及
び第２演算増幅器５２を備えている。第２演算増幅器５
２の反転入カ端子と出力端子との間は短絡され、第２演
算増幅器５２はボルテージフォロワを構成していてイン
ピーダンス変換器として機能する。第２演算増幅器５２
の非反転入力端子は第３インピーダンス素子としてのコ
ンデンサ５３を介して第１演算増幅器５１の出力端子と
接続され、また、この非反転入力端子には、信号線５４
を介して容量性センサ５５の一端が接続可能である。容
量性センサ５５は、受けた物理量（加速度、圧カ、ガ
ス、光、音波等）に応じてその有する静電容量Ｃｓを変
化させるものである。容量性センサ５５の他端はＤＣバ
イアスされ、接地され又はフローティング状態にされる
が、ＤＣバイアスを印加するか、接地した方がより精度
よく測定することが可能となる。更に、信号線５４の電
位を固定するために信号線と接地との間には、第４イン
ピーダンスとしての抵抗５６（抵抗値Ｒ９）が接続され
る。

【００３６】第２演算増幅器５２の反転入力端子は、第
１抵抗（抵抗値Ｒ１）５７と第２抵抗（抵抗値Ｒ２）５
８との直列接続を介して交流信号発生部２に接続され、
第１演算増幅器５１の反転入力端子は第１抵抗５７と第
２抵抗５８との接続点に接続される。第１演算増幅器５
１の出力端子は信号出力端子５９に接続され、第２演算
増幅器５２の出力端子は交流信号出力端子６０に接続さ
れる。

【００３７】信号出力端子５９は、位相振幅調整回路４
１の第３抵抗（抵抗値Ｒ３）６１を介して第３演算増幅
器６２の反転入力端子に接続され、第３演算増幅器６２
の出力端子と反転入力端子との間には、第４抵抗（抵抗
値Ｒ４）６３と第５抵抗（抵抗値Ｒ５）６４とが直列に
接続され、第５抵抗６４に並列にコンデンサ６５が接続
される。第３演算増幅器６２の非反転入力端子は接地さ
れる。

【００３８】インピーダンス検出部１の交流信号出力端
子６０及び位相振幅調整回路４１の反転出力端子６６
は、第４演算増幅器６７を備えた加算回路５に接続され
る。すなわち、交流信号出力端子６０は第６抵抗（抵抗
値Ｒ６）６８を介して、また、反転出力端子６６は第７
抵抗（抵抗値Ｒ７）６９を介して、それぞれ第４演算増
幅器６７の反転入力端子に接続される。第４演算増幅器
６７の反転入力端子と出力端子との間には第８抵抗（抵
抗値Ｒ８）で接続される。第４演算増幅器６７の非反転
入カ端子は接地される。

【００３９】なお、図５と図４との加算回路５を比較す
ると明らかなように、第７抵抗６９は図４の第１インピ
ーダンス４に相当し、第６抵抗６８は図４の第２インピ
ーダンス７に相当し、第８抵抗７０は図４の帰還インピ
ーダンス８に相当し、第４演算増幅器６７は図４の演算
増幅器６に相当する。

【００４０】次に、図５に示すように構成されたインピ
ーダンス検出装置の動作について説明する。まず、容量
性センサ５５の一端を第２演算増幅器５２の非反転入力
端子に接続する。容量性センサ５５の他端は接地され
る。交流信号出力端子６０における電圧Ｖ_Oは、

【００４１】

【数７】Ｖ_O＝一（Ｒ２／Ｒ１）・Ｖ_in で表される。つまり、第１演算増幅器５１と第２演算増
幅器５２で構成されたボルテージフォロワ、第１抵抗５
７、第２抵抗５８によって、入カ電圧Ｖ_inを増幅した電
圧Ｖ_Oをボルテージフォロワの出力端子から出力させる
増幅回路が構成されている。これは、第２演算増幅器５
２の両入力端子がイマジナリーショート状態であり、第
１演算増幅器５１を含む増幅回路が構成されていると言
ってもよい。

【００４２】位相振幅調整回路４１のゲインが−１とな
るように第３抵抗６１、第４抵抗６３及び第５抵抗６４
を設定すると、反転出力端子６６における電圧Ｖｂは信
号出力Ｖｏｕｔの符号を反転させたものとなる。すなわ
ち、

【００４３】

【数８】Ｖｂ＝−Ｖ_out が成り立つ。さらに、加算回路５の第４演算増幅器６７
の出力端子における電圧、すなわちインピーダンス検出
装置の出力Ｖａは、

【００４４】

【数９】 Ｖａ＝−Ｒ８・｛（Ｖ_O／Ｒ６）＋（Ｖｂ／Ｒ７）｝ となるから、Ｒ６＝Ｒ７＝Ｒ８とすると、Ｖａは

【００４５】

【数１０】 Ｖａ＝−（Ｖ_O十Ｖｂ）＝−（Ｖ_O−Ｖ_out）＝Ｖ_out−Ｖ_O （１） と表される。これは、位相振幅調整回路４１と加算回路
５とによってキャンセル手段が構成されることを示して
いる。

【００４６】いま、コンデンサ５３を容量性センサ５５
に向かって流れる電流をｉとすると、ボルテージフォロ
ワやイマジナリーショート等の機能によって電流ｉのほ
ぼ全量が容量性センサ５５に流れることになる。したが
って、容量性センサ５５のインピーダンスをＺ（＝１／
ｊωＣｓ）とすると、Ｖ_O＝Ｚ・ｉと表されるので、コ
ンデンサ５３の容量をＣｆ、そのインピーダンスをＺｃ
（＝１／ｊωＣｆ）とすると、センサ信号出力端子５９
から出力される信号出力Ｖ_outは

【００４７】

【数１１】 Ｖ_out＝ｉ・Ｚｃ＋Ｖ_O＝（１十Ｃｓ／Ｃｆ）・Ｖ_O （２） で表され、第２演算増幅器５２からの出力Ｖ_Oを含んで
いる。これを前記の式（１）に代入すると、

【００４８】

【数１２】 Ｖａ＝Ｖ_out−Ｖｏ＝（１十Ｃｓ／Ｃｆ）・Ｖ_O―Ｖ_O ＝（Ｃｓ／Ｃｆ）・Ｖ_O ＝一｛（Ｃｓ・Ｒ２）／（Ｒ１・Ｃｆ）｝・Ｖ_in （３） が求まる。したがって、加算回路５からは、容量性セン
サ５５の容量値Ｃｓに比例した値である出力Ｖａが得ら
れることになるので、出力Ｖａに基づいて後続の信号処
理を行うことにより、容量性センサ５５の容量値Ｃｓを
求めることができる。

【００４９】一方、容量性センサ５５の持つセンサ容量
Ｃｓの基準容量をＣｄ、センサ容量Ｃｓの変化量をΔ
Ｃ、センサ容量Ｃｓ（＝Ｃｄ＋ΔＣ）の最大変化量の絶
対値をΔＣ_maxとすると、センサ容量Ｃｓの取り得る範
囲は

【００５０】

【数１３】Ｃｄ―ΔＣ_max＜Ｃｓ＜Ｃｄ＋ΔＣ_max となり、式（２）及び（３）は

【００５１】

【数１４】 Ｖ_out＝（１＋Ｃｄ／Ｃｆ＋ΔＣ／Ｃｆ）・Ｖ_O （４） Ｖａ＝（Ｃｄ／Ｃｆ＋ΔＣ／Ｃｆ）・Ｖ_O （５） のように書き直すことができる。また、図５の回路構成
から、出力Ｖａは、

【００５２】

【数１５】 Ｖａ＝（Ｒ８／Ｒ６）・Ｖ_O ―（Ｒ８／Ｒ７）・（１＋Ｃｄ／Ｃｆ＋ΔＣ／Ｃｆ）・Ｖ_O （６） として表すことができる。

【００５３】上記のとおり、センサ容量Ｃｓが取り得る
最小値はＣｄ―ΔＣ_maxであるから、この第１の実施例
においては、センサ容量Ｃｓが最小値になったときにも
インピーダンス検出装置の出力Ｖａが正から負への、又
は、負から正への反転を生じないように、第６抵抗６８
及び第７抵抗６９のうちの一方又は両方を調整する。こ
こで条件を出すために整理すると、まず、出力Ｖａに反
転を生じさせるようにするには、

【００５４】

【数１６】 Ｖａ＝［―（Ｒ８／Ｒ７）・｛（１＋（Ｃｄ／Ｃｆ）−（ΔＣ_max／Ｃｆ）｝ ＋（Ｒ８／Ｒ６）］・Ｖ_O （７） であり、Ｃｓが最小値Ｃｄ−ΔＣ_maxとなるときでも、
常に反転、すなわち、ＶａとＶ_Oとが逆相になるように
すればよい。したがって、式（７）のＶａの右辺の
［ ］内が０以下となるようにする。つまり、

【００５５】

【数１７】 ―（Ｒ８／Ｒ７）・｛（１＋（Ｃｄ／Ｃｆ）−（ΔＣ_max／Ｃｆ）｝ ＋（Ｒ８／Ｒ６）≦０ （８） となるように、第６抵抗６８の値Ｒ６と第７抵抗６９の
値Ｒ７のうち一方又は両方を調節すればよい。実際に
は、容量性センサ５５毎に変化しない固有に持っている
基準容量Ｃｄ及び最大変化量の絶対値ΔＣ_maxが異なる
ので、それに合わせて第６抵抗６８の値Ｒ６と第７抵抗
６９の値Ｒ７のうち一方又は両方を調節する必要があ
る。

【００５６】次に、容量性センサ５５のセンサ容量Ｃｓ
が変化し得る全範囲で出力Ｖａが反転しないように回路
設計するようにしてもよい。すなわち、出力Ｖａは

【００５７】

【数１８】 Ｖａ＝［（Ｒ８／Ｒ７）・｛（１＋（Ｃｄ／Ｃｆ）＋（ΔＣ_max／Ｃｆ）｝ ―（Ｒ８／Ｒ６）］・Ｖ_O （９） と表されるので、ＶａがＶ_Oに対して常に正相となれば
よい。この式（９）でＶａの右辺の［ ］内が０以上と
なるように、つまり、

【００５８】

【数１９】 （Ｒ８／Ｒ７）・｛（１＋（Ｃｄ／Ｃｆ）＋（ΔＣ_max／Ｃｆ）｝ ―（Ｒ８／Ｒ６）≧０ （１０） が成立するように第６抵抗６８の値Ｒ６と第７抵抗６９
の値Ｒ７のうち一方又は両方を調節するようにしてもよ
い。

【００５９】第２演算増幅器５２は、全ての端子が交流
動作しているため、この第２演算増幅器５２だけで大き
なゲインを得ようとすると、揺らぎ等による演算誤差が
大きくなってしまう。その結果、容量値Ｃｓの測定に誤
差が含まれることになる。そこで、第２演算増幅器５２
の反転入力端子と出力端子とを短絡し、ゲインが１のボ
ルテージフォロワとして機能させ、必要なゲインは第１
演算増幅器５１でかせぐようにする。これにより、容量
値Ｃｓの測定を正確に行うことができる。これに加え
て、電圧増幅を行う第１演算増幅器５１の非反転入力端
子は接地されるので、該端子の電圧が安定し、特に高速
動作させている場合に、出力信号に含まれる高調波を抑
制し演算誤差を低減することができる。この非反転入力
端子は電圧が安定すればよいので、接地以外に、一定の
電圧が印加されていてもよい。いずれにせよ高速で動作
させる場合には、この非反転入力端子が一定の電圧値に
保持されていることが好ましい。これにより、従来の回
路で誤差要因となっていた出力Ｖａの高調波成分が大幅
に低減され、演算精度を顕著に向上させることができる
ので、センサ容量Ｃｓを一段と高精度に測定することが
できる。

【００６０】このように、Ｖ_outからＶ_Oを差し引くこと
により、Ｃｓに比例した出力Ｖａを取り出し、容量性セ
ンサ５５に流れる電流のみを検出することができる。こ
れによって、Ｃｓを算出するために必要な以後の信号処
理回路を簡素化して誤差要因の発生を極カ抑制すること
ができる。なお、Ｖ_outからＶ_Oを差し引くにあたって
は、減算回路を用いたり、図５に示すように、Ｖ_outの
位相を反転してからＶ_Oに加算するようにしてもよい。

【００６１】第２の実施例 次に、図６により、図４に示すインピーダンス検出装置
の第２の実施例を説明する。この第２の実施例を図５に
示す第１の実施例と比較すると、第２の実施例は、
（１）第３インピーダンス素子として、コンデンサ５３
の代わりに抵抗値Ｒ１０の第１０抵抗７１を用い、第１
演算増幅器５１の出力端子と第２演算増幅器５２の非反
転入力端子との間を第１０抵抗７１を介して接続した
点、（２）第１演算増幅器５１の出力端子と第２演算増
幅器５２の非反転入力端子とを接続する部分、及び、容
量性センサ５５の一端から第２演算増幅器５２の非反転
入力端子に至る部分を、信号線５４及び第１０抵抗７１
を含んでシールド線７２によって被覆している点、
（３）交流信号発生部２の出力側とシールド線７２との
間を補償回路７３によって接続した点、（４）第９抵抗
５６を削除した点、で相違し、他の点では構成が一致し
ている。以下、図６に示す第２の実施例については、上
の（１）〜（４）に関連する部分について主に説明する
ことにし、残余の点については、既に図５により第１の
実施例について行った説明を援用し、ここで重ねて説明
しないことにする。

【００６２】まず、上記の（４）の点について触れる
と、図５に示す第１の実施例においては、コンデンサ５
３を用いて第１演算増幅器５１の出力と第２演算増幅器
５２の入力とを接続したため、信号線５４の電位を固定
するために第９抵抗５６を用いた。しかし、第２の実施
例においては、第１演算増幅器５１の出力と第２演算増
幅器５２の入力とを第１０抵抗７１によって接続してい
る。このため、第９抵抗５６は不要になる。

【００６３】図６において、第１演算増幅器５１の出力
端子から第２演算増幅器５２の非反転入力端子に至る部
分、及び、容量性センサ５５から第２演算増幅器５２の
非反転入力端子に至る部分を、信号線５４及び第１０抵
抗７１を含んでシールド線７２で被覆したのは電気的遮
蔽のためであり、シールド線７２は、補償回路７３を介
して交流信号発生部１の出力側すなわち非接地側に接続
される。容量性センサ５５は例えば２重シールドケーブ
ルの芯線を介して第２演算増幅器５２の非反転入力端子
と接続される。

【００６４】補償回路７３は位相調整部と振幅調整部と
から構成され、交流信号発生部２からの交流信号を直接
印加し、その出力を位相補償してシールド線７２に印加
させてもよいし、図示していないが、第２演算増幅器５
２の出力を位相振幅補償してシールド線７２に印加させ
るようにしてもよい。前記したように、第２演算増幅器
５２は、その反転入力端子と非反転入力端子とをイマジ
ナリ・ショートの状態として動作している。しかしなが
ら第２演算増幅器５２の入力インピダンスも理想的な無
限大ではないため、反転入力端子の電圧と非反転入力端
子の電圧との間に微小な振幅差及ぴ位相差が発生する。
しかし、これらの電圧は交流信号発生部２からの交流信
号Ｖｉｎに同期した信号であるので、補償回路７３によ
って、交流信号Ｖｉｎの位相と振幅を調整して非反転入
力端子での電圧と位相及び振幅の等しいシールド電圧を
形成し、これをシールド線７２に印加する。これによっ
て、シールド線７２の電圧は瞬時においても信号線５４
の電圧と等しくなり、信号線５４とシールド線７２との
間の浮遊容量が確実に検出されなくなるので、容量性セ
ンサ５５のセンサ容量Ｃｓを一層高精度に検出すること
が可能となる。

【００６５】このように、第２の実施例では、補償回路
７３によって交流信号Ｖ_inの振幅及び位相を調整して、
信号線５４の電圧と振幅及び位相の等しいシールド電圧
を形成し、これをシールド線７２に印加しているので、
交流信号Ｖ_inが数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ程度の低周波は言
うに及ばず、例えば１０⁹Ｈｚ以上の高周波であって
も、信号線５４とシールド線７２との間の浮遊容量が確
実に検出されなくなるので、容量性センサ５５が有する
容量Ｃｓのみを正確に検出することができる。

【００６６】なお、補償回路７３を位相振幅調整回路４
１と同様の回路によって構成してもよい。このようにす
ると、第２演算増幅器５２の非反転入力端子が接地され
ることになるので、シールド電圧に含まれる高調波が誤
差要因となるのをさらに防止することができる。また、
インピーダンス検出装置の使用状況によっては、補償回
路７３によって信号線５４とシールド線７２との間に所
要の電位差を与えるよう交流信号Ｖｉｎの振幅と位相と
を適宜に調整するようにしてもよい。

【００６７】図６に示す第２の実施例においては、第１
演算増幅器５１の出力端子と第２印算増幅器５２の非反
転入力端子との間を第１０抵抗７１によって接続するよ
うにしたものであるから、第２の実施例の動作を数式に
よって解析するに際しては、第１の実施例における式
（２）〜（１０）において、コンデンサ５３の容量Ｃｆ
の代わりに第１０抵抗７１の抵抗値Ｒ１０を用いればよ
い。すなわち、信号出力端子５９から出力される信号出
力Ｖ_outは、式（２）のＺｃ（＝１／ｊωＣｆ）の代わ
りにＲ１０を用いて

【００６８】

【数２０】 Ｖ_out＝ｉ・Ｒ１０＋Ｖ_O＝（１十ｊωＣｓ・Ｒ１０）・Ｖ_O （１１） で表される。これを前記の式（１）に代入すると、

【００６９】

【数２１】 Ｖａ＝Ｖ_out−Ｖ_O＝（ｊωＣｓ・Ｒ１０）・Ｖ_O ＝一（Ｒ２／Ｒ１）・（ｊωＣｓ・Ｒ１０）・Ｖ_in （１２） が求まる。

【００７０】そこで、Ｃｓ＝Ｃｄ＋ΔＣを用いると、式
（１１）及び（１２）は

【００７１】

【数２２】 Ｖ_out＝｛（１＋ｊω（Ｃｄ＋ΔＣ）・Ｒ１０｝・Ｖ_O （１３） Ｖａ＝ｊω（Ｃｄ＋ΔＣ）・Ｒ１０・Ｖ_O （１４） と書き直すことができる。また、図６においても、出力
Ｖａについて、

【００７２】

【数２３】 Ｖａ＝（Ｒ８／Ｒ６）・Ｖ_O―（Ｒ８／Ｒ７）・Ｖ_out が成り立つから、出力Ｖａは

【００７３】

【数２４】 Ｖａ＝（Ｒ８／Ｒ６）・Ｖ_O―（Ｒ８／Ｒ７）・｛（１＋ｊω（Ｃｄ＋ΔＣ） ・Ｒ１０）｝・Ｖ_O （１５） として表される。

【００７４】そこで、第２の実施例においても出力Ｖａ
に反転を生じさせないようにするには、

【００７５】

【数２５】 Ｖａ＝［―（Ｒ８／Ｒ７）・｛（１＋（ｊωＣｄ・Ｒ１０） −（ｊωΔＣ_max・Ｒ１０）｝＋（Ｒ８／Ｒ６）］・Ｖ_O （１６） であり、Ｃｓが最小値Ｃｄ−ΔＣ_maxとなるときでも、
常に反転、すなわち、ＶａとＶ_Oとが逆相になるように
すればよい。したがって、式（１６）のＶａの右辺の
［ ］内が０以下となるようにする。つまり、

【００７６】

【数２６】 ―（Ｒ８／Ｒ７）・｛（１＋（ｊωＣｄ・Ｒ１０） −（ｊωΔＣ_max・Ｒ１０）｝＋（Ｒ８／Ｒ６）］≦０ （１７） となるように第６抵抗６８の値Ｒ６と第７抵抗６９の値
Ｒ７のうち一方又は両方を調節すればよい。実際には、
容量性センサ５５毎に基準容量Ｃｄ及び最大変化量の絶
対値ΔＣ_maxが異なるので、それに合わせて第６抵抗６
８の値Ｒ６と第７抵抗６９の値Ｒ７のうち一方又は両方
を調節する必要がある。

【００７７】なお、容量性センサ５５のセンサ容量Ｃｓ
が変化し得る全範囲で出力Ｖａが反転しないように回路
設計するようにしてもよい。すなわち、出力Ｖａは

【００７８】

【数２７】 Ｖａ＝［（Ｒ８／Ｒ７）・｛（１＋（ｊωＣｄ・Ｒ１０） ＋（ｊωΔＣ_max・Ｒ１０）｝―（Ｒ８／Ｒ６）］・Ｖ_O （１８） と表されるので、この式（１８）を式（１５）と等しい
とおいて、

【００７９】

【数２８】 （Ｒ８／Ｒ７）・｛（１＋（ｊωＣｄ・Ｒ１０） ＋（ｊωΔＣ_max・Ｒ１０）｝―（Ｒ８／Ｒ６）≧０ （１９） が成立するように第６抵抗６８の値Ｒ６と第７抵抗６９
の値Ｒ７のうち一方又は両方を調節するようにしてもよ
い。

【００８０】図７は、図５におけるボルテージフォロワ
をインピーダンス変換器としたもので、基本的な動作は
同じであるので詳細な説明は略すが、このような構成と
することもできる。なお、ここでのインピーダンス変換
器は入力インピーダンスが高く出力インピーダンスが低
いものであり、既存の演算増幅器を用いたものを使用す
ることができる。

【００８１】以上、この発明に係るインピーダンス検出
装置の若干の実施の形態及び実施例を説明してきたが、
この発明はこうした実施の形態及び実施例に限定される
ものではない。例えば、信号線５４を介してインピーダ
ンス検出部１に容量性センサ５５を接続する代わりに、
信号線５４の１端に測定電極を設け、この測定電極と被
測定対象との間に形成される容量を検出又は測定するよ
うにしてもよい。また、インピーダンス検出部１に使用
される第1演算増幅器５１及び第２演算増幅器５２を、
それぞれ非反転増幅器として構成するようにしてもよ
い。さらに、シールド線７２は１重に限らず、２重や３
重のシールド層を有するものであってよい。しかし、信
号線５４が短ければ、信号線５４の周囲にシールド線５
４を設ける必要はない。

【００８２】

【発明の効果】以上、この発明に係るインピーダンス及
び静電容量検出装置及びそれらの検出方法について説明
したところから理解されるように、この発明は、被測定
対象であるインピーダンスが示す最大変化幅を考慮して
第１インピーダンスと第２インピーダンスとのうち少な
くとも一方を調整するようにしたので、インピーダンス
が基準値をまたいで変化した場合であっても、インピー
ダンス検出装置からの出力を処理して得た信号が反転現
象を示すことはなく、したがって後処理が容易になると
いう格別の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るインピーダンス検出装置の第１
の実施の形態を概略的に示すブロック図である。

【図２】従来の容量検出装置と図１のインピーダンス検
出装置との出力波形を比較して示す図である。

【図３】この発明に係るインピーダンス検出装置の第２
の実施の形態を概略的に示すブロック図である。

【図４】この発明に係るインピーダンス検出装置の第３
の実施の形態を概略的に示すブロック図である。

【図５】図４に示すインピーダンス検出装置の第１の実
施例を示す図である。

【図６】図４に示すインピーダンス検出装置の第２の実
施例を示す図である。

【図７】図４に示すインピーダンス検出装置の第３の実
施例を示す図である。

【符号の説明】

１：インピーダンス検出部、 ２：交流信号発生部、
３：信号出力端子、４：第１インピーダンス、 ５：加
算回路、 ６：演算増幅器、 ７：第２インピーダン
ス、 ８：帰還インピーダンス、 ３１：インピーダン
ス検出部、 ３２：交流信号出力端子、 ３３：減算回
路、 ３４：演算増幅器、 ４１：位相振幅調整回路

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検出インピーダンスのインピーダンス
   を検出するためのインピーダンス検出部に交流信号を入
   力し、第１インピーダンスを介した前記インピーダンス
   検出部の出力と、第２インピーダンスを介した前記交流
   信号とを加算手段によって加算して出力するインピーダ
   ンス検出方法であって、 前記インピーダンスの最大変動範囲に応じて、前記第１
   インピーダンスと前記第２インピーダンスとのうち少な
   くとも一方を調整することを特徴とするインピーダンス
   検出方法。
2. 【請求項２】 被検出インピーダンスのインピーダンス
   を検出するためのインピーダンス検出部に交流信号を入
   力し、第１インピーダンスを介した前記インピーダンス
   検出部の第１の出力と、第２インピーダンスを介した前
   記インピーダンス検出部の第２の出力とを減算手段によ
   って減算して出力するインピーダンス検出方法であっ
   て、 前記インピーダンスの最大変動範囲に応じて、前記第１
   インピーダンスと前記第２インピーダンスとのうち少な
   くとも一方を調整することを特徴とするインピーダンス
   検出方法。
3. 【請求項３】 被検出インピーダンスのインピーダンス
   を検出するためのインピーダンス検出部に交流信号を入
   力し、前記インピーダンス検出部の第１の出力を位相振
   幅調整手段に入力し、第１インピーダンスを介した前記
   位相振幅調整手段の出力と、第２インピーダンスを介し
   た前記インピーダンス検出部からの第２の出力とを加算
   手段によって加算して出力するインピーダンス検出方法
   であって、 前記インピーダンスの最大変動範囲に応じて、前記第１
   インピーダンスと前記第２インピーダンスとのうち少な
   くとも一方を調整することを特徴とするインピーダンス
   検出方法。
4. 【請求項４】 前記インピーダンス検出部は、 第１演算増幅器の反転入力端子に前記交流信号を印加
   し、前記第１演算増幅器の非反転入力端子を所定の電位
   に接続するとともに、その出力端子とインピーダンス変
   換器の入力端子間に第３インピーダンス素子を接続し、
   前記インピーダンス変換器の入力端子と所定の電位との
   間に前記被検出インピーダンスを接続し、前記第１演算
   増幅器の出力端子に現れる電圧を検出信号として出力す
   ることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つに記
   載のインピーダンス検出方法。
5. 【請求項５】 前記被検出インピーダンスが容量性のも
   のであり、前記被検出インピーダンスの容量の最大変動
   範囲に応じて、前記第１インピーダンスと前記第２イン
   ピーダンスとのうち少なくとも一方を調整することを特
   徴とする、請求項１〜４のいずれか一つに記載のインピ
   ーダンス検出方法。
6. 【請求項６】 前記被検出インピーダンスがコンデンサ
   であることを特徴とする、請求項５記載の静電容量検出
   方法。
7. 【請求項７】 被検出インピーダンスのインピーダンス
   に対応する検出信号を出力するインピーダンス検出装置
   であって、 被検出インピーダンスと、入力インピーダンスが高く出
   力インピーダンスが低いインピーダンス変換器と、第３
   インピーダンス素子と、第１演算増幅器とを含み、前記
   インピーダンス変換器の入力端子には前記被検出インピ
   ーダンスの一端と前記第３インピーダンス素子の一端と
   が接続され、前記第１演算増幅器の負帰還路に前記第３
   インピーダンス素子と前記インピーダンス変換器とが含
   まれるように接続され、前記第１演算増幅器の出力に接
   続される信号出力端子とを備えるインピーダンス検出部
   と、 前記第１演算増幅器の入力に接続される交流信号発生部
   と、 前記信号出力端子の出力信号と前記交流信号発生部の信
   号とを加算する加算回路と、 前記インピーダンス検出部の出力に一端が接続された第
   １インピーダンスと、 前記交流信号発生部に一端が接続された第２インピーダ
   ンスと、を具備し、前記第１インピーダンスの他端と前
   記第２インピーダンスの他端とが前記加算回路の入力に
   接続され、少なくとも前記第１インピーダンスと前記第
   ２インピーダンスとのいずれかが可変インピーダンスで
   あることを特徴とするインピーダンス検出装置。
8. 【請求項８】 被検出インピーダンスのインピーダンス
   に対応する検出信号を出力するインピーダンス検出装置
   であって、 被検出インピーダンスと、入力インピーダンスが高く出
   力インピーダンスが低いインピーダンス変換器と、第３
   インピーダンス素子と、第１演算増幅器とを含み、前記
   インピーダンス変換器の入力端子には前記被検出インピ
   ーダンスの一端と前記第３インピーダンス素子の一端と
   が接続され、前記第１演算増幅器の負帰還路に前記第３
   インピーダンス素子と前記インピーダンス変換器とが含
   まれるように接続され、前記第１演算増幅器の出力に接
   続される信号出力端子とを備えるインピーダンス検出部
   と、 前記第１演算増幅器の入力に接続される交流信号発生部
   と、 前記インピーダンス変換器の出力信号と前記信号出力端
   子の出力信号とを減算する減算回路と、 前記インピーダンス変換器の出力に一端が接続された第
   １インピーダンスと、 前記信号出力端子に一端が接続された第２インピーダン
   スと、を具備し、前記第１インピーダンスの他端と前記
   第２インピーダンスの他端とが前記減算回路の入力に接
   続され、少なくとも前記第１インピーダンスと前記第２
   インピーダンスとのいずれかが可変インピーダンスであ
   ることを特徴とするインピーダンス検出装置。
9. 【請求項９】 被検出インピーダンスのインピーダンス
   に対応する検出信号を出力するインピーダンス検出装置
   であって、 被検出インピーダンスと、入力インピーダンスが高く出
   力インピーダンスが低いインピーダンス変換器と、第３
   インピーダンス素子と、第１演算増幅器とを含み、前記
   インピーダンス変換器の入力端子には前記被検出インピ
   ーダンスの一端と前記第３インピーダンス素子の一端と
   が接続され、前記第１演算増幅器の負帰還路に前記第３
   インピーダンス素子と前記インピーダンス変換器とが含
   まれるように接続され、前記第１演算増幅器の出力に接
   続される信号出力端子とを備えるインピーダンス検出部
   と、 前記インピーダンス検出部の出力に接続された位相振幅
   調整手段と、 前記インピーダンス変換器の出力信号と前記位相振幅調
   整手段の出力信号とを加算する加算回路と、 前記インピーダンス変換器の出力に一端が接続された第
   １インピーダンスと、 前記位相振幅調整手段に一端が接続された第２インピー
   ダンスと、を具備し、前記第１インピーダンスの他端と
   前記第２インピーダンスの他端とが前記加算回路の入力
   に接続され、少なくとも前記第１インピーダンスと前記
   第２インピーダンスとのいずれかが可変インピーダンス
   であることを特徴とするインピーダンス検出装置。
10. 【請求項１０】 前記インピーダンス変換器が、 ボルテージフォロワとして動作する第２演算増幅器を含
    むことを特徴とする、請求項７〜９のいずれか一つに記
    載のインピーダンス検出装置。
11. 【請求項１１】 前記被検出インピーダンスが容量性で
    あり、前記第３インピーダンス素子がコンデンサである
    ことを特徴とする、請求項７〜１０のいずれか一つに記
    載のインピーダンス検出装置。