JP2003240506A - 静電容量型センサ装置 - Google Patents
静電容量型センサ装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は静電容量型センサ装置において、検出
データの採取に当たって必要とされる制御回路を簡単に
したものである。 【解決手段】本発明の静電容量型センサ装置は、２次元
に配列したセンサ電極を誘電体保護膜で被覆してセンサ
を構成し、入力信号によりセンサ電極に定電流源から充
電し、同時に時間‐電圧変換回路のコンデンサにも充電
する。その充電時間を制御することにより、検出開始信
号を与えるだけで時間‐電圧変換回路の出力として必要
な電位のデータが得られるようにしたことを特徴とす
る。 【効果】検出データの採取に当たって信号を生成する制
御回路が簡単な回路で構成されるので、静電容量型セン
サ装置の設計、製造が容易になる。パルス信号のみでデ
ータの保持まで行われるため制御も簡単である。
データの採取に当たって必要とされる制御回路を簡単に
したものである。 【解決手段】本発明の静電容量型センサ装置は、２次元
に配列したセンサ電極を誘電体保護膜で被覆してセンサ
を構成し、入力信号によりセンサ電極に定電流源から充
電し、同時に時間‐電圧変換回路のコンデンサにも充電
する。その充電時間を制御することにより、検出開始信
号を与えるだけで時間‐電圧変換回路の出力として必要
な電位のデータが得られるようにしたことを特徴とす
る。 【効果】検出データの採取に当たって信号を生成する制
御回路が簡単な回路で構成されるので、静電容量型セン
サ装置の設計、製造が容易になる。パルス信号のみでデ
ータの保持まで行われるため制御も簡単である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、静電容量型センサ
装置にかかり、データの採取に当たって必要な制御回路
の回路構成を簡単にして、装置の設計と制御を容易にし
たものである。本発明のセンサ装置は、例えば指紋のよ
うに微細な凹凸を有する物の検出に適する。
装置にかかり、データの採取に当たって必要な制御回路
の回路構成を簡単にして、装置の設計と制御を容易にし
たものである。本発明のセンサ装置は、例えば指紋のよ
うに微細な凹凸を有する物の検出に適する。
【０００２】
【従来の技術】従来の静電容量型センサ装置は、指紋セ
ンサ装置を例に取ると、米国特許第6,049,620号に示さ
れるような、電源を入力して指と電極間に発生する静電
容量をセンサに充電した後、電圧と所定時間定電流で放
電後の電圧の差から静電容量をもとめる物であり、静電
容量の差で指紋の凹凸を導きだし指紋のデータを採取す
るものである。
ンサ装置を例に取ると、米国特許第6,049,620号に示さ
れるような、電源を入力して指と電極間に発生する静電
容量をセンサに充電した後、電圧と所定時間定電流で放
電後の電圧の差から静電容量をもとめる物であり、静電
容量の差で指紋の凹凸を導きだし指紋のデータを採取す
るものである。
【０００３】すなわち、従来の方式は以下の原理による
ものである。まず、C=q/(Vi-Vf)・・・で静電容量を求
める。（ただし、q：放電した電荷 Vi:初期電位
Vf:放電後電位）次に、C=εS/d・・・で指と電極間の距
離を導き出して指紋のデータを採る。（ただし、C:静電
容量 ε:誘電率 S:センサ電極の面積 d:指と
センサ電極間の距離）しかしながら、この方式は充電電
流の切り替えスイッチとサンプル＆ホールド回路の制御
信号を与える回路が別々に必要となるため、制御信号発
生回路が複雑になり、充放電回路が複雑になる。さら
に、指紋検知センサの電極に引きまわしている複数の制
御信号発生回路間に信号遅延によるずれが生じると、正
確な静電容量が測定できないおそれがあった。
ものである。まず、C=q/(Vi-Vf)・・・で静電容量を求
める。（ただし、q：放電した電荷 Vi:初期電位
Vf:放電後電位）次に、C=εS/d・・・で指と電極間の距
離を導き出して指紋のデータを採る。（ただし、C:静電
容量 ε:誘電率 S:センサ電極の面積 d:指と
センサ電極間の距離）しかしながら、この方式は充電電
流の切り替えスイッチとサンプル＆ホールド回路の制御
信号を与える回路が別々に必要となるため、制御信号発
生回路が複雑になり、充放電回路が複雑になる。さら
に、指紋検知センサの電極に引きまわしている複数の制
御信号発生回路間に信号遅延によるずれが生じると、正
確な静電容量が測定できないおそれがあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の静電
容量型センサ装置における上記の欠点を解決しようとす
るものであり、制御信号を与える回路の構成を簡単にし
て装置の設計を容易にするとともに、制御を簡単にした
ものである。
容量型センサ装置における上記の欠点を解決しようとす
るものであり、制御信号を与える回路の構成を簡単にし
て装置の設計を容易にするとともに、制御を簡単にした
ものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の静電容量型セン
サ装置は、定電流源および誘電体保護膜で被覆されたセ
ンサ電極を有し、センサ電極に生じる静電容量を充電す
るように定電流源からセンサ電極に電流を供給するとと
もにセンサ電極に現れる電圧が所定電圧に達したことを
検出する手段を含む検出回路、充電手段および検出回路
からの出力に応じて充電時間が制御される変換用コンデ
ンサを有し、検出回路により定められる充電時間中に充
電手段から変換用コンデンサに充電を行う時間‐電圧変
換回路、並びに、センサ電極と変換用コンデンサの電荷
を放電させる放電回路を有することを特徴とする。すな
わち、入力信号に応答して、センサ電極に生じる静電容
量を充電するように定電流源から電流を供給し、同時に
時間‐電圧変換回路のコンデンサにも別の電流源から充
電する。その充電時間を検出回路で制御することによ
り、時間‐電圧変換回路の出力として必要な電位のデー
タが得られるようにしたものである。
サ装置は、定電流源および誘電体保護膜で被覆されたセ
ンサ電極を有し、センサ電極に生じる静電容量を充電す
るように定電流源からセンサ電極に電流を供給するとと
もにセンサ電極に現れる電圧が所定電圧に達したことを
検出する手段を含む検出回路、充電手段および検出回路
からの出力に応じて充電時間が制御される変換用コンデ
ンサを有し、検出回路により定められる充電時間中に充
電手段から変換用コンデンサに充電を行う時間‐電圧変
換回路、並びに、センサ電極と変換用コンデンサの電荷
を放電させる放電回路を有することを特徴とする。すな
わち、入力信号に応答して、センサ電極に生じる静電容
量を充電するように定電流源から電流を供給し、同時に
時間‐電圧変換回路のコンデンサにも別の電流源から充
電する。その充電時間を検出回路で制御することによ
り、時間‐電圧変換回路の出力として必要な電位のデー
タが得られるようにしたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の一実施態様としては、静
電容量型センサ装置において、誘電体保護膜で被覆され
たセンサ電極、センサ電極に発生する静電容量を充電す
るようにセンサ電極に電流を供給する第１の定電流源、
およびセンサ電極に現れる電圧が所定電圧に達したこと
を検出する比較器を有する検出回路、検出回路からの出
力に応じて充電時間が制御される変換用コンデンサおよ
び第２の定電流源を有し、検出回路により定められる充
電時間中に第２の定電流源から変換用コンデンサに充電
を行う時間−電圧変換回路、並びに、センサ電極と変換
用コンデンサの電荷を放電させる放電回路、を有する静
電容量型センサ装置である。
電容量型センサ装置において、誘電体保護膜で被覆され
たセンサ電極、センサ電極に発生する静電容量を充電す
るようにセンサ電極に電流を供給する第１の定電流源、
およびセンサ電極に現れる電圧が所定電圧に達したこと
を検出する比較器を有する検出回路、検出回路からの出
力に応じて充電時間が制御される変換用コンデンサおよ
び第２の定電流源を有し、検出回路により定められる充
電時間中に第２の定電流源から変換用コンデンサに充電
を行う時間−電圧変換回路、並びに、センサ電極と変換
用コンデンサの電荷を放電させる放電回路、を有する静
電容量型センサ装置である。
【０００７】
【実施例】以下、指紋センサ装置を例として、本発明の
１実施例を図１乃至図５により説明する。本発明の静電
容量型センサ装置は、２次元に配列された多数のセンサ
電極とそれを覆う誘電体保護膜で、センサのアレイを構
成する。各センサ電極は指紋の画像を表現できるよう
に、指紋の凹凸で表現される線の太さより狭い300dpi乃
至500dpiの間隔で配置される。誘電体膜は、センサ電極
を被覆して保護するとともに、指とセンサ電極との間に
コンデンサを形成する。
１実施例を図１乃至図５により説明する。本発明の静電
容量型センサ装置は、２次元に配列された多数のセンサ
電極とそれを覆う誘電体保護膜で、センサのアレイを構
成する。各センサ電極は指紋の画像を表現できるよう
に、指紋の凹凸で表現される線の太さより狭い300dpi乃
至500dpiの間隔で配置される。誘電体膜は、センサ電極
を被覆して保護するとともに、指とセンサ電極との間に
コンデンサを形成する。
【０００８】このセンサアレイは、図１に示すように、
誘電体膜２の上に指１を置くと、指１は接地状態にある
ため、指１とセンサ電極３の間に静電容量が発生する。
その静電容量は、指紋の凸部、つまり指１とセンサ電極
３との距離が短い部分では大きくなり、指紋の凹部、つ
まり指とセンサ電極との距離が長い部分では小さくな
る。
誘電体膜２の上に指１を置くと、指１は接地状態にある
ため、指１とセンサ電極３の間に静電容量が発生する。
その静電容量は、指紋の凸部、つまり指１とセンサ電極
３との距離が短い部分では大きくなり、指紋の凹部、つ
まり指とセンサ電極との距離が長い部分では小さくな
る。
【０００９】図２は指紋センサ装置を構成する単位回路
である。図２に示すように、単位回路は、検出回路と時
間‐電圧変換回路で構成される。検出回路Kは定電流を
供給するための第１の定電流源５、指１との間に静電容
量を発生させるセンサ電極３、指１とセンサ電極３によ
って発生した静電容量を第１の定電流源５で充電してセ
ンサ電極の電圧が所定の電圧に達したことを検出する比
較器７からなる。
である。図２に示すように、単位回路は、検出回路と時
間‐電圧変換回路で構成される。検出回路Kは定電流を
供給するための第１の定電流源５、指１との間に静電容
量を発生させるセンサ電極３、指１とセンサ電極３によ
って発生した静電容量を第１の定電流源５で充電してセ
ンサ電極の電圧が所定の電圧に達したことを検出する比
較器７からなる。
【００１０】時間‐電圧変換回路TVCは、変換用コンデ
ンサ13、そのコンデンサ13に充電時間分の容量を第２の
定電流源11で充電する定電流源用スイッチ12、充電期間
に定電流源用スイッチ12をON状態にする論理回路9 (NA
ND回路)からなる。放電用回路Hは、センサ電極3と変換
用コンデンサ13をリセットするためのものである。放電
用スイッチ4が、センサ電極3と変換用コンデンサ13の電
荷を放電するため、センサ電極3と変換用コンデンサ13
にそれぞれ並列に接続される。14は放電用回路Hの切り
替え信号源である。
ンサ13、そのコンデンサ13に充電時間分の容量を第２の
定電流源11で充電する定電流源用スイッチ12、充電期間
に定電流源用スイッチ12をON状態にする論理回路9 (NA
ND回路)からなる。放電用回路Hは、センサ電極3と変換
用コンデンサ13をリセットするためのものである。放電
用スイッチ4が、センサ電極3と変換用コンデンサ13の電
荷を放電するため、センサ電極3と変換用コンデンサ13
にそれぞれ並列に接続される。14は放電用回路Hの切り
替え信号源である。
【００１１】センサアレイの誘電体膜上に指が置かれて
いる状態において、本装置は以下のように動作して指紋
画像を得る。センサ電極3と変換用コンデンサ13を接地
用スイッチ4により接地して、残留電荷を放電する。放
電後、接地用スイッチ4をOFFし、センサ電極3と変換用
コンデンサ13を接地状態から開放状態に切り替える。入
力信号源10で発生させたパルス信号を充電用スイッチ6
に入力すると、センサ電極３に第１の定電流源5から電
流が供給され、静電容量の第１の定電流源5による充電
が始まる。同時に論理回路9と定電流源用スイッチ12を
介して変換用コンデンサ13にも充電が行われる。センサ
電極３の電圧が基準電源8の参照電圧に達した時、比較
器7と論理回路9、定電流源用スイッチ12が動作し変換用
コンデンサ13の充電を終了させる。
いる状態において、本装置は以下のように動作して指紋
画像を得る。センサ電極3と変換用コンデンサ13を接地
用スイッチ4により接地して、残留電荷を放電する。放
電後、接地用スイッチ4をOFFし、センサ電極3と変換用
コンデンサ13を接地状態から開放状態に切り替える。入
力信号源10で発生させたパルス信号を充電用スイッチ6
に入力すると、センサ電極３に第１の定電流源5から電
流が供給され、静電容量の第１の定電流源5による充電
が始まる。同時に論理回路9と定電流源用スイッチ12を
介して変換用コンデンサ13にも充電が行われる。センサ
電極３の電圧が基準電源8の参照電圧に達した時、比較
器7と論理回路9、定電流源用スイッチ12が動作し変換用
コンデンサ13の充電を終了させる。
【００１２】定電流源用スイッチ12がON/OFFした期間、
つまり変換用コンデンサ13の充電時間は、以下の式によ
って静電容量の大きさに比例する。静電容量は、Q1＝C1
V・・・・(1)ただし、Q1：指の静電容量に充電した電荷
C1：指の静電容量 V：所定の電圧、で表現され
る。また充電した電荷は、Q1=I1t・・・・(2)ただし、Q
1：指の静電容量に充電した電荷 I1：第１の定電流
t：充電時間(1)(2)より、I1t=C1V1・・・・(3)とな
り、定電流で所定の電圧に充電するならば、充電時間t
は静電容量C1に比例することが分かる。時間−電圧変換
回路TVCにおいて充電した電荷は、Q2=I2t=C2V2・・・
(4)ただし、Q2：変換用コンデンサに充電した電荷 C
2：変換用コンデンサの静電容量 V2：変換用コンデ
ンサに発生する電圧、よって、(3)(4)(5)より、V２=（V
１I2/C2 I１）C１・・・(5)となる。V１、C2、I１、I2
は一定なので、変換用コンデンサ13の両端にかかる電圧
V2は、指の静電容量C１に比例した値であり、これに基
づいて指紋データを生成する。図３に指１とセンサ電極
３間に発生する静電容量と充電時間の関係を示す代表的
な例を挙げる。
つまり変換用コンデンサ13の充電時間は、以下の式によ
って静電容量の大きさに比例する。静電容量は、Q1＝C1
V・・・・(1)ただし、Q1：指の静電容量に充電した電荷
C1：指の静電容量 V：所定の電圧、で表現され
る。また充電した電荷は、Q1=I1t・・・・(2)ただし、Q
1：指の静電容量に充電した電荷 I1：第１の定電流
t：充電時間(1)(2)より、I1t=C1V1・・・・(3)とな
り、定電流で所定の電圧に充電するならば、充電時間t
は静電容量C1に比例することが分かる。時間−電圧変換
回路TVCにおいて充電した電荷は、Q2=I2t=C2V2・・・
(4)ただし、Q2：変換用コンデンサに充電した電荷 C
2：変換用コンデンサの静電容量 V2：変換用コンデ
ンサに発生する電圧、よって、(3)(4)(5)より、V２=（V
１I2/C2 I１）C１・・・(5)となる。V１、C2、I１、I2
は一定なので、変換用コンデンサ13の両端にかかる電圧
V2は、指の静電容量C１に比例した値であり、これに基
づいて指紋データを生成する。図３に指１とセンサ電極
３間に発生する静電容量と充電時間の関係を示す代表的
な例を挙げる。
【００１３】検出回路Kと時間‐電圧変換回路TVCは、画
素数つまりセンサ電極の数分用意してあるため、充電時
間に相当する電圧が変換用コンデンサ13に保持されるま
でを並列処理し、次いで全センサ電極の静電容量を取り
込み、保持することができる。上記の単位回路を多数集
積したセンサアレイを使用し、図4のブロック図に示す
ように構成することによって指紋認証システムが構築さ
れる。図の16はアドレスデコーダ、17はセレクタ、18は
A/Dコンバータ、19はインターフェース、20はコンピュ
ータである。センサアレイ15中の所望の検出回路Kに対
応した時間‐電圧変換回路TVCの変換用コンデンサ13の
出力電圧を、アドレスデコーダ16とセレクタ17を介して
選択する。選択した変換用コンデンサ13の出力電圧をA/
Dコンバータ18に入力する。A/Dコンバータ18でデジタル
変換されたデータは、インターフェース19を介してコン
ピュータ20に届けられる。このようにして、コンピュー
タ20では各センサ電極から得られたデータを処理し、２
次元に配列することによって指紋画像を完成させる。
素数つまりセンサ電極の数分用意してあるため、充電時
間に相当する電圧が変換用コンデンサ13に保持されるま
でを並列処理し、次いで全センサ電極の静電容量を取り
込み、保持することができる。上記の単位回路を多数集
積したセンサアレイを使用し、図4のブロック図に示す
ように構成することによって指紋認証システムが構築さ
れる。図の16はアドレスデコーダ、17はセレクタ、18は
A/Dコンバータ、19はインターフェース、20はコンピュ
ータである。センサアレイ15中の所望の検出回路Kに対
応した時間‐電圧変換回路TVCの変換用コンデンサ13の
出力電圧を、アドレスデコーダ16とセレクタ17を介して
選択する。選択した変換用コンデンサ13の出力電圧をA/
Dコンバータ18に入力する。A/Dコンバータ18でデジタル
変換されたデータは、インターフェース19を介してコン
ピュータ20に届けられる。このようにして、コンピュー
タ20では各センサ電極から得られたデータを処理し、２
次元に配列することによって指紋画像を完成させる。
【００１４】以上に述べた図２の単位回路の動作を、図
5に動作信号のタイミングチャートで示す。図におい
て、信号21は図2の放電回路HのRSTに入力された、変換
用コンデンサ13を放電させるための信号である。信号22
は入力信号10の波形である。信号23は指１とセンサ電極
３に発生する静電容量にかかわる電圧である。信号24は
論理回路9の出力信号で、充電時間に該当する。信号25
は変換用コンデンサ13にかかる電圧である。なお、破線
は、指１とセンサ電極に発生する静電容量が大きい場合
を示している。
5に動作信号のタイミングチャートで示す。図におい
て、信号21は図2の放電回路HのRSTに入力された、変換
用コンデンサ13を放電させるための信号である。信号22
は入力信号10の波形である。信号23は指１とセンサ電極
３に発生する静電容量にかかわる電圧である。信号24は
論理回路9の出力信号で、充電時間に該当する。信号25
は変換用コンデンサ13にかかる電圧である。なお、破線
は、指１とセンサ電極に発生する静電容量が大きい場合
を示している。
【００１５】入力信号22の立ち上がりで充電を開始する
と、指とセンサ電極の間の静電容量の電位23が徐々に上
昇してある閾値以上になると、論理回路の出力信号24は
高レベルになる。出力信号24が低いレベルにある期間が
充電時間であり変換用コンデンサ13が充電される。変換
用コンデンサ13の電圧は充電期間中は上昇し、充電終了
後は放電されるまで保持される。したがって、変換用コ
ンデンサ13の出力電圧は、図３で見たように指とセンサ
電極間に生成する静電容量に比例する電圧となる。
と、指とセンサ電極の間の静電容量の電位23が徐々に上
昇してある閾値以上になると、論理回路の出力信号24は
高レベルになる。出力信号24が低いレベルにある期間が
充電時間であり変換用コンデンサ13が充電される。変換
用コンデンサ13の電圧は充電期間中は上昇し、充電終了
後は放電されるまで保持される。したがって、変換用コ
ンデンサ13の出力電圧は、図３で見たように指とセンサ
電極間に生成する静電容量に比例する電圧となる。
【００１６】以上には時間−電圧変換回路TVCとして論
理回路を使用した例につき説明したが、時間を電圧に変
換できる他の回路を用いてもよい。図６に積分回路を使
用した時間−電圧変換回路の回路図を示す。この場合、
入力信号10は積分開始用スイッチ63を介して抵抗64と増
幅器61の反転入力端子に接続され、増幅器61の出力は検
出回路Kの比較器７からの出力を受けるスイッチ12に接
続される。増幅器61の反転入力端子と出力端子間にはコ
ンデンサ62が接続され、非反転入力端子は接地される。
抵抗64と増幅器61、コンデンサ62によって構成された積
分回路が充電時間に比例した電圧を出力する。なお、変
更部分以外の記号は図２と同記号で示した。
理回路を使用した例につき説明したが、時間を電圧に変
換できる他の回路を用いてもよい。図６に積分回路を使
用した時間−電圧変換回路の回路図を示す。この場合、
入力信号10は積分開始用スイッチ63を介して抵抗64と増
幅器61の反転入力端子に接続され、増幅器61の出力は検
出回路Kの比較器７からの出力を受けるスイッチ12に接
続される。増幅器61の反転入力端子と出力端子間にはコ
ンデンサ62が接続され、非反転入力端子は接地される。
抵抗64と増幅器61、コンデンサ62によって構成された積
分回路が充電時間に比例した電圧を出力する。なお、変
更部分以外の記号は図２と同記号で示した。
【００１７】さらに、図７に示すように、検出回路Kの
比較器7はインバータ71に、基準電位はインバータ入力
の閾値電圧に置き換えることもできる。これにより検出
回路のトランジスタの素子数を減らすことができる。
比較器7はインバータ71に、基準電位はインバータ入力
の閾値電圧に置き換えることもできる。これにより検出
回路のトランジスタの素子数を減らすことができる。
【００１８】また、以上には指紋センサ装置を例として
説明したが、指紋に限らず、他の微小な凹凸のある電子
部品等の検査においても有用である。この場合、凹凸を
検出する対象物は接地または電圧を印可することによ
り、電位を同一とすることができる導体の性質を持つも
のとする。例えば、金属ケースの傷の検出に用いること
もできる。
説明したが、指紋に限らず、他の微小な凹凸のある電子
部品等の検査においても有用である。この場合、凹凸を
検出する対象物は接地または電圧を印可することによ
り、電位を同一とすることができる導体の性質を持つも
のとする。例えば、金属ケースの傷の検出に用いること
もできる。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、検出データの採取に当
たって検出の開始信号だけで時間−電圧変換回路の出力
が得られるようにしたので、制御信号を生成する制御回
路が簡単な回路で構成でき、設計、製造が容易になる。
また、センサ電極への信号がパルス信号のみでデータの
保持まで行うため、他の信号との遅延を考慮する必要が
なくなる、制御も簡単である。検出回路における基準電
圧や定電流源はデータとなる電圧を記憶するコンデンサ
の電圧と比例関係にあるので、静電容量の変化によって
生じる電圧の範囲を制御しやすい。等の効果が得られ
る。
たって検出の開始信号だけで時間−電圧変換回路の出力
が得られるようにしたので、制御信号を生成する制御回
路が簡単な回路で構成でき、設計、製造が容易になる。
また、センサ電極への信号がパルス信号のみでデータの
保持まで行うため、他の信号との遅延を考慮する必要が
なくなる、制御も簡単である。検出回路における基準電
圧や定電流源はデータとなる電圧を記憶するコンデンサ
の電圧と比例関係にあるので、静電容量の変化によって
生じる電圧の範囲を制御しやすい。等の効果が得られ
る。
【図１】指をセンサアレイに当てた状態の説明図
【図２】本発明にかかる静電容量型センサ装置の単位回
路を示す回路図
路を示す回路図
【図３】図２の回路の指紋検出動作時の電圧変化を示す
タイミングチャート
タイミングチャート
【図４】指とセンサ電極間の静電容量と充電時間の関係
を示すグラフ
を示すグラフ
【図５】本発明のセンサ装置を使用した指紋認識システ
ムのブロック図
ムのブロック図
【図６】本発明の他の実施例のセンサ単位回路図
【図7】本発明のさらに他の実施例のセンサ単位回路図
K 検出回路
TVC 時間‐電圧変換回路
H 放電回路
１ 指
２ 誘電体保護膜
３ センサ電極
４ 放電用スイッチ
５ 第１の定電流源
６ センサ電極選択スイッチ
７ 比較器
８ 基準電圧
９ 論理回路
１０ 入力信号
１１ 第２の定電流源
１２ 定電流源用スイッチ
１３ 変換用コンデンサ
─────────────────────────────────────────────────────
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Ｆターム(参考） 2F063 AA03 AA23 AA43 AA50 BA29
BA30 BB01 BB02 BB08 BC04
BD05 BD06 CA11 CA40 DA02
DA06 DD07 EB26 HA04 KA01
KA05 LA09 LA11 LA29 LA30
Claims (4)
- 【請求項１】静電容量型センサ装置において、誘電体保
護膜で被覆されたセンサ電極、該センサ電極に発生する
静電容量を充電するように該センサ電極に電流を供給す
る第１の定電流源、および該センサ電極に現れる電圧が
所定電圧に達したことを検出する比較器を有する検出回
路、該検出回路からの出力に応じて充電時間が制御され
る変換用コンデンサおよび第２の定電流源を有し、該検
出回路により定められる充電時間中に該第２の定電流源
から該変換用コンデンサに充電を行う時間−電圧変換回
路、並びに、該センサ電極と該変換用コンデンサの電荷
を放電させる放電回路、を有することを特徴とする静電
容量型センサ装置。 - 【請求項２】静電容量型センサ装置において、第１の定
電流源が誘電体保護膜で被覆されたセンサ電極と比較器
の反転入力端子に接続され、該比較器の非反転入力端子
は基準電位に接続されており、該比較器により該センサ
電極に現れる電圧が所定電圧に達したことを検出する検
出回路、該比較器の出力が論理回路に入力され、該論理
回路の出力は第２の定電流源に接続されたスイッチ回路
に入力され、該検出回路により定められる充電時間中に
該第２の定電流源により変換用コンデンサの充電を行う
時間−電圧変換回路、並びに、該センサ電極と該変換用
コンデンサの電荷を放電させる放電回路、を有すること
を特徴とする静電容量型センサ装置。 - 【請求項３】静電容量型センサ装置において、第１の定
電流源が誘電体保護膜で被覆されたセンサ電極と比較器
の反転入力端子に接続され、該比較器の非反転入力端子
は基準電位に接続されており、該比較器により該センサ
電極に現れる電圧が所定電圧に達したことを検出する検
出回路、該比較器の出力は定電流源用スイッチに入力さ
れ、該検出回路の入力信号に応答して一定の電圧が入力
される積分回路の出力端子は該定電流源用スイッチを介
して変換用コンデンサに接続されており、該検出回路に
より定められる充電時間中に該積分回路の出力で該変換
用コンデンサの充電を行う時間−電圧変換回路、並び
に、該センサ電極と該変換用コンデンサの電荷を放電さ
せる放電回路、を有することを特徴とする静電容量型セ
ンサ装置。 - 【請求項４】静電容量型センサ装置において、第１の定
電流源が誘電体保護膜で被覆されたセンサ電極とインバ
ータの入力端子に接続され、該インバータの閾値電圧に
より該センサ電極に現れる電圧が所定電圧に達したこと
を検出する検出回路、該インバータの出力が論理回路に
入力され、該論理回路の出力は第２の定電流源に接続さ
れたスイッチ回路に入力されて、該検出回路により定め
られる充電時間中に該第２の定電流源により変換用コン
デンサの充電を行う時間−電圧変換回路、並びに、該セ
ンサ電極と該変換用コンデンサの電荷を放電させる放電
回路、を有することを特徴とする静電容量型センサ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002041674A JP2003240506A (ja) | 2002-02-19 | 2002-02-19 | 静電容量型センサ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002041674A JP2003240506A (ja) | 2002-02-19 | 2002-02-19 | 静電容量型センサ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003240506A true JP2003240506A (ja) | 2003-08-27 |
Family
ID=27782009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002041674A Pending JP2003240506A (ja) | 2002-02-19 | 2002-02-19 | 静電容量型センサ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003240506A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100367039C (zh) * | 2004-04-07 | 2008-02-06 | 阿尔卑斯电气株式会社 | 电荷检测电路及使用该电路的指纹传感器 |
| KR101162870B1 (ko) | 2010-08-24 | 2012-07-05 | 한양대학교 산학협력단 | 전류원 방식의 정전 용량 측정회로 및 이를 이용한 정전 용량 측정 회로 |
| WO2013032040A1 (ko) * | 2011-08-26 | 2013-03-07 | 한양대학교 산학협력단 | 전류원 방식의 정전 용량 측정회로 및 이를 이용한 정전 용량 측정 회로 |
| RU2564516C2 (ru) * | 2010-11-01 | 2015-10-10 | КапСензе ХБ | Способ измерения емкости и его применение |
| CN106257487A (zh) * | 2015-06-22 | 2016-12-28 | 恩智浦有限公司 | 指纹感测系统 |
-
2002
- 2002-02-19 JP JP2002041674A patent/JP2003240506A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| RU2564516C2 (ru) * | 2010-11-01 | 2015-10-10 | КапСензе ХБ | Способ измерения емкости и его применение |
| US9304096B2 (en) | 2010-11-01 | 2016-04-05 | Capsenze Hb | Method of measuring a capacitance |
| WO2013032040A1 (ko) * | 2011-08-26 | 2013-03-07 | 한양대학교 산학협력단 | 전류원 방식의 정전 용량 측정회로 및 이를 이용한 정전 용량 측정 회로 |
| CN106257487A (zh) * | 2015-06-22 | 2016-12-28 | 恩智浦有限公司 | 指纹感测系统 |
| CN106257487B (zh) * | 2015-06-22 | 2022-03-04 | 恩智浦有限公司 | 指纹感测系统 |
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