JP2007003300A - Apparatus and method for detecting change in capacitance value - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus and method for detecting change in a capacitance value capable of detecting variations of the capacitance value between a sensor capacitive element and a reference capacitive element with high precision by excluding the effect of a parasitic capacitive element of a capacitive sensor to regulate fluctuations in the capacitance value. <P>SOLUTION: For the capacitive sensor having the sensor capacitive element and the reference capacitive element and keeping one terminal connected to fixed electric potential as a common terminal, a reading voltage is applied to the other terminal of each capacitive element to accumulate electric charges, and the electric charges are extracted from the other terminal. The extracted electric charges are converted into a voltage signal by a voltage conversion section, and its difference signal is amplified by the difference signal amplifier section. The reading voltage is regulated by a voltage regulating section according to need. In the reading voltage, a voltage level is commonly regulated to regulate a dynamic range, while the voltage level is individually regulated to regulate a capacitive offset. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、1対の容量素子を備える容量センサにおける差分容量値の検出に関するものである。   The present invention relates to detection of a differential capacitance value in a capacitive sensor including a pair of capacitive elements.

図10に、背景技術における回路ブロックを示す。容量センサ100は、一方の端子を共通端子として、センサ容量CSおよび参照容量CRの一方の端子が接続されている。容量センサ200の共通端子は、演算増幅器200の反転入力端子に接続され、演算増幅器200の非反転入力端子には基準電圧VREFが印加される。演算増幅器200の出力端子は、帰還容量CFを介して反転入力端子に接続されている。   FIG. 10 shows a circuit block in the background art. The capacitance sensor 100 has one terminal as a common terminal and is connected to one terminal of the sensor capacitor CS and the reference capacitor CR. The common terminal of the capacitive sensor 200 is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 200, and the reference voltage VREF is applied to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 200. The output terminal of the operational amplifier 200 is connected to the inverting input terminal via the feedback capacitor CF.

図10の回路では、容量センサ100の他方の端子であるセンサ容量CSおよび参照容量CRの他方の端子に互いに逆相の電圧パルスを印加することにより、センサ容量CSと参照容量CRとの差分容量値に基づいたセンサ信号を読み出す。すなわち、センサ容量CSの他方の端子に電圧レベルVpの正の電圧パルスを印加すると同時に、参照容量CRの他方の端子に電圧レベルVpの負の電圧パルスを印加する。これにより、センサ容量CSと参照要領CRとの差分容量値に基づいた電荷量が、帰還容量CFに転荷される。   In the circuit of FIG. 10, by applying voltage pulses having opposite phases to the other terminal of the sensor capacitor CS and the reference capacitor CR, which are the other terminals of the capacitor sensor 100, the difference capacitance between the sensor capacitor CS and the reference capacitor CR. Read the sensor signal based on the value. That is, a positive voltage pulse with a voltage level Vp is applied to the other terminal of the sensor capacitor CS, and at the same time, a negative voltage pulse with a voltage level Vp is applied to the other terminal of the reference capacitor CR. As a result, the charge amount based on the differential capacitance value between the sensor capacitor CS and the reference procedure CR is transferred to the feedback capacitor CF.

具体的には、正の電圧パルスによりセンサ容量から放電される電荷量は、
ΔQS=CS×VREF−CS×(VREF−Vp)=CS×Vp
となる。同様に、負の電圧パルスにより参照容量に充電される電荷量は、
ΔQR=CR×(VREF+Vp)−CS×VREF=CS×Vp
となる。ここで、容量センサ100は、初期化状態では、センサ容量CSと参照容量CRとの容量値が等しく調整されている。センス動作により、センサ容量CSの容量値が参照容量CRの容量値から変化しているものとすると、電圧パルスの印加に伴いセンサ容量CSと参照要領CRとから充放電される電荷量に差が生ずる。この差分電荷が帰還容量CFに転荷されるのである。転荷電荷量は、
ΔQF=ΔQS−ΔQR=(CS−CR)×Vp
となる。出力電圧VOUTの変化電圧ΔVOUTは、
ΔVOUT=−ΔQF/CF=(CS−CR)/CF×Vp
となる。容量変化(CS−CR)が電圧値に変換されて出力(ΔVOUT)される。
Specifically, the amount of charge discharged from the sensor capacitance by a positive voltage pulse is
ΔQS = CS × VREF−CS × (VREF−Vp) = CS × Vp
It becomes. Similarly, the amount of charge charged to the reference capacitor by a negative voltage pulse is
ΔQR = CR × (VREF + Vp) −CS × VREF = CS × Vp
It becomes. Here, in the capacity sensor 100, the capacitance values of the sensor capacity CS and the reference capacity CR are adjusted to be equal in the initialized state. Assuming that the capacitance value of the sensor capacitor CS is changed from the capacitance value of the reference capacitor CR by the sensing operation, there is a difference in the charge amount charged / discharged from the sensor capacitor CS and the reference procedure CR with the application of the voltage pulse. Arise. This differential charge is transferred to the feedback capacitor CF. The amount of charge on shipment is
ΔQF = ΔQS−ΔQR = (CS−CR) × Vp
It becomes. The change voltage ΔVOUT of the output voltage VOUT is
ΔVOUT = −ΔQF / CF = (CS−CR) / CF × Vp
It becomes. The capacitance change (CS-CR) is converted into a voltage value and output (ΔVOUT).

上記に説明した容量値の変化を電圧値に変換する関連技術として特許文献1が開示されている。   Patent Document 1 is disclosed as a related technique for converting the change in the capacitance value described above into a voltage value.

特開平8−145717号公報JP-A-8-145717

しかしながら、上記の背景技術においては、演算増幅器200の反転入力端子に容量センサ100の共通端子が接続される構成である。容量センサ100の共通端子とは、センサ容量CSと参照容量CRとの各々の一方の端子が共通し接続される端子である。容量センサの構造上、共通端子は、センサ容量CSおよび参照容量CRを構成する際の基板部分を含む場合があり、共通端子に接続される容量成分は、センサ容量CSおよび参照容量CRの他に、基板部分等に起因する寄生容量成分が接続されるおそれがある。   However, in the above background art, the common terminal of the capacitive sensor 100 is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 200. The common terminal of the capacitance sensor 100 is a terminal to which one terminal of each of the sensor capacitance CS and the reference capacitance CR is connected in common. Due to the structure of the capacitance sensor, the common terminal may include a substrate portion when configuring the sensor capacitance CS and the reference capacitance CR, and the capacitance component connected to the common terminal is in addition to the sensor capacitance CS and the reference capacitance CR. There is a risk that parasitic capacitance components due to the substrate portion or the like are connected.

この寄生容量成分は、上記に説明した容量変化の検出には寄与しない成分である。センサ容量CSの容量変化を精度良く検出するためには、センサ容量CSと参照容量CRとの差分容量値に基づく電荷量が全て帰還容量CFに転荷することが重要である。共通端子に接続される寄生容量が大きな容量値を有する場合、また寄生容量の容量値にばらつきがある場合等に、差分容量値に基づく電荷量を精度良く帰還容量CFに添加できないおそれがあり問題である。   This parasitic capacitance component is a component that does not contribute to the detection of the capacitance change described above. In order to detect a change in the capacitance of the sensor capacitor CS with high accuracy, it is important that all of the charge amount based on the difference capacitance value between the sensor capacitor CS and the reference capacitor CR is transferred to the feedback capacitor CF. When the parasitic capacitance connected to the common terminal has a large capacitance value, or when the capacitance value of the parasitic capacitance varies, there is a possibility that the charge amount based on the differential capacitance value may not be accurately added to the feedback capacitance CF. It is.

本発明は前記背景技術の課題に鑑みなされたものであり、センサ容量素子と参照容量素子とで構成され一方端子が共通端子として接続される容量センサにおいて、センサ容量素子の容量変化を検出するにあたり、共通端子に付随する寄生容量素子の影響を排除すると共に、センサ容量素子または/および参照容量素子の容量値のばらつき等を調整して、センサ容量素子と参照容量素子との差分容量値を精度良く検出することが可能な容量値変化検出装置、および容量値変化検出方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the problems of the background art described above, and in detecting a capacitance change of a sensor capacitive element in a capacitive sensor configured by a sensor capacitive element and a reference capacitive element and having one terminal connected as a common terminal. In addition to eliminating the influence of the parasitic capacitance element associated with the common terminal, and adjusting the variation of the capacitance value of the sensor capacitance element and / or the reference capacitance element, the differential capacitance value between the sensor capacitance element and the reference capacitance element is accurately It is an object of the present invention to provide a capacitance value change detection device and a capacitance value change detection method that can be detected well.

前記目的を達成するために、本発明に係る容量値変化検出装置は、一方端子が共通端子として固定電位に接続されてなる、センサ容量素子と参照容量素子とで構成される容量センサと、センサ容量素子および参照容量素子の他方端子への読出し電圧の印加により蓄積される電荷を該他方端子から取り出し、電圧信号に変換する電圧変換部と、電圧変換部より出力される、センサ容量素子および参照容量素子による電圧信号の差分信号を増幅する差分信号増幅部と、読出し電圧を調整する電圧調整部とを備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a capacitance value change detection device according to the present invention includes a capacitance sensor composed of a sensor capacitance element and a reference capacitance element, one terminal of which is connected to a fixed potential as a common terminal, and a sensor A voltage conversion unit that extracts charges accumulated by applying a read voltage to the other terminal of the capacitive element and the reference capacitive element from the other terminal and converts them into a voltage signal, and a sensor capacitive element and a reference that are output from the voltage conversion unit A differential signal amplifying unit that amplifies a differential signal of a voltage signal by a capacitive element and a voltage adjusting unit that adjusts a read voltage are provided.

本発明の容量値変化検出装置では、センサ容量素子と参照容量素子とを備えて一方端子が共通端子として固定電位に接続されてなる容量センサに対して、各々の容量素子の他方端子に読出し電圧を印加して電荷を蓄積させた後、他方端子から蓄積された電荷を取り出す。取り出された電荷は電圧変換部により電圧信号に変換され、その差分信号が差分信号増幅部により増幅される。読出し電圧は、必要に応じて電圧調整部により調整される。   In the capacitance value change detection device of the present invention, with respect to a capacitance sensor having a sensor capacitance element and a reference capacitance element and one terminal connected to a fixed potential as a common terminal, a read voltage is applied to the other terminal of each capacitance element. Is applied to accumulate the charge, and then the accumulated charge is taken out from the other terminal. The extracted charge is converted into a voltage signal by the voltage converter, and the differential signal is amplified by the differential signal amplifier. The read voltage is adjusted by the voltage adjustment unit as necessary.

また、本発明に係る容量値変化検出方法は、一方端子が共通端子として固定電位に接続されてなる、センサ容量素子と参照容量素子とで構成される容量センサの容量値変化検出方法であって、センサ容量素子および参照容量素子の他方端子に読出し電圧を印加して電荷を蓄積するステップと、蓄積された電荷を各々の他方端子から取り出し、電圧信号に変換するステップと、センサ容量素子および参照容量素子による電圧信号の差分信号を増幅するステップと、読出し電圧を調整するステップとを有することを特徴とする。   The capacitance value change detection method according to the present invention is a capacitance value change detection method for a capacitance sensor composed of a sensor capacitance element and a reference capacitance element, wherein one terminal is connected to a fixed potential as a common terminal. Applying a read voltage to the other terminal of the sensor capacitive element and the reference capacitive element to accumulate the charge; extracting the accumulated charge from each other terminal and converting it to a voltage signal; and the sensor capacitive element and the reference The method includes a step of amplifying a differential signal of a voltage signal by the capacitor and a step of adjusting a read voltage.

本発明の容量値変化検出方法では、センサ容量素子と参照容量素子とを備えて一方端子が共通端子として固定電位に接続されてなる容量センサの容量値変化に対して、センサ容量素子および参照容量素子の他方端子に読出し電圧を印加して電荷を蓄積した後、蓄積された電荷を各々の他方端子から取り出して電圧信号に変換する。変換された電圧信号の差分信号を増幅して容量センサの容量値変化を検出する。このとき、必要に応じて、読出し電圧を調整する。   In the capacitance value change detection method of the present invention, a sensor capacitance element and a reference capacitance are detected with respect to a capacitance value change of a capacitance sensor that includes a sensor capacitance element and a reference capacitance element, and one terminal is connected to a fixed potential as a common terminal. After a read voltage is applied to the other terminal of the element to accumulate charges, the accumulated charge is taken out from each other terminal and converted into a voltage signal. A difference signal of the converted voltage signal is amplified to detect a change in the capacitance value of the capacitance sensor. At this time, the read voltage is adjusted as necessary.

ここで、容量センサは、以下に説明する3種類の何れの構成とすることもできる。その一は、参照容量素子が基準となる容量値を有してセンス動作の際にも容量値の変化がない素子であり、センス動作に対してはセンサ容量素子の容量値が変化する場合である。参照容量素子の容量値が既知である場合にセンサ容量素子の容量値を検出することができる。その二は、センス動作により、センサ容量素子と参照容量素子とにおいてともに容量値の変化を生ずる場合である。この場合、センス動作に対して、センサ容量素子と参照容量素子との容量変化方向を反対方向に設定してやれば、その差分として検出されるセンス動作の感度向上を図ることができる。その三は、その一の場合と同様に、センス動作に対して、参照容量素子は固定容量値を有しセンサ容量素子の容量値が変化するところ、参照容量素子がセンサ容量素子とは別体に構成される場合である。容量値変化検出装置に内蔵して参照容量素子を構成することもできる。   Here, the capacitance sensor can have any of the three types of configurations described below. One of them is an element in which the reference capacitance element has a reference capacitance value, and the capacitance value does not change during the sensing operation. For the sensing operation, the capacitance value of the sensor capacitance element changes. is there. When the capacitance value of the reference capacitive element is known, the capacitance value of the sensor capacitive element can be detected. The second is a case where the sensing operation causes a change in capacitance value in both the sensor capacitive element and the reference capacitive element. In this case, if the capacitance change direction between the sensor capacitive element and the reference capacitive element is set opposite to the sense operation, the sensitivity of the sense operation detected as the difference can be improved. Third, as in the first case, the reference capacitive element has a fixed capacitance value and the capacitance value of the sensor capacitive element changes with respect to the sensing operation. The reference capacitive element is separated from the sensor capacitive element. It is a case where it is comprised. A reference capacitance element can also be configured by being incorporated in the capacitance value change detection device.

本発明によれば、容量センサの共通端子が固定電位に接続されるので、共通端子に付随する容量センサの構造上の基板部分を含む寄生容量成分が、容量センサにおける容量変化の検出に寄与することはない。容量変化の検出を精度良く行なうことができる。また、電圧調整部により読出し電圧を調整することができるので、容量センサにおける容量オフセットやダイナミックレンジのばらつき等を調整することができる。   According to the present invention, since the common terminal of the capacitive sensor is connected to a fixed potential, the parasitic capacitance component including the substrate portion on the structure of the capacitive sensor associated with the common terminal contributes to the detection of the capacitance change in the capacitive sensor. There is nothing. Capacitance change can be detected with high accuracy. In addition, since the read voltage can be adjusted by the voltage adjustment unit, it is possible to adjust the capacitance offset in the capacitance sensor, the variation of the dynamic range, and the like.

以下、本発明の容量値変化検出装置、および容量値変化検出方法について具体化した実施形態を図1乃至図9に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a capacitance value change detection apparatus and a capacitance value change detection method according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings based on FIGS.

図1は、第1実施形態の容量値変化検出装置の回路図である。容量センサSN1は、センサ容量素子CSと参照容量素子CRとを備え、一方端子が共通端子NCとして共通に接続されて、基準電位に接続されている。各々の他方端子N1、N2は、第2スイッチ部S2における各々のスイッチ素子S21、S22を介して、スイッチトキャパシタアンプ3の反転入力端子および非反転入力端子に接続されている。   FIG. 1 is a circuit diagram of the capacitance value change detection device of the first embodiment. The capacitive sensor SN1 includes a sensor capacitive element CS and a reference capacitive element CR, and one terminal is commonly connected as a common terminal NC and is connected to a reference potential. The other terminals N1 and N2 are connected to the inverting input terminal and the non-inverting input terminal of the switched capacitor amplifier 3 via the switching elements S21 and S22 in the second switch section S2.

スイッチトキャパシタアンプ3は差動出力構成を有しており、非反転出力端子および反転出力端子はノードVFSおよびVFRとして、反転入力端子および非反転入力端子に対して帰還容量素子CFSおよびCFRを介して帰還されている。また、差分信号増幅部5に接続され、ノードVFSおよびVFRに出力される電圧の差分信号を増幅して出力端子VOUTに出力する。帰還容量素子CFS、CFRの各々の端子間には、第3スイッチ部S3であるスイッチ素子S31、S32が備えられている。   The switched capacitor amplifier 3 has a differential output configuration. The non-inverting output terminal and the inverting output terminal are nodes VFS and VFR, and are connected to the inverting input terminal and the non-inverting input terminal via feedback capacitance elements CFS and CFR. It has been returned. The differential signal amplification unit 5 is connected to amplify the differential signal of the voltages output to the nodes VFS and VFR and output the amplified signal to the output terminal VOUT. Between the terminals of the feedback capacitive elements CFS and CFR, switch elements S31 and S32, which are the third switch unit S3, are provided.

センサ容量素子CSおよび参照容量素子CRの他方端子N1、N2には、第1スイッチ部S1のスイッチ素子S11、S12を介して、第1電圧調整部VC11および第2電圧調整部VC12が接続されている。第1電圧調整部VC11は、他方端子N1、N2に対して共通に調整電圧VADを印加する。第2電圧調整部VC12は、他方端子N1、N2ごとに調整電圧VAS、VARを印加する。各調整電圧VAD、VAS、VARは調整可能に備えられている。調整電圧VAD+VASがセンサ容量素子CSに対する読出し電圧であり、調整電圧VAD+VARが参照容量素子CRに対する読出し電圧である。   The first voltage adjusting unit VC11 and the second voltage adjusting unit VC12 are connected to the other terminals N1, N2 of the sensor capacitive element CS and the reference capacitive element CR via the switch elements S11, S12 of the first switch unit S1. Yes. The first voltage adjustment unit VC11 applies the adjustment voltage VAD in common to the other terminals N1 and N2. The second voltage adjustment unit VC12 applies adjustment voltages VAS and VAR to the other terminals N1 and N2. Each adjustment voltage VAD, VAS, VAR is provided so as to be adjustable. The adjustment voltage VAD + VAS is a read voltage for the sensor capacitive element CS, and the adjustment voltage VAD + VAR is a read voltage for the reference capacitive element CR.

第1スイッチ部S1のスイッチ素子S11、S12、および第3スイッチ部S3のスイッチ素子S31、S32を道通制御する制御信号φ1と、第2スイッチ部S2のスイッチ素子S21、S22を道通制御する制御信号φ2とは、図2に示すように、互いに逆相の相補信号である。尚、図2の説明では、各スイッチ素子S11、S12、S21、S22、S31、S32は、ハイレベルの制御信号で道通状態に制御されるものとする。   A control signal φ1 that controls the switch elements S11 and S12 of the first switch unit S1 and the switch elements S31 and S32 of the third switch unit S3 and the switch elements S21 and S22 of the second switch unit S2 are controlled. As shown in FIG. 2, the control signal φ2 is complementary signals having opposite phases to each other. In the description of FIG. 2, it is assumed that each of the switch elements S11, S12, S21, S22, S31, and S32 is controlled to pass by a high level control signal.

制御信号φ1がハイレベルである期間は、スイッチ素子S11、S12、S31、S32が導通状態である。スイッチ素子S11、S12の道通により、センサ容量素子CSおよび参照容量素子CRに、調整電圧VAD+VASおよび調整電圧VAD+VARの読出し電圧が印加され、電荷の蓄積が行なわれる。同時に、スイッチ素子S31、S32の導通により、帰還容量素子CFS、CFRに蓄積されている電荷が放電される。スイッチトキャパシタアンプ3の出力電圧VFS、VFRは共に同電位となり初期化状態となる。差分信号増幅部5の出力電圧VOUTも初期化される。   During the period when the control signal φ1 is at the high level, the switch elements S11, S12, S31, and S32 are in the conductive state. Through the passage of the switch elements S11 and S12, the read voltages of the adjustment voltage VAD + VAS and the adjustment voltage VAD + VAR are applied to the sensor capacitor element CS and the reference capacitor element CR, and charge accumulation is performed. At the same time, the charges accumulated in the feedback capacitive elements CFS and CFR are discharged by the conduction of the switch elements S31 and S32. The output voltages VFS and VFR of the switched capacitor amplifier 3 are both at the same potential and are in an initialized state. The output voltage VOUT of the differential signal amplifier 5 is also initialized.

次に、制御信号φ1がローレベルとなり制御信号φ2がハイレベルになると、他方端子N1、N2は第1および第2電圧調整部VC11およびVC12から切り離されて、スイッチトキャパシタアンプ3の入力端子に接続される。同時に、帰還容量素子CFS、CFRの放電動作が終了し端子間の短絡状態は解消される。これにより、センサ容量素子CSおよび参照容量素子CRに蓄積されている電荷が帰還容量素子CFSおよびCFRに移動する。   Next, when the control signal φ1 becomes low level and the control signal φ2 becomes high level, the other terminals N1 and N2 are disconnected from the first and second voltage adjusting units VC11 and VC12 and connected to the input terminal of the switched capacitor amplifier 3 Is done. At the same time, the discharge operation of the feedback capacitive elements CFS and CFR is completed, and the short circuit state between the terminals is eliminated. As a result, the charges accumulated in the sensor capacitive element CS and the reference capacitive element CR move to the feedback capacitive elements CFS and CFR.

この場合、スイッチトキャパシタアンプ3の両入力端子は電気的にコモン電位VCOM(不図示)に維持されるため、コモン電位VCOMと読出し電圧との大小関係に応じて、スイッチトキャパシタアンプ3の出力端子VFS、VFRに、電圧VFS、VFRが出力される。図2では、コモン電圧VCOMに比して読出し電圧が低電圧である場合を示す。スイッチ素子S21、S22の道通に応じて、帰還容量素子CFS、CFRを介して、センサ容量素子CS、参照容量素子CRに電荷が移動する。このため、スイッチトキャパシタアンプ3の出力端子VFS、VFRには、正の電圧VFS、VFRが出力される。   In this case, since both input terminals of the switched capacitor amplifier 3 are electrically maintained at a common potential VCOM (not shown), the output terminal VFS of the switched capacitor amplifier 3 depends on the magnitude relationship between the common potential VCOM and the read voltage. , VFR, voltages VFS and VFR are output. FIG. 2 shows a case where the read voltage is lower than the common voltage VCOM. The charge moves to the sensor capacitive element CS and the reference capacitive element CR via the feedback capacitive elements CFS and CFR in accordance with the passage of the switch elements S21 and S22. Therefore, positive voltages VFS and VFR are output to the output terminals VFS and VFR of the switched capacitor amplifier 3.

このとき、容量センサSN1によるセンス動作により、センサ容量素子CSの容量値が変化していれば、電圧VFRに対する電圧VFSの電圧レベルの変化として検出される。この差分電圧を差分信号増幅部5により増幅して出力電圧VOUTを得る。差分信号増幅部5の増幅度をAV1とすれば、出力電圧VOUTは、
VOUT=AV1×(VFS−VFR)
となる。
At this time, if the capacitance value of the sensor capacitive element CS is changed by the sensing operation by the capacitive sensor SN1, it is detected as a change in the voltage level of the voltage VFS with respect to the voltage VFR. The differential voltage is amplified by the differential signal amplification unit 5 to obtain the output voltage VOUT. If the amplification factor of the differential signal amplifier 5 is AV1, the output voltage VOUT is
VOUT = AV1 × (VFS−VFR)
It becomes.

ここで、スイッチトキャパシタアンプ3、および帰還容量素子CFS、CFRを備えて、電圧変換部を構成している。   Here, the switched capacitor amplifier 3 and the feedback capacitance elements CFS and CFR are included to constitute a voltage conversion unit.

また、第1および第2電圧調整部VC11、VC12は、センサ容量素子CSおよび参照容量素子CRへの読出し電圧を調整する。センサ容量素子CSおよび参照容量素子CRに蓄積された電荷を帰還容量素子CFS、CFRに転荷することにより得られる電圧VFS、VFRのダイナミックレンジは、各容量素子の容量値が固定である場合、制御信号φ1がハイレベルである初期化状態において、センサ容量素子CSおよび参照容量素子CRに蓄積される電荷量に応じて定まる。そこで、センサ容量素子CSおよび参照容量素子CRに印加される読出し電圧のうち、共通に電圧レベルが設定される第1電圧調整部VC11の調整電圧VADにおける電圧レベルを調整することにより、ダイナミックレンジの調整を行なうことができる。   In addition, the first and second voltage adjustment units VC11 and VC12 adjust read voltages to the sensor capacitive element CS and the reference capacitive element CR. The dynamic range of the voltages VFS and VFR obtained by transferring the charges accumulated in the sensor capacitive element CS and the reference capacitive element CR to the feedback capacitive elements CFS and CFR is set when the capacitance value of each capacitive element is fixed. In an initialization state in which the control signal φ1 is at a high level, it is determined according to the amount of charge accumulated in the sensor capacitor element CS and the reference capacitor element CR. Therefore, by adjusting the voltage level of the adjustment voltage VAD of the first voltage adjustment unit VC11, in which the voltage level is commonly set, among the read voltages applied to the sensor capacitive element CS and the reference capacitive element CR, Adjustments can be made.

また、センサ容量素子CSまたは/および参照容量素子CRに容量値のばらつきがある場合、容量オフセットを生ずることとなる。この場合、センサ容量素子CSまたは/および参照容量素子CRに印加される読出し電圧のうち、個別に電圧レベルが設定される第2 電圧調整部VC12の調整電圧VAS、VARにおける電圧レベルを調整することにより、容量オフセットの調整を行なうことができる。   Further, when there is a variation in capacitance value between the sensor capacitive element CS and / or the reference capacitive element CR, a capacitive offset is generated. In this case, among the read voltages applied to the sensor capacitor element CS and / or the reference capacitor element CR, the voltage levels in the adjustment voltages VAS and VAR of the second voltage adjustment unit VC12 in which the voltage level is individually set are adjusted. Thus, the capacitance offset can be adjusted.

第1および第2電圧調整部VC11、VC12の具体例を図3に示す。第1電圧調整部VC11として、基準電圧に対して調整電圧VADを付与するD/A変換器が備えられ、第2電圧調整部VC12として、調整電圧VADに、各々調整電圧VAS、VARを付与する2つのD/A変換器が備えられる。メモリ10には、各調整電圧に対応するディジタル調整値が格納されている。調整値格納部の一例である。メモリ10に格納されているディジタル調整値は、容量センサSN1に応じて定められる調整値であり、接続される容量センサSN1に応じて、メモリ10に格納されているディジタル調整値のうち適合する値を有するディジタル調整値が選択され、各A/D変換器に供給される。   A specific example of the first and second voltage adjustment units VC11 and VC12 is shown in FIG. The first voltage adjustment unit VC11 includes a D / A converter that applies the adjustment voltage VAD to the reference voltage, and the second voltage adjustment unit VC12 applies adjustment voltages VAS and VAR to the adjustment voltage VAD, respectively. Two D / A converters are provided. The memory 10 stores digital adjustment values corresponding to each adjustment voltage. It is an example of an adjustment value storage part. The digital adjustment value stored in the memory 10 is an adjustment value determined according to the capacitance sensor SN1, and a suitable value among the digital adjustment values stored in the memory 10 according to the connected capacitance sensor SN1. Is selected and supplied to each A / D converter.

または、センス動作に先立ち、センス信号の入力のない状態で、図2に示す動作を行なう調整期間を設けることも可能である。ハイレベルの制御信号φ1による初期化状態に続く制御信号φ2のハイレベル期間に、電圧VFSまたは/およびVFRの電圧レベルを検出してやればダイナミックレンジを見積もることができる。また、この期間に出力電圧VOUTの電圧レベルを検出してやれば容量オフセットを見積もることができる。これらの検出値に応じてディジタル調整値を選択することにより、ダイナミックレンジまたは/および容量オフセットを調整することができる。   Alternatively, prior to the sensing operation, it is possible to provide an adjustment period for performing the operation shown in FIG. 2 in the absence of a sense signal input. If the voltage level of the voltage VFS or / and VFR is detected during the high level period of the control signal φ2 following the initialization state by the high level control signal φ1, the dynamic range can be estimated. Further, if the voltage level of the output voltage VOUT is detected during this period, the capacitance offset can be estimated. By selecting a digital adjustment value according to these detection values, the dynamic range or / and the capacity offset can be adjusted.

ここで、メモリとは、不揮発性メモリとすることができ、条件設定を指示する不図示のトリガ信号で読出し、または/および電源投入時やリセット時等の起動時に合わせて読み出すことが考えられる。   Here, the memory can be a non-volatile memory, and can be read by a trigger signal (not shown) instructing condition setting, and / or read at the time of start-up such as power-on or reset.

第1実施形態では、第1および第2電圧調整部VC11、VC12を備える場合について説明したが、何れか一方を備えることも考えられる。このとき、第1電圧調整部V11を備えず第2電圧調整部V12のみを備える場合でも、調整電圧VAS、VARの電圧レベルによっては、ダイナミックレンジを調整する調整電圧VADの役割を同時に持たせることも可能である。   Although 1st Embodiment demonstrated the case where 1st and 2nd voltage adjustment part VC11, VC12 was provided, providing either one is also considered. At this time, even when only the second voltage adjustment unit V12 is provided without the first voltage adjustment unit V11, the role of the adjustment voltage VAD for adjusting the dynamic range is given at the same time depending on the voltage levels of the adjustment voltages VAS and VAR. Is also possible.

図4は、第1実施形態の変形例である。図1に示す第1実施形態における差動出力構成のスイッチトキャパシタアンプ3に代えて、2つのスイッチトキャパシタアンプ3A、3Bを備える場合である。センサ容量素子CS、参照容量素子CRの他方端子N1、N2は、スイッチ素子S21、S22を介して、各々のスイッチトキャパシタアンプ3A、3Bの反転入力端子に接続される。各々のスイッチトキャパシタアンプ3A、3Bの正の出力端子がノードVFS、VFRに接続され、反転入力端子に対して帰還容量素子CFS、CFRが接続される。   FIG. 4 is a modification of the first embodiment. This is a case where two switched capacitor amplifiers 3A and 3B are provided instead of the switched capacitor amplifier 3 having the differential output configuration in the first embodiment shown in FIG. The other terminals N1 and N2 of the sensor capacitor element CS and the reference capacitor element CR are connected to the inverting input terminals of the respective switched capacitor amplifiers 3A and 3B via the switch elements S21 and S22. Positive output terminals of the respective switched capacitor amplifiers 3A and 3B are connected to the nodes VFS and VFR, and feedback capacitance elements CFS and CFR are connected to the inverting input terminals.

図4の変形例では、差動出力構成のスイッチトキャパシタアンプ3を使用する場合(図1)と同様の作用・効果を奏するものであり、ここでの説明は省略する。   In the modified example of FIG. 4, the same operation and effect as when the switched capacitor amplifier 3 having the differential output configuration is used (FIG. 1) are provided, and the description thereof is omitted here.

図5は、第2実施形態の回路図である。第1実施形態(図1)の第1および第2電圧調整部VC11、VC12に代えて、第1および第2電圧調整部VC21、VC22を備えている。第1実施形態が、メモリ10等に予め設定された調整値に応じて調整電圧VAD、VAS、VARを設定するのに対して、第2実施形態では、ノードVFS、VFRの電圧VFS、VFR、出力電圧VOUTからのフィードバック経路を備えて、調整電圧VAD、VAS、VARが設定されるものである。   FIG. 5 is a circuit diagram of the second embodiment. Instead of the first and second voltage adjustment units VC11 and VC12 of the first embodiment (FIG. 1), first and second voltage adjustment units VC21 and VC22 are provided. In the first embodiment, the adjustment voltages VAD, VAS, and VAR are set according to the adjustment values preset in the memory 10 and the like, whereas in the second embodiment, the voltages VFS, VFR, and VFS of the nodes VFS and VFR are set. The adjustment voltages VAD, VAS, and VAR are set by providing a feedback path from the output voltage VOUT.

第1電圧調整部VC21は、オア回路7、ピークホールド回路9、および第1バッファ回路11を備えている。ノードVFS、VFRがオア回路7に接続され、オア回路7からは、電圧VFS、VFRのうち高い電圧レベルの信号が出力される。この信号の電圧値がピークホールド回路9において保持される。保持された電圧が第1バッファ回路11の非反転入力端子入力され、コモン電位VCOMに対して増幅され、調整電圧VADとして出力される。調整電圧VADは、後述する第2バッファ回路15のコモン電位VCOMを調整する。   The first voltage adjustment unit VC21 includes an OR circuit 7, a peak hold circuit 9, and a first buffer circuit 11. The nodes VFS and VFR are connected to the OR circuit 7, and the OR circuit 7 outputs a signal having a higher voltage level among the voltages VFS and VFR. The voltage value of this signal is held in the peak hold circuit 9. The held voltage is input to the non-inverting input terminal of the first buffer circuit 11, amplified with respect to the common potential VCOM, and output as the adjustment voltage VAD. The adjustment voltage VAD adjusts a common potential VCOM of the second buffer circuit 15 described later.

ここで、容量センサSN1によりセンスされた信号である、電圧VFSおよびVFRの差分信号が僅少な電圧である場合、電圧VFS、VFRの電圧レベルは略同一である。この場合には、オア回路7を備えることなく、電圧VFS、VFRの何れか一方をピークホールド回路9において保持する構成とすることもできる。   Here, when the difference signal between the voltages VFS and VFR, which is a signal sensed by the capacitive sensor SN1, is a slight voltage, the voltage levels of the voltages VFS and VFR are substantially the same. In this case, without providing the OR circuit 7, either the voltage VFS or VFR can be held in the peak hold circuit 9.

第2電圧調整部VC22は、サンプルホールド回路13、および第2バッファ回路25を備えている。出力電圧VOUTは、電圧値の判定部17およびサンプルホールド回路13に接続されている。判定部17において、出力電圧VOUTを判定し、容量オフセットを調整すべき電位であると判断されると、サンプリング信号TSが出力される。サンプルホールド回路13は、サンプリング信号TSに応じて出力電圧VOUTを保持する。サンプルホールド回路13の出力は、第2バッファ回路15の非反転入力端子に入力され、コモン電位VCOMに対して増幅され、差動出力信号として調整電圧VAS、VARを出力する。このとき、先に説明した調整電圧VADによりコモン電位VCOMが調整されていれば、調整電圧VADが共通に付加されて調整電圧VAS、VARが出力される。   The second voltage adjustment unit VC22 includes a sample hold circuit 13 and a second buffer circuit 25. The output voltage VOUT is connected to the voltage value determination unit 17 and the sample hold circuit 13. When the determination unit 17 determines the output voltage VOUT and determines that the potential is to adjust the capacitance offset, the sampling signal TS is output. The sample hold circuit 13 holds the output voltage VOUT according to the sampling signal TS. The output of the sample hold circuit 13 is input to the non-inverting input terminal of the second buffer circuit 15, amplified with respect to the common potential VCOM, and outputs adjustment voltages VAS and VAR as differential output signals. At this time, if the common potential VCOM is adjusted by the adjustment voltage VAD described above, the adjustment voltage VAD is added in common and the adjustment voltages VAS and VAR are output.

調整電圧VADが付加された調整電圧VAS、VARは、スイッチ素子S11、S12を介して、読出し電圧として他方端子N1、N2に供給される。   The adjustment voltages VAS and VAR to which the adjustment voltage VAD is added are supplied as read voltages to the other terminals N1 and N2 via the switch elements S11 and S12.

第1電圧調整部VC21において、ピークホールド回路9に保持された電圧レベルがコモン電位VCOMに比して低い場合には、調整電圧VADの電圧レベルは低下する。低下した調整電圧VADに応じて第2バッファ回路15から出力される調整電圧VAS、VARは共に低下する。センサ容量素子CS、参照容量素子CRの他方端子N1、N2に印加される読出し電圧が低下することとなり、センサ容量素子CS、参照容量素子CRへの電荷蓄積の後、スイッチ素子が切り替わりスイッチ素子S21、S22が道通した際に、帰還容量素子CFS、CFRを介してセンサ容量素子CS、参照容量素子CRに移動する電荷量が増大する。これにより、電圧VFS、VFRは上昇する。逆に、ピークホールド回路9に保持された電圧レベルがコモン電位VCOMに比して高い場合には、調整電圧VADの電圧レベルは上昇する。上昇した調整電圧VADに応じて第2バッファ回路15から出力される調整電圧VAS、VARは共に上昇する。センサ容量素子CS、参照容量素子CRの他方端子N1、N2に印加される読出し電圧が上昇することとなり、センサ容量素子CS、参照容量素子CRへの電荷蓄積の後、スイッチ素子S21、S22が導通した際に、帰還容量素子CFS、CFRを介してセンサ容量素子CS、参照容量素子CRに移動する電荷量が減少する。これにより、電圧VFS、VFRは低下する。   In the first voltage adjustment unit VC21, when the voltage level held in the peak hold circuit 9 is lower than the common potential VCOM, the voltage level of the adjustment voltage VAD decreases. In accordance with the lowered adjustment voltage VAD, both the adjustment voltages VAS and VAR output from the second buffer circuit 15 are lowered. The read voltage applied to the other terminals N1 and N2 of the sensor capacitive element CS and the reference capacitive element CR decreases, and after the charge accumulation in the sensor capacitive element CS and the reference capacitive element CR, the switching element is switched and the switching element S21. , S22 passes, the amount of charge that moves to the sensor capacitive element CS and the reference capacitive element CR via the feedback capacitive elements CFS, CFR increases. As a result, the voltages VFS and VFR rise. Conversely, when the voltage level held in the peak hold circuit 9 is higher than the common potential VCOM, the voltage level of the adjustment voltage VAD increases. In accordance with the increased adjustment voltage VAD, the adjustment voltages VAS and VAR output from the second buffer circuit 15 both increase. The read voltage applied to the other terminals N1 and N2 of the sensor capacitive element CS and the reference capacitive element CR is increased, and after the charge accumulation in the sensor capacitive element CS and the reference capacitive element CR, the switch elements S21 and S22 are turned on. In this case, the amount of charge that moves to the sensor capacitive element CS and the reference capacitive element CR via the feedback capacitive elements CFS and CFR decreases. As a result, the voltages VFS and VFR decrease.

第1電圧調整部VC21により以上の動作が繰り返され、電圧VFS、VFRは、接続された容量センサSN1および帰還容量素子CFS、CFRに対して、第1および第2バッファ回路11、15の増幅度で定められる電圧レベルに自動調整され、ダイナミックレンジが調整される。   The above operation is repeated by the first voltage adjustment unit VC21, and the voltages VFS and VFR are amplified by the first and second buffer circuits 11 and 15 with respect to the connected capacitance sensor SN1 and feedback capacitance elements CFS and CFR. Is automatically adjusted to the voltage level determined by, and the dynamic range is adjusted.

また、第2電圧調整部VC22において、サンプルホールド回路13に保持された電圧レベルが、調整電圧VADにより調整されたコモン電位VCOMに比して低い場合には、調整電圧VASは低下し調整電圧VARは上昇する。センサ容量素子CSの他方端子N1に印加される読出し電圧が低下し、参照容量素子CRの他方端子N2に印加される読出し電圧は上昇する。センサ容量素子CS、参照容量素子CRへの電荷蓄積の後、スイッチ素子が切り替わりスイッチ素子S21、S22が道通した際に、帰還容量素子CFSを介してセンサ容量素子CSに移動する電荷量は増大し、帰還容量素子CFRを介して参照容量素子CRに移動する電荷量は減少する。これにより、電圧VFSは上昇、電圧VFRは低下し、出力電圧VOUTは上昇する。逆に、サンプルホールド回路13に保持された電圧レベルが、調整電圧VADにより調整されたコモン電位VCOMに比して高い場合には、調整電圧VASは上昇し調整電圧VARは低下する。センサ容量素子CSの他方端子N1に印加される読出し電圧が上昇し、参照容量素子CRの他方端子N2に印加される読出し電圧は低下する。センサ容量素子CS、参照容量素子CRへの電荷蓄積の後、スイッチ素子S21、S22が道通した際に、帰還容量素子CFSを介してセンサ容量素子CSに移動する電荷量は低下し、帰還容量素子CFRを介して参照容量素子CRに移動する電荷量は上昇する。これにより、電圧VFSは低下、電圧VFRは上昇し、出力電圧VOUTは低下する。   In the second voltage adjustment unit VC22, when the voltage level held in the sample hold circuit 13 is lower than the common potential VCOM adjusted by the adjustment voltage VAD, the adjustment voltage VAS decreases and the adjustment voltage VAR is reduced. Will rise. The read voltage applied to the other terminal N1 of the sensor capacitive element CS decreases, and the read voltage applied to the other terminal N2 of the reference capacitive element CR increases. After the charge accumulation in the sensor capacitive element CS and the reference capacitive element CR, when the switch element is switched and the switch elements S21 and S22 pass, the amount of charge that moves to the sensor capacitive element CS via the feedback capacitive element CFS increases. As a result, the amount of charge that moves to the reference capacitive element CR via the feedback capacitive element CFR decreases. As a result, the voltage VFS increases, the voltage VFR decreases, and the output voltage VOUT increases. Conversely, when the voltage level held in the sample hold circuit 13 is higher than the common potential VCOM adjusted by the adjustment voltage VAD, the adjustment voltage VAS increases and the adjustment voltage VAR decreases. The read voltage applied to the other terminal N1 of the sensor capacitive element CS increases, and the read voltage applied to the other terminal N2 of the reference capacitive element CR decreases. After the charge accumulation in the sensor capacitive element CS and the reference capacitive element CR, when the switch elements S21 and S22 pass, the amount of charge that moves to the sensor capacitive element CS via the feedback capacitive element CFS decreases, and the feedback capacitive The amount of charge that moves to the reference capacitor CR through the element CFR increases. As a result, the voltage VFS decreases, the voltage VFR increases, and the output voltage VOUT decreases.

第2電圧調整部VC22により以上の動作が繰り返され、容量センサSN1によるセンス動作に先立つ初期化動作において出力電圧VOUTが0値に自動調整されることにより、センサ容量素子CSと参照容量素子CRとの間の容量オフセットが調整される。図5では、判定部17を備えて出力電圧VOUTを検出し、検出された電圧レベルに応じてサンプリング信号TSをサンプルホールド回路13に出力しているので、必要に応じて、出力電圧VOUTの電圧レベルがサンプルホールド回路13に保持される。これにより、容量オフセットの調整完了時の値を保持しておくことができる。   The above operation is repeated by the second voltage adjustment unit VC22, and the output voltage VOUT is automatically adjusted to 0 value in the initialization operation prior to the sensing operation by the capacitive sensor SN1, whereby the sensor capacitive element CS, the reference capacitive element CR, The volume offset between is adjusted. In FIG. 5, the determination unit 17 is provided to detect the output voltage VOUT, and the sampling signal TS is output to the sample hold circuit 13 in accordance with the detected voltage level. The level is held in the sample hold circuit 13. As a result, it is possible to hold the value when the adjustment of the capacity offset is completed.

この場合、不図示のメモリ回路を備えてやれば、サンプルホールド回路13に保持される出力電圧VOUTの電圧レベルや、第1および第2バッファ回路11、15等の増幅度、周波数特性、オフセット調整等の各種の回路パラメータをディジタル値として格納しておくことができる。各種のパラメータを複数セット格納しておけば、接続される容量センサSN1の特性に応じて適合したパラメータを選択することができる。ここでいうメモリとは、図3において説明したメモリ10と同様である。   In this case, if a memory circuit (not shown) is provided, the voltage level of the output voltage VOUT held in the sample hold circuit 13, the amplification degree of the first and second buffer circuits 11, 15, etc., frequency characteristics, offset adjustment Various circuit parameters such as can be stored as digital values. If a plurality of sets of various parameters are stored, a suitable parameter can be selected according to the characteristics of the connected capacitive sensor SN1. The memory here is the same as the memory 10 described in FIG.

第1実施形態(図1)、第2実施形態(図5)における説明でも明らかなように、センサ容量素子と参照容量素子とを備えて一方端子が共通端子として接地電位である固定電位に接続されている容量センサの容量値変化を検出するに当たり、センサ容量素子CSおよび参照容量素子CRの他方端子N1、N2に読出し電圧を印加して、各容量素子に電荷を蓄積した後、蓄積された電荷を各々の他方端子N1、N2から取り出して電圧信号VFS、VFRに変換する。変換された電圧信号VFS、VFRの差分信号を増幅して容量センサの容量値変化を検出する。このとき、必要に応じて、読出し電圧が調整される。   As is apparent from the description of the first embodiment (FIG. 1) and the second embodiment (FIG. 5), the sensor capacitor element and the reference capacitor element are provided, and one terminal is connected to a fixed potential that is a ground potential as a common terminal. In detecting the change in the capacitance value of the capacitive sensor, the readout voltage is applied to the other terminals N1 and N2 of the sensor capacitive element CS and the reference capacitive element CR, and the electric charge is accumulated in each capacitive element. Electric charges are taken out from the other terminals N1 and N2 and converted into voltage signals VFS and VFR. A difference signal between the converted voltage signals VFS and VFR is amplified to detect a change in the capacitance value of the capacitance sensor. At this time, the read voltage is adjusted as necessary.

図6に示す回路例は、センサ容量素子CSのセンス動作における容量変化が、温度変化ΔTに比例する温度特性(ΔCS(ΔT)=ΔCS0×ΔT)を有する場合に、調整電圧VADに温度特性を持たせて、温度変化ΔTによる容量変化ΔCS(ΔT)の影響を相殺する回路である。   In the circuit example shown in FIG. 6, when the capacitance change in the sensing operation of the sensor capacitive element CS has a temperature characteristic proportional to the temperature change ΔT (ΔCS (ΔT) = ΔCS0 × ΔT), the temperature characteristic is applied to the adjustment voltage VAD. This is a circuit that cancels the influence of the capacitance change ΔCS (ΔT) caused by the temperature change ΔT.

調整電圧VADは、読出し電圧の少なくとも一部を構成する電圧であるため、温度に対して負の傾きを有していれば、容量値と読出し電圧との積で定まる電荷量に基づいて容量センサにおける容量変化を検出する検出装置において、温度特性を相殺することができる。   The adjustment voltage VAD is a voltage that constitutes at least a part of the read voltage. Therefore, if the adjustment voltage VAD has a negative slope with respect to the temperature, the capacitance sensor is based on the amount of charge determined by the product of the capacitance value and the read voltage. In the detection device that detects the capacitance change at, the temperature characteristics can be canceled.

カレントミラー構成の一対のPMOSトランジスタP1、P2と、一対のNMOSトランジスタN1、N2とを直列接続し、NMOSトランジスタN1、N2の各々のソース端子を、ダイオード素子D1、および抵抗素子R1とダイオード素子D2を介して接地したカレントミラー回路CMは周知の回路である。ここで、ダイオード素子D2のサイズはダイオード素子D1のN倍である。カレントミラー回路CMにおけるカレントミラー構成のPMOSトランジスタP1、P2に、更にPMOSトランジスタP3を接続して取り出された電流を、NMOSトランジスタN3、N4で構成されるカレントミラー回路で折り返し、抵抗素子R2を介して調整電圧VADから接地電位に向かって流す。調整電圧VADから抵抗素子R2により降圧された電圧がバッファ回路A1を介して調整電圧VAD2として出力される。   A pair of PMOS transistors P1 and P2 in a current mirror configuration and a pair of NMOS transistors N1 and N2 are connected in series, and the source terminals of the NMOS transistors N1 and N2 are connected to a diode element D1, a resistance element R1, and a diode element D2, respectively. The current mirror circuit CM grounded via is a well-known circuit. Here, the size of the diode element D2 is N times that of the diode element D1. The current extracted by connecting the PMOS transistor P3 to the PMOS transistors P1 and P2 having the current mirror configuration in the current mirror circuit CM is folded back by the current mirror circuit including the NMOS transistors N3 and N4, and is passed through the resistance element R2. The adjustment voltage VAD is applied toward the ground potential. A voltage obtained by stepping down the adjustment voltage VAD by the resistance element R2 is output as the adjustment voltage VAD2 through the buffer circuit A1.

カレントミラー回路CMから取り出される電流IPTATは、IPTAT=VT×In(N)/R1と表わされる。ここで、VTはサーマルボルテージであり絶対温度に比例する値である。すなわち、電流IPTATは絶対温度に比例する電流特性を有することとなる。バッファ回路A1から出力される調整電圧VAD2は、
VAD2=VAD−R2/R1×VT×In(N)
となり、絶対温度に対して負の傾きを有する調整電圧を得ることができる。
The current IPTAT extracted from the current mirror circuit CM is expressed as IPTAT = VT × In (N) / R1. Here, VT is a thermal voltage and is a value proportional to the absolute temperature. That is, the current IPTAT has a current characteristic proportional to the absolute temperature. The adjustment voltage VAD2 output from the buffer circuit A1 is
VAD2 = VAD−R2 / R1 × VT × In (N)
Thus, an adjustment voltage having a negative slope with respect to the absolute temperature can be obtained.

第1電圧調整部VC11(図1)、VC21(図5)から出力される調整電圧VADに、図6の回路を、調整電圧VADを第1電圧調整部VC11(図1)、VC21(図5)の出力端子に接続して調整電圧VAD2を後段回路に供給してやれば、センサ容量素子CSの容量変化における温度特性を相殺することができる。   The circuit shown in FIG. 6 is applied to the adjustment voltage VAD output from the first voltage adjustment unit VC11 (FIG. 1) and VC21 (FIG. 5), and the adjustment voltage VAD is converted to the first voltage adjustment unit VC11 (FIG. 1) and VC21 (FIG. 5). ) And the adjustment voltage VAD2 is supplied to the subsequent stage circuit, the temperature characteristics in the capacitance change of the sensor capacitive element CS can be offset.

ここで、上記の説明では、温度特性を調整電圧VADに持たせるとして説明したが、調整電圧VADに代えて、または調整電圧VADと共に、調整電圧VAS、VARに温度特性を持たせる場合にも、同様の作用・効果が得られることは言うまでもない。更に、コモン電位VCOMに同様の温度特性を持たせる場合にも同様の作用・効果を奏することが可能である。   Here, in the above description, the temperature characteristic is given to the adjustment voltage VAD. However, instead of the adjustment voltage VAD or together with the adjustment voltage VAD, the adjustment voltages VAS and VAR also have temperature characteristics. Needless to say, similar actions and effects can be obtained. Further, when the common potential VCOM has the same temperature characteristic, the same action and effect can be obtained.

また、図示はされていないが、電源電圧を抵抗分圧等により分圧して得られる分圧電圧を、バッファ回路等を介して調整電圧VAD、または/および調整電圧VAS、VARとする構成としてやれば、調整電圧VAD、または/および調整電圧VAS、VARが電源電圧に比例する依存性を有することとなる。出力電圧VOUTを電源電圧に比例させる、いわゆるレシオメトリック動作が要求される場合に適用すれば、容易に出力電圧VOUTを電源電圧に比例させることが可能となる。   Although not shown, the divided voltage obtained by dividing the power supply voltage by resistance division or the like may be used as the adjustment voltage VAD or / and the adjustment voltages VAS and VAR via the buffer circuit or the like. For example, the adjustment voltage VAD or / and the adjustment voltages VAS and VAR have a dependency proportional to the power supply voltage. When applied to a case where a so-called ratiometric operation is required in which the output voltage VOUT is proportional to the power supply voltage, the output voltage VOUT can be easily proportional to the power supply voltage.

図7は、複数の容量センサSN1〜SN3を備える場合に、容量センサごとにダイナミックレンジや容量オフセットを調整することが可能な構成を示す。   FIG. 7 shows a configuration in which a dynamic range and a capacitance offset can be adjusted for each capacitance sensor when a plurality of capacitance sensors SN1 to SN3 are provided.

複数の容量センサSN1〜SN3のうち何れか一つを選択して、スイッチトキャパシタアンプ3および差分信号増幅部5で容量値変化を検出する場合、スイッチ部SI1〜SI3の何れかを選択してスイッチトキャパシタアンプ3に接続することとなる。この場合、容量センサSN1〜SN3ごとに、センサ容量素子CS1〜CS3、参照容量素子CR1〜CR3の容量値も異なり、各々の素子のペアにおける容量オフセットも異なることが一般的である。   When any one of the plurality of capacitance sensors SN1 to SN3 is selected and a change in the capacitance value is detected by the switched capacitor amplifier 3 and the differential signal amplification unit 5, any one of the switch units SI1 to SI3 is selected and switched capacity is selected. It will be connected to the amplifier 3. In this case, the capacitance values of the sensor capacitive elements CS1 to CS3 and the reference capacitive elements CR1 to CR3 are generally different for each of the capacitive sensors SN1 to SN3, and the capacitive offset in each pair of elements is generally different.

そこで、図7では、ダイナミックレンジを調整するために、複数の帰還容量素子CFS1〜CFS3、CFR1〜CFR3を備え、各々の素子をスイッチ素子SFS1〜SFS3、SFR1〜SFR3を介して帰還経路を構成することを可能としている。センサ容量素子CS1〜CS3、参照容量素子CR1〜CR3の容量値に応じて、スイッチ素子SFS1〜SFS3、SFR1〜SFR3を選択することにより、スイッチトキャパシタアンプ3から出力される差動出力電圧の電圧レベルを調整することができる。   Therefore, in FIG. 7, in order to adjust the dynamic range, a plurality of feedback capacitance elements CFS1 to CFS3 and CFR1 to CFR3 are provided, and each element forms a feedback path via the switch elements SFS1 to SFS3 and SFR1 to SFR3. Making it possible. The voltage level of the differential output voltage output from the switched capacitor amplifier 3 by selecting the switch elements SFS1 to SFS3 and SFR1 to SFR3 according to the capacitance values of the sensor capacitor elements CS1 to CS3 and the reference capacitor elements CR1 to CR3. Can be adjusted.

また、容量オフセットを調整するために、複数の調整容量素子CDS1〜CDS3、CDR1〜CDR3を備え、各々の素子をスイッチ素子SDS1〜SDS3、SDR1〜SDR3を介して接続することを可能としている。センサ容量素子CS1〜CS3と参照容量素子CR1〜CR3とのばらつき等から生ずる容量オフセットに応じて、スイッチ素子SDS1〜SDS3、SDR1〜SDR3を選択することにより、容量オフセットを調整することができる。   In order to adjust the capacitance offset, a plurality of adjustment capacitance elements CDS1 to CDS3 and CDR1 to CDR3 are provided, and each element can be connected via the switch elements SDS1 to SDS3 and SDR1 to SDR3. The capacitance offset can be adjusted by selecting the switch elements SDS1 to SDS3 and SDR1 to SDR3 according to the capacitance offset caused by variations between the sensor capacitance elements CS1 to CS3 and the reference capacitance elements CR1 to CR3.

ここで、調整容量素子CDS1〜CDS3、CDR1〜CDR3は第1調整容量素子の一例であり、スイッチ素子SDS1〜SDS3、SDR1〜SDR3は第1調整スイッチ部の一例である。また、帰還容量素子CFS1〜CFS3、CFR1〜CFR3は第2調整容量素子の一例であり、スイッチ素子SFS1〜SFS3、SFR1〜SFR3は第2調整スイッチ部の一例である。   Here, the adjustment capacitance elements CDS1 to CDS3 and CDR1 to CDR3 are examples of first adjustment capacitance elements, and the switch elements SDS1 to SDS3 and SDR1 to SDR3 are examples of first adjustment switch units. The feedback capacitive elements CFS1 to CFS3 and CFR1 to CFR3 are examples of second adjustment capacitive elements, and the switch elements SFS1 to SFS3 and SFR1 to SFR3 are examples of second adjustment switch units.

スイッチ素子SFS1〜SFS3、SFR1〜SFR3、およびスイッチ素子SDS1〜SDS3、SDR1〜SDR3の選択は、各々、一つのスイッチ素子を道通して選択された一つの容量素子を接続する場合の他、各々の場合において、複数のスイッチ素子を選択して複数の容量素子により、帰還容量素子、調整容量素子を構成する設定とすることも可能である。   The switch elements SFS1 to SFS3, SFR1 to SFR3, and the switch elements SDS1 to SDS3, SDR1 to SDR3 are selected in addition to the case of connecting one selected capacitive element through one switch element. In some cases, it is possible to select a plurality of switch elements and set a feedback capacitor element and an adjustment capacitor element by a plurality of capacitor elements.

スイッチ素子SFS1〜SFS3、SFR1〜SFR3、スイッチ素子SDS1〜SDS3、SDR1〜SDR3の選択は、容量センサSN1〜SN3の選択を行なうスイッチ素子SI1〜SI3の選択に合わせて行われる。これらの情報は、図3に示したメモリ10と同様に予め格納しておくことができる。   Selection of switch elements SFS1 to SFS3, SFR1 to SFR3, switch elements SDS1 to SDS3, and SDR1 to SDR3 is performed in accordance with selection of switch elements SI1 to SI3 for selecting capacitance sensors SN1 to SN3. These pieces of information can be stored in advance as in the memory 10 shown in FIG.

図7で説明したダイナミックレンジ、および容量オフセットの調整は、第1実施形態(図1)、第2実施形態(図5)で説明した調整電圧VAD、VAS、VARによる調整に代えて、または調整電圧VAD、VAS、VARによる調整と共に行なうことができる。調整電圧VAD、VAS、VARによる調整と共に行なう場合には、図7における調整を粗調整とし、第1および第2実施形態による調整を微調整として構成することもできる。   The adjustment of the dynamic range and the capacitance offset described in FIG. 7 is performed instead of or by the adjustment using the adjustment voltages VAD, VAS, and VAR described in the first embodiment (FIG. 1) and the second embodiment (FIG. 5). This can be performed together with adjustment by the voltages VAD, VAS, and VAR. When the adjustment is performed together with the adjustment voltages VAD, VAS, and VAR, the adjustment in FIG. 7 may be a coarse adjustment, and the adjustment according to the first and second embodiments may be a fine adjustment.

図8は、長い時間レンジにおいてセンス動作を行なう場合に、検出電圧におけるDCドリフトを相殺する回路例である。図8では、複数の容量センサSN1〜SN3が備えられ、スイッチ素子SI1〜SI3に応じて適宜に選択される場合を例に説明するが、容量センサが一つである場合も同様な構成とすることができることはいうまでもない。   FIG. 8 is an example of a circuit that cancels DC drift in the detection voltage when performing a sensing operation in a long time range. In FIG. 8, a case where a plurality of capacitance sensors SN1 to SN3 are provided and appropriately selected according to the switch elements SI1 to SI3 will be described as an example. However, the same configuration is used when there is only one capacitance sensor. It goes without saying that it can be done.

図8において、符号21で示されている回路ブロックは、スイッチトキャパシタアンプ3や差分信号増幅部5を中心として、容量センサにおけるセンス動作に伴い変化する容量の変化を電圧値に変換する部分である。   In FIG. 8, a circuit block denoted by reference numeral 21 is a part that converts a change in capacitance, which changes with a sensing operation in the capacitance sensor, into a voltage value with the switched capacitor amplifier 3 and the differential signal amplification unit 5 as the center. .

回路ブロック21から出力される出力電圧VOUTは、スイッチ素子を介してサンプルホールド回路23〜28に入力される。また、サンプルホールド回路23、24の出力信号は差動増幅器29に入力され、出力信号VX1が得られる。同様に、サンプルホールド回路25、26の出力信号は差動増幅器30を介して出力信号VX2が出力され、サンプルホールド回路27、28の出力信号は差動増幅器31に入力され、出力信号VX3に出力される。   The output voltage VOUT output from the circuit block 21 is input to the sample hold circuits 23 to 28 via the switch elements. The output signals of the sample and hold circuits 23 and 24 are input to the differential amplifier 29, and an output signal VX1 is obtained. Similarly, the output signals VX2 of the output signals from the sample and hold circuits 25 and 26 are output via the differential amplifier 30, and the output signals of the sample and hold circuits 27 and 28 are input to the differential amplifier 31 and output to the output signal VX3. Is done.

出力電圧VOUTをサンプルホールド回路23、24に入力するスイッチ素子は、制御信号φI1、φI2に応じて道通される。同様に、出力電圧VOUTをサンプルホールド回路25、26に入力するスイッチ素子は、制御信号φII1、φII2に応じて道通され、出力電圧VOUTをサンプルホールド回路27、28に入力するスイッチ素子は、制御信号φIII1、φIII2に応じて道通される。   The switch elements that input the output voltage VOUT to the sample and hold circuits 23 and 24 are routed according to the control signals φI1 and φI2. Similarly, the switch elements that input the output voltage VOUT to the sample hold circuits 25 and 26 are routed according to the control signals φII1 and φII2, and the switch elements that input the output voltage VOUT to the sample hold circuits 27 and 28 are controlled. Passed in response to signals φIII1 and φIII2.

ここで、制御信号φI1、φI2は、容量センサSN1を選択する制御信号φIに応じて活性化される信号であり、容量センサSN1によるセンス動作のうち、初期化動作時には制御信号φI1が活性化され、センス動作時には制御信号φI2が活性化される。同様に、容量センサSN2が選択される際には、制御信号φIIに応じて、初期化動作時には制御信号φII1が、センス動作時には制御信号φII2が活性化される。また、容量センサSN3が選択される際には、制御信号φIIIに応じて、初期化動作時には制御信号φIII1が、センス動作時には制御信号φIII2が活性化される。   Here, the control signals φI1 and φI2 are signals activated in response to the control signal φI for selecting the capacitance sensor SN1, and the control signal φI1 is activated during the initialization operation in the sensing operation by the capacitance sensor SN1. During the sensing operation, the control signal φI2 is activated. Similarly, when the capacitance sensor SN2 is selected, the control signal φII1 is activated during the initialization operation and the control signal φII2 is activated during the sensing operation in accordance with the control signal φII. When the capacitance sensor SN3 is selected, the control signal φIII1 is activated during the initialization operation and the control signal φIII2 is activated during the sensing operation according to the control signal φIII.

したがって、容量センサSN1〜SN3のうち選択される容量センサに応じて、初期化時の出力電圧VOUTがサンプルホールド回路23、25、または27のうちのいずれかに保持され、センス動作時の出力電圧VOUTがサンプルホールド回路24、26、または28のうちのいずれかに保持される。そして、差動増幅器29、30、または31において、センス動作時の出力電圧VOUTと初期化時の出力電圧VOUTとの差分信号が増幅される。   Therefore, the output voltage VOUT at the time of initialization is held in any one of the sample hold circuits 23, 25, or 27 according to the capacity sensor selected from the capacity sensors SN1 to SN3, and the output voltage at the time of the sensing operation. VOUT is held in one of the sample and hold circuits 24, 26, or 28. Then, in the differential amplifier 29, 30, or 31, a differential signal between the output voltage VOUT during the sensing operation and the output voltage VOUT during initialization is amplified.

図9に示すように、長い時間レンジに渡ってセンス動作をする際、検出電圧においてDCドリフトが存在することがある。図8によれば、このような場合にも、センス動作ごとに初期化時の出力電圧VOUTとセンス動作時の出力電圧VOUTとを保持するので、DCドリフトに関わらず、精度良くセンス動作を行なうことができる。   As shown in FIG. 9, when performing a sensing operation over a long time range, there may be a DC drift in the detection voltage. According to FIG. 8, even in such a case, since the output voltage VOUT at the time of initialization and the output voltage VOUT at the time of the sensing operation are held for each sensing operation, the sensing operation is performed with high accuracy regardless of the DC drift. be able to.

以上詳細に説明したとおり、本実施形態に係る容量値変化検出装置、および容量値変化検出方法によれば、容量センサSN1の共通端子NCが固定電位である接地電位に接続されるので、共通端子NCに付随する容量センサSN1の構造上の基板部分を含む寄生容量成分が、容量センサSN1における容量変化の検出に寄与することはない。容量変化の検出を精度良く行なうことができ、第1および第2電圧調整部VC11/VC21、VC21/VC22により読出し電圧を調整することができるので、容量センサSN1における容量オフセットやダイナミックレンジのばらつき等を調整することができる。   As described above in detail, according to the capacitance value change detection device and the capacitance value change detection method according to the present embodiment, the common terminal NC of the capacitance sensor SN1 is connected to the ground potential which is a fixed potential. The parasitic capacitance component including the substrate portion on the structure of the capacitance sensor SN1 associated with the NC does not contribute to the detection of the capacitance change in the capacitance sensor SN1. Capacitance change can be detected with high accuracy, and the read voltage can be adjusted by the first and second voltage adjusting units VC11 / VC21, VC21 / VC22. Can be adjusted.

センサ容量素子CSおよび参照容量素子CRに蓄積された電荷を帰還容量素子CFS、CFRに転荷することにより得られる電圧VFS、VFRのダイナミックレンジは、初期化状態においてセンサ容量素子CSおよび参照容量素子CRに蓄積される電荷量に応じて定まる。そこで、センサ容量素子CSおよび参照容量素子CRに印加される読出し電圧のうち、共通に電圧レベルが設定される第1電圧調整部VC11の調整電圧VADにおける電圧レベルを調整することにより、ダイナミックレンジの調整を行なうことができる。   The dynamic ranges of the voltages VFS and VFR obtained by transferring the charges accumulated in the sensor capacitive element CS and the reference capacitive element CR to the feedback capacitive elements CFS and CFR are the same as the sensor capacitive element CS and the reference capacitive element in the initialized state. It is determined according to the amount of charge accumulated in CR. Therefore, by adjusting the voltage level of the adjustment voltage VAD of the first voltage adjustment unit VC11, in which the voltage level is commonly set, among the read voltages applied to the sensor capacitive element CS and the reference capacitive element CR, Adjustments can be made.

センサ容量素子CSまたは/および参照容量素子CRに容量値のばらつきがある場合の容量オフセットについては、センサ容量素子CSまたは/および参照容量素子CRに印加される読出し電圧のうち、個別に電圧レベルが設定される第2電圧調整部VC12の調整電圧VAS、VARにおける電圧レベルを調整することにより、容量オフセットの調整を行なうことができる。   Regarding the capacitance offset when the capacitance value of the sensor capacitive element CS and / or the reference capacitive element CR varies, the voltage level of the read voltage applied to the sensor capacitive element CS and / or the reference capacitive element CR is individually set. The capacitance offset can be adjusted by adjusting the voltage levels in the adjustment voltages VAS and VAR of the second voltage adjustment unit VC12 to be set.

また、第2実施形態では、第1電圧調整部VC21による調整電圧VADの調整が繰り返され、電圧VFS、VFRは、接続された容量センサSN1および帰還容量素子CFS、CFRに対して、第1および第2バッファ回路11、15の増幅度で定められる電圧レベルに自動調整され、ダイナミックレンジが調整される。第2電圧調整部VC22による調整電圧VFS、VFRの調整が繰り返され、容量センサSN1によるセンス動作に先立つ初期化動作において出力電圧VOUTが0値に自動調整されることにより、センサ容量素子CSと参照容量素子CRとの間の容量オフセットが調整される。   In the second embodiment, the adjustment of the adjustment voltage VAD by the first voltage adjustment unit VC21 is repeated, and the voltages VFS and VFR are applied to the first and second capacitance sensors SN1 and feedback capacitance elements CFS and CFR. The dynamic range is adjusted by automatically adjusting to a voltage level determined by the amplification degree of the second buffer circuits 11 and 15. The adjustment of the adjustment voltages VFS and VFR by the second voltage adjustment unit VC22 is repeated, and the output voltage VOUT is automatically adjusted to 0 value in the initialization operation prior to the sensing operation by the capacitance sensor SN1, thereby referring to the sensor capacitance element CS. The capacitance offset with respect to the capacitive element CR is adjusted.

複数の帰還容量素子CFS1〜CFS3、CFR1〜CFR3を備えて、各々の素子をスイッチ素子SFS1〜SFS3、SFR1〜SFR3を介して帰還経路を構成する構成とすれば、複数のセンサ容量素子CS1〜CS3および参照容量素子CR1〜CR3の選択に応じて、スイッチ素子SFS1〜SFS3、SFR1〜SFR3を選択して、スイッチトキャパシタアンプ3から出力される差動出力電圧の電圧レベルを調整することができ、ダイナミックレンジの調整を行なうことができる。   If a plurality of feedback capacitance elements CFS1 to CFS3 and CFR1 to CFR3 are provided and each element constitutes a feedback path via the switch elements SFS1 to SFS3 and SFR1 to SFR3, a plurality of sensor capacitance elements CS1 to CS3 are provided. According to the selection of the reference capacitor elements CR1 to CR3, the switch elements SFS1 to SFS3, SFR1 to SFR3 can be selected to adjust the voltage level of the differential output voltage output from the switched capacitor amplifier 3, The range can be adjusted.

また、複数の調整容量素子CDS1〜CDS3、CDR1〜CDR3を備えて、各々の素子をスイッチ素子SDS1〜SDS3、SDR1〜SDR3を介して接続する構成とすれば、複数のセンサ容量素子CS1〜CS3および参照容量素子CR1〜CR3について容量値のばらつき等から生ずる容量オフセットに応じて、スイッチ素子SDS1〜SDS3、SDR1〜SDR3を選択して、容量オフセットを調整することができ、容量オフセットの調整を行なうことができる。   Further, if a plurality of adjustment capacitor elements CDS1 to CDS3, CDR1 to CDR3 are provided and each element is connected via the switch elements SDS1 to SDS3, SDR1 to SDR3, a plurality of sensor capacitor elements CS1 to CS3 and The switching elements SDS1 to SDS3 and SDR1 to SDR3 can be selected and adjusted according to the capacitance offset caused by the variation of the capacitance value of the reference capacitance elements CR1 to CR3, and the capacitance offset can be adjusted. Can do.

尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは言うまでもない。
例えば、図7では、選択される容量センサに応じて、ダイナミックレンジを調整するために帰還容量素子を選択し、または/および容量オフセットを調整するために調整容量素子を調整する場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。第2実施形態(図5)の場合において、複数の容量センサを選択する構成とする場合に、第1または/および第2バッファ回路11、15の増幅度、周波数特性、オフセット調整等の各種の特性を、選択される容量センサごとに切り替える構成とすることも可能である。この場合、特性情報は、メモリ等に予め格納しておき、必要に応じて読み出す構成とすることができる。
また、容量センサにおける容量変化は、センサ容量素子と参照容量素子との間の容量変化量に読出し電圧を乗じた値に基づいて、スイッチトキャパシタアンプの差動出力信号である電圧VFSと電圧VFRとの差分信号が確定されて検出される。また、読出し電圧は、調整電圧VADに基づいて設定されるところ、調整電圧VADは所定の基準電圧(不図示)に比例して生成される場合がある。この場合、電圧VFS、VFRの差分信号を差分信号増幅部により増幅し、または更に後段に備えられる増幅部により増幅する場合に、差分信号増幅部または/および後段の増幅部における増幅度を、基準電圧に反比例する関係としてやれば、基準電圧にDCドリフトがある場合も、この影響を排除することができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various improvements and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, FIG. 7 illustrates an example in which a feedback capacitive element is selected to adjust the dynamic range and / or an adjustment capacitive element is adjusted to adjust a capacitance offset according to the selected capacitance sensor. However, the present invention is not limited to this. In the case of the second embodiment (FIG. 5), when a plurality of capacitance sensors are selected, various types of amplification factors, frequency characteristics, offset adjustments, etc. of the first and / or second buffer circuits 11, 15 It is also possible to adopt a configuration in which the characteristics are switched for each selected capacitance sensor. In this case, the characteristic information may be stored in advance in a memory or the like and read as necessary.
Further, the capacitance change in the capacitance sensor is based on the value obtained by multiplying the capacitance change amount between the sensor capacitance element and the reference capacitance element by the read voltage, and the voltage VFS and the voltage VFR which are differential output signals of the switched capacitor amplifier. Are determined and detected. In addition, the read voltage is set based on the adjustment voltage VAD, and the adjustment voltage VAD may be generated in proportion to a predetermined reference voltage (not shown). In this case, when the differential signal of the voltages VFS and VFR is amplified by the differential signal amplifying unit, or further amplified by the amplifying unit provided in the subsequent stage, the amplification degree in the differential signal amplifying part and / or the subsequent amplifying part is set as a reference. If the relationship is inversely proportional to the voltage, this influence can be eliminated even when the reference voltage has a DC drift.

ここで、本発明の技術思想により、背景技術における課題を解決するための手段を以下に列記する。
(付記1) 一方端子が共通端子として固定電位に接続されてなる、センサ容量素子と参照容量素子とで構成される容量センサと、
前記センサ容量素子および前記参照容量素子の他方端子への読出し電圧の印加により蓄積される電荷を該他方端子から取り出し、電圧信号に変換する電圧変換部と、
前記電圧変換部より出力される、前記センサ容量素子および前記参照容量素子による電圧信号の差分信号を増幅する差分信号増幅部と、
前記読出し電圧を調整する電圧調整部と
を備えることを特徴とする容量値変化検出装置。
(付記2) 前記電圧変換部は、差動出力構成のスイッチトキャパシタアンプ、または一対のスイッチトキャパシタアンプを備え、
前記スイッチトキャパシタアンプは、
各々の出力端子から該出力端子とは逆相の入力端子に帰還する一対の帰還容量素子
を備えることを特徴とする付記1に記載の容量値変化検出装置。
(付記3) 前記センサ容量素子および前記参照容量素子の他方端子と前記電圧調整部とを接続制御する第1スイッチ部と、
前記センサ容量素子および前記参照容量素子の他方端子と前記スイッチトキャパシタアンプの各々の入力端子とを接続制御する第2スイッチ部と、
前記各々の帰還容量素子をバイパス制御する第3スイッチ部と
を備え、
前記第1および第3スイッチ部と、前記第2スイッチ部とは、相補に導通制御されることを特徴とする付記2に記載の容量値変化検出装置。
(付記4) 前記電圧調整部の調整値を、予め、前記容量センサごとに格納しておく調整値格納部を備え、
接続される前記容量センサに応じて、前記調整値格納部から対応する調整値が選択されることを特徴とする付記1に記載の容量値変化検出装置。
(付記5) 前記電圧調整部は、
前記センサ容量素子および前記参照容量素子の各々に対して共通に印加され、ダイナミックレンジを調整する第1電圧調整部と、
前記センサ容量素子および前記参照容量素子の各々に対して個別に印加され、容量オフセットを調整する第2電圧調整部と
の、少なくとも何れか一方を含むことを特徴とする付記1に記載の容量値変化検出装置。
(付記6) 前記第1電圧調整部は、
前記電圧変換部の出力端子に接続され、前記電圧信号のピーク値を保持するピークホールド部と、
前記読出し電圧に対して、前記ピーク値に応じたフィードバックをする第1バッファ部と
を備えることを特徴とする付記5に記載の容量値変化検出装置。
(付記7) 前記第2電圧調整部は、
前記差分信号増幅部の出力端子に接続され、前記増幅された差分信号を保持するサンプルホールド部と、
前記読出し電圧に対して、前記増幅された差分信号に応じたフィードバックをする第2バッファ部と
を備えることを特徴とする付記5に記載の容量値変化検出装置。
(付記8) 前記第2バッファ部は、差動出力構成を備えることを特徴とする付記7に記載の容量値変化検出装置。
(付記9) 前記容量センサにおける容量オフセットを調整する第1調整容量素子と、
該第1調整容量素子を前記センサ容量素子または/および前記参照容量素子に並列接続する第1調整スイッチ部と
を、少なくとも一組備えることを特徴とする付記1に記載の容量値変化検出装置。
(付記10) 複数の容量センサと、
前記複数の容量センサの各々を前記電圧変換部に接続する選択スイッチ部とを備え、
前記第1調整スイッチ部は、前記選択スイッチ部による選択に応じて切り替えられることを特徴とする付記9に記載の容量値変化検出装置。
(付記11) 前記容量センサにおけるダイナミックレンジを調整する第2調整容量素子と、
該第2調整容量素子を前記帰還容量素子に並列接続する第2調整スイッチ部と
を、少なくとも一組備えることを特徴とする付記2に記載の容量値変化検出装置。
(付記12) 複数の容量センサと、
前記複数の容量センサの各々を前記電圧変換部に接続する選択スイッチ部とを備え、
前記第2調整スイッチ部は、前記選択スイッチ部による選択に応じて切り替えられることを特徴とする付記11に記載の容量値変化検出装置。
(付記13) 複数の容量センサと、
前記容量センサごとに備えられ、前記容量センサによるセンス動作の際、前記差分信号増幅部により増幅された前記差分信号を保持するセンス信号保持部と、
前記容量センサごとに備えられ、前記容量センサによるセンス動作に先立ち、前記差分信号増幅部により増幅された前記差分信号を保持する初期化信号保持部と、
前記初期化信号保持部に保持されてなる差分信号に対する、前記センス信号保持部に保持されてなる差分信号の差分を増幅する増幅部と
を備えることを特徴とする付記1に記載の容量値変化検出装置。
(付記14) 一方端子が共通端子として固定電位に接続されてなる、センサ容量素子と参照容量素子とで構成される容量センサの容量値変化検出方法であって、
前記センサ容量素子および前記参照容量素子の他方端子に読出し電圧を印加して電荷を蓄積するステップと、
蓄積された前記電荷を各々の前記他方端子から取り出し、電圧信号に変換するステップと、
前記センサ容量素子および前記参照容量素子による電圧信号の差分信号を増幅するステップと、
前記読出し電圧を調整するステップと
を有することを特徴とする容量値変化検出方法。
(付記15) 前記読出し電圧を調整するステップは、
前記電圧信号に変換するステップにより変換された前記電圧信号のピーク値を保持するステップと、
前記ピーク値に応じて前記読出し電圧にフィードバックを行なうステップと
を有することを特徴とする付記14に記載の容量値変化検出方法。
(付記16) 前記読出し電圧を調整するステップは、
前記差分信号を増幅するステップにより増幅された前記差分信号を保持するステップと、
前記差分信号に応じて前記読出し電圧にフィードバックを行なうステップと
を有することを特徴とする付記14に記載の容量値変化検出方法。
(付記17) 複数の容量センサを備え、
前記容量センサごとに、前記容量センサによるセンス動作の際、前記差分信号を増幅するステップにより増幅された前記差分信号を保持するステップと、
前記容量センサごとに、前記容量センサによるセンス動作に先立ち、前記差分信号を増幅するステップにより増幅された前記差分信号を保持するステップと、
前記センス動作に先立ち保持するステップにより保持されてなる前記差分信号に対する、前記センス動作の際に保持するステップにより保持されてなる前記差分信号の差分を増幅するステップと
を有することを特徴とする付記14に記載の容量値変化検出方法。
Here, the means for solving the problems in the background art according to the technical idea of the present invention are listed below.
(Supplementary note 1) A capacitive sensor composed of a sensor capacitive element and a reference capacitive element, wherein one terminal is connected to a fixed potential as a common terminal;
A voltage conversion unit that extracts charges accumulated by application of a read voltage to the other terminal of the sensor capacitive element and the reference capacitive element from the other terminal and converts the charge into a voltage signal;
A differential signal amplifying unit that amplifies a differential signal of a voltage signal output from the voltage conversion unit by the sensor capacitive element and the reference capacitive element;
A capacitance value change detection apparatus comprising: a voltage adjustment unit that adjusts the read voltage.
(Supplementary Note 2) The voltage converter includes a switched capacitor amplifier having a differential output configuration or a pair of switched capacitor amplifiers.
The switched capacitor amplifier is:
The capacitance value change detecting device according to claim 1, further comprising a pair of feedback capacitive elements that feed back from each output terminal to an input terminal having a phase opposite to that of the output terminal.
(Additional remark 3) The 1st switch part which controls connection of the other terminal and the voltage adjustment part of the sensor capacitive element and the reference capacitive element,
A second switch unit for controlling connection between the other terminal of the sensor capacitor element and the reference capacitor element and each input terminal of the switched capacitor amplifier;
A third switch unit that performs bypass control of each of the feedback capacitive elements,
The capacitance value change detection device according to appendix 2, wherein the first and third switch units and the second switch unit are conductively controlled in a complementary manner.
(Additional remark 4) The adjustment value storage part which stores the adjustment value of the said voltage adjustment part for every said capacitance sensor previously is provided,
The capacitance value change detection device according to appendix 1, wherein a corresponding adjustment value is selected from the adjustment value storage unit according to the connected capacitance sensor.
(Supplementary Note 5) The voltage adjustment unit
A first voltage adjusting unit that is commonly applied to each of the sensor capacitive element and the reference capacitive element and adjusts a dynamic range;
The capacitance value according to appendix 1, including at least one of a second voltage adjustment unit that is individually applied to each of the sensor capacitance element and the reference capacitance element and adjusts a capacitance offset. Change detection device.
(Supplementary Note 6) The first voltage adjustment unit includes:
A peak hold unit connected to the output terminal of the voltage conversion unit and holding a peak value of the voltage signal;
The capacitance value change detection device according to appendix 5, further comprising: a first buffer unit that feeds back the read voltage according to the peak value.
(Supplementary Note 7) The second voltage adjustment unit includes:
A sample-and-hold unit connected to an output terminal of the differential signal amplification unit and holding the amplified differential signal;
The capacitance value change detection device according to appendix 5, further comprising: a second buffer unit that feeds back the read voltage according to the amplified differential signal.
(Additional remark 8) The said 2nd buffer part is provided with a differential output structure, The capacitance value change detection apparatus of Additional remark 7 characterized by the above-mentioned.
(Supplementary note 9) a first adjustment capacitive element for adjusting a capacitance offset in the capacitance sensor;
The capacitance value change detection device according to claim 1, further comprising at least one set of a first adjustment switch unit that connects the first adjustment capacitor element in parallel to the sensor capacitor element and / or the reference capacitor element.
(Supplementary note 10) a plurality of capacitive sensors;
A selection switch unit that connects each of the plurality of capacitance sensors to the voltage conversion unit;
The capacitance value change detection device according to appendix 9, wherein the first adjustment switch unit is switched according to selection by the selection switch unit.
(Additional remark 11) The 2nd adjustment capacitive element which adjusts the dynamic range in the said capacitive sensor,
The capacitance value change detecting device according to claim 2, further comprising at least one set of a second adjustment switch unit that connects the second adjustment capacitor element in parallel with the feedback capacitor element.
(Supplementary note 12) A plurality of capacitive sensors,
A selection switch unit that connects each of the plurality of capacitance sensors to the voltage conversion unit;
The capacitance value change detection device according to appendix 11, wherein the second adjustment switch unit is switched according to selection by the selection switch unit.
(Supplementary note 13) a plurality of capacitive sensors;
A sense signal holding unit that is provided for each of the capacitance sensors and holds the differential signal amplified by the differential signal amplification unit during a sensing operation by the capacitive sensor;
An initialization signal holding unit that is provided for each of the capacitance sensors and holds the differential signal amplified by the differential signal amplification unit prior to a sensing operation by the capacitive sensor;
The capacitance value change according to claim 1, further comprising an amplifying unit that amplifies a difference between the difference signal held in the sense signal holding unit and the difference signal held in the initialization signal holding unit. Detection device.
(Supplementary Note 14) A capacitance value change detection method for a capacitive sensor including a sensor capacitive element and a reference capacitive element, wherein one terminal is connected to a fixed potential as a common terminal,
Applying a read voltage to the other terminal of the sensor capacitive element and the reference capacitive element to accumulate charges;
Removing the accumulated charge from each of the other terminals and converting it to a voltage signal;
Amplifying a differential signal of a voltage signal by the sensor capacitive element and the reference capacitive element;
And a step of adjusting the read voltage.
(Supplementary Note 15) The step of adjusting the read voltage includes:
Holding a peak value of the voltage signal converted by the step of converting to the voltage signal;
The capacitance value change detecting method according to claim 14, further comprising a step of feeding back the read voltage in accordance with the peak value.
(Supplementary Note 16) The step of adjusting the read voltage includes:
Holding the differential signal amplified by amplifying the differential signal;
The capacitance value change detecting method according to claim 14, further comprising a step of feeding back the read voltage in accordance with the difference signal.
(Supplementary Note 17) Provided with a plurality of capacitance sensors,
Holding the differential signal amplified by the step of amplifying the differential signal during a sensing operation by the capacitive sensor for each capacitive sensor;
Holding the differential signal amplified by the step of amplifying the differential signal prior to the sensing operation by the capacitive sensor for each capacitive sensor;
And amplifying the difference of the difference signal held by the step of holding in the sense operation with respect to the difference signal held by the step of holding prior to the sense operation. 14. The capacitance value change detection method according to 14.

第1実施形態の回路図である。It is a circuit diagram of a 1st embodiment. 回路動作を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows circuit operation | movement. 第1実施形態における電圧調整部の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the voltage adjustment part in 1st Embodiment. 第1実施形態の変形例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the modification of 1st Embodiment. 第2実施形態の回路図である。It is a circuit diagram of a 2nd embodiment. 温度依存性を有する読出し電圧を出力する回路例である。It is an example of a circuit that outputs a read voltage having temperature dependency. 複数の容量センサの各々に対して容量値の調整を行なう回路例である。It is an example of a circuit which adjusts a capacitance value for each of a plurality of capacitance sensors. 複数の容量センサに対して時分割処理を行なう回路例である。It is an example of a circuit which performs time division processing with respect to a plurality of capacitive sensors. 図8の回路によりDCドリフトがキャンセルされることを示す図である。It is a figure which shows that DC drift is canceled by the circuit of FIG. 背景技術の回路図である。It is a circuit diagram of background art.

符号の説明Explanation of symbols

3、3A、3B スイッチトキャパシタアンプ
5 差分信号増幅部
7 オア回路
9 ピークホールド回路
10 メモリ
11 第1バッファ回路
15 第2バッファ回路
13、23〜28 サンプルホールド回路
17 判定部
25 第2バッファ回路
29〜31 差動増幅器
CDS1〜CDS3、CDR1〜CDR3 調整容量素子
CFS、CFS1〜CFS3、CFR、CFR1〜CFR3 帰還容量素子
CR、CR1〜CR3 参照容量素子
CS、CS1〜CS3 センサ容量素子
N1、N2 他方端子
NC 共通端子
SN1〜SN3 容量センサ
VC11、VC21 第1電圧調整部
VC12、VC22 第2電圧調整部
VAD、VAS、VAR 調整電圧
3, 3A, 3B Switched capacitor amplifier 5 Differential signal amplifier 7 OR circuit 9 Peak hold circuit 10 Memory 11 First buffer circuit 15 Second buffer circuit 13, 23-28 Sample hold circuit 17 Determination unit 25 Second buffer circuit 29- 31 Differential amplifiers CDS1 to CDS3, CDR1 to CDR3 Adjustment capacitive elements CFS, CFS1 to CFS3, CFR, CFR1 to CFR3 Feedback capacitive element CR, CR1 to CR3 Reference capacitive element CS, CS1 to CS3 Sensor capacitive element N1, N2 Other terminal NC Common terminals SN1 to SN3 Capacitance sensors VC11, VC21 First voltage adjustment unit VC12, VC22 Second voltage adjustment unit VAD, VAS, VAR Adjustment voltage

Claims (9)

一方端子が共通端子として固定電位に接続されてなる、センサ容量素子と参照容量素子とで構成される容量センサと、
前記センサ容量素子および前記参照容量素子の他方端子への読出し電圧の印加により蓄積される電荷を該他方端子から取り出し、電圧信号に変換する電圧変換部と、
前記電圧変換部より出力される、前記センサ容量素子および前記参照容量素子による電圧信号の差分信号を増幅する差分信号増幅部と、
前記読出し電圧を調整する電圧調整部と
を備えることを特徴とする容量値変化検出装置。
A capacitive sensor composed of a sensor capacitive element and a reference capacitive element, wherein one terminal is connected to a fixed potential as a common terminal;
A voltage conversion unit that extracts charges accumulated by application of a read voltage to the other terminal of the sensor capacitive element and the reference capacitive element from the other terminal and converts the charge into a voltage signal;
A differential signal amplifying unit that amplifies a differential signal of a voltage signal output from the voltage conversion unit by the sensor capacitive element and the reference capacitive element;
A capacitance value change detection apparatus comprising: a voltage adjustment unit that adjusts the read voltage.
前記電圧変換部は、差動出力構成のスイッチトキャパシタアンプ、または一対のスイッチトキャパシタアンプを備え、
前記スイッチトキャパシタアンプは、
各々の出力端子から該出力端子とは逆相の入力端子に帰還する一対の帰還容量素子
を備えることを特徴とする請求項1に記載の容量値変化検出装置。
The voltage conversion unit includes a switched capacitor amplifier having a differential output configuration, or a pair of switched capacitor amplifiers,
The switched capacitor amplifier is:
The capacitance value change detection device according to claim 1, further comprising a pair of feedback capacitance elements that feed back from each output terminal to an input terminal having a phase opposite to that of the output terminal.
前記電圧調整部は、
前記センサ容量素子および前記参照容量素子の各々に対して共通に印加され、ダイナミックレンジを調整する第1電圧調整部と、
前記センサ容量素子および前記参照容量素子の各々に対して個別に印加され、容量オフセットを調整する第2電圧調整部と
の、少なくとも何れか一方を含むことを特徴とする請求項1に記載の容量値変化検出装置。
The voltage regulator is
A first voltage adjusting unit that is commonly applied to each of the sensor capacitive element and the reference capacitive element and adjusts a dynamic range;
2. The capacitor according to claim 1, comprising at least one of a second voltage adjustment unit that is individually applied to each of the sensor capacitor element and the reference capacitor element and adjusts a capacitor offset. Value change detection device.
前記第1電圧調整部は、
前記電圧変換部の出力端子に接続され、前記電圧信号のピーク値を保持するピークホールド部と、
前記読出し電圧に対して、前記ピーク値に応じたフィードバックをする第1バッファ部と
を備えることを特徴とする請求項3に記載の容量値変化検出装置。
The first voltage adjustment unit includes:
A peak hold unit connected to the output terminal of the voltage conversion unit and holding a peak value of the voltage signal;
The capacitance value change detection device according to claim 3, further comprising: a first buffer unit that performs feedback according to the peak value with respect to the read voltage.
前記第2電圧調整部は、
前記差分信号増幅部の出力端子に接続され、前記増幅された差分信号を保持するサンプルホールド部と、
前記読出し電圧に対して、前記増幅された差分信号に応じたフィードバックをする第2バッファ部と
を備えることを特徴とする請求項3に記載の容量値変化検出装置。
The second voltage adjustment unit includes:
A sample-and-hold unit connected to an output terminal of the differential signal amplification unit and holding the amplified differential signal;
The capacitance value change detection device according to claim 3, further comprising a second buffer unit that feeds back the read voltage according to the amplified differential signal.
前記容量センサにおける容量オフセットを調整する第1調整容量素子と、
該第1調整容量素子を前記センサ容量素子または/および前記参照容量素子に並列接続する第1調整スイッチ部と
を、少なくとも一組備えることを特徴とする請求項1に記載の容量値変化検出装置。
A first adjustment capacitive element for adjusting a capacitance offset in the capacitance sensor;
2. The capacitance value change detection device according to claim 1, further comprising at least one set of a first adjustment switch unit that connects the first adjustment capacitor element in parallel to the sensor capacitor element and / or the reference capacitor element. .
前記容量センサにおけるダイナミックレンジを調整する第2調整容量素子と、
該第2調整容量素子を前記帰還容量素子に並列接続する第2調整スイッチ部と
を、少なくとも一組備えることを特徴とする請求項2に記載の容量値変化検出装置。
A second adjustment capacitive element for adjusting a dynamic range in the capacitive sensor;
The capacitance value change detection device according to claim 2, further comprising at least one set of a second adjustment switch unit that connects the second adjustment capacitor element in parallel with the feedback capacitor element.
複数の容量センサと、
前記容量センサごとに備えられ、前記容量センサによるセンス動作の際、前記差分信号増幅部により増幅された前記差分信号を保持するセンス信号保持部と、
前記容量センサごとに備えられ、前記容量センサによるセンス動作に先立ち、前記差分信号増幅部により増幅された前記差分信号を保持する初期化信号保持部と、
前記初期化信号保持部に保持されてなる差分信号に対する、前記センス信号保持部に保持されてなる差分信号の差分を増幅する増幅部と
を備えることを特徴とする請求項1に記載の容量値変化検出装置。
A plurality of capacitive sensors;
A sense signal holding unit that is provided for each of the capacitance sensors and holds the differential signal amplified by the differential signal amplification unit during a sensing operation by the capacitive sensor;
An initialization signal holding unit that is provided for each of the capacitance sensors and holds the differential signal amplified by the differential signal amplification unit prior to a sensing operation by the capacitive sensor;
The capacitance value according to claim 1, further comprising: an amplifying unit that amplifies a difference between the difference signal held in the sense signal holding unit and the difference signal held in the initialization signal holding unit. Change detection device.
一方端子が共通端子として固定電位に接続されてなる、センサ容量素子と参照容量素子とで構成される容量センサの容量値変化検出方法であって、
前記センサ容量素子および前記参照容量素子の他方端子に読出し電圧を印加して電荷を蓄積するステップと、
蓄積された前記電荷を各々の前記他方端子から取り出し、電圧信号に変換するステップと、
前記センサ容量素子および前記参照容量素子による電圧信号の差分信号を増幅するステップと、
前記読出し電圧を調整するステップと
を有することを特徴とする容量値変化検出方法。
A capacitance value change detection method for a capacitive sensor composed of a sensor capacitive element and a reference capacitive element, wherein one terminal is connected to a fixed potential as a common terminal,
Applying a read voltage to the other terminal of the sensor capacitive element and the reference capacitive element to accumulate charges;
Removing the accumulated charge from each of the other terminals and converting it to a voltage signal;
Amplifying a differential signal of a voltage signal by the sensor capacitive element and the reference capacitive element;
And a step of adjusting the read voltage.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011096460A1 (en) * 2010-02-08 2011-08-11 株式会社村田製作所 Variable capacitance element
JP2011185749A (en) * 2010-03-09 2011-09-22 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor integrated circuit
JP2011191223A (en) * 2010-03-16 2011-09-29 Mitsutoyo Corp Capacity-change displacement gauge
US8624608B2 (en) 2011-01-13 2014-01-07 Alps Electric Co., Ltd. Capacitance detecting device
JP2014527637A (en) * 2011-08-29 2014-10-16 ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツングRobert Bosch Gmbh Readout circuit for self-balancing capacitor bridge
CN110058087A (en) * 2019-05-20 2019-07-26 武汉众行聚谷科技有限公司 A kind of fully differential structure small capacitance detection chip of strong anti-interference super low-power consumption
US10768020B2 (en) 2016-08-31 2020-09-08 Hitachi, Ltd. Capacitive sensor

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011096460A1 (en) * 2010-02-08 2011-08-11 株式会社村田製作所 Variable capacitance element
CN102754172A (en) * 2010-02-08 2012-10-24 株式会社村田制作所 Variable capacitance element
JP5423816B2 (en) * 2010-02-08 2014-02-19 株式会社村田製作所 Variable capacitance element
US9224536B2 (en) 2010-02-08 2015-12-29 Murata Manufacturing Co., Ltd. Variable capacitance device
JP2011185749A (en) * 2010-03-09 2011-09-22 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor integrated circuit
JP2011191223A (en) * 2010-03-16 2011-09-29 Mitsutoyo Corp Capacity-change displacement gauge
US8624608B2 (en) 2011-01-13 2014-01-07 Alps Electric Co., Ltd. Capacitance detecting device
JP2014527637A (en) * 2011-08-29 2014-10-16 ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツングRobert Bosch Gmbh Readout circuit for self-balancing capacitor bridge
US10768020B2 (en) 2016-08-31 2020-09-08 Hitachi, Ltd. Capacitive sensor
CN110058087A (en) * 2019-05-20 2019-07-26 武汉众行聚谷科技有限公司 A kind of fully differential structure small capacitance detection chip of strong anti-interference super low-power consumption

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