JP2017199769A - 可変コンデンサ - Google Patents

Abstract

【課題】コンデンサに対して任意の容量値を設定することができる可変コンデンサを提供する。
【解決手段】可変コンデンサ１０は、入力される設定信号に応じて容量値が変化するコンデンサＣ１と、出力回路１２と、受信回路１３と、抵抗Ｒ１と、第１出力端子ｔ１１と、第２出力端子ｔ１２とを備える。出力回路１２は、１つまたは複数の発光ダイオード１２ａを有し、コンデンサＣ１の容量値を設定するための設定信号を、設定信号に応じた光に変換して出力する。受信回路１３は、１つまたは直列に接続された複数のフォトダイオードＰＤ１〜ＰＤｎを有し、出力回路１２から出力された光を受光して電流を発生する。抵抗Ｒ１は、受信回路１３と電気的に接続されており、受信回路１３で発生された電流を電圧Ｖ１に変換する。コンデンサＣ１には、抵抗Ｒ１で変換された電圧Ｖ１に応じた容量値が設定される。
【選択図】図１

Description

本発明は、可変コンデンサに関し、より詳細には、入力される設定信号に応じて容量値が変化する可変コンデンサに関する。

従来、非接触通信装置、ワイヤレス給電システム、共振回路等のインピーダンス調整に用いられる可変コンデンサが使用されている。例えば、コンデンサバンク方式の可変コンデンサが使用されている（特許文献１参照）。

特許文献１で記載された回路では、互いに並列なコンデンサブランチから構成され、各コンデンサブランチは、コンデンサと、直列接続されたリレーおよびＰＩＮダイオードとを有している。この回路では、複数のＰＩＮダイオードのスイッチングによりコンデンサの最適な組み合わせを得て、インピーダンス調整を行っている。

特開平９−３０８６１８号公報

上述した回路では、コンデンサの組み合わせにより回路全体としてのコンデンサの容量値を変更することができる。しかしながら、コンデンサの容量値は不連続で変化（階段状に変化）するため、任意の容量値を設定することができない。

そこで、本発明は上記課題に鑑みてなされ、コンデンサに対して任意の容量値を設定することができる可変コンデンサを提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に係る可変コンデンサは、入力される設定信号に応じて容量値が変化するコンデンサと、出力回路と、受信回路と、抵抗と、第１出力端子と、第２出力端子とを備える。前記出力回路は、１つまたは複数の発光ダイオードを有し、前記コンデンサの容量値を設定するための設定信号を、前記設定信号に応じた光に変換して出力する。前記受信回路は、１つまたは直列に接続された複数のフォトダイオードを有し、前記出力回路から出力された光を受光して電流を発生する。前記抵抗は、前記受信回路と電気的に接続されており、前記受信回路で発生された電流を電圧に変換する。前記第１出力端子は、前記コンデンサの第１端部に電気的に接続されている。前記第２出力端子は、前記コンデンサの第２端部に電気的に接続されている。前記コンデンサには、前記抵抗で変換された前記電圧に応じた容量値が設定される。

本発明の第２の態様に係る可変コンデンサでは、第１の態様において、前記コンデンサは、直列に接続された複数の高誘電率系コンデンサから構成されている。前記抵抗の第１端部は前記受信回路の一端に接続されており、前記抵抗の第２端部は、前記受信回路の他端に接続されている。前記コンデンサの前記第１端部、前記コンデンサの前記第２端部、および前記コンデンサを構成する前記複数の高誘電率系コンデンサのうち隣接する２つの高誘電率系コンデンサの接続点が複数の接続端子となる。前記抵抗の前記第１端部および前記抵抗の前記第２端部は、前記複数の接続端子に、前記コンデンサの前記第１端部から前記コンデンサの前記第２端部に向けて順に、交互に接続される。

本発明の第３の態様に係る可変コンデンサでは、第２の態様において、前記コンデンサは、偶数個の前記高誘電率系コンデンサから構成されている。

本発明の第４の態様に係る可変コンデンサでは、第２の態様において、前記コンデンサは、奇数個の前記高誘電率系コンデンサから構成されている。

本発明の第５の態様に係る可変コンデンサでは、第３または第４の態様において、前記抵抗としての第１抵抗の前記第１端部と、前記複数の接続端子のうち前記第１抵抗の前記第１端部と接続される２つ以上の接続端子とで形成される２つ以上の経路のうち少なくとも経路の数から１を引いた数の経路に、第２抵抗が設けられている。

本発明の第６の態様に係る可変コンデンサでは、第５の態様において、前記１つ以上の経路の各々に、前記第２抵抗が設けられている。

本発明の第７の態様に係る可変コンデンサでは、第５または第６の態様において、前記第１抵抗の前記第２端部と、前記複数の接続端子のうち前記第１抵抗の前記第２端部と接続される１つ以上の接続端子とで形成される１つ以上の経路のうち少なくとも経路の数から１を引いた数の経路に、第３抵抗が設けられている。

本発明の第８の態様に係る可変コンデンサでは、第２〜第７のいずれかの態様において、前記複数の高誘電率系コンデンサのうち少なくとも１つの高誘電率系コンデンサと並列に、前記少なくとも１つの高誘電率系コンデンサのＱ値よりも高いＱ値を持つ高Ｑ値コンデンサが接続されている。

本発明の第９の態様に係る可変コンデンサでは、第８の態様において、前記複数の高誘電率系コンデンサの各々に、当該高誘電率系コンデンサに対応する高Ｑ値コンデンサが並列に接続されている。

本発明の第１０の態様に係る可変コンデンサでは、第１〜第９のいずれかの態様において、前記コンデンサの前記第１端部と前記第１出力端子との間、および前記コンデンサの前記第２端部と前記第２出力端子との間のうち少なくとも一方に、分圧用コンデンサが設けられている。

本発明の第１１の態様に係る可変コンデンサは、第１〜第１０のいずれかの態様において、前記受信回路に並列に接続され、前記受信回路が前記出力回路からの前記光を受光した場合には高インピーダンスになり、前記光を受光しない場合には低インピーダンスとなる充放電回路を、さらに備える。

本発明の第１２の態様に係る可変コンデンサでは、第１〜第１１のいずれかの態様において、前記１つまたは直列に接続された複数のフォトダイオードで流れる電流の向きとは逆向きに電流が流れるのを抑止するために、前記受信回路と前記抵抗との間にダイオードが設けられている。

本発明の第１３の態様に係る可変コンデンサは、第１〜第１２のいずれかの態様において、前記設定信号の表す電圧を電流に変換し、変換した前記電流を前記出力回路に出力する電圧電流変換回路を、さらに備える。前記出力回路は、前記電圧電流変換回路から受け取った前記電流を前記光に変換する。

本発明の第１４の態様に係る可変コンデンサは、第１〜第１３のいずれかの態様において、前記出力回路が前記光を出力するように前記出力回路を駆動させる駆動電源を、さらに備える。

本発明によると、フォトダイオードは設定信号に応じた光を受光して、設定信号に応じた電流を発生する。抵抗は発生した電流を電圧に変換する。これにより、可変コンデンサは、設定信号に応じた電圧を発生し、コンデンサの容量値を変化させることができる。したがって、設定信号を変化させることで、可変コンデンサは、コンデンサに対して任意の容量値を設定することができる。

図１は、本発明の実施形態１に係る可変コンデンサの構成を示す回路図である。 図２は、同上の可変コンデンサにおいてコンデンサが２つの高誘電率系コンデンサで構成されている場合の回路図である。 図３は、同上の可変コンデンサにおいてコンデンサが３つの高誘電率系コンデンサで構成されている場合の回路図である。 図４は、同上の可変コンデンサにおいてコンデンサが４つの高誘電率系コンデンサで構成されている場合の回路図である。 図５は、同上の可変コンデンサにおいてコンデンサが５つの高誘電率系コンデンサで構成されている場合の回路図である。 図６は、同上の可変コンデンサの変形例を示す回路図である。 図７は、本発明の実施形態２に係る可変コンデンサの構成を示す回路図である。 図８は、同上の可変コンデンサにおいて、設定信号に対する電圧変化とコンデンサの容量変化との関係を表す図である。 図９Ａは、同上の可変コンデンサの構成要素をプリント配線板に実装した場合の平面図であり、図９Ｂは、図９ＡのＸ方向から見た同上の可変コンデンサの断面図である。 図１０は、本発明の実施形態３に係る可変コンデンサの構成を示す回路図である。 図１１は、本発明の実施形態４に係る可変コンデンサの構成を示す回路図である。 図１２は、同上の可変コンデンサが備える充放電回路の一例を示す回路図である。 図１３は、本発明の実施形態５に係る可変コンデンサの構成を示す回路図である。 図１４は、本発明の実施形態６に係る可変コンデンサの構成を示す回路図である。 図１５は、実施形態２の変形例としての可変コンデンサの構成要素をプリント配線板に実装した場合の平面図である。

（実施形態１）
以下、実施形態に係る可変コンデンサ１０について図面を参照して説明する。ただし、以下に説明する構成は本発明の一例に過ぎない。本発明は、以下の実施形態に限定されず、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

本実施形態の可変コンデンサ１０は、非接触通信装置、ワイヤレス給電システム、共振回路等のインピーダンス調整に用いられる。

本実施形態の可変コンデンサ１０は、図１に示すように、フォトボル出力フォトカプラ１１、抵抗Ｒ１、コンデンサＣ１、第１入力端子ｔ１、第２入力端子ｔ２、第１出力端子ｔ１１、第２出力端子ｔ１２および駆動電源２０を備える。フォトボル出力フォトカプラ１１、抵抗Ｒ１、コンデンサＣ１は、プリント配線板に実装され、エポシキ樹脂でモールドされる。また、プリント配線板には、必要な配線、フォトボル出力フォトカプラ１１、抵抗Ｒ１およびコンデンサＣ１を実装するためのランド、および第１入力端子ｔ１、第２入力端子ｔ２、第１出力端子ｔ１１、第２出力端子ｔ１２が形成されている。なお、フォトボル出力フォトカプラ１１、抵抗Ｒ１、コンデンサＣ１は、リードフレーム等に実装してモールドされる構造であってもよい。

駆動電源２０は、コンデンサＣ１の容量値を設定するための電流ＩＦを出力する。

フォトボル出力フォトカプラ１１は、図１に示すように、出力回路１２および受信回路１３を有している。

出力回路１２は、第１コントロール端子ｔ１と第２コントロール端子ｔ２とで駆動電源２０に電気的に接続されている。出力回路１２は、１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）１２ａを有し、コンデンサの容量値を設定するための設定信号に応じた光を出力する。ここで、設定信号は、連続的に変化するアナログ信号である。具体的には、出力回路１２は、駆動電源２０から出力された電流（設定信号）ＩＦを、電流に応じた光（電流量に比例した光量）に変換して出力する。なお、出力回路１２は、複数のＬＥＤを有してもよい。また、「電気的に接続」とは、電気的に導通した状態の接続を意味し、直接的な接続だけでなく、例えば電線等の導体を介した間接的な接続も含む。また、第１コントロール端子ｔ１、第２コントロールｔ２は、電線等を接続するための部品（端子）であってもよいが、電子部品のリードや回路基板に配線として形成された導電体の一部であってもよい。

受信回路１３は、直列に接続された複数のフォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２，・・・，ＰＤｎを有し、出力回路１２から出力された光を受光して、受光した光に応じた電流（光量に比例する電流量）を発生する。なお、受信回路１３は、１つのフォトダイオードを有してもよい。

抵抗Ｒ１（第１抵抗）は、受信回路１３と電気的に接続されている。具体的には、抵抗部の第１端部Ｐ１が受信回路１３の一端に、第２端部Ｐ２が受信回路１３の他端に接続されている。抵抗Ｒ１は、受信回路１３で発生された電流を電圧Ｖ１に変換する。ここで、電圧は、抵抗値に電流値を乗算することで算出されるため、抵抗Ｒ１で変換された電圧Ｖ１は、電流量に比例している。

コンデンサＣ１は、入力される直流電圧（電圧Ｖ１）に応じて容量値が変化するコンデンサ、例えば高誘電率系コンデンサである。コンデンサＣ１の第１端部ｐ１１が第１出力端子ｔ１１に、第２端部ｐ１２が第２出力端子ｔ１２に、それぞれ電気的に接続されている。第１出力端子ｔ１１、第２出力端子ｔ１２は、外部の装置と電気的に接続されている。つまり、コンデンサＣ１は、第１出力端子ｔ１１、第２出力端子ｔ１２を介して外部の装置に電気的に接続されている。なお、第１出力端子ｔ１１、第２出力端子ｔ１２は、電線等を接続するための部品（端子）であってもよいが、電子部品のリードや回路基板に配線として形成された導電体の一部であってもよい。

コンデンサＣ１は、抵抗Ｒ１と電気的に接続されている。コンデンサＣ１は、抵抗Ｒ１で生じた電圧Ｖ１に応じた電圧（駆動電源２０から出力された電流に応じた電圧）が印加されることで、コンデンサＣ１の静電容量が変化する。

コンデンサＣ１は、駆動電源２０から出力された電流（設定信号）により静電容量が変化することで、第１出力端子ｔ１１と第２出力端子ｔ１２との間のインピーダンスを変化させる。これにより、第１出力端子ｔ１１と第２出力端子ｔ１２との間では、インピーダンスの変化に応じた電圧が発生する。

以下、コンデンサＣ１を構成する複数の高誘電率系コンデンサと抵抗Ｒ１との接続関係について、説明する。

コンデンサＣ１は、直列に接続された複数の高誘電率系コンデンサで構成されている。第１の例として、コンデンサＣ１が、図２に示すように、直列に接続された２つの高誘電率系コンデンサＣ１１，Ｃ１２で構成されている場合について説明する。

抵抗Ｒ１の第１端部Ｐ１は、コンデンサＣ１の第１端部Ｐ１１（高誘電率系コンデンサＣ１１の第１端部）、および第１出力端子ｔ１１に電気的に接続されている。さらに、抵抗Ｒ１の第１端部Ｐ１は、分岐点Ｐ２１で分岐されてコンデンサＣ１の第２端部Ｐ１２（高誘電率系コンデンサＣ１２の第２端部）、および第２出力端子ｔ１２に電気的に接続されている。

抵抗Ｒ１の第２端部Ｐ２は、高誘電率系コンデンサＣ１１と高誘電率系コンデンサＣ１２との接続点Ｐ３１に電気的に接続されている。

つまり、コンデンサＣ１の第１端子Ｐ１１、接続点Ｐ３１、コンデンサＣ１の第２端子Ｐ１２の順に、抵抗Ｒ１の第１端子Ｐ１，第２端子Ｐ２が交互に接続されている。

この構成により、高誘電率系コンデンサＣ１１および高誘電率系コンデンサＣ１２のそれぞれは、抵抗Ｒ１に並列に接続される。そのため、抵抗Ｒ１で発生する電圧Ｖ１を、高誘電率系コンデンサＣ１１および高誘電率系コンデンサＣ１２のそれぞれに印加することができる。さらに、高誘電率系コンデンサＣ１１および高誘電率系コンデンサＣ１２が直列に接続されているので、第１出力端子ｔ１１と第２出力端子ｔ１２との間における電圧を分圧することができ、高耐圧化が可能となる。

また、この構成によると、第１出力端子ｔ１１と第２出力端子ｔ１２との間には、直流電位差は発生しない。そのため、第１出力端子ｔ１１、第２出力端子ｔ１２を介して電気的に接続された外部の装置に与える影響を低減することができる。

本実施形態の可変コンデンサ１０では、抵抗Ｒ１の第１端部Ｐ１とコンデンサＣ１の第１端部Ｐ１１との間の経路（例えば、分岐点Ｐ２１とコンデンサＣ１の第１端部Ｐ１１との間の経路）に抵抗Ｒ２（第２抵抗）が設けられている。さらに、本実施形態の可変コンデンサ１０では、抵抗Ｒ１の第１端部Ｐ１とコンデンサＣ１の第２端部Ｐ１２との間の経路（例えば、分岐点Ｐ２１とコンデンサＣ１の第２端部Ｐ１２との間の経路）に抵抗Ｒ４（第２抵抗）が設けられている。抵抗Ｒ２，Ｒ４の抵抗値は、同一であることが好ましい。抵抗Ｒ２，Ｒ４の抵抗値は、コンデンサＣ１で発生するインピーダンスよりも十分に大きな値であることが好ましい。例えば、第１出力端子ｔ１１と第２出力端子ｔ１２との間に印加される周波数が約１０ＭＨｚであり、コンデンサＣ１の静電容量が１００ｐＦである場合、コンデンサＣ１のインピーダンスは１６０Ω程度となる。ここで、コンデンサＣ１の静電容量は、高誘電率系コンデンサＣ１１，Ｃ１２の合成容量である。また、コンデンサＣ１のインピーダンスは、高誘電率系コンデンサＣ１１，Ｃ１２の合成インピーダンスである。抵抗Ｒ２，Ｒ４の抵抗値は、コンデンサＣ１のインピーダンス（１６０Ω）より十分に大きな値、例えば１ＭΩである。

また、本実施形態の可変コンデンサ１０では、抵抗Ｒ１の第２端部Ｐ２と接続点Ｐ３１との間の経路に抵抗Ｒ３（第３抵抗）が設けられている。抵抗Ｒ３の抵抗値は、抵抗Ｒ２，Ｒ４の抵抗値と同一であってもよいし、異なってもよい。

抵抗Ｒ２，Ｒ４を設けることで、コンデンサＣ１の第１端部Ｐ１１および第２端部Ｐ１２から電流が受信回路１３に流れ込む可能性を低くすることができる。抵抗Ｒ３を設けることで、接続点Ｐ３１から電流が受信回路１３に流れ込む可能性を低くするとともに、コンデンサＣ１の第１端部Ｐ１１から分岐点Ｐ２１を経由してコンデンサＣ１の第２端部Ｐ１２に至る電流経路を流れる電流を低減することができる。なお、抵抗Ｒ２，Ｒ４のうち少なくとも１つが設けられていればよい。また、抵抗Ｒ３は、必須ではない。

次に、第２の例として、コンデンサＣ１が、図３に示すように、直列に接続された３つの高誘電率系コンデンサＣ１１，Ｃ１２，Ｃ１３で構成されている場合について説明する。

抵抗Ｒ１の第１端部Ｐ１は、コンデンサＣ１の第１端部Ｐ１１（高誘電率系コンデンサＣ１１の第１端部）、および第１出力端子ｔ１１に電気的に接続されている。さらに、抵抗Ｒ１の第１端部Ｐ１は、分岐点Ｐ２１で分岐されて高誘電率系コンデンサＣ１２と高誘電率系コンデンサＣ１３との接続点Ｐ３２に電気的に接続されている。

抵抗Ｒ１の第２端部Ｐ２は、高誘電率系コンデンサＣ１１と高誘電率系コンデンサＣ１２との接続点Ｐ３１に電気的に接続されている。さらに、抵抗Ｒ１の第２端部Ｐ２は、分岐点Ｐ２２で分岐されてコンデンサＣ１の第２端部Ｐ１２（高誘電率系コンデンサＣ１３の第２端部）、および第２出力端子ｔ１２に電気的に接続されている。

つまり、コンデンサＣ１の第１端子Ｐ１１、接続点Ｐ３１，Ｐ３２、コンデンサＣ１の第２端子Ｐ１２の順に、抵抗Ｒ１の第１端子Ｐ１，第２端子Ｐ２が交互に接続されている。

この構成により、高誘電率系コンデンサＣ１１、高誘電率系コンデンサＣ１２および高誘電率系コンデンサＣ１３のそれぞれは、抵抗Ｒ１に並列に接続される。そのため、抵抗Ｒ１で発生する電圧Ｖ１を、高誘電率系コンデンサＣ１１、高誘電率系コンデンサＣ１２および高誘電率系コンデンサＣ１３のそれぞれに印加することができる。さらに、高誘電率系コンデンサＣ１１，Ｃ１２，Ｃ１３が直列に接続されているので、第１出力端子ｔ１１と第２出力端子ｔ１２との間における電圧を分圧することができ、高耐圧化が可能となる。

本実施形態の可変コンデンサ１０では、抵抗Ｒ１の第１端部Ｐ１とコンデンサＣ１の第１端部Ｐ１１との間の経路（例えば、分岐点Ｐ２１とコンデンサＣ１の第１端部Ｐ１１との間の経路）に抵抗Ｒ２（第２抵抗）が設けられている。さらに、本実施形態の可変コンデンサ１０では、抵抗Ｒ１の第１端部Ｐ１と接続点Ｐ３２との間の経路（例えば、分岐点Ｐ２１と接続点Ｐ３２との間の経路）に抵抗Ｒ４（第２抵抗）が設けられている。抵抗Ｒ２，Ｒ４の抵抗値は、同一であることが好ましい。抵抗Ｒ２，Ｒ４の抵抗値は、コンデンサＣ１で発生するインピーダンスよりも十分に大きな値であることが好ましく、例えば１ＭΩである。

また、本実施形態の可変コンデンサ１０では、抵抗Ｒ１の第２端部Ｐ２と接続点Ｐ３１との間の経路に抵抗Ｒ３（第３抵抗）が設けられている。さらに、本実施形態の可変コンデンサ１０では、抵抗Ｒ１の第２端部Ｐ２とコンデンサＣ１の第２端部Ｐ１２との間の経路（例えば、分岐点Ｐ２２とコンデンサＣ１の第２端部Ｐ１２との間の経路）に抵抗Ｒ５（第３抵抗）が設けられている。抵抗Ｒ３，Ｒ５の抵抗値は、抵抗Ｒ２，Ｒ４の抵抗値と同一であってもよいし、異なってもよい。

抵抗Ｒ２，Ｒ４を設けることで、コンデンサＣ１の第１端部Ｐ１１および接続点Ｐ３２から電流が受信回路１３に流れ込む可能性を低くするとともに、コンデンサＣ１の第１端部Ｐ１１から分岐点Ｐ２１を経由して接続点Ｐ３２に至る電流経路を流れる電流を低減することができる。抵抗Ｒ３、Ｒ５を設けることで、第２端部Ｐ１２および接続点Ｐ３１から電流が受信回路１３に流れ込む可能性を低くすることができる。さらに、コンデンサＣ１の第２端部Ｐ１２から分岐点Ｐ２２を経由して接続点Ｐ３１に至る電流経路を流れる電流を低減することができる。なお、抵抗Ｒ２，Ｒ４のうち少なくとも１つが設けられていればよい。また、抵抗Ｒ３，Ｒ５は、必須ではない。

次に第３の例として、コンデンサＣ１が、図４に示すように、直列に接続された４つの高誘電率系コンデンサＣ１１，Ｃ１２，Ｃ１３，Ｃ１４で構成されている場合について説明する。

抵抗Ｒ１の第１端部Ｐ１は、コンデンサＣ１の第１端部Ｐ１１（高誘電率系コンデンサＣ１１の第１端部）、および第１出力端子ｔ１１に電気的に接続されている。抵抗Ｒ１の第１端部Ｐ１は、分岐点Ｐ２１，Ｐ２３で分岐されて高誘電率系コンデンサＣ１２と高誘電率系コンデンサＣ１３との接続点Ｐ３２に電気的に接続されている。さらに、抵抗Ｒ１の第１端部Ｐ１は、分岐点Ｐ２１，Ｐ２３で分岐されてコンデンサＣ１の第２端部Ｐ１２（高誘電率系コンデンサＣ１４の第２端部）、および第２出力端子ｔ１２に電気的に接続されている。

抵抗Ｒ１の第２端部Ｐ２は、高誘電率系コンデンサＣ１１と高誘電率系コンデンサＣ１２との接続点Ｐ３１に電気的に接続されている。さらに、抵抗Ｒ１の第２端部Ｐ２は、分岐点Ｐ２２で分岐されて高誘電率系コンデンサＣ１３と高誘電率系コンデンサＣ１４との接続点Ｐ３３に電気的に接続されている。

つまり、コンデンサＣ１の第１端子Ｐ１１、接続点Ｐ３１，Ｐ３２，Ｐ３３、コンデンサＣ１の第２端子Ｐ１２の順に、抵抗Ｒ１の第１端子Ｐ１，第２端子Ｐ２が交互に接続されている。

この構成により、高誘電率系コンデンサＣ１１，Ｃ１２，Ｃ１３，Ｃ１４のそれぞれは、抵抗Ｒ１に並列に接続される。そのため、抵抗Ｒ１で発生する電圧Ｖ１を、高誘電率系コンデンサＣ１１，Ｃ１２，Ｃ１３，Ｃ１４のそれぞれに印加することができる。さらに、高誘電率系コンデンサＣ１１，Ｃ１２，Ｃ１３，Ｃ１４が直列に接続されているので、第１出力端子ｔ１１と第２出力端子ｔ１２との間における電圧を分圧することができ、高耐圧化が可能となる。

また、この構成によると、第１出力端子ｔ１１と第２出力端子ｔ１２との間には、直流電位差は発生しない。そのため、第１出力端子ｔ１１、第２出力端子ｔ１２を介して電気的に接続された外部の装置に与える影響を低減することができる。

本実施形態の可変コンデンサ１０では、抵抗Ｒ１の第１端部Ｐ１とコンデンサＣ１の第１端部Ｐ１１との間の経路（例えば、分岐点Ｐ２１とコンデンサＣ１の第１端部Ｐ１１との間の経路）に抵抗Ｒ２（第２抵抗）が設けられている。本実施形態の可変コンデンサ１０では、抵抗Ｒ１の第１端部Ｐ１と接続点Ｐ３２との間の経路（例えば、分岐点Ｐ２３と接続点Ｐ３２との間の経路）に抵抗Ｒ４（第２抵抗）が設けられている。さらに、本実施形態の可変コンデンサ１０では、抵抗Ｒ１の第１端部Ｐ１とコンデンサＣ１の第２端部Ｐ１２との間の経路（例えば、分岐点Ｐ２３とコンデンサＣ１の第２端部Ｐ１２との間の経路）に抵抗Ｒ６（第２抵抗）が設けられている。抵抗Ｒ２，Ｒ４，Ｒ６の抵抗値は、同一であることが好ましい。抵抗Ｒ２，Ｒ４，Ｒ６の抵抗値は、コンデンサＣ１で発生するインピーダンスよりも十分に大きな値であることが好ましく、例えば１ＭΩである。

また、本実施形態の可変コンデンサ１０では、抵抗Ｒ１の第２端部Ｐ２と接続点Ｐ３１との間の経路に抵抗Ｒ３（第３抵抗）が設けられている。さらに、本実施形態の可変コンデンサ１０では、抵抗Ｒ１の第２端部Ｐ２と接続点Ｐ３３との間の経路（例えば、分岐点Ｐ２２と接続点Ｐ３３との間の経路）に抵抗Ｒ５（第３抵抗）が設けられている。抵抗Ｒ３，Ｒ５の抵抗値は、抵抗Ｒ２，Ｒ４，Ｒ６の抵抗値と同一であってもよいし、異なってもよい。

抵抗Ｒ２，Ｒ４，Ｒ６を設けることで、コンデンサＣ１の第１端部Ｐ１１、第２端部Ｐ１２および接続点Ｐ３２から電流が受信回路１３に流れ込む可能性を低くすることができる。さらに、コンデンサＣ１の第１端部Ｐ１１から分岐点Ｐ２１を経由して接続点Ｐ３２に至る電流経路、コンデンサＣ１の第２端部Ｐ１２から分岐点Ｐ２３を経由して接続点Ｐ３２に至る電流経路、あるいはコンデンサＣ１の第１端部Ｐ１１から分岐点Ｐ２１およびＰ２３を経由してコンデンサＣ１の第２端部Ｐ１２に至る電流経路を流れる電流を低減することができる。また、抵抗Ｒ３，Ｒ５を設けることで、接続点Ｐ３１，Ｐ３３から電流が受信回路１３に流れ込む可能性を低くするとともに、接続点Ｐ３３から分岐点Ｐ２２を経由して接続点Ｐ３１に至る電流経路を流れる電流を低減することができる。なお、抵抗Ｒ２，Ｒ４，Ｒ６のうち少なくとも２つが設けられていればよい。また、抵抗Ｒ３，Ｒ５のうち少なくとも１つが設けられていればよい。

次に第４の例として、コンデンサＣ１が、図５に示すように、直列に接続された５つの高誘電率系コンデンサＣ１１，Ｃ１２，Ｃ１３，Ｃ１４，Ｃ１５で構成されている場合について説明する。

抵抗Ｒ１の第１端部Ｐ１は、コンデンサＣ１の第１端部Ｐ１１（高誘電率系コンデンサＣ１１の第１端部）、および第１出力端子ｔ１１に電気的に接続されている。抵抗Ｒ１の第１端部Ｐ１は、分岐点Ｐ２１，Ｐ２３で分岐されて高誘電率系コンデンサＣ１２と高誘電率系コンデンサＣ１３との接続点Ｐ３２に電気的に接続されている。さらに、抵抗Ｒ１の第１端部Ｐ１は、分岐点Ｐ２１，Ｐ２３で分岐されて高誘電率系コンデンサＣ１４と高誘電率系コンデンサＣ１５との接続点Ｐ３４に電気的に接続されている。

抵抗Ｒ１の第２端部Ｐ２は、高誘電率系コンデンサＣ１１と高誘電率系コンデンサＣ１２との接続点Ｐ３１に電気的に接続されている。さらに、抵抗Ｒ１の第２端部Ｐ２は、分岐点Ｐ２２，Ｐ２４で分岐されて高誘電率系コンデンサＣ１３と高誘電率系コンデンサＣ１４との接続点Ｐ３３に電気的に接続されている。さらに、抵抗Ｒ１の第２端部Ｐ２は、分岐点Ｐ２２，Ｐ２４で分岐されてコンデンサＣ１の第２端部Ｐ１２（高誘電率系コンデンサＣ１５の第２端部）、および第２出力端子ｔ１２に電気的に接続されている。

つまり、コンデンサＣ１の第１端子Ｐ１１、接続点Ｐ３１，Ｐ３２，Ｐ３３，Ｐ３４、コンデンサＣ１の第２端子Ｐ１２の順に、抵抗Ｒ１の第１端子Ｐ１，第２端子Ｐ２が交互に接続されている。

この構成により、高誘電率系コンデンサＣ１１，Ｃ１２，Ｃ１３，Ｃ１４，Ｃ１５のそれぞれは、抵抗Ｒ１に並列に接続される。そのため、抵抗Ｒ１で発生する電圧Ｖ１を、高誘電率系コンデンサＣ１１，Ｃ１２，Ｃ１３，Ｃ１４，Ｃ１５のそれぞれに印加することができる。さらに、高誘電率系コンデンサＣ１１，Ｃ１２，Ｃ１３，Ｃ１４，Ｃ１５を直列で接続しているので、第１出力端子ｔ１１と第２出力端子ｔ１２との間における電圧を分圧することができ、高耐圧化が可能となる。

本実施形態の可変コンデンサ１０では、抵抗Ｒ１の第１端部Ｐ１とコンデンサＣ１の第１端部Ｐ１１との間の経路（例えば、分岐点Ｐ２１とコンデンサＣ１の第１端部Ｐ１１との間の経路）に抵抗Ｒ２（第２抵抗）が設けられている。本実施形態の可変コンデンサ１０では、抵抗Ｒ１の第１端部Ｐ１と接続点Ｐ３２との間の経路（例えば、分岐点Ｐ２３と接続点Ｐ３２との間の経路）に抵抗Ｒ４（第２抵抗）が設けられている。さらに、本実施形態の可変コンデンサ１０では、抵抗Ｒ１の第１端部Ｐ１と接続点Ｐ３４との間の経路（例えば、分岐点Ｐ２３と接続点Ｐ３４との間の経路）に抵抗Ｒ６（第２抵抗）が設けられている。抵抗Ｒ２，Ｒ４，Ｒ６の抵抗値は、同一であることが好ましい。抵抗Ｒ２，Ｒ４，Ｒ６の抵抗値は、コンデンサＣ１で発生するインピーダンスよりも十分に大きな値であることが好ましく、例えば１ＭΩである。

また、本実施形態の可変コンデンサ１０では、抵抗Ｒ１の第２端部Ｐ２と接続点Ｐ３１との間の経路に抵抗Ｒ３（第３抵抗）が設けられている。本実施形態の可変コンデンサ１０では、抵抗Ｒ１の第２端部Ｐ２と接続点Ｐ３３との間の経路（例えば、分岐点Ｐ２４と接続点Ｐ３３との間の経路）に抵抗Ｒ５（第３抵抗）が設けられている。さらに、本実施形態の可変コンデンサ１０では、抵抗Ｒ１の第２端部Ｐ２とコンデンサＣ１の第２端部Ｐ１２との間の経路（例えば、分岐点Ｐ２４とコンデンサＣ１の第２端部Ｐ１２との間の経路）に抵抗Ｒ７（第３抵抗）が設けられている。抵抗Ｒ３，Ｒ５，Ｒ７の抵抗値は、抵抗Ｒ２，Ｒ４，Ｒ６の抵抗値と同一であってもよいし、異なってもよい。

抵抗Ｒ２，Ｒ４，Ｒ６を設けることで、コンデンサＣ１の第１端部Ｐ１１および接続点Ｐ３２，Ｐ３４から電流が受信回路１３に流れ込む可能性を低くすることができる。さらに、コンデンサＣ１の第１端部Ｐ１１から分岐点Ｐ２１を経由して接続点Ｐ３２に至る電流経路、接続点Ｐ３４から分岐点Ｐ２３を経由して接続点Ｐ３２に至る電流経路、あるいはコンデンサＣ１の第１端部Ｐ１１から分岐点Ｐ２１およびＰ２３を経由して接続点Ｐ３４に至る電流経路を流れる電流を低減することができる。

また、抵抗Ｒ３，Ｒ５，Ｒ７を設けることで、第２端部Ｐ１２および接続点Ｐ３１，Ｐ３３から電流が受信回路１３に流れ込む可能性を低くすることができる。さらに、コンデンサＣ１の第２端部Ｐ１２から分岐点Ｐ２４を経由して接続点Ｐ３３に至る電流経路、接続点Ｐ３１から分岐点Ｐ２２およびＰ２４を経由してＰ３３に至る電流経路、あるいはコンデンサＣ１の第２端部Ｐ１２から分岐点Ｐ２４およびＰ２２を経由して接続点Ｐ３１に至る電流経路を流れる電流を低減することができる。

なお、抵抗Ｒ２，Ｒ４，Ｒ６のうち少なくとも２つが設けられていればよい。また、抵抗Ｒ３，Ｒ５，Ｒ７のうち少なくとも２つが設けられていればよい。

上記第１〜４の例から分かるように、第１端部Ｐ１１、第２端部Ｐ１２、および複数の高誘電率系コンデンサを直列に接続した際の１つ以上のすべての接続点は、抵抗Ｒ１の第１端部Ｐ１、第２端部Ｐ２のいずれかが接続される複数の接続端子として機能している。抵抗Ｒ１の第１端部Ｐ１、第２端部Ｐ２は、複数の接続端子に、コンデンサＣ１の第１端部Ｐ１１から第２端部Ｐ１２に向けて順に、交互に接続されている。

また、コンデンサＣ１が複数の高誘電率系コンデンサから構成される場合、第１端部Ｐ１と、複数の接続端子のうち第１端部Ｐ１と接続される２つ以上の接続端子とで形成される２つ以上の経路のうち少なくとも経路の数から１を引いた数の経路に、第２抵抗が設けられる。さらに、第３抵抗を設ける場合には、第２端部Ｐ２と、複数の接続端子のうち第２端部Ｐ２と接続される１つ以上の接続端子とで形成される１つ以上の経路のうち少なくとも経路の数から１を引いた数の経路に、第３抵抗が設けられる。

なお、受信回路１３を形成する１または直列に接続された複数のフォトダイオードの極性は、図１〜図５に示す極性とは逆向きであってもよい。例えば、図６は、図２に示す可変コンデンサ１０において直列に接続された複数のフォトダイオードＰＤ１〜ＰＤｎの極性を、逆にした場合を示す。この場合、抵抗Ｒ１に電流が流れる向きは、図２の場合と逆向きとなり、第１出力端子ｔ１１および第２出力端子ｔ１２の電位はマイナスとなり、接続点Ｐ３１の電位はプラスとなる。なお、他の構成、他の接続関係については、図２で示す構成、接続関係と同様であるので、説明は省略する。

本実施形態では、可変コンデンサ１０は、フォトボル出力フォトカプラ１１を用いることで、駆動電源２０とコンデンサＣ１との間の電気的絶縁を実現し、また昇圧機能を実現している。例えば、受信回路１３を形成するフォトダイオードの数を増やすことで、昇圧が可能となる。また、従来のように、容量結合では、コンデンサと、直列接続されたリレーおよびダイオードとの組を複数用意し、例えばリレーのスイッチングを行うことで、昇圧するためにコンデンサの最適な組み合わせが得られる開閉状態を求める必要がある。つまり、回路的な操作が必要となる。しかしながら、フォトボル出力フォトカプラ１１を用いることで、昇圧するために回路的な操作は不要となる。

本実施形態では、ＬＥＤ１２ａと、複数のフォトダイオードＰＤ１〜ＰＤｎとを１パッケージ化したフォトボル出力フォトカプラ１１を用いた。しかしながら、この構成に限らず、ＬＥＤ１２ａと、複数のフォトダイオードＰＤ１〜ＰＤｎとをプリント配線板やリードフレームに実装し、他の構成要素とともに一括してモールドされる構造であってもよい。

以上説明したように、本実施形態の可変コンデンサ１０は、入力される設定信号に応じて容量値が変化するコンデンサＣ１と、出力回路１２と、受信回路１３と、抵抗Ｒ１とを備える。出力回路１２は、電流信号（設定信号）ＩＦを、電流信号に応じた光に変換して出力する。受信回路１３は、出力回路１２から出力された光を受光して電流を発生する。抵抗Ｒ１は、受信回路１３で発生された電流を電圧Ｖ１に変換する。コンデンサＣ１には、抵抗Ｒ１で変換された電圧Ｖ１に応じた容量値が設定される。

この構成によると、可変コンデンサ１０は、設定信号に応じた電圧を発生し、コンデンサＣ１の容量値を変化させることができる。したがって、設定信号を変化させることで、可変コンデンサ１０は、コンデンサＣ１に対して任意の容量値を設定することができる。

ここで、コンデンサＣ１は、直列に接続された複数の高誘電率系コンデンサから構成されることが好ましい。抵抗Ｒ１の第１端部Ｐ１および抵抗Ｒ１の第２端部Ｐ２は、複数の接続端子に、コンデンサＣ１の第１端部Ｐ１１からコンデンサＣ１の第２端部Ｐ１２に向けて順に、交互に接続される。ここで、複数の接続端子とは、コンデンサＣ１の第１端部Ｐ１１、コンデンサＣ１の第２端部Ｐ１２、およびコンデンサＣ１を構成する複数の高誘電率系コンデンサＣ１１，Ｃ１２，・・・のうち隣接する２つの高誘電率系コンデンサの接続点Ｐ３１，・・・である。この構成によると、分圧された電圧がコンデンサＣ１を構成する複数の高誘電率系コンデンサＣ１１，Ｃ１２，・・・に印加されるので、コンデンサＣ１の高耐圧化を図ることができる。

ここで、コンデンサＣ１は、偶数個の高誘電率系コンデンサから構成されていることが好ましい。この構成によると、可変コンデンサ１０は、第１出力端子ｔ１１と第２出力端子ｔ１２との電位を同一とすることができる。したがって、第１出力端子ｔ１１、第２出力端子ｔ１２を介して電気的に接続された外部の装置に与える影響を低減することができる。

ここで、コンデンサＣ１は、奇数個の高誘電率系コンデンサから構成されていることが好ましい。この構成によると、分圧された電圧がコンデンサＣ１を構成する複数の高誘電率系コンデンサＣ１１，Ｃ１２，・・・に印加されるので、コンデンサＣ１の高耐圧化を図ることができる。

ここで、可変コンデンサ１０では、抵抗Ｒ１の第１端部Ｐ１と、複数の接続端子のうち抵抗Ｒ１の第１端部Ｐ１と接続される２つ以上の接続端子とで形成される２つ以上の経路のうち少なくとも経路の数から１を引いた数の経路に、第２抵抗が設けられている。この構成によると、可変コンデンサ１０は、第１端部Ｐ１１および第２端部Ｐ１２のうち少なくとも一方から電流が受信回路１３に流れ込む可能性を低くすることができる。さらに、コンデンサＣ１を構成する複数の高誘電率系コンデンサＣ１１，Ｃ１２，・・・を迂回する電流経路に流れる電流を低減することができる。

ここで、可変コンデンサ１０では、１つ以上の経路の各々に、第２抵抗が設けられている。この構成によると、可変コンデンサ１０は、コンデンサＣ１の第１端部Ｐ１１および第２端部Ｐ１２の双方から電流が受信回路１３に流れ込む可能性を低くすることができる。さらに、コンデンサＣ１を構成する複数の高誘電率系コンデンサＣ１１，Ｃ１２，・・・を迂回する電流経路に流れる電流を低減することができる。

ここで、可変コンデンサ１０では、第２端部Ｐ２と、複数の接続端子のうち第２端部Ｐ２と接続される１つ以上の接続端子とで形成される１つ以上の経路のうち少なくとも経路の数から１を引いた数の経路に、第３抵抗が設けられている。この構成によると、可変コンデンサ１０は、第３抵抗を設けることで、複数の接続端子のうち第２端部Ｐ２と接続される１つ以上の接続端子から電流が受信回路１３に流れ込む可能性を低くすることができる。さらに、コンデンサＣ１を構成する複数の高誘電率系コンデンサＣ１１，Ｃ１２，・・・を迂回する電流経路に流れる電流を低減することができる。

ここで、可変コンデンサ１０は、出力回路１２が光を出力するように出力回路１２を駆動させる駆動電源２０を、さらに備える。この構成によると、可変コンデンサ１０は、駆動電源２０により出力回路１２で光を出力することができる。

（実施形態２）
本実施形態における可変コンデンサ１０について、実施形態１とは異なる点を中心に、図７〜９Ａ，９Ｂを用いて説明する。本実施形態の可変コンデンサ１０では、コンデンサＣ１と並列に別のコンデンサを設けた点が、実施形態１とは異なる点である。以下、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。

本実施形態では、コンデンサＣ１は、直列に接続された２つの高誘電率系コンデンサＣ１１，Ｃ１２で構成されている（図７参照）。

高誘電率系コンデンサＣ１１，Ｃ１２は、ＤＣバイアスの依存性が大きく、例えば１００Ｖ程度のＤＣバイアスの電圧を印加すると静電容量値が無バイアス時の４０％〜６０％に低下する特性を持っている（図８参照）。図８では、出力回路１２に流れる電流ＩＦと、コンデンサＣ１に印加される電圧Ｖ１およびコンデンサＣ１の静電容量値Ｃ０１との関係を表す。図８において、実線が抵抗Ｒ１における電圧Ｖ１を、破線がコンデンサＣ１の静電容量値Ｃ０１を表す。電圧Ｖ１は、電流ＩＦの値に比例している。また、電圧Ｖ１が０［Ｖ］のとき、コンデンサＣ１の静電容量値Ｃ０１は、“Ｆ１”であり、電圧Ｖ１が増加するにつれて静電容量値Ｃ０１は減少する。そして、電圧Ｖ１が１００［Ｖ］になると、コンデンサＣ１の静電容量値Ｃ０１は、Ｆ１の約５０％であるＦ２となっている。

また、高誘電率系コンデンサＣ１１，Ｃ１２のＱ値は低く、例えば数十である。ここで、本実施形態では２０であるとする。一般に、コンデンサの等価直列抵抗をｒ［Ω］、コンデンサのインピーダンスの絶対値をｚ［Ω］とすると、コンデンサのＱ値は、“（ｚ−ｒ）／ｒ”で算出される。

本実施形態の可変コンデンサ１０は、実施形態１の構成に加えて、高誘電率系コンデンサＣ１１のＱ値よりも大きいＱ値を持つ高Ｑ値コンデンサＣＰ１、および高誘電率系コンデンサＣ１２のＱ値よりも大きいＱ値を持つ高Ｑ値コンデンサＣＰ２を備えている。高Ｑ値コンデンサＣＰ１，ＣＰ２のＱ値は、５００〜１０００であることが好ましい。特に、高Ｑ値コンデンサＣＰ１，ＣＰ２のＱ値は、８００であることがより好ましい。

高Ｑ値コンデンサＣＰ１，ＣＰ２は、第１出力端子ｔ１１と第２出力端子ｔ２１との間に直列に接続されている。また、高Ｑ値コンデンサＣＰ１は高誘電率系コンデンサＣ１１に並列に、高Ｑ値コンデンサＣＰ２は高誘電率系コンデンサＣ１２に並列に、それぞれ接続されている。このとき、抵抗Ｒ１の第２端部Ｐ１２は、高誘電率系コンデンサＣ１１と高誘電率系コンデンサＣ１２との接続点Ｐ３１、高Ｑ値コンデンサＣＰ１と高Ｑ値コンデンサＣＰ２との接続点Ｐ４１に、抵抗Ｒ３を介して電気的に接続されている。なお、抵抗Ｒ３は、実施形態１と同様に必須の構成要素ではない。

この構成により、抵抗Ｒ１で発生する電圧Ｖ１は、抵抗Ｒ２，Ｒ３を介して高誘電率系コンデンサＣ１１および高Ｑ値コンデンサＣＰ１に、抵抗Ｒ４，Ｒ３を介して高誘電率系コンデンサＣ１２および高Ｑ値コンデンサＣＰ２に、それぞれ印加される。

また、高誘電率系コンデンサＣ１１，Ｃ１２は、一般にＱ値が小さい。そこで、高誘電率系コンデンサＣ１１，Ｃ１２に、高Ｑ値コンデンサＣＰ１，ＣＰ２を並列に接続することで、Ｑ値を改善することができる。

なお、本実施形態では、高誘電率系コンデンサＣ１１，Ｃ１２ごとに、高Ｑ値コンデンサＣＰ１，ＣＰ２が設けられている。しかしながら、本実施形態の構成に限らず、可変コンデンサ１０は、高誘電率系コンデンサＣ１１，Ｃ１２のうち少なくとも１つの高誘電率系コンデンサに高Ｑ値コンデンサが設けられていればよい。

また、本実施形態の可変コンデンサ１０が有するコンデンサＣ１は、直列に接続された３つ以上の高誘電率系コンデンサで構成されてもよい。この場合、複数の高誘電系コンデンサごとに、当該高誘電系コンデンサのＱ値よりも大きいＱ値を持つ高Ｑ値コンデンサが、並列に接続される。また、これらの高Ｑ値コンデンサは、第１出力端子ｔ１１と第２出力端子ｔ２１との間に直列に接続される。高誘電率系コンデンサと、当該高誘電率系コンデンサに並列接続された高Ｑ値コンデンサは、電圧Ｖ１が印加されるように、第２抵抗を介して第１端部Ｐ１１と、および第３抵抗を介して第２端部Ｐ１２と、それぞれ接続される。

また、受信回路１３を形成する１または直列に接続された複数のフォトダイオードの極性は、図７に示す極性とは逆向きであってもよい。

図９Ａは、可変コンデンサ１０の構成要素（部品）をプリント配線板に実装し、エポシキ樹脂でモールドした際の部品の配置を表す模式的な平面図である。図９Ｂは、図９ＡのＸ方向から見た、モールドされた可変コンデンサ１０の断面図である。本来、外観からは、部品は見ることはできないが、説明の都合上、図９Ａでは部品等を実線で描いている。また、図９Ｂでは、説明の都合上、ハッチングを省略している。

図９Ａ，９Ｂに示すように、フォトボル出力フォトカプラ１１、抵抗Ｒ１、コンデンサＣ１を形成する高誘電率系コンデンサＣ１１，Ｃ１２、高Ｑ値コンデンサＣＰ１，ＣＰ２および抵抗Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４は、プリント配線板１００に実装される。また、プリント配線板１００には、必要な配線、フォトボル出力フォトカプラ１１等の部品を実装するためのランド、および第１入力端子ｔ１、第２入力端子ｔ２、第１出力端子ｔ１１、第２出力端子ｔ１２が形成されている。各部品がプリント配線板１００に実装されると、各部品はエポシキ樹脂１０１でモールドされる。

以上説明したように、本実施形態の可変コンデンサ１０では、複数の高誘電率系コンデンサのうち少なくとも１つの高誘電率系コンデンサと並列に、高Ｑ値コンデンサが接続されている。高Ｑ値コンデンサに並列に接続された高誘電率系コンデンサのＱ値を改善することができる。

ここで、可変コンデンサ１０では、複数の高誘電率系コンデンサの各々に、当該高誘電率系コンデンサに対応する高Ｑ値コンデンサが並列に接続されていることが好ましい。この構成によると、コンデンサＣ１全体としてのＱ値を改善することができる。

（実施形態３）
本実施形態における可変コンデンサ１０について、実施形態１とは異なる点を中心に、図１０を用いて説明する。本実施形態の可変コンデンサ１０では、コンデンサＣ１とは別のコンデンサを設けた点が、実施形態１とは異なる点である。以下、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。

本実施形態では、コンデンサＣ１は、直列に接続された２つの高誘電率系コンデンサＣ１１，Ｃ１２で構成されている（図１０参照）。

本実施形態では、可変コンデンサ１０は、第１分圧用コンデンサＣＳ１（分圧用コンデンサ）と、第２分圧用コンデンサＣＳ２（分圧用コンデンサ）とを有している。第１分圧用コンデンサＣＳ１はコンデンサＣ１の第１端部Ｐ１１と第１出力端子ｔ１１との間に、第２分圧用コンデンサＣＳ２はコンデンサＣ１の第２端部Ｐ１２と第２出力端子ｔ１２との間に、それぞれ設けられている。

なお、分圧用コンデンサは、コンデンサＣ１の第１端部Ｐ１１と第１出力端子ｔ１１との間、コンデンサＣ１の第２端部Ｐ１２と第２出力端子ｔ１２との間のうち少なくとも一方に設けられていればよい。

可変コンデンサ１０が共振回路に用いられる場合、共振回路内では高電圧が発生するため、コンデンサＣ１の耐圧が不足する可能性がある。そこで、本実施形態の可変コンデンサ１０では、コンデンサＣ１の第１端部Ｐ１１と第１出力端子ｔ１１との間、コンデンサＣ１の第２端部Ｐ１２と第２出力端子ｔ１２との間のうち少なくとも一方に分圧用コンデンサが設けられている。これにより、第１出力端子ｔ１１と第２出力端子ｔ１２との間の電圧を分圧することができる。そのため、可変コンデンサ１０の高耐圧化を図ることができる。

なお、本実施形態の可変コンデンサ１０が有するコンデンサＣ１は、直列に接続された３つ以上の高誘電率系コンデンサで構成されてもよい。この場合においても、コンデンサＣ１が２つの高誘電率系コンデンサで構成されている場合と同様の効果を有する。

また、本実施形態の可変コンデンサ１０は、実施形態２の可変コンデンサ１０に適用してもよい。この場合も、上記と同様の効果を有する。

また、受信回路１３を形成する１または直列に接続された複数のフォトダイオードの極性は、図１０に示す極性とは逆向きであってもよい。

以上説明したように、本実施形態の可変コンデンサ１０では、コンデンサＣ１の第１端部Ｐ１１と第１出力端子ｔ１１との間、およびコンデンサＣ１の第２端部Ｐ１２と第２出力端子ｔ１２との間のうち少なくとも一方に、分圧用コンデンサが設けられている。この構成によると、第１出力端子ｔ１１と第２出力端子ｔ１２との間の電圧を分圧した電圧が高誘電率系コンデンサＣ１１，Ｃ１２に印加されるので、コンデンサＣ１の高耐圧化を図ることができる。

（実施形態４）
本実施形態における可変コンデンサ１０について、実施形態１とは異なる点を中心に、図１１、図１２を用いて説明する。本実施形態の可変コンデンサ１０では、さらに充放電回路１４を備える点が、実施形態１とは異なる点である。以下、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。

本実施形態では、コンデンサＣ１は、直列に接続された２つの高誘電率系コンデンサＣ１１，Ｃ１２で構成されている（図１１参照）。

充放電回路１４は、図１１に示すように、受信回路１３の両端に接続されている。具体的には、充放電回路１４は、複数のフォトダイオードＰＤ１〜ＰＤｎで形成される直列回路の第１端部（フォトダイオードＰＤｎのアノード）と第２端部（フォトダイオードＰＤ１のカソード）との間に設けられている。

充放電回路１４は、図１２に示すように、ノーマリークローズ素子（ＮＣ素子）１５と、抵抗ＲＢとを有している。

抵抗ＲＢは、フォトダイオードＰＤ１のカソードと、抵抗Ｒ１の第２端部Ｐ２との間に設けられている。具体的には、抵抗ＲＢの第１端部Ｐ５１が抵抗Ｒ１の第２端部Ｐ２と、抵抗ＲＢの第２端部Ｐ５２がフォトダイオードＰＤ１のカソードと、それぞれ接続されている。

ＮＣ素子１５のドレイン端子Ｄは、フォトダイオードＰＤｎのアノードおよび抵抗Ｒ１の第１端部Ｐ１に接続されている。ＮＣ素子１５のソース端子Ｓは抵抗ＲＢの第１端部Ｐ５１に、ＮＣ素子１５のゲート端子Ｇは抵抗ＲＢの第２端部Ｐ５２に、それぞれ接続されている。

この構成により、充放電回路１４は、受信回路１３が出力回路１２からの光を受光した場合には高インピーダンスになり、光を受光しない場合には低インピーダンスとなる。具体的には、受信回路１３が出力回路１２から出力された光を受光すると、電流Ｉが発生する。受信回路１３で発生した電流Ｉは、充放電回路１４のＮＣ素子１５および抵抗Ｒ１を流れる。電流Ｉにより充放電回路１４の抵抗ＲＢの両端間（第１端部Ｐ５１と第２端部Ｐ５２との間）に電圧が発生する。抵抗ＲＢの両端間の電圧が、ＮＣ素子１５の閾値電圧を超えると、ＮＣ素子１５がオフして、すべての電流Ｉが抵抗Ｒ１に流れる。

受信回路１３が出力回路１２からの光を受光しない場合には、電流Ｉが発生しないため抵抗ＲＢの両端間の電圧が０となり、ＮＣ素子１５がオンしてコンデンサＣ１に蓄積された電荷を放電して初期状態（電荷が蓄積されていない状態）になる。

なお、充放電回路１４は、上述した構成に限らず、受信回路１３が出力回路１２からの光を受光した場合には高インピーダンスになり、光を受光しない場合には低インピーダンスとなる構成であればよい。

本実施形態の可変コンデンサ１０は、コンデンサＣ１に蓄積された電荷を急速に放電することができる。

なお、本実施形態の可変コンデンサ１０が有するコンデンサＣ１は、直列に接続された３つ以上の高誘電率系コンデンサで構成されてもよい。この場合においても、上記と同様の効果を有する。

また、本実施形態の可変コンデンサ１０は、実施形態２の可変コンデンサ１０に適用してもよいし、実施形態３の可変コンデンサに適用してもよい。これらの場合も、上記と同様の効果を有する。

また、受信回路１３を形成する１または直列に接続された複数のフォトダイオードの極性は、図１１、図１２に示す極性とは逆向きであってもよい。図６に示す可変コンデンサ１０に充放電回路１４を設ける場合、抵抗ＲＢは、フォトダイオードＰＤ１のカソードと、抵抗Ｒ１の第１端部Ｐ１との間に設けられている。例えば、抵抗ＲＢの第１端部Ｐ５１が抵抗Ｒ１の第１端部Ｐ１と、抵抗ＲＢの第２端部Ｐ５２がフォトダイオードＰＤ１のカソードと、それぞれ接続されている。ＮＣ素子１５のドレイン端子Ｄは、フォトダイオードＰＤｎのアノードおよび抵抗Ｒ１の第２端部Ｐ２に接続されている。ＮＣ素子１５のソース端子Ｓは抵抗ＲＢの第１端部Ｐ５１に、ＮＣ素子１５のゲート端子Ｇは抵抗ＲＢの第２端部Ｐ５２に、それぞれ接続される。

以上説明したように、本実施形態の可変コンデンサ１０は、受信回路１３に並列に接続された充放電回路１４を、さらに備えている。充放電回路１４は、受信回路１３が出力回路１２からの光を受光した場合には高インピーダンスになり、光を受光しない場合には低インピーダンスとなる。この構成によると、可変コンデンサ１０は、コンデンサＣ１に蓄積された電荷を急速に放電し、コンデンサＣ１を初期状態に戻すことができる。

（実施形態５）
本実施形態における可変コンデンサ１０について、実施形態２とは異なる点を中心に、図１３を用いて説明する。本実施形態の可変コンデンサ１０では、さらにダイオード１６を備える点が、実施形態２とは異なる点である。以下、実施形態２と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。

本実施形態では、コンデンサＣ１は、直列に接続された２つの高誘電率系コンデンサＣ１１，Ｃ１２で構成されている（図１３参照）。

ダイオード１６は、受信回路１３（複数のフォトダイオードＰＤ１〜ＰＤｎからなる直列回路）に電流が逆流することを抑止するために、受信回路１３と抵抗Ｒ１との間に設けられる。例えば、ダイオード１６は、図１３に示すように、受信回路１３に含まれるフォトダイオードＰＤｎのアノードおよび抵抗Ｒ１の第１端部Ｐ１と間に設けられ、フォトダイオードＰＤｎのアノードとダイオード１６のアノードとが接続されている。

なお、ダイオード１６は、フォトダイオードＰＤ１と抵抗Ｒ１との間に設けてられてもよい。この場合、フォトダイオードＰＤ１のカソードとダイオード１６のカソードとが接続される。

本実施形態の可変コンデンサ１０は、受信回路１３（複数のフォトダイオード）に電流が逆流する可能性を低くすることができる。

なお、本実施形態の可変コンデンサ１０が有するコンデンサＣ１は、直列に接続された３つ以上の高誘電率系コンデンサで構成されてもよい。この場合においても、上記と同様の効果を有する。

また、本実施形態の可変コンデンサ１０は、実施形態１，３，４のいずれかの可変コンデンサ１０に適用してもよい。これらの場合も、上記と同様の効果を有する。

以上説明したように、本実施形態の可変コンデンサ１０では、受信回路１３で流れる電流の向きとは逆向きに電流が流れるのを抑止するために、受信回路１３と抵抗Ｒ１との間にダイオード１６が設けられている。この構成によると、可変コンデンサ１０は、第１出力端子ｔ１１と第２出力端子ｔ１２との間に、受信回路１３における電圧を超える電圧が発生した場合に電流が逆流する可能性を低くし、誤動作が生じる可能性を低くすることができる。

（実施形態６）
本実施形態における可変コンデンサ１０について、実施形態１とは異なる点を中心に、図１４を用いて説明する。本実施形態の可変コンデンサ１０では、さらに駆動電源２０から電流信号が供給される代わりに電圧信号が供給される点が、実施形態１とは異なる点である。以下、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。

本実施形態では、コンデンサＣ１は、直列に接続された２つの高誘電率系コンデンサＣ１１，Ｃ１２で構成されている（図１４参照）。

本実施形態の可変コンデンサ１０は、図１に示す第２入力端子ｔ２を除く構成要素の他、図１４に示すように、第１電源端子ｔ３、第２電源端子ｔ４および電圧電流変換回路１７をさらに備える。

電圧電流変換回路１７は、供給された電圧信号に応じた電流信号（電流ＩＦ）を出力する。電圧電流変換回路１７は、図１４に示すように、増幅器１８と抵抗Ｒ１０とを有している。増幅器１８の正電源端子は第１電源端子ｔ３に、負電源端子は第２電源端子ｔ４にそれぞれ接続されており、第１電源端子ｔ３および第２電源端子ｔ４から電力の供給を受ける。また、増幅器１８の非反転入力端子は、電圧信号を駆動電源２０から第１端子ｔ１を介して受け付ける。ここで、電圧信号は、コンデンサの容量値を設定するための設定信号である、増幅器１８の反転入力端子は、抵抗Ｒ１０を介して第２電源端子ｔ４に接続されている。なお、増幅器１８は、第２電源端子ｔ４を介して接地されている。

ＬＥＤ１２ａは、増幅器１８の出力端子と、増幅器１８の反転入力端子および抵抗Ｒ１０の接続点との間に設けられている。具体的には、ＬＥＤ１２ａのアノード側が増幅器１８の出力端子と接続され、ＬＥＤ１２ａのカソード側が増幅器１８の反転入力端子と抵抗Ｒ１０との接続点に接続されている。

この構成により、電圧電流変換回路１７は、駆動電源２０から印加される電圧（電圧信号）と抵抗Ｒ１０とで定まる電流ＩＦを出力することができる。抵抗Ｒ１０は固定値であるため、駆動電源２０から印加される電圧を連続的に変化させることで、出力する電流ＩＦを連続的に変化させることができる。

また、この構成により、可変コンデンサ１０での電圧制御が可能となる。そのため、駆動電源２０が有するマイコン等で出力する電圧を制御することで、出力回路１２が出力する電流の量を制御することができる。これにより、コンデンサＣ１の容量値を変化させることができる。

なお、本実施形態の可変コンデンサ１０が有するコンデンサＣ１は、直列に接続された３つ以上の高誘電率系コンデンサで構成されてもよい。この場合においても、上記と同様の効果を有する。

また、本実施形態の可変コンデンサ１０は、実施形態２〜５のいずれかの可変コンデンサ１０に適用してもよい。これらの場合も、上記と同様の効果を有する。

以上説明したように、本実施形態の可変コンデンサ１０は、電圧電流変換回路１７を、さらに備える。出力回路１２は、電圧電流変換回路１７から受け取った電流を光に変換する。この構成によると、可変コンデンサ１０において電圧制御が可能となる。したがって、可変コンデンサ１０は、駆動電源２０が有するマイコン等で出力する電圧を制御することで、コンデンサＣ１の容量値を変化させることができる。

（変形例）
上記各実施形態において、可変コンデンサ１０には、１つのフォトボル出力フォトカプラ１１が含まれる構成としたが、複数のフォトボル出力フォトカプラ１１が含まれる構成であってもよい。一例として、８つのフォトボル出力フォトカプラ１１が含まれる構成を図１５に示す。図１５は、可変コンデンサ１０の構成要素（部品）をプリント配線板に実装し、エポシキ樹脂でモールドした際の部品の配置を表す模式的な平面図である。ここで、本変形例での可変コンデンサ１０の構成要素は、８つのフォトボル出力フォトカプラ１１、抵抗Ｒ１、コンデンサＣ１を形成する高誘電率系コンデンサＣ１１，Ｃ１２、高Ｑ値コンデンサＣＰ１，ＣＰ２および抵抗Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４である。つまり、図１５に示す可変コンデンサは、実施形態２における可変コンデンサの変形例としての可変コンデンサである。図１５に示すように、８つのフォトボル出力フォトカプラ１１は、直列に接続される。この構成により、フォトダイオードの直列接続数を増やすことができる。従って、受信回路から出力可能な最大電圧を増やすことができるので、昇圧される電圧を大きくすることができる。

なお、本実施形態では、コンデンサＣ１は、高誘電率系コンデンサとしたが、この構成に限定されない。コンデンサＣ１は、第１出力端子ｔ１１および第２出力端子ｔ１２に電圧を印加して静電容量を変更できるタイプのコンデンサであればよい。例えば、コンデンサＣ１として、可変容量ダイオードや、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）式の可変コンデンサであってもよい。

また、上記各実施形態および上記各変形例を組み合わせるとしてもよい。

１０ 可変コンデンサ
１２ 出力回路
１２ａ 発光ダイオード（ＬＥＤ）
１３ 受信回路
１４ 充放電回路
１６ ダイオード
１７ 電圧電流変換回路
２０ 駆動電源
Ｃ１ コンデンサ
Ｃ１１〜Ｃ１５ 高誘電率系コンデンサ
ＣＰ１，ＣＰ２ 高Ｑ値コンデンサ
ＣＳ１，ＣＳ２ 分圧用コンデンサ
ＰＤ１〜ＰＤｎ フォトダイオード
Ｐ１ 第１端部
Ｐ２ 第２端部
Ｐ１１ 第１端部
Ｐ１２ 第２端部
Ｐ３１〜Ｐ３４，Ｐ４１ 接続点
Ｒ１ 抵抗（第１抵抗）
Ｒ２，Ｒ４、Ｒ６ 抵抗（第２抵抗）
Ｒ３，Ｒ５、Ｒ７ 抵抗（第３抵抗）
Ｖ１ 電圧
ｔ１１ 第１出力端子
ｔ１２ 第２出力端子

Claims (14)

1. 入力される設定信号に応じて容量値が変化するコンデンサと、
   １つまたは複数の発光ダイオードを有し、前記コンデンサの容量値を設定するための設定信号を、前記設定信号に応じた光に変換して出力する出力回路と、
   １つまたは直列に接続された複数のフォトダイオードを有し、前記出力回路から出力された光を受光して電流を発生する受信回路と、
   前記受信回路と電気的に接続されており、前記受信回路で発生された電流を電圧に変換する抵抗と、
   前記コンデンサの第１端部に電気的に接続された第１出力端子と、
   前記コンデンサの第２端部に電気的に接続された第２出力端子とを備え、
   前記コンデンサには、前記抵抗で変換された前記電圧に応じた容量値が設定される
   ことを特徴とする可変コンデンサ。
2. 前記コンデンサは、直列に接続された複数の高誘電率系コンデンサから構成されており、
   前記抵抗の第１端部は前記受信回路の一端に接続されており、前記抵抗の第２端部は、前記受信回路の他端に接続されており、
   前記コンデンサの前記第１端部、前記コンデンサの前記第２端部、および前記コンデンサを構成する前記複数の高誘電率系コンデンサのうち隣接する２つの高誘電率系コンデンサの接続点が複数の接続端子となり、
   前記抵抗の前記第１端部および前記抵抗の前記第２端部は、前記複数の接続端子に、前記コンデンサの前記第１端部から前記コンデンサの前記第２端部に向けて順に、交互に接続される
   ことを特徴とする請求項１に記載の可変コンデンサ。
3. 前記コンデンサは、偶数個の前記高誘電率系コンデンサから構成されている
   ことを特徴とする請求項２に記載の可変コンデンサ。
4. 前記コンデンサは、奇数個の前記高誘電率系コンデンサから構成されている
   ことを特徴とする請求項２に記載の可変コンデンサ。
5. 前記抵抗としての第１抵抗の前記第１端部と、前記複数の接続端子のうち前記第１抵抗の前記第１端部と接続される２つ以上の接続端子とで形成される２つ以上の経路のうち少なくとも経路の数から１を引いた数の経路に、第２抵抗が設けられている
   ことを特徴とする請求項３または４に記載の可変コンデンサ。
6. 前記１つ以上の経路の各々に、前記第２抵抗が設けられている
   ことを特徴とする請求項５に記載の可変コンデンサ。
7. 前記第１抵抗の前記第２端部と、前記複数の接続端子のうち前記第１抵抗の前記第２端部と接続される１つ以上の接続端子とで形成される１つ以上の経路のうち少なくとも経路の数から１を引いた数の経路に、第３抵抗が設けられている
   ことを特徴とする請求項５または６に記載の可変コンデンサ。
8. 前記複数の高誘電率系コンデンサのうち少なくとも１つの高誘電率系コンデンサと並列に、前記少なくとも１つの高誘電率系コンデンサのＱ値よりも高いＱ値を持つ高Ｑ値コンデンサが接続されている
   ことを特徴とする請求項２〜７のいずれか一項に記載の可変コンデンサ。
9. 前記複数の高誘電率系コンデンサの各々に、当該高誘電率系コンデンサに対応する高Ｑ値コンデンサが並列に接続されている
   ことを特徴とする請求項８に記載の可変コンデンサ。
10. 前記コンデンサの前記第１端部と前記第１出力端子との間、および前記コンデンサの前記第２端部と前記第２出力端子との間のうち少なくとも一方に、分圧用コンデンサが設けられている
    ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の可変コンデンサ。
11. 前記受信回路に並列に接続され、前記受信回路が前記出力回路からの前記光を受光した場合には高インピーダンスになり、前記光を受光しない場合には低インピーダンスとなる充放電回路を、さらに備える
    ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の可変コンデンサ。
12. 前記１つまたは直列に接続された複数のフォトダイオードで流れる電流の向きとは逆向きに電流が流れるのを抑止するために、前記受信回路と前記抵抗との間にダイオードが設けられている
    ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の可変コンデンサ。
13. 前記設定信号の表す電圧を電流に変換し、変換した前記電流を前記出力回路に出力する電圧電流変換回路を、さらに備え、
    前記出力回路は、前記電圧電流変換回路から受け取った前記電流を前記光に変換する
    ことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の可変コンデンサ。
14. 前記出力回路が前記光を出力するように前記出力回路を駆動させる駆動電源を、さらに備える
    ことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の可変コンデンサ。

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