JP2744869B2 - 電源回路およびこれを用いた静電容量式変位センサ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、小型計測器等に適した
ソーラーセル（太陽電池）を用いた電源回路およびこれ
を用いた静電容量式変位センサ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ソーラーセルを用いて、計測値を液晶表
示装置等に表示するディジタルノギス、ディジタルマイ
クロメータ、ハイトゲージ等の小型計測器が知られてい
る。この種の計測器として静電容量式の変位センサを利
用するものが有望である。静電容量式変位センサは、メ
インスケール等の固定要素と、これに対して相対移動す
るスライダ等の可動要素とにそれぞれ多数の電極が配設
され、固定要素に対する可動要素の移動に伴って電極パ
ターン間に生じる周期的な容量変化の信号を取り出すこ
とにより変位量検出を行うものである。

【０００３】この様な変位センサには、その出力信号の
形態によって、インクリメンタル型とアブソリュート型
の２種類がある。前者は、スライダが基準位置から移動
することにより生じる周期信号を連続的に計測すること
によって変位量を測定する。後者は、連続的な計数動作
は行わず、固定要素に対する可動要素の絶対的な位置を
求めることが可能なもので、例えば、電極パターンの形
状によって、粗いピッチ，中間ピッチ，細かいピッチの
周期的信号を出力可能として、これらの各ピッチの周期
信号の位相情報を合成することにより、可動要素の絶対
的な変位量を検出することが可能としたものである。

【０００４】インクリメンタル型の変位センサでは、計
測中にソーラーセルに当たる光量が計測に必要な値より
下がると、原点を失うため、測定値が不正確になる。こ
れを防ぐために従来は、大きな容量のコンデンサにソー
ラーセルの余剰電力を蓄える方法が採られている。図８
は、その様なソーラーシステムの電源部構成を示してい
る。ソーラーセル１１にダイオードＤ11を介して余剰電
力を蓄えるためのコンデンサＣ11とダイオードＤ12が接
続されている。ダイオードＤ12に並列接続されたｎチャ
ネルＭＯＳトランジスタＱは、ソーラーセル１１の出力
が例えば２Ｖになるまではオフであり、この時ダイオー
ドＤ12によってコンデンサＣ11への充電は行われない。
電圧検出回路１２がソーラーセル１１の出力が２Ｖにな
ったことを検出すると、これによりＭＯＳトランジスタ
Ｑがオンして、コンデンサＣ11への充電が開始される。
コンデンサＣ11への充電開始のスイッチングによって出
力電圧が低下するのを防止するために、抵抗Ｒとコンデ
ンサＣ12によるフィルタが設けられている。このフィル
タの出力は更に、レギュレータ１３により例えば１．５
５Ｖの安定化電圧とされて、メインシステム１４に供給
されるようになっている。

【０００５】これに対して、アブソリュート型の変位セ
ンサの場合、原点を失うことはないから、原則的には図
８に示したように充電回路を必要としない。しかし、一
時的に暗い場所で測定して、そのデータをコードアウト
やホールドしたい場合もあるため、数秒間は暗いところ
でも計測できる電力を蓄えることが望ましい。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図８に示す従
来の充電回路方式は、次のような問題があった。第１
に、充電用コンデンサに大きな容量のもの（例えば０．
４７Ｆ）を用いるため、フル充電に１０〜３０分という
時間がかかる。第２に、フィルタを構成する抵抗Ｒとコ
ンデンサＣ12には例えば、１５０Ω、６８μＦという大
きな定数のものが必要になるため、実装スペースが大き
くなる。第３に、コンデンサの充電時間を極力短くする
ためには電圧検出回路１２として検出時間の短い連続動
作する回路が必要となるが、連続動作する電圧検出回路
では大きな電力を消費する。本発明は、この様な事情を
考慮してなされたもので、高速の充電が可能でかつ、短
時間の暗い場所での使用を可能としたソーラーセルを用
いた電源回路を提供することを目的とする。本発明はま
た、高速のシステム立上げが可能でかつ暗い場所での短
時間の計測を可能としたソーラーセル電源を用いた静電
容量式変位センサ装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による電源回路
は、ソーラーセルと、このソーラーセルにダイオードを
介して並列接続された第１のコンデンサと、この第１の
コンデンサに第１のスイッチ素子を介して並列接続され
た、第１のコンデンサより小容量の第２のコンデンサ
と、この第２のコンデンサに第２のスイッチ素子を介し
て並列接続された、前記第１のコンデンサより大容量の
第３のコンデンサと、前記第１のコンデンサの充電電圧
を検出する電圧検出手段と、この電圧検出手段の出力に
より制御されて、前記第１のコンデンサの充電電圧が所
定値に達した後、前記第１，第２のスイッチ素子を交互
にオン，オフ制御して前記第１のコンデンサの余剰電荷
を前記第２のコンデンサを介して前記第３のコンデンサ
に転送するスイッチ制御手段とを備え、前記第１のコン
デンサの充電電圧、またはこれが暗部で低下した時には
前記第３のコンデンサの充電電圧を負荷に供給すること
を特徴としている。本発明において好ましくは、前記電
圧検出手段が所定周期で離散的な電圧検出動作を行うも
のとする。本発明はまた、上述のような電源回路を、そ
れぞれ複数の電極が配列形成された固定要素と可動要素
がスライド可能に対向配置されて固定要素と可動要素の
間の容量値がこれらの相対位置関係により変化する変位
センサと、この変位センサに供給する信号を発生する送
信信号発生手段と、前記変位センサの出力信号を処理す
る信号処理手段とを有する静電容量式変位センサ装置に
用いたことを特徴としている。

【０００８】

【作用】本発明の電源回路では、ソーラーセルの出力に
より直接充電される第１のコンデンサを中程度の容量と
し、その余剰電力を蓄える第３のコンデンサを大容量と
して、小容量の第２のコンデンサと大容量の第３のコン
デンサ、および第１，第２のスイッチ素子によっていわ
ゆるスイッチトキャパシタ積分器が構成されている。し
たがって、システムに必要な電圧を得る第１のコンデン
サのフル充電は短時間で済む。また、ソーラーセルが働
かない暗い場所でも、余剰電力を蓄えた第３のコンデン
サによって短時間のシステム使用が保証される。更に、
アブソリュート型の静電容量式変位センサに適用した場
合には、計測が間欠動作でよいため、図８の従来の充電
用コンデンサに比べると、本発明での充電用コンデンサ
である第３のコンデンサの容量は３〜４桁程度小さいも
のでよい。また第１と第２のコンデンサの容量比を適当
に設定することによりリップルが抑えられるため、従来
のようなフィルタが必要ない。これらが相俟って、実装
スペースが小さくなる。更にまた、電圧検出手段を離散
的に動作させれば、消費電力を効果的に低減することが
できる。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。図１は、本発明の一実施例に係るアブソリュ
ート型静電容量式変位センサの電源部構成を示してい
る。１はソーラーセルであり、これにダイオードＤ1 を
介して第１のコンデンサＣ1 が並列接続されている。こ
の第１のコンデンサＣ1 の端子電圧がレギュレヘータ５
により例えば１．５５Ｖに安定化されてこれがメインシ
ステム６に供給されるようになっている。第１のコンデ
ンサＣ1 は初期充電用であり、この第１のコンデンサＣ
1 の余剰電力を充電して蓄えるために、その端子にスイ
ッチトキャパシタ積分器４が接続されている。このスイ
ッチトキャパシタ積分器４は、第１のコンデンサＣ1 に
対して、第１のスイッチ素子Ｓ1 を介して並列接続され
た第２のコンデンサＣ2 、更にこの第２のコンデンサＣ
2 に第２のスイッチ素子Ｓ2 を介して並列接続された第
３のコンデンサＣ3 により構成されている。第１のコン
デンサＣ1 ，第２のコンデンサＣ2 および第３のコンデ
ンサＣ3 の容量値は、Ｃ2 ＜Ｃ1 ＜Ｃ3 なる関係に設定
されている。

【００１０】第１のコンデンサＣ1 の充電電圧は、電圧
検出回路２により検出される。この電圧検出回路２は、
この実施例ではメインシステム６からのシステムクロッ
クＣＫにより離散的な検出動作を行うものであり、その
詳細は後述する。電圧検出回路２が例えば、第１のコン
デンサＣ1 の充電電圧が２Ｖになったことを検出する
と、スイッチ制御回路３によって、スイッチトキャパシ
タ積分器４の第１，第２のスイッチ素子Ｓ1 ，Ｓ2 のオ
ン，オフ制御が開始される。すなわちスイッチ制御回路
３の出力が第１のスイッチ素子Ｓ1 には直接入り、第２
のスイッチ素子Ｓ2 にはインバータＩＮＶで反転されて
入ることより、第１，第２のスイッチ素子Ｓ1 ，Ｓ2 が
交互にオン，オフ動作を行う。これにより、第１のコン
デンサＣ1 の余剰電力が、小容量の第２のコンデンサＣ
2 を介して大容量の第３のコンデンサＣ3 に順次転送さ
れ、ここに蓄えられることになる。つまり、大容量の第
３のコンデンサＣ3 は、暗い場所でも一定時間電源電力
を確保するため、明るい場所での余剰電力を蓄えるため
のものであり、中容量の第１のコンデンサＣ1 は、第３
のコンデンサＣ3 の充電開始時に小容量の第２のコンデ
ンサＣ2 が吸い込む電荷によって極端な電圧低下を来た
してシステムが正常動作しなくなるのを防止するため
の、一時的な電力蓄積部として用いられている。

【００１１】第３のコンデンサＣ3 の端子電圧は、ダイ
オードＤ2 を介して電圧レギュレータ５に供給されてい
る。明るい場所で第１のコンデンサＣ1 に十分に充電電
圧がある場合には、これが電圧レギュレータ５で安定化
されて、メインシステム６に供給される。暗い場所に移
ると第１のコンデンサＣ1 の充電電圧が急激に低下する
が、この時ダイオードＤ2 が導通して、大容量の第３の
コンデンサＣ3 の充電電圧が代わって電圧レギュレータ
５に入る。これにより、暗い場所での一定時間の計測を
可能としている。

【００１２】この実施例の回路での充電動作を、図２を
用いて説明する。図２のＶ1 は第１のコンデンサＣ1 の
端子Ｎ1 の電圧であり、Ｖ2 は第３のコンデンサＣ3 の
端子Ｎ2 の電圧である。第１のコンデンサＣ1 の充電電
圧が２Ｖに達するまでは、スイッチトキャパシタ積分器
４は動作しない。第１のコンデンサＣ1 の充電電圧が２
Ｖになると、電圧検出回路２がこれを検出して、スイッ
チ制御回路３が動作開始し、図２に示すように、第１，
第２のスイッチ素子Ｓ1 ，Ｓ2 が交互にオン，オフ制御
される。第１のスイッチ素子Ｓ1 がオンの時に、第１の
コンデンサＣ1の電荷が第２のコンデンサＣ2 に分配さ
れ、第１のスイッチ素子Ｓ1 がオフ，第２のスイッチ素
子Ｓ2 がオンになると、第２のコンデンサＣ2 の電荷が
第３のコンデンサＣ3 に分配される。以上の動作が繰り
返されて、第１のコンデンサＣ1の余剰電力が大容量の
第３のコンデンサＣ3 に蓄積されることになる。

【００１３】図２のスイッチ素子Ｓ1 がオンになるとき
の電圧スパイクΔＶ1 は、充電初期の第３のコンデンサ
Ｃ3 が空の状態で大きく現れる。このスパイク電圧の値
は、第１のコンデンサＣ1 の充電電圧Ｖ1 ′に対して、 ΔＶ1 ＝Ｖ1 ′・Ｃ2 ／（Ｃ1 ＋Ｃ2 ） で表される。もし第１のコンデンサＣ1 がない場合に
は、上式から明らかなように、ΔＶ1 ＝Ｖ1 ′となり、
端子Ｎ1 は瞬時に０Ｖになってしまう。これはシステム
の誤動作の原因となる。この実施例では、Ｃ2 ／（Ｃ1
＋Ｃ2 ）の値を適当に設定することにより、スパイク電
圧ΔＶ1 を小さく抑えることができる。例えば、Ｖ1 ′
＝２Ｖ、Ｃ1 ＝３．３μＦ、Ｃ2 ＝０．１μＦとする。
この時上述のスパイク電圧ΔＶ1 は約６０ｍＶとなる。

【００１４】図３は、この実施例のアブソリュート型変
位センサ装置と従来のインクリメント型変位センサ装置
での、充電電圧の時間変化を示している。メインシステ
ムが動作するのが、１．５Ｖとすると、大容量コンデン
サを用いる従来方式では変位センサを明るい場所に持っ
てきてから、およそ１０sec 経たないとシステムは立ち
上がらない。これに対してこの実施例では、従来より一
桁小さい容量の第１のコンデンサＣ1 によって、図３に
示すように１．５sec 程度でシステムが立ち上がる。そ
して充電電圧２Ｖを電圧検出点として、これ以上の余剰
電力は第３のコンデンサＣ3に蓄積することにより、そ
の後変位センサを暗い場所に持ってきた時にも一定時間
の計測が可能になる。

【００１５】図４は、図１の電圧検出回路２およびスイ
ッチ制御回路３の部分の具体的な構成例である。バッフ
ァ７は、第１のコンデンサＣ1 の両端電圧（すなわち充
電電圧）Ｖdd−Ｖ1 を電源電圧としており、これにシス
テムクロックＣＫと同期したクロック信号ＣＴＬ1 に入
る。これによりバッファ７には、クロック信号ＣＴＬ1
に同期した、充電電圧に応じた出力が離散的に得られる
ようになっている。このバッファ７の出力には、コンデ
ンサＣ4 ，Ｃ5 からなる分圧回路が設けられ、その分圧
出力と基準電圧Ｖref とを比較する比較器８が設けられ
ている。分圧回路のコンデンサＣ5 には並列に、クロッ
ク信号ＣＴＬ1 とほぼ反転したクロック信号ＣＴＬ2 に
より駆動される放電用ｐチャネルＭＯＳトランジスタＴ
1 が接続されている。比較器８にはまた、クロック信号
ＣＴＬ1 と同期したクロック信号ＣＴＬ3 により電源供
給をオン，オフするｐチャネルＭＯＳトランジスタＴ2
が設けられている。比較器８の出力は、Ｄタイプフリッ
プフロップからなるラッチ回路９に入り、このラッチ回
路９の出力がゲート１０を介してスイッチ制御信号とし
て出力されるようになっている。

【００１６】すなわち、クロック周期内の電圧検出休止
期間には、コンデンサＣ5 の電荷が放電され、また比較
器８への給電は停止される。電圧検出期間にバッファ７
から離散的に得られる出力が分圧されて、その分圧出力
Ｖ1 ・Ｃ4 ／（Ｃ4 ＋Ｃ5 ）と基準電圧Ｖref とが比較
器８により比較される。分圧出力Ｖ1 ・Ｃ4 ／（Ｃ4＋
Ｃ5 ）と基準電圧Ｖref とは、例えば充電電圧が２Ｖに
なったときに比較器８から出力が得られるように、各定
数が予め設定されている。そして比較器８の出力はデー
タラッチ９にラッチされ、その出力がゲート１０を介し
て取り出されて、スイッチトキャパシタを動作させる制
御信号が得られる。

【００１７】次に、上述のような電源回路を持つアブソ
リュート型静電容量式変位センサ装置の全体構成を具体
的に説明する。図６は、その変位センサ装置のブロック
構成である。ＡＢＳセンサ１は、静電容量式アブソリュ
ートタイプの変位センサである。このＡＢＳセンサ１
は、例えば図７に示すように構成されている。可動要素
であるスライダ４１は、固定要素であるメインスケール
４２に対し僅かの間隙を介して対向配置され、測定軸ｘ
方向に移動可能なものとなっている。スライダ４１に
は、送信電極４３が所定ピッチＰt0で配設されている。
送信電極４３は、メインスケール４２にピッチＰr で配
設された第１受信電極４４ａ及び第２受信電極４４ｂと
容量結合されている。受信電極４４ａ，４４ｂは、その
配列方向に沿って隣接するピッチＰt1，Ｐt2の第１伝達
電極４５ａ，第２伝達電極４５ｂに１対１で夫々接続さ
れている。伝達電極４５ａ，４５ｂは、夫々メインスケ
ール４１側に設けられた第１検出電極４６ａ，４６ｂ及
び第２検出電極４７ａ，４７ｂと容量結合されている。

【００１８】送信電極４３は、７つおきに共通接続され
て一群が８電極の複数の電極群を構成している。これら
の電極群には、計測モードではそれぞれ位相が４５°ず
つずれた８相の周期信号ａ，ｂ，…，ｈが駆動信号Ｓｄ
として供給されるようになっている。これらの駆動信号
Ｓｄは、より具体的には、高周波パルスでチョップされ
た信号となっており、図６の送信波形発生回路２２から
生成出力される。

【００１９】送信電極４３に駆動信号Ｓｄが供給される
ことにより生ずる電場パターンのピッチＷt は、送信電
極４３のピッチＰt0の８倍であり、このピッチＷt は、
受信電極４４ａ，４４ｂのピッチＰr のＮ倍に設定され
ている。ここでＮは、１，３，５等の奇数であることが
好ましく、この実施例では３に設定されている。受信電
極４４ａ，４４ｂは、三角形状又は正弦波状の電極片を
相互に挟み合う形で配設してなるものである。各受信電
極４４ａ，４４ｂで受信される信号の位相は、送信電極
４３と受信電極４４ａ，４４ｂとの容量結合面積によっ
て決定されるが、これはスライダ４１とメインスケール
４２との相対位置によって変化する。即ち８つの連続す
る送信電極４３と受信電極４４ａ，４４ｂとの容量結合
は各送信電極毎に異なり、受信電極ではこの容量結合を
通して送信電極の信号を選択することになる。

【００２０】受信電極４４ａ，４４ｂと伝達電極４５
ａ，４５ｂとが同一ピッチで形成されていれば、検出電
極４６ａ，４６ｂ，４７ａ，４７ｂは、単にメインスケ
ール４１のｘ方向位置がピッチＰr だけ変化する毎に繰
り返される周期信号を検出することになるが、この実施
例のＡＢＳセンサ１では、粗い変位量（粗スケール）、
中間の変位量（中スケール）及び細かい変位量（密スケ
ール）の３つのレベルの変位量を検出するため、伝達電
極４５ａ，４５ｂが、実際には受信電極４４ａ，４４ｂ
に対してピッチを変えて夫々Ｄ1 ，Ｄ2 だけ偏位させて
いる。偏位量Ｄ1，Ｄ2 は、夫々基準位置ｘ0 からの測
定方向の距離ｘの関数で、下記数１のように表すことが
できる。

【００２１】

【数１】Ｄ1(ｘ) ＝（Ｐr −Ｐt1）ｘ／Ｐr Ｄ2(ｘ) ＝（Ｐr −Ｐt2）ｘ／Ｐr

【００２２】伝達電極４５ａ，４５ｂをこのように受信
電極４４ａ，４４ｂに対して偏位させ、検出電極４６
ａ，４６ｂ，４７ａ，４７ｂをピッチＷr1（＝３Ｐt
1），Ｗr2（＝３Ｐt2）の波形パターンとすることによ
り、検出電極４６，４７からは、偏位量Ｄ1(ｘ) ，Ｄ2
(ｘ) に応じた大きな周期に検出電極４５ａ，４５ｂ単
位の小さな周期が重畳された検出信号Ｂ1 ，Ｂ2 ，Ｃ1
，Ｃ2 を得ることができる。信号Ｂ1 ，Ｂ2 は大きな
周期が逆相、小さな周期が同相である。従って両信号の
差から大きな周期の信号が、また両信号の和から小さな
周期の信号が得られる。検出信号Ｃ1 ，Ｃ2 についても
同様である。ここで、検出信号Ｂ1 ，Ｂ2 の大きな周期
が小さな周期の数十倍、検出信号Ｃ1 ，Ｃ2 の大きな周
期が検出信号Ｂ1 ，Ｂ2 の大きな周期の数十倍になるよ
うに電極パターンを設定することにより、下記数２の演
算で各レベルの変位を得ることができる。

【００２３】

【数２】 Ｃ1 −Ｃ2 （粗スケール） Ｂ1 −Ｂ2 （中スケール） （Ｂ1 ＋Ｂ2 ）−（Ｃ1 ＋Ｃ2 ） （密スケール）

【００２４】これらの演算出力信号Ｃ1 −Ｃ2 ，Ｂ1 −
Ｂ2 ，（Ｂ1 ＋Ｂ2 ）−（Ｃ1 ＋Ｃ2 ）は、それぞれ粗
スケール復調回路２３，中スケール復調回路２４，密ス
ケール復調回路２５および位相検出回路２６，２７，２
８で処理される。復調は具体的には送信波形のチョップ
周波数でのサンプリング、ミキシング、低域ろ波、二値
化等の処理を経て、エッジに位相情報を担った矩形波の
位相信号ＣＭＰを生成することにより行われる。位相検
出回路２６，２７，２８からは、送信波形発生回路２２
から出力される０°の駆動信号Ｓｄを参照信号として、
各入力信号の位相がディジタル値で出力される。

【００２５】これらの位相検出回路２６〜２８から出力
されたディジタル値は、合成回路２９で重み付けられて
合成される。合成回路２９には、ＥＥＰＲＯＭインター
フェース３４を介して接続されるＥＥＰＲＯＭに記憶さ
れたオフセット値も供給されており、合成値のオフセッ
ト量が調整できるようになっている。合成回路２９の出
力は、演算回路３０において、例えば電極配列ピッチが
実寸法値に変換される。演算回路３０で得られた実寸法
値は、ＬＣＤ表示器３５に表示されるようになってい
る。

【００２６】これらの各回路のうち、ディジタル回路部
には、図１に示したソーラーセル１を用いた電源回路が
用いられている。すなわち電圧レギュレータ５から得ら
れる電源電圧がディジタル回路部に供給され、またこれ
が昇圧回路３２を介してＬＣＤ表示器３５に供給されて
いる。ソーラーセル１からスイッチトキャパシタ積分器
４まではいわば第１次の充電回路を構成しており、電圧
レギュレータ５の出力は更に第２次の充電回路３３に供
給されて、ＥＥＰＲＯＭの書込みや消去に用いられる高
電圧がこの第２次の充電回路３３で発生されるようにな
っている。そして、計測動作がシステムクロックによっ
て所定周期の間欠動作として行われることに対応して、
電源回路での電圧検出動作も先の実施例で説明したよう
に、システムクロックにより間欠的に行われる。

【００２７】この実施例の変位センサ装置は、ソーラー
セルを用いた電源回路部の改良によって、明るい場所で
のシステムの高速立上げが可能で、しかも暗い場所に移
した時にも短時間の計測が可能となっている。また電源
回路は間欠的な電圧測定を行うため、消費電力が低減さ
れている。更に従来のような定数の大きな受動素子を用
いないため、電源回路部の実装面積を小さく抑えること
ができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明よれば、明る
い場所での高速立上げが可能で、かつ暗い場所でも短時
間の使用が保証されるソーラーセルを用いた電源回路が
得られる。また本発明によれば、ソーラーセルを用いた
電源回路を内蔵してシステムの高速立ち上げと暗い場所
での短時間の計測動作を可能とした静電容量式変位セン
サ装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係る電源回路の構成を示
す図である。

【図２】 同実施例の回路の動作を説明する電圧波形図
である。

【図３】 同実施例の動作を従来例と比較して示す図で
ある。

【図４】 同実施例の電圧検出回路およびスイッチ制御
回路の構成を示す図である。

【図５】 同実施例の電圧検出回路の動作を説明するた
めの図である。

【図６】 本発明を静電容量式変位センサ装置に適用し
た実施例の構成を示す図である。

【図７】 同実施例の変位センサの構成を示す図であ
る。

【図８】 従来の電源回路構成を示す図である。

【符号の説明】

１…ソーラーセル、２…電圧検出回路、３…スイッチ制
御回路、４…スイッチトキャパシタ積分器、５…電圧レ
ギュレータ、６…メインシステム、Ｃ1 …第１のコンデ
ンサ、Ｃ2 …第２のコンデンサ、Ｃ3 …第３のコンデン
サ、Ｓ1 ，Ｓ2 …スイッチ素子。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H02J 1/00 306 H02J 7/35 G01B 7/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ソーラーセルと、 このソーラーセルにダイオードを介して並列接続された
   第１のコンデンサと、 この第１のコンデンサに第１のスイッチ素子を介して並
   列接続された、第１のコンデンサより小容量の第２のコ
   ンデンサと、 この第２のコンデンサに第２のスイッチ素子を介して並
   列接続された、前記第１のコンデンサより大容量の第３
   のコンデンサと、 前記第１のコンデンサの充電電圧を検出する電圧検出手
   段と、 この電圧検出手段の出力により制御されて、前記第１の
   コンデンサの充電電圧が所定値に達した後、前記第１，
   第２のスイッチ素子を交互にオン，オフ制御して前記第
   １のコンデンサの余剰電荷を前記第２のコンデンサを介
   して前記第３のコンデンサに転送するスイッチ制御手段
   とを備え、 前記第１のコンデンサの充電電圧、またはこれが暗部で
   低下した時には前記第３のコンデンサの充電電圧を負荷
   に供給する ことを特徴とする電源回路。
2. 【請求項２】 ソーラーセルと、 このソーラーセルにダイオードを介して並列接続された
   第１のコンデンサと、 この第１のコンデンサに第１のスイッチ素子を介して並
   列接続された、第１のコンデンサより小容量の第２のコ
   ンデンサと、 この第２のコンデンサに第２のスイッチ素子を介して並
   列接続された、前記第１のコンデンサより大容量の第３
   のコンデンサと、 前記第１のコンデンサの充電電圧を検出する電圧検出手
   段と、 この電圧検出手段の出力により制御されて、前記第１の
   コンデンサの充電電圧が所定値に達した後、前記第１，
   第２のスイッチ素子を交互にオン，オフ制御して前記第
   １のコンデンサの余剰電荷を前記第２のコンデンサを介
   して前記第３のコンデンサに転送するスイッチ制御手段
   と、 前記第１のコンデンサの充電電圧、またはこれが暗部で
   低下した時には前記第３のコンデンサの充電電圧を安定
   化して負荷に供給する電圧レギュレータと、 を備えたことを特徴とする電源回路。
3. 【請求項３】 前記電圧検出手段は、所定周期で離散的
   な電圧検出動作を行うものであることを特徴とする請求
   項１または２に記載の電源回路。
4. 【請求項４】 それぞれ複数の電極が配列形成された固
   定要素と可動要素がスライド可能に対向配置され、固定
   要素と可動要素の間の容量値がこれらの相対位置関係に
   より変化する変位センサ、この変位センサに供給する信
   号を発生する送信信号発生手段、前記変位センサの出力
   信号を処理する信号処理手段、及びソーラーセルを用い
   た電源回路を有する静電容量式変位センサ装置におい
   て、 前記電源回路は、ソーラーセルにダイオードを介して並
   列接続された第１のコンデンサと、この第１のコンデン
   サに第１のスイッチ素子を介して並列接続された、第１
   のコンデンサより小容量の第２のコンデンサと、この第
   ２のコンデンサに第２のスイッチ素子を介して並列接続
   された、前記第１のコンデンサより大容量の第３のコン
   デンサと、前記第１のコンデンサの充電電圧を検出する
   電圧検出手段と、この電圧検出手段の出力により制御さ
   れて、前記第１のコンデンサの充電電圧が所定値に達し
   た後、前記第１，第２のスイッチ素子を交互にオン，オ
   フ制御して前記第１のコンデンサの余剰電荷を前記第２
   のコンデンサを介して前記第３のコンデンサに転送する
   スイッチ制御手段とを備え、前記第１のコンデンサの充
   電電圧、またはこれが暗部で低下した時には前記第３の
   コンデンサの充電電圧を負荷に供給することを特徴とす
   る静電容量式変位センサ装置。