JP4499447B2 - 電子部品装置 - Google Patents
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Description
・・・(1)
式(1)において、v+ は演算増幅器302の非反転入力端子の電圧である。また、センサの入力端子301と演算増幅器302の反転入力端子との間に設けられた抵抗Ri1と、演算増幅器302の反転入力端子と出力端子との間に設けられた抵抗Rf1とが等しくなるように設定されている(Rf1=Ri1)。
入力電圧Vinを初期化サイクルで設定したVhからVh+△Vに変化させると、センサ容量Csに蓄積される電荷Q1と寄生容量Cpに蓄積される電荷Q2とは、以下の式によって表される。
Q1=(Vin−V+)Cs=(Vh+△V−v+)Cs ・・・(2)
Q2=v+Cp ・・・(3)
v+Cp=(Vh+△V−v+)Cs ・・・(4)
上記したように基準電圧Vhを接地電位(Vh=0)とすると、演算増幅器302の非反転入力端子の電圧v+ は、以下の式で表される。
v+=ΔV・Cs/(Cs+Cp) ・・・(5)
式(5)を式(1)に代入すると、演算増幅器302の出力電圧Voutは以下のように書き直すことができる。
Vout=−Vin+2v+=−Vin+2・△V・Cs/(Cs+Cp) ・・(6)
Vout=−Vin+2・△V・Cs/Cp ・・・(7)
式(7)は演算増幅器302の出力電圧VoutがセンサSの容量Csに応じて線形に変化することを表している。
また、本発明の電子部品装置の1構成例において、前記電界誘導部は、所定の電圧を出力する誘導電圧発生回路と、制御端子が前記誘導開始信号発生部の出力端子に接続され、入力端子が前記誘導電圧発生回路の出力端子に接続され、出力端子が前記電界発生部の入力端子に接続され、前記誘導開始信号の出力に応じて閉状態となる制御スイッチとから構成されるものである。
また、本発明の電子部品装置の1構成例において、前記容量情報抽出部は、前記第1の飽和電位と前記第2の飽和電位の中間に設定される前記基準電位を発生する基準電位発生部と、前記容量信号と前記基準電位との電位差を前記情報信号として抽出する電位比較部とから構成されるものである。
また、本発明の電子部品装置の1構成例において、前記容量情報抽出部は、前記第2の飽和電位付近の電位で、かつ前記第2の飽和電位より低い電位である前記基準電位を発生する基準電位発生部と、前記容量信号と前記基準電位との電位差を増幅して検出信号として出力する電位比較部と、前記電界の発生開始タイミングと同期した基準信号を発生する基準信号発生部と、前記検出信号と前記基準信号との位相差を前記情報信号として抽出する位相比較部とから構成されるものである。
また、本発明の電子部品装置の1構成例において、前記容量可変構造体は、前記形状可変構造体の可動部材と、この可動部材と対向して設置された検出電極とから構成されるものである。
また、本発明の電子部品装置の1構成例において、前記電界発生部は、一端が電界発生部の入力端子に接続され、他端が前記容量可変構造体の出力端子に接続された容量素子から構成されるものである。
また、本発明の電子部品装置の1構成例において、前記容量可変構造体は、前記形状可変構造体の可動部材と、この可動部材と対向して設置された第1の検出電極とから構成され、前記電界発生部は、前記第1の検出電極と対向して設置され、電界発生部の入力端子に接続された第2の検出電極から構成されるものである。
また、本発明の電子部品装置の1構成例において、前記形状可変構造体は、光の経路を変更するマイクロミラーである。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明の第1の実施の形態となる電子部品装置の構成を示すブロック図である。
電子部品装置は、入力された制御信号または検出すべき物理量に応じて変位する形状可変構造体1と、形状可変構造体1の変位を表す容量を検出する構造変位検出ユニット2とから構成される。電子部品装置の例としては、例えば光スイッチがある。
容量可変構造体10と電界発生部20の具体例を図3に示す。前述のように、容量可変構造体10は、可動部材12と検出電極15とから構成され、電界発生部20は、容量素子Cstdから構成される。
容量情報抽出部23は、容量信号Scapから容量可変構造体10の容量Csを表す情報信号Siを抽出する。出力調整部24は、情報信号Siを情報処理可能な形式の出力信号Soに変換して出力する。
容量情報抽出部23から容量Csの大きさに比例した情報信号Siが出力されるため、本実施の形態の出力調整部24の具体例としては一般的なA/D変換回路を用い、出力調整部24により情報信号Siをディジタル信号に変換すればよい。
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。本実施の形態の電子部品装置は、構造変位検出ユニット2の構造変位検出回路21が備える容量情報抽出部の構成が第1の実施の形態と異なる。
本実施の形態の容量情報抽出部23aの構成を図9に示す。容量情報抽出部23aは、基準電位発生部232と、電位比較部233と、基準信号発生部234と、位相比較部235とから構成されている。
位相比較部235は、検出信号Seと基準信号Sphaの位相を比較して、検出信号Seと基準信号Sphaとの位相差を情報信号Siとして抽出する。基準信号発生部234の具体例としては、一般的なパルス発生回路を用いればよく、位相比較部235の具体例としては、一般的な排他的論理和回路等を用いればよい。
そして、検出信号Seと基準信号Sphaとの排他的論理和処理を位相比較部235で行うことにより、検出信号Seと基準信号Sphaとの位相差を情報信号Siとして抽出することができる。
本実施の形態の出力調整部24は、情報信号Siのパルス幅をディジタル信号に変換する。出力調整部24の具体例としては、一般的なパルス幅復調回路を用いればよい。
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。本実施の形態の電子部品装置は、電界発生部の構成が第1、第2の実施の形態と異なる。本実施の形態の容量可変構造体10と電界発生部20aの具体例を図11に示す。第1、第2の実施の形態と同様に、容量可変構造体10は、可動部材12と検出電極(以下、第1の検出電極と呼ぶ)15とから構成される。電界発生部20aは、第1の検出電極15と対向するように基板11中に配置された第2の検出電極25から構成される。
Claims (9)
- 入力された制御信号または検出すべき物理量に応じて変位する形状可変構造体と、この形状可変構造体の変位を表す容量を検出する構造変位検出ユニットとを有する電子部品装置において、
前記形状可変構造体は、その変位に応じて第1の容量が変化する容量可変構造体を備え、
前記構造変位検出ユニットは、
入力端子と前記容量可変構造体の出力端子との間に第2の容量を形成する手段から構成され、前記容量可変構造体に電界を発生させる電界発生部と、
前記電界発生の基となる誘導信号を前記電界発生部の入力端子に出力する誘導信号生成部と、
前記電界の発生によって前記容量可変構造体の出力端子から出力される容量信号に対して、前記第1の容量が最小値をとる場合の前記容量信号の飽和電位である第1の飽和電位と前記第1の容量が最大値をとる場合の前記容量信号の飽和電位である第2の飽和電位とを基に予め設定される電位を基準電位としたとき、前記容量信号と前記基準電位との電位差を、前記第1の容量を表す情報信号として抽出するか、あるいは前記基準電位を閾値として、前記第1の容量による容量信号の変化をパルス幅で表す情報信号を抽出する容量情報抽出部とを備えることを特徴とする電子部品装置。 - 請求項1に記載の電子部品装置において、
前記誘導信号生成部は、前記電界の発生開始を指示する誘導開始信号を出力する誘導開始信号発生部と、前記誘導開始信号に応じて前記誘導信号を出力する電界誘導部とから構成されることを特徴とする電子部品装置。 - 請求項2に記載の電子部品装置において、
前記電界誘導部は、所定の電圧を出力する誘導電圧発生回路と、制御端子が前記誘導開始信号発生部の出力端子に接続され、入力端子が前記誘導電圧発生回路の出力端子に接続され、出力端子が前記電界発生部の入力端子に接続され、前記誘導開始信号の出力に応じて閉状態となる制御スイッチとから構成されることを特徴とする電子部品装置。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電子部品装置において、
前記容量情報抽出部は、前記第1の飽和電位と前記第2の飽和電位の中間に設定される前記基準電位を発生する基準電位発生部と、前記容量信号と前記基準電位との電位差を前記情報信号として抽出する電位比較部とから構成されることを特徴とする電子部品装置。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電子部品装置において、
前記容量情報抽出部は、前記第2の飽和電位付近の電位で、かつ前記第2の飽和電位より低い電位である前記基準電位を発生する基準電位発生部と、前記容量信号と前記基準電位との電位差を増幅して検出信号として出力する電位比較部と、前記電界の発生開始タイミングと同期した基準信号を発生する基準信号発生部と、前記検出信号と前記基準信号との位相差を前記情報信号として抽出する位相比較部とから構成されることを特徴とする電子部品装置。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の電子部品装置において、
前記容量可変構造体は、前記形状可変構造体の可動部材と、この可動部材と対向して設置された検出電極とから構成されることを特徴とする電子部品装置。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の電子部品装置において、
前記電界発生部は、一端が電界発生部の入力端子に接続され、他端が前記容量可変構造体の出力端子に接続された容量素子から構成されることを特徴とする電子部品装置。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の電子部品装置において、
前記容量可変構造体は、前記形状可変構造体の可動部材と、この可動部材と対向して設置された第1の検出電極とから構成され、
前記電界発生部は、前記第1の検出電極と対向して設置され、電界発生部の入力端子に接続された第2の検出電極から構成されることを特徴とする電子部品装置。 - 請求項1乃至8のいずれか1項に記載の電子部品装置において、
前記形状可変構造体は、光の経路を変更するマイクロミラーであることを特徴とする電子部品装置。
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000338445A (ja) * | 1999-05-28 | 2000-12-08 | Mitsubishi Electric Corp | マイクロミラー装置およびその製造方法 |
JP2003177142A (ja) * | 2001-07-17 | 2003-06-27 | Stmicroelectronics Srl | 寄生容量およびスプリアス変位の補償を伴うマイクロ・エレクトロ・メカニカル・センサを使用して変位を検出する方法および回路 |
WO2004041710A1 (ja) * | 2002-11-06 | 2004-05-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 変位検出機能を備えたマイクロアクチュエータ、および当該マイクロアクチュエータを備えた可変形ミラー |
JP2005083937A (ja) * | 2003-09-09 | 2005-03-31 | Fujitsu Ltd | 可動エレメント装置 |
JP2005318236A (ja) * | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 電子部品装置 |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000338445A (ja) * | 1999-05-28 | 2000-12-08 | Mitsubishi Electric Corp | マイクロミラー装置およびその製造方法 |
JP2003177142A (ja) * | 2001-07-17 | 2003-06-27 | Stmicroelectronics Srl | 寄生容量およびスプリアス変位の補償を伴うマイクロ・エレクトロ・メカニカル・センサを使用して変位を検出する方法および回路 |
WO2004041710A1 (ja) * | 2002-11-06 | 2004-05-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 変位検出機能を備えたマイクロアクチュエータ、および当該マイクロアクチュエータを備えた可変形ミラー |
JP2005083937A (ja) * | 2003-09-09 | 2005-03-31 | Fujitsu Ltd | 可動エレメント装置 |
JP2005318236A (ja) * | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 電子部品装置 |
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