JP5622596B2 - 容量検出装置 - Google Patents
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Description
図1は実施の形態に係る容量検出装置の概略図である。本実施の形態に係る容量検出装置10は、静電容量式センサ11で検出された静電容量(電荷)を読み取る電荷読取機構12と、電荷読取機構12で読み取られた電荷を積分して電圧信号に変換する積分器13と、電荷読取機構12から積分器13へ転送される電荷からオフセットを除去するオフセット調整回路14と、積分器13の出力する電圧信号をデジタル信号に変換するA/D変換器15と、オフセット調整を含む装置全体の動作を制御する制御回路16とを備える。
図2は連続積分回数MをM=5とした場合のタイミング図を示している。制御回路16は、静電容量式センサ11に対する駆動パルスを生成するパルス発生源16に対して所定周期でタイミング信号(A:図2(a))を供給すると共に、電荷読取機構12に対しても電荷転送のための制御信号を供給する。このとき、タイミング信号(A)と同一タイミングで可変容量素子21のパルス発生源22に対してタイミング信号(B:図2(b))を供給する。駆動パルスを5パルス供給した後に、A/D変換器15に対して読み取りトリガ(H:図2(h))が与えられ、A/D変換器15が積分器13の積分出力を読み取った後、積分器13に対してリセット信号(G:図2(g))が供給される。そして、制御回路16は、5回の連続積分中の1回だけ、調整用容量素子23のパルス発生源24に対してタイミング信号(C:図2(c))を供給している。
同図に示すように、可変容量素子21だけでオフセット調整する場合、最小容量Cminよりも高い分解能が得られないので、転送電荷から可変容量素子21で電荷を引き抜く度にオフセット誤差が生じる。このオフセット誤差は積分器13がリセットされるまで積分の度に累積され、積分器13の5回目の積分値である電圧信号(F:図2(f))には大きなオフセット誤差が生じる。
11 静電容量式センサ
12 電荷読取機構
13 積分器
14 オフセット調整回路
15 A/D変換器
16 制御回路
21 可変容量素子
22 パルス発生源
23 調整用容量素子
24 パルス発生源
Claims (3)
- 周囲の状況によって静電容量が変化する静電容量素子と、前記静電容量素子の電荷を読み取る電荷読取機構と、前記電荷読取機構から転送される読取り電荷を積分して電圧信号に変換する積分器と、前記電荷読取機構から前記積分器へ転送される電荷からオフセットを除去するオフセット調整回路と、前記オフセット調整回路の動作を制御する制御回路と、を具備し、
前記オフセット調整回路は、
複数の容量素子からなり前記電荷読取機構と前記積分器との間に形成される電荷転送ラインに並列接続される容量素子数を切り替えて所定容量値に設定される可変容量素子と、
前記電荷転送ラインに対して前記可変容量素子と並列に接続され、前記可変容量素子を構成する容量素子の最小値に対応した容量値を有する調整用容量素子と、を備え、
前記制御回路は、前記電荷読取機構から前記積分器へ電荷転送する度に前記可変容量素子でオフセット除去するように前記可変容量素子を駆動し、前記可変容量素子でM回繰り返しオフセット除去する間に前記調整用容量素子でN回(M>N;M、Nは自然数)だけオフセット除去するように前記調整用容量素子を駆動することを特徴とする容量検出装置。 - 前記可変容量素子と前記調整用容量素子は1つの集積回路内に形成されたことを特徴とする請求項1記載の容量検出装置。
- 予め、前記可変容量素子によるオフセット誤差を前記調整用容量素子で吸収するように前記可変容量素子の駆動回数Mと前記調整用容量素子の駆動回数Nとが決定されていることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の容量検出装置。
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