JPH09229784A - Signal processing circuit for sensor making use of change in capacitance - Google Patents

Signal processing circuit for sensor making use of change in capacitance

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JPH09229784A
JPH09229784A JP8056697A JP5669796A JPH09229784A JP H09229784 A JPH09229784 A JP H09229784A JP 8056697 A JP8056697 A JP 8056697A JP 5669796 A JP5669796 A JP 5669796A JP H09229784 A JPH09229784 A JP H09229784A
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JP
Japan
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signal
capacitance
processing circuit
signal processing
level state
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Application number
JP8056697A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Okada
和廣 岡田
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Wako KK
Original Assignee
Wako KK
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Filing date
Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P2015/0805Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration
    • G01P2015/0822Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass
    • G01P2015/0825Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass
    • G01P2015/0828Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass the mass being of the paddle type being suspended at one of its longitudinal ends

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a signal processing circuit in which change in capacitance is converted, with high sensitivity, into voltage. SOLUTION: Capacitance elements C1, C2 are constituted of a pair of electrodes which are arranged in such a way that their mutual distance is changed by the action of an external force, and the external force is detected by the difference between a capacitance value C1 and a capacitance value C2. A square-wave signal CLK at a prescribed cycle is input to an input terminal T1, it is inverted by an inverter element 51, and it is then branched into a route reaching a node N1 through a delay circuit R1, C1 and into a route reaching a node N2 through a delay circuit R2, C2. Both branched signals are given to an exclusive-OR element 52, a signal based on a phase difference is output at a node N3, it is smoothed by a smoothing circuit RS CS, and a voltage signal is output at an output terminal T2. Open collector-type inverter elements 53, 54 are connected across the terminal T1 and the node N1 as well as across the terminal T1 and the node N2, and the capacitance elements C1, C2 are discharged forcibly when the square-wave signal CLK is in a high-level state.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は静電容量の変化を利
用したセンサ用の信号処理回路、特に一対の電極間距離
の変化に基づいて力・加速度・磁気などの検出を行うセ
ンサについての信号処理を行う回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a signal processing circuit for a sensor that utilizes a change in capacitance, and more particularly to a signal for a sensor that detects force, acceleration, magnetism, etc. based on a change in the distance between a pair of electrodes. The present invention relates to a circuit that performs processing.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車産業や機械産業などでは、力、加
速度、磁気といった物理量を正確に検出できるセンサの
需要が高まっている。特に、二次元あるいは三次元の各
成分ごとにこれらの物理量を検出しうる小型の装置が望
まれている。このような需要に応えるため、静電容量の
変化を利用して物理量の検出を行うセンサが提案されて
いる。たとえば、特開平4−148833号公報、特開
平5−118942号公報、特開平5−215627号
公報、特許協力条約に基づく国際公開第WO91/10
118号公報には、静電容量の変化を利用したセンサが
提案されている。これらのセンサでは、固定基板上に形
成された固定電極と、力の作用により変位を生じる変位
電極と、によって容量素子が構成され、この容量素子の
静電容量の変化に基づいて、作用した力の多次元成分の
それぞれが検出できる。
2. Description of the Related Art In the automobile industry, machine industry and the like, there is an increasing demand for sensors capable of accurately detecting physical quantities such as force, acceleration and magnetism. In particular, there is a demand for a small device that can detect these physical quantities for each of two-dimensional or three-dimensional components. In order to meet such a demand, a sensor that detects a physical quantity by utilizing a change in capacitance has been proposed. For example, JP-A-4-148833, JP-A-5-118942, JP-A-5-215627, and International Publication No. WO91 / 10 based on the Patent Cooperation Treaty
Japanese Patent Laid-Open No. 118 proposes a sensor that utilizes a change in capacitance. In these sensors, a capacitive element is composed of a fixed electrode formed on a fixed substrate and a displacement electrode that is displaced by the action of force, and the force applied is based on the change in the capacitance of the capacitive element. Each of the multidimensional components of can be detected.

【0003】自動車や産業用ロボットの制御装置は、セ
ンサからの出力信号に基づいて種々の制御を行う。この
とき、出力信号は、静電容量Cの形ではなく、電圧値V
の形で与えられていた方が取り扱いやすい。このため、
静電容量の変化として取り出されるセンサの出力を、電
圧値に変換するための信号処理回路が必要になる。た
だ、精度良いセンサ出力を得るためには、温度による誤
差が生じにくい信号処理回路を用いる必要がある。特
に、自動車や産業用ロボットにセンサを用いた場合、−
40〜+100℃という過酷な温度条件が要求され、温
度特性は検出精度に重大な影響を与えることになる。
Control devices for automobiles and industrial robots perform various controls based on output signals from sensors. At this time, the output signal is not in the form of the electrostatic capacitance C but in the voltage value V
It is easier to handle if given in the form of. For this reason,
A signal processing circuit is required to convert the output of the sensor taken out as a change in capacitance into a voltage value. However, in order to obtain an accurate sensor output, it is necessary to use a signal processing circuit that is less likely to cause an error due to temperature. Especially when the sensor is used for automobiles and industrial robots,
Severe temperature conditions of 40 to + 100 ° C. are required, and the temperature characteristics will seriously affect the detection accuracy.

【0004】そこで、特開平5−346357号公報に
は、温度の影響を受けることなく正確な検出値を出力す
ることができる静電容量の変化を利用したセンサ用の信
号処理回路が提案されている。この信号処理回路では、
センサを構成する容量素子に抵抗素子を組み合わせるこ
とによりCR遅延回路が構成され、この遅延回路を通っ
た周期信号の遅延時間に基づいて容量値Cに対応する電
圧値Vが得られる。
In view of this, Japanese Patent Laid-Open No. 5-346357 proposes a signal processing circuit for a sensor that utilizes a change in capacitance, which can output an accurate detection value without being affected by temperature. There is. In this signal processing circuit,
A CR delay circuit is configured by combining a resistive element with a capacitive element that constitutes the sensor, and a voltage value V corresponding to the capacitive value C is obtained based on the delay time of the periodic signal that has passed through this delay circuit.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の信号処
理回路は、温度による誤差が生じにくいという点では優
れた回路であるが、より精度の高い検出を行うには限界
がある。力・加速度・磁気などの検出を行うセンサは、
今後も益々小型化が要求される傾向にあり、内蔵する容
量素子の容量値も小さくせざるを得なくなる。このた
め、より微細な容量変化を感度良く検出する必要が生じ
る。上述した信号処理回路の検出感度を高める方法とし
ては、抵抗素子の抵抗値を大きくする方法や、周期信号
の周波数を高める方法があるが、いずれの方法を採って
も、処理対象となる波形になまりが生じるため、ある限
界を越すと、正しい動作が確保できなくなる。
The above-described conventional signal processing circuit is an excellent circuit in that an error due to temperature is unlikely to occur, but there is a limit in performing more accurate detection. Sensors that detect force, acceleration, magnetism, etc.
In the future, there is a tendency for ever-smaller size to be demanded, and the capacitance value of the built-in capacitive element must be reduced. Therefore, it becomes necessary to detect a finer capacitance change with high sensitivity. As a method of increasing the detection sensitivity of the signal processing circuit described above, there are a method of increasing the resistance value of the resistance element and a method of increasing the frequency of the periodic signal. Because of the blunting, if a certain limit is exceeded, correct operation cannot be ensured.

【0006】そこで本発明は、温度の影響を受けること
なく高感度の出力が得られる静電容量の変化を利用した
センサ用の信号処理回路を提供することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a signal processing circuit for a sensor that utilizes a change in electrostatic capacitance to obtain a highly sensitive output without being affected by temperature.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

(1) 本発明の第1の態様は、所定方向への外力が作用
することにより、相互間距離が増加するように配置され
た電極対によって第1の容量素子を構成し、逆に、相互
間距離が減少するように配置された電極対によって第2
の容量素子を構成し、第1の容量素子の静電容量の変化
値と第2の容量素子の静電容量の変化値との差分に基づ
いて、作用した外力を検出できるセンサ、に用いる信号
処理回路において、低レベル状態と高レベル状態とを周
期的に繰り返す周期信号を供給する信号供給源と、第1
の端点に周期信号が供給される第1の抵抗素子と、第1
の端点に周期信号が供給される第2の抵抗素子と、第1
の入力端が、第1の抵抗素子の第2の端点に接続され、
第2の入力端が、第2の抵抗素子の第2の端点に接続さ
れ、第1の入力端に与えられた信号と第2の入力端に与
えられた信号との位相差を示す論理信号を生成する論理
素子と、を設け、第1の容量素子を構成する電極対の一
端と第2の容量素子を構成する電極対の一端とを低レベ
ル状態に固定するとともに、第1の容量素子を構成する
電極対の他端を第1の抵抗素子の第2の端点に接続し、
第2の容量素子を構成する電極対の他端を第2の抵抗素
子の第2の端点に接続し、静電容量の変化値の差分を論
理信号として出力できるようにし、周期信号が高レベル
状態にあるときには、論理素子の両入力端の状態には影
響を与えず、周期信号が低レベル状態にあるときには、
論理素子の両入力端が低レベル状態となるように各容量
素子を放電させる機能を有する制御素子を更に設けたも
のである。
(1) According to a first aspect of the present invention, an external force acts in a predetermined direction to form a first capacitive element by an electrode pair arranged so that a mutual distance increases, and conversely, The second pair of electrodes is arranged so that the distance between them decreases.
Used for the sensor which is capable of detecting the applied external force based on the difference between the capacitance change value of the first capacitance element and the capacitance change value of the second capacitance element. A signal supply source that supplies a periodic signal that periodically repeats a low level state and a high level state in the processing circuit;
A first resistance element to which a periodic signal is supplied to the end points of the
A second resistance element to which a periodic signal is supplied to the end points of the
The input end of is connected to the second end of the first resistive element,
The second input end is connected to the second end point of the second resistance element, and a logical signal indicating the phase difference between the signal applied to the first input end and the signal applied to the second input end. And a logic element for generating the first capacitance element and fixing one end of the electrode pair forming the first capacitance element and one end of the electrode pair forming the second capacitance element to a low level state. Connecting the other end of the electrode pair forming the to the second end point of the first resistance element,
The other end of the electrode pair forming the second capacitance element is connected to the second end point of the second resistance element so that the difference in the capacitance change value can be output as a logic signal, and the periodic signal has a high level. State, it does not affect the state of both input terminals of the logic element, and when the periodic signal is in the low level state,
A control element having a function of discharging each capacitance element so that both input terminals of the logic element are in a low level state is further provided.

【0008】(2) 本発明の第2の態様は、上述の第1
の態様に係る信号処理回路において、第2の容量素子に
並列接続されたオフセット用容量素子を更に設け、論理
信号の示す位相差が、所定の基準レベルに対して増減す
るようにし、作用した外力の向きをこの増減に基づいて
認識できるようにしたものである。
(2) A second aspect of the present invention is the above-mentioned first aspect.
In the signal processing circuit according to this aspect, an offset capacitance element connected in parallel with the second capacitance element is further provided so that the phase difference indicated by the logic signal increases or decreases with respect to a predetermined reference level, and the external force applied is applied. The direction of is recognized based on this increase or decrease.

【0009】(3) 本発明の第3の態様は、外力の作用
により相互間距離が変化するように配置された電極対に
よって容量素子を構成し、この容量素子の静電容量の変
化に基づいて、作用した外力を検出できるセンサ、に用
いる信号処理回路において、低レベル状態と高レベル状
態とを周期的に繰り返す周期信号を供給する信号供給源
と、第1の端点にこの周期信号が供給される抵抗素子
と、第1の入力端に、周期信号が与えられ、第2の入力
端が、抵抗素子の第2の端点に接続され、第1の入力端
に与えられた信号と第2の入力端に与えられた信号との
位相差を示す論理信号を生成する論理素子と、を設け、
容量素子を構成する電極対の一端を低レベル状態に固定
するとともに、他端を抵抗素子の第2の端点に接続し、
容量素子の静電容量の変化を論理信号として出力できる
ようにし、周期信号が高レベル状態にあるときには、論
理素子の第2の入力端の状態には影響を与えず、周期信
号が低レベル状態にあるときには、論理素子の第2の入
力端が低レベル状態となるように容量素子を放電させる
機能を有する制御素子を更に設けたものである。
(3) According to a third aspect of the present invention, a capacitance element is constituted by an electrode pair arranged so that the mutual distance is changed by the action of an external force, and based on the change in the capacitance of the capacitance element. In a signal processing circuit used for a sensor capable of detecting an applied external force, a signal supply source that supplies a periodic signal that periodically repeats a low level state and a high level state, and this periodic signal is supplied to a first end point. A periodic signal is applied to the resistance element and the first input terminal, the second input terminal is connected to the second end point of the resistance element, and the signal applied to the first input terminal and the second input terminal And a logic element that generates a logic signal indicating a phase difference from the signal applied to the input terminal of
While fixing one end of the electrode pair forming the capacitive element to the low level state, the other end is connected to the second end point of the resistive element,
When the periodic signal is in the high level state, the change in the capacitance of the capacitive element can be output, and the state of the second input terminal of the logical element is not affected, and the periodic signal is in the low level state. In the case of 1), a control element having a function of discharging the capacitance element is further provided so that the second input terminal of the logic element is in a low level state.

【0010】(4) 本発明の第4の態様は、上述の第1
〜第3の態様に係る信号処理回路において、信号供給源
が供給する周期信号として、容量素子を放電させるため
の期間が充電させるための期間よりも短くなるようなデ
ューティー比をもった矩形波信号を用いるようにしたも
のである。
(4) A fourth aspect of the present invention relates to the above-mentioned first aspect.
-In the signal processing circuit according to the third aspect, as the periodic signal supplied by the signal supply source, a rectangular wave signal having a duty ratio such that the period for discharging the capacitive element is shorter than the period for charging Is used.

【0011】(5) 本発明の第5の態様は、上述の第1
〜第3の態様に係る信号処理回路において、信号供給源
に、発生する周期信号の周波数もしくはデューティー比
を調節する手段を設けるようにしたものである。
(5) A fifth aspect of the present invention is the above-mentioned first aspect.
In the signal processing circuit according to the third aspect, the signal supply source is provided with means for adjusting the frequency or duty ratio of the periodic signal generated.

【0012】(6) 本発明の第6の態様は、上述の第1
〜第5の態様に係る信号処理回路において、制御素子と
して、オープンコレクタ型のインバータ素子を用い、こ
のインバータ素子の入力端に周期信号に対して反転した
信号を与え、このインバータ素子の出力端を論理素子の
入力端に接続するようにしたものである。
(6) The sixth aspect of the present invention is the above-mentioned first aspect.
In the signal processing circuit according to the fifth aspect, an open collector type inverter element is used as a control element, a signal inverted from the periodic signal is applied to the input terminal of this inverter element, and the output terminal of this inverter element is applied. It is connected to the input terminal of the logic element.

【0013】(7) 本発明の第7の態様は、上述の第1
〜第5の態様に係る信号処理回路において、制御素子と
して、一端が低レベル状態に固定され、他端が論理素子
の入力端に接続されたアナログスイッチを用い、信号供
給源の供給する周期信号が高レベル状態にあるときには
OFF状態、低レベル状態にあるときにはON状態とな
るようなスイッチング動作を行わせ、ON状態のときに
容量素子を放電させるようにしたものである。
(7) A seventh aspect of the present invention relates to the above-mentioned first aspect.
In the signal processing circuit according to the fifth aspect, an analog switch having one end fixed to a low level state and the other end connected to the input end of the logic element is used as the control element, and the periodic signal supplied from the signal supply source is used. Is a high level state, an OFF state is performed when it is in a high level state, and a ON state is performed when it is in a low level state, and the capacitive element is discharged in an ON state.

【0014】(8) 本発明の第8の態様は、上述の第1
〜第7の態様に係る信号処理回路において、論理素子が
生成する論理信号を平滑化して所定レベルの電圧信号を
発生させる平滑回路を更に設け、位相差を電圧値として
検出できるようにしたものである。
(8) An eighth aspect of the present invention relates to the above-mentioned first aspect.
In the signal processing circuit according to the seventh aspect, a smoothing circuit that smoothes the logic signal generated by the logic element to generate a voltage signal of a predetermined level is further provided so that the phase difference can be detected as a voltage value. is there.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】§1 センサの基本原理 はじめに、本発明の適用対象となるセンサの基本原理に
ついて簡単に述べておく。なお、具体的なセンサの構造
や製造方法についての詳細は、前掲の各公報を参照され
たい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION §1 Basic Principle of Sensor First, the basic principle of a sensor to which the present invention is applied will be briefly described. For details of the specific structure and manufacturing method of the sensor, refer to the above-mentioned publications.

【0016】図1は、従来から用いられているいわゆる
「片もち梁式」の一次元加速度センサの側断面図であ
る。このセンサの主たる構成要素は、上部固定基板1、
下部固定基板2、中間体3、弾性支持体4、作用体5、
上部電極6、下部電極7である。ここで、上部固定基板
1,下部固定基板2は絶縁体からなり、中間体3,弾性
支持体4,作用体5は、一体成型された金属からなる。
また、上部電極6は上部固定基板1の下面に形成され、
作用体5の上面との間には所定間隔dが確保される。こ
こで、作用体5の上面層は上部電極6に対向する電極と
して機能し、間隔dをもって配された一対の電極(作用
体5の上面層と上部電極6)により容量値C1をもった
第1の容量素子C1が形成されることになる。一方、下
部電極7は下部固定基板2の上面に形成され、作用体5
の下面との間には所定間隔dが確保される。ここで、作
用体5の下面層は下部電極7に対向する電極として機能
し、間隔dをもって配された一対の電極(作用体5の下
面層と下部電極7)により容量値C2をもった第2の容
量素子C2が形成されることになる。
FIG. 1 is a side sectional view of a so-called "single-stick beam" one-dimensional acceleration sensor which has been conventionally used. The main components of this sensor are the upper fixed substrate 1,
Lower fixed substrate 2, intermediate body 3, elastic support body 4, acting body 5,
The upper electrode 6 and the lower electrode 7. Here, the upper fixed substrate 1 and the lower fixed substrate 2 are made of an insulator, and the intermediate body 3, the elastic support body 4, and the working body 5 are made of integrally molded metal.
The upper electrode 6 is formed on the lower surface of the upper fixed substrate 1,
A predetermined distance d is secured between the upper surface of the working body 5 and the upper surface. Here, the upper surface layer of the acting body 5 functions as an electrode facing the upper electrode 6, and a pair of electrodes (the upper surface layer of the acting body 5 and the upper electrode 6) arranged at intervals d has a capacitance value C1. One capacitive element C1 is formed. On the other hand, the lower electrode 7 is formed on the upper surface of the lower fixed substrate 2,
A predetermined distance d is ensured between the lower surface of and. Here, the lower surface layer of the acting body 5 functions as an electrode facing the lower electrode 7, and has a capacitance value C2 by a pair of electrodes (the lower surface layer of the acting body 5 and the lower electrode 7) arranged at intervals d. Thus, the second capacitive element C2 is formed.

【0017】弾性支持体4は、金属の薄板から構成され
ており弾力性を有する。したがって、作用体5に外力が
作用すると、弾性支持体4が弾性変形し、作用体5が変
位することになり、その変位量は作用した外力の大きさ
に応じたものとなる。図2は、作用体5に対して図の下
方への力F(たとえば、加速度に基づく力)が作用し、
弾性支持体4が撓むことにより作用体5が図の下方へ変
位した状態を示す側断面図である。たとえば、作用体5
が図の下方へΔdだけ移動したとすると、第1の容量素
子C1の電極間隔はd+Δdと広くなり、第2の容量素
子C2の電極間隔はd−Δdと狭くなる。
The elastic support 4 is made of a thin metal plate and has elasticity. Therefore, when an external force acts on the action body 5, the elastic support body 4 elastically deforms and the action body 5 is displaced, and the displacement amount depends on the magnitude of the applied external force. In FIG. 2, a downward force F (for example, a force based on acceleration) acts on the action body 5,
FIG. 5 is a side sectional view showing a state in which an action body 5 is displaced downward in the drawing due to the elastic support body 4 bending. For example, acting body 5
Is moved downward by Δd in the figure, the electrode spacing of the first capacitive element C1 becomes wide as d + Δd, and the electrode spacing of the second capacitive element C2 becomes narrow as d−Δd.

【0018】一般に、容量素子の静電容量Cは、電極面
積をS、電極間隔をd、誘電率をεとすると、 C=εS/d で定まる。したがって、対向する電極間隔が接近すると
静電容量Cは大きくなり、遠ざかると静電容量Cは小さ
くなる。したがって、図2に示す状態では、図1に示す
状態に比べると、第1の容量素子C1の容量値C1は減
少し、第2の容量素子C2の容量値C2は増加すること
になる。よって、これら静電容量値の変化に基づいて、
作用体5に作用した外力(この例の場合、加速度に基づ
く力F)を求めることができる。具体的には、容量値の
差分(C2−C1)の絶対値が作用した力の大きさを示
し、差分の符号が作用した力の方向を示すことになる。
作用体5としてある程度の質量をもった金属塊を用い、
このセンサ全体をたとえばエレベータに搭載したとする
と、エレベータの昇降運動に基づき、錘りとして機能す
る作用体5に加速度が加わることになる。この加速度に
基づく外力により作用体5に変位が生じ、作用した加速
度が容量値の変化として検出されることになる。このよ
うに、このセンサは一次元の加速度センサとして機能す
る。
Generally, the electrostatic capacitance C of a capacitive element is determined by C = εS / d, where S is the electrode area, d is the electrode spacing, and ε is the dielectric constant. Therefore, the capacitance C increases as the distance between the opposing electrodes decreases, and decreases as the distance increases. Therefore, in the state shown in FIG. 2, the capacitance value C1 of the first capacitance element C1 decreases and the capacitance value C2 of the second capacitance element C2 increases in comparison with the state shown in FIG. Therefore, based on these changes in capacitance value,
The external force acting on the acting body 5 (in this example, the force F based on acceleration) can be obtained. Specifically, the absolute value of the difference (C2-C1) between the capacitance values indicates the magnitude of the applied force, and the sign of the difference indicates the direction of the applied force.
A metal mass having a certain mass is used as the acting body 5,
If the entire sensor is installed in, for example, an elevator, acceleration is applied to the working body 5 that functions as a weight based on the lifting motion of the elevator. Due to the external force based on this acceleration, the acting body 5 is displaced, and the applied acceleration is detected as a change in the capacitance value. Thus, this sensor functions as a one-dimensional acceleration sensor.

【0019】一方、図3は、従来提案されている三次元
加速度センサの側断面図である。このセンサの主たる構
成要素は、固定基板10、可撓基板20、作用体30、
そして装置筐体40である。図4に、固定基板10の下
面図を示す。図4の固定基板10をX軸に沿って切断し
た断面が図3に示されている。固定基板10は、図示の
とおり円盤状の基板であり、周囲は装置筐体40に固定
されている。この下面には、同じく円盤状の固定電極1
1が形成されている。一方、図5に可撓基板20の上面
図を示す。図5の可撓基板20をX軸に沿って切断した
断面が図3に示されている。可撓基板20も、図示のと
おり円盤状の基板であり、周囲は装置筐体40に固定さ
れている。この上面には、同一形状をもった扇状の変位
電極21〜24および円盤状の変位電極25が図のよう
に形成されている。作用体30は、その上面が図5に破
線で示されているように、円柱状をしており、可撓基板
20の下面に、同軸接合されている。装置筐体40は、
円筒状をしており、固定基板10および可撓基板20の
周囲を固着支持している。
On the other hand, FIG. 3 is a side sectional view of a conventionally proposed three-dimensional acceleration sensor. The main components of this sensor are the fixed substrate 10, the flexible substrate 20, the acting body 30,
And it is the device housing 40. FIG. 4 shows a bottom view of the fixed substrate 10. FIG. 3 shows a cross section of the fixed substrate 10 of FIG. 4 cut along the X-axis. The fixed substrate 10 is a disk-shaped substrate as shown, and the periphery thereof is fixed to the device housing 40. On this lower surface, a disk-shaped fixed electrode 1 is also provided.
1 is formed. On the other hand, FIG. 5 shows a top view of the flexible substrate 20. FIG. 3 shows a cross section of the flexible substrate 20 of FIG. 5 cut along the X-axis. The flexible substrate 20 is also a disk-shaped substrate as shown, and the periphery thereof is fixed to the device housing 40. On the upper surface, fan-shaped displacement electrodes 21-24 having the same shape and a disc-shaped displacement electrode 25 are formed as shown in the figure. The action body 30 has a columnar shape as shown by a broken line in FIG. The device housing 40 is
It has a cylindrical shape and fixedly supports the periphery of the fixed substrate 10 and the flexible substrate 20.

【0020】固定基板10および可撓基板20は、互い
に平行な位置に所定間隔をおいて配設されている。いず
れも円盤状の基板であるが、固定基板10は剛性が高く
撓みを生じにくい基板であるのに対し、可撓基板20は
可撓性をもち、力が加わると撓みを生じる基板となって
いる。いま、図3に示すように、作用体30の重心に作
用点Pを定義し、この作用点Pを原点とするXYZ三次
元座標系を図のように定義する。すなわち、図3の右方
向にX軸、上方向にZ軸、紙面に対して垂直に紙面裏側
へ向かう方向にY軸、をそれぞれ定義する。ここで、こ
のセンサ全体をたとえば自動車に搭載したとすると、自
動車の走行に基づき作用体30に加速度が加わることに
なる。この加速度により、作用点Pに外力が作用する。
作用点Pに力が作用していない状態では、図3に示すよ
うに、固定電極11と変位電極21〜25とは所定間隔
をおいて平行な状態を保っている。ところが、たとえ
ば、作用点PにX軸方向の力Fxが作用すると、この力
Fxは可撓基板20に対してモーメント力を生じさせ、
図6に示すように、可撓基板20に撓みが生じることに
なる。この撓みにより、変位電極21と固定電極11と
の間隔は大きくなるが、変位電極23と固定電極11と
の間隔は小さくなる。作用点Pに作用した力が逆向きの
−Fxであったとすると、これと逆の関係の撓みが生じ
ることになる。
The fixed substrate 10 and the flexible substrate 20 are arranged in parallel with each other at a predetermined interval. Both are disc-shaped substrates, whereas the fixed substrate 10 has high rigidity and is unlikely to be bent, whereas the flexible substrate 20 has flexibility and becomes a substrate that bends when a force is applied. I have. Now, as shown in FIG. 3, an action point P is defined at the center of gravity of the acting body 30, and an XYZ three-dimensional coordinate system having this action point P as an origin is defined as shown in the figure. That is, the X axis is defined in the right direction in FIG. 3, the Z axis is defined in the upward direction, and the Y axis is defined in the direction perpendicular to the paper surface toward the back side of the paper surface. Here, assuming that the entire sensor is mounted on, for example, an automobile, acceleration is applied to the action body 30 based on the traveling of the automobile. Due to this acceleration, an external force acts on the action point P.
In the state where no force is applied to the action point P, as shown in FIG. 3, the fixed electrode 11 and the displacement electrodes 21 to 25 are kept in parallel with each other with a predetermined gap. However, for example, when a force Fx in the X-axis direction acts on the action point P, this force Fx causes a moment force with respect to the flexible substrate 20,
As shown in FIG. 6, the flexible substrate 20 is bent. Due to this bending, the distance between the displacement electrode 21 and the fixed electrode 11 increases, but the distance between the displacement electrode 23 and the fixed electrode 11 decreases. Assuming that the force applied to the point of action P is -Fx in the opposite direction, the bending in the opposite relationship to this occurs.

【0021】このように力Fxまたは−Fxが作用した
とき、変位電極21および23に関する静電容量に変化
が表れることになり、これを検出することにより力Fx
または−Fxを検出することができる。このとき、変位
電極22,24,25のそれぞれと固定電極11との間
隔は、部分的に大きくなったり小さくなったりするが、
全体としては変化しないと考えてよい。一方、Y方向の
力Fyまたは−Fyが作用した場合は、変位電極22と
固定電極11との間隔、および変位電極24と固定電極
11との間隔、についてのみ同様の変化が生じる。ま
た、Z軸方向の力Fzが作用した場合は、図7に示すよ
うに、変位電極25と固定電極11との間隔が小さくな
り、逆向きの力−Fzが作用した場合は、この間隔は大
きくなる。このとき、変位電極21〜24と固定電極1
1との間隔も、小さくあるいは大きくなるが、変位電極
25に関する変化が最も顕著である。そこで、この変位
電極25に関する静電容量の変化を検出することにより
力Fzまたは−Fzを検出することができる。
When the force Fx or -Fx acts in this way, a change occurs in the electrostatic capacitances of the displacement electrodes 21 and 23. By detecting this, the force Fx is detected.
Alternatively, -Fx can be detected. At this time, the distance between each of the displacement electrodes 22, 24, 25 and the fixed electrode 11 partially increases or decreases, but
It can be considered that it does not change as a whole. On the other hand, when the force Fy or −Fy in the Y direction acts, similar changes occur only in the distance between the displacement electrode 22 and the fixed electrode 11 and the distance between the displacement electrode 24 and the fixed electrode 11. Further, when the force Fz in the Z-axis direction acts, as shown in FIG. 7, the gap between the displacement electrode 25 and the fixed electrode 11 becomes small, and when the force -Fz in the opposite direction acts, this gap becomes smaller. growing. At this time, the displacement electrodes 21 to 24 and the fixed electrode 1
The distance to 1 is also small or large, but the change relating to the displacement electrode 25 is most remarkable. Therefore, the force Fz or -Fz can be detected by detecting a change in the capacitance of the displacement electrode 25.

【0022】結局、X軸方向の加速度は変位電極21,
23と固定電極11との間の容量変化に基づき、Y軸方
向の加速度は変位電極22,24と固定電極11との間
の容量変化に基づき、Z軸方向の加速度は変位電極25
と固定電極11との間の容量変化に基づき、それぞれ検
出が行われる。すなわち、変位電極21と固定電極11
との組み合わせによって容量値C1をもった容量素子C
1が構成され、変位電極23と固定電極11との組み合
わせによって容量値C3をもった容量素子C3が構成さ
れているとすれば、容量値の差分(C3−C1)の絶対
値がX軸方向の加速度の大きさを示し、この差分の符号
が加速度の向きを示すことになる。また、変位電極22
と固定電極11との組み合わせによって容量値C2をも
った容量素子C2が構成され、変位電極24と固定電極
11との組み合わせによって容量値C4をもった容量素
子C4が構成されているとすれば、容量値の差分(C2
−C4)の絶対値がY軸方向の加速度の大きさを示し、
この差分の符号が加速度の向きを示すことになる。更
に、変位電極25と固定電極11との組み合わせによっ
て容量値C5をもった容量素子C5が構成されていると
すれば、この容量値C5の変動分の絶対値がZ軸方向の
加速度の大きさを示し、この変動分の符号が加速度の向
きを示すことになる。
After all, the acceleration in the X-axis direction is caused by the displacement electrodes 21,
23, the acceleration in the Y-axis direction is based on the capacitance change between the fixed electrode 11 and the displacement electrode 22, and the acceleration in the Z-axis direction is the displacement electrode 25.
The detection is performed based on the capacitance change between the fixed electrode 11 and the fixed electrode 11. That is, the displacement electrode 21 and the fixed electrode 11
And a capacitive element C having a capacitance value C1
1 is configured, and the capacitive element C3 having the capacitance value C3 is configured by the combination of the displacement electrode 23 and the fixed electrode 11, the absolute value of the difference (C3-C1) of the capacitance values is in the X-axis direction. Indicates the magnitude of acceleration, and the sign of this difference indicates the direction of acceleration. In addition, the displacement electrode 22
If the capacitive element C2 having the capacitance value C2 is configured by the combination of the fixed electrode 11 and the fixed electrode 11, and the capacitive element C4 having the capacitance value C4 is configured by the combination of the displacement electrode 24 and the fixed electrode 11, Difference in capacitance value (C2
The absolute value of −C4) indicates the magnitude of acceleration in the Y-axis direction,
The sign of this difference indicates the direction of acceleration. Further, assuming that the capacitive element C5 having the capacitance value C5 is configured by the combination of the displacement electrode 25 and the fixed electrode 11, the absolute value of the variation of the capacitance value C5 is the magnitude of the acceleration in the Z-axis direction. And the sign of this variation indicates the direction of acceleration.

【0023】なお、上述の各センサはいずれも加速度セ
ンサであるが、作用体5,30に直接外力を作用させる
ようにすれば、力センサとして用いることができる。ま
た、作用体5,30を磁性体で構成しておけば、ここに
作用する磁気力を検出するための磁気センサとして用い
ることもできる。
Although each of the above-mentioned sensors is an acceleration sensor, it can be used as a force sensor if an external force is directly applied to the working bodies 5 and 30. Further, if the acting bodies 5 and 30 are made of a magnetic body, they can be used as a magnetic sensor for detecting a magnetic force acting on the acting bodies.

【0024】§2 従来の信号処理回路 結局、上述した種々のセンサでは、静電容量の変化に基
づいて物理量の検出が行われることになるが、この検出
結果を表示したり、記録したり、あるいは、この検出結
果に基づいて何らかの制御を行ったりするためには、静
電容量値を電圧値に変換する必要がある。このような容
量値/電圧値の変換を行うために適した信号処理回路
が、特開平5−346357号公報に開示されている。
この信号処理回路は、温度の影響をできるだけ抑制し、
正確な検出値を出力することができるというメリットを
有する。
§2 Conventional Signal Processing Circuit After all, in the above-mentioned various sensors, the physical quantity is detected based on the change of the electrostatic capacity, but the detection result is displayed or recorded, Alternatively, in order to perform some control based on this detection result, it is necessary to convert the electrostatic capacitance value into a voltage value. A signal processing circuit suitable for performing such capacitance value / voltage value conversion is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-346357.
This signal processing circuit suppresses the influence of temperature as much as possible,
It has an advantage that an accurate detection value can be output.

【0025】図8は、この従来の信号処理回路の一例を
示す回路図であり、この信号処理回路を用いれば、たと
えば、図1に示す一次元加速度センサを構成する2つの
容量素子C1,C2の静電容量値の差分(C2−C1)
を電圧値V1として取り出すことができる。この回路の
入力端子T1には、図示されていない信号発生源から、
低レベル状態と高レベル状態とを周期的に繰り返す矩形
波信号(いわゆるクロック信号)CLKが与えられる。
この入力端子T1の後段には、インバータ素子51が接
続されており、このインバータ素子51の出力端に相当
するノードN0には、矩形波信号CLKを反転した反転
信号が得られることになる。ノードN0の後段は2つに
分岐し、それぞれ抵抗素子R1,R2が接続されてお
り、この抵抗素子R1,R2の出力端に相当するノード
N1,N2には、排他的論理和素子(Ex−ORゲー
ト)52が接続されている。また、抵抗素子R1の出力
端には、容量素子C1の一方の電極が接続され、この容
量素子C1の他方の電極は接地されており、抵抗素子R
2の出力端には、容量素子C2の一方の電極が接続さ
れ、この容量素子C2の他方の電極は接地されている。
ここで、容量素子C1,C2は、図1に示した一次元加
速度センサを構成する容量素子C1,C2である。更
に、排他的論理和素子52の出力端には、ノードN3を
介して抵抗素子Rsおよび容量素子Csが接続されてお
り、最後に出力端子T2が設けられている。この抵抗素
子Rsおよび容量素子Csは、排他的論理和素子52の
出力信号を平滑化するための平滑回路である。
FIG. 8 is a circuit diagram showing an example of this conventional signal processing circuit. If this signal processing circuit is used, for example, two capacitive elements C1 and C2 forming the one-dimensional acceleration sensor shown in FIG. 1 will be described. Difference in capacitance value (C2-C1)
Can be taken out as a voltage value V1. At the input terminal T1 of this circuit, a signal source (not shown)
A rectangular wave signal (so-called clock signal) CLK that periodically repeats a low level state and a high level state is applied.
The inverter element 51 is connected to the subsequent stage of the input terminal T1, and an inverted signal obtained by inverting the rectangular wave signal CLK is obtained at the node N0 corresponding to the output terminal of the inverter element 51. The latter stage of the node N0 is branched into two, and the resistance elements R1 and R2 are respectively connected to the nodes. The nodes N1 and N2 corresponding to the output terminals of the resistance elements R1 and R2 are connected to the exclusive OR element (Ex- OR gate) 52 is connected. One electrode of the capacitive element C1 is connected to the output terminal of the resistive element R1, and the other electrode of the capacitive element C1 is grounded.
One of the electrodes of the capacitive element C2 is connected to the output terminal of 2, and the other electrode of the capacitive element C2 is grounded.
Here, the capacitive elements C1 and C2 are the capacitive elements C1 and C2 forming the one-dimensional acceleration sensor shown in FIG. Further, the output terminal of the exclusive OR element 52 is connected to the resistance element Rs and the capacitance element Cs via the node N3, and finally, the output terminal T2 is provided. The resistance element Rs and the capacitance element Cs are a smoothing circuit for smoothing the output signal of the exclusive OR element 52.

【0026】次に、この信号処理回路の動作を、図9の
模擬波形図を参照して説明しよう。この模擬波形図に
は、図8の回路図における入力端子T1,ノードN0,
N1,N2,N3,出力端子T2の各部の波形が同一時
間軸を用いて示されている。もっとも、この模擬波形図
に示されている各波形は、論理動作の説明の便宜を図る
ための模擬波形であり、実際の回路で得られる各部の波
形とは若干異なっている。たとえば、ノードN1,N2
に得られる波形は、C1,R1の組み合わせ、あるいは
C2,R2の組み合わせからなるCR遅延回路を通過し
た波形であるため、図示のような正確な矩形波にはなら
ず、立上がりや立ち下がり部分が緩慢な波形(いわゆる
「なまった波形」)となる。そもそも、入力端子T1に
与えられる矩形波信号にしても、実際の回路では各部に
寄生抵抗や寄生容量が存在するため、完全な矩形波には
ならない。ただ、ここでは説明の便宜上、各部に得られ
る模擬波形として、いずれも矩形波を示すことにする。
Next, the operation of this signal processing circuit will be described with reference to the simulated waveform chart of FIG. In this simulated waveform diagram, the input terminal T1, node N0,
Waveforms of each part of N1, N2, N3 and the output terminal T2 are shown using the same time axis. However, each waveform shown in this simulated waveform diagram is a simulated waveform for convenience of explanation of the logical operation, and is slightly different from the waveform of each part obtained in an actual circuit. For example, nodes N1 and N2
Since the waveform obtained in step 1 is a waveform that has passed through a CR delay circuit that is a combination of C1 and R1 or a combination of C2 and R2, it does not become an accurate rectangular wave as shown in the figure, and the rising and falling parts are The waveform becomes slow (so-called “blunted waveform”). In the first place, even if a rectangular wave signal is given to the input terminal T1, it does not become a perfect rectangular wave because an actual circuit has parasitic resistance and parasitic capacitance in each part. However, for convenience of explanation, it is assumed here that each of the simulated waveforms obtained in each section is a rectangular wave.

【0027】いま、入力端子T1に、図9の第1段目に
示すような周期P1をもった矩形波信号が与えられたと
しよう。この場合、ノードN0には、図9の第2段目に
示すような反転信号が得られることになる(ここでは、
インバータ素子51による遅延や波形なまりは無視して
いる)。そして、このノードN0の反転信号は、抵抗素
子R1および容量素子C1からなるCR遅延回路を通っ
て、ノードN1に現れるが、CR遅延回路固有の時定数
Δt1だけ時間遅れを生じることになる。図9の第3段
目には、このようにΔt1だけ時間遅れを生じてノード
N1に現れる信号が示されている。ノードN2にも、同
様に時間遅れを生じた信号が現れることになるが、ここ
では、ノードN2に現れる信号は、Δt1よりも大きな
Δt2だけ時間遅れが生じたものとしよう。図9の第4
段目には、このようにΔt2だけ時間遅れを生じてノー
ドN2に現れる信号が示されている。排他的論理和素子
52は、ノードN1の信号とノードN2の信号との排他
的論理和をとる機能を有しているので、ノードN3に現
れる信号は、図9の第5段目に示すようなものになる。
この信号は、ノードN1の信号とノードN2の信号との
位相差を示す信号であり、周期P1/2ごとに、幅W1
(W1=Δt2−Δt1)のパルス(図のハッチング部
分)が現れる矩形波信号になる。このノードN3の信号
は、更に、抵抗素子Rsおよび容量素子Csからなる平
滑化回路で平滑化され、最終的に出力端子T2には、図
9の第6段目に示すような信号が得られる。この信号
は、一定の電圧値V1を示す信号であり、この出力端子
T2の信号におけるハッチング部分の面積は、ノードN
3の信号におけるハッチング部分の面積に相当したもの
となる。
Now, assume that a rectangular wave signal having a period P1 as shown in the first stage of FIG. 9 is applied to the input terminal T1. In this case, an inverted signal as shown in the second stage of FIG. 9 is obtained at the node N0 (here,
The delay and waveform rounding due to the inverter element 51 are ignored). Then, the inverted signal of the node N0 passes through the CR delay circuit including the resistance element R1 and the capacitance element C1 and appears at the node N1. However, a time delay Δt1 peculiar to the CR delay circuit is caused. The third stage of FIG. 9 shows a signal which appears at the node N1 with a time delay of Δt1 in this way. Similarly, a signal having a time delay appears at the node N2, but here, it is assumed that the signal appearing at the node N2 has a time delay of Δt2 larger than Δt1. Fourth of FIG.
A signal appearing at the node N2 with a time delay of Δt2 is shown in the stage. Since the exclusive OR element 52 has a function of taking the exclusive OR of the signal of the node N1 and the signal of the node N2, the signal appearing at the node N3 is as shown in the fifth row of FIG. It becomes something.
This signal is a signal indicating the phase difference between the signal of the node N1 and the signal of the node N2, and has a width W1 for each cycle P1 / 2.
It becomes a rectangular wave signal in which a pulse of (W1 = Δt2−Δt1) (hatched portion in the figure) appears. The signal at the node N3 is further smoothed by a smoothing circuit including a resistance element Rs and a capacitance element Cs, and finally a signal as shown in the sixth stage of FIG. 9 is obtained at the output terminal T2. . This signal is a signal showing a constant voltage value V1, and the area of the hatched portion in the signal of this output terminal T2 is the node N
This corresponds to the area of the hatched portion in the signal of No. 3.

【0028】さて、このような回路において、抵抗素子
R1とR2との抵抗値を等しく設定しておき、また、容
量素子C1とC2との容量値も等しく設定しておいたと
すると、ノードN1,N2には全く同じ波形が得られ、
排他的論理和素子52の出力は常に低レベル状態とな
る。よって、出力端子T2は、常に低レベル状態(図に
おけるV1=0の状態)となる。したがって、この回路
を図1に示す加速度センサに適用した場合、このセンサ
に何ら加速度が作用していない状態(図1に示す状態)
では、出力電圧V1=0となる。ところが、この加速度
センサの作用体5に、たとえば、図の下方への加速度が
作用した状態(図2に示す状態)では、容量素子C1の
容量値C1は減少し、容量素子C2の容量値C2は増加
することになるので、図8に示す回路において、抵抗素
子R1とR2とが同じ抵抗値であったとしても、R1,
C1の組み合わせからなる遅延回路の遅延時間(Δt
1)に比べて、R2,C2の組み合わせからなる遅延回
路の遅延時間(Δt2)の方が大きくなる。図9に示す
ノードN1,N2の波形は、このように遅延時間に差が
生じたときの状態を示すものである。この遅延時間の差
(Δt2−Δt1)は、ノードN3に現れる信号のパル
スの幅W1を決定し、最終的に、出力端子T2に現れる
出力電圧V1を決定する要素となる。結局、この信号処
理回路を用いれば、図1に示す加速度センサにおける作
用体5の変位量が、出力端子T2の出力電圧V1として
得られることになる。
Now, in such a circuit, assuming that the resistance values of the resistance elements R1 and R2 are set equal, and the capacitance values of the capacitance elements C1 and C2 are also set equal, the node N1 is set. , N2 have exactly the same waveform,
The output of the exclusive OR element 52 is always in the low level state. Therefore, the output terminal T2 is always in a low level state (state of V1 = 0 in the figure). Therefore, when this circuit is applied to the acceleration sensor shown in FIG. 1, no acceleration is applied to this sensor (state shown in FIG. 1).
Then, the output voltage V1 = 0. However, for example, when a downward acceleration in the figure is applied to the action body 5 of the acceleration sensor (state shown in FIG. 2), the capacitance value C1 of the capacitance element C1 decreases and the capacitance value C2 of the capacitance element C2. Therefore, even if the resistance elements R1 and R2 have the same resistance value in the circuit shown in FIG.
The delay time of the delay circuit composed of the combination of C1 (Δt
Compared with 1), the delay time (Δt2) of the delay circuit composed of the combination of R2 and C2 becomes larger. The waveforms of the nodes N1 and N2 shown in FIG. 9 show the state when there is a difference in the delay times in this way. This delay time difference (Δt2−Δt1) is a factor that determines the pulse width W1 of the signal that appears at the node N3, and finally determines the output voltage V1 that appears at the output terminal T2. After all, if this signal processing circuit is used, the displacement amount of the working body 5 in the acceleration sensor shown in FIG. 1 can be obtained as the output voltage V1 of the output terminal T2.

【0029】以上、この信号処理回路を、図1に示す一
次元加速度センサに適用した例を示したが、この回路
は、図3に示す三次元加速度センサにも同様に適用する
ことができる。たとえば、変位電極21と固定電極11
との組み合わせからなる容量素子を図8の容量素子C1
として用い、変位電極23と固定電極11との組み合わ
せからなる容量素子を図8の容量素子C2として用いれ
ば、出力電圧V1はX軸方向の加速度を示すものとな
り、変位電極24と固定電極11との組み合わせからな
る容量素子を図8の容量素子C1として用い、変位電極
22と固定電極11との組み合わせからなる容量素子を
図8の容量素子C2として用いれば、出力電圧V1はY
軸方向の加速度を示すものとなる。
The example in which the signal processing circuit is applied to the one-dimensional acceleration sensor shown in FIG. 1 has been described above, but the circuit can be similarly applied to the three-dimensional acceleration sensor shown in FIG. For example, the displacement electrode 21 and the fixed electrode 11
The capacitive element formed by the combination of
8 is used as the capacitive element C2 in FIG. 8, the output voltage V1 indicates acceleration in the X-axis direction, and the displacement electrode 24 and the fixed electrode 11 are connected to each other. 8 is used as the capacitance element C1 of FIG. 8, and the capacitance element of the combination of the displacement electrode 22 and the fixed electrode 11 is used as the capacitance element C2 of FIG. 8, the output voltage V1 becomes Y.
It shows the acceleration in the axial direction.

【0030】§3 従来の信号処理回路の限界 ここで、上述したセンサの検出感度を向上させるための
方法を検討してみる。たとえば、図1に示す一次元加速
度センサによる検出感度を向上させるための方法として
は、弾性支持体4を薄くして撓みやすくし、わずかな外
力でも作用体5の変位dが大きくなるようにする方法
や、上部電極6,下部電極7の面積を増やし、各容量素
子の容量値を全体的に増加させる方法などがある。しか
し、これらの方法は、いずれもセンサを構造的に改良す
るものである。本発明は、信号処理回路の改良によっ
て、検出感度を向上させようとするものである。別言す
れば、図2に示すように、作用体5が±Δdだけ変位し
た状態において、この変位量±Δdをいかに効率的に電
圧に変換するかという方法を提供するものである。
§3 Limitation of conventional signal processing circuit Here, a method for improving the detection sensitivity of the above-described sensor will be examined. For example, as a method for improving the detection sensitivity of the one-dimensional acceleration sensor shown in FIG. 1, the elastic support body 4 is made thin so that it can be easily bent, and the displacement d of the working body 5 becomes large even with a slight external force. There are methods such as increasing the area of the upper electrode 6 and the lower electrode 7, and increasing the capacitance value of each capacitive element as a whole. However, both of these methods structurally improve the sensor. The present invention aims to improve the detection sensitivity by improving the signal processing circuit. In other words, as shown in FIG. 2, it provides a method of efficiently converting the displacement amount ± Δd into a voltage when the working body 5 is displaced by ± Δd.

【0031】図8に示す信号処理回路の感度を向上させ
る第1の方法は、抵抗素子R1,R2の抵抗値を増やす
ことである。図9に示すノードN1の波形の遅延時間Δ
t1は、抵抗素子R1と容量素子C1とからなるCR遅
延回路の時定数で定まるものであり、抵抗素子R1の抵
抗値が大きくなれば、当然、遅延時間Δt1も大きくな
る。同様に、抵抗素子R2の抵抗値が大きくなれば、遅
延時間Δt2も大きくなる。そこで、たとえば、抵抗素
子R1,R2の抵抗値をいずれも2倍にして、遅延時間
Δt1,Δt2を2倍にすることができたとしよう。図
10の模擬波形図は、このときの動作を示すものであ
る。図10の第3段目には、2・Δt1だけ時間遅れを
生じてノードN1に現れる信号が示されており、第4段
目には、2・Δt2だけ時間遅れを生じてノードN2に
現れる信号が示されている。この場合、ノードN3に現
れる信号は、図10の第5段目に示すようなものにな
り、周期P1/2ごとに、幅W2(W2=2(Δt2−
Δt1))のパルス(図のハッチング部分)が現れる矩
形波信号になる。よって、これを平滑化すれば、図10
の第6段目に示すように、出力端子T2には電圧値V2
が得られる。図9の電圧値V1と図10の電圧値V2を
比較すればわかるように、後者の方が大きな電圧が得ら
れており、感度が向上していることになる。
The first method for improving the sensitivity of the signal processing circuit shown in FIG. 8 is to increase the resistance values of the resistance elements R1 and R2. The delay time Δ of the waveform of the node N1 shown in FIG.
t1 is determined by the time constant of the CR delay circuit including the resistance element R1 and the capacitance element C1, and when the resistance value of the resistance element R1 increases, the delay time Δt1 naturally increases. Similarly, if the resistance value of the resistance element R2 increases, the delay time Δt2 also increases. Therefore, for example, it is assumed that the resistance values of the resistance elements R1 and R2 can be doubled to double the delay times Δt1 and Δt2. The simulated waveform diagram of FIG. 10 shows the operation at this time. The third stage in FIG. 10 shows a signal that appears at the node N1 with a time delay of 2 · Δt1, and the fourth stage shows a signal with a time delay of 2 · Δt2 at the node N2. The signal is shown. In this case, the signal appearing at the node N3 is as shown in the fifth stage of FIG. 10, and the width W2 (W2 = 2 (Δt2−
It becomes a rectangular wave signal in which a pulse (Δt1)) (hatched portion in the figure) appears. Therefore, if this is smoothed, FIG.
As shown in the sixth row of, the voltage value V2 is applied to the output terminal T2.
Is obtained. As can be seen by comparing the voltage value V1 of FIG. 9 and the voltage value V2 of FIG. 10, the latter one obtains a larger voltage, which means that the sensitivity is improved.

【0032】図8に示す信号処理回路の感度を向上させ
る第2の方法は、入力端子T1に与える矩形波信号CL
Kの周波数を高くすることである。これを図11の模擬
波形図を参照して説明しよう。図11の第1段目には、
入力端子T1に与える矩形波信号CLKが示されている
が、その周期P2は、図9に示す矩形波信号CLKの周
期P1よりも短くなっている。このように、周波数の高
い矩形波信号CLKを用いても、この回路の基本動作に
は変わりはないので、ノードN1,N2には、図11の
第3段目および第4段目に示すような波形が得られ、ノ
ードN3には、図11の第5段目に示すような波形が得
られる。このノードN3の信号は、やはり幅W1(W1
=Δt2−Δt1)のパルス(図のハッチング部分)を
もった矩形波信号であるが、図9の第5段目の信号と比
較するとわかるように、パルスの現れる周期がP2/2
と短くなっている。したがって、これを平滑化して出力
端子T2に現れる信号は、図11の第6段目に示すよう
に、電圧値V3を示すものとなり、やはり感度が向上し
ていることになる。
A second method for improving the sensitivity of the signal processing circuit shown in FIG. 8 is a rectangular wave signal CL applied to the input terminal T1.
To increase the frequency of K. This will be explained with reference to the simulated waveform diagram of FIG. In the first row of FIG. 11,
Although the rectangular wave signal CLK given to the input terminal T1 is shown, its period P2 is shorter than the period P1 of the rectangular wave signal CLK shown in FIG. As described above, even if the rectangular wave signal CLK having a high frequency is used, the basic operation of this circuit does not change, so that the nodes N1 and N2 are connected to the nodes shown in the third and fourth stages of FIG. , A waveform as shown in the fifth row of FIG. 11 is obtained at the node N3. The signal of this node N3 is still the width W1 (W1
= [Delta] t2- [Delta] t1) pulse (hatched portion in the figure), but as can be seen by comparison with the signal in the fifth stage in FIG. 9, the period in which the pulse appears is P2 / 2.
Is shortened. Therefore, the signal smoothed and appearing at the output terminal T2 has the voltage value V3 as shown in the sixth stage of FIG. 11, and the sensitivity is also improved.

【0033】このような2つの方法を適用すれば、従来
の信号処理回路の検出感度をある程度までは向上させる
ことができるが、この方法には限界がある。その理由
を、図12および図13の波形図を用いて説明しよう。
上述の動作説明で用いた図9,図10,図11の波形図
は、既に述べたように、説明の便宜のために示した模擬
的な波形図であり、実際の回路では、このような完全な
矩形波形は得られない。特に、ノードN1,N2に得ら
れる波形は、CR遅延回路の通過によりかなり歪んだも
のとなる。すなわち、これまでの説明で用いた遅延時間
Δt1,Δt2なるものは、この波形の歪みを模擬的に
示したものである。したがって、実際のノードN1,N
2に得られる波形は、たとえば、図12に実線で示した
ような波形になる。なお、一点鎖線で示す波形は、歪み
が生じる前の矩形波形を比較のために示したものであ
る。このような歪みが生じるのは、CR遅延回路におけ
る容量素子Cに対する充電あるいは放電に時間がかかる
ためである。
By applying these two methods, the detection sensitivity of the conventional signal processing circuit can be improved to some extent, but this method has its limits. The reason will be described with reference to the waveform diagrams of FIGS. 12 and 13.
The waveform diagrams of FIG. 9, FIG. 10, and FIG. 11 used in the above description of the operation are the simulated waveform diagrams shown for the convenience of description, as described above. You cannot get a perfect rectangular waveform. In particular, the waveforms obtained at the nodes N1 and N2 are considerably distorted by passing through the CR delay circuit. That is, the delay times Δt1 and Δt2 used in the above description are simulated representations of this waveform distortion. Therefore, the actual nodes N1, N
The waveform obtained in 2 is, for example, the waveform shown by the solid line in FIG. The waveform indicated by the alternate long and short dash line is a rectangular waveform before distortion is shown for comparison. Such distortion occurs because it takes time to charge or discharge the capacitive element C in the CR delay circuit.

【0034】ここで、排他的論理和素子52に、このよ
うな歪んだ信号が入力された場合の動作を考えてみる。
たとえば、排他的論理和素子52として、CMOSの論
理素子を用いたとすると、電源電圧VDDで動作するCM
OSの論理動作閾値電圧はVDD/2付近である。ただ、実
際の論理素子の閾値電圧は、ヒステリシス特性をもって
おり、低レベル状態から高レベル状態に遷移するときの
閾値電圧と、高レベル状態から低レベル状態に遷移する
ときの閾値電圧とは異なる。たとえば、図12の波形図
において、ノードN1またはN2の電圧が、低レベル状
態から高レベル状態に遷移するときの閾値電圧は電圧h
1となり、逆に、高レベル状態から低レベル状態に遷移
するときの閾値電圧は電圧h2となる。したがって、ノ
ードN1またはN2の信号波形の立上がり部分が電圧レ
ベルh1を横切った瞬間、あるいは立ち下がり部分が電
圧レベルh2を横切った瞬間に、排他的論理和素子52
の論理出力が遷移することになる。このように、図12
に実線で示す歪んだ波形の場合、一点鎖線で示す理想的
な波形に比べ、論理遷移が起こる時点に「遅れ」が生じ
ることになり、この「遅れ」が、これまでの説明で用い
た遅延時間Δt1,Δt2に相当するものである。
Now, consider the operation when such a distorted signal is input to the exclusive OR element 52.
For example, if a CMOS logic element is used as the exclusive OR element 52, a CM operating at the power supply voltage VDD.
The logical operation threshold voltage of OS is near VDD / 2. However, the threshold voltage of the actual logic element has a hysteresis characteristic, and the threshold voltage when making a transition from the low level state to the high level state and the threshold voltage when making a transition from the high level state to the low level state are different. For example, in the waveform diagram of FIG. 12, the threshold voltage when the voltage of the node N1 or N2 transits from the low level state to the high level state is the voltage h.
The threshold voltage at the time of transition from the high level state to the low level state is the voltage h2. Therefore, at the moment when the rising portion of the signal waveform of the node N1 or N2 crosses the voltage level h1, or at the moment when the falling portion crosses the voltage level h2, the exclusive OR element 52 is connected.
The logic output of will transit. Thus, FIG.
In the case of the distorted waveform shown by the solid line, a "delay" occurs at the time when the logic transition occurs compared to the ideal waveform shown by the one-dot chain line, and this "delay" is the delay used in the explanation so far. This corresponds to the times Δt1 and Δt2.

【0035】さて、図12に実線で示すような歪んだ信
号が入力された場合であっても、この信号波形が電圧レ
ベルh1,h2を交互に横切っている限り、排他的論理
和素子52は当初の設計どおりの論理動作を行うことが
できる。ところが、この信号の周波数を高くしてゆく
と、やがてこの論理動作に支障が生じるようになる。図
13に実線で示す波形は、入力端子T1に与える矩形波
信号CLKの周波数をより高めたときに、ノードN1ま
たはN2に得られる信号波形を示すものである。一点鎖
線で示す波形は、歪みが生じる前の矩形波信号を示すも
のであり、図12図の矩形波信号と比較すると、周波数
が高くなっていることがわかる。このように、もとの矩
形波信号の周波数が高くなると、周期は短くなるため、
歪みを生じた信号はもとの矩形波信号に十分に追随する
ことができなくなってくる。別言すれば、もとの矩形波
信号の周期に比べて、CR遅延回路の容量素子の充電あ
るいは放電に必要な時間の方が長くなってくる。このた
め、歪みを生じた信号波形は、図13に実線で示すよう
に、電圧上昇過程であっても高レベル状態に到達する前
に電圧下降過程へと遷移し、逆に、電圧下降過程であっ
ても低レベル状態に到達する前に電圧上昇過程へと遷移
することになり、電圧レベルVDD/2を中心として振幅
A1で振動する周期信号波形となる。この図13に示す
例では、まだ、振幅A1が、電圧レベルh1〜h2の幅
よりも大きいため、排他的論理和素子52は支障なく論
理動作を行うことができる。ところが、もとの矩形波信
号の周波数を更に高くすると、振幅A1は更に小さくな
り、やがて、信号波形は電圧レベルh1,h2を横切ら
ない状態になる。こうなると、排他的論理和素子52は
当初の設計どおりの動作を行うことはできず、この信号
処理回路からは正しい出力電圧は得られなくなる。
Now, even when a distorted signal as shown by the solid line in FIG. 12 is inputted, as long as this signal waveform crosses the voltage levels h1 and h2 alternately, the exclusive OR element 52 is It is possible to perform logical operations as originally designed. However, if the frequency of this signal is increased, this logical operation will eventually be hindered. The waveform indicated by the solid line in FIG. 13 is a signal waveform obtained at the node N1 or N2 when the frequency of the rectangular wave signal CLK applied to the input terminal T1 is further increased. The waveform indicated by the alternate long and short dash line shows a rectangular wave signal before distortion occurs, and it can be seen that the frequency is higher than that of the rectangular wave signal in FIG. In this way, when the frequency of the original rectangular wave signal becomes higher, the period becomes shorter,
The distorted signal cannot sufficiently follow the original rectangular wave signal. In other words, the time required for charging or discharging the capacitive element of the CR delay circuit becomes longer than the period of the original rectangular wave signal. Therefore, as shown by the solid line in FIG. 13, the distorted signal waveform transits to the voltage decreasing process before reaching the high level state even in the voltage increasing process, and conversely, in the voltage decreasing process. Even if there is, a transition is made to the voltage rising process before reaching the low level state, and a periodic signal waveform oscillating with an amplitude A1 centering on the voltage level VDD / 2 is obtained. In the example shown in FIG. 13, since the amplitude A1 is still larger than the width of the voltage levels h1 to h2, the exclusive OR element 52 can perform the logical operation without any trouble. However, when the frequency of the original rectangular wave signal is further increased, the amplitude A1 is further decreased, and eventually the signal waveform does not cross the voltage levels h1 and h2. In this case, the exclusive OR element 52 cannot operate as originally designed, and a correct output voltage cannot be obtained from this signal processing circuit.

【0036】以上述べたように、図8に示す従来の信号
処理回路では、感度を高めるために矩形波信号CLKの
周波数を高めようとしても、ある程度以上の周波数にな
ると正常動作が行われなくなってしまう。このような事
情は、感度を高めるためのもうひとつの方法、すなわ
ち、抵抗素子R1,R2の抵抗値を大きくするという方
法でも全く同じである。CR遅延回路の抵抗値を大きく
設定すれば、波形の歪みがより顕著になる。すなわち、
図13に実線で示す信号波形を例にとれば、抵抗値を大
きくすると波形がより寝た状態になる。このため、やは
り振幅A1が小さくなり、正常な動作が行われなくな
る。このように、図8に示す従来の信号処理回路では、
検出感度の向上に限界があり、この限界を越えて感度を
向上させることはできない。
As described above, in the conventional signal processing circuit shown in FIG. 8, even if an attempt is made to increase the frequency of the rectangular wave signal CLK in order to increase the sensitivity, normal operation will not be performed when the frequency exceeds a certain level. I will end up. Such a situation is exactly the same as another method for increasing the sensitivity, that is, a method of increasing the resistance values of the resistance elements R1 and R2. If the resistance value of the CR delay circuit is set to a large value, the waveform distortion becomes more remarkable. That is,
Taking the signal waveform shown by the solid line in FIG. 13 as an example, when the resistance value is increased, the waveform becomes more sluggish. For this reason, the amplitude A1 also becomes small, and normal operation cannot be performed. Thus, in the conventional signal processing circuit shown in FIG.
There is a limit to the improvement of detection sensitivity, and it is not possible to improve the sensitivity beyond this limit.

【0037】§4 本発明の信号処理回路 本発明の特徴は、図8に示す従来の信号処理回路に、新
たな構成要素を付加することにより、検出感度を更に向
上させるようにした点にある。図14は、本発明の一例
に係る信号処理回路の回路図である。この回路は、図8
に示す従来の信号処理回路に、更に、オープンコレクタ
型のインバータ素子53,54を付加したものである。
インバータ素子53の入力端は入力端子T1に接続され
ており、出力端はノードN1に接続されている。また、
インバータ素子54の入力端は入力端子T1に接続され
ており、出力端はノードN2に接続されている。オープ
ンコレクタ型のインバータ素子は、TTL素子(たとえ
ば、7405−TTLチップ)などの形態で一般に供給
されており、基本的には、入力信号を反転するという論
理反転素子としての機能を有するが、図14に示すよう
な回路接続を行って用いると、本発明に適した特有の動
作を行うことができる。すなわち、入力端子T1の矩形
波信号CLKが低レベル状態にあるとき(ノードN0に
供給される信号が高レベル状態にあるとき)には、ノー
ドN1,N2の状態には何ら影響を与えず(別言すれ
ば、抵抗値無限大の素子として機能する(いわゆるハイ
インピーダンス状態になる))、入力端子T1の矩形波
信号CLKが高レベル状態にあるとき(ノードN0に供
給される信号が低レベル状態にあるとき)には、ノード
N1,N2を接地電位に接続し、容量素子C1,C2を
瞬時に放電させる。
§4 Signal Processing Circuit of the Present Invention A feature of the present invention is that the detection sensitivity is further improved by adding new components to the conventional signal processing circuit shown in FIG. . FIG. 14 is a circuit diagram of a signal processing circuit according to an example of the present invention. This circuit is shown in FIG.
The open-collector type inverter elements 53 and 54 are further added to the conventional signal processing circuit shown in FIG.
The input end of the inverter element 53 is connected to the input terminal T1 and the output end is connected to the node N1. Also,
The input end of the inverter element 54 is connected to the input terminal T1 and the output end is connected to the node N2. The open collector type inverter element is generally supplied in the form of a TTL element (for example, 7405-TTL chip), and basically has a function as a logic inverting element that inverts an input signal. When the circuit connection shown in 14 is made and used, a specific operation suitable for the present invention can be performed. That is, when the rectangular wave signal CLK of the input terminal T1 is in the low level state (when the signal supplied to the node N0 is in the high level state), the states of the nodes N1 and N2 are not affected at all ( In other words, when the rectangular wave signal CLK of the input terminal T1 is in the high level state (the signal supplied to the node N0 is in the low level, it functions as an element having an infinite resistance value (in a so-called high impedance state)). (In the state), the nodes N1 and N2 are connected to the ground potential, and the capacitance elements C1 and C2 are instantly discharged.

【0038】さて、このように、オープンコレクタ型の
インバータ素子53,54を付加した回路の動作を、図
15の波形図を参照して説明しよう。いま、図14に示
す回路の入力端子T1に、図15の第1段目に示すよう
な周期P2をもった矩形波信号CLKを与えたとする
と、ノードN0には、図15の第2段目に示すような反
転信号が得られる。このとき、ノードN1またはN2に
現れる波形は、図15の第3段目に実線で示すようなも
のになる。すなわち、入力端子T1の矩形波信号CLK
が高レベル状態にある前半周期P21においては、オー
プンコレクタ型のインバータ素子53,54の動作によ
り、ノードN1,N2は接地電位に接続されるため、容
量素子C1,C2は瞬時に放電され、ノードN1,N2
の電位は低レベル状態となる。一方、入力端子T1の矩
形波信号CLKが低レベル状態に遷移し後半周期P22
に入ると、オープンコレクタ型のインバータ素子53,
54は、ノードN1,N2の電位に何ら影響を及ぼさな
くなり、容量素子C1,C2はCR遅延回路の時定数に
従って充電される。
Now, the operation of the circuit to which the open collector type inverter elements 53 and 54 are added will be described with reference to the waveform chart of FIG. Now, if a rectangular wave signal CLK having a period P2 as shown in the first stage of FIG. 15 is applied to the input terminal T1 of the circuit shown in FIG. 14, the node N0 has the second stage of FIG. An inverted signal as shown in is obtained. At this time, the waveform appearing at the node N1 or N2 is as shown by the solid line in the third row of FIG. That is, the rectangular wave signal CLK of the input terminal T1
In the first half period P21 in which P is in the high level state, the nodes N1 and N2 are connected to the ground potential by the operation of the open collector type inverter elements 53 and 54, so that the capacitive elements C1 and C2 are instantly discharged and the node N1, N2
Potential becomes low level. On the other hand, the rectangular wave signal CLK of the input terminal T1 transits to the low level state and the latter half period P22
When entering, the open collector type inverter element 53,
54 has no effect on the potentials of the nodes N1 and N2, and the capacitive elements C1 and C2 are charged according to the time constant of the CR delay circuit.

【0039】ここで留意すべき点は、この後半周期P2
2における充電動作は、容量素子C1,C2が完全に放
電している状態(前半周期P21の状態)から開始され
るため、効率の良い充電が行われるという点である。す
なわち、図13に示すように、電圧レベルVDD/2近傍
の中途半端な半充電状態から充電動作を開始するより
も、図15に示すように、電圧レベル0の完全放電状態
から充電動作を開始する方が、効率良い急速充電が可能
になる。その結果、図15に示すノードN1,N2の波
形振幅A2は、図13に示すノードN1,N2の波形振
幅A1よりも大きくなる。結局、図14に示す本発明の
信号処理回路では、図8に示す従来の処理回路に比べ
て、矩形波信号CLKの周波数をより高く設定しても支
障ない動作が可能になり、検出感度を更に高めることが
可能になる。
The point to be noted here is that the latter half period P2
The charging operation in 2 is started from the state where the capacitive elements C1 and C2 are completely discharged (the state of the first half cycle P21), and therefore efficient charging is performed. That is, as shown in FIG. 13, rather than starting the charging operation from the half-charged state near the voltage level VDD / 2, the charging operation is started from the completely discharged state of the voltage level 0 as shown in FIG. This will enable efficient and quick charging. As a result, the waveform amplitude A2 of the nodes N1 and N2 shown in FIG. 15 becomes larger than the waveform amplitude A1 of the nodes N1 and N2 shown in FIG. After all, in the signal processing circuit of the present invention shown in FIG. 14, as compared with the conventional processing circuit shown in FIG. 8, even if the frequency of the rectangular wave signal CLK is set higher, there is no problem in operation, and the detection sensitivity is improved. It becomes possible to raise further.

【0040】§5 デューティー比と感度との関係 上述したように、図14に示す本発明の信号処理回路で
は、矩形波信号CLKの周波数をより高く設定すること
により、従来の回路に比べて検出感度を更に高めること
が可能になる。しかし、この図14に示す信号処理回路
にも、用いる矩形波信号CLKの周波数には限界があ
り、周波数をある程度以上高くすると、正常に動作しな
くなる。図16は、矩形波信号CLKの周波数を更に高
めたときの図14に示す信号処理回路の動作を示す波形
図である。図16の第1段目に示す矩形波信号CLKの
周期P3は、図15の第1段目に示す矩形波信号CLK
の周期P2よりも更に短くなっている。そのため、図1
6の第2段目に示すノードN1,N2の波形振幅A3
は、図15の第3段目に示すノードN1,N2の波形振
幅A2よりも小さくなっており、もはや閾値電圧レベル
h1には到達しない状態となっている。
§5 Relationship between Duty Ratio and Sensitivity As described above, in the signal processing circuit of the present invention shown in FIG. 14, by setting the frequency of the rectangular wave signal CLK to a higher value, detection is performed as compared with the conventional circuit. It is possible to further increase the sensitivity. However, the frequency of the rectangular wave signal CLK to be used is also limited in the signal processing circuit shown in FIG. 14, and if the frequency is raised above a certain level, it will not operate normally. FIG. 16 is a waveform diagram showing the operation of the signal processing circuit shown in FIG. 14 when the frequency of the rectangular wave signal CLK is further increased. The period P3 of the rectangular wave signal CLK shown in the first stage of FIG. 16 is the same as that of the rectangular wave signal CLK shown in the first stage of FIG.
Is shorter than the period P2. Therefore, FIG.
Waveform amplitude A3 of nodes N1 and N2 shown in the second stage of No. 6
Is smaller than the waveform amplitude A2 of the nodes N1 and N2 shown in the third stage of FIG. 15, and the threshold voltage level h1 is no longer reached.

【0041】本願発明者は、このような状態において
も、矩形波信号CLKのデューティ比を変えることによ
り、正常動作が可能になることを見出だした。これを図
17の波形図を用いて説明しよう。図17の第1段目に
示す矩形波信号CLKは、図16の第1段目に示す矩形
波信号CLKと同じ周期P3を有するが、デューティ比
が異なっている。すなわち、図16の波形図ではデュー
ティ比が50%であったのに対し、図17の波形図では
デューティ比が15%程度(前半周期P31:後半周期
P32=15:85)に設定されている。ここで、前半
周期P31は、容量素子C1,C2の放電を行うための
期間である。この放電はオープンコレクタ型のインバー
タ素子53,54によって瞬時(CR遅延回路の時定数
に比べて十分に短い時間)に行われるため、前半周期P
31を長く設定する必要はない。一方、後半周期P32
は、容量素子C1,C2の充電を行うための期間であ
り、充電速度はCR遅延回路の時定数に基づいて定ま
る。この後半周期P32を長く設定すると、図17の第
2段目の波形図に示されているように、波形が立上がる
ために十分な時間を確保することが可能になる。このよ
うに、図16に示す動作も、図17に示す動作も、用い
る矩形波信号CLKの周波数は全く同じであるが、前者
におけるノードN1,N2の波形振幅はA3となり、正
常動作に支障が生じていたのに対し、後者におけるノー
ドN1,N2の波形振幅はA4となり、正常動作が可能
になる。
The present inventor has found that even in such a state, normal operation can be performed by changing the duty ratio of the rectangular wave signal CLK. This will be explained with reference to the waveform chart of FIG. The rectangular wave signal CLK shown in the first stage of FIG. 17 has the same period P3 as the rectangular wave signal CLK shown in the first stage of FIG. 16, but the duty ratio is different. That is, in the waveform diagram of FIG. 16, the duty ratio is 50%, whereas in the waveform diagram of FIG. 17, the duty ratio is set to about 15% (first half period P31: second half period P32 = 15: 85). . Here, the first half period P31 is a period for discharging the capacitive elements C1 and C2. This discharge is instantaneously (time sufficiently shorter than the time constant of the CR delay circuit) by the open collector type inverter elements 53 and 54, so that the first half period P
It is not necessary to set 31 to be long. On the other hand, the latter half cycle P32
Is a period for charging the capacitive elements C1 and C2, and the charging speed is determined based on the time constant of the CR delay circuit. If the latter half period P32 is set to be long, it becomes possible to secure a sufficient time for the waveform to rise, as shown in the second stage waveform diagram of FIG. As described above, in both the operation shown in FIG. 16 and the operation shown in FIG. 17, the frequency of the rectangular wave signal CLK used is exactly the same, but the waveform amplitudes of the nodes N1 and N2 in the former are A3, which hinders normal operation. Whereas, in the latter case, the waveform amplitudes of the nodes N1 and N2 in the latter are A4, and the normal operation becomes possible.

【0042】このように、本発明を実施する上では、用
いる矩形波信号CLKのデューティ比を50%以下に設
定(容量素子を放電させるための期間が充電させるため
の期間よりも短くなるように設定)するのが好ましく、
特に、実用上は放電期間のデューティ比を10%程度に
設定するのが好ましい。
As described above, in implementing the present invention, the duty ratio of the rectangular wave signal CLK used is set to 50% or less (so that the period for discharging the capacitive element is shorter than the period for charging. It is preferable to set)
Particularly, in practice, it is preferable to set the duty ratio of the discharge period to about 10%.

【0043】このように、本発明に係る信号処理回路で
は、用いる矩形波信号CLKの周波数を調節するか、も
しくはデューティ比を調節することにより、検出感度の
調節が可能になる。そこで、信号発生源に、発生する矩
形波信号CLKの周波数もしくはデューティ比を調節す
る手段を付加すれば、感度調節機能をもった信号処理回
路を実現することができる。図18は、このような機能
をもった信号処理回路の一例を示す回路図であり、クロ
ック発生器61とデューティ比調節器62によって信号
発生源が構成されている。クロック発生器61は、任意
の周波数をもった矩形波信号CLKを発生させる装置で
あり、デューティ比調節器62は、クロック発生器61
が発生した矩形波信号CLKのデューティ比を調節する
手段である。オペレータは、クロック発生器61を調節
して矩形波信号CLKの周波数を所望の値に設定すると
ともに、デューティ比調節器62を調節してそのデュー
ティ比を所望の値に設定することができる。このような
調節操作により、この信号処理回路の検出感度の調節が
可能になる。
As described above, in the signal processing circuit according to the present invention, the detection sensitivity can be adjusted by adjusting the frequency of the rectangular wave signal CLK to be used or the duty ratio. Therefore, by adding a means for adjusting the frequency or duty ratio of the generated rectangular wave signal CLK to the signal generation source, a signal processing circuit having a sensitivity adjusting function can be realized. FIG. 18 is a circuit diagram showing an example of a signal processing circuit having such a function, and the clock generator 61 and the duty ratio adjuster 62 constitute a signal generation source. The clock generator 61 is a device for generating a rectangular wave signal CLK having an arbitrary frequency, and the duty ratio adjuster 62 is a clock generator 61.
Is a means for adjusting the duty ratio of the rectangular wave signal CLK generated by. The operator can adjust the clock generator 61 to set the frequency of the rectangular wave signal CLK to a desired value, and adjust the duty ratio adjuster 62 to set the duty ratio to a desired value. By such adjustment operation, the detection sensitivity of this signal processing circuit can be adjusted.

【0044】§6 オフセット用容量素子を用いた信号
処理回路 以上説明したように、本発明に係る信号処理回路を用い
れば、一対の容量素子C1,C2の容量値の差分の絶対
値を電圧値として取り出すことができることができる。
しかしながら、図14に示す回路では、差分の符号を認
識することはできない。たとえば、図1に示す一次元加
速度センサに図14に示す信号処理回路を適用した場合
を考えよう。この加速度センサに加速度が全く作用して
いない状態では、容量素子C1,C2の容量値は等しく
なり、図14の回路におけるノードN1,N2の信号は
全く同じになり、出力端子T2の出力電圧は0となる。
一方、図2に示すように、加速度に基づく下方への力F
が作用すると、容量素子C2の容量値C2と容量素子C
1の容量値C1との関係は、C2>C1となり、図9の
模擬波形図に示されているように、ノードN1の信号波
形に比べて、ノードN2の信号波形の方が大きく遅延を
生じるようになり、この遅延時間の差に基づいて、出力
端子T2に電圧V1が得られることになる。ところが、
加速度の向きが逆転しても、出力端子T2には全く同じ
電圧が得られる。すなわち、図2とは逆に、加速度に基
づいて図の上方への力−Fが作用すると、容量値の大小
関係はC2<C1と逆転し、ノードN2の信号波形に比
べて、ノードN1の信号波形の方が大きく遅延を生じる
ようになるが、遅延時間の差には変わりがないため、出
力端子T2には同じ電圧V1が得られることになる。
§6 Signal using offset capacitive element
Processing Circuit As described above, by using the signal processing circuit according to the present invention, the absolute value of the difference between the capacitance values of the pair of capacitive elements C1 and C2 can be extracted as the voltage value.
However, the circuit shown in FIG. 14 cannot recognize the sign of the difference. For example, consider the case where the signal processing circuit shown in FIG. 14 is applied to the one-dimensional acceleration sensor shown in FIG. When no acceleration acts on this acceleration sensor, the capacitance values of the capacitive elements C1 and C2 are equal, the signals of the nodes N1 and N2 in the circuit of FIG. 14 are exactly the same, and the output voltage of the output terminal T2 is It becomes 0.
On the other hand, as shown in FIG. 2, the downward force F due to acceleration is applied.
Is applied, the capacitance value C2 of the capacitive element C2 and the capacitive element C2
The relationship with the capacitance value C1 of 1 is C2> C1, and as shown in the simulated waveform diagram of FIG. 9, the signal waveform of the node N2 causes a larger delay than the signal waveform of the node N1. Then, the voltage V1 is obtained at the output terminal T2 based on the difference in the delay times. However,
Even if the direction of acceleration is reversed, exactly the same voltage is obtained at the output terminal T2. That is, contrary to FIG. 2, when an upward force −F in the figure acts on the basis of acceleration, the magnitude relationship of the capacitance values reverses to C2 <C1, and the signal waveform of the node N1 is higher than that of the signal waveform of the node N2. Although the signal waveform causes a larger delay, the same voltage V1 is obtained at the output terminal T2 because the difference in delay time remains unchanged.

【0045】このように、図14に示す回路を図1の一
次元加速度センサにそのまま適用すると、図の上下方向
に作用した加速度の絶対値は出力端子T2に電圧V1と
して得ることはできるが、加速度の向き(上方向か下方
向か)に関する情報は得ることができない。
Thus, if the circuit shown in FIG. 14 is applied to the one-dimensional acceleration sensor of FIG. 1 as it is, the absolute value of the acceleration acting in the vertical direction in the figure can be obtained as the voltage V1 at the output terminal T2. Information about the direction of acceleration (up or down) cannot be obtained.

【0046】このような問題に対処するためには、図1
4に示す回路の代わりに、図19に示す回路を用いれば
よい。この回路は、図14に示す回路に、更にオフセッ
ト用容量素子C0を追加したものである。このオフセッ
ト用容量素子C0は、出力端子T2に得られる電圧値に
所定のオフセット値をバイアスするためのものであり、
これを付加することにより、何ら加速度が作用していな
い状態であっても、出力端子T2には、所定の基準レベ
ルの電圧が出力されるようになる。たとえば、図1に示
す加速度センサにおいて、加速度が全く作用していない
状態では、容量素子C1,C2の容量値は等しくなる
が、図19に示す回路では、容量素子C2に対してオフ
セット用容量素子C0が並列接続されているため、ノー
ドN1の信号波形に比べて、ノードN2の信号波形の方
が大きく遅延を生じるようになり、この位相差に基づい
て、出力端子T2に所定の基準レベルの電圧が出力され
ることになる。
In order to deal with such a problem, FIG.
The circuit shown in FIG. 19 may be used instead of the circuit shown in FIG. This circuit is obtained by adding an offset capacitance element C0 to the circuit shown in FIG. The offset capacitance element C0 is for biasing a predetermined offset value to the voltage value obtained at the output terminal T2,
By adding this, a voltage of a predetermined reference level is output to the output terminal T2 even when no acceleration is applied. For example, in the acceleration sensor shown in FIG. 1, the capacitance values of the capacitive elements C1 and C2 are equal to each other in the state where no acceleration is applied, but in the circuit shown in FIG. Since C0 is connected in parallel, the signal waveform at the node N2 causes a larger delay than the signal waveform at the node N1, and based on this phase difference, a predetermined reference level of the output terminal T2 is output. The voltage will be output.

【0047】ここで、もし図2に示すように、図の下方
への力Fが作用すると、容量値の大小関係はC2>C1
となり、ノードN2の信号波形の遅延時間は更に大きく
なり、結果的に、ノードN1の信号波形とノードN2の
信号波形との位相差は大きくなり、出力端子T2に出力
される電圧は基準レベルよりも大きくなる。逆に、図の
上方への力−Fが作用すると、容量値の大小関係はC1
>C2と逆転し、結果的に、ノードN1の信号波形とノ
ードN2の信号波形との位相差は小さくなり、出力端子
T2に出力される電圧は基準レベルよりも小さくなる。
こうして、図19に示す信号処理回路を用いれば、出力
端子T2に得られる出力電圧が基準レベルよりも大きい
か小さいかによって、作用した加速度の向きを認識する
ことができるようになり、出力電圧と基準レベルとの隔
たりにより、作用した加速度の絶対値を認識することが
できるようになる。
Here, as shown in FIG. 2, if a downward force F acts, the magnitude relationship of the capacitance values becomes C2> C1.
Therefore, the delay time of the signal waveform of the node N2 is further increased, and as a result, the phase difference between the signal waveform of the node N1 and the signal waveform of the node N2 is increased, and the voltage output to the output terminal T2 is higher than the reference level. Also grows. On the contrary, when an upward force -F acts on the figure, the magnitude relationship of the capacitance values becomes C1.
> C2, the phase difference between the signal waveform of the node N1 and the signal waveform of the node N2 becomes small, and the voltage output to the output terminal T2 becomes smaller than the reference level.
Thus, by using the signal processing circuit shown in FIG. 19, it becomes possible to recognize the direction of the applied acceleration depending on whether the output voltage obtained at the output terminal T2 is higher or lower than the reference level. The distance from the reference level allows the absolute value of the applied acceleration to be recognized.

【0048】§7 単一の容量素子の容量値を検出する
回路 これまで述べた信号処理回路は、いずれもセンサを構成
する一対の容量素子の容量値の差分を電圧値として取り
出すための回路であった。このような回路は、図1に示
す一次元加速度センサに適用することが可能であり、ま
た、図3に示す三次元加速度センサにおけるX軸方向の
加速度成分やY軸方向の加速度成分の検出に適応するこ
とが可能である。このように、一対の容量素子の容量値
の差分として検出値を得る手法は、精度の高い検出値を
得ることができるメリットがある。たとえば、温度上昇
によってセンサの構成部材が膨脹し、容量素子の電極間
隔に変化が生じたとしても、一対の容量素子について同
一の変化が生じさえすれば、差分検出値には、この温度
変化の影響は現れない。ただ、センサによっては、単一
の容量素子の容量値を直接検出するタイプのものも存在
する。たとえば、図3に示す三次元加速度センサにおけ
るZ軸方向の加速度成分の検出には、固定電極11と変
位電極25との組み合わせからなる単一の容量素子の容
量値を検出する必要がある。また、図1に示す一次元加
速度センサでも、一方の容量素子の容量値の変化だけに
基づいて加速度検出を行うことも可能である。
§7 Detect the capacitance value of a single capacitive element
Circuit The signal processing circuits described so far are circuits for extracting the difference between the capacitance values of the pair of capacitive elements forming the sensor as a voltage value. Such a circuit can be applied to the one-dimensional acceleration sensor shown in FIG. 1, and also for detecting the acceleration component in the X-axis direction and the acceleration component in the Y-axis direction in the three-dimensional acceleration sensor shown in FIG. It is possible to adapt. As described above, the method of obtaining the detection value as the difference between the capacitance values of the pair of capacitive elements has an advantage that the detection value with high accuracy can be obtained. For example, even if the constituent members of the sensor expand due to the temperature rise, and the electrode spacing of the capacitive element changes, as long as the same change occurs in a pair of capacitive elements, the difference detection value shows this temperature change. No effect will appear. However, some sensors have a type that directly detects the capacitance value of a single capacitive element. For example, in order to detect the acceleration component in the Z-axis direction in the three-dimensional acceleration sensor shown in FIG. 3, it is necessary to detect the capacitance value of a single capacitive element including the combination of the fixed electrode 11 and the displacement electrode 25. The one-dimensional acceleration sensor shown in FIG. 1 can also detect acceleration based on only the change in the capacitance value of one of the capacitive elements.

【0049】本発明は、このように、単一の容量素子の
容量値を検出するタイプのセンサにも適用可能である。
図20は、このようなタイプのセンサに適用するための
信号処理回路の一例を示す回路図である。図14に示す
回路との相違は、インバータ素子51からノードN1に
至る経路にはCR遅延回路は存在せず、インバータ素子
51からノードN2に至る経路にのみCR遅延回路が設
けられている点である。したがって、オープンコレクタ
型のインバータ素子54も、入力端子T1とノードN2
との間にのみ設けられている。この回路では、ノードN
1に現れる信号波形は、ノードN0の反転信号そのもの
になり、ノードN2に現れる遅延信号と反転信号との位
相差に相当する幅をもったパルスが排他的論理和素子5
2からノードN3に出力されることになり、この幅に対
応した出力電圧が出力端子T2に得られる。結局、出力
端子T2に得られる出力電圧は、容量素子Cの容量値に
対応したものになる。
The present invention is thus applicable to a sensor of the type that detects the capacitance value of a single capacitive element.
FIG. 20 is a circuit diagram showing an example of a signal processing circuit applied to such a type of sensor. The difference from the circuit shown in FIG. 14 is that there is no CR delay circuit in the path from the inverter element 51 to the node N1, and the CR delay circuit is provided only in the path from the inverter element 51 to the node N2. is there. Therefore, the open collector type inverter element 54 is also connected to the input terminal T1 and the node N2.
It is provided only between and. In this circuit, the node N
The signal waveform appearing at 1 is the inverted signal itself of the node N0, and the pulse having the width corresponding to the phase difference between the delayed signal appearing at the node N2 and the inverted signal is the exclusive OR element 5
2 is output to the node N3, and an output voltage corresponding to this width is obtained at the output terminal T2. Eventually, the output voltage obtained at the output terminal T2 corresponds to the capacitance value of the capacitive element C.

【0050】§8 CMOSアナログスイッチを用いた
実施形態 上述した本発明に係る信号処理回路では、容量素子を瞬
時に放電させるために、オープンコレクタ型のインバー
タ素子53,54を用いているが、これらの代わりにア
ナログスイッチを用いることも可能である。図21は、
このようなアナログスイッチ71,72を用いて構成し
た信号処理回路の回路図である。アナログスイッチとし
ては、たとえば、「CMOS−4066」として一般に
市販されている素子を用いればよい。アナログスイッチ
71の一端は接地され、他端はノードN1に接続されて
おり、アナログスイッチ72の一端は接地され、他端は
ノードN2に接続されている。いずれのスイッチも、入
力端子T1に与えられる矩形波信号CLKによってスイ
ッチング動作し、矩形波信号CLKが低レベル状態にあ
るとき(ノードN0に供給される信号が高レベルとな
り、各容量素子が充電状態にあるとき)にはOFF状
態、高レベル状態にあるとき(ノードN0に供給される
信号が低レベルとなり、各容量素子が放電状態にあると
き)にはON状態となる。このアナログスイッチはOF
F状態のときには、ノードN1,N2の状態には何ら影
響は与えないが、ON状態のときには、ノードN1,N
2を接地レベルに接続し、容量素子C1,C2を強制的
に瞬時放電させる機能を有する。
§8 CMOS analog switch was used
Embodiments In the above-described signal processing circuit according to the present invention, the open collector type inverter elements 53 and 54 are used in order to instantaneously discharge the capacitive element, but analog switches can be used instead of these. is there. FIG.
It is a circuit diagram of a signal processing circuit configured using such analog switches 71 and 72. As the analog switch, for example, an element which is commercially available as “CMOS-4066” may be used. One end of the analog switch 71 is grounded and the other end is connected to the node N1, and one end of the analog switch 72 is grounded and the other end is connected to the node N2. All the switches perform a switching operation by the rectangular wave signal CLK given to the input terminal T1, and when the rectangular wave signal CLK is in the low level state (the signal supplied to the node N0 becomes the high level, each capacitance element is in the charging state). Is ON), and when it is in a high level state (when the signal supplied to the node N0 is at a low level and each capacitance element is in a discharging state), it is in an ON state. This analog switch is OF
In the F state, the states of the nodes N1 and N2 are not affected at all, but in the ON state, the nodes N1 and N2 are not affected.
2 is connected to the ground level, and has a function of forcibly and instantaneously discharging the capacitive elements C1 and C2.

【0051】結局、本発明の要点は、ノードN0に供給
される信号が高レベルとなり、各容量素子が充電状態に
あるときには、ノードN1,N2の状態には影響を与え
ず、ノードN0に供給される信号が低レベルとなり、各
容量素子が放電状態にあるときには、ノードN1,N2
が低レベル状態となるように容量素子を強制的に放電さ
せる機能をもった手段を、図8に示す従来の信号処理回
路に付加する点にあり、このような機能をもった手段で
あれば、オープンコレクタ型のインバータ素子、アナロ
グスイッチ、など、どのような手段を付加するようにし
てもかまわない。
After all, the point of the present invention is that when the signal supplied to the node N0 is at a high level and each capacitance element is in the charging state, it does not affect the states of the nodes N1 and N2 and is supplied to the node N0. When the signal to be set becomes low level and each capacitance element is in the discharge state, the nodes N1 and N2 are
Is added to the conventional signal processing circuit shown in FIG. 8 so that the capacitive element is forcibly discharged so as to be in a low level state. Any means such as an open collector type inverter element, an analog switch, etc. may be added.

【0052】§9 その他の実施形態 最後に、本発明のいくつかの変形例を、以下に述べてお
く。
§9 Other Embodiments Finally, some modifications of the present invention will be described below.

【0053】(1) これまでの実施形態では、位相差を
求めるための論理素子として、排他的論理和素子(Ex
−ORゲート)52を用いているが、他の論理素子によ
り位相差を求めることも可能である。たとえば、図22
に示す信号処理回路は、論理積素子(ANDゲート)8
1によって両入力信号の位相差を求めるように構成した
回路であり、図23に示す信号処理回路は、論理和素子
(ORゲート)82によって両入力信号の位相差を求め
るように構成した回路である。
(1) In the above embodiments, the exclusive OR element (Ex) is used as the logic element for obtaining the phase difference.
Although the -OR gate) 52 is used, the phase difference can be obtained by another logic element. For example, in FIG.
The signal processing circuit shown in is a logical product element (AND gate) 8
23 is a circuit configured to obtain the phase difference between both input signals by means of 1. The signal processing circuit shown in FIG. 23 is a circuit configured to obtain the phase difference between both input signals by an OR element (OR gate) 82. is there.

【0054】図24に、論理積素子81を用いた信号処
理回路(図22)の基本動作を説明するための模擬波形
図を示す。この模擬波形図において、T1,N0,N
1,N2の各ノードに現れる波形は、図9に示されたも
のと全く同じであるが、ノードN3に現れる波形は論理
積素子81の出力波形となり、出力端子T2に現れる電
圧V4は、この論理積素子81の出力信号を平滑化した
電圧となる。図示のとおり、ノードN3に現れる波形に
おける高レベル状態の時間幅は、もとの矩形波信号CL
Kの半周期(P1/2)から位相差W1を差し引いたも
のとなるため、出力端子T2に得られる電圧V4と基準
電圧レベル(VDD/2)との差が位相差W1に対応する
ことになり、位相差W1が大きければ大きいほど、出力
端子T2に得られる電圧V4は小さくなるが、最終的に
位相差W1に対応した信号が得られるという点では、こ
れまで述べてきた排他的論理和素子52を用いた実施形
態と変わりはない。
FIG. 24 shows a simulated waveform diagram for explaining the basic operation of the signal processing circuit (FIG. 22) using the AND element 81. In this simulated waveform diagram, T1, N0, N
The waveforms appearing at the nodes 1 and N2 are exactly the same as those shown in FIG. 9, but the waveform appearing at the node N3 is the output waveform of the logical product element 81, and the voltage V4 appearing at the output terminal T2 is The output signal of the logical product element 81 becomes a smoothed voltage. As shown in the figure, the time width of the high level state in the waveform appearing at the node N3 is the original rectangular wave signal CL.
Since the phase difference W1 is subtracted from the half cycle (P1 / 2) of K, the difference between the voltage V4 obtained at the output terminal T2 and the reference voltage level (VDD / 2) corresponds to the phase difference W1. Therefore, the larger the phase difference W1 is, the smaller the voltage V4 obtained at the output terminal T2 is. However, in the point that a signal corresponding to the phase difference W1 is finally obtained, the exclusive OR described above is used. This is the same as the embodiment using the element 52.

【0055】一方、図25に、論理和素子82を用いた
信号処理回路(図23)の基本動作を説明するための模
擬波形図を示す。この模擬波形図においても、T1,N
0,N1,N2の各ノードに現れる波形は、図9に示さ
れたものと全く同じであるが、ノードN3に現れる波形
は論理和素子82の出力波形となり、出力端子T2に現
れる電圧V5は、この論理和素子82の出力信号を平滑
化した電圧となる。図示のとおり、ノードN3に現れる
波形における高レベル状態の時間幅は、もとの矩形波信
号CLKの半周期(P1/2)に位相差W1を加えたも
のとなるため、出力端子T2に得られる電圧V5から基
準電圧レベル(VDD/2)を差し引いた値が位相差W1
に対応することになるが、最終的に位相差W1に対応し
た信号が得られるという点では、これまで述べてきた排
他的論理和素子52を用いた実施形態と変わりはない。
On the other hand, FIG. 25 shows a simulated waveform diagram for explaining the basic operation of the signal processing circuit (FIG. 23) using the OR element 82. Also in this simulated waveform diagram, T1, N
The waveforms appearing at the nodes 0, N1, N2 are exactly the same as those shown in FIG. 9, but the waveform appearing at the node N3 is the output waveform of the logical sum element 82, and the voltage V5 appearing at the output terminal T2 is , The voltage obtained by smoothing the output signal of the logical sum element 82. As shown in the figure, the time width of the high-level state in the waveform appearing at the node N3 is equal to the half cycle (P1 / 2) of the original rectangular wave signal CLK plus the phase difference W1. The value obtained by subtracting the reference voltage level (VDD / 2) from the applied voltage V5 is the phase difference W1.
However, in the point that a signal corresponding to the phase difference W1 is finally obtained, there is no difference from the embodiment using the exclusive OR element 52 described above.

【0056】このように、本発明では、両信号の位相差
を示す論理信号を得ることができる論理素子であれば、
どのような論理素子を用いてもかまわないが、最も効率
良い位相差検出を行う上では、排他的論理和素子を用い
るのが好ましい。
As described above, according to the present invention, as long as it is a logic element capable of obtaining a logic signal indicating the phase difference between both signals,
Although any logic element may be used, it is preferable to use an exclusive OR element for the most efficient phase difference detection.

【0057】(2) これまでの実施形態では、入力端子
T1に与えた矩形波信号CLKをインバータ素子51で
反転させ、ノードN0に供給される反転信号を各抵抗素
子や容量素子に供給していたが、インバータ素子51は
必ずしも用いる必要はない。たとえば、図14に示す信
号処理回路の代わりに、図26に示すような信号処理回
路を用いることも可能である。この図26の回路では、
入力端子T1に与えた矩形波信号CLKがそのまま各抵
抗素子や容量素子に供給されることになる。ただ、この
場合は、矩形波信号CLKが低レベル状態のときに、ノ
ードN1,N2を接地状態にする必要があるので、論理
反転のためのインバータ素子91,92を、オープンコ
レクタ型のインバータ素子53,54の前段に挿入して
いる。
(2) In the above embodiments, the rectangular wave signal CLK applied to the input terminal T1 is inverted by the inverter element 51, and the inverted signal supplied to the node N0 is supplied to each resistance element and the capacitive element. However, the inverter element 51 does not necessarily have to be used. For example, instead of the signal processing circuit shown in FIG. 14, a signal processing circuit as shown in FIG. 26 can be used. In the circuit of FIG. 26,
The rectangular wave signal CLK given to the input terminal T1 is directly supplied to each resistance element and capacitance element. However, in this case, since the nodes N1 and N2 need to be grounded when the rectangular wave signal CLK is in the low level state, the inverter elements 91 and 92 for logic inversion are replaced by open collector type inverter elements. It is inserted before 53 and 54.

【0058】なお、実用上は、図26に示す回路の代わ
りに図27に示す回路を用いるのが好ましい。図27の
回路は、ノードN0の前段にバッファ回路93を挿入し
たものである。ノードN0の後段には、抵抗素子および
容量素子からなるアナログ回路が接続されている。バッ
ファ回路93は、このアナログ回路を駆動するための十
分な電力を供給するための機能を果たす。
In practice, it is preferable to use the circuit shown in FIG. 27 instead of the circuit shown in FIG. In the circuit of FIG. 27, the buffer circuit 93 is inserted in the preceding stage of the node N0. An analog circuit including a resistance element and a capacitance element is connected to the subsequent stage of the node N0. The buffer circuit 93 has a function of supplying sufficient electric power for driving the analog circuit.

【0059】要するに、本発明では、ノードN0に所定
の周期信号を供給するようにし、この周期信号が高レベ
ル状態にあるとき(別言すれば、容量素子が充電状態に
あるとき)には、ノードN1,N2の状態には影響を与
えず、この周期信号が低レベル状態にあるとき(別言す
れば、容量素子が放電状態にあるとき)には、ノードN
1,N2が低レベル状態となるように各容量素子を強制
的に放電させるような制御が行われるようにすればよ
い。
In short, in the present invention, a predetermined periodic signal is supplied to the node N0, and when this periodic signal is in the high level state (in other words, when the capacitive element is in the charged state), It does not affect the states of the nodes N1 and N2, and when the periodic signal is in the low level state (in other words, when the capacitive element is in the discharging state), the node N
It suffices to perform control so as to forcibly discharge each capacitance element so that 1 and N2 are in a low level state.

【0060】(3) これまでの実施形態では、ノードN
3に得られる論理信号(位相差の情報をもった信号)
を、抵抗素子Rsおよび容量素子Csからなる平滑回路
を通して平滑化し、所定レベルの電圧信号を得るように
していた。別言すれば、ノードN3に得られる論理信号
の高レベル状態の時間幅を、平滑回路によってアナログ
検出値として取り出していた。しかしながら、このノー
ドN3に得られる論理信号の時間幅を定量的に検出する
ためには、必ずしも平滑回路を用いる必要はない。ノー
ドN3に得られる論理信号は、位相差の情報をPWM
(Pulse Width Modulation)法によって変調した信号で
あり、他にも種々の方法で、この時間幅を定量的に検出
することが可能である。たとえば、この論理信号の周波
数よりも十分に高い周波数をもったパルスを用いて、こ
の論理信号の時間幅をカウントするような方法を用いれ
ば、この信号処理回路の最終出力をデジタル検出値とし
て得ることが可能である。
(3) In the above embodiments, the node N
Logic signal obtained in 3 (signal with phase difference information)
Was smoothed through a smoothing circuit composed of a resistance element Rs and a capacitance element Cs to obtain a voltage signal of a predetermined level. In other words, the time width of the high level state of the logic signal obtained at the node N3 is taken out as the analog detection value by the smoothing circuit. However, in order to quantitatively detect the time width of the logic signal obtained at the node N3, it is not always necessary to use the smoothing circuit. The logic signal obtained at the node N3 is used for PWM of the phase difference information.
It is a signal modulated by the (Pulse Width Modulation) method, and the time width can be quantitatively detected by various other methods. For example, by using a pulse having a frequency sufficiently higher than the frequency of this logic signal and counting the time width of this logic signal, the final output of this signal processing circuit is obtained as a digital detection value. It is possible.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、静電容
量の変化を利用したセンサ用の信号処理回路の感度を更
に向上させることが可能になる。
As described above, according to the present invention, it is possible to further improve the sensitivity of the signal processing circuit for the sensor utilizing the change in the electrostatic capacitance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の適用対象となる一次元加速度センサの
構造を示す側断面図である。
FIG. 1 is a side sectional view showing a structure of a one-dimensional acceleration sensor to which the present invention is applied.

【図2】図1に示す加速度センサに、加速度に基づく力
Fが作用したときの状態を示す側断面図である。
FIG. 2 is a side sectional view showing a state when a force F based on acceleration acts on the acceleration sensor shown in FIG.

【図3】本発明の適用対象となる三次元加速度センサの
構造を示す側断面図である。
FIG. 3 is a side sectional view showing a structure of a three-dimensional acceleration sensor to which the present invention is applied.

【図4】図3に示すセンサの固定基板10の下面図であ
る。図4の固定基板10をX軸に沿って切断した断面が
図3に示されている。
4 is a bottom view of a fixed substrate 10 of the sensor shown in FIG. FIG. 3 shows a cross section of the fixed substrate 10 of FIG. 4 cut along the X-axis.

【図5】図3に示すセンサの可撓基板20の上面図であ
る。図5の可撓基板20をX軸に沿って切断した断面が
図3に示されている。
5 is a top view of a flexible substrate 20 of the sensor shown in FIG. FIG. 3 shows a cross section of the flexible substrate 20 of FIG. 5 cut along the X-axis.

【図6】図3に示すセンサの作用点PにX軸方向の力F
xが作用したときの、センサの撓み状態を示す側断面図
である。
6 is a force F in the X-axis direction applied to an action point P of the sensor shown in FIG.
It is a sectional side view which shows the bending state of a sensor when x acts.

【図7】図3に示すセンサの作用点PにZ軸方向の力F
zが作用したときの、センサの撓み状態を示す側断面図
である。
FIG. 7 is a diagram showing a force F in the Z-axis direction applied to a point of action P of the sensor shown in FIG.
It is a sectional side view which shows the bending state of a sensor when z acts.

【図8】図1〜図7に示すセンサに用いる従来の信号処
理回路を示す回路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram showing a conventional signal processing circuit used in the sensor shown in FIGS.

【図9】図8に示す信号処理回路の基本動作を説明する
ための模擬波形図である。
9 is a simulated waveform diagram for explaining the basic operation of the signal processing circuit shown in FIG.

【図10】図8に示す信号処理回路において、抵抗素子
R1,R2の抵抗値を大きくした場合の動作を説明する
ための模擬波形図である。
10 is a simulated waveform diagram for explaining the operation when the resistance values of the resistance elements R1 and R2 are increased in the signal processing circuit shown in FIG.

【図11】図8に示す信号処理回路において、入力端子
T1に与える矩形波信号CLKの周波数を高くした場合
の動作を説明するための模擬波形図である。
11 is a simulated waveform diagram for explaining the operation of the signal processing circuit shown in FIG. 8 when the frequency of the rectangular wave signal CLK supplied to the input terminal T1 is increased.

【図12】図8に示す信号処理回路におけるノードN
1,N2に現れる実際の信号波形を示す波形図である。
12 is a node N in the signal processing circuit shown in FIG.
It is a waveform diagram which shows the actual signal waveform which appears in 1 and N2.

【図13】図8に示す信号処理回路において、入力端子
T1に与える矩形波信号CLKの周波数を高くした場合
に、ノードN1,N2に現れる実際の信号波形を示す波
形図である。
13 is a waveform diagram showing actual signal waveforms appearing at nodes N1 and N2 when the frequency of the rectangular wave signal CLK supplied to the input terminal T1 is increased in the signal processing circuit shown in FIG.

【図14】本発明の一実施形態に係る信号処理回路の回
路図である。
FIG. 14 is a circuit diagram of a signal processing circuit according to an embodiment of the present invention.

【図15】図14に示す信号処理回路におけるノードN
1,N2に現れる実際の信号波形を示す波形図である。
15 is a node N in the signal processing circuit shown in FIG.
It is a waveform diagram which shows the actual signal waveform which appears in 1 and N2.

【図16】図14に示す信号処理回路において、入力端
子T1に与える矩形波信号CLKの周波数を高くした場
合に、ノードN1,N2に現れる実際の信号波形を示す
波形図である。
16 is a waveform diagram showing actual signal waveforms appearing at nodes N1 and N2 when the frequency of the rectangular wave signal CLK supplied to the input terminal T1 is increased in the signal processing circuit shown in FIG.

【図17】図14に示す信号処理回路において、入力端
子T1に与える矩形波信号CLKのデューティ比を下げ
た場合に、ノードN1,N2に現れる実際の信号波形を
示す波形図である。
FIG. 17 is a waveform diagram showing actual signal waveforms appearing at nodes N1 and N2 when the duty ratio of the rectangular wave signal CLK given to the input terminal T1 is lowered in the signal processing circuit shown in FIG.

【図18】図14に示す信号処理回路に、矩形波信号C
LKの周波数およびデューティ比を調節する機能を付加
した回路を示す回路図である。
FIG. 18 is a circuit diagram showing a rectangular wave signal C in the signal processing circuit shown in FIG.
It is a circuit diagram which shows the circuit which added the function which adjusts the frequency and duty ratio of LK.

【図19】図14に示す信号処理回路に、オフセット用
容量素子C0を付加した回路を示す回路図である。
19 is a circuit diagram showing a circuit in which an offset capacitance element C0 is added to the signal processing circuit shown in FIG.

【図20】単一の容量素子の容量値を検出する本発明の
別な一実施形態に係る信号処理回路の回路図である。
FIG. 20 is a circuit diagram of a signal processing circuit according to another embodiment of the present invention, which detects a capacitance value of a single capacitive element.

【図21】図14に示す信号処理回路におけるオープン
コレクタ型のインバータ素子53,54の代わりに、C
MOSアナログスイッチ71,72を用いた実施形態に
係る信号処理回路の回路図である。
21. Instead of the open collector type inverter elements 53 and 54 in the signal processing circuit shown in FIG. 14, C
6 is a circuit diagram of a signal processing circuit according to an embodiment using MOS analog switches 71 and 72. FIG.

【図22】図14に示す信号処理回路における論理素子
を、論理積素子(ANDゲート)81に置き換えた回路
を示す回路図である。
22 is a circuit diagram showing a circuit in which the logic element in the signal processing circuit shown in FIG. 14 is replaced with a logical product element (AND gate) 81. FIG.

【図23】図14に示す信号処理回路における論理素子
を、論理和素子(ORゲート)82に置き換えた回路を
示す回路図である。
23 is a circuit diagram showing a circuit in which the logical element in the signal processing circuit shown in FIG. 14 is replaced with an OR element (OR gate) 82. FIG.

【図24】図22に示す信号処理回路の基本動作を説明
するための模擬波形図である。
FIG. 24 is a simulated waveform chart for explaining the basic operation of the signal processing circuit shown in FIG. 22.

【図25】図23に示す信号処理回路の基本動作を説明
するための模擬波形図である。
FIG. 25 is a simulated waveform diagram for explaining the basic operation of the signal processing circuit shown in FIG. 23.

【図26】図14に示す信号処理回路の変形例を示す回
路図である。
FIG. 26 is a circuit diagram showing a modification of the signal processing circuit shown in FIG.

【図27】図26に示す信号処理回路を更に実用的にし
た回路の回路図である。
27 is a circuit diagram of a circuit in which the signal processing circuit shown in FIG. 26 is further put into practical use.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…上部固定基板 2…下部固定基板 3…中間体 4…弾性支持体 5…作用体 6…上部電極 7…下部電極 10…固定基板 11…固定電極 20…可撓基板 21〜25…変位電極 30…作用体 40…装置筐体 51…インバータ素子 52…排他的論理和素子(Ex−ORゲート) 53,54…オープンコレクタ型のインバータ素子 61…クロック発生器 62…デューティ比調節器 71,72…CMOSアナログスイッチ 81…論理積素子(ANDゲート) 82…論理和素子(ORゲート) 91,92…インバータ素子 93…バッファ素子 A1〜A4…信号波形の振幅 C,C1〜C5…センサを構成する容量素子 C0…オフセット用容量素子 Cs…平滑回路用容量素子 CLK…矩形波信号(クロック信号) F,Fx,Fz…加速度に基づいて作用する力 h1,h2…閾値電圧レベル N0〜N3…回路のノード P…作用点 P1〜P3…矩形波信号の周期 R,R1,R2…抵抗素子 Rs…平滑回路用抵抗素子 T1…入力端子 T2…出力端子 Δt1,Δt2…遅延時間 V1〜V5…出力電圧 VDD…電源電圧 W1,W2…パルスの幅 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Upper fixed substrate 2 ... Lower fixed substrate 3 ... Intermediate body 4 ... Elastic support body 5 ... Working body 6 ... Upper electrode 7 ... Lower electrode 10 ... Fixed substrate 11 ... Fixed electrode 20 ... Flexible substrate 21-25 ... Displacement electrode 30 ... Agent 40 ... Device housing 51 ... Inverter element 52 ... Exclusive OR element (Ex-OR gate) 53, 54 ... Open collector type inverter element 61 ... Clock generator 62 ... Duty ratio adjuster 71, 72 ... CMOS analog switch 81 ... AND element (AND gate) 82 ... OR element (OR gate) 91, 92 ... Inverter element 93 ... Buffer element A1 to A4 ... Amplitude C, C1 to C5 of signal waveform ... Capacitance element C0 ... Offset capacitance element Cs ... Smoothing circuit capacitance element CLK ... Rectangular wave signal (clock signal) F, Fx, Fz ... Based on acceleration Force acting on the basis h1, h2 ... Threshold voltage level N0-N3 ... Circuit node P ... Point of action P1-P3 ... Period of rectangular wave signal R, R1, R2 ... Resistance element Rs ... Smoothing circuit resistance element T1 ... Input Terminal T2 ... Output terminal Δt1, Δt2 ... Delay time V1 to V5 ... Output voltage VDD ... Power supply voltage W1, W2 ... Pulse width

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定方向への外力が作用することによ
り、相互間距離が増加するように配置された電極対によ
って第1の容量素子を構成し、逆に、相互間距離が減少
するように配置された電極対によって第2の容量素子を
構成し、第1の容量素子の静電容量の変化値と第2の容
量素子の静電容量の変化値との差分に基づいて、作用し
た外力を検出できるセンサ、に用いる信号処理回路であ
って、 低レベル状態と高レベル状態とを周期的に繰り返す周期
信号を供給する信号供給源と、 第1の端点に前記周期信号が供給される第1の抵抗素子
と、 第1の端点に前記周期信号が供給される第2の抵抗素子
と、 第1の入力端が、前記第1の抵抗素子の第2の端点に接
続され、第2の入力端が、前記第2の抵抗素子の第2の
端点に接続され、前記第1の入力端に与えられた信号と
前記第2の入力端に与えられた信号との位相差を示す論
理信号を生成する論理素子と、 を備え、前記第1の容量素子を構成する電極対の一端と
前記第2の容量素子を構成する電極対の一端とを低レベ
ル状態に固定するとともに、前記第1の容量素子を構成
する電極対の他端を前記第1の抵抗素子の第2の端点に
接続し、前記第2の容量素子を構成する電極対の他端を
前記第2の抵抗素子の第2の端点に接続し、前記差分を
前記論理信号として出力できるようにし、 前記周期信号が高レベル状態にあるときには、前記論理
素子の両入力端の状態には影響を与えず、前記周期信号
が低レベル状態にあるときには、前記論理素子の両入力
端が低レベル状態となるように前記各容量素子を放電さ
せる機能を有する制御素子を更に設けたことを特徴とす
る静電容量の変化を利用したセンサ用の信号処理回路。
1. A first capacitance element is constituted by an electrode pair arranged so that the mutual distance increases by an external force acting in a predetermined direction, and conversely, the mutual distance decreases. A second capacitance element is configured by the arranged electrode pair, and an external force that acts on the basis of the difference between the change value of the capacitance of the first capacitance element and the change value of the capacitance of the second capacitance element. A signal processing circuit used for a sensor capable of detecting a signal, comprising: a signal supply source that supplies a periodic signal that periodically repeats a low-level state and a high-level state; and a first end point that receives the periodic signal. A first resistance element, a second resistance element to which the periodic signal is supplied to a first end point, and a first input end connected to a second end point of the first resistance element; An input end is connected to a second end point of the second resistance element, A logic element that generates a logic signal indicating a phase difference between a signal applied to an input terminal and a signal applied to the second input terminal, and one end of an electrode pair forming the first capacitive element. And one end of the electrode pair forming the second capacitance element are fixed to a low level state, and the other end of the electrode pair forming the first capacitance element is connected to the second end point of the first resistance element. And the other end of the electrode pair forming the second capacitance element is connected to the second end point of the second resistance element so that the difference can be output as the logic signal. When in the high level state, it does not affect the state of both input terminals of the logic element, and when the periodic signal is in the low level state, both input terminals of the logic element are in the low level state. Control element having a function of discharging each capacitive element Signal processing circuitry for the sensor which utilizes a change in capacitance, characterized in that further provided.
【請求項2】 請求項1に記載の信号処理回路におい
て、 第2の容量素子に並列接続されたオフセット用容量素子
を更に設け、論理信号の示す位相差が、所定の基準レベ
ルに対して増減するようにし、作用した外力の向きを前
記増減に基づいて認識できるようにしたことを特徴とす
る静電容量の変化を利用したセンサ用の信号処理回路。
2. The signal processing circuit according to claim 1, further comprising an offset capacitance element connected in parallel with the second capacitance element, wherein the phase difference indicated by the logic signal increases or decreases with respect to a predetermined reference level. A signal processing circuit for a sensor utilizing a change in capacitance, characterized in that the direction of the applied external force can be recognized based on the increase or decrease.
【請求項3】 外力の作用により相互間距離が変化する
ように配置された電極対によって容量素子を構成し、こ
の容量素子の静電容量の変化に基づいて、作用した外力
を検出できるセンサ、に用いる信号処理回路であって、 低レベル状態と高レベル状態とを周期的に繰り返す周期
信号を供給する信号供給源と、 第1の端点に前記周期信号が供給される抵抗素子と、 第1の入力端に、前記周期信号が与えられ、第2の入力
端が、前記抵抗素子の第2の端点に接続され、前記第1
の入力端に与えられた信号と前記第2の入力端に与えら
れた信号との位相差を示す論理信号を生成する論理素子
と、 を備え、前記容量素子を構成する前記電極対の一端を低
レベル状態に固定するとともに、他端を前記抵抗素子の
前記第2の端点に接続し、前記容量素子の静電容量の変
化を前記論理信号として出力できるようにし、 前記周期信号が高レベル状態にあるときには、前記論理
素子の第2の入力端の状態には影響を与えず、前記周期
信号が低レベル状態にあるときには、前記論理素子の第
2の入力端が低レベル状態となるように前記容量素子を
放電させる機能を有する制御素子を更に設けたことを特
徴とする静電容量の変化を利用したセンサ用の信号処理
回路。
3. A sensor comprising a pair of electrodes arranged such that the mutual distance is changed by the action of an external force, the capacitive element being constituted, and capable of detecting the applied external force based on the change in the capacitance of the capacitive element. A signal processing circuit for use in, a signal supply source for supplying a periodic signal which periodically repeats a low level state and a high level state, a resistance element to which the periodic signal is supplied to a first end point, The periodic signal is applied to an input end of the resistor element, and the second input terminal is connected to a second end point of the resistance element,
A logic element for generating a logic signal indicating a phase difference between a signal applied to the input terminal of the capacitor and a signal applied to the second input terminal, and one end of the electrode pair forming the capacitive element The low level state is fixed, and the other end is connected to the second end point of the resistance element so that a change in the capacitance of the capacitive element can be output as the logic signal, and the periodic signal is in the high level state. The second input end of the logic element is not affected, and the second input end of the logic element is in the low level state when the periodic signal is in the low level state. A signal processing circuit for a sensor utilizing a change in capacitance, further comprising a control element having a function of discharging the capacitance element.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の信号処
理回路において、 信号供給源が供給する周期信号として、容量素子を放電
させるための期間が充電させるための期間よりも短くな
るようなデューティー比をもった矩形波信号を用いるこ
とを特徴とする静電容量の変化を利用したセンサ用の信
号処理回路。
4. The signal processing circuit according to claim 1, wherein, as the periodic signal supplied by the signal supply source, the period for discharging the capacitive element is shorter than the period for charging. A signal processing circuit for a sensor utilizing a change in capacitance, which is characterized by using a rectangular wave signal having a different duty ratio.
【請求項5】 請求項1〜3のいずれかに記載の信号処
理回路において、 信号供給源が、発生する周期信号の周波数もしくはデュ
ーティー比を調節する手段を備えていることを特徴とす
る静電容量の変化を利用したセンサ用の信号処理回路。
5. The signal processing circuit according to claim 1, wherein the signal supply source includes means for adjusting the frequency or duty ratio of the periodic signal generated. A signal processing circuit for sensors that utilizes changes in capacitance.
【請求項6】 請求項1〜5のいずれかに記載の信号処
理回路において、 制御素子として、オープンコレクタ型のインバータ素子
を用い、このインバータ素子の入力端に周期信号に対し
て反転した信号を与え、このインバータ素子の出力端を
論理素子の入力端に接続したことを特徴とする静電容量
の変化を利用したセンサ用の信号処理回路。
6. The signal processing circuit according to claim 1, wherein an open collector type inverter element is used as a control element, and a signal inverted with respect to the periodic signal is applied to an input terminal of the inverter element. A signal processing circuit for a sensor utilizing a change in capacitance, characterized in that the output terminal of this inverter element is connected to the input terminal of a logic element.
【請求項7】 請求項1〜5のいずれかに記載の信号処
理回路において、 制御素子として、一端が低レベル状態に固定され、他端
が論理素子の入力端に接続されたアナログスイッチを用
い、信号供給源の供給する周期信号が高レベル状態にあ
るときにはOFF状態、低レベル状態にあるときにはO
N状態となるようなスイッチング動作を行わせ、ON状
態のときに容量素子を放電させるようにしたことを特徴
とする静電容量の変化を利用したセンサ用の信号処理回
路。
7. The signal processing circuit according to claim 1, wherein an analog switch whose one end is fixed to a low level state and whose other end is connected to an input end of a logic element is used as the control element. , When the periodic signal supplied from the signal supply source is in the high level state, it is in the OFF state, and in the low level state, it is O
A signal processing circuit for a sensor using a change in capacitance, wherein a switching operation to be in an N state is performed and a capacitive element is discharged when in an ON state.
【請求項8】 請求項1〜7のいずれかに記載の信号処
理回路において、 論理素子が生成する論理信号を平滑化して所定レベルの
電圧信号を発生させる平滑回路を更に設け、位相差を電
圧値として検出できるようにしたことを特徴とする静電
容量の変化を利用したセンサ用の信号処理回路。
8. The signal processing circuit according to claim 1, further comprising a smoothing circuit that smoothes a logic signal generated by the logic element to generate a voltage signal of a predetermined level, and the phase difference is a voltage. A signal processing circuit for a sensor that utilizes a change in capacitance, which is characterized in that it can be detected as a value.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003035615A (en) * 2001-07-24 2003-02-07 Nitta Ind Corp Electrostatic capacitive sensor
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JP2016506014A (en) * 2012-11-19 2016-02-25 ベーア−ヘラー サーモコントロール ゲーエムベーハー Capacitive sensor for detecting the relative movement of two adjacent bodies

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