[發明專利]電容檢測裝置

有效

• 申請號: 201210000835.8
• 申請日: 2012-01-04
• 公開（公告）號: CN102590635A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 尾屋隼一郎
• 申請（專利權）人: 阿爾卑斯電氣株式會社
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 劉建

技術區域

本發明涉及電容檢測裝置，其在將由靜電電容式傳感器中檢測到的微小靜電電容的變化轉換為電荷并傳輸到積分器的過程中進行偏移調整。

背景技術

以往，存在一種電容檢測裝置，其由靜電電容式傳感器來檢測微小靜電電容的變化，并將所檢測到的靜電電容的變化在電荷讀取機構中轉換為電荷，且將在電荷讀取機構中讀取到的電荷傳輸到積分器進行積分，由此轉換為電壓信號。在電荷讀取機構從靜電電容式傳感器中讀取且向積分器傳輸的電荷中，含有本來的檢測對象電容以外的電容成分(以下，稱為“偏移(offset)”)。期望在從電荷讀取機構向積分器傳輸電荷過程中消除偏移。

在從電荷讀取機構向積分器傳輸電荷的線路(line)中能夠設置用于抽出(或者注入)電荷的偏移調整電路。偏移調整電路具有一端與傳輸電荷的電荷傳輸線路連接、從另一端可施加驅動脈沖的可變電容元件。與積分動作(從電荷讀取機構向積分器傳輸電荷)同步地每積分一次就施加驅動脈沖并從傳輸電荷中抽出與偏移相當的電荷。偏移調整電路上配備的可變電容元件的分辨率，取決于構成可變電容元件的多個調整用電容元件的合成電容。選擇調整用電容元件的數量，從而由可變電容元件抽出與合成電容相當的電荷作為偏移。

專利文獻1：JP特開2007-3300號公報

但是，構成可變電容元件的每個電容器，由于半導體工藝的制約而導致其小容量化有限。因此偏移調整電路通過一次的積分動作由可變電容元件抽出(或者注入)電容的精度也有限，不一定能實現充分的分辨率。

本發明正是鑒于這樣的現狀而做出的，其目的在于提供一種電容檢測裝置，該電容檢測裝置能以比調整用電容元件的最小值更高的精度來調整偏移。

發明內容

本發明的電容檢測裝置，具備：

靜電電容元件，其根據周圍的狀況，使靜電電容發生變化；

電荷讀取機構，其讀取所述靜電電容元件的電荷；

積分器，其對自所述電荷讀取機構傳輸的讀取電荷進行積分而轉換為電壓信號；

偏移調整電路，其從自所述電荷讀取機構向所述積分器傳輸的電荷中去除偏移；和

控制電路，其控制所述偏移調整電路的動作，

所述偏移調整電路具備：

可變電容元件，其由多個電容元件構成，且通過對并聯連接于電荷傳輸線路的電容元件個數進行切換來設定為指定電容值，其中，所述電荷傳輸線路形成在所述電荷讀取機構與所述積分器之間；和

調整用電容元件，其相對于所述電荷傳輸線路與所述可變電容元件并聯連接，且具有與構成所述可變電容元件的電容元件的最小值對應的電容值，

所述控制電路，驅動所述可變電容元件，以使得每當所述電荷讀取機構向所述積分器進行電荷傳輸時就由所述可變電容元件進行偏移去除；且驅動所述調整用電容元件，以使得在M次反復由所述可變電容元件進行偏移消除的期間，僅N次(M＞N；M，N是自然數)由所述調整用電容器進行偏移去除。

根據該構成，由于驅動調整用電容元件被驅動為：在M次反復由可變電容元件進行偏移去除的期間，僅N次由驅動調整用電容元件進行偏移去除，因此若假設：將調整用電容元件的電容值設為半導體工藝上的最小值Cmin，則由偏移調整電路能夠近似地實現Cmin×(N/M)的分辨率。

(發明效果)

根據本發明，能夠提供一種電容檢測裝置，該電容檢測裝置能以比調整用電容元件的最小值更高的精度來調整偏移。

附圖說明

圖1是表示本發明的實施方式的電容檢測裝置的概略圖。

圖2是表示在實施方式中將連續積分次數M設為M＝5的情況下的時序圖。

圖3是表示僅用可變電容元件進行偏移調整的情況下的比較示例的圖。

圖4是與自電容式的靜電電容式傳感器相適合的電容檢測裝置的詳細方框圖。

圖5是圖4表示的電容檢測裝置的時序圖。

圖6是與互電容式的靜電電容式傳感器相適合的電容檢測裝置的詳細方框圖。

圖7是圖6表示的電容檢測裝置的時序圖。

附圖標記的說明：

10…電容檢測裝置

11…靜電電容式傳感器

12…電荷讀取機構

13…積分器

14…偏移調整電路

15…A/D轉換器(模數轉換器)

16…控制電路

21…可變電容元件

22…脈沖發生源

23…調整用電容元件