[发明专利]电容检测装置

说明书

技术区域

本发明涉及电容检测装置，其在将由静电电容式传感器中检测到的微小静电电容的变化转换为电荷并传输到积分器的过程中进行偏移调整。

背景技术

以往，存在一种电容检测装置，其由静电电容式传感器来检测微小静电电容的变化，并将所检测到的静电电容的变化在电荷读取机构中转换为电荷，且将在电荷读取机构中读取到的电荷传输到积分器进行积分，由此转换为电压信号。在电荷读取机构从静电电容式传感器中读取且向积分器传输的电荷中，含有本来的检测对象电容以外的电容成分(以下，称为“偏移(offset)”)。期望在从电荷读取机构向积分器传输电荷过程中消除偏移。

在从电荷读取机构向积分器传输电荷的线路(line)中能够设置用于抽出(或者注入)电荷的偏移调整电路。偏移调整电路具有一端与传输电荷的电荷传输线路连接、从另一端可施加驱动脉冲的可变电容元件。与积分动作(从电荷读取机构向积分器传输电荷)同步地每积分一次就施加驱动脉冲并从传输电荷中抽出与偏移相当的电荷。偏移调整电路上配备的可变电容元件的分辨率，取决于构成可变电容元件的多个调整用电容元件的合成电容。选择调整用电容元件的数量，从而由可变电容元件抽出与合成电容相当的电荷作为偏移。

专利文献1：JP特开2007-3300号公报

但是，构成可变电容元件的每个电容器，由于半导体工艺的制约而导致其小容量化有限。因此偏移调整电路通过一次的积分动作由可变电容元件抽出(或者注入)电容的精度也有限，不一定能实现充分的分辨率。

本发明正是鉴于这样的现状而做出的，其目的在于提供一种电容检测装置，该电容检测装置能以比调整用电容元件的最小值更高的精度来调整偏移。

发明内容

本发明的电容检测装置，具备：

静电电容元件，其根据周围的状况，使静电电容发生变化；

电荷读取机构，其读取所述静电电容元件的电荷；

积分器，其对自所述电荷读取机构传输的读取电荷进行积分而转换为电压信号；

偏移调整电路，其从自所述电荷读取机构向所述积分器传输的电荷中去除偏移；和

控制电路，其控制所述偏移调整电路的动作，

所述偏移调整电路具备：

可变电容元件，其由多个电容元件构成，且通过对并联连接于电荷传输线路的电容元件个数进行切换来设定为指定电容值，其中，所述电荷传输线路形成在所述电荷读取机构与所述积分器之间；和

调整用电容元件，其相对于所述电荷传输线路与所述可变电容元件并联连接，且具有与构成所述可变电容元件的电容元件的最小值对应的电容值，

所述控制电路，驱动所述可变电容元件，以使得每当所述电荷读取机构向所述积分器进行电荷传输时就由所述可变电容元件进行偏移去除；且驱动所述调整用电容元件，以使得在M次反复由所述可变电容元件进行偏移消除的期间，仅N次(M＞N；M，N是自然数)由所述调整用电容器进行偏移去除。

根据该构成，由于驱动调整用电容元件被驱动为：在M次反复由可变电容元件进行偏移去除的期间，仅N次由驱动调整用电容元件进行偏移去除，因此若假设：将调整用电容元件的电容值设为半导体工艺上的最小值Cmin，则由偏移调整电路能够近似地实现Cmin×(N/M)的分辨率。

(发明效果)

根据本发明，能够提供一种电容检测装置，该电容检测装置能以比调整用电容元件的最小值更高的精度来调整偏移。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的电容检测装置的概略图。

图2是表示在实施方式中将连续积分次数M设为M＝5的情况下的时序图。

图3是表示仅用可变电容元件进行偏移调整的情况下的比较示例的图。

图4是与自电容式的静电电容式传感器相适合的电容检测装置的详细方框图。

图5是图4表示的电容检测装置的时序图。

图6是与互电容式的静电电容式传感器相适合的电容检测装置的详细方框图。

图7是图6表示的电容检测装置的时序图。

附图标记的说明：

10…电容检测装置

11…静电电容式传感器

12…电荷读取机构

13…积分器

14…偏移调整电路

15…A/D转换器(模数转换器)

16…控制电路

21…可变电容元件

22…脉冲发生源

23…调整用电容元件