(57)【要約】  インピーダンス検出器を備えた電気装置は、供給電圧から第２の電圧への経路を有する。当該経路は、電気インピーダンスを有する区間を有する。当該区間の少なくとも１つは、確定されており、及び計測用節点である。インピーダンス検出器は、弁別器を更に有する。弁別器は、計測用節点と接続され、当該計測用節点で観察される測定電圧を評価するよう構成され、及び更なる供給電圧と第３の電圧との間の経路内に位置する。確定されるべきインピーダンスが閾値より上のままである場合、弁別器は、如何なる有意な電流も当該供給電圧から引き込まない。このように、スタンバイモードで、動作を再開する時の状態のゼロ電力監視が達成され得る。
2008536460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インピーダンス検出器を有する電気装置であって、供給電圧から第２の電圧への経路を有し、前記経路は電気インピーダンスを有する区間及び測定用節点を有し、前記電気インピーダンスの少なくとも１つは確定されるべきであり、前記インピーダンス検出器は、前記測定用節点と接続され前記測定用節点で観察される電気測定信号を評価するよう構成され及び更なる供給電圧と第３の電圧との間の経路に位置付けられた弁別器を更に有し、前記弁別器は、前記確定されるべきインピーダンスが閾値より上である場合、前記供給電圧から如何なる有意な電流も引き込まない、電気装置。
【請求項２】
前記電気信号は電圧である、請求項１記載の電気装置。
【請求項３】
前記インピーダンスは導電率である、請求項１又は２記載の電気装置。
【請求項４】
前記確定されるべきインピーダンスが閾値より上である場合、前記弁別器は、１００ｎＡより少ない、望ましくは１ｎＡより少ない電流を前記供給電圧から引き込む、前記請求項の何れか１項記載の電気装置。
【請求項５】
前記供給電圧及び／又は前記第２の電圧は、ＤＣ電圧である、前記請求項の何れか１項記載の電気装置。
【請求項６】
前記更なる供給電圧は前記供給電圧と同一であり、及び／又は前記第３の電圧は前記第２の電圧と同一である、前記請求項の何れか１項記載の電気装置。
【請求項７】
基準電位を更に有し、及び前記測定信号は前記基準電位に対し評価される、前記請求項の何れか１項記載の電気装置。
【請求項８】
前記弁別器はスイッチを有する、前記請求項の何れか１項記載の電気装置。
【請求項９】
前記確定されるべきインピーダンスが閾値より上である場合、前記スイッチは、非導通状態に保たれる、請求項８記載の電気装置。
【請求項１０】
前記閾値は調整可能である、請求項９記載の電気装置。
【請求項１１】
前記確定されるべきインピーダンスを有する区間内で生成されたバイポーラ信号を中継するよう構成される、前記請求項の何れか１項記載の電気装置。
【請求項１２】
−それぞれ前記確定されるべき導電率の区間の端に接続される２つの入力ポート；
−前記２つの入力ポートの１つとそれぞれ前記供給電圧又は前記第２の電圧との間のプルアップインピーダンス又はプルダウンインピーダンス；
を更に有する前記請求項の何れか１項記載の電気装置。
【請求項１３】
前記プルアップ又はプルダウンインピーダンスは、１つ又は複数の抵抗器、１つ又は複数のキャパシター、１つ又は複数のインダクター、１つ又は複数のダイオード、１つ又は複数のツェナーダイオード、１つ又は複数のトランジスター、又はそれらの組み合わせである、請求項１２記載の電気装置。
【請求項１４】
前記スイッチ及び前記プルアップ及び／又はプルダウンインピーダンスはダイオードである、請求項８に従属する場合の請求項１２乃至１３の何れか１項記載の電気装置。
【請求項１５】
前記電気装置は、個々の供給電圧から個々の第２の電圧への１つ又は複数の追加経路を更に有し、前記追加経路のそれぞれは電気インピーダンスを有する区間を有し、前記電気インピーダンスの少なくとも１つは確定されるべきであり、前記電気装置は、前記確定されるべきインピーダンスのそれぞれのために２個の入力ポートを更に有し、前記２個の入力ポートはそれぞれ前記確定されるべき導電率の区間の端と接続されるよう構成される、請求項１２乃至１４の何れか１項記載の電気装置。
【請求項１６】
−前記弁別器と接続され及び前記弁別器の状態に応じて出力電圧を分配し従って検出された導電率を示す出力段、を更に有し；
前記弁別器は、少なくとも１つの前記プルアップ又はプルダウン抵抗器に渡る電圧降下の大きさを表す複数の状態の１つを適応することにより、前記電圧降下に応答する、前記請求項の何れか１項記載の電気装置。
【請求項１７】
前記電圧降下が前記閾値の下である場合、前記弁別器及び／又は出力段は、如何なる有意な電流も前記供給電圧から引き込まず、及び前記電圧降下が前記閾値を超過する場合、前記弁別器及び／又は出力段は、前記供給電圧又は前記更なる供給電圧から電流を引き込む、請求項１６記載の電気装置。
【請求項１８】
前記弁別器は第１の段及び第２の段を有する、前記請求項の何れか１項記載の電気装置。
【請求項１９】
前記第１の段はスイッチ手段を有する、請求項１８記載の電気装置。
【請求項２０】
前記第１の段のスイッチ手段の制御入力は、前記２個の入力ポートの１つと結合される、請求項１９記載の電気装置。
【請求項２１】
前記第１の段のスイッチ手段の制御入力は、前記２個の入力ポートの１つと低域通過フィルターを介し結合される、請求項１９記載の電気装置。
【請求項２２】
前記スイッチ手段は、バイポーラトランジスター及びＭＯＳＦＥＴトランジスター、薄膜トランジスター、ダイオード、及びＭＩＭダイオードを有するグループから選択される、請求項１９乃至２１の何れか１項記載の電気装置。
【請求項２３】
前記トランジスターは１つの極性のみである、請求項２２記載の電気装置。
【請求項２４】
前記出力段は、トランジスター及び出力インピーダンスを有し、前記出力電圧は前記出力インピーダンスでタップされる、請求項１６に従属する場合の請求項１６乃至２３の何れか１項記載の電気装置。
【請求項２５】
低温多結晶シリコン、アモルファスシリコン、ナノ結晶性シリコン、微小結晶シリコン、又はセレン化カドミウム、酸化スズ、酸化亜鉛、又は有機物半導体のような他の半導体材料のグループからの材料を更に有する、前記請求項の何れか１項記載の電気装置。
【請求項２６】
前記電気装置はバッテリーにより電力供給される、前記請求項の何れか１項記載の電気装置。
【請求項２７】
追加電源を更に有する、前記請求項の何れか１項記載の電気装置。
【請求項２８】
前記追加電源はデータ処理装置に電力を供給する、請求項２７記載の電気装置。
【請求項２９】
前記データ処理装置は、前記弁別器のスイッチによりオフに切り替えられるよう構成される、請求項２８記載の電気装置。
【請求項３０】
前記電気装置に自動オン機能を設ける、前記請求項の何れか１項記載の電気装置。
【請求項３１】
非電気信号を前記入力ポートに接続可能な電気信号に変換するトランスデューサを更に有する、請求項１２に従属する場合の請求項１２乃至３０の何れか１項記載の電気装置。
【請求項３２】
前記トランスデューサは、前記非電気信号を受信する時に前記トランスデューサのインピーダンスを変化するよう構成される、請求項３１記載の電気装置。
【請求項３３】
複数のインピーダンス検出器を有し、前記電気装置は、前記複数のインピーダンス検出器の出力に応答して異なるスイッチ状態を設ける、前記請求項の何れか１項記載の電気装置。
【請求項３４】
追加入力ポートを更に有し、１対の２個の任意の入力ポート間のインピーダンスが前記閾値を超えたか否かに関する結果は、論理結合により結合される、請求項１２に従属する場合の請求項１２乃至３３の何れか１項記載の電気装置。
【請求項３５】
追加入力ポートを更に有し、２個の入力ポートを一組にすることを循環させることにより周期的測定が実行される、請求項１２に従属する場合の請求項１２乃至３４の何れか１項記載の電気装置。
【請求項３６】
追加入力ポートを更に有し、前記装置は、所定の品質尺度に従い最良である信号を表す２個の入力ポートの対を探すよう構成される、請求項１２に従属する場合の請求項の１２乃至３５の何れか１項記載の電気装置。
【請求項３７】
インピーダンス検出器であって、前記請求項の何れか１項記載の電気装置で使用され、前記インピーダンス検出器は、前記確定されるべきインピーダンスを有する区間の末端に位置する少なくとも１つの節点と接続可能である、インピーダンス検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に電気装置の操作及び／又は制御のためのインピーダンス検出器を有する電気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの電気装置は、特に消費電子製品の分野で、携帯型又は着用型装置として使用されている。これは、これら装置の設計において高い要件を課す。これら装置は、頑丈であり、可能ならば耐水、及び使用が容易でなければならない。更にこれら装置は、長いバッテリー寿命を要求される。消費電子機器装置に加え、これらの要件はまた、特に（再充電可能な）バッテリーにより電力供給される場合、他の電気装置に適用される。一部の電気装置は、断続的に使用される。このような装置の実際の動作時間とスタンバイ時間との間の比率は比較的低く、つまり大部分の時間、これらの装置はスタンバイモードである。
【０００３】
例えば、ユーザーが統合されたバッテリーにより電力供給される電子機器を備えた特別なメガネを１日中装着している必要がある場合、一部の用途は特定の眼病に関連する。これらの装置は、ユーザーがそれら装置を装着する度にオンに切り替えられる必要があり、そして装置が使用されない間バッテリーの消費を防ぐため、ユーザーがそれら装置を取り外す度にオフに切り替えられる必要がある。補聴器、ヘッドホン、又はハンズフリーセットも、別個の装置として又はメガネの耳覆いに統合されていても、同様である。補聴器の場合、音響信号の検出時に装置をスタンバイモードにすることに関する制御を駆動し、従って音響信号を増幅する必要が無い場合にエネルギーを節約することが想定され得る。雑音のある環境では、ユーザーは意図的に補聴器を取り外し得るので、スタンバイモードを検出する両方法は互いに補完する。従って音響信号が存在するが、補聴器はスタンバイモードに置かれる。
【０００４】
知能衣類も同様である。衣類に統合されたバッテリーにより電力供給される電子機器は、ユーザーによりオン及びオフに切り替えられる必要がある。これらの装置の機械的スイッチの周囲では、筐体を効率的に密閉することが困難であり、従って装置はより高価になるか又は密閉されない。後者の場合、装置は洗濯前に衣類から取り外されなければならない。
【非特許文献１】著者名（Ｋ．Ｅ．Ｋｕｉｊｋ）、第１０回ディスプレイ国際会議論文（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  １０ｔｈ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ）、アムステルダム、１９９０年、ｐ．１７４
【非特許文献２】エー・ジー・ナップ、アール・エー・ハートマン（Ａ．Ｇ．Ｋｎａｐｐ、Ｒ．Ａ．Ｈａｒｔｍａｎ）、第１４回ディスプレイ国際会議論文（Ｐｒｏｃ  １４ｔｈ  Ｉｎｔ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｃｏｎｆ）、１９９４年、ｐ．１４
【非特許文献３】エス・アオモリ他（Ｓ．Ａｏｍｏｒｉ  ｅｔ  ａｌ）、エス・アイ・ディー０１ダイジェスト（ＳＩＤ  ０１  Ｄｉｇｅｓｔ）、２００１年、ｐ．５５８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
今日の機械的構成要素、つまり機械的スイッチは、大抵の場合、スタンバイモードからオペレーティングモードへ切り替える機能を果たす。水又は埃の侵入を防ぐため機械的スイッチを密閉することが可能である。しかしこれらの選択肢は、追加の努力を必要とし、及び場合によっては装着することに制約される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ある実施例によると、電気装置はインピーダンス検出器を備え、供給電圧から第２の電圧への経路を有する。当該経路は、電気インピーダンスを有する区間を有する。当該区間の少なくとも１つは、確定されるべきであり、及び計測用節点である。インピーダンス検出器は、弁別器を更に有する。弁別器は、計測用節点と接続され、当該計測用節点で観察される測定電圧を評価するよう構成され、及び更なる供給電圧と第３の電圧との間の経路内に位置する。それにより、確定されるべきインピーダンスが閾値より上のままである場合、弁別器は如何なる有意な電流も供給電圧から引き込まない。測定信号は、電圧であり得る。
【０００７】
確定されるべきインピーダンスに依存して、対応する区間内で観察されるインピーダンスの変化が生じる。確定されるべきインピーダンスは、供給電圧から第２電圧への電気経路の一部である。特に、確定されるべきインピーダンスは、経路の区間内に位置する。電流が供給電圧から第２の電圧へ流れる場合、如何なる区間も高すぎるインピーダンスを有さないよう、区間は直列に接続され経路を構成して良い。確定されるべきインピーダンスを有する１つの区間以外の経路の区間は、他のインピーダンスのような如何なる電気構成要素、非線形構成要素、直接接続等を有しても良い。２個の入力電極間の電気インピーダンスが非常に高い場合、スタンバイモードが想定される。他方で、特定の最大インピーダンスより小さいインピーダンスが２個の電極間に現れる場合、オペレーティングモードが想定される。２つの列挙された場合の間の遷移は、測定用節点における電圧のような測定信号に変化を引き起こす。このように、スタンバイモードで、動作を再開する時の状態のゼロ電力監視が達成され得る。弁別器は、測定信号の状態を評価し、そして更なる処理のため測定信号を調整する。一般に、インピーダンスはまた、キャパシター又はインダクターのような複雑な抵抗であって良い。インピーダンスを定量化するため、特定の動作周波数におけるインピーダンスの大きさが使用されて良い。電気インピーダンス検出器は、スタンバイモードの間、電力消費が低いので、特にバッテリーにより電力供給される装置との統合に適する。本発明による電気インピーダンス検出器がスタンバイモードである場合、２個の入力ポート間の接続に、非常に高い電気インピーダンスが現れる。従って、実際には如何なる電流も供給電圧から第２の電圧へ流れない。
【０００８】
インピーダンスは伝導性であって良い。電流はインピーダンス／伝導率を渡り流れ得る。インピーダンス及び伝導率は、抵抗器のような同一の物理構成要素を指定して良い。
【０００９】
ある実施例では、確定されるべきインピーダンスが閾値より上のままである場合、弁別器は、１００ｎＡより少ない、望ましくは１ｎＡより少ない電流を当該供給電圧から引き込む。これは、バッテリーの自己放電電流より遙かに低い。バッテリーの自己放電電流は、バッテリー種類及び充電状態に依存する。標準的な値は、充電後２４時間のリチウムバッテリーで１０μＡである。インピーダンス検出器の漏れ電流は、トランジスター種類及び温度に依存する。アナログ・デバイセズ社のマッチング・デュアル・モノリシック・トランジスター（ＭＡＴ０１）又は同等に適合するトランジスターが使用される場合、２５℃で１００ｐＡ（全範囲−５５℃乃至１２５℃で１００ｎＡ）と低い。当該トランジスターのデータシートからこれらの値が得られる。
【００１０】
供給電圧及び／又は第２の電圧は、ＤＣ電圧又はＡＣ電圧であって良い。用途及び手元での電力供給に依存して、ＤＣ電圧又はＡＣ電圧の何れかが使用されて良い。ＡＣ供給電圧は、回路が最適方法で動作する特定の周波数で回路を動作させるため、使用されて良い。バッテリーにより電力供給される装置では、ＤＣ電圧が使用される可能性が高い。
【００１１】
更なる供給電圧は、供給電圧と同一であって良い。第３の電圧は、第２の電圧と同一であって良い。回路構成では、弁別器に給電する更なる供給電圧を経路に給電する供給電圧から電気的に分離する必要がなく、両者は実際に同じであり、従って結果として複雑性の少ない構造になる。
【００１２】
関連する実施例によると、電気装置は基準電位を更に有し、及び測定電圧は基準電位に対し評価される。基準電位は、回路内の如何なる電圧も、電位差として決定可能にする。
【００１３】
更なる実施例では、弁別器はスイッチを有する。スイッチは、有限数、標準的には２個の状態を有する出力信号を生成可能にする。インピーダンス検出器の環境では、インピーダンスが非常に高いか又は比較的低いかの決定が行われる必要がある。
【００１４】
確定されるべきインピーダンスが閾値より上のままである場合、スイッチは非導通状態に保たれて良い。閾値より上であるインピーダンスは、センサーのような如何なるインピーダンスもインピーダンス検出器に接続されていないことを示し得る。別の理由は、センサーに不具合があるか、又はセンサー入力が特定の閾値より下であることであり得る。スイッチを非導通状態にすることは、如何なる電流もスイッチを渡り流れないので、エネルギーを節約する。
【００１５】
関連する実施例では、閾値は調整可能である。これは、広範な用途のために大きな柔軟性を保証する。閾値は、例えば電極の数及び種類、又は使用されるセンサーの種類、実行される測定の種類等に依存して良い。
【００１６】
電気装置は、確定されるべきインピーダンスを有する区間内で生成されたバイポーラ信号を中継するよう構成されて良い。特に電気生理学では、しかし場合によっては他の用途でも、患者の身体により生成される電気信号が測定される（例えば心電図）。別の例は、音響信号である。この信号はバイポーラであって良い。バイポーラ信号は、その符号を変化し得る。つまりバイポーラ信号は負になり得る。信号の負の区間も重要であり得るので、これらの区間を取り除かないよう注意しなければならない。バイポーラ信号を中継する能力はまた、ユーザーがセンサーを入力ポートに自分で接続しなければならない、又は電極を特定の方法で配置しなければならない用途で重要であり得る。この能力は、ユーザーが特定の極性に注意する必要がないので、容易な使用及び装置の強靱性のために重要である。これは、この条件を考慮した回路設計により達成される。同時に、インピーダンス検出器は、中継又は測定されるべき信号により擾乱されてはならない。言及されるべき点は、心電図用途では、信号が約１ｍＶ乃至３ｍＶの間の電圧を表すことである。インピーダンス検出器は、マイクロホンのようなセンサーの存在又は不在を検出するために使用され得る。
【００１７】
更なる実施例によると、電気装置は、
−それぞれ確定されるべきインピーダンスの区間の端に接続される２個の入力ポート；
−２個の入力ポートの１つとそれぞれ供給電圧又は第２の電圧との間のプルアップインピーダンス又はプルダウンインピーダンス、を更に有する。
【００１８】
第１の例である場合には、インピーダンスは２個の入力ポートの１つと供給電圧との間に設けられ、従ってプルアップインピーダンスとして動作する。如何なる電流もプルアップインピーダンスを通じて流れない場合、第１の入力ポートは、（開回路でない限り）プルアップインピーダンスの動作により供給電圧の電位に引き上げられる。換言すると、如何なる電圧降下もプルアップインピーダンスに渡り存在しない。同様の方法で、第２の入力ポートは、プルダウンインピーダンスの動作により回路接地電圧に引き下げられる。従ってまた、如何なる電圧降下もプルダウンインピーダンスに渡り存在しない。電気インピーダンス検出器がスタンバイモードであることは、如何なる測定信号も２個の入力ポートに現れないことを意味する。またこれは、２個の入力ポートがそれぞれ供給電圧にプルアップ又は回路接地電圧にプルダウンされ得ることを意味する。オペレーティングモードでは、他方で、２個の入力ポートは、電位がどちらの入力ポートに印加される信号により定められても想定可能でなければならない。オペレーティングモードではゼロでない伝導率が２個の入力ポート間に現れるので、電流は、（プルアップインピーダンスが存在する場合）プルアップインピーダンス、２個の入力ポート間の導電率、及び（プルダウンインピーダンスが存在する場合）プルダウンインピーダンスを通じ、供給電圧から回路接地電圧へ流れ得る。この電流は、弁別器により検出可能なプルアップ及び／又はプルダウンインピーダンスに渡り電圧降下を引き起こす。理想的には、弁別器は、比較器のような特性を有する。つまり弁別器は、２つの主要状態（例えば、Ｈｉｇｈ及びＬｏｗ）を有し、及び弁別器の入力における信号が所定の閾値より大きくなった場合、又はその逆の場合、ある状態から他の状態へ変化する。２つの状態間の遷移は理想的には可能な限り急峻であるべきだが、より滑らかな遷移もまた許容可能であって良い。弁別器と接続された出力段は、出力信号を更に調整し、そして例えば電気インピーダンス検出器と接続された如何なる機器のスタンバイモード及びオペレーティングモードを引き出すために、当該出力信号を当該機器の要件に適応しても良い。プルアップインピーダンス（存在する場合）、２個の入力ポート間のインピーダンス、及びプルダウンインピーダンス（存在する場合）は、全て直列に接続される。従って、それらは２個又は３個のインピーダンス、プルアップインピーダンス（存在する場合）、２個の入力ポート間の導電率の逆数、プルダウンインピーダンス（存在する場合）を有する分圧器を形成する。プルアップインピーダンスとプルダウンインピーダンスの両方が存在する場合、分圧器は、それぞれ第１の及び第２の入力ポートにおける２つの中間電圧を提供可能である。
【００１９】
プルアップ又はプルダウンインピーダンスは、１つ又は複数の抵抗器、１つ又は複数のキャパシター、１つ又は複数のインダクター、１つ又は複数のダイオード、１つ又は複数のツェナーダイオード、１つ又は複数のトランジスター、又はそれらの組み合わせであって良い。インピーダンス検出器の所望の特性に依存して、回路は、上述の構成要素を使用して設計されて良い。例えば、ＡＣの場合、キャパシター及び／又はインダクターは、不要な周波数を除去して良い。
【００２０】
スイッチ及びプルアップ及び／又はプルダウンインピーダンスは、ダイオードであって良い。ダイオードは、大面積電子機器ではトランジスターより加工し易く、場合によっては当該実施例をより低価格にする。
【００２１】
更なる実施例では、電気装置は、個々の供給電圧から個々の第２の電圧までの１つ又は複数の追加経路を更に有する。追加経路のそれぞれは、電気インピーダンスを有する区間を有する。当該区間の少なくとも１つは、確定されるべきである。電気装置は、確定されるべきインピーダンスの区間の端にそれぞれ接続されるよう構成された、確定されるべきインピーダンスのそれぞれのための２つの入力ポートを更に有する。このような構成は、複数の電極対が最初の状態に対し監視される場合、使用されて良い。異なる電極対は、論理「ＡＮＤ」（電気装置は電極対の全てが適正に接続された場合のみ動作する）又は論理「ＯＲ」（電気装置は電極対の１つが適正に接続された場合、動作する）を使用して結合されて良い。
【００２２】
電気装置は、出力段を更に有して良い。出力段は、弁別器と接続され、及び出力電圧又は電流を弁別器の状態に応じて分配し、従って検出された電気インピーダンスを示す。弁別器は、電圧降下の大きさを表す複数の状態の１つを適応することにより、少なくとも１つのプルアップ又はプルダウンインピーダンスに渡る電圧降下に反応する。弁別器と接続された出力段は、出力信号を調整し、そして例えば電気インピーダンス検出器と接続された如何なる機器のスタンバイモード及びオペレーティングモードを引き出すために、当該出力信号を当該機器の要件に適応しても良い。
【００２３】
関連する実施例では、電圧降下が閾値の下である場合、弁別器及び／又はインピーダンス検出器の出力段は、如何なる有意な電流も供給電圧又は更なる供給電圧から引き込まない。また電圧降下が閾値を超過する場合、弁別器及び／又は出力段は、供給電圧又は更なる供給電圧から電流を引き込む。プルアップインピーダンス及び／又はプルダウンインピーダンスに渡る電圧降下が閾値の下である場合、スタンバイモードはアクティブであると想定される。この例では、弁別器及び／又は出力段は、如何なる電流も又は無視できる電流しか供給電圧から引き込まない。電源は、供給電圧と回路接地電圧との間の電位差を提供する。オペレーティングモードでは、弁別器及び／又は出力段は、供給電圧からの電流の引き込みを可能にする。
【００２４】
弁別器は、第１の段及び第２の段を有して良い。２つの段を有する弁別器は、より急峻な入力出力特性を有して良く、それにより弁別器の不要な中間状態を除去する。弁別器が例えば特定の構成要素の飽和効果を利用する場合、第１の段はまだ飽和されず、飽和する時に第２の段を支援して良い。
【００２５】
関連する実施例では、第１の段はスイッチ手段を有する。スイッチ手段を設けることは、不要な中間状態を通過することなく、弁別器の２つの状態間で変化する可能性を提供する。中間状態は、通常、電気回路の電力消費の観点から望ましくない。現在の例では、１つはスタンバイモードとオペレーティングモードとの間を区別する際に重要であり、弁別器の入力における状態に応答するスイッチ手段は、この機能を提供する。
【００２６】
関連する実施例では、第１の段のスイッチ手段の制御入力は、２個の入力ポートの１つと結合される。第１の段のスイッチ手段の制御入力における電位は、従って、個々の入力ポートの電位に従う。第１の制御入力の場合、これは、プルアップインピーダンスと２個の入力ポート間の失われた導電率との相互作用により引き起こされるスタンバイモードの間、制御入力が供給電圧に引き上げられることを意味する。同様の検討は、第２の入力ポート及びプルダウンインピーダンスに対しても行われ得る。
【００２７】
別の実施例では、第１の段のスイッチ手段の制御入力は、低域通過フィルターを介し２個の入力ポートの１つと結合される。当該低域通過フィルターは、弁別器が雑音のある環境である状態から他の状態へランダムに変化することを防ぐ。
【００２８】
スイッチ手段は、バイポーラトランジスター及びＭＯＳＦＥＴトランジスター、薄膜トランジスター、ダイオード、及びＭＩＭ（金属−絶縁物−金属）ダイオードを有するグループから選択されて良い。ＭＯＳＦＥＴトランジスターは、電流の代わりに電圧を用いて制御される。バイポーラトランジスターは、他方で、より低い閾電圧を必要とする。特に供給電圧がある程度低い場合、バイポーラトランジスターは、回路の適正な動作のためＭＯＳＦＥＴトランジスターの代わりに第１の段で使用されて良い。２個のバイポーラトランジスターの縦列構成（一方は高電源線に取り付けられ、他方は低電力線に供給される）では、回路を１．５Ｖより下で動作することが可能である。この例では、少なくとも１．２Ｖ（トランジスターの閾電圧である０．６Ｖの２倍）の供給電圧を有する必要がある。関連する単一のトランジスターのみを備える実施例では、更にこの値より低くなる。バイポーラトランジスターの閾電圧が通常約０．５Ｖ−０．６Ｖであるという事実により、（回路の残り部分により同様に支援されるという条件下で）提案された実施例のいくつかを１Ｖより下の動作電圧で動作することが可能である。
【００２９】
装置内で１つ又は複数のトランジスターを（スイッチ又は他の機能のような）能動構成要素として使用することは、トランジスターを例えばガラス基盤のような非常に小さい表面面積に実現可能にするので、本発明の装置をコスト効率良く、及び更に比較的小型にする。
【００３０】
代案として、薄膜トランジスターがトランジスターとして又は装置内の能動構成要素として使用される。これは、装置をよりコスト効率良くし、及びプラスチック又は金属泊のようなより軽量な材料又は柔軟な材料を使用することを可能にする。
【００３１】
本発明の更なる実施例では、能動素子はダイオードを有する。装置内で１つ又は複数のダイオードを能動構成要素として使用することは、例えばトランジスターに基づく技術より低コストの技術で、ガラス基盤のような非常に小さい表面面積にダイオードを実現可能にするので、本発明の装置を一層コスト効率良く、及び更に比較的小型にする。
【００３２】
能動素子はまた、非線形抵抗性素子、特に金属−絶縁物―金属（ＭＩＭ）ダイオードを有して良い。装置内で１つ又は複数のＭＩＭダイオードを能動構成要素として使用することは、例えばトランジスターに基づく技術より低コストの技術で、ガラス基盤のような非常に小さい表面面積にＭＩＭダイオードを実現可能にするので、本発明の装置を一層コスト効率良く、及び更に比較的小型にする。
【００３３】
更なる実施例では、１つの極性のトランジスターのみである。これは、大面積電子機器において回路の製造を容易にする。
【００３４】
出力段は、トランジスター及び出力インピーダンスを有して良い。出力電圧は、出力インピーダンスでタップされる。出力段のトランジスターは、弁別器により制御され、及び従って出力トランジスターと直列接続された出力インピーダンスを通じて電流が流れ得るかどうかを決定する。特に出力トランジスターのオンインピーダンスが出力インピーダンス（抵抗器の形式である）と比べて比較的低い場合、大部分の供給電圧が出力抵抗器に渡り現れることが期待され得る。これは、出力段と接続される如何なる機器も、スタンバイモード又はオペレーティングモードの何れかを示す一義的な出力信号を供給され得ることを意味する。
【００３５】
電気装置は、低温多結晶シリコン、アモルファスシリコン、ナノ結晶性シリコン、微小結晶シリコン、又はセレン化カドミウム、酸化スズ、酸化亜鉛、又は有機物半導体のような他の半導体材料のグループからの材料を更に有して良い。
【００３６】
薄膜トランジスターは、アクティブマトリックス液晶ディスプレイ及び他のアクティブマトリックスディスプレイの製造から知られている如何なるアクティブマトリックス技術から製造されて良い。これらの技術は、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）技術、低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ）、ナノ結晶性Ｓｉ技術、微小結晶Ｓｉ技術、ＣｄＳｅ（セレン化カドミウム）技術、ＳｎＯ（酸化スズ）技術、ポリマー又は有機物半導体に基づく技術等を有する。場合によっては、ある極性のトランジスターのみが利用可能である（例えば、ａ−Ｓｉはｎ型トランジスターのみを提供する）。また他の場合には、両方の極性のトランジスターが利用可能である（例えば、ＬＴＰＳはｎ型及びｐ型トランジスターを提供する）。しかしながら、１つの装置内の両方の型はより高価である。
【００３７】
薄膜ダイオード技術を使用し、（例えば、アクティブマトリックスＬＣＤに使用されているような）ダイオードアクティブマトリックスアレイは、複数の知られている方法で引き出され得る。これらの方法の１つは、ダブル・ダイオード・ウイズ・リセット（Ｄ２Ｒ）手法である。非特許文献１を参照のこと。非特許文献１は、参照されることにより本願明細書に組み込まれる。
【００３８】
本発明による回路の動作はダイオード特性と非常に独立に行われ得る。またＰＩＮ又はショットキーダイオードの両方が選択され得る。ＰＩＮ（又はショットキーＩＮ）ダイオードは、単純な３層加工を使用して形成され得る。アモルファス半導体層、つまりｐドープされた、固有、及びｎドープされた領域のスタックは、上部及び底部金属線の間に挟まれ、垂直に配置される。電気特性は、配置に非常に敏感である。
【００３９】
ＴＦＴを使用するよりいくらか少ない柔軟性を提供するが、技術的に負担が少ない金属−絶縁物−金属（ＭＩＭ）ダイオード技術を使用して装置を実現することも可能である。ＭＩＭダイオードは、非線形抵抗素子として導入され得る。
【００４０】
ＭＩＭ装置（又はＭＩＭダイオード）は、薄膜絶縁層により２つの金属層を隔離することにより作成される（例えば、Ｃｒ又はＭｏ金属の間に挟まれた水素化窒化シリコン、又はＴａ金属電極の間のＴａ２Ｏ５絶縁物、例えば非特許文献２及び非特許文献３を参照のこと。これらの開示は、参照されることにより本願明細書に組み込まれる。）。またＭＩＭ装置は、従来、交差構造の形式で実現される。両方の金属層及び絶縁層もまた、同一構造で実現される。
【００４１】
更なる実施例では、電気装置はバッテリーにより電力供給される。電気装置は、電力供給網の利用可能性と独立である。実際に電気装置は消耗し又は長い時間期間に亘り実行されるこれらの場合では、電力は不必要に浪費されるべきではない。
【００４２】
電気装置は、追加電源を更に有して良い。当該追加電源は、バッテリー、ＤＣ／ＤＣコンバーター、チャージポンプ、又は同様のものであって良い。追加電源は、例えばオペレーティングモードの間に使用されるが、スタンバイモードの間に使用されなくて良い。インピーダンス検出器は低供給電圧で動作するよう設計され得るので、スタンバイモードの間に追加電源を使用する必要はない。オペレーティングモードの間、追加電源は、インピーダンス検出器によりアクティブにされるこれらの装置の電力を上げるために使用されて良い。特定の実施例では、追加電源はデータ処理装置に電力を供給する。これは、データ処理装置が十分に高い供給電圧のような特定の電源を必要とする場合に有用である。更に、データ処理装置は、弁別器のスイッチによりオフに切り替えられるよう構成されて良い。
【００４３】
更なる実施例では、電気インピーダンス検出器は、自動オン機能を装置に提供する。これは、専用のオン／オフスイッチの必要を除去する。更に、装置はまた使用がより容易である。装置がユーザーにより直接皮膚接触で装着されることを目的とした例である用途では、電極の両方がユーザーの皮膚に接触すると直ぐに、電気インピーダンス検出器は、人間の体により定められる導電率を検知し、及び電気装置をオンに切り替えられる。電気インピーダンス検出器は誰かの皮膚が２個の電極と接触したことにより始動されるので、装置（携帯電話、リモコン）を使用する間、誰かが手に持つこと、装置（体重計）を使用する間、裸足で装置に立つこと、又は同様のことは、装置において特に有用である。ユーザーが統合されたバッテリーにより電力供給される電子機器を備えた特別なメガネを１日中装着している必要がある場合、一部の用途は特定の眼病に関連する。これらの装置は、ユーザーがメガネを装着すると直ぐに記載された電気装置により自動的にオンに切り替えられ得る。補聴器は、例えば、メガネの耳覆いに統合され、また本発明の支援により自動的にオンに切り替えられ得る。装置を再びオフに切り替える場合、以下が提案される。その上、装置は、インピーダンスが所与の閾値より大きい値を想定する場合、オフに切り替えられる。装置が信号を測定する場合、オフに切り替える条件は、信号閾値より下である信号と関連し得る。これらの場合、信号を測定し、装置をスタンバイモードに入らせる信号が消失する時を決定するのは、データ処理装置である。その上、装置は、条件が真になった、つまり信号が消失した直後、又は所定の時間の後に、スタンバイモードになる。
【００４４】
別の実施例では、電気装置は、非電気信号を入力ポートに接続可能な電気信号に変換するトランスデューサを更に有する。非電気信号は、音響信号、光信号、温度、圧力、磁界、輻射等に関連する信号であって良い。
【００４５】
更なる実施例では、トランスデューサは、非電気信号を受信する時にトランスデューサのインピーダンスを変化するよう構成される。トランスデューサは、アクティブにされ得、つまり（ダイオード又はトランジスターのような）増幅素子又は（抵抗器のような）受動素子である。トランスデューサのインピーダンスの変化は次に、電気装置をスタンバイモードからオペレーティングモードへと通過させるインピーダンス検出器により検出される。非電気信号の強度の閾値は、装置がスタンバイモードからオペレーティングモードへ通過する時、及びその逆の時を定める。また、装置の活性化のみがインピーダンス検出器により引き起こされると想定されても良い。装置の不活性化は従って、電気装置の一部であるか又は電気装置に接続されたデータ処理装置により引き起こされる。非電気信号が特定の時間期間の間、サイレントであった後、データ処理装置は、電気装置の全体をスタンバイモードへ切り替えることを決定する。電気装置は、非電気信号が再び強力になるまで、スタンバイモードのままである。関連する実施例によると、前記トランスデューサは、マイクロホン、容量性検出器、単一又は複数電極を備えたキャパシター、圧電素子、温度素子（抵抗器、ダイオード、トランジスター等）、磁気抵抗素子、フォトセンサー（フォトダイオード、フォトトランジスター、フォトレジスター、ＣＣＤ等を有する）、圧力センサー、化学又はバイオセンサー、から選択される。
【００４６】
更なる実施例では、電気装置は、複数の電気インピーダンス検出器を有する。このような装置は、ユーザーの体又は体の一部で電気回路を閉じることにより、記載された方法でユーザーにより制御されるインピーダンス制御素子に使用され得る。装置は、例えば消費電子機器のリモコン又は携帯電話で使用され得る。これは機械的スイッチを回避し、従って装置は容易に密閉され及び／又は独特の、頑丈な、及び／又は滑らかな設計を特色とし得る。複数の電気インピーダンス検出器がキーパッドに接続され得、従ってユーザーは、異なる接触領域を続けて触れることにより数字又はアルファベットのコードを入力し得る。各接触領域は、個々のキーに対応し、複数の電気インピーダンス検出器の中の１つと接続される。装置の筐体は従って、金属製か又は複数の金属象嵌を有し、第１の電極に相当する。ユーザーが装置を彼の手に取る場合、彼の皮膚は当該電極と接触する。筐体の上部のキーパッドのためのある領域は、絶縁され、中に絶縁領域を配置された小さい金属表面であるキーを備える。ユーザーが彼の手をキー電極の１つの上に指を置くと同時に筐体を彼の（別の）手に持つと、かれはキー電極と筐体との間の接触を閉じる。携帯電話又はリモコンのキーバッドは、このように実現され得、それにより装置を汚れに鈍感にする。消費電子機器の分野では、ＭＰ３プレーヤーの触覚制御ヘッドホン及びハンドフリー電話器への適用は、このような機能を利用し得る。単純な装置は、誰かが装置を彼の手に持つと直ぐに点灯する懐中電灯であって良い。
【００４７】
しかし、公衆電話ボックス又はＡＴＭのような常設もまた、提案される電気装置から利益を得る。それら装置のキーパッドが平坦な金属表面として設計された場合、保守コストは低減され、及び装置は現在の機械的押しボタンを有するより破壊行為に強いだろう。
【００４８】
業界では、特定の条件下で機械的スイッチが開かれる又は閉じられる時に機械的スイッチの接触の間に小さい火花が現れるので、装置内の機械的スイッチの使用が一般に禁止されている、ガソリンスタンド又は精油所のような所謂「爆発性領域」がある。従って爆発性領域の装置及び器具はまた、記載される技術の適用可能分野であり得る。
【００４９】
電気装置又はインピーダンス検出器が、装置周囲の導電性材料の存在センサーとして見なされる場合、別の種類の用途が識別される。これは、特に装置が標準的に使用される前に長い時間期間にわたり格納される用途に関連する（長い棚寿命）。
【００５０】
この分類の装置の例は、一杯になると直ぐに警告を発行するおむつである。一般に、使い捨て（電気）装置は、本発明による回路に非常に適している。別の例は、飲み込まれる瞬間にアクティブになるｅ錠剤（電子錠剤）であり得る。グルコース試験又は妊娠検査のような一部のバイオ試験も同様である。これらの装置は、標準的にディスプレイ及びいくつかの検出器及び処理手段を有する。このような装置をオンに切り替える必要がないならば、非常に扱いやすい。装置に流動体が存在した瞬間に、当該流動体を測定するため、装置は自動的にオンに切り替えられる。更に別の例は、救命艇及び救命胴衣に据え付けられた信号灯である。当該信号灯は、装置が水に衝突すると直ぐに点滅を開始し、救助隊の注意を引くようにする。現在では、濡れた時に電気の生成を開始するのはバッテリー自身である。本願明細書で提案される技術は、非常に長い棚寿命を示す標準的なバッテリーと組み合わせて、代替物を提供し得る。また、煙／火災検知器又は例えば汚染物質、ガス、花粉、生物学的物質の遠隔監視、又はバイオテロ行為等に対する防御のための他の環境センサーも想定される。
【００５１】
また振動も測定されるべき入力信号として使用され得る。用途は、軍事分野（指向性マイクロホン）、地震検知器、建造物、橋の安全性、等であり得る。後者は非常に長いスタンバイ時間を有し得る。
【００５２】
水を検出する能力はまた、建設業界で非常に重要であり得る。特に壁内の湿気は、建造物及び構造物の安全及び機能に深刻な影響を与え得る非常に広く蔓延した問題である。更に、既存の建造物の保守が建設業界の大部分である先進国では、水は主要な問題になり得る。
【００５３】
水センサーユニットが想定され、小さい密閉されたパッケージで提供される。センサーユニットは、提案された電気装置又はセンサーとしてのインピーダンス検出器の回路を有する。電極はパッケージ表面に平坦に統合される。センサーユニットは更に、長い棚寿命を備えたバッテリー、及び最後に水を検出した場合に警告信号を発行するための外部とのリンク、望ましくはある種の無線リンクを有する。これらのセンサーは、建造物の壁、堤防等に埋め込まれ、水が静かに構造物に浸透している場合に早期警告を得るようにし得る。水が再び後退すると、センサーユニットは最終的に警告信号を送出するのを中止し、それにより建造物の安全の判断を可能にする。非常に似た方法で、水センサーユニットはまた、新たに建築された壁及び建造物のコンクリートの硬化過程を観察するために使用され得る。水センサーはまた、自動車のフロントガラスのワイパーの雨センサーとして、又は自動車の下面又は車輪のアーチで濡れた路面のセンサーとして機能し得る。
【００５４】
磁気抵抗センサーのような磁気センサーでは、アンチロック・ブレーキ・システム、電子コンパス、及び磁気バイオセンサーでの使用が挙げられる。
【００５５】
電気信号に加え、他の種類の信号も入力として使用され得る。一部の用途では、マイクロホン又は例えば音響信号からインピーダンスへの同様の変換がある。これに対する用途は、ベビーホン、補聴器（音声が閾値を超えると音に切り替わる）、雑音消去器、イヤースピーカー、遠隔検知／例えば騒音公害を有する。光信号は、例えばリモコンの検知ユニット内での、別の可能な適用分野である。テレビジョン、ハイファイユニットのような多くの装置では、これは特にスタンバイモードがゼロ電力である場合、エネルギー節約の可能性を作り出す。
【００５６】
また本発明は触覚入力を検知する装置で、また容量性結合を介しても使用することが可能である。従って、回路の電極は直接触れられる必要がない。このような技術は、タッチスクリーン、指紋センサー、及び疲労センサーと接続される自動車のハンドルでも使用され得る。
【００５７】
電気装置は、追加入力ポートを更に有して良い。１対の２個の任意の入力ポート間のインピーダンスが閾値を超えるか否かに関する結果は、論理結合により結合される。論理結合は、ＡＮＤ演算、ＯＲ演算、ＸＯＲ演算又は他の論理演算であって良い。例えば、ＡＮＤ演算は、意味のある信号を得るため、全ての入力ポートが適正に接続されなければならない場合に使用されて良い。
【００５８】
電気装置は、追加入力ポートを更に有して良い。ここで２個の入力ポートを一組にすることを循環させることにより周期的測定が実行される。これは、電気装置が２つの任意の電極間に現れ得る最良の信号を探すことを可能にする。２個以上のインピーダンス検出器及びデータ処理装置が設けられる場合、一方のインピーダンス検出器が良好な（例えば、強い）信号を絶え間なく探すために使用され、同時に他方のインピーダンス検出器は実際のデータ取得を実行する。ある現在取得されている信号より良好な（例えば、より強い）信号が利用可能であると分かった時点で、両方の役割は交換して良い。
【００５９】
追加入力ポートを有する電気装置では、装置は、所定の品質尺度に従い最良である信号を表す２個の入力ポートの対を探すよう構成されて良い。これは、周期的方法で、ランダムに又は特定のパターンに基づき行われて良い。例えばパターンは、どの入力ポートが良好な（例えば、強い）信号を（近い）過去に提示したかを記憶し、これら入力ポートの検索に集中し得る。この文脈の「良好な」、「より良好な」及び「最良の」信号は、所定の品質尺度（信号振幅、信号対雑音比、等）に従い「良好な」、「より良好な」及び「最良の」を意味する。
【００６０】
更なる実施例は、前述のような電気装置で使用されるべきインピーダンス検出器に関する。インピーダンス検出器は、確定されるべきインピーダンスを有する区間の先端に位置する少なくとも１つの節点と接続可能である。インピーダンス検出器は、既存の電気装置の追加物として設けられて良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６１】
以下の記載では、構成要素は、標準的に構成要素が最初に現れる図を説明する時に言及され及び説明される。同様の又は同一の参照符号は、同様の又は同一の構成要素に使用される。
【００６２】
図１は、インピーダンス検出器の基本構造を図式的に示す。図の左側では、供給電圧＋Ｖｂａｔ１から第２の電圧Ｖ２への経路の３個の区間が示される。各区間は、それぞれ２端子回路３１、２０、及び３２を有する。回路３１、２０、及び３２の構成は、分圧器と見なされて良い。回路３１、２０、及び３２が伝導性又は抵抗性である場合も上記の場合である。中央の２端子回路２０は、例えば２端子回路２０のインピーダンスに関し、試験され又は確定される。多くの用途では、確定されるべき２端子回路２０は、インピーダンス検出器の動作中に２端子回路２０の状態を変化する。このような２端子回路２０の状態変化は、結果として２個の回路２０及び３２の間の節点の電位の変化を生じる。この電位は、弁別器５０により評価される。弁別器５０の基本構造は図１に示される。弁別器５０は、更なる供給電圧＋Ｖｂａｔ２及び第３の電圧Ｖ３と接続される。弁別器５０は、２個の回路２０及び３２の間の節点の電位に応答するスイッチ５１を有する。スイッチ５１を閉じると、電流は更なる供給電圧＋Ｖｂａｔ２から第３の電圧Ｖ３へ流れる。当該電流は、例えば外部ユニット（示されない）を駆動する又は給電するために使用されて良い。
【００６３】
図２Ａを参照すると、電気インピーダンス検出器１００の回路図が示される。検出されるべき電気インピーダンスは、第１の入力ポート１２１（Ｅ１）と第２の入力ポート１２２（Ｅ２）との間に電気的に確認される。電気インピーダンス検出器１００は、バッテリーにより供給されて良い供給電圧（＋Ｖｂａｔ）により給電される。電気インピーダンス検出器１００はまた、回路接地電圧（０Ｖ）を有する。電気インピーダンス検出器１００の基本部分の１つは、提示された例では２段を有する弁別器である。弁別器の第１の段は、２個のＭＯＳＦＥＴトランジスター１５１及び１５２の周囲に設計される。知られている方法で、ＭＯＳＦＥＴトランジスターのドレイン−ソース抵抗値は、同一のトランジスターのゲート−ソース電圧により制御される。インピーダンス検出器の定常状態を仮定すると、抵抗器１４１（Ｒ３）及びキャパシター１４３（Ｃ１）の構成は、ＤＣ電圧に影響しない低域通過フィルターなので、無視され得る。従って、ＭＯＳＦＥＴトランジスター１５１（Ｍ１）のゲート（Ｇ）の電位は、抵抗器１３１（Ｒ１）に渡る電圧降下により決定される。この抵抗器１３１は、ＭＯＳＦＥＴトランジスター１５１のプルアップ抵抗器として機能する。同様の構成は、プルダウン抵抗器１３２（Ｒ２）及び抵抗器１４２（Ｒ４）とキャパシター１４４（Ｃ２）とで構成される低域通過フィルターを備えたＭＯＳＦＥＴトランジスター１５２（Ｍ２）の周囲にも見られる。
【００６４】
弁別器の第２の段は、ＭＯＳＦＥＴトランジスター１６３（Ｍ４）と対応するプルアップ抵抗器１６１（Ｒ５）、及びＭＯＳＦＥＴトランジスター１６４（Ｍ３）と対応するプルダウン抵抗器１６２（Ｒ６）を有する。
【００６５】
電気インピーダンス検出器１００の出力段は、ＭＯＳＦＥＴトランジスター１７２（Ｍ５）、対応するプルアップ抵抗器１７１（Ｒ７）、出力抵抗器１７３（Ｒ８）、及び出力ポート１７４を有する。出力ポート１７４と回路接地電圧との間で、出力電圧がタップされ、入力ポート１２１と１２２との間の伝導率の存在又は不在を表し得る。
【００６６】
ＭＯＳＦＥＴトランジスターＭ３、Ｍ４及びＭ５の構成はまた、以下のように理解され得る。ＭＯＳＦＥＴトランジスターＭ３は、ＭＯＳＦＥＴトランジスターＭ１から到来する信号の論理反転の機能を担う。ＭＯＳＦＥＴトランジスターＭ４及びＭ５は、ＭＯＳＦＥＴトランジスターＭ２のドレイン及びＭＯＳＦＥＴトランジスターＭ３のドレインに現れる信号に対し、論理ＡＮＤ機能として見なされ得る。
【００６７】
５個のＭＯＳＦＥＴトランジスター１５１、１５２、１６３、１６４及び１７２のそれぞれはエンハンスト型である。これは、ドレイン（Ｄ）とソース（Ｓ）との間のチャネルが、ゲート（Ｇ）とソースとの間の制御電圧が数ボルトの特定の閾値より下である限り、完全に非導通であることを意味する。
【００６８】
入力ポート１２１及び１２２が十分に大きな伝導率（つまり、十分小さいインピーダンス）により接続されない限り、プルアップ抵抗器１３１はＭＯＳＦＥＴトランジスター１５１のゲート−ソース電圧をゼロに駆動するので、ＭＯＳＦＥＴトランジスター１５１は開である。理由は、如何なる電流経路も供給電圧＋Ｖｂａｔと回路接地電圧０Ｖとの間に存在しないからである。同一の理由で、プルダウン抵抗器１３２がＭＯＳＦＥＴトランジスター１５２のゲート−ソース電圧をゼロに駆動するので、ＭＯＳＦＥＴトランジスター１５２は開である。両方のＭＯＳＦＥＴトランジスター１５１及び１５２が開である状態で、如何なる電流も抵抗器１６２及び１６１の何れを通じても流れず、それにより、ＭＯＳＦＥＴトランジスター１６３及び１６４のゲート−ソース電圧が次にそれぞれ抵抗器１６１及び１６２によりゼロに駆動されるので、ＭＯＳＦＥＴトランジスター１６３及び１６４を開にする。ＭＯＳＦＥＴトランジスター１６３が開の状態で、如何なる電流も出力抵抗器１７３に供給されず、従って出力電圧Ｖｌｅａｄはゼロである。２個の入力ポート１２１及び１２２がそれらの間の伝導率により接続されると直ぐに、抵抗器１３１、１３２、及び２個の入力ポート１２１及び１２２の間の伝導率は分圧器を形成し、両方のＭＯＳＦＥＴトランジスター１５１及びＭＯＳＦＥＴトランジスター１５２に十分なゲート−ソース電圧を供給し、それらをオンに切り替える。抵抗器１４１及びキャパシター１４３は、低域通過フィルターを提示し、雑音のある環境でＭＯＳＦＥＴトランジスター１５１がランダムにオン及びオフに切り替わるのを防ぐ。ＭＯＳＦＥＴトランジスター１５２に関し、抵抗器１４２及びキャパシター１４４も同様である。
【００６９】
第１の分圧器段ＭＯＳＦＥＴトランジスター１５１又は１５２が導通している場合、これは弁別器の第２の段及び電気インピーダンス検出器１００の出力段を通じ伝搬する。
【００７０】
全ての用途に要求されないが、例えばデータ処理装置１８０を、例えばデータ取得又は分析のため入力ポート１２１及び１２２に接続することが考えられて良い。導電率が２個の入力ポート間に存在する場合、２個の入力ポートの個々の電圧は、データ取得又は分析装置１８０の入力として動作する。分析装置１８０は、入力ポート１２１、１２２と接続された電極、センサー、アンテナ、プローブ等により拾われた信号をある別の方法で評価、格納、又は保有する。標準的に、データ処理装置は、測定される信号の弱い性質による高入力インピーダンスを提示する。結果として、データ処理装置１８０は、本発明により実行されるインピーダンス検出と相互作用しない。
【００７１】
データ処理装置１８０は、信号処理のために設計される。データ処理装置１８０は、増幅、濾波、レベルシフト、Ａ／Ｄ変換、記憶等を実行して良い。１８０のための、低動作電圧及びレール・ツー・レール増幅ための回路を設計する技術は知られている。
【００７２】
図２Ｂは、本発明の別の実施例を示す。この電気インピーダンス検出器では、弁別器の第１の段の２個のＭＯＳＦＥＴトランジスター１５１及び１５２は、２個のバイポーラトランジスター２５１及び２５２と置き換えられている。特に供給電圧＋Ｖｂａｔがある程度低い場合、回路の適正な動作のため、第１の段にＭＯＳＦＥＴトランジスターを有さないことが望ましい。図２Ａに示された実施例の両方のＭＯＳＦＥＴトランジスター１５１及び１５２を適正に切り替えさせるため、供給電圧＋ＶｂａｔはＭＯＳＦＥＴトランジスター１５１及び１５２の閾電圧の和より大きい必要がある。当該和は最大数ボルトであり得る。従って、図２Ｂに示される実施例は、バイポーラトランジスター２５１及び２５２を代わりに使用する。バイポーラトランジスター２５１及び２５２は、約０．６Ｖの低いベース−エミッター電圧で直ぐにオンに切り替わる。そうする際に、回路をたった１．５Ｖの供給電圧で動作することが可能である。この実施例はまた、供給電圧が３Ｖの場合に使用されて良い。３Ｖは、例えば２つの標準のＡＡ−又はＡＡＡ−バッテリーにより生成される電圧である。これらの実施例では、出力電圧は、例えばデータ処理装置１８０、及び電気装置がスタンバイモードである場合にオフであり、及び電気装置がオペレーティングモードである場合にオンである電気装置の如何なる他の構成要素に直接に給電するために使用されて良い。或いは、出力電圧はまた、例えば電源制御回路のトリガー信号として使用されて良い。
【００７３】
図３は、本発明の別の可能な実施例を示す。図２Ａに示される実施例と比較して、図３に示される実施例は、より少ない構成要素を有する。図３は、電気インピーダンス検出器１００の回路図を示す。入力回路は、プルアップ抵抗器１３１、プルダウン抵抗器１３２、低域通過フィルター（Ｒ３、Ｃ１及びＲ４、Ｃ２）、及び弁別器の第１の段（Ｍ１、Ｍ２）を有し、図２Ａを参照して既に記載された回路に対応する。ＭＯＳＦＥＴトランジスター１５２（Ｍ２）の出力は、Ｍ２のドレインに現れ、先と同一の方法で抵抗器１６１（Ｒ５）を介しＭＯＳＦＥＴトランジスター１６３（Ｍ４）のゲートと接続される。しかしながら、ＭＯＳＦＥＴトランジスター１５１（Ｍ１）の出力は、もはやインバーターを通過しない。代わりに、ＭＯＳＦＥＴトランジスター１５１（Ｍ１）の出力は、ＭＯＳＦＥＴトランジスターＭ４のソースと、及びプルダウン抵抗器１５５（Ｒ１５）と直接接続される。このプルダウン抵抗器Ｒ１５は、Ｍ１もＭ４も導通していない場合、Ｍ１のドレインとＭ４のソースにおける電圧を接地電圧に引き下げることにより、所定の電圧がＭ１のドレインとＭ４のソースとの間の接続に現れることを保証する。この過渡状態の速度は、主に抵抗器Ｒ１５の値に依存する。先のように、論理ＡＮＤは、ＭＯＳＦＥＴトランジスターＭ１及びＭ２の出力信号に対し実行される。ＡＮＤ機能が、それぞれ個々のゲートに現れる信号により制御される２個のＭＯＳＦＥＴトランジスターＭ４及びＭ５により直接的な方法で実行される図２Ａの回路と比較して、ＭＯＳＦＥＴトランジスターＭ４の周囲の図３の回路は、固有の、つまり内在する論理ＡＮＤ機能を実施する。ＭＯＳＦＥＴトランジスターＭ４のゲートは、入力信号の１つを提供するＭＯＳＦＥＴトランジスターＭ２の出力により制御される。第２の入力信号は、ＭＯＳＦＥＴトランジスターＭ１により提供され、及びＭＯＳＦＥＴトランジスターＭ４のソースで電圧を直接制御する。以上に指摘されたように、この実施例は、ＭＯＳＦＥＴトランジスターＭ３により実施される論理信号インバーター、及び論理ＡＮＤゲートのＭＯＳＦＥＴトランジスターＭ５を節約する。この縮小された実施例の電気インピーダンス検出器は、図２Ａに示されたものより僅かに劣る理想スイッチ特性を有するが、特定の用途に良く適し得る。
【００７４】
図４は、１個のＮ−ＭＯＳＦＥＴ及び２個のダイオードを備えた電気インピーダンス検出器の回路図である。前述の実施例と比較して、図４は少ない構成要素を使用する。特に弁別器は、単一のＮ−ＭＯＳＦＥＴ４５２をスイッチ素子として使用する。更に、この電気インピーダンス検出器は、前述と異なり、２個のダイオード４３１がプルアップ抵抗器として使用される。留意すべき点は、この及び以下の実施例では、直列接続されたダイオードの数は３又はそれ以上であり得る。それらダイオードの目的は、十分高い電圧降下を生成し、データ処理装置１８０の如何なる入力も完全な供給電圧又は０Ｖに直接結合されないようにすることである。ダイオードの数は、使用されるダイオードの種類に依存する。標準のダイオードは、４００ｍＶ−７００ｍＶの電圧降下を示す。或いは、２００ｍＶ−３００ｍＶの電圧降下を有するショットキーダイオードが使用され得る。従って、１つ又は異なるダイオード種類の如何なる組み合わせを有する直列接続された１つ以上のダイオードを使用することは、有利である。任意的に、単一のダイオードのみが使用され得る。明確のため、抵抗器Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、それぞれ基準信号４３２、４４２、及び４６１を有する。同様にキャパシターＣ２は参照符号４４４を有する。これらの機能は、同様の構成要素に対し以上に記載されている。
【００７５】
図５は、１個のＮＰＮバイポーラトランジスター及び２個のダイオードを備えた電気インピーダンス検出器の回路図である。この回路は、図４の回路と同様であるが、ＮＰＮバイポーラトランジスター５５２がスイッチ要素として使用される点が異なる。
【００７６】
図６は、１個のＰ−ＭＯＳＦＥＴ及び２個のダイオードを備えた電気インピーダンス検出器の回路図である。この回路は、Ｐ−ＭＯＳＦＥＴ１５１及び２個のダイオード６３２を使用し、同時に片方のＭＯＳＦＥＴ１５２周辺（図１を参照）は除去される。Ｐ−ＭＯＳＦＥＴ１５１のゲート電圧の制御を行う回路は、基本的に図２Ａと変わらない。抵抗器６４１（Ｒ２）は低域通過フィルターの一部である。また抵抗器６６２（Ｒ３）は出力電圧がタップされる抵抗器である。
【００７７】
図７は、１個のＰＮＰバイポーラトランジスター及び２個のダイオードを備えた電気インピーダンス検出器の回路図である。図７は図６と対応するが、ＰＮＰバイポーラトランジスター２５１の使用が異なる。
【００７８】
図８は、１個のＮ−ＭＯＳＦＥＴ及びツェナーダイオードを備えた電気インピーダンス検出器の回路図である。この回路は、図４の回路と同様であるが、２個のダイオードの代わりにツェナーダイオード８３１が使用される点が異なる。
【００７９】
図９は、１個のＮＰＮバイポーラトランジスター及びツェナーダイオードを備えた電気インピーダンス検出器の回路図である。この回路は、図５の回路と同様であるが、２個のダイオードの代わりにツェナーダイオード８３１が使用される点が異なる。
【００８０】
図１０は、１個のＰ−ＭＯＳＦＥＴ６５１及ツェナーダイオード１０３２を備えた電気インピーダンス検出器の回路図である。この回路は、図６の回路と同様であるが、２個のダイオードの代わりにツェナーダイオード１０３２が使用される点が異なる。
【００８１】
図１１は、１個のＰＮＰバイポーラトランジスター２５１及びツェナーダイオードを備えた電気インピーダンス検出器の回路図である。この回路は、図７の回路と同様であるが、２個のダイオードの代わりにツェナーダイオード１０３２が使用される点が異なる。
【００８２】
図１２は、１個のＮ−ＭＯＳＦＥＴ４５２及びツェナーダイオード及び通常のダイオードを備えた電気インピーダンス検出器の回路図である。この回路は、図４の回路と同様であるが、２個のダイオードの代わりにツェナーダイオード８３１及び順方向でダイオード１２３１が使用される点が異なる。
【００８３】
図１３は、１個のＮＰＮバイポーラトランジスター５５２及びツェナーダイオード及び通常のダイオードを備えた電気インピーダンス検出器の回路図である。この回路は、図５の回路と同様であるが、２個のダイオードの代わりにツェナーダイオード８３１及び順方向でダイオード１２３１が使用される点が異なる。
【００８４】
図１４は、１個のＰ−ＭＯＳＦＥＴ１５１及びツェナーダイオード及び通常のダイオードを備えた電気インピーダンス検出器の回路図である。この回路は、図６の回路と同様であるが、２個のダイオードの代わりにツェナーダイオード１０３２及び順方向でダイオード１４３２が使用される点が異なる。
【００８５】
図１５は、１個のＰＮＰバイポーラトランジスター２５１及びツェナーダイオード及び通常のダイオードを備えた電気インピーダンス検出器の回路図である。この回路は、図７の回路と同様であるが、２個のダイオードの代わりにツェナーダイオード１０３２及び順方向でダイオード１４３２が使用される点が異なる。
【００８６】
図１６は、単一のｎ型トランジスター弁別器を備えた電気インピーダンス検出器の回路図である。ｎ型トランジスター１５２は、この構成では単なるスイッチ素子である。ｎ型トランジスター１５２は、抵抗器１６７３を駆動する。抵抗器１６７３は、主に出力電圧がタップされ得る節点を設けるために機能する。最初の回路内の単一のトランジスターの使用は、２個以上のトランジスターを使用する実施例と以下が異なる。第一に、バッテリー電圧は減少され得、ただ１つのトランジスターの閾電圧を超過する必要があるだけである。図２Ａ乃至３に示された回路では、トランジスターの１つの閾電圧の２倍が必要とされた。たった１つのトランジスターに削減することは、結果として直接の電力節約になる。更に、回路は、ｎ型（図１６）又はｐ型（図１７）トランジスターのみで実現され得る。これは、ＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）が必須ではないことを意味する。このように、回路は、ただ１つの極性のトランジスターが利用可能であるか（アモルファスＳｉはｎ型のみ、有機ＴＦＴ）、又はより低コスト過程が利用可能である（ｐ型又はｎ型のみのＬＴＰＳは、ＣＭＯＳ  ＬＴＰＳと比較して２個のマスク過程を節約する）低コスト大面積電子機器に適合する。別の特長は、大面積電子機器が柔軟な基盤に製造可能であることである。これは快適性が要求される用途に大面積電子機器を特に適合する。最後に、図１６の回路はまた、少ない構成要素数、及び従ってより低コスト及びより小さい基盤をもたらす。
【００８７】
図１７は、単一のｐ型トランジスター弁別器を備えた電気インピーダンス検出器の回路図である。図１７は、図１６の回路の随伴回路である。抵抗器１７７５は、出力電圧のタップを可能にする。
【００８８】
図１８は、単一のｎ型トランジスター及びダイオードを逆方向にプルアップとして備えた電気インピーダンス検出器の回路図である。図１６に関し、図１６から図１８が引き出される。図１８は、抵抗器１３１を置き換えるダイオード１８３１を示す。このダイオード１８３１は、高オーム抵抗器として動作する。
【００８９】
図１９は、供給電圧と接続された入力ポートの１つを有する弁別器を備えた電気インピーダンス検出器の回路図である。この図の回路は、図１６及び１８の回路と異なり、入力ポート１２１が＋Ｖｂａｔに直接結合される。この回路は、例えば、入力ポート１２１及び１２２でバイポーラ信号を測定することが必須でない場合に使用されて良い。変更されたデータ処理装置１８１は入力信号を処理可能である。ここで、入力ポートの１つは＋Ｖｂａｔに結合される。
【００９０】
図２０は、接地電圧と接続された１つの入力ポートを有する弁別器を備えた電気インピーダンス検出器の回路図である。変更されたデータ処理装置１８２は入力信号を処理可能である。ここで、入力ポートの１つは０Ｖに結合される。
【００９１】
図２１は、抵抗器の代わりにダイオード及び電界効果トランジスターを使用する電気インピーダンス検出器の回路図である。ダイオード１８３１は、逆方向に接続され、図１８で既に知られている。更に別のダイオード２１３２はまた、逆方向に、第２の入力ポート１２２から接地電圧０Ｖへ接続される。更に、いくつかの抵抗器は、電界効果トランジスターにより置き換えられる。この実施例及び図２２に示された実施例は、大面積電子機器内では明確な抵抗器を実現することが困難であること、及びしばしばダイオードが利用可能でないことを考慮に入れる。これらの理由で、抵抗器は、一般に＋Ｖｂａｔ電力線に接続されたゲートを備えるゲートをバイアスされた電界効果トランジスター２１４２、２１７３により置き換えられている。抵抗値は、電界効果トランジスターのＷ／Ｌ比（幅／長さ比）を選択することにより定められる。いくつかの例では、高さのみ、しかしその他の場合には例えばプルアップ又はプルダウン抵抗器の不明確な抵抗値が要求される。これらの例では、対応する抵抗器はダイオードにより置き換えられ得る。ダイオードが大面積電子機器技術（例えば、ａ−Ｓｉ及びＬＴＰＳ  ＴＦＴ技術）で直ちに利用可能でない場合、ダイオードは、ダイオードを接続されたＴＦＴとして実現されている。これは、図２１Ａに２個のトランジスター２１３２ａにより示される。単一のトランジスター２１３２ａで十分であって良い。留意すべき点は、これらの実施例がまた、本願に記載された他の実施例の大部分に適用可能であることである。
【００９２】
図２２は、図２１に示された簡易化電気インピーダンス検出器の変形の回路図である。特に、ダイオード２１３２はダイオードとして接続されるトランジスター２２３２により置き換えられる。
【００９３】
図２３は、図１６と同様の簡易化電気インピーダンス検出器の変形の回路図であり、消費側は直接電力を供給される。この場合、消費側はデータ処理装置１８０である。データ処理装置を電源に弁別器トランジスター１６３を介して接続することにより、データ処理装置が弁別器がアクティブにされた時のみ電力を供給される状況を実現可能である。外部機器により使用され得る出力信号を生成するため、任意のドライバーが示される。当該ドライバーは、電界効果トランジスター２３５２及び抵抗器２３７３を有する。このドライバーは、回路のゼロ電力動作に如何なる悪い影響も与えない。
【００９４】
図２４は、ＡＮＤ結合を実施するための、図１６に示された、２個の電気インピーダンス検出器の構成の回路図である。図２４乃至２７の実施例では、回路は、１対より多い電極と連携して動作するゼロ電力インピーダンス検出器のために提案される。図２４乃至２６の実施例は、有意義な測定値を得るために全ての電極が接続される必要がある用途で使用されて良い。図２４の右側では、知られているインピーダンス検出器が、ミラー形式で示される。図２４は、２個の入力ポート２４２１（Ｅ３）及び２４２２（Ｅ４）を示す。抵抗器２４３１及び２４３２は、それぞれプルアップ及びプルダウン抵抗器として機能する。データ処理装置１８０はもう一度示されるが、図２４の左側のデータ処理装置１８０と同一であって良い。以上から分かるように、抵抗器２４４２及びキャパシター２４４４は、低域通過フィルターを形成する。低域通過フィルターは、トランジスター１５２と直列接続される電界効果トランジスター２４５２と接続される。電流は、両方のトランジスター１５２及び２４５２が導通である場合、抵抗器４６１と電界効果トランジスター１５２及び２４５２のみの直列接続を通じて流れ得る。この場合、反転された出力信号は、出力ポート２４７４で得られる。
【００９５】
図２５は、非反転出力信号を備えた、図２４の回路図と同様の回路図である。この目的のため、２個のトランジスター１５２及び２４５２は、＋Ｖｂａｔと抵抗器６６２との間に配置される。非反転出力信号は、出力ポート２５７４で観察され得る。
【００９６】
図２６は、複数入力に対応する、図２４の回路図と同様の回路図である。トランジスター２４５２の下に、図２６は、更なるインピーダンス検出器がトランジスター１５２及び２４５２と直列接続されて良いことを示す。またデータ処理装置１８０は直列接続の一部なので、全てのトランジスター１５２、２４５２等が導通である場合、電流を供給される。
【００９７】
図２７は、ＯＲ結合を実施するための、図１６に示された、２個の電気インピーダンス検出器の構成の回路図である。この実施例では、回路は、少なくとも１つのリードが導通である場合、電源を入れられる。第２の入力ポートの対２７２１及び２７２２は、分析装置１８０と接続される。入力ポート２７２１は、抵抗器２７３１を介して＋Ｖｂａｔと接続される。入力ポート２７２２は、抵抗器２７３２を介して０Ｖと接続される。低域通過フィルターは、抵抗器２７４２及びキャパシター２７４４を有する。トランジスター２７５２は、トランジスター１５２と並列であり、従って何れか１つが導通である場合、データ処理装置１８０は０Ｖと接続され、処理装置１８０に電流を供給する。
【００９８】
図２８は、複数電極入力に対応する、電気インピーダンス検出器の回路図である。この実施例では、多数の電極がセンサー入力点のそれぞれと接続される。この動作のモードでは、任意の導電率（つまり十分低いインピーダンス）が（ポート１２１及び２８２１を有する）第１の入力点と接続された任意の電極と（ポート１２２及び２８２２を有する）第２のセンサー入力点と接続された任意の電極との間で測定されると直ぐに、検知回路は動作し始める。
【００９９】
図２９は、入力センサーパッドの任意の接続のため複数入力回路を備え強化された電気インピーダンス検出器の回路図である。この図では、基本回路は、スイッチアレイ２９２０及び制御部２９８３を備え強化される。制御部は、センサー入力パッドＳ１−Ｓ８の１つのみが入力ポート１２２（Ｅ２）と接続されるよう、同時に他の１つ、他のいくつか又は全てが１２１（Ｅ１）と接続されるよう取り計らう。特定の速度で、これらの接続は回転している。２個の任意のパッドが接続されると、検出器がアクティブであるタイムスロットが存在する。制御部２９８３は回転を中止し、及び回路１８０は必要な信号処理を実行し得る。
【０１００】
図３０は、第２の電気インピーダンス検出器を備え強化された図２９の構成を示す。二重回路の例が示される。二重回路は最良の信号を常に探すことを可能にする。低インピーダンス検出器は、基本的に高インピーダンス検出器と同一である。更に、回路は、スイッチアレイ３０２０及び制御部３０８３を有する。低インピーダンス検出器では、低インピーダンス検出器の入力ポート３０２１及び３０２２だけが、出力ポート３０７４と同様に、参照符号を設けられる。回路機能は、以下の通りである。一方の検出器が導電率信号を見付けると直ぐに、スイッチ走査が中止される。他方の検出器が走査を開始し、及び別のアクティブ結合が見付かった場合、（処理装置１８０からの）出力信号は、最初の信号と比較される。最良の又は最強の信号検出器は中止され、及び最も弱い信号検出器は入力電極を走査し続ける。また、時間差測定が行われ得る。勿論、８個の入力に制限されない。クロック信号を走査しスイッチアレイを駆動する電子機器は、低電力で設計され得る。
【０１０１】
図３１は、電界効果トランジスターを使用する電気インピーダンス検出器の回路図である。示された実施例では、キャパシター１４４と並列の追加トランジスター３１４４が設けられる。トランジスター３１４４は、抵抗器として動作し、及びインピーダンス検出器の閾値に影響を与えて良い。別のトランジスター３１４２は、別の抵抗器として動作し、及び同様にインピーダンス検出器の閾値に影響を与えるために使用されて良い。両方の抵抗器は、それらの個々のゲートを介し＋Ｖｂａｔと接続される。インピーダンス検出器の閾値は、それに応じてトランジスターのＷ／Ｌ比を選択することにより影響を与えられて良い。
【０１０２】
図３２は、外部電圧により調整可能な電界効果トランジスターを使用する電気インピーダンス検出器の回路図である。この実施例では、トランジスター３２４２及び３２４４は、それら個々のゲートを介し外部電圧と接続される。入力ポート３２２３（Ｖｅｘｔ）は、両方のトランジスターのゲートと接続される。この実施例は、調整可能なインピーダンス検出器の閾値を定める。勿論、各トランジスターはまた、個々の外部電圧によっても制御され得る。
【０１０３】
図３３は、定義可能な閾値を提示する電気インピーダンス検出器の回路図である。この実施例では、回路がアクティブになった場合、定義可能なインピーダンスの閾値を提供する回路が提案される。閾値は、弁別器の入力における２個の抵抗１４２、３３４４の比により定められる。再び、可変抵抗器は、所与のゲート電圧を有するトランジスターとして実現され得る。追加要件は、２個のトランジスター１４２及び３３４４が高いオームを有するべきであることである。
【０１０４】
図３４は、調整可能な閾値を提示する電気インピーダンス検出器の回路図である。調整可能な分圧器は、共に調整可能な抵抗器３４４２及び３４４４により形成される。分圧器は、弁別器と出力段との間に配置される。出力段は、トランジスター３４５２及び抵抗器３４７３を有する。閾値は、例えば１又は２個の適切な制御つまみを用いて調整されて良い。
【０１０５】
図３５は、可変閾値を提示する電気インピーダンス検出器の回路図である。図３４の実施例と比較して、２個の調整可能な抵抗器は、電界効果トランジスター３５４２及び３５４４により置き換えられている。これは、装置の動作中に、閾値を変化する条件に適応するため、閾値を設定可能にする。この目的のため、電界効果トランジスターのゲートは、例えばマイクロコントローラー（示されない）に接続されなければならないだろう。
【０１０６】
図３６は、図３５に示された電気インピーダンス検出器の変形である。分圧器を使用する代わりに、図３５の抵抗器１７３は、２個の電界効果トランジスター３５７３により置き換えられている。トランジスターの閾値の比は、回路の閾値を決定する。
【０１０７】
図３７は、ダイオード及びキャパシターのみを使用する電気インピーダンス検出器の回路図である。この実施例では、ゼロ電力インピーダンス検出器は、能動素子としてダイオードのみを使用して実現される。ダイオードは、大面積電子機器ではトランジスターより加工し易く、場合によっては当該実施例をより低価格にする。２個のダイオード３７５２は、トランジスターを置き換える。単一のダイオードもまた可能である。出力電圧は、キャパシター３７７３により維持される。入力ポート１２１及び１２２の間に導電率が存在する場合、入力ポート１２２は、ダイオード３７３１の逆バイアス電圧と等しい電位を想定する。標準的に、この電圧は、２個のダイオード３７５２により示される順バイアス電圧の２倍より大きい。従って、（３個のダイオードが同一種類である場合）キャパシター３７７３がＶｒｅｖ．ｂｉａｓ−２Ｖｆｗｄ．ｂｉａｓと等しい電圧に充電されない限り、電流は２個のダイオード３７５２を流れる。入力ポート１２１及び１２２の間の導電率が抑えられる場合、電流の流れが止まる。入力ポート１２１は０Ｖに降下する。従って２個のダイオード３７５２は、キャパシター３７７３を再充電し得る電流が流れるのを防ぐ。キャパシター３７７３は、初めはキャパシター３７７３の電圧を維持するが、まもなく出力ポート１７４を介し放電する。
【０１０８】
図３８は、単一のダイオード及びキャパシターを使用する電気インピーダンス検出器の回路図である。この単純な実施例では、入力ポート１２１及び１２２の間に導電率が存在する場合、ダイオード３８５２は、直列キャパシター３７７３を充電し、出力電圧ＶＯを増大させ、及び出力ポート１７４と接続された如何なる機器もアクティブにする。この実施例では、分析装置が電源オフ状態を決定可能であること、及びスタンバイ状態が検出された場合、キャパシター３７７３を０Ｖにリセット可能であることが必要である。
【０１０９】
図３９は、図３に示された電気インピーダンス検出器の変形を示す。２個の弁別器トランジスター１５１、１５２は、抵抗器３９５５と一緒に直列に接続される。出力段は、抵抗器３９５５を通じて流れる電流を評価する。抵抗器３９５５を通じて流れる十分に高い電流は、出力段に出力ポート１７４において「Ｈｉｇｈ」信号を生成させる。
【０１１０】
図４０は、第２のバッテリー及びＮＰＮバイポーラトランジスターを利用する電気インピーダンス検出器の回路図である。第１のバッテリー４００１は、インピーダンス検出器に供給電圧を提供する。第２のバッテリー４００２は、第１のバッテリーと直列に接続される。第１及び第２のバッテリーの直列接続は、処理装置１８０の動作に必要とされ得るより高い電圧を提示する。第２のバッテリー４００２は、インピーダンス検出器の適正な動作には重要でない。従って、第２のバッテリー４００２は、部分１８０に電力を供給するため、導電状態が検出された後のみオンに切り替えられ得る。従って、回路全体は、依然としてスタンバイの間、ゼロ電力であるという目的を満たし得る。
【０１１１】
図４１乃至４３は、図４０と同様の実施例を示し、第１のバッテリー４００１、第２のバッテリー４００２及びＮ−ＭＯＳＦＥＴトランジスター４５２、ＰＮＰバイポーラトランジスター２５１、及びＰ−ＭＯＳＦＥＴトランジスター１５１をそれぞれ利用する。
【０１１２】
本発明は、最適な実施の形態を想定して本願明細書に提示され及び記載された。しかしながら、当業者に理解されるべき点は、本発明の範囲内で当該最適な実施の形態から逸脱し得ること、及び明らかな変更が生じることである。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明による電気インピーダンス検出器の基本構造を示す回路図である。
【図２Ａ】ＭＯＳＦＥＴトランジスターをスイッチ素子として利用する、本発明による電気インピーダンス検出器の回路図である。
【図２Ｂ】バイポーラトランジスターを第１の弁別器段で、及び他の場所でＭＯＳＦＥＴトランジスターをスイッチ素子として利用する、本発明による電気インピーダンス検出器の回路図である。
【図３】削減された数の構成要素を有する、本発明の実施例による電気インピーダンス検出器の回路図である。
【図４】Ｎ−ＭＯＳＦＥＴ及び２個のダイオードを備えた電気インピーダンス検出器の回路図である。
【図５】ＮＰＮバイポーラトランジスター及び２個のダイオードを備えた電気インピーダンス検出器の回路図である。
【図６】Ｐ−ＭＯＳＦＥＴ及び２個のダイオードを備えた電気インピーダンス検出器の回路図である。
【図７】ＰＮＰバイポーラトランジスター及び２個のダイオードを備えた電気インピーダンス検出器の回路図である。
【図８】Ｎ−ＭＯＳＦＥＴ及びツェナーダイオードを備えた電気インピーダンス検出器の回路図である。
【図９】ＮＰＮバイポーラトランジスター及びツェナーダイオードを備えた電気インピーダンス検出器の回路図である。
【図１０】Ｐ−ＭＯＳＦＥＴ及びツェナーダイオードを備えた電気インピーダンス検出器の回路図である。
【図１１】ＰＮＰバイポーラトランジスター及びツェナーダイオードを備えた電気インピーダンス検出器の回路図である。
【図１２】Ｎ−ＭＯＳＦＥＴ及びツェナーダイオード及び通常のダイオードを備えた電気インピーダンス検出器の回路図である。
【図１３】ＮＰＮバイポーラトランジスター及びツェナーダイオード及び通常のダイオードを備えた電気インピーダンス検出器の回路図である。
【図１４】Ｐ−ＭＯＳＦＥＴ及びツェナーダイオード及び通常のダイオードを備えた電気インピーダンス検出器の回路図である。
【図１５】ＰＮＰバイポーラトランジスター及びツェナーダイオード及び通常のダイオードを備えた電気インピーダンス検出器の回路図である。
【図１６】単一のｎ型トランジスター弁別器を備えた電気インピーダンス検出器の回路図である。
【図１７】単一のｐ型トランジスター弁別器を備えた電気インピーダンス検出器の回路図である。
【図１８】単一のｎ型トランジスター及び逆方向にプルアップしたダイオードを備えた電気インピーダンス検出器の回路図である。
【図１９】供給電圧と接続された入力ポートの１つを有する弁別器を備えた電気インピーダンス検出器の回路図である。
【図２０】接地電圧と接続された入力ポートの１つを有する弁別器を備えた電気インピーダンス検出器の回路図である。
【図２１】抵抗器の代わりにダイオード及び電界効果トランジスターを使用する電気インピーダンス検出器の回路図である。
【図２１Ａ】プルダウンダイオードの代案を示す図２１の詳細である。
【図２２】図２１に示された簡易化電気インピーダンス検出器の変形の回路図である。
【図２３】消費側が直接に電力を供給される、図１６と同様の簡易化電気インピーダンス検出器の変形の回路図である。
【図２４】ＡＮＤ結合を実施するための、図１６に示された２個の電気インピーダンス検出器の構成の回路図である。
【図２５】非反転出力信号を備えた、図２４の回路図と同様の回路図である。
【図２６】複数入力に対応する、図２４の回路図と同様の回路図である。
【図２７】ＯＲ結合を実施するための、図１６に示された２個の電気インピーダンス検出器の構成の回路図である。
【図２８】複数電極入力に対応する、電気インピーダンス検出器の回路図である。
【図２９】入力センサーパッドの任意の接続のため複数入力回路を備え強化された電気インピーダンス検出器の回路図である。
【図３０】第２の電気インピーダンス検出器を備え強化された図２９の構成を示す。
【図３１】電界効果トランジスターを使用する電気インピーダンス検出器の回路図である。
【図３２】外部電圧により調整可能な電界効果トランジスターを使用する電気インピーダンス検出器の回路図である。
【図３３】定義可能な閾値を提示する電気インピーダンス検出器の回路図である。
【図３４】調整可能な閾値を提示する電気インピーダンス検出器の回路図である。
【図３５】可変閾値を提示する電気インピーダンス検出器の回路図である。
【図３６】図３５に示された電気インピーダンス検出器の変形である。
【図３７】ダイオード及びキャパシターのみを使用する電気インピーダンス検出器の回路図である。
【図３８】単一のダイオード及びキャパシターを使用する電気インピーダンス検出器の回路図である。
【図３９】図３に示された電気インピーダンス検出器の変形を示す。
【図４０】第２のバッテリー及びＮＰＮバイポーラトランジスターを利用する電気インピーダンス検出器の回路図である。
【図４１】第２のバッテリー及びＭＯＳＦＥＴトランジスターを利用する電気インピーダンス検出器の回路図である。
【図４２】第２のバッテリー及びＰＮＰバイポーラトランジスターを利用する電気インピーダンス検出器の回路図である。
【図４３】第２のバッテリー及びＰ−ＭＯＳＦＥＴトランジスターを利用する電気インピーダンス検出器の回路図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２１Ａ】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【国際調査報告】
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