(57)【要約】【課題】傾斜等を精度良く検出することができる静電容量式センサを提供する。【解決手段】固定電極と可動電極のうちいずれか一方の電極を所定の固定電位に設定する電位設定手段と、前記固定電極と可動電極のうちいずれか他方の電極に基準容量を介して、ロウレベルとハイレベルとに交互に変化する駆動信号を印加する駆動信号供給手段（５００，５０２、５０４）と、前記他方の電極の電位を検出する電位検出手段（Ｃ１〜Ｃ４、５０８〜５１１、５２０〜５２３）と、前記電位検出手段により検出された、前記駆動信号のロウレベル時とハイレベル時における前記電位検出手段により検出された、前記他方の電極のそれぞれの電位に基づいて可動電極の揺動動作を求める演算手段（６００〜６０３、７００、７０１、８００、８０１）とを有する。【選択図】　　　図１
2004132885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定基板に形成された固定電極と、揺動動作可能に支持されるとともに前記固定電極に対向配置され、該固定電極との距離が前記揺動動作により変位する可動電極とを有し、前記固定電極と可動電極とで構成される容量素子の静電容量に基づき前記揺動動作を検出する静電容量式センサにおいて、
前記固定電極と可動電極のうちいずれか一方の電極を所定の固定電位に設定する電位設定手段と、
前記固定電極と可動電極のうちいずれか他方の電極に基準容量を介して、ロウレベルとハイレベルとに交互に変化する駆動信号を印加する駆動信号供給手段と、
前記他方の電極の電位を検出する電位検出手段と、
前記電位検出手段により検出された、前記駆動信号のロウレベル時とハイレベル時における前記他方の電極のそれぞれの電位に基づいて前記揺動動作の揺動量を求める演算手段と、
を有することを特徴とする静電容量式センサ。
【請求項２】
前記電位検出手段は、
前記駆動信号がロウレベルとハイレベルのうちいずれか一方のレベル時に、前記他方の電極を基準電位に設定する基準電位設定手段を有し、
前記駆動信号がロウレベルとハイレベルのうちいずれか他方のレベル時に前記基準容量を介して前記他方の電極に印加された際の前記他方の電極の電位を検出することを特徴とする請求項１に記載の静電容量式センサ。
【請求項３】
さらに、前記駆動信号がロウレベルとハイレベルのうちいずれか一方のレベルから他方のレベルに切り替わった直後の過渡期間経過後の電圧をサンプルホールドする電圧保持手段を有することを特徴とする請求項２に記載の静電容量式センサ。
【請求項４】
前記固定電極が複数に分割されており、該分割された複数の電極と前記可動電極とで複数の容量素子が形成されるとともに、前記可動電極は固定電位に設定されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の静電容量式センサ。
【請求項５】
前記固定電位は、グランド電位であると共に、前記固定基板にはグランド電位となるグランド層が形成されており、
前記固定電極は、接地される前記可動電極と前記固定基板のグランド層とで挟まれるように形成されていることを特徴とする請求項４に記載の静電容量式センサ。
【請求項６】
前記複数の容量素子は、前記揺動動作に伴って、容量が増加する第１の容量素子と、容量が減少する第２の容量素子の少なくとも一対の容量素子からなり、
前記演算手段は、前記一対の容量素子の静電容量に対応した電位の差を求める減算器を有することを特徴とする請求項４または５のいずれかに記載の静電容量式センサ。
【請求項７】
前記可動電極は、直交するＸ−Ｙ座標面に対して２軸に揺動可能であり、かつ前記複数の容量素子は、前記Ｘ−Ｙ座標面の第１〜第４象限に対応して４つ有り、
前記演算手段は、前記４つの容量素子のうち対をなす２つの容量素子における静電容量に対応した電位の差をそれぞれ、算出する減算器と、前記減算器により算出された２組の減算結果を加算する加算器と、
を有することを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の静電容量式センサ。
【請求項８】
前記演算手段は、さらに前記加算器の出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器を有するとともに、
前記駆動信号供給手段は、電源電圧に比例する前記ハイレベルの信号を出力し、
前記演算手段は、基準電圧として前記電源電圧を分圧した電圧、または該電圧に比例した電圧を使用することを特徴とする請求項７に記載の静電容量式センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電容量の変化により傾斜状態、加速度、衝撃等を検知する静電容量式センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許文献１には、従来の静電容量式センサの処理回路の構成が記載されている。従来の静電容量式センサの処理回路の構成を図８に示す。
同図において、入力端子Ｔ１には、図示されていない交流信号発生源から、所定周波数の矩形波信号が与えられる。７１、７２はインバータ素子であり、インバータ素子７２の後段には抵抗素子７３が接続されている。
【０００３】
インバータ素子７１の出力端と抵抗素子７３の出力端はそれぞれバッファ素子７５、７６を介してＥＸ−ＯＲ素子７４に接続されており、このＥＸ−ＯＲ素子７４の出力端はそのまま出力端子Ｔ２に接続されている。
また、抵抗素子７３の出力端には、容量素子Ｃの一方の電極が接続され、この容量素子Ｃの他方の電極は接地されている。この容量素子Ｃが、測定対象となる容量素子、すなわちセンサに形成されている容量素子である。
図９は、図８に示す処理回路の各点における信号波形を示す図である。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３０２０７３６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した静電容量式センサの処理回路では、抵抗素子７３と容量素子ＣからなるＣＲ遅延回路を用いているので、抵抗７３の温度ドリフトや配線抵抗の影響を受けやすい。すなわち、ＣＲ遅延回路の時定数が変化し、容量素子Ｃの静電容量を精度良く検出することができないという問題が有った。
【０００６】
さらに、容量素子における静電容量Ｃが小さい場合には、容量素子の静電容量を検出するのに抵抗素子７３の抵抗値を大きくする必要があるが、そうすると、Ｘ３点におけるインピーダンスが大きくなり、外部の誘導を受けやすいという問題が有る。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、静電容量に基づいた電圧により傾斜状態や加速度等を精度良く検出することができる静電容量式センサを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、固定基板に形成された固定電極と、揺動動作可能に支持されるとともに前記固定電極に対向配置され、該固定電極との距離が前記揺動動作により変位する可動電極とを有し、前記固定電極と可動電極とで構成される容量素子の静電容量に基づき前記揺動動作を検出する静電容量式センサにおいて、前記固定電極と可動電極のうちいずれか一方の電極を所定の固定電位に設定する電位設定手段と、前記固定電極と可動電極のうちいずれか他方の電極に基準容量を介して、ロウレベルとハイレベルとに交互に変化する駆動信号を印加する駆動信号供給手段と、前記他方の電極の電位を検出する電位検出手段と、前記電位検出手段により検出された、前記駆動信号のロウレベル時とハイレベル時における前記他方の電極のそれぞれの電位に基づいて前記揺動動作の揺動量を求める演算手段とを有することを特徴とする。
請求項１に記載の発明によれば、従来の静電容量式センサのように、ＣＲ遅延回路を使用して静電容量を検出していないので、抵抗素子の温度変化や配線抵抗の影響を受けず、精度良く静電容量に基づいて揺動動作を検出することができる。
よって、傾斜状態や加速度等を精度よく検知することができる。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の静電容量式センサにおいて、前記電位検出手段は、前記駆動信号がロウレベルとハイレベルのうちいずれか一方のレベル時に、前記他方の電極を基準電位に設定する基準電位設定手段を有し、前記駆動信号がロウレベルとハイレベルのうちいずれか他方のレベル時に前記基準容量を介して前記他方の電極に印加された際の前記他方の電極の電位を検出することを特徴とする。
請求項２に記載の発明によれば、いずれか一方のレベル時に他方の電極を基準電位に設定するようにしたので、前記他方の電極に前記ロウレベルとハイレベルのうちの他方のレベルが印加された際の電圧のみを検出すればよく、その後の処理回路を簡単化することができる。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の静電容量式センサにおいて、さらに、前記駆動信号がロウレベルとハイレベルのうちいずれか一方のレベルから他方のレベルに切り替わった直後の過渡期間経過後の電圧をサンプルホールドする電圧保持手段を有することを特徴とする。
請求項３に記載の発明によれば、前記他方の電極に印加された安定領域の電圧を検出することができるので、精度のよい検出をすることができる。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の静電容量式センサにおいて、前記固定電極が複数に分割されており、該分割された複数の電極と前記可動電極とで複数の容量素子が形成されるとともに、前記可動電極は固定電位に設定されることを特徴とする。
請求項４に記載の発明によれば、可動電極を固定電位に設定することにより、複数の静電容量素子が形成されている場合においても、それぞれの静電容量素子から信号を取り出すための複数の引き回し配線等は不要であり、配線が簡単となる。
また、可動電極の電位が固定されているため、可動電極側から外部に輻射ノイズが出にくくなる。
【００１１】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の静電容量式センサにおいて、前記固定電位は、グランド電位であると共に、前記固定基板にはグランド電位となるグランド層が形成されており、前記固定電極は、接地される前記可動電極と前記固定基板のグランド層とで挟まれるように形成されていることを特徴とする。
請求項５に記載の発明によれば、固定電極は、接地される前記可動電極と前記固定基板のグランド層とで挟まれるように形成されているので、外来ノイズの影響を受けにくく、センサを構成する容量素子の静電容量が小さくとも、精度良く検出することができる。
【００１２】
また、請求項６に記載の発明は、請求項４または５のいずれかに記載の静電容量式センサにおいて、前記複数の容量素子は、前記揺動動作に伴って、容量が増加する第１の容量素子と、容量が減少する第２の容量素子の少なくとも一対の容量素子からなり、前記演算手段は、前記一対の容量素子の静電容量に対応した電位の差を求める減算器を有することを特徴とする。
請求項６に記載の発明によれば、揺動動作に伴って、容量が増加する第１の容量素子と、容量が減少する第２の容量素子の少なくとも一対の容量素子の静電容量に対応した電位の差をとって揺動動作を演算するようにしているので、センサが傾斜し、あるいはセンサに外力が加わることにより可動電極が揺動した際における容量素子における静電容量に対応した電位の変化量を精度良く求めることができる。すなわち、温度ドリフトや、初期オフセットの影響をキャンセルすることができる。
【００１３】
また、請求項７に記載の発明は、請求項４〜６のいずれかに記載の静電容量式センサにおいて、前記可動電極は、直交するＸ−Ｙ座標面に対して２軸に揺動可能であり、かつ前記複数の容量素子は、前記Ｘ−Ｙ座標面の第１〜第４象限に対応して４つ有り、前記演算手段は、前記４つの容量素子のうち対をなす２つの容量素子における静電容量に対応した電位の差をそれぞれ、算出する減算器と、前記減算器により算出された２組の減算結果を加算する加算器とを有することを特徴とする。
請求項７に記載の発明によれば、加算演算の前に減算、すなわち差動をとっているので、演算のダイナミックレンジを大きくとることができ、検出精度を高めることができる。
【００１４】
また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の静電容量センサにおいて、前記演算手段は、さらに前記加算器の出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器を有するとともに、前記駆動信号供給手段は、電源電圧に比例する前記ハイレベルの信号を出力し、前記演算手段は、基準電圧として前記電源電圧を分圧した電圧、または該電圧に比例した電圧を使用することを特徴とする。
請求項８に記載の発明によれば、前記駆動信号供給手段は、電源電圧に比例する前記ハイレベルの信号を出力し、前記演算手段は、基準電圧として前記電源電圧を分圧した電圧、または該電圧に比例した電圧を使用するようにしたので、電源電圧が変動しても、正確に傾斜状態や加速度等を検出することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明の実施形態に係る静電容量センサの構造を、図３乃至図６を参照して説明する。図３は、本発明の実施形態に係る静電容量センサの全体構成を示す概略断面図、図４は本発明の実施形態に係る静電容量センサの全体構成を示す分解斜視図、図５は基板の平面図、図６は基板に対向して設けられている金属板（可動電極）の平面図である。
【００１６】
本発明の実施形態に係る静電容量式センサ１００は、図３に示すように、基板１０の上面１１Ｓ側に電気信号を検出するための検出部２００を備え、基板１０の下面１３Ｒ側に検出部２００から検出された電気信号を処理する回路素子３００を備えて構成されている。本実施形態では、検出部２００は静電容量式の傾斜センサとして構成され、回路素子３００としてはＩＣ（集積回路）のベアチップが用いられている。
【００１７】
検出部２００は、静電容量式センサ１００の傾斜を容量変化として検出する静電容量式の傾斜センサであり、図４に示すように、基板（固定基板）１０の上面１１Ｓ上に形成された四つの固定電極１１ａと、これらの固定電極１１ａに対向する金属板（可動電極）３０と、この金属板３０にひねり変形を加えるための錘４０とを備えて構成されている。
図５に示すように、基板１０の上面１１Ｓの中央部には四つの固定電極１１ａが碁盤目状に形成され、上面１１Ｓの外周部には四つの固定電極１１ａを囲むように四角枠状の電極１１ｂが形成されている。この電極１１ｂは、基板１０に設けられた図示してないスルーホール電極を介して基板１０の裏面側に形成されたグランドパターン（グランド電位に設定されている。）に接続されている。
【００１８】
また、基板１０の上面１１Ｓに形成された四つの固定電極１１ａの中心部には金属板３０を支持する支持用突起１２が形成されている。
そして、この電極１１ｂ上には矩形枠状をなした金属製の導電性スペーサ２０が配され、このスペーサ２０上に薄い金属板３０が積重されている。この金属板３０と固定電極１１ａとの間隔は支持用突起１２及びスペーサ２０の厚みによって一定に保持され、金属板３０と四つの固定電極１１ａとにより四つの容量可変式の信号検出用コンデンサが形成されている。したがって、金属板（可動電極）３０は、電極１１ｂ、スペーサ２０を介して、グランドパターンに接続され、グランド電位（固定電位）に設定されている。この構造は、本発明の電位設定手段に相当する。
【００１９】
金属板３０は、図６に示すように、この金属板３０の外周部として構成される枠状の支持部３０ａと、この支持部３０ａにより第１の軸部３０ｃ回りに揺動可能に支持された中間部３０ｂと、この中間部３０ｂにより上記の第１の軸部３０ｃと直交する第２の軸部３０ｅ回りに揺動可能に支持された導電性の搭載部３０ｄとからなり、搭載部３０ｄは軸部３０ｃ，３０ｅのひねり変形により二軸回りに揺動可能に構成されている。
【００２０】
具体的には、支持部３０ａはスペーサ２０と重なるように配置され、その対向する一対の辺の内周中央に、内側に向かう一対の第１の軸部３０ｃ（Ｘ軸）が設けられている。この一対の第１の軸部３０ｃの他端は、支持部３０ａの内周に沿うように設けられた枠状の中間部３０ｂにつながっており、中間部３０ｂは傾斜により一対の第１の軸部３０ｃがひねり変形することによりその軸線回りに揺動できるようになっている。
【００２１】
また、中間部３０ｂの内周には一対の第１の軸部３０ｃに直交する位置に互いに対向する一対の第２の軸部３０ｅが設けられている。この一対の第２の軸部３０ｅの他端は、その外周が中間部３０ｂの内周に沿うように設けられた矩形の搭載部３０ｄにつながっており、この搭載部３０ｄは第２の軸部３０ｅがひねり変形することによりその軸線回りに揺動できるようになっている。なお、軸部３０ｃ，３０ｅの軸方向はそれぞれ碁盤目状に配置された固定電極１１ａの行方向又は列方向に一致するように構成されており、搭載部３０ｄの揺動を感度良く検出できるようになっている。
【００２２】
錘４０は搭載部３０ｄ上に接着されて搭載されている。これにより、錘４０は傾斜センサ１００の傾斜に応じて金属板３０（搭載部３０ｄ）と支持用突起１２との当接位置を中心として揺動し、軸部３０ｃ（Ｘ軸），軸部３０ｅ（Ｙ軸）のどちらか又は両方の軸回りに所定の大きさのモーメントを発生させるようになっている。
【００２３】
このようなモーメントは軸部３０ｅ，軸部３０ｃのどちらか一方又は両方の軸をひねり変形し、搭載部３０ｄはこのモーメントと軸部３０ｃ，３０ｅのひねりに対する弾性力とが釣り合う角度で停止する。
なお、この錘４０はその底部（下部）４０ａが本体部である頭部（上部）４０ｂよりも細く形成され、錘４０の重心位置が高くなるように構成されている。このため、センサ１００の僅かな傾斜に対しても上記軸線方向に大きなモーメントを作用させることができ、センサ１００を軽量化しながら傾斜感度を高めることができるようになっている。
【００２４】
ここで、図６に示すように、可動電極、すなわち金属板３０に対して、第１の軸部３０ｃ、３０ｃをＸ軸とし、第２の軸部３０ｅ，３０ｅをＹ軸とするように、Ｘ−Ｙ直交座標系をとるものとする。ここで、金属板３０（搭載部３０ｄ）と四つの固定電極１１ａとにより形成される四つの容量可変式の信号検出用コンデンサ（容量素子）は、上記Ｘ−Ｙ直交座標系における第１象限〜第４象限の各象限に１つずつ形成され、これらのうち、第２、第１象限に形成される信号検出用コンデンサの静電容量に対応して検出される電圧（以下、単に検出電圧という）を、Ａ，Ｂとし、第３、第４象限に形成される信号検出用コンデンサの検出電圧をＣ，Ｄとする。
【００２５】
金属板３０がＸ軸回りに揺動する際に、金属板３０と四つの固定電極１１ａにより形成される四つの信号検出用コンデンサのうち第１、第２象限に形成される信号検出用コンデンサは、第３、第４象限に形成される信号検出用コンデンサとは、互いに静電容量が反対方向に増減するように変化する。すなわち、金属板３０がＸ軸回りに揺動する際に固定電極１１ａと金属板３０との間隔が、第１、第２象限に形成される信号検出用コンデンサと第３、第４象限に形成される信号検出用コンデンサとで反対方向に増減するように変化するので、静電容量が反対方向に増減するように変化する。
【００２６】
このとき、第１、第２象限に形成される信号検出用コンデンサにおける金属板３０と固定電極１１ａとの間隔は、同方向に増加、または減少するように変化するので、第１、第２象限に形成される信号検出用コンデンサの静電容量はそれぞれ、同方向に減少又は増加する。同時に、第３、第４象限に形成される信号検出用コンデンサにおける金属板３０と固定電極１１ａとの間隔は、同方向に減少、または増加するように変化するので、第３、第４象限に形成される信号検出用コンデンサの静電容量はそれぞれ、同方向に増加、又は減少する。
【００２７】
したがって、金属板３０がＸ軸回りに揺動した際の四つの信号検出用コンデンサの静電容量に対応した電圧の変化量Ｙは、第１、第２象限に形成される信号検出用コンデンサの静電容量の変化量（電圧換算値）と、第３、第４象限に形成される信号検出用コンデンサの静電容量の変化量（電圧換算値）との差となるから、
Ｙ＝（Ｃ＋Ｄ）−（Ａ＋Ｂ）＝（Ｃ−Ａ）＋（Ｄ−Ｂ）　…（１）
となる。
なお、金属板３０がＸ軸回りに揺動するということは、Ｘ軸は変位せず、Ｙ軸がＸ軸回りに揺動するということであるので、Ｘ軸回りの揺動をＹ軸方向の変化と捉えることができる。
【００２８】
また、金属板３０がＹ軸回りに揺動する際に、金属板３０と四つの固定電極１１ａにより形成される四つの信号検出用コンデンサのうち第２、第３象限に形成される信号検出用コンデンサは、第４、第１象限に形成される信号検出用コンデンサとは、互いに静電容量が反対方向に増減するように変化する。すなわち、金属板３０がＹ軸回りに揺動する際に固定電極１１ａと金属板３０との間隔が、第２、第３象限に形成される信号検出用コンデンサと第４、第１象限に形成される信号検出用コンデンサとで反対方向に増減するように変化するので、静電容量が反対方向に増減するように変化する。
【００２９】
このとき、第２、第３象限に形成される信号検出用コンデンサにおける金属板３０と固定電極１１ａとの間隔は、同方向に増加、または減少するように変化するので、第２、第３象限に形成される信号検出用コンデンサの静電容量はそれぞれ、同方向に減少又は増加する。同時に、第４、第１象限に形成される信号検出用コンデンサにおける金属板３０と固定電極１１ａとの間隔は、同方向に減少、または増加するように変化するので、第４、第１象限に形成される信号検出用コンデンサの静電容量はそれぞれ、同方向に増加、又は減少する。
【００３０】
したがって、金属板３０がＹ軸回りに揺動した際の四つの信号検出用コンデンサの静電容量に対応した電圧の変化量Ｘは、第２、第３象限に形成される信号検出用コンデンサの静電容量の変化量（電圧換算値）と、第４、第１象限に形成される信号検出用コンデンサの静電容量の変化量（電圧換算値）との差となるから、
Ｘ＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）＝（Ａ−Ｂ）＋（Ｃ−Ｄ）　　…（２）
となる。
なお、金属板３０がＹ軸回りに揺動するということは、Ｘ軸がＹ軸回りに揺動するということであるので、Ｙ軸回りの揺動をＸ軸方向の変化として捉えることができる。
【００３１】
静電容量式センサ１００を傾斜センサとして使用する際に上式（１）、（２）の演算を行なうことによりセンサ１００の傾斜に応じた静電容量に対応した電圧の変化量Ｙ，Ｘを求め、これらの値からセンサ１００の傾斜を求めることができる。なお、図７に示すように、一対の第１の軸部３０ｃ（Ｘ軸）、これに直交する位置に互い対向する一対の第２の軸部３０ｅ（Ｙ軸）を可動電極、すなわち金属板３０の隅部に設けることにより、図６に示したものと同様に可動電極の回転軸（揺動軸）と検出系の座標軸とを一致させることができる。
【００３２】
この場合には、Ｘ軸回り（Ｙ軸方向）に金属板３０を揺動した際の静電容量に対応する電圧の変化量Ｙは、
Ｙ＝Ａ−Ｄ　　　　（３）
となり、
また、Ｙ軸回り（Ｘ軸方向）に金属板３０を揺動した際の静電容量に対応した電圧の変化量Ｘは、
Ｘ＝Ｂ−Ｃ　　　　（４）
となる。
【００３３】
また、図３、図４に示すように、金属板３０の支持部３０ａ上には、矩形枠状のスペーサ４２、搭載部３０ｄの必要以上の動きを規制する金属製のストッパ４４及び絶縁性のスペーサ５２が積層されており、スペーサ５２の複数の突起５２ａが、各部材の位置決め孔４５、４３、３１、２１、１３に挿通されている。
さらに、基板１０の上面１１Ｓ上には、スペーサ２０ないしストッパ４４の各部材の周囲に位置し、上面１１Ｓの外周部に沿うように配された矩形枠状の絶縁性のパッキン５０を介して金属製のカバー６０が設けられている。このカバー６０は円筒型の頭部６０ｂとその周辺部に広がるフランジ部６０ａと側面に形成された平板状の複数の突部６０ｃとからなり、そのフランジ部６０ａでスペーサ５２、ストッパ４４、スペーサ４２を介して支持部３０ａを電極１１ｂ側へ押し付けて固定するとともに、突部６０ｃを基板１０の下面１３Ｒに形成されたグランドパターン７０上にかしめ付けることにより、カバー６０は接地されており、防塵，防滴，センサ１００周辺の帯電物による容量ドリフト，ノイズ及び取り扱い上の不注意等からセンサ１００を保護するようになっている。
【００３４】
ところで、基板１０はセラミックス又はエポキシ樹脂等からなる絶縁性の板材の積層体として構成された多層配線基板であり、その中間層として金属面からなるグランド層１２Ｓが形成されている。
基板１０の上面としての固定電極層１１Ｓには、図３に示すように、その中央部に四つの固定電極１１ａが例えば、Ａｇ（銀）のパターン印刷により碁盤目状に形成されている。また、固定電極層１１Ｓの外周部には、金属板３０と導通される電極１１ｂが矩形枠状に形成されている。
【００３５】
グランド層１２Ｓは、基板１０の外部（検出部２００においては基板１０の下面側、回路素子３００においては基板１０の上面側）から入るノイズをカットするノイズシールドとして機能し、スルーホール電極Ｈ１，Ｈ２部分と外周縁部とを除く略全面がＡｇ等の金属面（導電面）として構成されている。
【００３６】
また、この金属面、すなわちグランド層１２Ｓは、基板１０の下面としてのチップ実装面１３Ｒまで貫通する図示してない複数のスルーホール電極（スルーホール電極Ｈ１，Ｈ２と異なる）によってチップ実装面１３Ｒ上の金属面（導電面）からなるグランドパターン７０と導通して、接地用端子（図示せず）と接続されるとともに、基板１０の側面に形成された取り出し電極（図示せず）を介して接地されるようになっている。
【００３７】
回路素子３００は、基板１０裏面側のチップ実装面１３Ｒに搭載されており、チップ実装面１３Ｒ内の信号検出用の端子、電源用の端子、グランド用の端子及び信号出力用の端子と回路素子３００の複数のアルミニウム製の端子とがそれぞれ金バンプ３１０で接続されている。そして、駆動用の端子を介して固定電極１１ａと金属板３０との間に駆動信号が加えられ、この金属板３０と対向配置された固定電極１１ａにより検出された電圧等の電気信号が検出用の端子を介して回路素子３００に入力され、該電気信号により信号検出用コンデンサの容量変化を求めている。
【００３８】
この金属板３０と固定電極１１ａとで構成される信号検出用コンデンサは４つあり、これら４つのコンデンサの容量変化に基づいて傾斜センサ１００の傾斜方向及び傾斜量を算出するようになっている。また、この算出結果はチップ実装面１３Ｒ上に形成された信号出力用の端子及び外部接続電極（図示せず）を介して外部装置に出力されるようになっている。
【００３９】
ここで、回路素子３００は集積回路のベアチップにて構成されている。半導体からなるベアチップのサブストレート３００ｂは金バンプ、スルーホール電極（スルーホール電極Ｈ１，Ｈ２と異なる）等を介して基板１０のグランド層１２Ｓと導通状態となっている。したがって、ベアチップの回路部３００ｃは、下面と周囲が接地されるサブストレート３００ｂによって囲まれ、上面側にはグランド層１２Ｓが存在するため、ほぼ完全にシールドされた構造をとることとなり、外部からのノイズの影響をほとんど受けることはない。
【００４０】
また、固定電極１１ａは、グランド電位に設定された可動電極である、固定電極１１ａより大きい金属板３０と、基板１０内に形成されたグランド層１２Ｓとで挟まれた構造、すなわち、金属板３０とグランド層１２Ｓとの中間に位置するように構成されているので、固定電極１１ａはシールドされた状態となり、外来ノイズの影響を受けにくく、信号検出用コンデンサの静電容量が小さくても、精度良く検出することが可能である。
【００４１】
また、補強のために、回路素子（ベアチップ）３００とチップ実装面１３Ｒとをエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂３２０により接着し一体化させている。
上記構成において、センサ１００を傾けると、錘４０が支持用突起１２と搭載部３０ｄとの当接位置を中心として揺動し、その傾斜方向及び傾斜量に応じて、搭載部３０ｄに対し軸部３０ｃ又は軸部３０ｅ回りのモーメントを作用させる。そして、軸部３０ｃ，３０ｅのひねり変形に対する弾性力とこのモーメントとが釣り合う角度で搭載部３０ｄが停止する。
【００４２】
これにより、可動電極としての搭載部３０ｄと各固定電極１１ａとにより構成される信号検出用コンデンサの静電容量が変化し、その容量変化が、スルーホール電極Ｈ１，Ｈ２及び信号検出用端子等を介して固定電極１１ａの略真下に実装された回路素子３００に電気信号として入力される。そして、回路素子３００による処理結果は、基板１０の底面たる接続電極面１４Ｒの外部接続電極等を介して外部装置へ出力される。
【００４３】
次に、本発明の実施形態に係る静電容量式センサの電気的構成（回路素子３００の構成）を図１に示す。同図において、本発明の実施形態に係る静電容量式センサ１００は、パルス発生回路５００と、分周器として機能するＤ（遅延）フリップフロップ５０２、５０４と、Ｄフリップフロップ５０２、５０４のＱ出力を入力とするＡＮＤゲート５０６と、固定電極１１ａと可動電極３０とで形成される４つの信号検出用コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４とを有している。
【００４４】
パルス発生回路５００は、所定周波数（本実施形態では、例えば、４００ＫＨｚ）のパルス信号を生成し、出力する。
Ｄフリップフロップ５０２は、パルス発生回路５００の出力信号を１／２分周し、Ｄフリップフロップ５０４は、Ｄフリップフロップ５０２のＱＢＡＲ出力を１／２分周するようになっている。
４つの信号検出用コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４における可動電極３０側は共通接続され、接地されている。パルス発生回路５００及びＤフリップフロップ５０２、５０４は、本発明の駆動信号供給手段に相当する。
【００４５】
また、信号検出用コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４における固定電極１１ａ側は、それぞれ保護抵抗Ｒ０、基準コンデンサＣ０を介してＤフリップフロップ５０４のＱ出力端子に接続されている。
さらに、信号検出用コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４における固定電極１１ａ側は、それぞれ、オペアンプ５２０、５２１、５２２、５２３の非反転入力端子に接続されている。オペアンプ５２０、５２１、５２２、５２３の出力端子は、それぞれ、抵抗Ｒ２、Ｒ３の直列回路を介して接地されている。
【００４６】
また、オペアンプ５２０、５２１、５２２、５２３の反転入力端子は、それぞれ抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３の接続点に接続されている。
さらに、オペアンプ５２０、５２１、５２２、５２３の非反転入力端子は、それぞれアナログスイッチ５０８、５０９、５１０、５１１を介して接地されている。これらのアナログスイッチ５０８、５０９、５１０、５１１は、Ｄフリップフロップ５０４のＱＢＡＲ出力端子から出力される信号により、その動作タイミングが制御され、信号検出用コンデンサＣ１〜Ｃ４の各々の両端間を短絡し、リセットする機能を有しており、本発明の基準電位設定手段を構成している。なお、アナログスイッチ５０８〜５１１は、Ｄフリップフロップ５０４のＱＢＡＲ出力がハイレベルの信号でオン状態となり、ロウレベルの信号でオフ状態になるように制御される。信号検出用コンデンサＣ１〜Ｃ４、アナログスイッチ５０８〜５１１及びオペアンプ５２０〜５２３は、本発明の電位検出手段に相当する。
【００４７】
また、オペアンプ５２０、５２１、５２２、５２３の出力端子は、それぞれ、アナログスイッチ５３０、５３１、５３２、５３３を介してオペアンプ５４０、５４１、５４２、５４３の非反転入力端子に接続されている。
アナログスイッチ５３０、５３１、５３２、５３３は、ＡＮＤゲート５０６の出力信号により、その動作タイミングが制御されるようになっており、サンプルホールド用コンデンサＣ５にサンプリングされた信号電圧を保持させる機能を有している。なお、アナログスイッチ５３０〜５３３は、ＡＮＤゲート５０６の出力がハイレベルの信号でオン状態となり、ロウレベルの信号でオフ状態になるように制御される。
【００４８】
また、オペアンプ５４０、５４１、５４２、５４３の非反転入力端子は、それぞれサンプルホールド用コンデンサＣ５を介して接地されている。オペアンプ５４０、５４１、５４２、５４３は、それぞれ反転入力端子が出力端子と短絡され、バッファを構成している。
さらに、抵抗Ｒ４〜Ｒ７とオペアンプ５５０により減算器６００が、抵抗Ｒ４〜Ｒ７とオペアンプ５５１により減算器６０１が、抵抗Ｒ４〜Ｒ７とオペアンプ５５２により減算器６０２が、抵抗Ｒ４〜Ｒ７とオペアンプ５５３により減算器６０３が、それぞれ構成されている。
【００４９】
ここで、抵抗Ｒ４〜Ｒ７の抵抗値は、例えば、Ｒ４＝Ｒ５、Ｒ６＝Ｒ７になるように選択されている。また、抵抗Ｒ５の一端は、Ｖｃｃ／２（Ｖｃｃは電源電圧）の電圧が印加されている。
また、オペアンプ５５０、５５１の出力端子間に直列接続される抵抗Ｒ８、Ｒ９、オペアンプ５６０、オペアンプ５６０の反転入力端子と出力端子との間に並列接続される抵抗Ｒ１０、コンデンサＣ６により加算器７００が、オペアンプ５５２、５５３の出力端間に直列接続される抵抗Ｒ８、Ｒ９、オペアンプ５６１、オペアンプ５６１の反転入力端子と出力端端子との間に並列接続される抵抗Ｒ１０、コンデンサＣ６により加算器７０１が、それぞれ構成されている。オペアンプ５６０、５６１の非反転入力端子は、Ｖｃｃ／２に設定されている。
【００５０】
減算器６００には、オペアンプ５４０の出力とオペアンプ５４１の出力とが入力され、減算器６０１には、オペアンプ５４２の出力とオペアンプ５４３の出力とが入力され、減算器６０２には、オペアンプ５４２の出力とオペアンプ５４０の出力とが入力され、減算器６０３には、オペアンプ５４３の出力とオペアンプ５４１の出力とが入力されるようになっている。
また、加算器７００には、減算器６００の出力と減算器６０１の出力とが入力され、加算器７０１には、減算器６０２の出力と減算器６０３の出力とが入力されるようになっている。
【００５１】
加算器７００、７０１の出力はそれぞれ端子７１０、７１１を介してＡ／Ｄ変換器８００、８０１によりディジタル値に変換されるようになっている。Ａ／Ｄ変換器８００、８０１においてＡ／Ｄ変換に使用する基準電圧は、それぞれ電源電圧Ｖｃｃを分圧した電圧、または電源電圧Ｖｃｃに比例した電圧に設定される。また、減算器６００〜６０３、加算器７００、７０１における設定電圧（基準電圧）も既述したように、電源電圧Ｖｃｃを分圧した電圧、または電源電圧Ｖｃｃに比例した電圧に設定される（本実施形態ではＶｃｃ／２）。減算器６００〜６０３、加算器７００，７０１及びＡ／Ｄ変換器８００、８０１は本発明の演算手段に相当する。
【００５２】
次に、上記構成からなる、本発明の実施形態に係る静電容量式センサ１００の動作を図２のタイミングチャートを参照して説明する。パルス発生回路５００の出力信号はＤフリップフロップ５０２により１／２分周され、２００ＫＨｚのパルス信号がＤフリップフロップ５０２よりＡＮＤゲート５０６の一方の入力端子に入力される。
また、Ｄフリップフロップ５０２のＱＢＡＲ出力はＤフリップフロップ５０４によりさらに、１／２分周され、１００ＫＨｚのパルス信号が生成される。
【００５３】
Ｄフリップフロップ５０４のＱ出力は、信号検出用コンデンサＣ１〜Ｃ４の駆動信号ＶＤＲＩＶＥ（図２（Ａ））として使用され、保護抵抗Ｒ０、基準コンデンサＣ０を介して信号検出用コンデンサＣ１〜Ｃ４の各々の固定電極１１ａ側に入力されると共に、ＡＮＤゲート５０６の他方の入力端子に入力される。
【００５４】
他方、Ｄフリップフロップ５０４のＱＢＡＲ出力は、アナログスイッチ５０８〜５１１に入力される。すなわち、アナログスイッチ５０８〜５１１には、信号検出用コンデンサＣ１〜Ｃ４に印加される駆動信号ＶＤＲＩＶＥを反転した信号が印加される。
さらに、Ｄフリップフロップ５０２のＱ出力（２００ＫＨｚのパルス信号）とＤフリップフロップ５０４のＱ出力、すなわち駆動信号ＶＤＲＩＶＥとの論理積がＡＮＤゲート５０６によりとられ、ＡＮＤゲート５０６の出力信号ＶＳＡＭＰＬ（図２（Ｂ））がアナログスイッチ５３０〜５３３に出力される。
【００５５】
したがって、Ｄフリップフロップ５０４のＱＢＡＲ出力により、アナログスイッチ５０８〜５１１がオン状態となり、信号検出用コンデンサＣ１〜Ｃ４の各々の両端間が短絡され、信号検出用コンデンサＣ１〜Ｃ４の充電電荷が零になった、すなわち信号検出用コンデンサＣ１〜Ｃ４がリセット状態となった後のタイミング（例えば、時刻ｔ０）でアナログスイッチ５０８〜５１１がオフ状態となり、この時点で信号検出用コンデンサＣ１〜Ｃ４の各々に保護抵抗Ｒ０、基準コンデンサＣ０を介してハイレベルの駆動信号ＶＤＲＩＶＥが供給されることとなる。
【００５６】
一方、信号検出用コンデンサＣ１〜Ｃ４の各々は、静電容量式センサ１００の傾斜状態に応じて、固定電極１１ａと可動電極３０との間隔が変化し、それぞれ、静電容量が変化している。
駆動信号ＶＤＲＩＶＥは、基準コンデンサの静電容量と各信号検出用コンデンサの静電容量との比に相当する分圧比で分圧され、この分圧された電圧が各信号検出用コンデンサＣ１〜Ｃ４の固定電極１１ａに印加され、それぞれ充電される。
【００５７】
このとき、可動電極３０側は、固定電位であるグランド電位に設定されているために、固定電極１１ａ側に駆動信号ＶＤＲＩＶＥの上記分圧電圧が印加された際の各信号検出用コンデンサＣ１〜Ｃ４の固定電極１１ａの電位を検出すれば、各信号検出用コンデンサＣ１〜Ｃ４の静電容量に対応する電圧を検出することができる。
【００５８】
信号検出用コンデンサＣ１〜Ｃ４の固定電極１１ａから取り出された信号電圧は、それぞれ、オペアンプ５２０、５２１、５２２、５２３の非反転入力端子に入力され、抵抗Ｒ２、Ｒ３の定数により定まるゲインで増幅された信号Ｖｏｕｔ１（図２（Ｃ））がオペアンプ５２０、５２１、５２２、５２３の出力端子より出力される。
【００５９】
次いで、信号Ｖｏｕｔ１の出力が過渡期間経過後の安定領域に達する時刻ｔ１（時刻ｔ０と時刻ｔ２の中間の時刻）でＡＮＤゲート５０６の出力ＶＳＡＭＰＬが立ち上がり、この結果、アナログスイッチ５３０、５３１、５３２、５３３がオン状態となり、各サンプルホールド用コンデンサＣ５は、それぞれ、オペアンプ５２０、５２１、５２２、５２３の出力電圧、すなわち対応する信号検出用コンデンサＣ１〜Ｃ４より検出されたこれらの静電容量に応じた信号Ｖｏｕｔ１に充電される。
【００６０】
次いで、ＡＮＤゲート５０６の出力ＶＳＡＭＰＬが立ち下がる時刻ｔ２でアナログスイッチ５３０、５３１、５３２、５３３がオフ状態となり、各サンプルホールド用コンデンサＣ５に、蓄積された信号電荷に応じた信号電圧Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが保持される。各サンプルホールド用コンデンサＣ５に保持された信号電圧Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、バッファとして機能するオペアンプ５４０、５４１、５４２、５４３よりそれぞれ、出力される。
以上の動作が１００ＫＨｚの周期で繰り返し、行なわれることとなる。
【００６１】
ここで、減算器６００にはオペアンプ５４０及び５４１の出力（Ａ，Ｂ）が、減算器６０１にはオペアンプ５４２及び５４３の出力（Ｃ，Ｄ）が、減算器６０２にはオペアンプ５４２及び５４０の出力（Ｃ，Ａ）が、減算器６０３にはオペアンプ５４３及び５４１の出力（Ｄ，Ｂ）が、それぞれ入力される。この結果、減算器６００より演算出力（Ａ−Ｂ）が、減算器６０１より演算出力（Ｃ−Ｄ）が、減算器６０２より演算出力（Ｃ−Ａ）が、さらに、減算器６０３より演算出力（Ｄ−Ｂ）が、それぞれ、出力される。
【００６２】
次いで、加算器７００では、減算器６００の演算出力と、減算器６０１の演算出力とが加算され、出力端子７１０より図６に示したＹ軸回りの傾斜に伴うＸ軸方向の容量変化を示す演算出力｛（Ａ−Ｂ）＋（Ｃ−Ｄ）｝が出力される。
また、加算器７０１では、減算器６０２の演算出力と、減算器６０３の演算出力とが加算され、出力端子７１１より図６に示したＸ軸回りの傾斜であるＹ軸方向の容量変化を示す演算出力｛（Ｃ−Ａ）＋（Ｄ−Ｂ）｝が出力される。
【００６３】
Ａ／Ｄ変換器８００、８０１では、電源電圧Ｖｃｃを分圧した電圧、または電源電圧Ｖｃｃに比例した電圧を基準電圧として出力端子７１０、７１１を介して入力される演算出力をディジタル値に変換して出力する。
【００６４】
本実施形態に係る静電容量式センサによれば、固定電極と可動電極のうちいずれか一方の電極を所定の固定電位（グランド電位）に設定する電位設定手段と、前記固定電極と可動電極のうちいずれか他方の電極に基準容量を介して、ロウレベルとハイレベルとに交互に変化する駆動信号を印加する駆動信号供給手段と、前記他方の電極の電位を検出する電位検出手段と、前記電位検出手段により検出された、前記駆動信号のロウレベル時とハイレベル時における前記他方の電極のそれぞれの電位に基づいて前記可動電極の揺動動作の程度（揺動量）を求める演算手段とを有するので、従来の静電容量式センサのように、ＣＲ遅延回路を使用して静電容量を検出していないので、抵抗素子の温度変化や配線抵抗の影響を受けず、精度良く静電容量に基づいて揺動動作を検出することができる。
したがって、センサ本体の傾斜状態やセンサ本体に作用する加速度等を精度よく検知することができる。
【００６５】
また、本実施形態に係る静電容量式センサによれば、前記電位検出手段は、前記駆動信号がロウレベルとハイレベルのうちいずれか一方のレベル時に、前記他方の電極を基準電位に設定する基準電位設定手段を有し、前記駆動信号がロウレベルとハイレベルのうちいずれか他方のレベル時に前記基準容量を介して前記他方の電極に印加された際の前記他方の電極の電位を検出するようにしたので、前記他方の電極に前記ロウレベルとハイレベルのうちの他方のレベルが印加された際の電圧のみを検出すればよく、その後の処理回路を簡単化することができる。
【００６６】
また、本実施形態に係る静電容量式センサによれば、さらに、前記駆動信号がロウレベルとハイレベルのうちいずれか一方のレベルから他方のレベルに切り替わった直後の過渡期間経過後の電圧を電圧保持手段により、サンプルホールドするようにしたので、前記他方の電極に印加された安定領域の電圧を検出することができ、精度のよい検出をすることができる。
【００６７】
また、本実施形態に係る静電容量式センサによれば、固定電極が複数に分割されており、該分割された複数の電極と可動電極とで複数の容量素子が形成されるとともに、可動電極は固定電位（グランド電位）に設定されるようにしたので、可動電極を固定電位に設定することにより、複数の静電容量素子が形成されている場合においても、それぞれの静電容量素子から信号を取り出すための複数の引き回し配線等は不要であり、配線が簡単となる。
また、可動電極の電位が固定されているため、可動電極側から外部に輻射ノイズが出にくくなる。
【００６８】
また、本実施形態に係る静電容量式センサによれば、固定電極は、接地される可動電極と固定基板のグランド層とで挟まれるように形成されているので、外来ノイズの影響を受けにくく、センサを構成する容量素子の静電容量が小さくとも、精度良く検出することができる。
【００６９】
また、本実施形態に係る静電容量式センサによれば、揺動動作に伴って、容量が増加する第１の容量素子と、容量が減少する第２の容量素子の少なくとも一対の容量素子の静電容量に対応した電圧の差をとって揺動動作を演算するようにしているので、センサが傾斜し、あるいはセンサに外力が加わることにより可動電極が揺動した際における容量素子における静電容量に対応した電圧の変化量を精度良く求めることができる。すなわち、温度ドリフトや、初期オフセットの影響をキャンセルすることができる。
【００７０】
また、本実施形態に係る静電容量式センサによれば、可動電極は、直交するＸ−Ｙ座標面に対して２軸に揺動可能であり、かつ複数の容量素子は、前記Ｘ−Ｙ座標面の第１〜第４象限に対応して４つ有り、演算手段として、前記４つの容量素子のうち対をなす２つの容量素子における静電容量に対応した電圧の差をそれぞれ、算出する減算器と、前記減算器により算出された２組の減算結果を加算する加算器とを有するので、演算のダイナミックレンジを大きくとることができ、検出精度を高めることができる。
【００７１】
また、本実施形態に係る静電容量式センサによれば、前記演算手段は、さらに前記加算器の出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器を有するとともに、前記駆動信号供給手段は、電源電圧に比例する前記ハイレベルの信号を出力し、前記演算手段は、基準電圧として前記電源電圧を分圧した電圧、または該電圧に比例した電圧を使用するようにしたので、電源電圧が変動しても、正確に静電容量に基づいてセンサの傾斜状態や加速度等を検出することができる。
なお、上述した本実施形態においては、可動電極３０が支持用突起１２を揺動支点として２軸回りに揺動するもので説明したが、本発明はこれに限られず、揺動支点を有さずに、可動電極と固定電極との距離が変化するようなものであってもよい。
また、１軸回りにのみ、可動電極が揺動するものでもよい。さらに、検出対象が傾斜や加速度に限られないことはいうまでもない。
【００７２】
【発明の効果】
本発明によれば、固定電極と可動電極のうちいずれか一方の電極を所定の固定電位に設定する電位設定手段と、前記固定電極と可動電極のうちいずれか他方の電極に基準容量を介して、ロウレベルとハイレベルとに交互に変化する駆動信号を印加する駆動信号供給手段と、前記他方の電極の電位を検出する電位検出手段と、前記電位検出手段により検出された、前記駆動信号のロウレベル時とハイレベル時における前記他方の電極のそれぞれの電位に基づいて前記可動電極の揺動動作の度合いを求める演算手段とを有し、従来の静電容量式センサのように、ＣＲ遅延回路を使用して静電容量を検出していないので、抵抗素子の温度変化や配線抵抗の影響を受けず、精度良く静電容量に基づき、可動電極の揺動動作を検出することができる。
よって、傾斜状態や加速度等を精度よく検出可能な静電容量式センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る静電容量式センサの電気的構成を示すブロック図。
【図２】図１に示した本発明の実施形態に係る静電容量式センサの動作を説明するためのタイミングチャート。
【図３】本発明の実施形態に係る静電容量式センサの全体構成を示す概略断面図。
【図４】本発明の実施形態に係る静電容量センサの全体構成を示す分解斜視図。
【図５】図３に示した本発明の実施形態に係る静電容量式センサにおける基板の平面図。
【図６】図３に示した本発明の実施形態に係る静電容量式センサにおける基板に対向して設けられている金属板（可動電極）の一例を示す平面図。
【図７】図３に示した本発明の実施形態に係る静電容量式センサにおける基板に対向して設けられている金属板（可動電極）の他の例を示す平面図。
【図８】従来の静電容量式センサの処理回路の構成を示す回路図。
【図９】図８に示す処理回路の各点における信号波形を示す図。
【符号の説明】
１０…基板、１１ａ…固定電極、１２…支持用突起、１２Ｓ…グランド層、２０…スペーサ、３０…可動電極、４０…錘、５０…パッキン、６０…カバー、１００…静電容量式センサ、２００…検出部、３００…回路素子、３００Ｃ…回路部（拡散部）、５００…パルス発生回路、５０２、５０４…Ｄフリップフロップ、Ｃ０…基準コンデンサ（基準容量）、Ｃ１〜Ｃ４…信号検出用コンデンサ（容量素子）、Ｃ５…サンプルホールド用コンデンサ、５０８〜５１１、５３０〜５３３…アナログスイッチ、５２０〜５２３、５４０〜５４３…オペアンプ、６００〜６０３…減算器、７００、７０１…加算器、８００、８０１…Ａ／Ｄ変換器
【図１】
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【図２】
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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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