(57)【要約】【課題】  センサ部で拾うノイズや人体からセンサ部に伝達するノイズを低減し、ＳＮ比を向上させることができる容量検出センサ、指紋センサ及び容量検出方法を提供する。【解決手段】  センサ部５において、駆動信号に変調波が乗算された印加信号波を駆動信号として、駆動線と検出線との交差点における容量変化を検出する。そして、ＣＶ変換部６において、この容量変化を電圧に変換する。一方、位相調整部８において、変調波の位相を、ＣＶ変換部６が出力する電圧変換された印加信号波の位相と一致させ、掛算器７において、変調波と印加信号波とを乗算し、フィルタ部９で駆動信号の周波数成分を取り出す。【選択図】  図１
2005091139.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動信号を出力する駆動信号発生部と、
前記駆動信号を変調する変調波を出力する変調波発生部と、
前記駆動信号と前記変調波とを乗算した印加信号波を出力する第１の掛算器と、
前記第１の掛算器から入力する印加信号波を駆動信号として、駆動線と検出線との交差点における容量変化を検出するセンサ部と、
前記センサ部から入力する容量変化を電圧に変換するＣＶ変換部と、
前記変調波発生部から入力する前記変調波の位相を、前記ＣＶ変換部が出力する電圧変換された印加信号波の位相と一致させる位相調整部と、
前記位相調整部から入力する変調波と、前記ＣＶ変換部から入力する印加信号波とを乗算する第２の掛算器と、
前記第２の掛算器から入力する信号のうち、前記駆動信号発生部で発生した駆動信号の周波数成分を取り出すフィルタ部と
を具備することを特徴とする容量検出センサ。
【請求項２】
前記センサ部は、複数の駆動線に対して、複数の検出線をマトリックス状に配設したエリア型センサである
ことを特徴とする請求項１に記載の容量検出センサ。
【請求項３】
前記センサ部は、複数の駆動線に対して、１本の検出線が形成されたライン型センサである
ことを特徴とする請求項１に記載の容量検出センサ。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかの項に記載の容量検出センサを用いる
ことを特徴とする指紋センサ。
【請求項５】
駆動信号発生部が、駆動信号を出力し、
変調波発生部が、前記駆動信号を変調する変調波を出力し、
第１の掛算器が、前記駆動信号と前記変調波とを乗算した印加信号波を出力し、
センサ部が、前記第１の掛算器から入力する印加信号波を駆動信号として、駆動線と検出線との交差点における容量変化を検出し、
ＣＶ変換部が、前記センサ部から入力する容量変化を電圧に変換し、
位相調整部が、前記変調波発生部から入力する前記変調波の位相を、前記ＣＶ変換部が出力する電圧変換された印加信号波の位相と一致させ、
第２の掛算器が、前記位相調整部から入力する変調波と、前記ＣＶ変換部から入力する印加信号波とを乗算し、
フィルタ部が、前記第２の掛算器から入力する信号のうち、前記駆動信号発生部で発生した駆動信号の周波数成分を取り出す
ことを特徴とする容量検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容量検出センサ、指紋センサ及び容量検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
バイオメトリクスの中で最も有望とされる指紋センサ部において、指紋の隆線と谷の形状を検出するエリア型の指紋センサが必要とされている。その一例として、所定の間隔で列配線（駆動線）と行配線（検出線）とを2枚のフィルムの表面にそれぞれ形成し、必要な絶縁膜等を追加して所定の間隔を持って対向して配置したエリア型の容量検出センサが考えられる。このエリア型センサ部においては、指を置いたときに指紋の形状に倣ってフィルム面が変形するため、列配線と行配線との間隔が場所によって変化し、微小な容量変化として検出される感圧式のセンサとして機能する。
このエリア型センサ部においては、数十フェムト・ファラッドに満たない微小な容量変化を、列配線と行配線が交差する各々のポイントにおいて、マトリックス状に検出する必要がある。このため、検出回路においては、容量変化が微小であるため、高感度であることが要求されるばかりではなく、人体から伝達されるノイズや回路系のノイズに対する耐性があることが要求される。
この感圧式センサの他に、列配線と行配線に接続した電極に指などの導体または誘電体が近接することによる電極からの電気力線の変化に応じてこの電極の容量変化を検出して、指紋形状を検出する方法も提案されている。これも同様に、検出回路においては、さらに容量変化が微小であるため高感度であることが要求されるばかりではなく、人体等から伝達されるノイズを除去することが要求される。
【０００３】
この容量検出に応用できる従来技術としては、例えば、特許文献１に記載されているように、容量値の変化をスイッチトキャパシタ部により電気信号に変換する検出回路が挙げられる。これは、第1のセンサ駆動信号で駆動され検出対象の容量変化を検出するセンサ容量素子と、第２のセンサ駆動信号で駆動され検出回路基準容量となる参照容量素子とが共通のスイッチトキャパシタ回路に接続され、相互に位相差９０度の出力信号を持つ第１及び第２のサンプルホールド部がそれぞれの信号をサンプリングした後に、サンプリング結果の差を求めることにより検出信号を得ることができる。
この検出回路は、共通のスイッチトキャパシタ回路において、検出対象となる容量Ｃｓは帰還容量Ｃｆに反比例した安定した検出が可能となり、かつ、スイッチトキャパシタ回路のリセットスイッチ（帰還制御スイッチ）のゲート電極に蓄積された電荷Ｑｄの影響、つまり、フィードスルー容量の影響が相殺される。また、スイッチトキャパシタ回路の基準電位のオフセット成分や入力信号などに含まれる低周波のノイズに対しては、２つのサンプリング結果の差を求めることによりある程度除去できる効果も期待される。
また、特許文献１の第３実施例の図４に開示されているように、スイッチトキャパシタの後段にハイパスフィルタ、ローパスフィルタ、バンドパスフィルタを挿入することよりノイズ除去が可能である。
【特許文献１】特許第２５６１０４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の構成によって除去可能なノイズは、スイッチトキャパシタの後段以降で発生するノイズであり、スイッチトキャパシタより前段で混入するノイズに対して除去しにくい、または、まったく除去することが出来ない。
これは、スイッチトキャパシタ部がリセットスイッチを開いている間中、信号、ノイズにかかわらず、入力電流を蓄積し、チャージ量に応じた電圧を出力するからである。したがって、この電圧を後段で単にフィルタにかけても、センサ部で拾うノイズや人体からセンサ部に伝導するノイズは除去しにくい、または、全く除去できないという問題点があった。
【０００５】
以下、この問題について図面を参照して説明する。図９、１０、１１は、それぞれ従来例の構成における波形図、人体からセンサへ伝導するノイズ混入経路を示す等価回路図、人体からセンサへ伝導するノイズ混入経路を示す説明図である。
図９において、検出電流は、オペアンプの負入力端子線に流れる検出電流である。
フィルタで除去しにくい例として、検出電流Ｎ１のように、点線で示したノイズがあるとすると、ＣＶ出力電圧Ｎ１のようなオペアンプ出力となるが、フィルタは真値の過渡応答の都合により帯域が限定されてしまうので、このようなノイズ成分は除去しにくい。
同様に、フィルタで全くノイズを除去できない例として、検出電流Ｎ２のように、真値と同時に点線で示したノイズが重なった場合、ＣＶ出力電圧Ｎ２の点線のようなオペアンプ出力となるが、ノイズ電流の出力には周波数変動として全く現れないため、当然後段にフィルタを設けてもまったくノイズを除去することが出来ない。
【０００６】
さらに、図１１に示すように、感圧式センサは、フィルムで絶縁され、配線を駆動する回路のインピーダンスが低い場合であっても、配線抵抗があるため、指を近づけたときに「指、フィルム、配線」の順、すなわち、指（電極）、フィルム（誘電体）、配線（電極）のコンデンサが形成され、人体が発するノイズが配線に結合されるので、センサの出力電流には、人体が発するノイズが重畳している。
ましてや、列配線と行配線に接続した電極に指などの導体または誘電体が近接することによる電極からの電気力線の変化に応じて電極の容量変化を検出するセンサでは、外界から受ける電磁波などにより、指などの導体または誘電体の電位が変動すると、当然電気力線も変動するため、センサの出力電流にノイズが重畳する。
以上のように、従来例では、スイッチトキャパシタにおいて、重畳されたノイズ電流を含んだ状態でフィードバック容量で充電されてしまうため、単に後段にフィルタを設けるだけではノイズ低減効果が小さいか、まったく低減できないという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、センサ部で拾うノイズや人体からセンサ部に伝達するノイズを低減し、ＳＮ比を向上させることができる容量検出センサ、指紋センサ及び容量検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は上記の課題を解決すべくなされたもので、本発明は、駆動信号を出力する駆動信号発生部と、前記駆動信号を変調する変調波を出力する変調波発生部と、前記駆動信号と前記変調波とを乗算した印加信号波を出力する第１の掛算器と、前記第１の掛算器から入力する印加信号波を駆動信号として、駆動線と検出線との交差点における容量変化を検出するセンサ部と、前記センサ部から入力する容量変化を電圧に変換するＣＶ変換部と、前記変調波発生部から入力する前記変調波の位相を、前記ＣＶ変換部が出力する電圧変換された印加信号波の位相と一致させる位相調整部と、前記位相調整部から入力する変調波と、前記ＣＶ変換部から入力する印加信号波とを乗算する第２の掛算器と、前記第２の掛算器から入力する信号のうち、前記駆動信号発生部で発生した駆動信号の周波数成分を取り出すフィルタ部とを具備することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、前記センサ部は、複数の駆動線に対して、複数の検出線をマトリックス状に配設したエリア型センサであることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、前記センサ部は、複数の駆動線に対して、１本の検出線が形成されたライン型センサであることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、容量検出センサを指紋センサとして用いることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、駆動信号発生部が、駆動信号を出力し、変調波発生部が、前記駆動信号を変調する変調波を出力し、第１の掛算器が、前記駆動信号と前記変調波とを乗算した印加信号波を出力し、センサ部が、前記第１の掛算器から入力する印加信号波を駆動信号として、駆動線と検出線との交差点における容量変化を検出し、ＣＶ変換部が、前記センサ部から入力する容量変化を電圧に変換し、位相調整部が、前記変調波発生部から入力する前記変調波の位相を、前記ＣＶ変換部が出力する電圧変換された印加信号波の位相と一致させ、第２の掛算器が、前記位相調整部から入力する変調波と、前記ＣＶ変換部から入力する印加信号波とを乗算し、フィルタ部が、前記第２の掛算器から入力する信号のうち、前記駆動信号発生部で発生した駆動信号の周波数成分を取り出すことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明によれば、駆動信号発生部が、駆動信号を出力し、変調波発生部が、駆動信号を変調する変調波を出力し、第１の掛算器が、駆動信号と変調波とを乗算した印加信号波を出力し、センサ部が、第１の掛算器から入力する印加信号波を駆動信号として、駆動線と検出線との交差点における容量変化を検出し、ＣＶ変換部が、センサ部から入力する容量変化を電圧に変換し、位相調整部が、変調波発生部から入力する変調波の位相を、ＣＶ変換部が出力する電圧変換された印加信号波の位相と一致させ、第２の掛算器が、位相調整部から入力する変調波と、ＣＶ変換部から入力する印加信号波とを乗算し、フィルタ部が、第２の掛算器から入力する信号のうち、駆動信号発生部で発生した駆動信号の周波数成分を取り出す。
したがって、センサ部で拾うノイズや人体からセンサ部に伝達するノイズを低減し、ＳＮ比を向上させることができる効果が得られる。
【００１４】
また、本発明によれば、センサ部を複数の駆動線に対して、複数の検出線をマトリックス状に配設したエリア型センサで構成する。
したがって、駆動線と検出線がマトリックス状になったエリア型センサを構成できるため、センサ部で拾うノイズや人体からセンサ部に伝達するノイズを低減し、ＳＮ比を向上させることができるとともに、ユーザの操作性を向上させることができる効果が得られる。
【００１５】
また、本発明によれば、センサ部を、複数の駆動線に対して、１本の検出線が形成されたライン型センサで構成する。
したがって、駆動線が１列のみのライン型センサを構成できるため、センサ部で拾うノイズや人体からセンサ部に伝達するノイズを低減し、ＳＮ比を向上させることができるとともに、回路の小型化、コストダウンを図ることができる効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【実施例１】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の容量検出センサの一実施形態について説明する。図１は、本実施形態の容量検出センサの構成図である。
本実施形態の容量検出センサは、駆動信号発生部１と、変調波発生部２と、掛算器３と、切替部４と、センサ部５と、ＣＶ変換部６と、掛算器７と、位相調整部８と、フィルタ部９と、振幅検出部１０と、セレクタ部１６と、ＡＤ変換部１１とから主として構成される。
駆動信号発生部１は、センサ部５に供給される駆動信号を生成し、掛算器３に出力する。今、この駆動信号をＡｃｏｓωｃｔと定義する。
変調波発生部２は、駆動信号発生部１において生成される駆動信号を変調する変調波を生成し、掛算器３及び位相調整部８に出力する。同様に、この変調波をＢｃｏｓωｍｔと定義する。
掛算器３は、駆動信号発生部１から入力する駆動信号Ａｃｏｓωｃｔと変調波発生部２から入力する変調波Ｂｃｏｓωｍｔとを乗算した印加信号波Ａｃｏｓωｃｔ・Ｂｃｏｓωｍｔを切替部４に出力する。
【００１８】
切替部４は、センサ部５の駆動線側に接続されており、掛算器３から入力する印加信号波Ａｃｏｓωｃｔ・Ｂｃｏｓωｍｔを制御部（図示せず）から入力する制御信号に基づいて選択された１つの駆動線に出力する。なお、切替部４は、選択していないすべての出力（つまり、選択された１本以外）は一定の直流電圧、例えば、グラウンドに接続されるようにしてある。
センサ部５は、切替部４側の複数の駆動線１２に対して、ＣＶ変換部６側に複数の検出線１３をマトリックス状に配設したエリア型、あるいは、切替部４側の複数の駆動線１２に対して、ＣＶ変換部６側に１本の検出線１３が形成されたライン型の容量検出型指紋センサであって、掛算器７から入力する印加信号波を駆動信号として、駆動線１２と検出線１３との交差点における容量変化を検出する。具体的には、図２に示すように、駆動線１２と検出線１３との交差点において、当該駆動線１２上の近傍点と当該検出線１３上の近傍点との間に設けられたコンデンサの容量に比例した印加信号波が検出線１３から出力される。
【００１９】
ＣＶ変換部６は、例えば、図３に示すように構成され、センサ部５の検出線１３から入力する容量変化、すなわち、コンデンサの容量に比例した印加信号波ｋＡｃｏｓωｃｔ・Ｂｃｏｓωｍｔを電圧に変換し、掛算器７に出力する。ただし、ｋは比例定数を示す。なお、図３に示す構成例は実装に応じて当業者が適宜選択するものであり、本願発明の要旨を変更しない設計変更等は、本発明に含まれるものである。
ここで、本願発明で問題としているノイズ混入について考えてみる。ＣＶ変換部６以前に混入するノイズをＣｃｏｓωｎｔとすると、ノイズが混入した場合、ＣＶ変換部６の出力はｋＡｃｏｓωｃｔ・Ｂｃｏｓωｍｔ＋Ｃｃｏｓωｎｔとなる。以下、このノイズ混入を考慮した印加信号波を検出波という。
位相調整部８は、変調波発生部２から入力する変調波の位相を、ＣＶ変換部６が出力する検出波の位相と一致させる。具体的には、位相調整部８は、センサ部５からＣＶ変換部６で遅延する検出波の位相と変調波の位相が等しくなるように、変調波の位相を遅延させて、掛算器７に出力する。この位相調整部８の出力をＤｃｏｓωｍｔとする。
【００２０】
掛算器７は、位相調整部８から入力する変調波と、ＣＶ変換部６から入力する検出波とを乗算して、フィルタ部９に出力する（後述する）。
フィルタ部９は、掛算器７から入力する信号のうち、駆動信号発生部１で発生した駆動信号の周波数成分を取り出す。
振幅検出部１０は、例えば、図４に示すようなピークホールド回路で構成され、フィルタ部９により抽出された駆動信号の周波数成分の振幅を検出し、この振幅と等しいＤＣレベルを出力する。なお、図４に示す構成例は実装に応じて当業者が適宜選択するものであり、本願発明の要旨を変更しない設計変更等は、本発明に含まれるものである。
なお、ＣＶ変換部６より後段の掛算器７、フィルタ部９、振幅検出部１０の組は、検出線数と対応する分だけ複数設けられる。
セレクタ部１６は、振幅検出部１０の振幅出力を選択し，ＡＤ変換部１１に出力する。
ＡＤ変換部１１は、セレクタ部１６からの振幅出力をＡＤ変換し、指紋形状に比例したデジタル出力を取り出す。
【００２１】
次に、図面を参照して、本実施形態の容量検出センサの動作について説明する。図５は、本実施形態の容量検出センサの各ブロックの波形図である。
図５に示すように、まず駆動信号発生部１において、駆動信号Ａｃｏｓωｃｔが生成され、変調波発生部２において、変調波Ｂｃｏｓωｍｔが生成される。この駆動信号Ａｃｏｓωｃｔと変調波Ｂｃｏｓωｍｔとは、掛算器３によって乗算され、印加信号波Ａｃｏｓωｃｔ・Ｂｃｏｓωｍｔが切替部４に出力される。
切替部４において、制御部からの制御信号に基づいて、複数の駆動線１２及び対応する検出線１３が順次スキャンされる。このとき、選択されたｊ番目の駆動線１２に印加信号波が順次供給されて、交差部分に設けられたコンデンサの容量に比例する信号（検出波）が対応する検出線１３より出力される。
【００２２】
一方、位相調整部８において、変調波が入力されると、センサ部５からＣＶ変換部６で遅延する検出波の位相と変調波の位相が等しくなるように、変調波の位相が遅延されて、掛算器７に出力される。
掛算器７において、位相調整部８から入力する変調波Ｄｃｏｓωｍｔと、ＣＶ変換部６から入力する検出波（ｋＡｃｏｓωｃｔ・Ｂｃｏｓωｍｔ＋Ｃｃｏｓωｎｔ）とが乗算される。
すなわち、
【数１】
2005091139.tif 000003
となる。
【００２３】
ここで、第１項は、駆動信号発生部１で発生した信号と同じ周波数成分のみである。また、第２項は、変調波発生部２で発生した信号の２倍の周波数２ωｍを中心にノイズの周波数分±ωｎ離れた成分である。つまり、図６に示すように、ノイズの周波数成分は、変調波発生部２で発生した信号の周波数ωｍ付近に移動する。
ここで、フィルタ部９は第１項のみを抽出するように構成することで、センサ部５の容量変化に応じた振幅の正弦波を取り出すことができる。そして、必要に応じて、セレクタ部１６において、振幅検出部１０の振幅出力を選択し、ＡＤ変換部１１を通すことで所望の信号を取り出すことができる。
すなわち、以上よりＣＶ変換部６以前に混入するノイズを抑圧することができる。なお、本実施形態においては、説明の簡単化のため、ノイズの周波数をωｍとして説明したが、重ね合わせの定理により、ノイズ周波数が複数あるような場合であっても、以上の説明が成り立つことは明らかである。
【００２４】
以上説明したように、本実施形態の容量検出センサによれば、駆動信号発生部１が、駆動信号を出力し、変調波発生部２が、駆動信号を変調する変調波を出力し、掛算器３が、駆動信号と変調波とを乗算した印加信号波を出力し、センサ部５が、掛算器３から入力する印加信号波を駆動信号として、駆動線と検出線との交差点における容量変化を検出し、ＣＶ変換部６が、センサ部５から入力する容量変化を電圧に変換し、位相調整部８が、変調波発生部２から入力する変調波の位相を、ＣＶ変換部６が出力する電圧変換された印加信号波の位相と一致させ、掛算器７が、位相調整部８から入力する変調波と、ＣＶ変換部６から入力する印加信号波とを乗算し、フィルタ部９が、掛算器７から入力する信号のうち、駆動信号発生部１で発生した駆動信号の周波数成分を取り出す。
したがって、センサ部で拾うノイズや人体からセンサ部に伝達するノイズを低減し、ＳＮ比を向上させることができる効果が得られる。
【実施例２】
【００２５】
以下、図面を参照して、本発明の容量検出センサの第２の実施形態について説明する。図７は、本実施形態の容量検出センサの構成図である。
本実施形態の容量検出センサが、第１の実施形態と異なる点は、複数のＣＶ変換部６の出力を切り替える切替部１５を設け、ＣＶ変換部６より後段の掛算器７、フィルタブ９、振幅検出部１０の組を１つとした点である。
すなわち、センサ部５は、第１の実施形態と同様に、順次スキャンされ、複数のＣＶ変換部６に検出波が出力される。各ＣＶ変換部６は、検出波をＣＶ変換して切替部１５に出力する。切替部１５は、複数のＣＶ変換部６の出力をスキャン順に切り替えて、入力する検出波を掛算器７に出力する。
そして、掛算器７、位相調整部８、フィルタ部９、振幅検出部１０は、第１の実施形態と同様に動作して、駆動信号発生部１で発生した駆動信号の周波数成分を取り出す。
【００２６】
したがって、本実施形態の容量検出センサによれば、駆動信号発生部１が、駆動信号を出力し、変調波発生部２が、駆動信号を変調する変調波を出力し、掛算器３が、駆動信号と変調波とを乗算した印加信号波を出力し、センサ部５が、掛算器３から入力する印加信号波を駆動信号として、駆動線と検出線との交差点における容量変化を検出し、ＣＶ変換部６が、センサ部５から入力する容量変化を電圧に変換し、切替部１５が、ＣＶ変換部６の出力をセンサ部５のスキャン順に切り替え、位相調整部８が、変調波発生部２から入力する変調波の位相をＣＶ変換部６が出力する電圧変換された印加信号波の位相と一致させ、掛算器７が、位相調整部８から入力する変調波と、切替部１５で選択された印加信号波とを乗算し、フィルタ部９が、掛算器７から入力する信号のうち、駆動信号発生部１で発生した駆動信号の周波数成分を取り出す。
したがって、第１の実施形態と同様に、センサ部で拾うノイズや人体からセンサ部に伝達するノイズを低減し、ＳＮ比を向上させることができるとともに、掛算器７〜振幅検出部１０までの組を複数設ける必要が無くなり、回路の共有によりローコスト化を図ることができる効果が得られる。
なお、ＣＶ変換部６の出力を切り替える切替部１５を複数設け、掛算器７〜振幅検出部１０までの組を少なくした構成としてもよい。
【実施例３】
【００２７】
以下、図面を参照して、本発明の容量検出センサの第３の実施形態について説明する。図８は、本実施形態の容量検出センサの構成図である。
本実施形態の容量検出センサが、第２の実施形態と異なる点は、ＣＶ変換部６の前段に複数の検出線１３を切り替える切替部１４を１つ設け、ＣＶ変換部６〜振幅検出部１０までの組を１つとした点である。
すなわち、センサ部５は、第１、２の実施形態と同様に、順次スキャンされ、複数の検出線１３と接続された切替部１４に検出波が出力される。切替部１４は、選択した検出線１３から入力する検出波をＣＶ変換部６に出力する。ＣＶ変換部６は、検出波をＣＶ変換して掛算器７に出力する。
そして、掛算器７、位相調整部８、フィルタ部９、振幅検出部１０は、第１の実施形態と同様に動作して、駆動信号発生部１で発生した駆動信号の周波数成分を取り出す。
【００２８】
したがって、本実施形態の容量検出センサによれば、駆動信号発生部１が、駆動信号を出力し、変調波発生部２が、駆動信号を変調する変調波を出力し、掛算器３が、駆動信号と変調波とを乗算した印加信号波を出力し、センサ部５が、掛算器３から入力する印加信号波を駆動信号として、駆動線と検出線との交差点における容量変化を検出し、切替部１４が、複数の検出線をセンサ部５のスキャン順に切り替え、ＣＶ変換部６が、センサ部５から入力する容量変化を電圧に変換し、位相調整部８が、変調波発生部２から入力する変調波の位相をＣＶ変換部６が出力する電圧変換された印加信号波の位相と一致させ、掛算器７が、位相調整部８から入力する変調波と、ＣＶ変換部６が変換した印加信号波とを乗算し、フィルタ部９が、掛算器７から入力する信号のうち、駆動信号発生部１で発生した駆動信号の周波数成分を取り出す。
したがって、第１の実施形態と同様に、センサ部で拾うノイズや人体からセンサ部に伝達するノイズを低減し、ＳＮ比を向上させることができるとともに、ＣＶ変換部６〜振幅検出部１０までの組を複数設ける必要が無くなり、回路の共有によりローコスト化を図ることができる効果が得られる。
なお、複数の検出線を切り替える切替部１４を複数設け、ＣＶ変換部６〜振幅検出部１０までの組を少なくした構成としてもよい。
【００２９】
さらに、以上説明した構成において、掛算器７の２つの入力信号をＡＤ変換し、掛算器７、フィルタ部９、振幅検出部１０でのデジタル演算により、容量変化を算出するようにしてもよい。
この場合、容量検出センサは、プログラム可能なロジック回路やハードロジック回路を有する構成としてもよいが、内部に、コンピュータシステムを有する構成でもよい。
そして、コンピュータシステムを有する構成の場合には、上述したＡＤ変換後の演算処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。
また、上述したＡＤ変換後のデータを、ホストコンピュータ等の外部機器に送り、当該機器側でハード的またはソフト的に演算処理を行うようにしてもよい。
すなわち、容量検出センサにおける、各処理手段、処理部は、ＣＰＵ等の中央演算処理装置がＲＯＭやＲＡＭ等の主記憶装置に上記プログラムを読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、実現されるものである。
ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第１の実施例の構成図。
【図２】センサ部５の構成とスキャン方法を示す説明図。
【図３】ＣＶ変換部６の回路図。
【図４】振幅検出部１０の回路図。
【図５】各ブロックの波形図。
【図６】掛算器３、７の出力スペクトル図。
【図７】第２の実施例の構成図。
【図８】第３の実施例の構成図。
【図９】従来例の波形図。
【図１０】人体からセンサへ伝導するノイズ混入経路を示す等価回路図。
【図１１】人体からセンサへ伝導するノイズ混入経路を示す説明図。
【符号の説明】
【００３１】
１…駆動信号発生部
２…変調波発生部
３、７…掛算器
４、１４、１５…切替部
５…センサ部
６…ＣＶ変換部
８…位相調整部
９…フィルタ部
１０…振幅検出部
１１…ＡＤ変換部
１２…駆動線
１３…検出線
１６…セレクタ部
【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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【図１０】
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【図１１】
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