[发明专利]传感器装置和其控制方法以及程序

说明书

传感器装置具有：传感器部，输出具有与检测对象的物理量相应的振幅的正弦波的检测信号；参照信号生成部，生成具有与检测信号相等的频率且具有与检测信号相等的相位的正弦波的第1参照信号；和解调部，将第1参照信号与从传感器部输出的检测信号相乘，生成与该相乘结果的信号所包括的直流分量相应的信号，作为与检测对象的物理量相应的第1解调信号。参照信号生成部生成具有与检测信号相等的频率且相位相对于检测信号偏离了的正弦波的第2参照信号。解调部将第2参照信号与从传感器部输出的检测信号相乘，并生成与该相乘结果的信号所包括的直流分量相应的信号，作为与重叠于检测信号的噪声分量相应的第2解调信号。

技术领域

本公开涉及根据输入的驱动信号生成检测信号的传感器装置和其控制方法以及程序，例如涉及检测静电电容的静电电容传感器等传感器装置。

背景技术

在检测静电电容随着物体的接近的变化的一般的静电电容传感器中，在物体接近的场所配置有1个以上的电极，从而检测形成在物体与电极间或电极间的寄生的电容器的静电电容。向这些电极施加具有一定的振幅的驱动信号，并通过电荷放大器检测与驱动信号相应地变化的电容器的电荷。在驱动信号的振幅恒定的情况下，电荷放大器输出的检测信号(与电容器的电荷成正比的信号)的变化表示电容器的静电电容的变化。在触摸板、触摸屏、触摸开关等所代表的静电电容传感器中，基于这样的静电电容的变化来感知人体等的接近，并进行坐标的计算、姿势识别。

在静电电容传感器中，由于检测到因电极而寄生地形成的电容器的微小的电荷的变化，因而由电极和噪声源的静电耦合导致的噪声容易混入，噪声容易与检测信号重叠。为了降低与检测信号重叠的噪声分量，一般使用如下的方法：将与驱动信号相同的频率的正弦波信号与检测信号相乘，并根据该相乘结果，通过低通滤波器来提取直流分量。通过低通滤波器提取的直流分量和与检测信号中的驱动信号相同频率的信号分量的振幅成正比，因而具有与驱动信号不同的频率的噪声分量被有效地去除。

例如在下述的专利文献1中记载的传感器中，在检测2个电极间的静电电容的电路中，向一个电极施加驱动信号，并在另一电极连接电流·电压变换电路。与驱动信号具有相同的频率的SIN信号和COS信号分别与电流·电压变换电路的输出信号相乘，根据2个相乘结果通过低通滤波器提取2个直流分量。2个直流分量表示电流·电压变换电路的输出信号所包括的驱动信号和相同频率的信号分量的向量，能够根据该向量的大小求出该信号分量的振幅、即静电电容。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-135346号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在将与驱动信号相同频率的参照信号与检测信号相乘而提取直流分量的方法中，有不能去除与驱动信号相同频率的噪声分量这样的问题。因此，在上述的专利文献1所记载的传感器中，在判定与驱动信号相同频率的噪声是否混入的情况下，在停止驱动信号的施加的状态下进行直流分量的提取。在停止驱动信号的施加的状态下提取的直流分量中不包括与静电电容相关的分量，几乎仅包括噪声分量，因而能够根据该直流分量的大小判定噪声的混入的有无。

然而，在具有基于共用的正弦波信号来生成驱动信号和参照信号的简易的电路结构的情况下，如果为了停止驱动信号的施加而停止正弦波信号的生成，则参照信号的生成也停止。因此，有需要追加仅停止驱动信号的生成的电路，从而电路结构变得复杂这样的缺点。此外，在输出驱动信号的情况下和停止输出的情况下，如果生成驱动信号的电路的输出阻抗变化，则电极与噪声源之间的静电耦合的状态会变化，从而与检测信号重叠的噪声分量的大小也可能变化。