(57)【要約】  キャパシタンス測定回路及びキャパシタンス測定方法を公開する。キャパシタンス測定回路及びキャパシタンス測定方法は、制御部が感知信号のレベルに関係なく、指定された規則に従って制御コードを所定回数分発生し、発生した制御コードによる感知信号のレベルが正常であると判別される場合、制御コードを変更してキャパシタンス値を測定する。よって、測定されたキャパシタンス値はほとんどノイズの影響を受けず、安定的な値として出力することができる。
2013542439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御コードに対応するパルス幅を有するパルス信号を発生するパルス信号発生部と、
パッドを備え、前記パッドを介して印加されるキャパシタンスにより前記パルス信号を遅延して遅延パルス信号に出力するパルス信号伝達部と、
前記遅延パルス信号を検出して感知信号を出力するパルス信号検出部と、
指定された規則に従って前記制御コードを複数回数生成して前記パルス信号発生部に印加し、生成した前記制御コードのそれぞれに対応する前記複数の感知信号を判別して前記制御コードの変更可否を決定する制御部と、を備えることを特徴とするキャパシタンス測定回路。
【請求項２】
前記制御部は、
同じ値の前記制御コードをｎ回（ｎは、自然数）生成して前記パルス発生部に印加し、前記ｎ回生成された制御コードのそれぞれに対する前記感知信号の値を保存することを特徴とする請求項１に記載のキャパシタンス測定回路。
【請求項３】
前記制御部は、
前記保存された複数の感知信号で０の数がｑ個（ｑは、ｎより小さいか同じ自然数）以上であると、前記制御コードを増加して出力することを特徴とする請求項２に記載のキャパシタンス測定回路。
【請求項４】
前記制御部は、
前記保存された複数の前記感知信号で１の数がｐ個（ｐは、ｎより小さいか同じ自然数）以上であると、前記制御コードを減少して出力することを特徴とする請求項２に記載のキャパシタンス測定回路。
【請求項５】
前記制御部は、
前記保存された複数の感知信号で０の数がｑ個（ｑは、ｎより小さいか同じ自然数）以上であると、前記制御コードを増加して出力し、前記保存された複数の前記感知信号で１の数がｐ個（ｐは、ｎより小さいか同じ自然数）以上であると、前記制御コードを減少して出力し、前記制御コードの増加及び減少が指定された回数以上に繰り返されると、前記制御コードをキャパシタンス値として出力することを特徴とする請求項２に記載のキャパシタンス測定回路。
【請求項６】
前記制御部は、
前記保存された複数の感知信号で１の数がｐ個（ｐは、ｎより小さいか同じ自然数）より小さいか、または０の数がｑ個（ｑは、ｎより小さいか同じ自然数）より小さいと、ノイズが含まれたものと判断して前記制御コードを変化せず、同じ前記制御コードを再びｎ回生成して前記パルス発生部に印加することを特徴とする請求項２に記載のキャパシタンス測定回路。
【請求項７】
前記制御部は、
同じ前記制御コードを再びｎ回生成して前記パルス発生部に印加すると、繰り返し回数を増加させ、前記繰り返し回数が設定された最大繰り返し回数より大きいと、ノイズフラッグを活性化することを特徴とする請求項６に記載のキャパシタンス測定回路。
【請求項８】
前記制御部は、
前記繰り返し回数が設定された最大繰り返し回数より大きいと、前記制御コード及び前記繰り返し回数を初期化することを特徴とする請求項７に記載のキャパシタンス測定回路。
【請求項９】
前記制御部は、
順に増加する前記ｒ個（ｒは、自然数）の制御コードを生成して前記パルス発生部に印加し、前記生成されたｒ個の制御コードのそれぞれに対する前記感知信号の値を順に保存し、保存された複数の前記感知信号の中から１の値を有する感知信号の後に０の値を有する感知信号があると、ノイズが含まれたものと判断して前記順に増加する前記ｒ個の制御コードを再出力することを特徴とする請求項１に記載のキャパシタンス測定回路。
【請求項１０】
前記制御部は、
前記順に増加する前記ｒ個の制御コードを前記パルス発生部に印加すると、繰り返し回数を増加し、前記繰り返し回数が設定された最大繰り返し回数より大きいと、ノイズフラッグを活性化して出力することを特徴とする請求項９に記載のキャパシタンス測定回路。
【請求項１１】
前記制御部は、
前記繰り返し回数が設定された最大繰り返し回数より大きいと、前記制御コード及び前記繰り返し回数を初期化することを特徴とする請求項１０に記載のキャパシタンス測定回路。
【請求項１２】
前記制御部は、
前記保存された複数の感知信号がすべて１の値を有すると、前記制御コードを減少して出力することを特徴とする請求項９に記載のキャパシタンス測定回路。
【請求項１３】
前記制御部は、
前記保存された複数の感知信号がすべて０の値を有すると、前記制御コードを増加して出力することを特徴とする請求項９に記載のキャパシタンス測定回路。
【請求項１４】
前記制御部は、
前記保存された複数の感知信号の中から０の値を有する感知信号の後に保存された感知信号がすべて１の値を有すると、最初の１の値を有する感知信号に対応する制御コードをキャパシタンス値として出力することを特徴とする請求項９に記載のキャパシタンス測定回路。
【請求項１５】
前記制御部は、
順に減少する前記ｓ個（ｓは、自然数）の制御コードを生成して前記パルス発生部に印加し、前記生成されたｓ個の制御コードのそれぞれに対する前記感知信号の値を順に保存し、保存された複数の前記感知信号の中から０の値を有する感知信号の後に１の値を有する感知信号があると、ノイズが含まれたものと判断して前記順に減少する前記ｓ個の制御コードを再出力することを特徴とする請求項１に記載のキャパシタンス測定回路。
【請求項１６】
前記制御部は、
前記順に減少する前記ｓ個の制御コードを前記パルス発生部に印加すると、繰り返し回数を増加させて、前記繰り返し回数が設定された最大繰り返し回数より大きいと、ノイズフラッグを活性化して出力することを特徴とする請求項１５に記載のキャパシタンス測定回路。
【請求項１７】
前記制御部は、
前記繰り返し回数が設定された最大繰り返し回数より大きいと、前記制御コード及び前記繰り返し回数を初期化することを特徴とする請求項１６に記載のキャパシタンス測定回路。
【請求項１８】
前記制御部は、
前記保存された複数の感知信号がすべて１の値を有すると、前記制御コードを減少して出力することを特徴とする請求項１５に記載のキャパシタンス測定回路。
【請求項１９】
前記制御部は、
前記保存された複数の感知信号がすべて０の値を有すると、前記制御コードを増加して出力することを特徴とする請求項１５に記載のキャパシタンス測定回路。
【請求項２０】
前記制御部は、
前記保存された複数の感知信号の中から１の値を有する感知信号の後に保存された感知信号がすべて０の値を有すると、最初の０の値を有する感知信号に対応する制御コードをキャパシタンス値として出力することを特徴とする請求項１５に記載のキャパシタンス測定回路。
【請求項２１】
前記制御部は、
前記制御コードが有することができる最大値以内に設定された第１範囲の上限及び下限に対応する制御コードを相互に複数回数生成して前記パルス発生部に印加し、前記生成された制御コードのそれぞれに対する前記感知信号の値を順に保存し、保存された複数の前記感知信号の中から前記下限に対応する前記制御コードに対して前記感知信号が１の値を有し、前記上限に対応する前記制御コードに対して前記感知信号が０の値を有すると、ノイズが含まれたものと判断して前記第１範囲の上限及び下限に対応する制御コードをさらに相互に複数回数再出力することを特徴とする請求項１に記載のキャパシタンス測定回路。
【請求項２２】
前記制御部は、
前記第１範囲の上限及び下限に対応する制御コードをさらに相互に複数回数また前記パルス発生部に印加すると、繰り返し回数を増加させて、前記繰り返し回数が設定された最大繰り返し回数より大きいと、ノイズフラッグを活性化して出力することを特徴とする請求項２１に記載のキャパシタンス測定回路。
【請求項２３】
前記制御部は、
前記繰り返し回数が設定された最大繰り返し回数より大きいと、前記制御コード及び前記繰り返し回数を初期化することを特徴とする請求項２２に記載のキャパシタンス測定回路。
【請求項２４】
前記制御部は、
前記保存された複数の感知信号がすべて１の値を有すると、前記設定された範囲より低い値を有する範囲で、上限及び下限に対応する前記制御コードを相互に複数回数生成して前記パルス発生部に印加することを特徴とする請求項２１に記載のキャパシタンス測定回路。
【請求項２５】
前記制御部は、
前記保存された複数の感知信号がすべて０の値を有すると、前記第１範囲より高い値を有する範囲で、上限及び下限に対応する前記制御コードを相互に複数回数生成して前記パルス発生部に印加することを特徴とする請求項２１に記載のキャパシタンス測定回路。
【請求項２６】
前記制御部は、
前記保存された複数の感知信号の中から下限に対応する制御コードに対応する前記感知信号が０の値を有し、前記保存された複数の感知信号の中から上限に対応する制御コードに対応する前記感知信号が１の値を有すると、前記第１範囲内で、前記第１範囲より狭い範囲の上限及び下限に対応する前記制御コードを相互に複数回数生成して前記パルス発生部に印加することを特徴とする請求項２１に記載のキャパシタンス測定回路。
【請求項２７】
前記制御部は、
前記上限及び前記下限に対応する前記制御コードの値の差が最小であると、前記制御コードをキャパシタンス値として出力することを特徴とする請求項２６に記載のキャパシタンス測定回路。
【請求項２８】
前記パルス信号発生部は、
クロック信号を発生するクロック信号発生器と、
前記制御コードに対応する遅延時間分前記クロック信号を遅延して遅延クロック信号を出力する可変遅延チェーンと、
前記クロック信号と前記遅延クロック信号に応答して前記遅延時間に対応するパルス幅を有する前記パルス信号を発生する論理演算部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のキャパシタンス測定回路。
【請求項２９】
前記パルス信号伝達部は、
前記パルス信号発生部と前記パルス信号検出部との間に接続され、前記パッドを介して印加されるキャパシタンスとともに前記パルス信号の伝達を抑圧する抵抗をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のキャパシタンス測定回路。
【請求項３０】
前記パルス信号検出部は、
前記クロック信号に応答して前記遅延パルス信号によってトグリングされる出力信号を発生するフリップフロップと、前記クロック信号に応答して前記フリップフロップの出力信号の周期を判別して前記感知信号を出力する周期判別部と、を備えることを特徴とする請求項２８に記載のキャパシタンス測定回路。
【請求項３１】
前記パルス信号検出部は、
前記遅延パルス信号をそれぞれ異なる利得で増幅してそれぞれ増幅信号を出力する複数の増幅器と、
前記複数の増幅器のそれぞれに対応して備えられ、それぞれ対応する前記増幅信号をラッチしてラッチ信号を出力する複数のフリップフロップと、を備えることを特徴とする請求項１に記載のキャパシタンス測定回路。
【請求項３２】
前記制御部は、
前記複数のラッチ信号の変化を感知してノイズが存在するか否かを判別することを特徴とする請求項３１に記載のキャパシタンス測定回路。
【請求項３３】
制御コードに対応するパルス幅を有するパルス信号を発生する段階と、
パッドを介して印加されるキャパシタンスに応答して前記パルス信号を遅延して遅延パルス信号を出力する段階と、
前記遅延パルス信号を検出して感知信号を出力する段階と、
前記制御コードを複数回数生成して前記パルス信号発生部に印加し、生成した前記制御コードのそれぞれに対応する前記複数の感知信号を判別して前記制御コードの変更可否を決定する段階と、を備えることを特徴とするキャパシタンス測定方法。
【請求項３４】
前記制御コードの変更可否を決定する段階は、
同じ値の前記制御コードをｎ回（ｎは、自然数）生成して前記パルス発生部に印加する段階と、
前記ｎ回生成された制御コードのそれぞれに対する前記感知信号の値を保存する段階と、を備えることを特徴とする請求項３３に記載のキャパシタンス測定方法。
【請求項３５】
前記制御コードの変更可否を決定する段階は、
前記保存された複数の感知信号で０の数がｑ個（ｑは、ｎより小さいか同じ自然数）以上であると、前記制御コードを増加して出力する段階をさらに備えることを特徴とする請求項３４に記載のキャパシタンス測定方法。
【請求項３６】
前記制御コードの変更可否を決定する段階は、
前記保存された複数の感知信号で１の数がｐ個（ｐは、ｎより小さいか同じ自然数）以上であると、前記制御コードを減少して出力する段階をさらに備えることを特徴とする請求項３４に記載のキャパシタンス測定方法。
【請求項３７】
前記制御コードの変更可否を決定する段階は、
前記保存された複数の感知信号で０の数がｑ個（ｑは、ｎより小さいか同じ自然数）以上であると、前記制御コードを増加して出力し、前記保存された複数の感知信号で１の数がｐ個（ｐは、ｎより小さいか同じ自然数）以上であると、前記制御コードを減少して出力する段階と、
前記制御コードの増加及び減少が指定された回数以上繰り返されると、前記制御コードをキャパシタンス値として出力する段階と、をさらに備えることを特徴とする請求項３４に記載のキャパシタンス測定方法。
【請求項３８】
前記制御コードの変更可否を決定する段階は、
前記保存された複数の感知信号で１の個がｐ個（ｐは、ｎより小さいか同じ自然数）より小さいか、または０の数がｑ個（ｑは、ｎより小さいか同じ自然数）より小さいと、ノイズが含まれたものと判断して前記制御コードを変化せず、同じ前記制御コードを再びｎ回生成して前記パルス発生部に印加する段階をさらに備えることを特徴とする請求項３４に記載のキャパシタンス測定方法。
【請求項３９】
前記制御コードの変更可否を決定する段階は、
順に増加する前記ｒ個（ｒは、自然数）の制御コードを生成して前記パルス発生部に印加する段階と、
前記生成されたｒ個の制御コードのそれぞれに対する前記感知信号の値を順に保存する段階と、
保存された複数の前記感知信号の中から１の値を有する感知信号の後に０の値を有する感知信号があると、ノイズが含まれたものと判断して前記順に増加する前記ｒ個の制御コードを再出力する段階と、を備えることを特徴とする請求項３３に記載のキャパシタンス測定方法。
【請求項４０】
前記制御コードの変更可否を決定する段階は、
前記保存された複数の感知信号がすべて１の値を有すると、前記制御コードを減少して出力する段階と、
前記保存された複数の感知信号がすべて０の値を有すると、前記制御コードを増加して出力する段階と、をさらに備えることを特徴とする請求項３９に記載のキャパシタンス測定方法。
【請求項４１】
前記制御コードの変更可否を決定する段階は、
前記保存された複数の感知信号の中から０の値を有する感知信号の後に保存された感知信号がすべて１の値を有すると、最初の１の値を有する感知信号に対応する制御コードをキャパシタンス値として出力する段階をさらに備えることを特徴とする請求項３９に記載のキャパシタンス測定方法。
【請求項４２】
前記制御コードの変更可否を決定する段階は、
順に減少する前記ｓ個（ｓは、自然数）の制御コードを生成して前記パルス発生部に印加する段階と、
前記生成されたｓ個の制御コードのそれぞれに対する前記感知信号の値を順に保存する段階と、
保存された複数の前記感知信号の中から０の値を有する感知信号の後に１の値を有する感知信号があると、ノイズが含まれたものと判断して前記順に減少する前記ｓ個の制御コードを再出力する段階と、を備えることを特徴とする請求項３３に記載のキャパシタンス測定方法。
【請求項４３】
前記制御コードの変更可否を決定する段階は、
前記保存された複数の感知信号がすべて１の値を有すると、前記制御コードを減少して出力する段階と、
前記保存された複数の感知信号がすべて０の値を有すると、前記制御コードを増加して出力する段階と、をさらに備えることを特徴とする請求項４２に記載のキャパシタンス測定方法。
【請求項４４】
前記制御コードの変更可否を決定する段階は、
前記保存された複数の感知信号の中から１の値を有する感知信号の後に保存された感知信号がすべて０の値を有すると、最初の０の値を有する感知信号に対応する制御コードをキャパシタンス値として出力することを特徴とする請求項４２に記載のキャパシタンス測定方法。
【請求項４５】
前記制御コードの変更可否を決定する段階は、
前記制御コードが有することができる最大値以内に設定された第１範囲の上限及び下限に対応する制御コードを相互に複数回数生成して前記パルス発生部に印加する段階と、
前記生成された制御コードのそれぞれに対する前記感知信号の値を順に保存する段階と、
保存された複数の前記感知信号の中から前記下限に対応する前記制御コードに対して前記感知信号が１の値を有し、前記上限に対応する前記制御コードに対して前記感知信号が０の値を有すると、ノイズが含まれたものと判断して前記第１範囲の上限及び下限に対応する制御コードをさらに相互に複数回数再出力する段階と、を備えることを特徴とする請求項３３に記載のキャパシタンス測定方法。
【請求項４６】
前記制御コードの変更可否を決定する段階は、
前記保存された複数の感知信号がすべて１の値を有すると、前記第１範囲より低い値を有する範囲に上限及び下限に対応する前記制御コードを相互に複数回数生成して前記パルス発生部に印加する段階と、
前記保存された複数の感知信号がすべて０の値を有すると、前記第１範囲より高い値を有する範囲に上限及び下限に対応する前記制御コードを相互に複数回数生成して前記パルス発生部に印加する段階と、
前記保存された複数の感知信号の中から下限に対応する制御コードに対応する前記感知信号が０の値を有し、前記保存された複数の感知信号の中から上限に対応する制御コードに対応する前記感知信号が１の値を有すると、前記第１範囲内に前記第１範囲より狭い範囲の上限及び下限に対応する前記制御コードを相互に複数回数生成して前記パルス発生部に印加する段階と、をさらに備えることを特徴とする請求項４５に記載のキャパシタンス測定方法。
【請求項４７】
前記制御コードの変更可否を決定する段階は、
前記上限及び前記下限に対応する前記制御コードの値の差が最小であると、前記制御コードをキャパシタンス値として出力することを特徴とする請求項４６に記載のキャパシタンス測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャパシタンス測定回路及びキャパシタンス測定方法に関し、特にノイズの影響を低減することができるキャパシタンス測定回路及びキャパシタンス測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
キャパシタンス測定回路（ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｃｉｒｃｕｉｔ）は、キャパシタンスを測定するための回路であって、主に各種回路または素子のキャパシタンスを測定するために用いられる。しかしながら、最近は、各種携帯用装置がタッチパッド、タッチスクリーン、及び接近感知センサのようなユーザインターフェースを提供することで、ユーザの接触及び接近を感知することができるキャパシタンス測定回路の適用範囲が拡がっている。
【０００３】
図１は従来のキャパシタンス測定回路の一例を示す図であって、韓国特許公開１０−２００９−００２６７９１号に公開されている。図１に示すキャパシタンス測定回路１は、パルス信号発生部１０、パルス信号伝達部２０、パルス信号検出部３０、及び制御部４０を備える。
【０００４】
パルス信号発生部１０は、制御部４０から伝送される制御コードＣｃｏｄｅに従ってパルス信号ｐｕｌのパルス幅を設定し、設定されたパルス幅を有するパルス信号ｐｕｌを発生する。
【０００５】
パルス信号発生部１０は、クロック信号発生器１１と可変遅延チェーンＶＤＣ、インバータＩＮＶ、及びアンドゲートＡＮＤを備える。クロック信号発生器１１は、クロック信号ｃｌｋを発生して可変遅延チェーンＶＤＣ及びアンドゲートＡＮＤの一端子にそれぞれ伝送する。可変遅延チェーンＶＤＣは、制御部４０から出力される制御コードＣｃｏｄｅに応答してクロック信号ｃｌｋを可変遅延して遅延クロック信号ｄｃｌｋを出力する。インバータＩＮＶは、可変遅延チェーンＶＤＣから出力される遅延クロック信号ｄｃｌｋを反転する。そして、反転した遅延クロック信号／ｄｃｌｋはアンドゲートＡＮＤの残りの端子に伝送される。アンドゲートＡＮＤはクロック信号発生器１１から伝送されるクロック信号ｃｌｋと可変遅延チェーンＶＤＣ及びインバータＩＮＶを経て伝送される反転遅延クロック信号／ｄｃｌｋを論理積して可変遅延チェーンＶＤＣの遅延時間に対応されるパルス幅を有するパルス信号ｐｕｌを発生する。可変遅延チェーンＶＤＣの遅延時間は制御コードＣｃｏｄｅに対応する時間である。よって、パルス信号ｐｕｌのパルス幅も制御コードＣｃｏｄｅに対応する幅となる。
【０００６】
抵抗Ｒ１とパッドＰＡＤで構成されるパルス信号伝達部２０は、パッドＰＡＤに所定の静電容量を有する接触物体が接触されると、パルス信号ｐｕｌはパッドＰＡＤを介して印加された接触物体のキャパシタンスと抵抗Ｒ１によりパルス信号ｐｕｌの信号レベルが低くなる。ここで、遅延パルス信号ｄｐｕｌは、パルス信号ｐｕｌが抵抗Ｒ１とパッドＰＡＤを通過したパルスを意味する。
【０００７】
このとき、接触物体は、所定のキャパシタンスを有するすべての物体が適用されることができ、代表的な例としては、多くの電荷を蓄積する人体がある。
【０００８】
パルス信号検出部３０は、遅延パルス信号ｄｐｕｌを感知して感知信号ｄｅｔを出力する。接触物体のキャパシタンスにより遅延パルス信号ｄｐｕｌの信号レベルが一定水準以下に減少されると、遅延パルス信号ｄｐｕｌはパルス信号検出部３０から検出されない。または、制御部４０から入力される制御コードＣｃｏｄｅが一定以下になってパルス信号ｐｕｌの幅が所定値以下になっても遅延パルス信号ｄｐｕｌはパルス信号検出部３０から検出されない。
パルス信号検出部３０はＴ−フリップフロップ３１及び周期判別器３２を備える。Ｔ−フリップフロップＴＦＦは、クロック信号ｃｌｋに応答して遅延パルス信号ｄｐｕｌを印加し、遅延パルス信号ｄｐｕｌが伝達されるとクロック信号ｃｌｋの上昇エッジまたは下降エッジに同期化されて出力信号をトグリングし、遅延パルス信号ｄｐｕｌが伝達されないと出力信号をトグリングさせない。周期判別器３２Ｔ−フリップフロップ３１の出力信号が周期的に遷移するか否かを判別して周期的に遷移する場合にハイレベルの感知信号ｄｅｔを出力し、周期的に遷移しなければローレベルの感知信号ｄｅｔを出力する。
【０００９】
制御部４０はコード発生部４１を備えて、感知信号ｄｅｔにより接触物体のキャパシタンス値に対応する制御コードＣｃｏｄｅを出力する。感知信号ｄｅｔがローレベルに印加されると制御コードＣｃｏｄｅを増加して出力し、感知信号ｄｅｔがローレベルに印加されると制御コードＣｃｏｄｅを減少して出力する。そして、パルス信号発生部１０の可変遅延チェーンＶＤＣは、制御コードＣＣｏｄｅに応答して、クロック信号ｃｌｋの遅延時間を調節して遅延クロック信号ｄｃｌｋを出力する。よって、制御コードＣｃｏｄｅによりパルス信号発生部１０から出力されるパルス信号の幅が調節される。
【００１０】
図２及び図３は、図１のキャパシタンス測定回路の動作を説明するための図である。図２及び図３を参照すると、キャパシタンス測定回路１の制御部４０は、感知信号ｄｅｔに応答して制御コードＣｃｏｄｅを調節する。すなわち、制御部４０のコード発生部４１は、パルス信号検出部３０から出力される感知信号ｄｅｔがローレベルであれば制御コードＣｃｏｄｅを増加させ、パルス信号検出部３０から出力される感知信号ｄｅｔがローレベルであれば制御コードＣｃｏｄｅを減少させる。
【００１１】
制御コードＣｃｏｄｅに応答して可変遅延チェーンＶＤＣは、クロック信号ｃｌｋを可変遅延して遅延クロック信号ｄｃｌｋを出力し、パルス信号発生部１０は可変遅延チェーンＶＤＣでクロック信号ｃｌｋを遅延する時間によってパルス信号ｐｕｌの幅を可変して出力する。そして、パルス信号検出部３０は、パルス信号伝達部２０のパッドＰＡＤを介して印加されるキャパシタンスにより遅延される遅延パルス信号ｄｐｕｌを感知して感知信号ｄｅｔを出力する。
【００１２】
すなわち、パッドＰＡＤを介して印加されるキャパシタンスによりパルス信号ｐｕｌが遅延パルス信号ｄｐｕｌに伝達されたか否かが決定される。すなわち、パッドＰＡＤを介して印加されるキャパシタンスに比べてパルス信号ｐｕｌのパルス幅が小さいとパルス信号ｐｕｌは遅延パルス信号ｄｐｕｌに伝達できず（すなわち、パルス信号検出部３０は遅延パルス信号ｄｐｕｌを検出することができず）、パッドＰＡＤを介して印加されるキャパシタンスに比べてパルス信号ｐｕｌのパルス幅が大きいとパルス信号ｐｕｌは遅延パルス信号ｄｐｕｌに伝達することができる（すなわち、パルス信号検出部３０は遅延パルス信号ｄｐｕｌを検出することができる。）。よって、パルス信号検出部３０が、遅延パルス信号ｄｐｕｌが伝達されるか否か（すなわち、遅延パルス信号ｄｐｕｌが検出されるか否か）によって感知信号ｄｅｔを出力し、制御部４０が感知信号ｄｅｔによって制御コードＣｃｏｄｅを可変させるとともに、感知信号ｄｅｔをチェックすることで、パッドＰＡＤを介して印加されるキャパシタンスを測定することができる。
【００１３】
図１のキャパシタンス測定回路１においてコード発生部４１は制御コードＣｃｏｄｅを１ビット単位でアップ／ダウンするので、ノイズによって変動する制御コードＣｃｏｄｅの変動幅は大きくない。しかし、図１のキャパシタンス測定回路１の実際動作においては、たとえ制御コードＣｃｏｄｅが１ビット単位でアップ／ダウンするとしても、ノイズによって制御コードＣｃｏｄｅは継続的に変動する。このような制御コードＣｃｏｄｅの変動は制御部４０がフィルタをさらに備えてフィルタリングしても、キャパシタンス測定回路１が安定的な制御コードＣｃｏｄｅを出力することを困難とさせる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の目的は、ノイズの影響を低減することができるキャパシタンス測定回路を提供することである。
【００１５】
本発明の他の目的は、上記目的を達成するためのキャパシタンス測定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記目的を達成するためのキャパシタンス測定回路は、制御コードに応答してクロック信号のパルス幅を可変してパルス信号を発生するパルス信号発生部と、パッドを備え、前記パッドを介して印加されるキャパシタンスに応答して前記パルス信号を遅延して遅延パルス信号を出力するパルス信号伝達部と、前記クロック信号に応答して前記遅延パルス信号を検出して感知信号を出力するパルス信号検出部と、指定された規則に従って前記制御コードを複数回数生成して前記パルス信号発生部に印加し、生成した前記制御コードに応答して印加される前記複数の感知信号を判別して前記制御コードの変更可否を決定する制御部と、を備える。
【００１７】
前記目的を達成するための制御部は、同じ値の前記制御コードをｎ回（ｎは、自然数）生成して前記パルス発生部に印加し、前記ｎ回生成された制御コードのそれぞれに対する前記感知信号の値を保存し、保存された複数の前記感知信号で１の数がｐ個（ｐは、ｎより小さいか同じ自然数）以上であると、前記制御コードを減少して出力することを特徴とする。
【００１８】
前記目的を達成するための制御部は、前記保存された複数の感知信号で０の数がｑ個（ｑは、ｎより小さいか同じ自然数）以上であると、前記制御コードを増加して出力することを特徴とする。
【００１９】
前記目的を達成するための制御部は、前記制御コードの増加及び減少が指定された回数以上繰り返されると、前記制御コードをキャパシタンス値として出力することを特徴とする。
【００２０】
前記目的を達成するための制御部は、順に増加する前記ｒ個（ｒは、自然数）の制御コードを生成して前記パルス発生部に印加し、前記生成されたｒ個の制御コードのそれぞれに対する前記感知信号の値を順に保存し、保存された複数の前記感知信号の中から１の値を有する感知信号の後に０の値を有する感知信号があると、ノイズが含まれたものと判断して前記順に増加する前記ｒ個の制御コードを再出力することを特徴とする。
【００２１】
前記目的を達成するための制御部は、前記保存された複数の感知信号の中から０の値を有する感知信号の後に保存された感知信号がすべて１の値を有すると、最初の１の値を有する感知信号に対応する制御コードをキャパシタンス値として出力することを特徴とする。
【００２２】
前記目的を達成するための制御部は、順に減少する前記ｓ個（ｓは、自然数）の制御コードを生成して前記パルス発生部に印加し、前記生成されたｓ個の制御コードのそれぞれに対する前記感知信号の値を順に保存し、保存された複数の前記感知信号の中から０の値を有する感知信号の後に１の値を有する感知信号があると、ノイズが含まれたものと判断して前記順に減少する前記ｓ個の制御コードを再出力することを特徴とする。
【００２３】
前記目的を達成するための制御部は、前記保存された複数の感知信号の中から１の値を有する感知信号の後に保存された感知信号がすべて０の値を有すると、最初の０の値を有する感知信号に対応する制御コードをキャパシタンス値として出力することを特徴とする。
【００２４】
前記目的を達成するための制御部は、前記制御コードが有することができる最大値以内で設定された第１範囲の上限及び下限に対応する制御コードを相互に複数回数生成して前記パルス発生部に印加し、前記生成された制御コードのそれぞれに対する前記感知信号の値を順に保存し、保存された複数の前記感知信号の中から前記下限に対応する前記制御コードに対して前記感知信号が１の値を有し、前記上限に対応する前記制御コードに対して前記感知信号が０の値を有すると、ノイズが含まれたものと判断して前記第１範囲の上限及び下限に対応する制御コードをさらに相互に複数回数再出力することを特徴とする。
【００２５】
前記目的を達成するためのパルス信号検出部は、前記遅延パルス信号をそれぞれ異なる利得で増幅してそれぞれ増幅信号を出力する複数の増幅器と、前記複数の増幅器のそれぞれに対応して備えられ、それぞれ対応する前記増幅信号をラッチしてラッチ信号を出力する複数のフリップフロップと、を備えることを特徴とする。
【００２６】
前記目的を達成するための制御部は、前記複数のラッチ信号の変化を感知してノイズ包含可否を判別することを特徴とする。
【００２７】
前記他の目的を達成するためのキャパシタンス測定方法は、制御コードに応答してクロック信号のパルス幅を可変してパルス信号を発生する段階と、パッドを介して印加されるキャパシタンスに応答して前記パルス信号を遅延して遅延パルス信号を出力する段階と、前記クロック信号に応答して前記遅延パルス信号を検出して感知信号を出力する段階と、前記制御コードを複数回数生成して前記パルス信号発生部に印加し、生成した前記制御コードに応答して印加される前記複数の感知信号を判別して前記制御コードの変更可否を決定する段階と、を備える。
【００２８】
前記他の目的を達成するための制御コードの変更可否を決定する段階は、同じ値の前記制御コードをｎ回（ｎは、自然数）生成して前記パルス発生部に印加する段階と、前記ｎ回生成された制御コードのそれぞれに対する前記感知信号の値を保存する段階と、保存された複数の前記感知信号で１の数がｐ個（ｐは、ｎより小さいか同じ自然数）以上であると、前記制御コードを減少して出力する段階と、を備えることを特徴とする。この場合、前記制御コードの変更可否を決定する段階は、前記保存された複数の感知信号で０の数がｑ個（ｑは、ｎより小さいか同じ自然数）以上であると、前記制御コードを増加して出力する段階をさらに備えることができる。
【００２９】
前記他の目的を達成するための制御コードの変更可否を決定する段階は、順に増加する前記ｒ個（ｒは、自然数）の制御コードを生成して前記パルス発生部に印加する段階と、前記生成されたｒ個の制御コードのそれぞれに対する前記感知信号の値を順に保存する段階と、保存された複数の前記感知信号の中から１の値を有する感知信号の後に０の値を有する感知信号があると、ノイズが含まれたものと判断して前記順に増加する前記ｒ個の制御コードを再出力する段階と、を備えることを特徴とする。
【００３０】
前記他の目的を達成するための制御コードの変更可否を決定する段階は、順に減少する前記ｓ個（ｓは、自然数）の制御コードを生成して前記パルス発生部に印加する段階と、前記生成されたｓ個の制御コードのそれぞれに対する前記感知信号の値を順に保存する段階と、保存された複数の前記感知信号の中から０の値を有する感知信号の後に１の値を有する感知信号があると、ノイズが含まれたものと判断して前記順に減少する前記ｓ個の制御コードを再出力する段階と、を備えることを特徴とする。
【００３１】
前記他の目的を達成するための制御コードの変更可否を決定する段階は、前記制御コードが有することができる最大値以内で設定された第１範囲の上限及び下限に対応する制御コードを相互に複数回数生成して前記パルス発生部に印加する段階と、前記生成された制御コードのそれぞれに対する前記感知信号の値を順に保存する段階と、保存された複数の前記感知信号の中から前記下限に対応する前記制御コードに対して前記感知信号が１の値を有し、前記上限に対応する前記制御コードに対して前記感知信号が０の値を有すると、ノイズが含まれたものと判断して前記設定された範囲の上限及び下限に対応する制御コードをさらに相互に複数回数再出力する段階と、を備えることを特徴とする。
【００３２】
よって、本発明のキャパシタンス測定回路及びキャパシタンス測定方法は、制御部が感知信号のレベルに関係なく、指定された規則に従って制御コードを所定回数発生し、発生された制御コードによる感知信号のレベルが正常に判別されると、制御コードを変更してキャパシタンス値を測定するので、測定されたキャパシタンス値がほとんどノイズに影響を受けず、安定的な値として出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】従来のキャパシタンス測定回路の一例を示す図である。
【図２】図１のキャパシタンス測定回路の動作を説明するための図である。
【図３】図１のキャパシタンス測定回路の動作を説明するための図である。
【図４】本発明によるキャパシタンス測定回路の一例を示す図である。
【図５】図４のキャパシタンス測定回路の動作を説明するための図である。
【図６】図４のキャパシタンス測定回路の動作を説明するための図である。
【図７】図４のキャパシタンス測定回路のキャパシタンス測定方法を示すフローチャートである。
【図８】図７に示すキャパシタンス測定方法の実施例を説明するためのフローチャートである。
【図９】図４のキャパシタンス測定回路がノイズフラッグ信号を出力することができるようにするフローチャートである。
【図１０】図４のキャパシタンス測定回路のキャパシタンス測定方法の他の例を示すフローチャートである。
【図１１】図４のキャパシタンス測定回路のキャパシタンス測定方法の他の例を示すフローチャートである。
【図１２】本発明によるキャパシタンス測定回路のキャパシタンス測定方法の他の例の概念図である。
【図１３】本発明の他の例によるキャパシタンス測定回路を示す図である。
【図１４】図１３のパルス信号検出部が遅延パルス信号を検出する過程を説明するための図である。
【図１５】図１３のキャパシタンス測定回路のキャパシタンス測定方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、添付した図面を参照しながらノイズの影響を低減することができるキャパシタンス測定回路及びキャパシタンス測定方法を説明する。
【００３５】
図４は本発明によるキャパシタンス測定回路の一例を示す図であって、図５及び図６は図４のキャパシタンス測定回路の動作を説明するための図である。
【００３６】
図４のキャパシタンス測定回路１００は、図１と同様に、パルス信号発生部１１０、パルス信号伝達部１２０、パルス信号検出部１３０、及び制御部１４０を備える。本発明のキャパシタンス測定回路１００において、パルス信号発生部１１０、パルス信号伝達部１２０、パルス信号検出部１３０は、図１のキャパシタンス測定回路１のパルス信号発生部１０、パルス信号伝達部２０、パルス信号検出部３０と等しく動作するので、 説明を省略する。しかし、図５及び図６に示すように、本発明のキャパシタンス測定回路１００の制御部１４０は、図１の制御部４０と異なって、ハイレベルまたはローレベルの感知信号ｄｅｔが印加されても直ちに制御コードＣｃｏｄｅを変更しない。本発明のキャパシタンス測定回路１００において制御部１４０はハイレベルまたはローレベルの感知信号ｄｅｔが印加されても同じ制御コードＣｃｏｄｅを複数回数出力するように設定される。そのために、制御部１４０のコード発生部１４１はカウンタをさらに備えることができる。
【００３７】
また、図４では、パルス信号発生部１１０が制御コードＣｃｏｄｅに対応するパルス幅を有するパルス信号ｐｕｌを出力するために、クロック信号発生器１１１、可変遅延チェーンＶＤＣ、インバータＩＮＶ、及びアンドゲートＡＮＤを備える場合を例示しているが、制御コードＣｃｏｄｅに応答して制御コードＣｃｏｄｅに対応するパルス幅を有するパルス信号ｐｕｌを出力するパルス信号発生部１１０を多様に構成することができる。すなわち、パルス信号ｐｕｌを発生させるための論理回路を多様に構成することができる。
【００３８】
また、図４では、パルス信号検出部１３０で遅延パルス信号ｄｐｕｌが伝達されるか否か（すなわち、遅延パルス信号ｄｐｕｌが検出されるか否か）によって感知信号ｄｅｔを出力するために、Ｔ−フリップフロップ１３１及び周期判別部１３２を備える場合を例示しているが、パルス信号検出部１３０は他のフリップフロップ及び／または他の論理回路で構成することができる。
【００３９】
さらに、図４では、説明の便宜上、制御コードＣｃｏｄｅによって特定信号を遅延させ、そのような遅延時間を利用して制御コードＣｃｏｄｅがパッドＰＡＤに接触された接触物体のキャパシタンスに対応する値を有するか否かを示す感知信号ｄｅｔを出力するために、キャパシタンス測定回路１００が、パルス信号発生部１１０、パルス信号伝達部１２０及びパルス信号検出部１３０を備える場合を例示しているが、同じ動作を行うために前記回路は他のロジッグ回路に変更することもできる。例えば、図４に示す実施例の制御コードＣｃｏｄｅによりパッドＰＡＤを介して印加される接触物体のキャパシタンスを感知して感知信号ｄｅｔを出力する回路（すなわち、パルス信号発生部１１０、パルス信号伝達部１２０及びパルス信号検出部１３０）は韓国公開特許１０−２００７−０００５４７２、または１０−２００９−００２６７９１に公開された他の回路に代替することができる。
【００４０】
図５は、制御コードＣｃｏｄｅに応答して幅が可変されるパルス信号ｐｕｌと感知信号ｄｅｔの変化を示す。図５に示すように、制御部１４０が同じ制御コードＣｃｏｄｅを複数回数に発生するので、パルス信号発生部１１０は同一幅のパルス信号ｐｕｌを複数回数に出力する。本発明では、一例として、同じ制御コードＣｃｏｄｅが発生される回数を４回に設定して説明する。
【００４１】
図５を参照すると、制御部１４０は感知信号ｄｅｔのレベルに関係なく、同じ制御コードＣｃｏｄｅを４回出力する。パルス信号発生部１１０は同じ値に印加される制御コードＣｃｏｄｅに応答して同一幅を有するパルス信号ｐｕｌを４回出力する。パルス信号伝達部１２０はパッドＰＡＤを介してキャパシタンスが印加されているとパルス信号ｐｕｌを遅延して遅延パルス信号ｄｐｕｌをパルス信号検出部１３０に伝送し、パルス信号検出部１３０はクロック信号ｃｌｋに応答して遅延パルス信号ｄｐｕｌを感知して感知信号ｄｅｔを出力する。制御部１４０は感知信号ｄｅｔを印加し、同じ制御コードＣｃｏｄｅによって同一幅に生成されるパルス信号ｐｕｌに対して感知信号ｄｅｔがすべて同一レベルに印加されるか否かを確認する。図５では、説明の便宜のために感知信号ｄｅｔがローレベル（ロジック-ロー）の場合に「０」に、感知信号ｄｅｔがハイレベル（ロジック-ハイ）の場合に「１」に追加に示され、同一幅を有するパルス信号ｐｕｌに対する感知信号ｄｅｔをグループとして表現した。ここで、感知信号ｄｅｔの値が「１」の場合は遅延パルス信号ｄｐｕｌがパルス信号検出部１３０から検出された場合を意味し、感知信号ｄｅｔの値が「０」の場合は遅延パルス信号ｄｐｕｌがパルス信号検出部から検出されない場合を意味する。
【００４２】
同一幅に生成されるパルス信号ｐｕｌに対して感知信号ｄｅｔがすべて同一に「０」に印加されると、パッドＰＡＤを介して印加されたキャパシタンスが、制御コードＣｃｏｄｅが示すキャパシタンスより大きいことが分かる。また、ノイズは流入されなかったことを示す。よって、制御部１４０は制御コードＣｃｏｄｅを１ビット増加して４回出力する。図５に示すように、パルス信号ｐｕｌの幅が２に増加された場合、ノイズが流入されると感知信号ｄｅｔが変化される。同じ大きさのキャパシタンスがパッドＰＡＤを介して印加されていると、同一幅を有するパルス信号ｐｕｌに対して感知信号ｄｅｔは同一レベルを有するべきである。したがって、同一幅を有するパルス信号ｐｕｌに対して感知信号ｄｅｔのレベルが変化すると、ノイズが流入されたものと判断することができる。これに制御部１４０は制御コードＣｃｏｄｅを変化せず、再び４回出力する。すなわち、以前と同一幅を有するパルス信号ｐｕｌを４回出力する。そして、パルス信号ｐｕｌに対して感知信号ｄｅｔが同一レベルに出力されると、ノイズが流入されない正常状態である。感知信号ｄｅｔがすべて同一に「０」に印加されると、制御部１４０は再び制御コードＣｃｏｄｅを１ビット増加して４回出力する。
【００４３】
すなわち、制御部１４０は同じ制御コードＣｃｏｄｅを４回出力し、制御コードＣｃｏｄｅに対応する感知信号ｄｅｔがすべて同一レベルに印加されるとノイズがない正常状態として判断して制御コードＣｃｏｄｅを変化する。そして、制御コードＣｃｏｄｅに対応する感知信号ｄｅｔがすべて同一レベルに印加されないと、ノイズが流入された非正常状態として判断し、再び同じ制御コードＣｃｏｄｅを４回印加して正常状態であるか否かを確認する。
【００４４】
図５では、パルス信号ｐｕｌの幅が２の場合と６の場合にノイズが流入された状態を示し、よって、制御部１４０はパルス信号ｐｕｌの幅が２になるようにする制御コードＣｃｏｄｅと６になるようにする制御コードＣｃｏｄｅを４回ずつ２回出力する。その後、パルス信号ｐｕｌの幅が７の場合に感知信号ｄｅｔはすべて同じく「１」に印加される。これは、制御コードＣｃｏｄｅが現在印加されたキャパシタンス値を指摘していることを示す。よって、制御部１４０は制御コードＣｃｏｄｅを１ビット減少して４回出力する。その後、制御部１４０はパルス信号ｐｕｌの幅が６と７に繰り返されると、制御コードＣｃｏｄｅをキャパシタンス値ＣＶとして外部に出力する。
【００４５】
図６において、制御コードＣｃｏｄｅ１はノイズがない状態で制御部１４０から出力される制御コードの変化を示し、制御コードＣｃｏｄｅ２はノイズが不規則的に印加される状態で制御部１４０から出力される制御コードの変化を示す。そして、制御コードＣｃｏｄｅ３は図２に示す従来のキャパシタンス測定回路１から出力される制御コードを制御コードＣｃｏｄｅ１、Ｃｃｏｄｅ２と比較するために図示した。図５に示すように、本発明のキャパシタンス測定回路１００は制御部１４０から出力される制御コードＣｃｏｄｅ１、Ｃｃｏｄｅ２に応答して、パルス信号発生部１１０が同一幅を有するパルス信号ｐｕｌを４回ずつ出力する。よって、ノイズがない正常状態でも、キャパシタンス測定回路１００がキャパシタンス測定を開始する第１時間ｔ１からキャパシタンス大きさに対応する制御コードＣｃｏｄｅ１を出力するまでの時間ｔ３は、従来のキャパシタンス測定回路１が印加されたキャパシタンス大きさに対応する制御コードＣｃｏｄｅ３を出力するまでの時間ｔ２よりも４倍がさらに長い。すなわち、図４のキャパシタンス測定回路１００は、図１のキャパシタンス測定回路１よりキャパシタンスの大きさを測定するための時間がさらに長い。またノイズｎ１〜ｎ５が印加された場合には、上述のように、制御部が同じ制御コードＣｃｏｄｅ２を再出力するので、キャパシタンスの大きさを測定する時間が４倍よりさらに必要とされるであろう。制御コードＣｃｏｄｅ２に示すように、最も小さいノイズｎ１、ｎ４が流入された時はノイズｎ１、ｎ４が感知信号ｄｅｔのレベルに影響を及ぼすことができないので、すべて同一レベルの感知信号ｄｅｔを印加した制御部１４０は制御コードＣｃｏｄｅ２を変化する。しかし、感知信号ｄｅｔのレベルを変化させることができる水準のノイズｎ２、ｎ３、ｎ５が印加されると、制御部１４０は同一レベルの制御コードＣｃｏｄｅ２を再出力するので、キャパシタンス値を測定するための時間が増加されることになる。しかし、従来のキャパシタンス測定回路１は感知信号ｄｅｔのレベルを変化させることができる水準のノイズｎ２、ｎ３、ｎ５が印加されると制御コードＣｃｏｄｅ２が変更されるので、キャパシタンス値を測定するための時間が増加されることになる。よって、ノイズ環境において、図４のキャパシタンス測定回路１００は図１のキャパシタンス測定回路１よりキャパシタンス値を測定するための時間が４倍よりは長く必要とされる場合も生じうる。
【００４６】
図４のキャパシタンス測定回路１００は測定時間の長くなる短所があるが、測定されたキャパシタンス大きさに対応する制御コードＣｃｏｄｅ１、Ｃｃｏｄｅ２はノイズによる影響を最も少なく受けるので、キャパシタンス値ＣＶは極めて安定的な値として出力される。すなわち、別途のフィルタを備えなくても安定的に正確なキャパシタンス値ＣＶを測定することができる（キャパシタンス値ＣＶは、制御部１４０から出力される制御コードと同一であるか、または前記制御コードに相応する値とすることができる。）。
【００４７】
上述のように、同一幅を有するパルス信号ｐｕｌを生成し、パルス信号ｐｕｌを用いてパッドＰＡＤを介して印加されるキャパシタンスを測定するように、同じ制御コードＣｃｏｄｅを複数回数出力することを等価パルス幅コード（Ｅｑｕａｌ  Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｃｏｄｅ：以下、ＥＰＷとする）方式と言える。
【００４８】
上記では、コード発生部１４１はカウンタを備えるものとして説明したが、カウンタはコード発生部１４１の外部に別途備えることができる。また、制御部が同じ制御コードＣｃｏｄｅを出力する回数は多様に設定することができ、ユーザによって設定することができる。
【００４９】
また、上記では、複数回数に出力される同じ制御コードＣｃｏｄｅに対して感知信号ｄｅｔがすべて同一値を有する場合だけに制御コードＣｃｏｄｅを変更するものと説明したが、制御コードＣｃｏｄｅを変更するための条件として同じ値の感知信号ｄｅｔが感知される回数を別途に指定することができる。例えば、上述のように、同じ制御コードＣｃｏｄｅが４回出力されるキャパシタンス測定回路１００で３回以上同じ値の感知信号ｄｅｔが制御部１４０に印加されると、制御部１４０は１回に対しては小さいノイズが印加されたものと判断して無視し、制御コードＣｃｏｄｅを変更することができる。さらに制御コードＣｃｏｄｅを変更するための条件として「０」の値を有する感知信号ｄｅｔが印加される回数と、「１」の値を有する感知信号ｄｅｔが印加される回数をそれぞれ設定することができる。また、図５及び図６に示す制御コードＣｃｏｄｅが次第に増加する場合だけでなく、制御コードＣｃｏｄｅが次第に減少する場合にも同一方式で適用することができる。
【００５０】
図７は、図４のキャパシタンス測定回路のキャパシタンス測定方法を示すフローチャートである。
【００５１】
図４ないし図７を参照すると、キャパシタンス測定回路１００がキャパシタンス測定動作を開始する（Ｓ１１１）。キャパシタンス測定回路１００は、動作初期に制御コードＣｃｏｄｅを初期化する（Ｓ１１２）。制御コードＣｃｏｄｅの初期値は環境により多様に設定することができ、一例として「０」に設定することができる。
【００５２】
制御コードＣｃｏｄｅが初期化されると、その後に制御部１４０は同じ制御コードＣｃｏｄｅが発生される回数ｎ（ｎは、０以上の整数）を初期化する（Ｓ１１３）。そして、パルス信号発生部１１０は、制御コードＣｃｏｄｅに応答して所定の幅を有するパルス信号ｐｕｌを出力する（Ｓ１１４）。そして、パルス信号検出部１３０はパルス信号伝達部１２０を介して遅延されて印加される遅延パルス信号ｄｐｕｌに応答して感知信号ｄｅｔを出力する。制御部１４０は、感知信号ｄｅｔが「１」の値を有するか、または「０」の値を有するかを判別して保存する（Ｓ１１５）。
【００５３】
そして、同じ制御コードＣｃｏｄｅが発生された回数ｎが設定された最大発生回数Ｍａｘ＿ｎ（Ｍａｘ＿ｎは自然数）より小さいか否かを判別する（Ｓ１１６）。制御コードＣｃｏｄｅが発生された回数ｎが最大発生回数Ｍａｘ＿ｎより小さいと、同じ制御コードＣｃｏｄｅが発生された回数ｎを１程度に増加する（Ｓ１１７）。そして、さらに同じ制御コードＣｃｏｄｅに対応するパルス信号を生成する（Ｓ１１４）。しかし、制御部１４０は、同じ制御コードＣｃｏｄｅを発生する回数ｎが最大発生回数Ｍａｘ＿ｎより小さくないと、判別された感知信号ｄｅｔから０の数及び１の数を計算する（Ｓ１１８）。
【００５４】
制御部１４０は、同じ制御コードＣｃｏｄｅに対して「１」の値を有する感知信号ｄｅｔの数がｐ個（ｐは、Ｍａｘ＿ｎより小さいか同じ自然数）以上であるか、または、「０」の値を有する感知信号ｄｅｔの数がｑ個（ｑは、Ｍａｘ＿ｎより小さいか同じ自然数）以上であるかを判断する（Ｓ１５０）。ここで、ｐは制御コードＣｃｏｄｅを変更するための「１」の値を有する感知信号ｄｅｔが印加される回数を設定するために指定される値であり、ｑは制御コードＣｃｏｄｅを変更するための「０」の値を有する感知信号ｄｅｔが印加される回数を設定するために指定される値である。
【００５５】
同じ制御コードＣｃｏｄｅに対して「１」の値を有する感知信号ｄｅｔの数がｐ個以上であると、制御部４０は制御コードＣｃｏｄｅがパッドＰＡＤを介して印加されたキャパシタンスの大きさに対応する値より大きいと判断し、制御コードＣｃｏｄｅを減少して出力する。一方、同じ制御コードＣｃｏｄｅに対して「０」の値を有する感知信号ｄｅｔの数がｑ個以上であると、制御部１４０は制御コードＣｃｏｄｅがパッドＰＡＤを介して印加されたキャパシタンスの大きさに対応する値に到達できなかったものと判断し、制御コードＣｃｏｄｅを増加して出力する（Ｓ１６０）。
【００５６】
しかし、「１」の値を有する感知信号ｄｅｔの数がｐ個より多くなく、「０」の値を有する感知信号ｄｅｔの数がｑ個より多くなければ、制御部１４０はノイズが存在しているものと判断して制御コードＣｃｏｄｅを変更せず、再び同一幅を有するパルス信号ｐｕｌを生成するように、制御コードＣｃｏｄｅ発生された回数ｎを初期化する（Ｓ１１３）。
【００５７】
また、制御部１４０は、制御コードＣｃｏｄｅが繰り返されるか否かを判断する（Ｓ１７０）。すなわち、制御部１４０は所定の値（例えば、ｋ）を有する制御コードＣｃｏｄｅとさらに他の所定の値（例えば、ｋ＋１）を有する制御コードＣｃｏｄｅが相互に反復的に発生されるか否かを判断することができる。図７の実施例において、制御コードＣｃｏｄｅはＭａｘ＿ｎ回ずつ同じ値に発生される。結果的に、Ｓ１７０段階において、制御部１４０は所定の値（例えば、ｋ）を有する制御コードＣｃｏｄｅがＭａｘ＿ｎ回発生され、さらに他の所定の値（例えば、ｋ＋１）を有する制御コードＣｃｏｄｅがＭａｘ＿ｎ回発生することになるが、このような動作が反復的に発生されるか否かを判断することができる。
【００５８】
制御部１４０は、Ｓ１７０段階の判断結果、制御コードＣｃｏｄｅが繰り返されると、制御コードＣｃｏｄｅがパッドＰＡＤを介して印加されたキャパシタンス値に対応する値を有するものとして判断し、制御コードＣｃｏｄｅをキャパシタンス値ＣＶとして出力する（Ｓ１８０）（例えば、上述のように、制御コードＣｃｏｄｅが、ｋとｋ＋１とに反復的に発生される場合、制御部１４０は、ｋ、またはｋ＋１、またはｋとｋ＋１を基礎とした任意の他の値をキャパシタンス値として出力することができる。）。しかし、制御コードＣｃｏｄｅが繰り返されないと、制御部１４０は制御コードＣｃｏｄｅがパッドＰＡＤを介して印加されたキャパシタンスの大きさに対応する値に到達できなかったものと判断し、増加または減少された制御コードＣｃｏｄｅに応答してパルス信号ｐｕｌを生成するように、制御コードＣｃｏｄｅの発生された回数ｎを初期化する（Ｓ１１３）。
【００５９】
図７で、ｐとｑは同じ制御コードＣｃｏｄｅが出力される最大回数Ｍａｘ＿ｎと同一に設定されることができ、ｐとｑが同じ制御コードＣｃｏｄｅが出力される最大回数と同一に設定されると、図５及び図６のように、同じ制御コードＣｃｏｄｅに対して感知信号ｄｅｔが、すべて同一に「１」または「０」の値を有する場合のみ制御コードＣｃｏｄｅが調節されることになる。
【００６０】
また、図７では、制御部１４０が、制御コードＣｃｏｄｅが繰り返されるか否かを判断して制御コードＣｃｏｄｅをキャパシタンス値に出力する場合を例示しているが、感知信号ｄｅｔが「０」と「１」が反復的に出力されるか否かを判断して制御コードＣｃｏｄｅをキャパシタンス値に出力することができる。
【００６１】
図８は、図７のフローチャートからＳ１５０及びＳ１６０段階の詳細な実施例を説明するための図である。
【００６２】
図８において、Ｓ１１１段階ないしＳ１１８段階、Ｓ１７０段階、及びＳ１８０段階は、図７に説明したものと同じなので、図７の説明を参照すると理解することができる。但し、Ｓ１１２段階において、制御コードＣｃｏｄｅだけでなく感知信号ｄｅｔも初期化されうる。
【００６３】
Ｓ１１８段階において、制御部１４０が判別した感知信号ｄｅｔから０の数及び１の数を計算した後、制御部１４０は、以前の感知信号ｄｅｔが０であったか否かを判断する（Ｓ１１９）。本実施例において、制御部１４０は同じ制御コードＣｃｏｄｅをＭａｘ＿ｎ回ずつ反復的に発生する。Ｍａｘ＿ｎ回ずつ発生した同じ制御コードＣｃｏｄｅに対し、感知信号ｄｅｔがすべて０であった場合のみでなく、「０」の値を有する感知信号ｄｅｔが所定数以上であった場合でも制御部１４０は以前の感知信号ｄｅｔが０であったと判断することができる。また、Ｍａｘ＿ｎ回ずつ発生した同じ制御コードＣｃｏｄｅに対し、「１」の値を有する感知信号ｄｅｔが所定数以上であった場合では、制御部１４０は以前の感知信号ｄｅｔが「１」であったと判断することができる。
【００６４】
以前の感知信号ｄｅｔが０であった場合、制御部は「１」の値を有する感知信号ｄｅｔの数がｐ１個（ｐ１は、Ｍａｘ＿ｎより小さいか同じ自然数）以上であるか否かを判断する（Ｓ１２０）。
【００６５】
Ｓ１２０段階の判断結果、「１」の値を有する感知信号ｄｅｔの数がｐ１個より小さいと、「０」の値を有する感知信号ｄｅｔの数がｑ２個（ｑ２は、Ｍａｘ＿ｎより小さいか同じ自然数）以上であるか否かを判断する（Ｓ１２１）。
【００６６】
Ｓ１２１段階の判断結果、「０」の値を有する感知信号ｄｅｔの数がｑ２個以上であると、制御部１４０は制御コードＣｃｏｄｅを増加させ（Ｓ１２２）、ｎを初期化する（Ｓ１１３）。
【００６７】
Ｓ１２１段階の判断結果、「０」の値を有する感知信号ｄｅｔの数がｑ２個より小さいと、制御部１４０はノイズが存在しているものと判断し、制御コードＣｃｏｄｅを変更せず、ｎを初期化する（Ｓ１１３）。
【００６８】
Ｓ１２０段階の判断結果、「１」の値を有する感知信号ｄｅｔの数がｐ１個以上であると、制御部１４０は制御コードＣｃｏｄｅを減少させ（Ｓ１２３）、制御コードＣｃｏｄｅが繰り返されるか否かを判断する（Ｓ１７０）。また、この場合、感知信号ｄｅｔは「０」から「１」に変更される。
【００６９】
Ｓ１１９段階の判断結果、以前の感知信号ｄｅｔが「０」でなければ、すなわち、以前の感知信号ｄｅｔが「１」であれば、制御部１４０は「０」の値を有する感知信号ｄｅｔの数がｑ１個（ｑ１は、Ｍａｘ＿ｎより小さいか等しい自然数）以上であるか否かを判断する（Ｓ１２４）。
【００７０】
Ｓ１２４段階の判断結果、「０」の値を有する感知信号ｄｅｔの数がｑ１個より小さいと、制御部１４０は「１」の値を有する感知信号ｄｅｔの数がｐ２個（ｐ２は、Ｍａｘ＿ｎより小さいか等しい自然数）以上であるか否かを判断する（Ｓ１２５）。
【００７１】
Ｓ１２５段階の判断結果、「１」の値を有する感知信号ｄｅｔの数がｐ２個以上であると、制御部１４０は制御コードＣｃｏｄｅを減少させ（Ｓ１２６）、ｎを初期化する（Ｓ１１３）。
【００７２】
Ｓ１２５段階の判断結果、「１」の値を有する感知信号ｄｅｔの数がｐ２個より小さいと、制御部１４０はノイズが存在していると判断し、制御コードＣｃｏｄｅを変更せず、ｎを初期化する（Ｓ１１３）。
【００７３】
Ｓ１２４段階の判断結果、「０」の値を有する感知信号ｄｅｔの数がｑ１以上であると、制御部１４０は制御コードＣｃｏｄｅを増加させ（Ｓ１２７）、制御コードＣｃｏｄｅが繰り返されるか否かを判断する（Ｓ１７０）。
【００７４】
図８で、ｐ１及びｐ２は図７に説明したｐと同一性格の値であって、ｐ１とｐ２は同一とすることができ、互いに異なる値とすることができる。また、ｑ１及びｑ２は図７に説明したｑと同一性格の値であって、ｑ１とｑ２は同一とすることができ、互いに異なる値とすることができる。
【００７５】
また、図８に示す一部の段階は省略することができる。
【００７６】
例えば、Ｓ１１２段階において、制御コードＣｃｏｄｅは最小値（例えば、０）に、感知信号ｄｅｔは「０」に初期化された場合、図８で、Ｓ１１９段階、Ｓ１２３段階、Ｓ１２４段階ないしＳ１２７段階、及びＳ１７０段階が省略されることができる。この場合、Ｓ１１８段階において、制御部１４０が判別した感知信号ｄｅｔで０の数及び１の数を計算した後、制御部１４０は「１」の値を有する感知信号ｄｅｔの数がｐ１個以上であるか否かを判断する（Ｓ１２０）。Ｓ１２０段階の判断結果、「１」の値を有する感知信号ｄｅｔの数がｐ１個以上であると、制御部１４０はそのときの制御コードＣｃｏｄｅをキャパシタンス値ＣＶに出力することができる（Ｓ１８０）。Ｓ１２０段階の判断結果、「１」の値を有する感知信号ｄｅｔの数がｐ１個より小さいと、制御部１４０は「０」の値を有する感知信号ｄｅｔの数がｑ２個以上であるか否かを判断する（Ｓ１２１）。Ｓ１２１段階の判断結果、「０」の値を有する感知信号ｄｅｔの数がｑ２個以上であると、制御部１４０は制御コードＣｃｏｄｅを増加させた後（Ｓ１２２）、ｎを初期化し（Ｓ１１３）、Ｓ１２１段階の判断結果、「０」の値を有する感知信号ｄｅｔの数がｑ２個より小さいと、制御部１４０は制御コードＣｃｏｄｅを変更させず、ｎを初期化する（Ｓ１１３）。
【００７７】
さらに他の例として、Ｓ１１２段階において、制御コードＣｃｏｄｅは最大値に、感知信号ｄｅｔは「１」に初期化された場合、図８で、Ｓ１１９段階、Ｓ１２０段階ないしＳ１２３段階、Ｓ１２７段階、及びＳ１７０段階が省略されることができる。この場合、Ｓ１１８段階において、制御部１４０が判別された感知信号ｄｅｔで０の数及び１の数を計算した後、制御部１４０は「０」の値を有する感知信号ｄｅｔの数がｑ１個以上であるか否かを判断する（Ｓ１２４）。Ｓ１２４段階の判断結果、「０」の値を有する感知信号ｄｅｔの数がｑ１個以上であると、制御部１４０はそのときの制御コードＣｃｏｄｅをキャパシタンス値ＣＶに出力する（Ｓ１８０）。Ｓ１２４段階の判断結果、「０」の値を有する感知信号ｄｅｔの数がｑ１個より小さいと、制御部１４０は「１」の値を有する感知信号ｄｅｔの数がｐ２個以上であるか否かを判断する（Ｓ１２５）。Ｓ１２５段階の判断結果、「１」の値を有する感知信号ｄｅｔの数がｐ２個以上であると、制御部１４０は制御コードＣｃｏｄｅを減少させて（Ｓ１２６）ｎを初期化する（Ｓ１１３）。Ｓ１２５段階の判断結果、「１」の値を有する感知信号ｄｅｔの数がｐ２個より小さいと、制御部１４０は制御コードＣｃｏｄｅを変化させず、ｎを初期化する（Ｓ１１３）。
【００７８】
図９は、図４のキャパシタンス測定回路がノイズフラッグ信号を出力することができるようにするフローチャートである。
【００７９】
上述のＥＰＷ方式を用いるキャパシタンス測定回路１００は、同じ制御コードを連続的にＭａｘ＿ｎ（例えば、４）回出力し、同じ制御コードＣｃｏｄｅに対して同じ値を有する感知信号ｄｅｔが印加されると、制御コードＣｃｏｄｅを変更する。しかし、同じ値を有する感知信号ｄｅｔが印加されないと、ノイズがあるものとして判断して同じ制御コードＣｃｏｄｅを、再びＭａｘ＿ｎ（例えば、４）回出力するものとして説明した。しかし、ノイズが多い環境においては同じ値を有する感知信号ｄｅｔが継続的に印加されないことがある。このような場合にキャパシタンス測定回路１００は、制御コードＣｃｏｄｅが印加されるキャパシタンスの大きさに対応する水準に到達することができず、測定時間が継続的に長くなる。それで、図８では、キャパシタンス測定回路１００が、ノイズが多い状態においてはノイズ状態であることを示すノイズフラッグを表示し、キャパシタンス測定動作を初期化、または中止させるようにする。
【００８０】
キャパシタンス測定回路１００がキャパシタンス測定動作を開始する（Ｓ２１１）。キャパシタンス測定回路１００は、動作初期に、先に繰り返し回数を示す繰り返し信号Ｉｔｅｒ（Ｉｔｅｒは、０以上の整数）と制御コードＣｃｏｄｅを初期化する（Ｓ２１２）。Ｓ２１２段階において、感知信号ｄｅｔも特定の値に初期化することができる。
【００８１】
Ｓ２１３段階ないしＳ２２７段階、Ｓ２７０段階、及びＳ２８０段階は、図７ないし図８に説明したＳ１１３段階ないしＳ１２７段階、Ｓ１７０段階、及びＳ１８０段階と同一であるので、説明を省略する。
【００８２】
Ｓ２２５段階の判断結果、「１」の値を有する感知信号ｄｅｔの数がｐ２個より小さいか、Ｓ２２１段階の判断結果、「０」の値を有する感知信号ｄｅｔの数がｑ２個より小さいと、制御部１４０は繰り返し信号Ｉｔｅｒが設定された最大繰り返し回数Ｍａｘ＿Ｉｔｅｒ（Ｍａｘ＿Ｉｔｅｒは、自然数）より大きいか否かを判別する（Ｓ２３０）。繰り返し信号Ｉｔｅｒが設定された最大繰り返し回数Ｍａｘ＿Ｉｔｅｒより大きいと、継続的に含まれるノイズにより４回ずつ同じ値に出力される制御コードＣｃｏｄｅが設定された最大繰り返し回数分出力され、印加されたキャパシタンスに対応する値を有することができないので、キャパシタンス測定エラーを示すノイズフラッグＮ＿ｆｌａｇを活性化して出力し（Ｓ２３２）、Ｓ２１２段階を行って初期化する。一方、繰り返し信号Ｉｔｅｒが設定された最大繰り返し信号Ｍａｘ＿Ｉｔｅｒより大きくなければ、繰り返し信号Ｉｔｅｒを１増加し（Ｓ２３１）、再び同一幅を有するパルス信号ｐｕｌを生成するように、制御コードＣｃｏｄｅが発生された回数ｎを初期化する（Ｓ２１３）。
【００８３】
よって、図９に示す方法によるキャパシタンス測定回路はノイズが継続的に流入されて印加されたキャパシタンスを測定することが困難な場合に、ノイズフラッグＮ＿ｆｌａｇを活性化して外部にノイズ状態であることを通知し、キャパシタンス測定動作を初期化することができる。図９では、ノイズフラッグＮ＿ｆｌａｇを活性化した後（Ｓ２３２）、キャパシタンス測定動作を初期化する場合を例示しているが、本発明のキャパシタンス測定回路１００はノイズフラッグＮ＿ｆｌａｇが活性化された後にキャパシタンス測定動作を中止することができる。この場合、本発明のキャパシタンス測定回路１００はユーザによって別途の操作があるまでに待機することができる。
【００８４】
図７ないし図９では、説明の便宜上、パルス信号の幅が最小から増加する場合を例として説明しているが、パルス信号の幅が最大に減少する場合も本発明の概念を適用することができる。
【００８５】
図１０は、図４のキャパシタンス測定回路のキャパシタンス測定方法の他の例を示すフローチャートである。
【００８６】
上述のＥＰＷ方式を用いるキャパシタンス測定回路１００は同じ制御コードを連続的に複数回数出力して感知信号ｄｅｔを判別し、制御コードＣｃｏｄｅを変更する。よって、図１に示す従来のキャパシタンス測定回路１に比べて安定的にキャパシタンス大きさを測定することができるが、測定速度が遅い。それで、図１０では連続的に増加する制御コードＣｃｏｄｅを印加し、それぞれの制御コードＣｃｏｄｅに対応して出力される感知信号ｄｅｔ値が決まった規則に従うか否かを判別してノイズ包含可否を判別することができるようにする。連続的に増加する制御コードＣｃｏｄｅを印加するので、ＥＰＷ方式と区別して増加パルス幅コード（Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ  Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｃｏｄｅ：以下、ＩＰＷとする）方式とすることができる。
【００８７】
ＩＰＷ方式の概念を説明するために図２を参照しながら説明する。ノイズがない状態で制御コードＣｃｏｄｅは順に増加しても感知信号ｄｅｔはすべて「０」の値に出力され、制御コードＣｃｏｄｅが印加されたキャパシタンスの大きさに対応する値を有するようになると、初めて感知信号ｄｅｔは「１」の値に出力されることができる。そして、制御コードＣｃｏｄｅが印加されたキャパシタンスの大きさに対応する値より大きい値を有するようになる場合にも感知信号ｄｅｔは「１」の値として出力されるであろう。よって、ＥＰＷ方式と類似に制御部１４０が感知信号ｄｅｔの値とは関係なく連続的に増加する制御コードＣｃｏｄｅを出力するＩＰＷ方式を用いる場合に、連続的に増加する制御コードＣｃｏｄｅに対して連続的に印加された感知信号ｄｅｔが「１」の値として判定された以後に、「０」の値を有すると、ノイズが含まれたものとして判別することができる。
【００８８】
例えば、制御部１４０が連続的に増加する３つの制御コードＣｃｏｄｅを出力し、それぞれの制御コードＣｃｏｄｅに対する感知信号ｄｅｔを判別する場合を仮定すると、ノイズがない正常状態で制御部１４０に印加される感知信号ｄｅｔは、「１１１」、「０１１」、「００１」、「０００」に印加されることができる。しかし、感知信号ｄｅｔが「０１０」、「１００」、「１０１」、「１１０」に印加されると、感知信号ｄｅｔが「１」の値の以後に「０」の値として印加されたので、ノイズが含まれたものと判別することができる。そして、ノイズが含まれた場合にはＥＰＷ方式と同じく、以前と同一の連続的に増加する３つの制御コードＣｃｏｄｅを出力して再び測定する。
【００８９】
図１０を参照してＩＰＷ方式を説明すると、キャパシタンス測定回路１００がキャパシタンス測定動作を開始する（Ｓ３１１）。キャパシタンス測定回路１００は動作初期に制御コードＣｃｏｄｅを初期化する（Ｓ３１２）。その後、制御部１４０は連続的に増加する制御コードＣｃｏｄｅが発生される回数ｒ（ｒは、０以上の整数）を初期化する（Ｓ３１３）。そして、パルス信号発生部１１０は、制御コードＣｃｏｄｅに応答して所定の幅を有するパルス信号ｐｕｌを生成して出力する（Ｓ３１４）。
そして、パルス信号検出部１３０は、パルス信号パルス信号伝達部１２０を介して遅延されて印加される遅延パルス信号ｄｐｕｌに応答して感知信号ｄｅｔを出力する。制御部１４０は、感知信号ｄｅｔが「１」の値を有するか、または「０」の値を有するかを判別して保存する（Ｓ３１５）。
【００９０】
そして、連続的に増加する制御コードＣｃｏｄｅが発生された回数ｒが設定された最大発生回数Ｍａｘ＿ｒ（Ｍａｘ＿ｒは、自然数）より小さいか否かを判別する（Ｓ３１６）。制御コードＣｃｏｄｅが発生した回数ｒが最大発生回数Ｍａｘ＿ｒより小さいと、同じ制御コードＣｃｏｄｅが発生した回数ｒと制御コードＣｃｏｄｅとをそれぞれ１増加する（Ｓ３１７）。そして、増加した制御コードＣｃｏｄｅに対応するパルス信号を生成する（Ｓ３１４）。しかし、制御部１４０は連続的に制御コードＣｃｏｄｅが発生された回数ｒが最大発生回数Ｍａｘ＿ｒより小さくないと、上述の規則に従ってノイズが含まれているか否かを判別する（Ｓ３１８）。判別の結果、ノイズが含まれたものとして判断されると、連続的に増加された制御コードＣｃｏｄｅに対して改めて測定しなければならないので、増加された制御コードＣｃｏｄｅから連続的に制御コードＣｃｏｄｅが発生された回数ｒを引き算し（Ｓ３１９）、再び連続的に制御コードＣｃｏｄｅが発生された回数ｒを初期化する（Ｓ３１３）。増加された制御コードＣｃｏｄｅから連続的に制御コードＣｃｏｄｅが発生された回数ｒを引き算する際、制御コードＣｃｏｄｅが発生された回数ｒは最大発生回数Ｍａｘ＿ｒのような値を有するので、増加された制御コードＣｃｏｄｅから最大発生回数Ｍａｘ＿ｒを引き算しても同一結果が出る。
【００９１】
一方、ノイズが含まれないものとして判断されると、制御部１４０は感知信号ｄｅｔがすべて「１」の値を有するか否かを判別する（Ｓ３２０）。上述のノイズ判別規則は感知信号が「１」の値の後に「０」の値を有する場合、ノイズが含まれたものとして判別することができる。しかし、例えば感知信号ｄｅｔが「０１１」、「００１」、「０００」の値に出力されるべきにもかかわらず、ノイズにより、「１１１」に出力されたとしたら、前記のノイズ判別規則ではノイズの包含可否を正確に判別することができない。よって、制御コードＣｃｏｄｅを１減少し（Ｓ３２１）、再び連続的に制御コードＣｃｏｄｅが発生された回数ｒを初期化する（Ｓ３１３）。
【００９２】
そして、制御部１４０は、感知信号ｄｅｔがすべて「１」の値を有しなければ、感知信号ｄｅｔがすべて「０」の値を有するか否かを判別する（Ｓ３２２）。これは感知信号ｄｅｔがすべて「１」の値を有するか否かを判別することと同じく、ノイズ包含可否を正確に判別するためのものである。よって、制御コードＣｃｏｄｅを１増加し（Ｓ３２３）、再び連続的に制御コードＣｃｏｄｅが発生された回数ｒを初期化する（Ｓ３１３）。
【００９３】
一方、感知信号ｄｅｔがすべて「１」の値を有するか、またはすべて「０」の値を有しないとしたら、ノイズは含まれなく、感知信号ｄｅｔが最初に「１」を出力する時の制御コードＣｃｏｄｅが印加されたキャパシタンスの大きさに対応する値を有する制御コードＣｃｏｄｅと判別することができる。よって、該当の制御コードＣｃｏｄｅをキャパシタンス値ＣＶとして外部に出力することができる（Ｓ３２４）。今までは、説明の便宜上、Ｓ３２１とＳ３２３で制御コードＣｃｏｄｅの増減を＋／−１としたが、＋／−ｒ、またはその他の値で制御コードＣｃｏｄｅを増減させることができる。
【００９４】
上述のＩＰＷ方式を適用するキャパシタンス測定回路は、ＥＷＰ方式を適用するキャパシタンス測定回路より早くキャパシタンス値ＣＶを出力することができる。
【００９５】
図１１は、図４のキャパシタンス測定回路のキャパシタンス測定方法の他の例を示すフローチャートである。
【００９６】
図１０のＩＰＷ方式と異なって、図１１は減少パルス幅コード（Ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ  Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｃｏｄｅ：以下、ＤＰＷとする）方式として連続的に減少する制御コードＣｃｏｄｅを出力する方式である。ＤＰＷ方式を用いるキャパシタンス測定回路は、制御部１４０が連続的に増加する３つの制御コードＣｃｏｄｅを出力し、それぞれの制御コードＣｃｏｄｅに対する感知信号ｄｅｔを判別する場合、ノイズがない正常状態で制御部１４０に印加される感知信号ｄｅｔは、「１１１」、「１００」、「１１０」、「０００」に印加されることができる。しかし、感知信号ｄｅｔが、「０１０」、「０１１」、「１０１」、「００１」に印加されると、感知信号ｄｅｔが「０」の値の後に「１」の値に印加されたので、ノイズが含まれたものと判別することができる。
【００９７】
図１１では、連続的に減少される制御コードが発生される回数ｓ（ｓは、０以上の整数）が最大発生回数Ｍａｘ＿ｓ（Ｍａｘ＿ｓは、自然数）より少ないと（Ｓ４１６）、制御コードが発生される回数ｓを１増加し、制御コードＣｃｏｄｅを１減少する（Ｓ４１７）。そして、制御コードＣｃｏｄｅが連続的に減少されるので、感知信号ｄｅｔにノイズが含まれたものとして判別されると（Ｓ４１８）、制御コードＣｃｏｄｅに制御コードが発生される回数ｓを加算する（Ｓ４１９）。また、ＩＰＷ方式と異なるＤＰＷ方式では、感知信号ｄｅｔが最初に「０」を出力するときの制御コードＣｃｏｄｅが印加されたキャパシタンスの大きさに対応する値を有する制御コードＣｃｏｄｅと判別し、該当の制御コードＣｃｏｄｅをキャパシタンス値ＣＶとして外部に出力することができる（Ｓ４２４）。
【００９８】
その他の構成については、図１０と同じなので、説明を省略する。
【００９９】
そして、図示しないが、ＩＰＷ方式及びＤＰＷ方式においても図９のように最大繰り返し回数Ｍａｘ＿Ｉｔｅｒを指定してノイズフラッグを活性化することができる。
【０１００】
図１２は、本発明によるキャパシタンス測定回路のキャパシタンス測定方法の他の例の概念図である。
【０１０１】
図１２に示すキャパシタンス測定方法は、パッドＰＡＤを介して印加されたキャパシタンスが特定範囲内に存在するか否かを確認するために該当の範囲の上限及び下限値に対応する制御コードを繰り返して印加する方式に交互パルス幅コード（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ  Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｃｏｄｅ：以下、ＡＰＷとする）方式とすることができる。
【０１０２】
図１２では、ＡＰＷ方式の一例としてキャパシタンス測定回路１００が４ビットのキャパシタンス値ＣＶを出力することができる場合を図示した。キャパシタンス測定回路１００が４ビットのキャパシタンス値ＣＶを出力する制御部１４０は下位半分の範囲にあたる制御コードＣｃｏｄｅである「００００」及び「１０００」を生成して指定された回数に反復的に出力する。ここで「００００」及び「１０００」の制御コードＣｃｏｄｅを反復的に出力することは、ＥＰＷ方式と同様にノイズが含まれているか否かを判断するためである。図１２では、一例として特定範囲の下限及び上限に対応する制御コードが２回印加されるものとして図示した。もし、パッドＰＡＤを介して印加されたキャパシタンスの大きさが印加された制御コードＣｃｏｄｅに対応する範囲より大きいと、繰り返される制御コードＣｃｏｄｅに対して感知信号ｄｅｔは「００００」に出力される。そして、キャパシタンスの大きさが印加された制御コードＣｃｏｄｅに対応する範囲より小さいと、繰り返される制御コードＣｃｏｄｅに対して感知信号ｄｅｔは「１１１１」に出力される。また、キャパシタンスの大きさが印加された制御コードＣｃｏｄｅに対応する範囲内に含まれると、繰り返される制御コードＣｃｏｄｅに対して感知信号ｄｅｔは「０１０１」に出力される。よって感知信号ｄｅｔが「００００」、「０１０１」、「１１１１」ではない他の値に出力される場合にはノイズが含まれたものと判断することができる。
【０１０３】
制御部１４０は、感知信号ｄｅｔが「００００」または「１１１１」に示されると、印加されたキャパシタンスの大きさが制御コードＣｃｏｄｅの範囲に対応しないものと判断し、残りの範囲に対応する制御コードＣｃｏｄｅを生成して出力する。このときに制御部１４０は残り範囲の半分に対応する制御コードＣｃｏｄｅを生成して出力することができる。一方、制御部１４０は、感知信号ｄｅｔが「０１０１」に示されると、印加されたキャパシタンスの大きさが制御コードＣｃｏｄｅの範囲に対応するものと判断する。しかし、正確なキャパシタンスの大きさを測定するために該当の制御コードＣｃｏｄｅの範囲の半分に対応する制御コードＣｃｏｄｅを生成して出力することができる。すなわち、印加されたキャパシタンス大きさに対応するキャパシタンス値ＣＶを出力することができるまで、次第に制御コードＣｃｏｄｅの範囲を縮小してキャパシタンス値ＣＶを測定することができる。
【０１０４】
上記方式は、分割統治アルゴリズム（Ｄｉｖｉｄｅ  ａｎｄ  Ｃｏｎｑｕｅｒ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）でよく知られた方式である。しかし、本発明のＡＰＷ方式は分割統治アルゴリズムに限定されず、制御部１４０が制御コードＣｃｏｄｅを特定範囲に対応する値に反復的に出力し、印加されたキャパシタンスの大きさが該当範囲に含まれるか否かを判別する方式にすべて適用することができる。
【０１０５】
ＡＰＷ方式を用いてキャパシタンス値ＣＶを測定する方法に対するフローチャートは、図１０に示すＩＰＷ方式及び図１１に示すＤＰＷ方式と同様に適用することができるので、ここでは、図示しない。また、最大繰り返し回数Ｍａｘ＿Ｉｔｅｒを指定してノイズフラッグを活性化することができる。
【０１０６】
図１３は、本発明に他の例によるキャパシタンス測定回路を示す図であって、図１４は、図１３のパルス信号検出部が遅延パルス信号を検出する過程を説明するための図である。
【０１０７】
図１３のキャパシタンス測定回路２００は、図４のキャパシタンス測定回路１００と同じく、パルス信号発生部２１０、パルス信号伝達部２２０、パルス信号検出部２３０、及び制御部２４０を備える。しかし、図１３に示すキャパシタンス測定回路２００におけるパルス信号検出部２３０は、図４のキャパシタンス測定回路１００のパルス信号検出部１３０とは異なるように構成される。
【０１０８】
図１３において、パルス信号検出部２３０は、複数の増幅器ＡＭＰ１〜ＡＭＰ３及び複数のフリップフロップＤＦ１〜ＤＦ３を備えることができる。フリップフロップＤＦ１〜ＤＦ３は、Ｄ−フリップフロップとすることができ、他のフリップフロップとすることができる。複数の増幅器ＡＭＰ１〜ＡＭＰ３は、それぞれの互いに異なる利得を有する。すなわち、それぞれの増幅器ＡＭＰ１〜ＡＭＰ３は、パルス信号伝達部２２０から伝達される遅延パルス信号ｄｐｕｌを互いに異なる利得に増幅し、対応するフリップフロップＤＦ１〜ＤＦ３に増幅信号ａ１〜ａ３を出力する。図１３において、第１増幅器ＡＭＰ１は、遅延パルス信号ｄｐｕｌの１／４レベルを感知することができるように増幅して第１増幅信号ａ１を出力し、第２増幅器ＡＭＰ２は遅延パルス信号ｄｐｕｌを２／４レベルを感知するように増幅して第２増幅信号ａ２を出力し、第３増幅器ＡＭＰ３は、遅延パルス信号ｄｐｕｌを３／４レベルを感知することができるように増幅して第３増幅信号ａ３を出力する。そして、フリップフロップＤＦ１〜ＤＦ３のそれぞれは対応する増幅器に出力される増幅信号ａ１〜ａ３をラッチしてラッチ信号ｑ１〜ｑ３を出力する。ここで、ラッチ信号ｑ１〜ｑ３は図４の感知信号ｄｅｔに対応する信号である。しかし、ラッチ信号ｑ１〜ｑ３は、増幅信号ａ１〜ａ３をラッチして出力される信号なので、結果的にラッチ信号ｑ１〜ｑ３はパルス信号伝達部２２０に伝達される遅延パルス信号ｄｐｕｌのレベルを感知する信号である。感知信号ｄｅｔが遅延パルス信号ｄｐｕｌをそのまま感知するのに比べて、ラッチ信号ｑ１〜ｑ３は遅延パルス信号ｄｐｕｌを増幅してラッチするので、遅延パルス信号ｄｐｕｌのレベルを示すことができる。感知信号ｄｅｔが通常的に遅延パルス信号ｄｐｕｌの１／２レベルを感知して出力される信号として仮定すると、第２ラッチ信号ｑ２は感知信号ｄｅｔに対応する信号として判断することができる。
【０１０９】
接触物体がパッドＰＡＤに接触されてパルス信号伝達部２２０にキャパシタンスが印加されると、パルス信号発生部２１０に印加されるパルス信号ｐｕｌはパルス信号伝達部２２０で接触物体のキャパシタンスと抵抗Ｒ１により遅延されて図１４のように徐徐に増加する形態の遅延パルス信号ｄｐｕｌに出力される。ここで、遅延パルス信号ｄｐｕｌの時定数は抵抗Ｒ１とパッドＰＡＤを介して印加される接触物体のキャパシタンスによって決定される。
【０１１０】
パルス信号検出部２３０において第１増幅器ＡＭＰ１と第１フリップフロップＤＦ１は遅延パルス信号ｄｐｕｌが有することができる最大レベルの１／４レベルを感知して第１ラッチ信号ｑ１を出力し、第２増幅器ＡＭＰ２と第２フリップフロップＤＦ２は遅延パルス信号ｄｐｕｌが有することができる最大レベルの１／２レベルを感知して第２ラッチ信号ｑ２を出力し、第３増幅器ＡＭＰ３と第３フリップフロップＤＦ３は遅延パルス信号ｄｐｕｌが有することができる最大レベルの３／４レベルを感知してラッチ信号ｑ３を出力する。遅延パルス信号ｄｐｕｌが図１４のような形態に示されるので、制御部２４０に印加されるラッチ信号は、第１ラッチ信号ｑ１、第２ラッチ信号ｑ２、及び第３ラッチ信号ｑ３の順序に「１」に遷移される。第１ないし第３ラッチ信号が遅延パルス信号ｄｐｕｌのレベルを示すので、第１ないし第３ラッチ信号をマルチレベルコード（Ｍｕｌｔｉ  Ｌｅｖｅｌ  Ｃｏｄｅ：ＭＬＣ）と表現することができ、マルチレベルコードＭＬＣは、ｑ３、ｑ２、ｑ１の２進コードとして表現することができる。
【０１１１】
上述のように、遅延パルス信号ｄｐｕｌは徐徐に増加するので、ノイズが存在しないと、マルチレベルコードＭＬＣ（ｑ３ｑ２ｑ１）は「０００」−＞「００１」−＞「０１１」−＞「１１１」の順序に変化される。マルチレベルコードＭＬＣが上記順序に変化されと、キャパシタンス測定回路２００はマルチレベルコードＭＬＣにノイズが含まれたものとして判別することができる。
【０１１２】
遅延パルス信号ｄｐｕｌの時定数及びパルス信号ｐｕｌのパルス幅が図１４に示したような場合、図１３のパルス信号検出部２３０が出力するマルチレベルコードＭＬＣ（ｑ３ｑ２ｑ１）は「０００」−＞「００１」−＞「０１１」−＞「０１１」に変化される。遅延パルス信号ｄｐｕｌの時定数は、図１４に示したようであるが、パルス信号ｐｕｌのパルス幅が図１４に示したものより小さいと、図１３のパルス信号検出部２３０が出力するマルチレベルコードＭＬＣ（ｑ３ｑ２ｑ１）は「０００」−＞「００１」−＞「００１」−＞「００１」または「０００」−＞「０００」−＞「０００」−＞「０００」に変化される。
【０１１３】
図１５は、図１３のキャパシタンス測定回路のキャパシタンス測定方法を示すフローチャートである。
【０１１４】
キャパシタンス測定回路２００がキャパシタンス測定動作を開始する（Ｓ５１１）。キャパシタンス測定回路２００は、動作初期に先に繰り返し回数を示す繰り返し信号Ｉｔｅｒ（Ｉｔｅｒは、０以上の整数）と制御コードＣｃｏｄｅを初期化する（Ｓ５１２）。このとき、制御コードＣｃｏｄｅは最小値（例えば、０）に初期化されることができる。そして、パルス信号発生部２１０は制御コードＣｃｏｄｅに応答して所定の幅を有するパルス信号ｐｕｌを出力する（Ｓ５１３）。その後、パルス信号検出部２３０はパルス信号伝達部２２０を介して遅延されて印加される遅延パルス信号ｄｐｕｌのレベルを感知してマルチレベルコードＭＬＣを生成する（Ｓ５１４）。
【０１１５】
制御部２４０は、生成されるマルチレベルコードＭＬＣの変化を確認してノイズが含まれているか否かを判別する（Ｓ５１５）。マルチレベルコードＭＬＣにノイズが含まれないと、マルチレベルコードＭＬＣがすべて０で出力されると、制御部２４０は制御コードＣｃｏｄｅがパッドＰＡＤを介して印加されたキャパシタンスの大きさに対応する値に到達されなかったものとして判断し、制御コードＣｃｏｄｅを増加して出力する（Ｓ５１９）。しかし、マルチレベルコードＭＬＣに１が含まれていると、中間ビットが１であるか否かを判別する（Ｓ５１７）。すなわち、第２ラッチ信号ｑ２が１であるか否かを判別する。上述のように、第２ラッチ信号ｑ２は感知信号ｄｅｔに対応する信号として判断されるので、マルチレベルコードＭＬＣの中間ビットである第２ラッチ信号が１であると、制御部２４０は制御コードＣｃｏｄｅがパッドＰＡＤを介して印加されたキャパシタンスの大きさに対応する値に到達したものと判断し、制御コードＣｃｏｄｅをキャパシタンス値ＣＶとして出力する（Ｓ５１８）。
【０１１６】
一方、制御部２４０は、マルチレベルコードＭＬＣの遷移順序を確認してマルチレベルコードＭＬＣにノイズが含まれていると、繰り返し信号Ｉｔｅｒを１増加する（Ｓ５２０）。そして、増加された繰り返し信号Ｉｔｅｒが設定された最大繰り返し信号Ｍａｘ＿Ｉｔｅｒ（Ｍａｘ＿Ｉｔｅｒは、自然数）より大きいか否かを判別する（Ｓ５２１）。繰り返し信号Ｉｔｅｒが設定された最大繰り返し信号Ｍａｘ＿Ｉｔｅｒより大きいと、キャパシタンス測定エラーを示すノイズフラッグＮ＿ｆｌａｇを活性化して出力する（Ｓ５２２）。一方、繰り返し信号Ｉｔｅｒが設定された最大繰り返し信号Ｍａｘ＿Ｉｔｅｒより大きくないと、再び同一幅を有するパルス信号ｐｕｌを生成する（Ｓ５１３）。ＥＰＷ方式、ＩＰＷ方式、ＤＰＷ方式、及びＡＰＷ方式は制御コードＣｃｏｄｅを複数回数生成し、パルス信号ｐｕｌの幅を調節してノイズが含まれているか否かを判別したが、マルチレベルコードＭＬＣは一度のパルス信号ｐｕｌだけの生成でもノイズが含まれているか否かを確認することができる。
【０１１７】
上述のマルチレベルコードＭＬＣは、図２の従来のキャパシタンス測定方法だけでなく、ＥＰＷ方式、ＩＰＷ方式、ＤＰＷ方式、及びＡＰＷ方式などの方式に多様に適用することができる。
【０１１８】
上述では、本発明の好ましい実施形態を参照して説明したが、当該技術分野の熟練した当業者は、添付の特許請求範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲で、本発明を多様に修正及び変更させることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
本発明は、キャパシタンス測定回路及びキャパシタンス測定方法に関し、特にノイズの影響を低減することができるキャパシタンス測定回路に関連する産業に有効に適用することができる。
【符号の説明】
【０１２０】
１００・２００    キャパシタンス測定回路
１１０・２１０    パルス信号発生部
１１１    クロック信号発生器
１２０・２２０    パルス信号伝達部
１３０・２３０    パルス信号検出部
１３１    Ｔ−フリップフロップ
１３２    周期判別部
１４０・２４０    制御部
１４１    コード発生部
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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