JP5460815B2 - センサ - Google Patents

Description

本発明は、センサに関し、特に、所定感度で接触または近接の可否を認識することができるセンサ、センサのセンシング方法、及びセンサのフィルタ(Ｓｅｎｓｏｒ、ｓｅｎｓｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｅｎｓｏｒ、ａｎｄ ｆｉｌｔｅｒ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｅｎｓｏｒ)に関する。

指やペンなどの接触物体による接触または近接を感知し、接触または近接の可否を出力するセンサは家電製品や携帯用通信端末機などに多く使用されている。

大韓民国特許公報第６６６６９９号には、接触物体の静電容量を用いて感知信号と基準信号との遅延時間差を利用して接触物体の接触可否を認識するタッチセンサが開示されていて、大韓民国特許出願公開第２００８−５０５４４号には、上記感知信号と上記基準信号との遅延時間差を測定する遅延時間の測定回路が開示されている。

すなわち、タッチセンサは、接触可否によって遅延時間が可変しない基準信号と接触可否によって遅延時間が可変する感知信号との遅延時間差が所定の基準時間以上になると接触物体が接触したことに認識し、所定の基準時間以下になると接触物体が接触してないと認識するように構成される。ところが、接触物体が接触した場合であっても、環境、場所、カバーの厚さ、及び／またはタッチパッドによって遅延時間が変わることもあり、これにより上記遅延時間差も変わることになる。よって、従来のタッチセンサにおいて、上記方式で接触可否を認識しようとする場合、上記条件によってタッチ感度が変わることになるので、上記条件を考慮して上記基準時間を調整するチューニング作業が必要である。特に、このようなチューニング作業は製品開発時に必ず必要であり、製品ごとにタッチ位置とタッチセンサとの間の電気的な条件の差があるため、チューニング作業はハードウェアの変更とソフトウェアの修正を繰り返すことで完成される。よって、製品開発時に、このようなチューニング作業が開発期間を長くする。

特開２００６−０８０７６８号公報

本発明の目的は、製品開発時に必ず必要とするチューニング作業を減らして、使用者が製品を使用する際に、環境などとは関係なく所定感度を維持することができるセンサを提供することである。

本発明の他の目的は、上記目的を達成するためのセンサのセンシング方法を提供することである。

本発明のさらに他の目的は、上記目的を達成するためのセンサのフィルタを提供することである。

信号を入力して基準信号を出力する基準信号発生部と、パッドを備え、該パッドに接触物体が接触または近接されると上記基準クロック信号を遅延させて感知信号を出力する感知信号発生部とを備えることを特徴とする。

上記目的を達成するための本発明のセンサの上記センシングデータ出力部の第２の態様の上記遅延時間測定部は、複数個の従属接続された遅延素子を備え、上記基準信号に応答して互いに異なる遅延時間を有する複数個の遅延信号及び上記基準信号のフィードバック回数を示す繰り返しカウンティング信号を出力するディレーチェーン部と、上記基準信号に応答してリセット信号を出力し、上記感知信号に応答してカウンティング中止信号を出力し、上記複数個の遅延信号のエッジ数に対応するコード信号を出力するエッジ感知部と、上記繰り返しカウンティング信号及び上記コード信号をデコーディングして上記基準信号と上記感知信号との遅延時間差に対応する上記遅延データを出力するデコーダと、を備えることを特徴とする。

上記目的を達成するための本発明のセンサの上記センシングデータ出力部の第２の態様の上記遅延時間測定部の上記ディレーチェーン部は、上記遅延信号、上記カウンティング中止信号及びフィードバック信号を論理積して上記複数個の遅延信号のうち最初の遅延信号を出力するスイッチと、上記最初の遅延信号を入力して遅延させて上記複数個の遅延信号のうち該当する遅延信号をそれぞれ出力する上記複数個の遅延素子を備えるディレーチェーンと、上記複数個の遅延素子のうち最後の遅延素子から出力される遅延信号を反転して上記フィードバック信号を出力するインバータと、上記リセット信号に応答してリセットされ、上記フィードバック信号のエッジをカウンティングして上記繰り返しカウンティング信号を発生し、上記カウンティング中止信号に応答して上記繰り返しカウンティング信号を上記デコーダに出力するカウンタと、を備えることを特徴とする。

上記目的を達成するための本発明のセンサの上記決定部は、上記センシングデータを入力してセンシング値を出力するフィルタ部と、上記センシング値を用いて接触または近接しない状態では上記第２強度値は可変せず、上記第１強度値は可変して出力し、接触または近接した状態では上記第１強度値は可変せず、上記第２強度値は可変して出力する強度決定部と、上記第１強度値及び上記第２強度値を入力して上記閾値を計算し、上記閾値と上記センシング値とを比較して接触または近接の可否を判断し、上記出力信号を出力する判断部と、を備えることを特徴とする。

上記目的を達成するための本発明のセンサの上記決定部の上記フィルタ部は、上記センシングデータを第１サンプリングレートとして入力し、ノイズを除去して上記センシング値に出力する第１線形フィルタと、上記第１フィルタリングデータを入力してサンプル間の変化の大きさを制限するか、または複数個のサンプルを合わせて上記センシング値に出力する非線形フィルタと、上記第２フィルタリングデータを上記第１サンプリングレートよりも低い第２サンプリングレートとして入力し、ノイズを除去して上記センシング値に出力する第２線形フィルタと、を備えることを特徴とする。

上記目的を達成するための本発明のセンサの上記決定部の上記フィルタ部の上記第１線形フィルタ及び上記第２線形フィルタは、低域通過フィルタまたは帯域通過フィルタであることを特徴とする。

上記目的を達成するための本発明のセンサの上記決定部の上記強度決定部は、上記第１強度値が「０」であれば上記第１強度値を上記センシング値に変更し、上記第２強度値が「０」であれば上記第２強度値を上記センシング値に所定の第１値を加算した値に変更することを特徴とする。

上記目的を達成するための本発明のセンサの上記決定部の上記強度決定部第１の態様は、接触または近接しない状態で、上記センシング値が所定の第１時間の間に変化すれば上記第１強度値は変更せず、上記センシング値が上記第１時間の間に変化しなければ上記第１強度値を変更することを特徴とし、第２の態様は接触または近接しない状態で上記第２強度値が所定の第２値よりも小さければ上記第１強度値は変更せず、上記第２強度値が上記第２値よりも大きければ上記第１強度値を変更することを特徴とし、第３の態様は接触または近接しない状態で上記第１強度値と上記センシング値との差が所定の第３値よりも小さければ上記第１強度値は変更せず、上記第１強度値と上記センシング値との差が上記第３値よりも大きければ上記第１強度値を変更することを特徴とし、上記強度決定部の第１の態様、第２の態様、及び第３の態様は、上記第１強度値を上記センシング値に変更するか、または上記第１強度値が上記センシング値よりも大きければ上記第１強度値を上記第１強度値に所定の第４値を加算した値に変更し、上記第１強度値が上記センシング値よりも小さければ上記第１強度値を上記第１強度値に上記第４値を減算した値に変更することを特徴とする。

上記目的を達成するための本発明のセンサの上記決定部の上記強度決定部は、接触または近接した状態で上記センシング値が所定の第２時間の間に変化すれば上記第２強度値を可変せず、上記センシング値が上記第２時間の間に変化しなければ上記第２強度値を上記センシング値に変更し、接触または近接された状態で上記第２強度値が上記第１強度値に所定の第５値を加算した値よりも大きければ上記第２強度値を上記センシング値に変更し、上記第２強度値が上記第１強度値に上記第５値を加算した値よりも小さければ上記第２強度値を上記第１強度値に上記第５値を加算した値に変更することを特徴とする。

上記目的を達成するための本発明のセンサの上記決定部の上記判断部は、上記第１強度値及び上記第２強度値を入力して上記閾値を計算する閾値計算部と、上記センシング値と上記閾値とを比較して接触または近接の可否を判断し、判断結果によって上記出力信号を出力するタッチ判断部と、を備えることを特徴とする。

上記目的を達成するための本発明のセンサの上記決定部の上記判断部の第１の態様の上記閾値は、第１閾値及び第２閾値で構成され、上記閾値計算部は上記閾値に所定の第１オフセットを加算した第１閾値及び上記閾値に所定の第２オフセットを減算した第２閾値を出力し、上記判断部は接触または近接しない状態で上記センシング値が上記第１閾値より大きければ接触または近接したと判断し、接触または近接した状態で上記センシング値が上記第２オフセットよりも小さければ接触または近接しないと判断することを特徴とする。

上記目的を達成するための本発明のセンサの上記決定部の上記判断部の第２の態様は、接触または近接しない状態で上記センシング値が上記閾値より第３時間の間に大きければ接触または近接したと判断し、接触または近接した状態で上記センシング値が上記閾値より上記第３時間より短い第４時間の間に小さければ接触または近接しないと判断することを特徴とする。

上記目的を達成するための本発明のセンサの上記決定部の上記判断部の第３の態様は、上記第１強度値、上記第２強度値、及び上記センシング値を入力して接触または近接しない状態で上記センシング値が上記第１強度値に第６値を加算した値以上に大きくなれば接触または近接したと判断し、接触または近接した状態で上記センシング値が上記第２強度値に第７値を減算した値以下に小さくなれば接触または近接しないと判断し、判断結果によって上記出力信号を出力することを特徴とする。

上記目的を達成するための本発明のセンサの上記決定部は、上記センシング値を入力して上記センシング値が所定時間の間に一定範囲内であれば上記タッチセンサが非活動状態と判断し、制御信号を活性化する活動感知部をさらに備え、上記強度決定部及び／または上記判断部は上記制御信号が活性化されると動作を停止することを特徴とし、上記目的を達成するための本発明のセンサは、上記制御信号を外部に出力して外部の入力装置の動作を制御することを特徴とする。

上記目的を達成するための本発明のセンサの上記決定部は、上記出力信号を入力してタッピング可否を感知し、タッピングが感知されたらウェークアップ信号を発生する活動感知部をさらに備えることを特徴とし、上記目的を達成するための本発明のセンサは上記ウェークアップ信号を外部に出力して外部の入力装置をウェークアップさせることを特徴とする。

上記他の目的を達成するための本発明のセンサのセンシング方法は、物体の接触または近接の可否によって可変されるセンシング値を計算するセンシング値の計算段階と、第１強度値が「０」であれば上記第１強度値を上記センシング値に変更し、第２強度値が「０」であれば上記第２強度値を上記センシング値に所定の第１値を加算した値に変更する初期化段階と、接触または近接しない状態で上記センシング値を入力して上記第１強度値を可変させる第１強度値の可変段階と、接触または近接した状態で上記センシング値を入力して上記第２強度値を可変させる第２強度値の可変段階と、上記第１強度値及び上記第２強度値を入力して閾値を計算する閾値の計算段階と、上記閾値と上記センシング値とを比較して接触または近接の可否を認識する認識段階と、を備えることを特徴とする。

上記他の目的を達成するための本発明のセンサのセンシング方法の上記センシング値は、物体の接触または近接に応じて可変するインピーダンスに対応する値であるか、または基準信号と物体とが接触または近接した場合、上記基準信号よりも所定時間センシングされる感知信号との遅延時間差に対応する値であることを特徴とする。

上記他の目的を達成するための本発明のセンサのセンシング方法の上記第１強度値の可変段階の第１の態様は、上記センシング値が所定の第１時間の間に変化すれば上記第１強度値は変更せず、上記センシング値が上記第１時間の間に変化しなければ上記第１強度値を変更することを特徴とし、第２の態様は上記第２強度値が所定の第２値よりも小さければ上記第１強度値は変更せず、上記第２強度値が上記第２値よりも大きければ上記第１強度値を変更することを特徴とし、第３の態様は上記第１強度値と上記センシング値との差が所定の第３値よりも小さければ上記第１強度値は変更せず、上記第１強度値と上記センシング値との差が上記第３値よりも大きければ上記第１強度値を変更することを特徴とし、上記第１強度値の可変段階の第１の態様、第２の態様、及び第３の態様は、上記第１強度値を上記センシング値に変更するか、または上記第１強度値が上記センシング値よりも大きければ上記第１強度値を上記第１強度値に所定の第４値を加算した値に変更し、上記第１強度値が上記センシング値よりも小さければ上記第１強度値を、上記第１強度値に上記第４値を減算した値に変更することを特徴とする。

上記他の目的を達成するための本発明のセンサのセンシング方法の上記第２強度値の可変段階の第１の態様は、上記センシング値が所定の第２時間の間に変化すれば上記第２強度値は変更せず、上記センシング値が上記第２時間の間に変化しなければ上記第２強度値を上記センシング値に変更することを特徴とし、第２の態様は上記第２強度値が上記第１強度値に所定の第５値を加算した値よりも大きければ上記第２強度値を上記センシング値に変更し、上記第２強度値が上記第１強度値に上記第５値を加算した値よりも小さければ上記第２強度値を、上記第１強度値に上記第５値を加算した値に変更することを特徴とする。

上記他の目的を達成するための本発明のセンサのセンシング方法の上記認識段階の第１の態様は、接触または近接しない状態で上記センシング値が上記閾値より第３時間の間に大きければ接触または近接したと判断し、接触または近接された状態で上記センシング値が上記閾値より上記第３時間より短い第４時間の間に小さければ接触または近接しないと判断することを特徴とし、第２の態様の上記閾値は第１閾値及び第２閾値で構成され、上記閾値の計算段階は上記閾値に所定の第１オフセットを加算した値を第１閾値に計算し、上記閾値に所定の第２オフセットを減算した値を第２閾値に計算し、上記認識段階は接触または近接しない状態で上記センシング値が上記第１閾値より大きくなれば接触または近接したと判断し、接触または近接した状態で上記センシング値が上記第２閾値より小さければ接触または近接しないと判断することを特徴とする。

上記さらに他の目的を達成するための本発明のセンサのフィルタは、接触または近接の可否によって可変されるセンシングデータを第１サンプリングレートとして入力し、ノイズを除去して第１フィルタリングデータを出力する第１線形フィルタと、上記第１線形フィルタに従属接続され、上記第１フィルタリングデータを入力し、フィルタリングして第２フィルタリングデータを出力する第２フィルタと、を備えることを特徴とする。

上記さらに他の目的を達成するための本発明のセンサのフィルタの上記第２フィルタの第１の態様は、上記第１フィルタリングデータを入力してサンプル間の変化の大きさを制限するか、または複数個のサンプルを合わせて上記第２フィルタリングデータに出力する非線形フィルタであることを特徴とし、第２の態様は上記第１フィルタリングデータを上記第１サンプリングレートよりも低い第２サンプリングレートとして入力し、ノイズを除去して上記第２フィルタリングデータに出力する第２線形フィルタであることを特徴とする。

上記さらに他の目的を達成するための本発明のセンサのフィルタは、上記第１線形フィルタ、上記非線形フィルタ、及び上記第２フィルタリングデータを上記第１サンプリングレートよりも低い第２サンプリングレートとして入力し、ノイズを除去して上記センシング値として出力する第２線形フィルタを備えることを特徴とする。

上記さらに他の目的を達成するための本発明のセンサのフィルタの上記第１線形フィルタ及び上記第２線形フィルタは、低域通過フィルタまたは帯域通過フィルタであることを特徴とする。

したがって、本発明のセンサ、センサのセンシング方法、及びセンサのフィルタは、環境、場所、カバーの厚さ及び／またはタッチパッドによるチューニング作業なしに、所定感度に接触可否を認識することができる。

本発明のタッチセンサの実施例の構成を示す図である。 図１に示す本発明のタッチセンサの感知信号出力部１００の実施例の構成を示す図である。 図１に示す本発明のタッチセンサの遅延時間測定部２００の実施例の構成を示す図である。 図１に示す本発明のタッチセンサのタッチ決定部３００の実施例の構成を示す図である。 図４に示す本発明のタッチセンサのタッチ決定部３００のフィルタ部３１０の実施例の構成を示す図である。 図４に示す本発明のタッチセンサのタッチ決定部３００の強度決定部３２０の第１強度値の決定方法を説明するためのフローチャートである。 図６に示す第１強度値の決定方法を説明するための動作タイミング図である。 図４に示す本発明のタッチセンサのタッチ決定部３００の強度決定部３２０の第２強度値の決定方法を説明するためのフローチャートである。 図８に示す第２強度値の決定方法を説明するための動作タイミング図である。 図４に示す本発明のタッチセンサのタッチ決定部３００の判断部３３０の実施例の構成を示す図である。 図１０に示す判断部３３０の動作を説明するための動作タイミング図である。 図４に示す本発明のタッチセンサのタッチ決定部３００の他の実施例の構成を示す図である。

以下、添付した図面を参照して本発明のセンサ、センサのセンシング方法、及びセンサのフィルタを説明する。

図１は本発明のセンサの一実施例の構成を示す図であって、センサはセンシングデータ出力部１０及びタッチ決定部３００を備えて構成されていて、センシングデータ出力部１０は感知信号出力部１００及び遅延時間測定部２００を備えて構成されている。

次に、図１に示すブロックそれぞれの機能を説明する。
センシングデータ出力部１０は、接触物体の接触可否により可変するセンシングデータＤｄａｔａを出力する。感知信号出力部１００は、基準信号ｒｅｆ及び接触物体の接触可否によって上記基準信号ｒｅｆより所定時間遅延される感知信号ｓｅｎを出力する。遅延時間測定部２００は上記感知信号ｓｅｎと上記基準信号ｒｅｆの遅延時間差を検出して遅延時間差に対応する遅延データをセンシングデータＤｄａｔａに出力する。

タッチ決定部３００はセンシングデータＤｄａｔａを用いて接触可否を認識し、その結果によって接触可否を示すタッチ信号ｔｏｕｃｈを出力する。すなわち、タッチ決定部３００は遅延データＤｄａｔａを用いて閾値(ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ ｖａｌｕｅ)を可変させ、遅延データＤｄａｔａが上記閾値よりも大きければタッチした状態として認識し、遅延データＤｄａｔａが上記閾値よりも小さければタッチしない状態として認識し、タッチ状態によりタッチ信号ｔｏｕｃｈを出力する。上記閾値はタッチしない状態の強度、すなわち、タッチしない状態での感知信号ｓｅｎと基準信号ｒｅｆとの遅延時間差を示す第１強度値及び／またはタッチした状態の強度、すなわち、タッチした状態での感知信号ｓｅｎと基準信号ｒｅｆとの遅延時間差を示す第２強度値から計算することができ、上記第１強度値及び上記第２強度値は遅延データＤｄａｔａを用いてタッチ決定部３００で計算することができる。また、閾値は第１閾値と第２閾値で構成され、タッチ決定部３００は、遅延データＤｄａｔａが第１閾値より大きければタッチした状態で認識し、遅延データＤｄａｔａが第２閾値より小さければタッチしない状態に認識するように構成される。

図示しないが、センシングデータ出力部１０は、接触物体の接触可否によって可変するインピーダンス（例えば、キャパシタンス）を測定し、上記測定されたインピーダンス（例えば、キャパシタンス）に対応する値を上記センシングデータＤｄａｔａに出力するように構成される。

図２は、図１に示す本発明のセンサの感知信号出力部１００の実施例を示す図であって、基準クロック発生部１１０、感知信号発生部１２０及び基準信号発生部１３０で構成されていて、感知信号発生部１２０は抵抗Ｒ１及びパッドｐａｄで構成され、基準信号発生部１３０は抵抗Ｒ２で構成される。

図２に示すブロックそれぞれの機能を説明する。
基準クロック発生部１１０は基準クロック信号ｃｌｋｒを出力する。感知信号発生部１２０は接触物体がパッドｐａｄに接触されると上記基準クロック信号ｃｌｋｒを所定時間遅延させて出力し、接触物体がパッドｐａｄに接触されないと上記基準クロック信号ｃｌｋｒを遅延せず出力する。すなわち、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感知信号発生部１２０に入力される基準クロック信号ｃｌｋｒは抵抗Ｒ１と接触物体の静電容量によって所定時間遅延されて感知信号ｓｅｎに出力され、接触物体が接触されないと基準クロック信号ｃｌｋｒが遅延せず、そのまま感知信号ｓｅｎに出力される。基準信号発生部１３０は基準クロック発生部１１０から入力される基準クロック信号ｃｌｋｒを遅延せず、そのまま基準信号ｒｅｆに出力する。

図示しないが、基準信号発生部１３０は、基準信号ｒｅｆが出力される端子と接地電圧との間に接続されるキャパシタをさらに備えて基準クロック信号ｃｌｋｒを接触物体の接触可否とは関係なく所定時間遅延させて基準信号ｒｅｆに出力するように構成することができる。

図３は、図１に示す本発明のセンサの遅延時間測定部２００の実施例を示す図であって、遅延時間測定部２００は、ディレーチェーン部２１０、エッジ感知部２２０及びデコーダ２３０で構成され、ディレーチェーン部２１０は３入力ＡＮＤゲートとして実現されたスイッチＡＳＷ、複数個の従属接続された遅延素子Ｄ１、Ｄ２、・・・、Ｄｎ、インバータＩＮＶ及びカウンタＣＮＴで構成されている。

図３に示すブロックのそれぞれの機能を説明する。
ディレーチェーン部２１０は、基準信号ｒｅｆに応答して互いに異なる遅延時間を有する複数個の遅延信号ｄｅｌａｙ０、ｄｅｌａｙ１、・・・、及びディレーチェーン部２１０をよる基準信号ｒｅｆのフィードバック回数を示す繰り返しカウンティング信号ｉｔｅｒを出力する。スイッチＡＳＷは、基準信号ｒｅｆ、フィードバック信号ｆｂ、及びカウンティング中止信号ｓｔｏｐに応答して遅延信号ｄｅｌａｙ０を入力信号として出力する。すなわち、スイッチＡＳＷは、基準信号ｒｅｆ、フィードバック信号ｆｂ及びカウンティング中止信号ｓｔｏｐを論理積して遅延信号ｄｅｌａｙ０を発生させ、遅延信号ｄｅｌａｙ０を入力信号として複数個の遅延素子Ｄ１、Ｄ２、・・・、Ｄｎを備えるディレーチェーンとして出力する。複数個の遅延素子Ｄ１、Ｄ２、・・・、Ｄｎのそれぞれは入力された信号を遅延させて該当する遅延信号ｄｅｌａｙ１、ｄｅｌａｙ２、・・・、ｄｅｌａｙｎを出力する。インバータＩＮＶはディレーチェーンの最後の遅延素子Ｄｎから出力される遅延信号ｄｅｌａｙｎを反転させてフィードバック信号ｆｂを出力する。カウンタＣＮＴはフィードバック信号ｆｂに応答してディレーチェーン部２１０による繰り返し回数を表示する繰り返しカウンティング信号ｉｔｅｒを出力する。すなわち、カウンタＣＮＴは遅延信号ｄｅｌａｙｎを反転させたフィードバック信号ｆｂのエッジをカウンティングして繰り返しカウンティング信号ｉｔｅｒを出力する。また、カウンタＣＮＴはエッジ感知部２２０から出力されるリセット信号ｒｅｓｅｔに応答してリセットされ、エッジ感知部２２０から出力されるカウンティング中止信号ｓｔｏｐに応答してカウンティングを中止し、上記繰り返しカウンティング信号ｉｔｅｒをデコーダ２３０に出力する。カウンタＣＮＴはエッジ感知部から出力されるカウンティング中止信号ｓｔｏｐに応答してリセットされるように構成されることができる。

すなわち、ディレーチェーン部２１０は遅延時間測定開始を示す基準信号ｒｅｆに応答して動作を始める。基準信号ｒｅｆ、フィードバック信号ｆｂ及びカウンティング中止信号ｓｔｏｐを論理積して発生された遅延信号ｄｅｌａｙ０は入力信号として複数個の遅延素子Ｄ１、Ｄ２、・・・、Ｄｎを備えるディレーチェーンに入力され、複数個の遅延素子Ｄ１、Ｄ２、・・・、Ｄｎを備えるディレーチェーンは入力信号を所定時間遅延させて互いに異なる遅延時間を有する複数個の遅延信号ｄｅｌａｙ１、ｄｅｌａｙ２、・・・ｄｅｌａｙｎを出力し、カウンタＣＮＴは繰り返しカウンティング信号ｉｔｅｒを出力する。また、ディレーチェーン部２１０はエッジ感知部２２０から出力されるカウンティング中止信号ｓｔｏｐに応答して動作を中止する。

エッジ感知部２２０は基準信号ｒｅｆに応答してリセット信号ｒｅｓｅｔを出力し、感知信号ｓｅｎに応答してカウンティング中止信号ｓｔｏｐを出力し、複数個の遅延信号ｄｅｌａｙ０、ｄｅｌａｙ１、・・・ｄｅｌａｙｎ−１のエッジをカウンティングして複数個の遅延信号ｄｅｌａｙ０、ｄｅｌａｙ１、・・・、ｄｅｌａｙｎ−１のエッジの個数に対応するコード信号ｃｏｄｅを出力する。また、エッジ感知部２２０は繰り返しカウンティング信号ｉｔｅｒに応答してリセットされる。すなわち、繰り返しカウンティング信号ｉｔｅｒの値が変わるとエッジ感知部２２０はリセットされる。

デコーダ２３０は、エッジ感知部２２０から出力されるコード信号ｃｏｄｅとカウンタＣＮＴから出力される繰り返しカウンティング信号ｉｔｅｒとをデコーディングして遅延データを発生させ、上記遅延データをセンシングデータＤｄａｔａに出力する。

遅延時間測定部２００は、図３の実施例の外に多様な方法で構成されることができる。例えば、スイッチＡＳＷは繰り返しカウンティング信号ｉｔｅｒに応答して基準信号ｒｅｆとフィードバック信号ｆｂを選択的に出力するスイッチ回路で構成されることができる。また、図３の構成からカウンタＣＮＴとデコーダ２３０を省略して、エッジ感知部２２０が基準信号ｒｅｆに応答して遅延信号ｄｅｌａｙ０、ｄｅｌａｙ１、・・・、ｄｅｌａｙｎ−１のエッジ個数をカウンティングし、感知信号ｓｅｎに応答してカウンティングを中止してカウンティングされたエッジの個数を遅延データＤｄａｔａに出力するように構成することができる。また、エッジ感知部２２０の代わりに繰り返しカウンティング信号ｉｔｅｒに応答して遅延信号ｄｅｌａｙ０、ｄｅｌａｙ１、・・・、ｄｅｌａｙｎ−１を、そのまま出力したり反転したりして比較信号に出力する複数個の排他的論理合ゲート、及び上記比較信号と感知信号を論理積してコード信号を出力する複数個のＡＮＤゲートで構成されたコード発生部を利用することができる。また、図３では、ディレーチェーンがフィードバック構成を有することを例示したが、フィードバック構成を有しないディレーチェーンも利用することができる。

図２及び図３では、ディレー方式のタッチセンサを例として説明したが、本発明は接触可否によって可変するインピーダンス（例えば、キャパシタンス）を感知するセンサにも適用することができる。この場合、遅延時間測定部２００はパッドを介してインピーダンス（例えば、キャパシタンス）を測定し、測定したインピーダンス（例えば、キャパシタンス）の値をデジタル値に変換して出力するインピーダンス測定部に代替されることができる。上記インピーダンス測定部は多様な形態で実現することができる。例えば、インピーダンス測定部は接触可否によって可変するインピーダンス（例えば、キャパシタンス）によって変わる充放電時間を測定し、上記充放電時間をデジタル値に変換して出力するように構成されることができ、この場合、デルタ−シグマ（ｄｅｌｔａ−ｓｉｇｍａ）方式のアナログ−デジタルコンバータＡＤＣを用いて充放電時間をデジタル値に変換するように構成することができる。

図４は本発明のセンサの決定部３００の実施例を示す図であって、フィルタ部３１０、強度決定部３２０、及び判断部３３０で構成されている。

図４に示すブロックのそれぞれの機能を説明する。
フィルタ部３１０は遅延時間測定部２００から出力されたセンシングデータＤｄａｔａをフィルタリングして遅延値ＣＤを出力する。フィルタ部３１０はローパスフィルタで構成され、ノイズなどを除去する。強度決定部３２０はフィルタ部３１０から出力される遅延値ＣＤを用いてタッチしない状態ではパッドがその状態の強度、すなわち、タッチしない状態の感知信号ｓｅｎと基準信号ｒｅｆとの遅延時間差を示す第１強度値ＮＴＳを可変させ、タッチした状態ではパッドがタッチした状態の強度、すなわち、タッチした状態での感知信号ｓｅｎと基準信号ｒｅｆとの遅延時間差を示す第２強度値ＴＳを可変させ、上記第１強度値ＮＴＳ及び上記第２強度値ＴＳを出力する。強度決定部３２０は判断部３３０から出力されるタッチ信号ｔｏｕｃｈを用いてタッチした状態であるか、タッチしない状態であるかを判断するように構成されることができる。判断部３３０はフィルタ部３１０から出力される遅延値ＣＤと強度決定部３２０から出力される第１強度値ＮＴＳ及び第２強度値ＴＳを用いて接触可否を認識し、接触可否を示すタッチ信号ｔｏｕｃｈを出力する。すなわち、判断部３３０は強度決定部３２０から出力される第１強度値ＮＴＳ及び第２強度値ＴＳを用いて閾値を決定し、フィルタ部３１０から出力される遅延値ＣＤを上記閾値と比較して上記遅延値ＣＤが上記閾値以上であればタッチしたものと認識し、上記閾値以下であればばタッチしないものと認識するように構成されることができる。

図示しないが、タッチ決定部３００のフィルタ部３１０は、場合によって上記遅延データＤｄａｔａをフィルタリングしないでそのまま遅延値ＣＤに出力するように構成されることができる。すなわち、タッチ決定部３００の強度決定部３２０及び判断部３３０は、遅延時間測定部２００から出力された遅延データＤｄａｔａをそのまま遅延値ＣＤとして利用するように構成されることができる。

図４ではディレー方式のタッチセンサを例として説明しているが、上述のように、本発明はインピーダンス（例えば、キャパシタンス）を測定する方式のタッチセンサに対しても適用することができる。この場合、フィルタ部３１０は感知信号と基準信号との遅延時間差を示す遅延データの代わりに測定されたインピーダンス（例えば、キャパシタンス）をデジタル値に変換したセンシングデータＤｄａｔａとして受けて、センシングデータＤｄａｔａに含まれたノイズなどを除去したセンシング値を出力するように構成されることができ、強度決定部３２０はフィルタ部３１０から出力されたセンシング値を用いて第１強度値ＮＴＳ及び第２強度値ＴＳを可変させるように構成されることができる。

図５は、図４に示す本発明のセンサのタッチ決定部３００のフィルタ部３１０の実施例を示す図であって、第１線形フィルタ３１１、非線形フィルタ３１２、及び第２線形フィルタ３１３で構成されている。

図５に示すブロックのそれぞれの機能を説明する。
第１線形フィルタ３１１は第１サンプリングレート（例えば、１００ｋＨｚ）で遅延データＤｄａｔａをサンプリングして遅延データＤｄａｔａのノイズを除去して第１フィルタリングデータｄａｔａ１を出力する。非線形フィルタ３１２は所定のサンプリングレートで上記第１フィルタリングデータｄａｔａ１を入力してサンプル間の変化の大きさを制限して第２フィルタリングデータｄａｔａ２を出力するか、または第１フィルタリングデータｄａｔａ１を入力していくつかのサンプル（例えば、８個または６４個）を一つに合わせて第２フィルタリングデータｄａｔａ２を出力する。または、非線形フィルタ３１２は上述した過程をすべて行って第２フィルタリングデータｄａｔａ２を出力するように構成されることができる。第２線形フィルタ３１３は、上記第１サンプリングレートよりも低い第２サンプリングレート（例えば、１ｋＨｚ）で第２フィルタリングデータｄａｔａ２をサンプリングし、第２フィルタリングデータｄａｔａ２のノイズを除去して遅延値ＣＤを出力する。第２線形フィルタ３１３のサンプリングレートを第１線形フィルタ３１１のサンプリングレートよりも低く設定することによって、妨害信号によるうなり（ｂｅａｔｉｎｇ）を防止することができる。

図５において、第１線形フィルタ３１１及び第２線形フィルタ３１３は低域通過フィルタｌｏｗｐａｓｓｆｉｌｔｅｒで構成されてそれぞれ遅延データＤｄａｔａ及び第２フィルタリングデータｄａｔａ２の高周波成分が除去されるように構成することができ、場合によって、妨害信号の特定周波数を除去するために帯域通過フィルタｂａｎｄｐａｓｓｆｉｌｔｅｒで構成することができる。

また、図示しないが、タッチ決定部３００のフィルタ部３１０は、場合によって上記第１線形フィルタ３１１、非線形フィルタ３１２、及び第２線形フィルタ３１３のうちの一部だけで構成することができる。この場合、上記第１フィルタリングデータｄａｔａ１または上記第２フィルタリングデータｄａｔａ２が上記遅延値ＣＤに出力される。

すなわち、図５に示す本発明のセンサのフィルタ部３１０の実施例を利用することによって、強度決定部３２０はさらに正確な遅延値ＣＤを利用して第１強度値ＮＴＳ及び第２強度値ＴＳを決定することができる。また、図５では、ディレー方式のタッチセンサの場合を例として説明したが、インピーダンス（例えば、キャパシタンス）を測定するタッチセンサの場合にも図５に示すフィルタ部３１０が適用されることができる。この場合、フィルタ部３１０が出力するセンシング値は基準信号ｒｅｆと感知信号ｓｅｎとの遅延時間差に対応する遅延値ＣＤではない測定されたインピーダンス（例えば、キャパシタンス）に対応する値となることができる。

図６は、図４に示す本発明のセンサのタッチ決定部３００の強度決定部３２０の第１強度値ＮＴＳの決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６を参考して強度決定部３２０の第１強度値ＮＴＳの決定方法を説明する。
まず、強度決定部３２０は、現在の第１強度値ＮＴＳが「０」であるかを判断する（Ｓ１１段階）。万が一、現在の第１強度値ＮＴＳが「０」であれば強度決定部３２０はフィルタ部３１０から入力される現在の遅延値ＣＤを第１強度値ＮＴＳで保存する（Ｓ１２段階）。最初電源印加時またはセンサがリセットされた場合に第１強度値ＮＴＳが「０」になることができる。よって、このような場合には、第１強度値ＮＴＳを現在の遅延値ＣＤに初期化することができる。

次に、強度決定部３２０は、タッチ決定部３００の判断部３３０から出力されるタッチ信号ｔｏｕｃｈを用いてタッチ状態であるか否かを判断する（Ｓ１３段階）。万が一、タッチ状態であればタッチしない状態の強度を示す第１強度値ＮＴＳの値を変更する必要がないので、強度決定部３２０は現在の第１強度値ＮＴＳを維持する（Ｓ１７段階）。

Ｓ１３段階で判断した結果、タッチ状態でなければ強度決定部３２０は所定の第１時間（例えば、１２ｍｓ）の間にフィルタ部３１０から出力される遅延値ＣＤの変化があるか否かを判断する（Ｓ１４段階）。第１時間の間に遅延値ＣＤの変化があれば強度決定部３２０は現在の第１強度値ＮＴＳを維持する（Ｓ１７段階）。よって、強度決定部３２０は周辺ノイズで遅延値ＣＤが変更されることによって第１強度値ＮＴＳが変化することを防止できるとともに、環境の変化（例えば、温度の変化）またはカバー厚さの変化によってタッチしない状態の遅延値ＣＤが変更される場合には第１強度値ＮＴＳを変更することができる。

次に、強度決定部３２０はタッチした状態の強度を示す第２強度値ＴＳが所定の第１値Ｄ１よりも小さいか否かを判断する（Ｓ１５段階）。万が一、第２強度値ＴＳが第１値Ｄ１よりも小さければ強度決定部３２０は現在の第１強度値ＮＴＳを維持する（Ｓ１７段階）。よって、強度決定部３２０は第２強度値ＴＳが第１値Ｄ１より大きくなった後のみ、第１強度値ＮＴＳを変更するように構成することができる。

次に、強度決定部３２０は、フィルタ部３１０から出力された遅延値ＣＤと第１強度値ＮＴＳとの差が所定の第２値Ｄ２よりも小さいか否かを判断する（Ｓ１６段階）。万が一、遅延値ＣＤと第１強度値ＮＴＳとの差が第２値Ｄ２よりも小さければ強度決定部３２０は現在の第１強度値ＮＴＳを維持する（Ｓ１７段階）。すなわち、遅延値ＣＤと第１強度値ＮＴＳとの差が所定の第２値Ｄ２よりも小さい場合には環境などによる影響が小さいということを意味するので、この場合には強度決定部３２０が第１強度値ＮＴＳを維持するように構成することができる。

万が一、遅延値ＣＤと第１強度値ＮＴＳとの差が第２値Ｄ２よりも大きければ強度決定部３２０は現在の第１強度値ＮＴＳに所定の第３値Ｄ３を加算するか、または減算して、これを新たな第１強度値ＮＴＳとして保存する（Ｓ１８段階）。すなわち、強度決定部３２０は、遅延値ＣＤが第１強度値ＮＴＳよりも第２値Ｄ２以上に大きければ現在の第１強度値ＮＴＳに第３値Ｄ３を加算した値を新たな第１強度値ＮＴＳとして保存し、もし遅延値Ｄ２が第１強度値ＮＴＳよりも第２値Ｄ２以上小さければ現在の第１強度値ＮＴＳに第３値Ｄ３を減算した値を新たな第１強度値ＮＴＳとして保存する。

図６では、強度決定部３２０が所定の第１時間の間に遅延値ＣＤの変化があるか（Ｓ１４段階）、第２強度値ＴＳが所定の第１値Ｄ１よりも小さいか（Ｓ１５段階）、遅延値ＣＤと第１強度値ＮＴＳとの差が所定の第２値Ｄ２よりも小さいか（Ｓ１６段階）否かを順次にすべて判断する場合を例示したが、強度決定部３２０はそのうちのいずれか一つだけを判断して第１強度値ＮＴＳを維持または変更するように構成することができる。例えば、強度決定部３２０は、第１時間の間に遅延値ＣＤの変化があるか否かのみを判断して所定時間の間に遅延値ＣＤの変化があれば第１強度値ＮＴＳを維持し、遅延値ＣＤが所定時間の間に変化がなければ第１強度値ＮＴＳを変更するように構成することができる。また、各段階の順序に変化があってもかまわない。
また、図６では、第１強度値ＮＴＳを変更する場合、強度決定部３２０が現在の第１強度値ＮＴＳに所定の第３値Ｄ３を加算したり減算したりして新しく第１強度値ＮＴＳを変更する場合を例示したが、強度決定部３２０は遅延値ＣＤを新しく第１強度値ＮＴＳに変更するように構成することができる。

図７は、図６に示す本発明のセンサのタッチ決定部３００の強度決定部３２０の第１強度値ＮＴＳの決定方法を説明するためのタイミング図であって、図６からＳ１５段階及びＳ１６段階を省略し、Ｓ１８段階で現在の遅延値ＣＤを新しく第１強度値ＮＴＳを保存する場合を示しており、点線はフィルタ部３１０から出力される遅延値ＣＤを、実線は第１強度値ＮＴＳをそれぞれ示すものである。

図７を参考して強度決定部３２０の第１強度値ＮＴＳの決定方法を説明する。
ｔ１時点において、遅延値ＣＤが第１時間Ｔ１の間に変化しなかったので、この場合、強度決定部３２０は第１強度値ＮＴＳをｔ１時点での遅延値ＣＤとして変更する。以後、ｔ２時点以前には、遅延値ＣＤが第１期間Ｔ１中に維持される場合が発生しないので、強度決定部３２０は第１強度値ＮＴＳを変更させない。ｔ２時点で判断すれば、遅延値ＣＤが第１時間Ｔ１中に変化しなかったので、強度決定部３２０は再び第１強度値ＮＴＳをｔ２時点での遅延値ＣＤとして変更する。ｔ２時点の経過以後には遅延値ＣＤが急激に増加する。すなわち、これはタッチ状態であることを意味するので、強度決定部３２０はｔ２時点以後には第１強度値ＮＴＳを変更させない。

図８は、図４に示す本発明のセンサのタッチ決定部３００の強度決定部３２０から第２強度値ＴＳを決定する方法の実施例を説明するためのフローチャートを示す。

図８を参考して第２強度値ＴＳを決定する方法を説明する。
まず、強度決定部３２０は、第２強度値ＴＳが「０」であるか否かを判断する（Ｓ２１段階）。万が一、第２強度値ＴＳが「０」であれば強度決定部３２０は第１強度値ＮＴＳに所定の第４値Ｄ４を加算した値を第２強度値ＴＳとして保存する（Ｓ２２段階）。最初電源印加時またはセンサがリセットされた場合に、第２強度値ＴＳが「０」となることもある。このような場合には、第２強度値ＴＳを第１強度値ＮＴＳに所定の第４値Ｄ４を加算した値に初期化することができる。

次に、強度決定部３２０は、判断部３３０から出力されるタッチ信号ｔｏｕｃｈを用いてタッチセンサがタッチしない状態であるか否かを判断する（Ｓ２３段階）。万が一、タッチしない状態であればタッチした状態の強度を示す第２強度値ＴＳを変更させる必要がないので、強度決定部３２０は現在の第２強度値ＴＳを維持する（Ｓ２６段階）。

次に、強度決定部３２０は、フィルタ部３１０から出力される遅延値ＣＤが所定の第２時間（例えば、７ｍｓ）の間に変化があるか否かを判断する（Ｓ２４段階）。万が一、遅延値ＣＤが第２時間の間に変化があれば、強度決定部３２０は現在の第２強度値ＴＳを維持する（Ｓ２６段階）。よって、強度決定部３２０は周辺ノイズにより遅延値ＣＤが変更されることによって、第２強度値ＴＳが変化することを防止するとともに、環境の変化（例えば、温度の変化）またはカバー厚さの変化によってタッチした状態の遅延値ＣＤが変更された場合には、第２強度値ＴＳを変更するように構成することができる。上記第２時間は、図６のＳ１４段階の第１時間よりも短く設定されることができる。すなわち、上述のように、第２強度値ＴＳはタッチした状態で変更することになるが、タッチした状態では接触物体によるノイズが発生するので、タッチしない状態で変更される第１強度値ＮＴＳを決定する場合よりも特定の遅延値ＣＤを維持する時間が短くなければならないという必要がある。

次に、強度決定部３２０は、第２強度値ＴＳが第１強度値ＮＴＳに所定の第５値Ｄ５を加算した値よりも小さいか否かを判断する（Ｓ２５段階）。すなわち、強度決定部３２０は、第２強度値ＴＳと第１強度値ＮＴＳとの差が所定の第５値Ｄ５未満であるか否かを判断する。万が一、第２強度値ＴＳが第１強度値ＮＴＳに第５値Ｄ５を加算した値よりも小さければ、強度決定部３２０は第２強度値ＴＳを第１強度値ＮＴＳに第５値Ｄ５を加算した値として変更する（Ｓ２８段階）。

万が一、第２強度値ＴＳが、第１強度値ＮＴＳに第５値Ｄ５を加算した値よりも大きければ強度決定部３２０は現在の遅延値ＣＤを第２強度値ＴＳとして保存する（Ｓ２７段階）。

強度決定部３２０で第２強度値ＴＳを決定する場合、図８からＳ２５段階及びＳ２８段階は省略して実施することができる。すなわち、強度決定部３２０はタッチしない状態であるか否か（Ｓ２３段階）及び遅延値ＣＤに変化があるか否か（Ｓ２４段階）だけを判断して現在の第２強度値ＴＳを維持するか、または第２強度値ＴＳを現在の遅延値ＣＤに変更するように構成することができる。

図９は、図８に示す第２強度値ＴＳの決定方法を説明するためのタイミング図を示す図であって、図８からＳ２５段階及びＳ２８段階を省略して実施する場合であり、点線はフィルタ部３１０から出力される遅延値ＣＤを、実線は第２強度値ＴＳをそれぞれ示す。

図９を参考して第２強度値ＴＳの決定方法を説明する。
ｔ１時点において、遅延値ＣＤが所定の第２時間Ｔ２の間で変化しなかったので、この場合の強度決定部３２０は第２強度値ＴＳをｔ１時点での遅延値ＣＤに変更する。以後、ｔ２時点の以前には遅延値ＣＤが第２期間Ｔ２の間で変化しない場合がなかったので、強度決定部３２０は第２強度値ＴＳを変更しない。ｔ２時点で判断した場合、遅延値ＣＤが第２時間Ｔ２の間で変化しなかったので、強度決定部３２０は再び第２強度値ＴＳをｔ２時点での遅延値ＣＤに変更する。ｔ２時点の経過以後には遅延値ＣＤが急激に減少した。すなわち、これはタッチしない状態であるということを意味するので、強度決定部３２０はｔ２時点以後には第２強度値ＴＳを変更させない。

また、上述のように、最初電源印加時またはセンサがリセットされた場合には第１強度値ＮＴＳ及び第２強度値ＴＳが「０」となり、この場合の第１強度値ＮＴＳは現在の遅延値ＣＤに初期化され（図６のＳ１２段階）、第２強度値ＴＳは第１強度値ＮＴＳに所定の第４値Ｄ４を加算した値に初期化される（図８のＳ２２段階）。よって、最初電源印加時またはセンサがリセットされた場合には上記初期化された第１強度値ＮＴＳ及び第２強度値ＴＳに基づいて閾値を計算し、閾値と遅延値とを比較してタッチした状態であるか否かを把握することができる（図６のＳ１３段階及び図８のＳ２３段階）。

また、図６ないし図９では、ディレー方式のタッチセンサの場合を例として説明しているが、上述のようにインピーダンスを測定するタッチセンサの場合にも本発明を適用することができる。この場合、強度決定部３２０は上述のように基準信号ｒｅｆと感知信号ｓｅｎとの遅延時間差に対応する遅延値の代わりに測定されたインピーダンスに対応する値を用いて第１強度値ＮＴＳ及び第２強度値ＴＳを決定することになる。

図１０は、図４に示す本発明のタッチセンサのタッチ決定部３００の他の実施例を示すブロック図であって、タッチ決定部３００は閾値計算部３３１及びタッチ判断部３３２で構成されている。

次に、図１０に示すブロックのそれぞれの機能を説明する。
閾値計算部３３１は、強度決定部３２０から出力される第１強度値ＮＴＳ及び第２強度値ＴＳを入力して閾値Ｔｈ＿ｖａｌｕｅを計算して出力する。閾値Ｔｈ＿ｖａｌｕｅは、次のような数式で計算される。

タッチ判断部３３２は、閾値計算部３３１から出力された閾値Ｔｈ＿ｖａｌｕｅとフィルタ部３１０から出力された遅延値ＣＤを入力して接触可否を判断し、接触可否を示すタッチ信号ｔｏｕｃｈを出力する。

例えば、タッチ判断部３３２は、遅延値ＣＤが所定の第３時間以上の閾値Ｔｈ＿ｖａｌｕｅよりも大きい場合にはタッチされたものと判断し、所定の第４時間以上の閾値Ｔｈ＿ｖａｌｕｅよりも小さい場合にはタッチしないものとして判断するように構成される。この場合、ノイズでタッチしない状態をタッチした状態に間違って判断することを防止するために、第３時間は第４時間よりも長く構成することができる。例えば、第３時間は１０ｍｓであり、第４時間は４ｍｓとすることができる。また、タッチ判断部３３２は、遅延値ＣＤが閾値Ｔｈ＿ｖａｌｕｅに所定の第１オフセット値Ｄｈ１を加算した値よりも大きければタッチしたものと判断し、遅延値ＣＤが閾値Ｔｈ＿ｖａｌｕｅに所定の第２オフセット値Ｄｈ２を減算した値よりも小さければ、タッチしないものと判断するように構成することができる。また、タッチ判断部３３２は、上述の二つの方法を混用して接触可否を判断するように構成することができる。

また、タッチ判断部３３２は、単純に遅延値ＣＤが閾値Ｔｈ＿ｖａｌｕｅよりも大きくなればタッチしたものと判断し、閾値Ｔｈ＿ｖａｌｕｅよりも小さければタッチしないものと判断するように構成することができる。

図示しないが、閾値計算部３３１が上記閾値Ｔｈ＿ｖａｌｕｅに上記第１オフセット値Ｄｈ１を加算した第１閾値Ｔｈ＿ｖａｌｕｅ１と上記閾値Ｔｈ＿ｖａｌｕｅに、上記第２オフセット値Ｄｈ２を減算した第２閾値Ｔｈ＿ｖａｌｕｅ２をさらに出力するように構成することができ、上記第１オフセット値Ｄｈ１と上記第２オフセット値Ｄｈ２とは同一値を有することができる。また、第１閾値Ｔｈ＿ｖａｌｕｅ１は、第１強度値ＮＴＳに所定の第１オフセット値Ｄｈ１を加算して計算され、第２閾値Ｔｈ＿ｖａｌｕｅ２は第２強度値ＴＳに所定の第２オフセット値Ｄｈ２を減算して計算される。

また、図示しないが、タッチ判断部３３２は、強度計算部３２０から第１強度値ＮＴＳ及び第２強度値ＴＳが直接入力され、フィルタ部３１０から遅延値ＣＤが入力されて遅延値ＣＤが第１強度値ＮＴＳよりも所定値以上に増加するとタッチした状態として判断し、遅延値ＣＤが第２強度値ＴＳよりも所定値以上に減少すると、タッチしない状態として判断されるように構成することができる。万が一、タッチ判断部３３２において、このような方法だけを利用して接触可否を判断する場合、タッチ決定部３００は、図１０から閾値計算部３３１を省略して構成することができる。また、タッチ判断部３３２は、この方法と上述の方法とを混用して接触可否が判断できるように構成することができる。

図１１は、図１０に示す本発明のタッチセンサのタッチ決定部３００の動作を説明するための動作タイミング図であって、一点鎖線は第１強度値ＮＴＳを、二点鎖線は第２強度値ＴＳを、実線は遅延値ＣＤをそれぞれ示し、タッチ判断部３３２は遅延値ＣＤが第１閾値Ｔｈ＿ｖａｌｕｅ１よりも大きければタッチした状態として判断し、遅延値ＣＤが第２閾値Ｔｈ＿ｖａｌｕｅ２よりも小さければタッチしない状態として判断する場合を示している。

次に、図１１を参考して図１０に示すタッチ決定部３００の動作を説明する。
ｔ１時点以前までは、遅延値ＣＤが第１閾値Ｔｈ＿ｖａｌｕｅ１以下であるので、タッチ決定部３００はタッチしない状態であると判断し、それに相応するタッチ信号ｔｏｕｃｈを出力する。ｔ１時点において遅延値ＣＤが第１閾値Ｔｈ＿ｖａｌｕｅ１よりも大きくなるので、タッチ決定部３００はタッチした状態であると判断し、それに相応するタッチ信号ｔｏｕｃｈを出力する。ｔ１からｔ２までの間では、遅延値ＣＤが第２閾値Ｔｈ＿ｖａｌｕｅ２以上であるので、タッチ決定部３００はタッチ状態であると判断し、それに相応するタッチ信号ｔｏｕｃｈを出力する。ｔ２時点において遅延値ＣＤが第２閾値Ｔｈ＿ｖａｌｕｅ２よりも小さくなるので、タッチ決定部３００はタッチしない状態であると判断し、それに相応するタッチ信号ｔｏｕｃｈを出力する。ｔ２からｔ３までの間では、遅延値ＣＤが第１閾値Ｔｈ＿ｖａｌｕｅ１以下であるので、タッチ決定部３００はタッチしない状態であると判断し、それに相応するタッチ信号ｔｏｕｃｈを出力し、ｔ３時点では、遅延値ＣＤが第１閾値Ｔｈ＿ｖａｌｕｅ１よりも大きくなるので、タッチした状態であると判断し、それに相応するタッチ信号ｔｏｕｃｈを出力する。

上記第１閾値Ｔｈ＿ｖａｌｕｅ１と上記第２閾値Ｔｈ＿ｖａｌｕｅ２は、上記のような方法で第１強度値ＮＴＳ及び第２強度値ＴＳを用いて計算することができる。

図１２は本発明のタッチセンサのタッチ決定部の他の実施例を示す図であって、タッチ決定部３０１は、フィルタ部３１０、強度決定部３２０−１、判断部３３０−１及び活動感知部３４０で構成されている。

次に、図１２に示すブロックのそれぞれの機能を説明する。
フィルタ部３１０は、図４及び図５で説明したことと同一の機能を有する。強度決定部３２０−１は、図４及び図６ないし図９で説明したことと同一の方法により第１強度値ＮＴＳ及び第２強度値ＴＳを計算して出力し、活動感知部３４０から出力される制御信号ｃｏｎに応答して動作する。判断部３３０−１は、図４、図１０及び図１１で説明したことと同一の方法で接触可否を判断し、接触可否を示すタッチ信号ｔｏｕｃｈを出力する。活動感知部３４０は、フィルタ部３１０から出力された遅延値ＣＤが入力され、遅延値ＣＤの変化を用いてタッチセンサが活動状態であるか否かを判断し、判断結果に制御信号ｃｏｎを出力する。例えば、遅延値ＣＤが所定時間の間に所定範囲内にある場合、非活動状態であると判断し、それに相応する制御信号ｃｏｎを出力するように構成することができる。

すなわち、図１２に示す本発明のタッチセンサのタッチ決定部の他の実施例は、遅延値ＣＤの変化に応答してタッチセンサが活動状態であるか否かによって制御信号ｃｏｎを出力する活動感知部３４０をさらに備え、強度決定部３２０−１及び／または判断部３３０−１が上記制御信号ｃｏｎに応答してタッチセンサが活動状態の場合のみ動作することで、電力消耗を最小化することができる。

図示しないが、活動感知部３４０は、フィルタ部３１０の第１線形フィルタ３１１から出力される第１フィルタリングデータｄａｔａ１または非線形フィルタ３１２から出力される第２フィルタリングデータｄａｔａ２を入力してタッチセンサが活動状態であるか否かを判断するように構成することができる。

また、図示しないが、活動感知部３４０から出力される制御信号ｃｏｎは、タッチセンサ外部に出力されてタッチセンサを備える入力装置の動作を制御するように構成することができる。例えば、活動感知部３４０は、タッチセンサが非活動状態の場合にタッチセンサを備える入力装置を構成するブロックおうち送受信間のクロックを同期させるために、フリーアンプル（ｐｒｅ−ａｍｐｌｅ）を送信するブロックだけ動作するように制御信号を出力させるように構成することができる。このように構成された場合、入力装置のパワーダウン（ｐｏｗｅｒ ｄｏｗｎ）による応答速度が低下されることを防止することができるので、入力装置の応答速度を向上することができる。

また、図示しないが、活動感知部３４０は、判断部３３０−１から出力されるタッチ信号ｔｏｕｃｈを入力してタッチセンサを備える入力装置をウェークアップ（ｗａｋｅ ｕｐ）させるためのウェークアップ信号を出力するように構成することができる。例えば、活動感知部３４０は、タッチ信号ｔｏｕｃｈを入力してタッピング（ｔａｐｐｉｎｇ）が感知られると、すなわち、タッチした状態とタッチしない状態とが所定繰り返し周期以上に所定回数以上繰り返されると、入力装置をウェークアップさせるためのウェークアップ信号を出力するように構成することができる。

また、上記においては、タッチセンサを例として説明したが、近接センサの場合にも本発明を適用することができる。近接センサは接近する物体あるいは近辺に存在する物体の有無を、機械的な接触なしに検出するセンサであって、近接センサのうちインピーダンスの変化を感知して近接可否を判断する近接センサは、構造的にインピーダンスを感知するタッチセンサと非常に類似する。すなわち、インピーダンス感知型タッチセンサの感度を非常に高く設定して近接センサとして使用することができる。また、センシング感度を高く設定しなくでも複数個のタッチセンサを電気的に連結して感知面積を増加させることで、感度を増加させて近接センサとして使用することができる。本発明を近接センサとして適用される場合には、接触可否によって第１強度値ＮＴＳまたは第２強度値ＴＳを可変するのではなく、近接可否によって第１強度値ＮＴＳまたは第２強度値ＴＳを可変し、第１強度値ＮＴＳ及び第２強度値ＴＳを利用して計算した閾値を用いて近接可否を判断することになる。

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。

１０ センシングデータ出力部
１００ 感知信号出力部
２００ 遅延時間測定部
３００ タッチ決定部

Claims (9)

1. 物体の接触または近接の可否によって可変するセンシングデータを出力するセンシングデータ出力部と、
   閾値と前記センシングデータとを比較して接触または近接可否を認識し、前記センシングデータを用いて接触または近接しない状態の前記センシングデータの値を示す第１強度値及び接触または近接した状態の前記センシングデータの値を示す第２強度値を可変させ、前記第１強度値及び前記第２強度値を用いて前記閾値を可変させ、タッチ及び近接可否を示す出力信号を出力する決定部と、を備え、
   前記決定部は、
   前記センシングデータを入力してセンシング値を出力するフィルタ部と、
   前記センシング値を用いて接触または近接しない状態では前記第２強度値は可変させないで前記第１強度値は可変させて出力し、接触または近接された状態では前記第１強度値は可変させないで前記第２強度値は可変させて出力する強度決定部と、
   前記第１強度値及び前記第２強度値を入力して前記閾値を計算し、前記閾値と前記センシング値とを比較して接触または近接の可否を判断し、前記出力信号を出力する判断部と、を備え、
   前記フィルタ部は、
   接触または近接の可否によって可変するセンシングデータを第１サンプリングレートとして入力し、ノイズを除去して第１フィルタリングデータを出力する第１線形フィルタと、
   前記第１線形フィルタに従属接続され、前記第１フィルタリングデータを入力してフィルタリングして第２フィルタリングデータを出力する第２フィルタと、を備え、
   前記強度決定部は、
   接触または近接しない状態で、前記センシング値が所定の第１時間の間に変化すれば前記第１強度値は変更せず、前記センシング値が前記第１時間の間に変化しなければ前記第１強度値を前記センシング値に変更するか、または前記第１強度値と前記センシング値との差が所定の第２値よりも小さければ前記第１強度値は変更せず、前記第１強度値と前記センシング値との差が前記第２値よりも大きければ前記第１強度値を前記センシング値に変更し、接触または近接された状態で、前記センシング値が所定の第２時間の間に変化すれば前記第２強度値は可変せず、前記センシング値が前記第２時間の間に変化しなければ前記第２強度値を前記センシング値に変更する
   ことを特徴とするセンサ。
2. 前記第２フィルタは、
   前記第１フィルタリングデータを入力してサンプル間の変化の大きさを制限するか、または複数個のサンプルを合わせて前記第２フィルタリングデータに出力する非線形フィルタである
   ことを特徴とする請求項１に記載のセンサ。
3. 前記第２フィルタは、
   前記第１フィルタリングデータを前記第１サンプリングレートよりも低い第２サンプリングレートとして入力し、ノイズを除去して前記第２フィルタリングデータとして出力する第２線形フィルタである
   ことを特徴とする請求項１に記載のセンサ。
4. 前記フィルタ部 は、
   前記第２フィルタリングデータを前記第１サンプリングレートよりも低い第２サンプリングレートとして入力し、ノイズを除去して前記センシング値として出力する第２線形フィルタをさらに備える
   ことを特徴とする請求項２に記載のセンサ。
5. 前記第１線形フィルタ及び前記第２線形フィルタは、
   低域通過フィルタである
   ことを特徴とする請求項４に記載のセンサ。
6. 前記第１線形フィルタ及び前記第２線形フィルタは、
   帯域通過フィルタである
   ことを特徴とする請求項４に記載のセンサ。
7. 前記センシングデータ出力部は、
   基準信号及び物体の接触または近接の可否によって前記基準信号よりも所定時間遅延される感知信号を出力する感知信号出力部と、
   前記感知信号と前記基準信号との遅延時間差を検出し、前記遅延時間差に対応する遅延データを前記センシングデータに出力する遅延時間測定部と、を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載のセンサ。
8. 前記感知信号出力部は、
   基準クロック信号を発生する基準クロック発生部と、
   前記基準クロック信号を入力して前記基準信号を出力する基準信号発生部と、
   パッドを備え、前記パッドに接触物体が接触または近接されると前記基準クロック信号を遅延させて前記感知信号を出力する感知信号発生部と、
   を備えることを特徴とする請求項７に記載のセンサ。
9. 前記遅延時間測定部は、
   複数個の従属接続された遅延素子を備え、前記基準信号に応答して互いに異なる遅延時間を有する複数個の遅延信号及び前記基準信号のフィードバック回数を示す繰り返しカウンティング信号を出力するディレーチェーン部と、
   前記基準信号に応答してリセット信号を出力し、前記感知信号に応答してカウンティング中止信号を出力し、前記複数個の遅延信号のエッジの個数に対応するコード信号を出力するエッジ感知部と、
   前記繰り返しカウンティング信号及び前記コード信号をデコーディングして前記基準信号と前記感知信号との遅延時間差に対応する前記遅延データを出力するデコーダと、を備える
   ことを特徴とする請求項７に記載のセンサ。

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