物体接近探知器及び位置探知器
【課題】物体接近探知器及び位置探知器の構造を提供する。
【解決手段】 主にオシレーターの周波数変化を利用し、物体がセンサープレートに接近していることを探知し、プロセスパラメーターに従い変化する周波数により補償コンデンサーを最小にすることができ、製造時には製品に対して目盛りを定める必要はない。感度を高めるため、該センサープレートは該オシレーターのフィードバックループ中に設置し、同時に補償コンデンサーを加え、該センサープレートを該フィードバックループ内に設置することにより、該プロセスパラメーターとは無関係となり、しかも感度を高めることができる。複数のトランスミッションゲイトはオシレーターの入力及び出力に接続し、該センサープレートはトランスミッションゲイトに接続し、物体接近探知器及び位置探知器を形成する。
【解決手段】 主にオシレーターの周波数変化を利用し、物体がセンサープレートに接近していることを探知し、プロセスパラメーターに従い変化する周波数により補償コンデンサーを最小にすることができ、製造時には製品に対して目盛りを定める必要はない。感度を高めるため、該センサープレートは該オシレーターのフィードバックループ中に設置し、同時に補償コンデンサーを加え、該センサープレートを該フィードバックループ内に設置することにより、該プロセスパラメーターとは無関係となり、しかも感度を高めることができる。複数のトランスミッションゲイトはオシレーターの入力及び出力に接続し、該センサープレートはトランスミッションゲイトに接続し、物体接近探知器及び位置探知器を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一種の物体接近探知器及び位置探知器に関する。特に、一種の複数のトランスミッションゲイトによりオシレーターの入力及び出力に接続し、センサープレートはトランスミッションゲイトに接続する物体接近探知器及び位置探知器の構造に係る。
【背景技術】
【０００２】
物体接近探知器は、物体の接近を探知することにより、物体の探知器からの距離を測定するために用いられる。一般には、接近探知は静電容量センサー(capacitive sensor)或いはインダクティブセンサー(inductive sensor)を用い、静電容量センサーは静電容量の変化をデジタル信号に転換し、有効な静電容量に達しているか否かを判定するが、静電容量の変化と物体対センサープレートの距離には関係がある。
【０００３】
多くの公知の方法では、二個のセンサープレート間の静電容量を測定する。その内の一つは、センサープレートが交流信号を拡大器に伝送することにより、該拡大器の出力端において交流信号の変化を測定するものである。この技術はRobert J. Millerらが獲得した米国特許5,374,787号（特許文献１）、米国特許5,495,077号（特許文献２）、米国特許5,841,078号（特許文献３）、及びTimothy P. Allenらが獲得した米国特許5,914,465号（特許文献４）、米国特許6,239,389 B1号（特許文献５）、及びDavid W. Gillespieらが獲得した米国特許6/028,271号（特許文献６）、米国特許6,610,936 B2号（特許文献７）に用いられている。
この技術を利用したシステムは拡大器、フィルター、極小値選択器、減衰器、サンプル/保持及びA/Dコンバーターなど多くのアナログ回路を含むが、積分回路においてのアナログ回路のチップ体積はデジタル回路より遥かに大きいため、コスト低下にとっては不利である。
【０００４】
一方、Harald Philipが獲得した米国特許6,452,514 B1号（特許文献８）の技術は一種の電荷転移回路である。この回路においてでは、交流信号電圧源はセンサープレートの一つに加えられ、別種のセンサープレートを経由し信号プロセッサーに入力される。この信号プロセッサーはピーク探知器、拡大器及びA/Dコンバーターなどのアナログ回路を含むが、RF信号から由来の干渉は直接ピーク探知器に加えられ、システム探知の誤差の源になる。
【０００５】
別種の方法はオシレーターの入力端においてセンサープレートを接続するが、オシレーター入力端の静電容量変化はオシレーター周波数の変化を招き、探知周波数の変化により、物体がセンサープレートに接近しているか否かを探知する。この技術はChristoph H. Krahらが獲得した米国特許6,583,676 B2号（特許文献９）に用いられるが、オシレーターの周波数とプロセスパラメーター及び電力サプライ電圧は関連し、物体接近探知器は周波数の補正によりこれら変化を補償する必要がある。
【０００６】
上述の特許で示されるように、公知の技術は二個のコンデンサー及び一個のレジスターを利用し、オシレーターのセンサープレートにおいて物体の接近或いは物体が接近していないことを判断するものである。
コンデンサー及びレジスターは共に積分回路上に製造されるため、接近探知器の感度は変化しにくく、しかも外部においてプログラム化が難しい。物体接近探知器に対する周波数校正を避けるためにはオシレーターを設計し、周波数とプロセスパラメーター及び電源サプライの関連を最低にまで低下させる必要がある。上述の発明ではシステム内に回路を加え、プロセスのオシレーターに対する影響を補償している。
【０００７】
公知技術のRCオシレーターは、図１に示すように、この回路は三個のインバーター101、102、103、レジスター104、コンデンサー106、一対のセンサープレー105を含み、センサープレートの静電容量はCsで、第一級インバーター101はシュミット(Schmitt)トリガー(trigger)入力を具え、オシレーターフィードバックループ内のレジスター104は回路の充電/放電部品に用いられる。オシレーターの周波数はレジスター104及びコンデンサー105、106により決定される。
回路の波形は、図２に示すように、VTR2及びVTR1は二個のシュミットトリガー入力インバーター101の転換電圧(transfer voltage)である。回路の充電周期(cycle)は、インバーター101の入力端の電圧がVTR2に達した時、インバーター103の出力変化状態(state)は回路が放電を開始する周期である。第一インバーター101の入力端はVTR2及びVTR1を経由する。オシレーターの周期(period)は、
Ｒ(Cs＋C1)(VTR2−VTR1)/(VCC−(VTR2＋VTR1)/2)＋dt
に正比例し、その内dtは、インバーターの伝送(propagation)遅延(delay)で、VCCは電源サプライ電圧である。
この公式により、周波数は転換電圧VTR2及びVTR1と大きな関連があることが分かる。もし回路がCMOSプロセスにより設計されたなら、電圧差VTR2−VTR1とPMOS及びNMOSの臨界電圧(threshold voltage)と大きな関連がある。
もし、電源サプライ電圧が減少するなら、VTR2−VTR1も減少し、しかもdtは増加する。なぜなら伝送遅延は積分回路において、非常に小さいため、dtの増加はVTR2-VTR1の減少を補償するには足りないからである。
【特許文献１】米国特許第5,374,787号明細書
【特許文献２】米国特許第5,495,077号明細書
【特許文献３】米国特許第5,841,078号明細書
【特許文献４】米国特許第5,914,465号明細書
【特許文献５】米国特許第6,239,389 B1号明細書
【特許文献６】米国特許第6,028,271号明細書
【特許文献７】米国特許第6,610,936 B2号明細書
【特許文献８】米国特許第6,452,514 B1号明細書
【特許文献９】米国特許第6,583,676 B2号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した公知構造には以下の欠点があった。
すなわち、公知の技術は二個のコンデンサー及び一個のレジスターを利用し、オシレーターのセンサープレートにおいて物体の接近或いは物体が接近していないことを判断するものであるが、コンデンサー及びレジスターは共に積分回路上に製造されるため、接近探知器の感度は変化しにくく、しかも外部においてプログラム化が難しい。更に、物体接近探知器に対する周波数校正を避けるためにはオシレーターを設計し、周波数とプロセスパラメーター及び電源サプライの関連を最低にまで低下させる必要があるが、上述の発明ではシステム内に回路を加え、プロセスのオシレーターに対する影響を補償しており、これではあまりに複雑である。
本発明は上記構造の問題点を解決した物体接近探知器及び位置探知器の構造を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は下記の物体接近探知器及び位置探知器の構造を提供する。
それは、主に一種の物体位置探知器を提供し、その感度とプロセスパラメーターの変化には関係がなく、さらに、一種の物体位置探知器を提供し、高感度で、また、一種の物体接近探知器を提供し、その感度とプロセスパラメーターの変化には関係がなく、加えて、一種の物体接近探知器を提供し、それは高感度で、すなわち、一種の物体接近探知器及び位置探知器のオシレーター回路において、コンデンサーを増設し、このコンデンサーはシュミットトリガーインバーターの入力端の電圧スイング(voltage swing)に加えられ、この部分の電圧差はサプライ電圧VCCに正比例するが、回路のPMOS及びNMOSトランジスターの臨界電圧には関係がなく、二個の素因は相互に相殺し、オシレーター周波数が受けるプロセスパラメーター及び電源サプライ電圧の影響を最小にまで低下させ、プロセスパラメーターと関係がない他に、探知器の感度もまた重要で、もしdCsが図1中のセンサープレートの静電容量変化であるなら、オシレーターの周期変化は、dT/T= dCs/(C1+Cs) で、感度は低く、さらにセンサープレートはオシレーターの入力及び出力端に接続し感度を増加させるが、感度は一因子 2VCC/(VTR2−VTR1) により増加し、もし VCC>>VTR2−VTR1 であれば、感度の増加は非常に高くなり、プロセスパラメーター関係がなく、及び高感度の特性は二個の回路の長所を結合し回路においてにおいて同時に保持され、物体の接近を探知するため、物体接近探知器はオシレーター、一対のセンサープレート、カウンター(counter)及びマイクロプロセッサーを含み、システムの探知周期において絶えずレファレンスカウント(reference count) N0を更新し、このレファレンスカウントは物体接近が探知されない時のカウント値と定義され、しかもこのレファレンスカウントはカウント過程において記録された最大カウント値であり、予め設定される数Nrはマイクロプロセッサーに入力され、しかも感度の定義に用いられ、物体の接近を探知するため、カウンターはオシレーターの周波数を計算し、一定の時間(period)内にカウントした値Nxを用い、N0−Nxにより物体が探知器に接近していることを探知可能で、測定された (N0−Nx)>Nr であれば、ある物体がこの探知器に接近していることを判定し、Nrが小さければ小さいほどシステムの感度が高いことを表し、前述の方法はいかにして物体が探知器に接近しているかを示し、この技術は拡大かつ改良され、ある物体が探知器アレーに接近していることを探知可能で、またどのアレー中の探知器が探知したかを判定可能で、本発明の別種の実施例では物体位置探知器を設計するため、M個のトランスミッションゲイトはオシレーターの入力端に接続し、しかもN個のトランスミッションゲイトはオシレーターの出力端に接続し、これらトランスミッションゲイトの出力端はM×Nマトリックスを形成するために用いられ、一対のセンサープレートはセンサーキーを形成し、内一枚のセンサープレートはM個のトランスミッションゲイトの一つに接続し、別種のセンサープレートはN個のトランスミッションゲイトの一つに接続し、これらのトランスミッションゲイトのコントロールゲイト(control gate)はマイクロプロセッサーの出力端に接続し、しかもマイクロプロセッサーは順番に走査(scanned)し、予め設定される数Nrはマイクロプロセッサーに入力され、各キーの感度を定義し、各キーの参考カウントN0はキーマトリックス(key matrix)を走査する時更新され、もし(N0-Nx)>Nrであれば、キーマトリックスを走査する時測定され、ある物体が既にキーマトリックス中のあるキーに接近していることを判定することを特徴とする物体接近探知器及び位置探知器である。
【００１０】
すなわち、請求項１の発明は、主にセンサーオシレーターに接続する一対のセンサープレート(sensor plate)、センサーオシレーター、カウンター、タイムベース(time base)オシレーター、マイクロプロセッサーを含み、前記センサープレート(sensor plate)は静電容量の変化により物体の接近を探知し、静電容量の変化は前記センサーオシレーターの周波数を変化させ、前記センサーオシレーターの出力はカウンターの入力に接続し、前記カウンターは前記センサーオシレーターの周波数をカウントし、その出力は前記マイクロプロセッサーと通じ、前記タイムベース(time base)オシレーターは前記マイクロプロセッサーのシステムクロック(clock)を提供し、前記マイクロプロセッサーは前記カウンターの周波数を計算、処理し、物体が既に該探知器に接近していることを判定し、前記センサーオシレーターは少なくとも三個のインバーターを含み、第一インバーター、第二インバーター及び第三インバーターは直列し、第一コンデンサーは前記第一インバーターの入力とアースの間に接続し、前記一対のセンサープレートも前記第一インバーターの入力とアースの間に接続し、補償コンデンサーは前記第一インバーターの入力と前記第二インバーターの出力の間に接続し、フィードバックレジスターは該第一インバーターの入力と該第三インバーターの出力の間に接続し、フィードバックレジスターは前記オシレーターの入力端において前記第一コンデンサー、前記補償コンデンサー及び前記センサープレートの充電及び放電に用いられ、前記第一インバーターはシュミットトリガー(Schmitt trigger)入力のインバーターを具え、前記補償コンデンサーはオシレーター周波数のプロセスパラメーターに従う変化の影響を低下させるために用いられることを特徴とする物体接近探知器である。
請求項２の発明は、前記センサーオシレーター及び前記タイムベースオシレーターに接続し前記センサーオシレーター及び前記タイムベースオシレーターの安定を保持するためにパワーサプライレギュレーターを設けたことを特徴とする請求項１記載の物体接近探知器である。
【００１１】
請求項３の発明は、主にセンサーオシレーターに接続する一対のセンサープレート(sensor plate)、センサーオシレーター、カウンター、タイムベース(time base)オシレーター、マイクロプロセッサーを含み、前記センサープレート(sensor plate)は静電容量の変化により物体の接近を探知し、静電容量の変化は該センサーオシレーターの周波数を変化させ、前記センサーオシレーターの出力はカウンターの入力に接続し、前記カウンターは該センサーオシレーターの周波数をカウントし、その出力は該マイクロプロセッサーと通じ、前記タイムベース(time base)オシレーターはマイクロプロセッサーのシステムクロック(clock)を提供し、該マイクロプロセッサーは該カウンターの周波数を計算、処理し、物体が既に該探知器に接近していることを判定し、さらに該センサーオシレーターは三個のインバーターを含み、第一インバーター、第二インバーター及び第三インバーターは直列し、第一コンデンサーは該第一インバーターの入力とアースの間に接続し、該一対のセンサープレートは該第一インバーターの入力と該第三インバーターの出力の間に接続し、フィードバックレジスターは該第一インバーターの入力と該第三インバーターの出力の間に接続し、該フィードバックレジスターは該オシレーターの入力端において該第一コンデンサー及び該センサープレートに対して充電及び放電を行い、該第一インバーターはシュミットトリガー(Schmitt trigger)入力のインバーターを具え、該センサープレートの連接は該物体接近探知器の感度を高めることを特徴とする物体接近探知器である。
請求項４の発明は、前記物体接近探知器の構造はパワーサプライレギュレーターを含み、該パワーサプライレギュレーターは該センサーオシレーター及び該タイムベースオシレーターに接続し、該センサーオシレーター及び該タイムベースオシレーターの安定を保持することを特徴とする請求項３記載の物体接近探知器である。
【００１２】
請求項５の発明は、主にセンサーオシレーターに接続する一対のセンサープレート(sensor plate)、センサーオシレーター、カウンター、タイムベース(time base)オシレーター、マイクロプロセッサーを含み、前記一対のセンサープレート(sensor plate)は静電容量の変化により物体の接近を探知し、静電容量の変化はセンサーオシレーターの周波数を変化させ、該センサーオシレーターの出力はカウンターの入力に接続し、該カウンターは該センサーオシレーターの周波数をカウントし、その出力はマイクロプロセッサーと通じ、該タイムベース(time base)オシレーターは該マイクロプロセッサーのシステムクロック(clock)を提供し、該マイクロプロセッサーは該カウンターの周波数を計算、処理し、物体が既に該探知器に接近していることを判定し、さらに、前記センサーオシレーターは三個のインバーターを含み、第一インバーター、第二インバーター及び第三インバーターは直列し、第一コンデンサーは該第一インバーターの入力とアースの間に接続し、該一対のセンサープレートは該第一インバーターの入力と該第三インバーターの出力の間に接続し、補償コンデンサーは該第一インバーターの入力と該第二インバーターの出力の間に接続し、フィードバックレジスターは該第一インバーターの入力と該第三インバーターの出力の間に接続し、該フィードバックレジスターは該オシレーターの入力端において該第一コンデンサー、該補償コンデンサー及び該センサープレートの充電及び放電に用いられ、該第一インバーターはシュミットトリガー(Schmitt trigger)入力を具えたインバーターで、該補償コンデンサーはオシレーター周波数のプロセスパラメーターに従う変化の影響を低下させるために用いられ、該センサープレートの連接は該物体接近探知器の感度を高めることを特徴とする物体接近探知器である。
請求項６の発明は、前記物体接近探知器の構造はパワーサプライレギュレーターを含み、該パワーサプライレギュレーターは該センサーオシレーター及び該タイムベースオシレーターに接続し、該センサーオシレーター及び該タイムベースオシレーターの安定を保持することを特徴とする請求項５記載の物体接近探知器である。
【００１３】
請求項７の発明は、主にセンサーオシレーター、タイムベース(time base)オシレーター、カウンター、コラム(column)トランスミッションゲイト(transmission gate)、ロウ(row)トランスミッションゲイトを含み、前記タイムベース(time base)オシレーターは該マイクロプロセッサーのシステムクロック(clock)を提供し、前記カウンターは該センサーオシレーターの周波数をカウントし、その出力は該マイクロプロセッサーと通じ、前記コラム(column)トランスミッションゲイト(transmission gate)は該センサーオシレーターの入力に接続し、前記ロウ(row)トランスミッションゲイトは該センサーオシレーターの出力に接続し、該コラムトランスミッションゲイト及び該ロウトランスミッションゲイトはキーマトリックス(key matrix)を形成し、該キーマトリックスの各キーは一対のセンサープレートにより形成され、該センサープレートにより該トランスミッションゲイトの出力を経由し、該センサーオシレーターの入力に接続し、該別種のセンサープレートは該トランスミッションゲイトの出力を経由し、該センサーオシレーターの出力に接続し、トランスミッションゲイトのコントロールゲイト(control gate)はマイクロプロセッサーにより走査され、該マイクロプロセッサーは該カウンターの周波数を計算、処理し、一個或いは数個の物体が既にセンサーアレー(array)のある一対のセンサープレートに接近していることを判定し、一個或いは数個の物体が該センサーアレーの位置にあることを判定し、さらに該センサーオシレーターは三個のインバーターを含み、第一インバーター、第二インバーター及び第三インバーターは直列し、第一コンデンサーは該第一インバーターの入力とアースの間に接続し、一対のセンサープレートも該第一インバーターの入力とアースの間に接続し、該補償コンデンサーは該第一インバーターの入力と該第二インバーターの出力の間に接続し、フィードバックレジスターは該第一インバーターの入力と該第三インバーターの出力の間に接続し、該フィードバックレジスターは該オシレーターの入力端において該第一コンデンサー、該補償コンデンサー及び該センサープレートの充電及び放電に用いられ、該第一インバーターはシュミットトリガー(Schmitt trigger)入力のインバーターを具え、該補償コンデンサーはオシレーター周波数のプロセスパラメーターに従う変化の影響を低下させるために用いられることを特徴とする物体位置探知器である。
請求項８の発明は、前記物体位置探知器の構造はさらにパワーサプライレギュレーターを含み、該パワーサプライレギュレーターは該センサーオシレーター及び該タイムベースオシレーターに接続し、該センサーオシレーター及び該タイムベースオシレーターの安定を保持することを特徴とする請求項７記載の物体位置探知器である。
【００１４】
請求項９の発明は、主にセンサーオシレーター、タイムベース(time base)オシレーター、カウンター、コラム(column)トランスミッションゲイト(transmission gate)、ロウ(row)トランスミッションゲイトを含み、該タイムベース(time base)オシレーターは該マイクロプロセッサーのシステムクロック(clock)を提供し、該カウンターは該センサーオシレーターの周波数をカウントし、その出力はマイクロプロセッサーと通じ、該コラム(column)トランスミッションゲイト(transmission gate)は該センサーオシレーターの入力に接続し、該ロウ(row)トランスミッションゲイトは該センサーオシレーターの出力に接続し、該コラムトランスミッションゲイト及び該ロウトランスミッションゲイトはキーマトリックス(key matrix)を形成し、該キーマトリックスの各キーは一対のセンサープレートにより形成され、該センサープレートにより該トランスミッションゲイトの出力を経由し該センサーオシレーターの入力に接続し、別種のセンサープレートは該トランスミッションゲイトの出力を経由し、該センサーオシレーターの出力に接続し、該トランスミッションゲイトのコントロールゲイト(control gate)は該マイクロプロセッサーにより走査され、該マイクロプロセッサーは該カウンターの周波数を計算、処理し、一個或いは数個の物体が既にセンサーアレー(array)のある一対のセンサープレートに接近していることを判定し、一個或いは数個の物体が該センサーアレーの位置にあることを判定し、
さらに該センサーオシレーターは三個のインバーターを含み、第一インバーター、第二インバーター及び第三インバーターは直列し、第一コンデンサーは該第一インバーターの入力とアースの間に接続し、一対のセンサープレートは該第一インバーターの入力と該第三インバーターの出力の間に接続し、フィードバックレジスターは該第一インバーターの入力と該第三インバーターの出力の間に接続し、該フィードバックレジスターは該オシレーターの入力端において該第一コンデンサー及び該センサープレートに対して充電及び放電を行い、該第一インバーターはシュミットトリガー(Schmitt trigger)入力のインバーターを具え、該センサープレートの連接は該物体接近探知器の感度を高めることを特徴とする物体位置探知器である。
請求項１０の発明は、前記物体位置探知器の構造はパワーサプライレギュレーターを含み、該パワーサプライレギュレーターは該センサーオシレーター及び該タイムベースオシレーターに接続し、該センサーオシレーター及び該タイムベースオシレーターの安定を保持することを特徴とする請求項９記載の物体位置探知器。
【００１５】
請求項１１の発明は、主にセンサーオシレーター、タイムベース(time base)オシレーター、カウンター、コラム(column)トランスミッションゲイト(transmission gate)、ロウ(row)トランスミッションゲイトを含み、該タイムベース(time base)オシレーターは該マイクロプロセッサーのシステムクロック(clock)を提供し、該カウンターは該センサーオシレーターの周波数をカウントし、その出力はマイクロプロセッサーと通じ、該コラム(column)トランスミッションゲイト(transmission gate)は該センサーオシレーターの入力に接続し、該ロウ(row)トランスミッションゲイトは該センサーオシレーターの出力に接続し、該コラムトランスミッションゲイト及び該ロウトランスミッションゲイトはキーマトリックス(key matrix)を形成し、該キーマトリックスの各キーは一対のセンサープレートにより形成され、該センサープレートにより該トランスミッションゲイトの出力を経由し該センサーオシレーターの入力に接続し、別種のセンサープレートは該トランスミッションゲイトの出力を経由し、該センサーオシレーターの出力に接続し、該トランスミッションゲイトのコントロールゲイト(control gate)は該マイクロプロセッサーにより走査され、該マイクロプロセッサーは該カウンターの周波数を計算、処理し、一個或いは数個の物体が既にセンサーアレー(array)のある一対のセンサープレートに接近していることを判定し、一個或いは数個の物体が該センサーアレーの位置にあることを判定し、さらに該センサーオシレーターは三個のインバーターを含み、第一インバーター、第二インバーター及び第三インバーターは直列し、第一コンデンサーは該第一インバーターの入力とアースの間に接続し、一対のセンサープレートは該第一インバーターの入力と該第三インバーターの出力の間に接続し、補償コンデンサーは該第一インバーターの入力と該第二インバーターの出力の間に接続し、フィードバックレジスターは該第一インバーターの入力と該第三インバーターの出力の間に接続し、該フィードバックレジスターは該オシレーターの入力端において該第一コンデンサー、該補償コンデンサー及び該センサープレートの充電及び放電に用いられ、該第一インバーターはシュミットトリガー(Schmitt trigger)入力を具えたインバーターで、該補償コンデンサーはオシレーター周波数のプロセスパラメーターに従う変化の影響を低下させるために用いられ、該センサープレートの連接は該物体接近探知器の感度を高めることを特徴とする物体位置探知器である。
請求項１２の発明は、前記物体位置探知器の構造はさらにパワーサプライレギュレーターを含み、該パワーサプライレギュレーターは該センサーオシレーター及び該タイムベースオシレーターに接続し該センサーオシレーター及び該タイムベースオシレーターの安定を保持することを特徴とする請求項１１記載の物体接近探知器及び位置探知器である。
【発明の効果】
【００１６】
上記のような本発明の物体位置探知器、及び、位置探知器によれば、その感度とプロセスパラメーターの変化には関係がなくかつ高感度である。また本発明は物体接近探知器を提供し、その感度とプロセスパラメーターの変化には関係がなくかつ高感度である。さらに本発明のアナログ回路は一個のオシレーターと二個のトランスミッションゲイトアレーのみを含み、本発明の回路は公知技術の回路に比べ非常に単純である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の好適な実施例を図を参照して説明する。
接近(object proximity)探知技術は、物体或いは手指がセンサープレート(sensor plate)に接近或いは接触する応用において有用である。位置(object position)探知技術は、物体或いは手指をセンサーアレー中の位置において探知する時に応用される。
本発明物体接近回路或いは物体位置探知器の実施例は少なくとも一対のセンサープレート、センサーオシレーター、タイムベース(time base)オシレーター及びマイクロプロセッサーを含む。
多くの応用中において、オシレーターの周波数とプロセスパラメーターは関係がないことが重要で、しかも感度がより高いことが需要である。
図３は、本発明の１実施例のセンサーオシレーター回路である。このオシレーターはプロセスパラメーターの変化がもたらす周波数変化の因数を補償可能としている。
図４は、図３のオシレーター入力端の電圧対時間変化のグラフである。図３に示すように、このオシレーターは三個のインバーターを含む。第一インバーター201、第二インバーター202及び第三インバーター203は直列し、第一コンデンサー206は該第一インバーター201の入力とアースの間に接続し、一対のセンサープレート205も該第一インバーター201の入力とアースの間に接続し、補償コンデンサー207は該第一インバーター201の入力と第二インバーター202の出力の間に接続し、フィードバックレジスター204は該第一インバーター201の入力と該第三インバーター203の出力の間に接続し、該フィードバックレジスター204はオシレーターの入力端において該第一コンデンサー206、補償コンデンサー207及び該センサープレート205に対して充電及び放電を行う。
該第一インバーター201は二個の転換電圧VTR2及びVTR1を持つ。充電状態における転換電圧はVTR2で、放電状態における転換電圧はVTR1である。該第一インバーター201の入力端の電圧はVTR2の水平値まで上昇し、該第一インバーター201の出力はその状態(state)を変化させ、ある一定の伝送時間が経過後、該第二インバーター202の出力もまたその状態を変化させる。該第二インバーター202出力端の電圧ジャンプ(jump)は該補償コンデンサー207を経由し該第一インバーター201の入力端に繋がっている。
図３のオシレーター入力端の充電及び放電の電圧範囲は三部分を含む。第一部分はVTR2−VTR1、第二部分は補償コンデンサー207に起因する2VCC(C2/ (C1+C2+Cs))、第三部分は該インバーター201、202及び203に起因する伝送で、もし臨界電圧が増加するなら、VTR2−VTR1は減少する。該インバーター内部のレジスターは臨界電圧の増加に従い増加するため、もし臨界電圧が増加するなら、充電或いは放電電流は減少する。このため、もし臨界電圧が増加するなら、VTR2−VTR1の充電時間は必ず減少し、2VCC(C2/(C1＋C2＋Cs))の充電時間は増加し伝送遅延も増加する。
したがって、該コンデンサー205、206及び207、オシレーターの時間周期を適当に選択することにより、プロセスパラメーターの変化に従う変化の影響を最低にまで低下させることができ、このオシレーターの周波数はプロセスパラメーターの影響を受けるため最低まで低下する。製造時にはオシレーターに対して目盛りを設ける必要はない。
【００１８】
本発明の別種の実施例のオシレーター回路を図５に示す。該オシレーター入力端電圧の対時間変化のグラフは図６に示すとおりである。
この回路においてにおいて、一対のセンサープレート305は第一インバーター301の入力と第三インバーター303の出力の間に接続する。この回路において、該第三インバーター303出力の電圧転変幅はVCCで、センサー静電容量の変化による時間周期の変化は、dT/T=(dCs/(Cs＋C1)) (2VCC/(VTR2−VTR1)) である。図１のオシレーター回路と比較すると、図５の感度は、2VCC/(VTR2−VTR1)倍に拡大されている。
【００１９】
オシレーター周波数がプロセスパラメーター変化に従い影響し、探知器の感度を増加させることを同時に改善するために、図３及び図５の長所を結合させることができる。
この特性を具えた回路は図７に示した実施例であり、オシレーター入力端電圧対時間変化のグラフは図８に示す。この回路において、センサープレート405は第三インバーター403の出力と第一インバーター401の入力の間に接続し、補償コンデンサー407は第二インバーター402の出力と第一インバーター401の入力の間に接続し、補償コンデンサー407のエフェクトの部分はセンサープレート405の静電容量と相殺される。もしインバーター401入力端の充電レンジ(charging range)を考慮すれば、補償コンデンサー407の静電容量C2はセンサープレート405の静電容量Csより大きくなければならないため、該コンデンサー405、406及び407の静電容量を適切に選択することにより、プロセスパラメーターにおけるオシレーター周波数の変化を最小まで低下させなければならない。
【００２０】
本発明の以上の回路は、物体接近探知器或いは物体位置探知器のオシレーターに用いられる。
一個の物体接近探知器は、少なくとも一対のセンサープレート、センサーオシレーター、タイムベース(time base)オシレーター、カウンター及びマイクロプロセッサーを含む。図９に示すシステムは本発明の実施例の物体接近探知器である。図９中において、システムは一対のセンサープレート501を含み、センサーオシレーター502、タイムベースオシレーター503、カウンター504及びマイクロプロセッサー505に接続する。
前記センサーオシレーター502とセンサープレート501は、図３、図５或いは図７の回路である。前記タイムベースオシレーター503はシステムクロックをマイクロプロセッサー505に提供する。
システム探知期間において、参考カウントN0をマイクロプロセッサー505中に保存し、しかも隨時更新する。この参考カウントは物体がセンサープレート501に接近していない時のカウント値と定義し、しかも参考カウントはカウントプロセス中においてこれまで数えられた中の最大値である。こうして、ある設定値Nrはマイクロプロセッサー505に入力され、物体がセンサープレートに接近する時の感度を定義する。
ある物体の接近を探知するために、カウンター504は該センサーオシレーター502の周波数を計算し、もし設定期間内におけるカウント値がNxであるなら、N0−Nxはある物体がセンサープレート501に接近しているか否かを測定することができる。
(N0−Nx)＞Nrが測定されると、ある物体が該センサープレート501に接近していることが判定される。より小さいNrはより感度の高いシステムで、異なるNrを該マイクロプロセッサー505に入力し、物体接近探知器の感度外部からプログラム(programmed)可能である。
【００２１】
オシレーター周波数は電源サプライ電圧の影響を受け変化する。この電源サプライ電圧の影響を少なくし、物体接近探知器の安定性を増強するために、パワーサプライレギュレーター606を具えたシステムを図１０に示す。センサーオシレーター602及びタイムベースオシレーター603の電源サプライは該パワーサプライレギュレーター606により提供される。この改善により、システムはより安定し、より高い感度を得ることができる。
前述の方法は、ある物体が探知器に接近したことをいかにして探知するかを示す。この技術はある物体があるセンサーアレーに接近することを拡大及び修正可能で、アレー中のどの探知器が探知されたかを識別することができる。このシステムを物体位置探知器と呼ぶ。
【００２２】
図１１は物体位置(object position)探知器の実施例である。
この回路には、センサーオシレータ703、タイムベース(time base)オシレータ705を含み、マイクロプロセッサー706のシステムクロック(clock)を提供する。カウンター704は該センサーオシレータ703の周波数をカウントする。その出力と該マイクロプロセッサー706は相互に通じる。一行(column)トランスミッションゲイト(transmission gate)761-76Mは該センサーオシレータ703の入力端701に接続する。一列(row)トランスミッションゲイト781-78Nは該センサーオシレータ703の出力端702に接続する。
前記の行トランスミッションゲイト761-76Mと前記の列トランスミッションゲイト781-78NはM×Nキーマトリックス(key matrix)を形成する。該キーマトリックスの各キーは１組のセンサープレートに対して形成され、該センサープレートにより該トランスミッションゲイトの出力を経由し、該センサーオシレータ703の入力端701に接続する。別に該センサープレートは該トランスミッションゲイトの出力を経由し、該センサーオシレータ703の出力端702に接続する。該トランスミッションゲイト781-78Nと761-76Mのコントロールゲイト(control gate) 711-71Nと721-72Mは該マイクロプロセッサー706の出力端(711-71N及721-72M)に接続し、しかも、該マイクロプロセッサー706は順番に走査される(scanned)。
あるマイクロプロセッサーは、予め設定された数Nrを該マイクロプロセッサー706に入力し、センサープレートの各キーの敏感度を定義する。各キーの参考計数N0はキーマトリックス(key matrix)を走査する時に更新され、もし、(N0-Nx)>Nrならキーマトリックスを走査する時に計測される。こうして、ある物体が既にキーマトリックス中のあるキー計算に接近していることを判定することができ、該カウンターの周波数により一個或いは数個の物体が既に探知アレー(array)のある一対のセンサープレートに接近していることを判定し、一個或いは数個の物体の該探知アレーにおける位置を判定することができる。
【００２３】
その改良点は、以下の通りである。
前記センサーオシレータ(図３参照)は、３個のインバーターを含み、第一インバーター201、第二インバーター202、第三インバーター203は直列する。第一コンデンサー（キャパシター）206は該第一インバーター201の入力とアースの間に接続する。一対のセンサープレート205はまた該第一インバーター201の入力とアースの間に接続する。一個補償コンデンサー（キャパシター）207は該第一インバーター201の入力と第二インバーター202の出力の間に接続する。一個フィードバックレジスター204は該第一インバーター201の入力と該第三インバーター203の出力の間に接続する。該フィードバックレジスターはオシレータの入力端に用い該第一コンデンサー（キャパシター）206、該補償コンデンサー（キャパシター）207、該センサープレート205に対して充電及び放電を行う。該第一インバーター201はシュミットトリガー(Schmitt trigger) 入力のインバーターを具える。該補償キャパシター207は震動周波数がプロセスルールに従い変化する参数の影響を低下させる。
【００２４】
物体位置探知器中のオシレーターの周波数の安定性はパワーサプライレギュレーターを増設することにより改善することができる。図１２はパワーサプライレギュレーター807を具えた物体位置探知器である。該パワーサプライレギュレーター807は電源サプライをセンサーオシレーター803及びタイムベースオシレーター805に提供する。パワーサプライレギュレーター807の出力電圧は電源サプライ電圧の変化によっても変化しないため、このオシレーター803及び805の周波数の安定は維持可能である。この条件において、より小さいNrはマイクロプロセッサー806に入力されることより高い感度を得ることができる。
【００２５】
前記センサーオシレータは、図５に示すように、３個のインバーターを含み、第一インバーター301、第二インバーター302、第三インバーター303が直列に接続されている。一個の第一コンデンサー（キャパシター）306は該第一インバーター301の入力とアースの間に接続し。一対のセンサープレート305もまた該第一インバーター301の入力と該第三インバーター303の出力の間に接続する。一個のフィードバックレジスター304は該第一インバーター301の入力と該第三インバーター303の出力の間に接続する。該フィードバックレジスター304はオシレータの入力端に用い該第一コンデンサー（キャパシター）306、該センサープレート305に対して充電及び放電を行う。該第一インバーター301はシュミットトリガー(Schmitt trigger) 入力のインバーターを具える。該センサープレート305の連接は該物体接近探知器の敏感度を増加させることができる。
【００２６】
前記センサーオシレータは、また、図７に示すように、３個のインバーターを含む。第一インバーター401、第二インバーター402、第三インバーター403が直列に接続されている。第一コンデンサー（キャパシター）406は該第一インバーター401の入力とアースの間に接続する。一対のセンサープレート405は該第一インバーター401の入力と該第三インバーター403の出力の間に接続する。補償コンデンサー（キャパシター）407は該第一インバーター401の入力と第二インバーター402の出力の間に接続する。フィードバックレジスター404は該第一インバーター401の入力と該第三インバーター403の出力の間に接続する。該フィードバックレジスター404はオシレータの入力端に用い該第一コンデンサー（キャパシター）406、補償コンデンサー（キャパシター）407、該センサープレート405に対して充電及び放電を行う。該第一インバーター401はシュミットトリガー(Schmitt trigger)入力のインバーターを具える。該補償コンデンサー（キャパシター）407は震動周波数がプロセスルール参数に従い変化する影響を低下させ、該センサープレート405の連接は該物体接近探知器の敏感度を増加させることができる。
【００２７】
なお、本発明の特徴を損なうものでなければ、前記の実施例に限定させるものでないことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】公知のＲＣオシレーターである。
【図２】図１のオシレーター入力端の電圧対時間変化のグラフである。
【図３】本発明の実施例のセンサーオシレーター回路である。
【図４】図３のオシレーター入力端の電圧対時間変化のグラフである。
【図５】本発明の別種の実施例のオシレーター回路である。
【図６】図５のオシレーター入力端の電圧対時間変化のグラフである。
【図７】本発明の実施例の図３及び図５の特性を具えた回路である。
【図８】図７のオシレーター入力端の電圧対時間変化のグラフである。
【図９】本発明の実施例の物体接近探知器である。
【図１０】パワーサプライレギュレーターを具えた物体接近探知器である。
【図１１】本発明の実施例の物体位置探知器である。
【図１２】パワーサプライレギュレーターを具えた物体位置探知器である。
【符号の説明】
【００２９】
101 第一級インバーター
102 第二級インバーター
103 第三級インバーター
104 レジスターR
105 センサープレート
106 コンデンサーC1
201 第一インバーター
202 第二インバーター
203 第三インバーター
204 フィードバックレジスターR
205 センサープレート
206 第一コンデンサー（キャパシター）C1
207 補償コンデンサー（キャパシター）C2
301 第一インバーター
302 第二インバーター
303 第三インバーター
304 レジスターR
305 センサープレート
306 コンデンサー（キャパシター）C1
401 第一インバーター
402 第二インバーター
403 第三インバーター
404 レジスターR
405 センサープレート静電容量Cs
406 コンデンサー（キャパシター）C1
407 補償コンデンサー（キャパシター） C2
501 センサープレート
502 センサーオシレーター
503 タイムベースオシレーター
504 カウンター
505 マイクロプロセッサー
601 センサープレート
602 センサーオシレーター
603 タイムベースオシレーター
604 カウンター
605 マイクロプロセッサー
606 パワーサプライレギュレーター
701 オシレーターの入力端
702 オシレーターの出力端
703 センサーオシレーター
704 カウンター
705 タイムベースオシレーター
706 マイクロプロセッサー
801 オシレーター入力端
802 オシレーターの出力端
803 センサーオシレーター
804 カウンター
805 タイムベースオシレーター
806 マイクロプロセッサー
807 パワーサプライレギュレーター
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一種の物体接近探知器及び位置探知器に関する。特に、一種の複数のトランスミッションゲイトによりオシレーターの入力及び出力に接続し、センサープレートはトランスミッションゲイトに接続する物体接近探知器及び位置探知器の構造に係る。
【背景技術】
【０００２】
物体接近探知器は、物体の接近を探知することにより、物体の探知器からの距離を測定するために用いられる。一般には、接近探知は静電容量センサー(capacitive sensor)或いはインダクティブセンサー(inductive sensor)を用い、静電容量センサーは静電容量の変化をデジタル信号に転換し、有効な静電容量に達しているか否かを判定するが、静電容量の変化と物体対センサープレートの距離には関係がある。
【０００３】
多くの公知の方法では、二個のセンサープレート間の静電容量を測定する。その内の一つは、センサープレートが交流信号を拡大器に伝送することにより、該拡大器の出力端において交流信号の変化を測定するものである。この技術はRobert J. Millerらが獲得した米国特許5,374,787号（特許文献１）、米国特許5,495,077号（特許文献２）、米国特許5,841,078号（特許文献３）、及びTimothy P. Allenらが獲得した米国特許5,914,465号（特許文献４）、米国特許6,239,389 B1号（特許文献５）、及びDavid W. Gillespieらが獲得した米国特許6/028,271号（特許文献６）、米国特許6,610,936 B2号（特許文献７）に用いられている。
この技術を利用したシステムは拡大器、フィルター、極小値選択器、減衰器、サンプル/保持及びA/Dコンバーターなど多くのアナログ回路を含むが、積分回路においてのアナログ回路のチップ体積はデジタル回路より遥かに大きいため、コスト低下にとっては不利である。
【０００４】
一方、Harald Philipが獲得した米国特許6,452,514 B1号（特許文献８）の技術は一種の電荷転移回路である。この回路においてでは、交流信号電圧源はセンサープレートの一つに加えられ、別種のセンサープレートを経由し信号プロセッサーに入力される。この信号プロセッサーはピーク探知器、拡大器及びA/Dコンバーターなどのアナログ回路を含むが、RF信号から由来の干渉は直接ピーク探知器に加えられ、システム探知の誤差の源になる。
【０００５】
別種の方法はオシレーターの入力端においてセンサープレートを接続するが、オシレーター入力端の静電容量変化はオシレーター周波数の変化を招き、探知周波数の変化により、物体がセンサープレートに接近しているか否かを探知する。この技術はChristoph H. Krahらが獲得した米国特許6,583,676 B2号（特許文献９）に用いられるが、オシレーターの周波数とプロセスパラメーター及び電力サプライ電圧は関連し、物体接近探知器は周波数の補正によりこれら変化を補償する必要がある。
【０００６】
上述の特許で示されるように、公知の技術は二個のコンデンサー及び一個のレジスターを利用し、オシレーターのセンサープレートにおいて物体の接近或いは物体が接近していないことを判断するものである。
コンデンサー及びレジスターは共に積分回路上に製造されるため、接近探知器の感度は変化しにくく、しかも外部においてプログラム化が難しい。物体接近探知器に対する周波数校正を避けるためにはオシレーターを設計し、周波数とプロセスパラメーター及び電源サプライの関連を最低にまで低下させる必要がある。上述の発明ではシステム内に回路を加え、プロセスのオシレーターに対する影響を補償している。
【０００７】
公知技術のRCオシレーターは、図１に示すように、この回路は三個のインバーター101、102、103、レジスター104、コンデンサー106、一対のセンサープレー105を含み、センサープレートの静電容量はCsで、第一級インバーター101はシュミット(Schmitt)トリガー(trigger)入力を具え、オシレーターフィードバックループ内のレジスター104は回路の充電/放電部品に用いられる。オシレーターの周波数はレジスター104及びコンデンサー105、106により決定される。
回路の波形は、図２に示すように、VTR2及びVTR1は二個のシュミットトリガー入力インバーター101の転換電圧(transfer voltage)である。回路の充電周期(cycle)は、インバーター101の入力端の電圧がVTR2に達した時、インバーター103の出力変化状態(state)は回路が放電を開始する周期である。第一インバーター101の入力端はVTR2及びVTR1を経由する。オシレーターの周期(period)は、
Ｒ(Cs＋C1)(VTR2−VTR1)/(VCC−(VTR2＋VTR1)/2)＋dt
に正比例し、その内dtは、インバーターの伝送(propagation)遅延(delay)で、VCCは電源サプライ電圧である。
この公式により、周波数は転換電圧VTR2及びVTR1と大きな関連があることが分かる。もし回路がCMOSプロセスにより設計されたなら、電圧差VTR2−VTR1とPMOS及びNMOSの臨界電圧(threshold voltage)と大きな関連がある。
もし、電源サプライ電圧が減少するなら、VTR2−VTR1も減少し、しかもdtは増加する。なぜなら伝送遅延は積分回路において、非常に小さいため、dtの増加はVTR2-VTR1の減少を補償するには足りないからである。
【特許文献１】米国特許第5,374,787号明細書
【特許文献２】米国特許第5,495,077号明細書
【特許文献３】米国特許第5,841,078号明細書
【特許文献４】米国特許第5,914,465号明細書
【特許文献５】米国特許第6,239,389 B1号明細書
【特許文献６】米国特許第6,028,271号明細書
【特許文献７】米国特許第6,610,936 B2号明細書
【特許文献８】米国特許第6,452,514 B1号明細書
【特許文献９】米国特許第6,583,676 B2号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した公知構造には以下の欠点があった。
すなわち、公知の技術は二個のコンデンサー及び一個のレジスターを利用し、オシレーターのセンサープレートにおいて物体の接近或いは物体が接近していないことを判断するものであるが、コンデンサー及びレジスターは共に積分回路上に製造されるため、接近探知器の感度は変化しにくく、しかも外部においてプログラム化が難しい。更に、物体接近探知器に対する周波数校正を避けるためにはオシレーターを設計し、周波数とプロセスパラメーター及び電源サプライの関連を最低にまで低下させる必要があるが、上述の発明ではシステム内に回路を加え、プロセスのオシレーターに対する影響を補償しており、これではあまりに複雑である。
本発明は上記構造の問題点を解決した物体接近探知器及び位置探知器の構造を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は下記の物体接近探知器及び位置探知器の構造を提供する。
それは、主に一種の物体位置探知器を提供し、その感度とプロセスパラメーターの変化には関係がなく、さらに、一種の物体位置探知器を提供し、高感度で、また、一種の物体接近探知器を提供し、その感度とプロセスパラメーターの変化には関係がなく、加えて、一種の物体接近探知器を提供し、それは高感度で、すなわち、一種の物体接近探知器及び位置探知器のオシレーター回路において、コンデンサーを増設し、このコンデンサーはシュミットトリガーインバーターの入力端の電圧スイング(voltage swing)に加えられ、この部分の電圧差はサプライ電圧VCCに正比例するが、回路のPMOS及びNMOSトランジスターの臨界電圧には関係がなく、二個の素因は相互に相殺し、オシレーター周波数が受けるプロセスパラメーター及び電源サプライ電圧の影響を最小にまで低下させ、プロセスパラメーターと関係がない他に、探知器の感度もまた重要で、もしdCsが図1中のセンサープレートの静電容量変化であるなら、オシレーターの周期変化は、dT/T= dCs/(C1+Cs) で、感度は低く、さらにセンサープレートはオシレーターの入力及び出力端に接続し感度を増加させるが、感度は一因子 2VCC/(VTR2−VTR1) により増加し、もし VCC>>VTR2−VTR1 であれば、感度の増加は非常に高くなり、プロセスパラメーター関係がなく、及び高感度の特性は二個の回路の長所を結合し回路においてにおいて同時に保持され、物体の接近を探知するため、物体接近探知器はオシレーター、一対のセンサープレート、カウンター(counter)及びマイクロプロセッサーを含み、システムの探知周期において絶えずレファレンスカウント(reference count) N0を更新し、このレファレンスカウントは物体接近が探知されない時のカウント値と定義され、しかもこのレファレンスカウントはカウント過程において記録された最大カウント値であり、予め設定される数Nrはマイクロプロセッサーに入力され、しかも感度の定義に用いられ、物体の接近を探知するため、カウンターはオシレーターの周波数を計算し、一定の時間(period)内にカウントした値Nxを用い、N0−Nxにより物体が探知器に接近していることを探知可能で、測定された (N0−Nx)>Nr であれば、ある物体がこの探知器に接近していることを判定し、Nrが小さければ小さいほどシステムの感度が高いことを表し、前述の方法はいかにして物体が探知器に接近しているかを示し、この技術は拡大かつ改良され、ある物体が探知器アレーに接近していることを探知可能で、またどのアレー中の探知器が探知したかを判定可能で、本発明の別種の実施例では物体位置探知器を設計するため、M個のトランスミッションゲイトはオシレーターの入力端に接続し、しかもN個のトランスミッションゲイトはオシレーターの出力端に接続し、これらトランスミッションゲイトの出力端はM×Nマトリックスを形成するために用いられ、一対のセンサープレートはセンサーキーを形成し、内一枚のセンサープレートはM個のトランスミッションゲイトの一つに接続し、別種のセンサープレートはN個のトランスミッションゲイトの一つに接続し、これらのトランスミッションゲイトのコントロールゲイト(control gate)はマイクロプロセッサーの出力端に接続し、しかもマイクロプロセッサーは順番に走査(scanned)し、予め設定される数Nrはマイクロプロセッサーに入力され、各キーの感度を定義し、各キーの参考カウントN0はキーマトリックス(key matrix)を走査する時更新され、もし(N0-Nx)>Nrであれば、キーマトリックスを走査する時測定され、ある物体が既にキーマトリックス中のあるキーに接近していることを判定することを特徴とする物体接近探知器及び位置探知器である。
【００１０】
すなわち、請求項１の発明は、主にセンサーオシレーターに接続する一対のセンサープレート(sensor plate)、センサーオシレーター、カウンター、タイムベース(time base)オシレーター、マイクロプロセッサーを含み、前記センサープレート(sensor plate)は静電容量の変化により物体の接近を探知し、静電容量の変化は前記センサーオシレーターの周波数を変化させ、前記センサーオシレーターの出力はカウンターの入力に接続し、前記カウンターは前記センサーオシレーターの周波数をカウントし、その出力は前記マイクロプロセッサーと通じ、前記タイムベース(time base)オシレーターは前記マイクロプロセッサーのシステムクロック(clock)を提供し、前記マイクロプロセッサーは前記カウンターの周波数を計算、処理し、物体が既に該探知器に接近していることを判定し、前記センサーオシレーターは少なくとも三個のインバーターを含み、第一インバーター、第二インバーター及び第三インバーターは直列し、第一コンデンサーは前記第一インバーターの入力とアースの間に接続し、前記一対のセンサープレートも前記第一インバーターの入力とアースの間に接続し、補償コンデンサーは前記第一インバーターの入力と前記第二インバーターの出力の間に接続し、フィードバックレジスターは該第一インバーターの入力と該第三インバーターの出力の間に接続し、フィードバックレジスターは前記オシレーターの入力端において前記第一コンデンサー、前記補償コンデンサー及び前記センサープレートの充電及び放電に用いられ、前記第一インバーターはシュミットトリガー(Schmitt trigger)入力のインバーターを具え、前記補償コンデンサーはオシレーター周波数のプロセスパラメーターに従う変化の影響を低下させるために用いられることを特徴とする物体接近探知器である。
請求項２の発明は、前記センサーオシレーター及び前記タイムベースオシレーターに接続し前記センサーオシレーター及び前記タイムベースオシレーターの安定を保持するためにパワーサプライレギュレーターを設けたことを特徴とする請求項１記載の物体接近探知器である。
【００１１】
請求項３の発明は、主にセンサーオシレーターに接続する一対のセンサープレート(sensor plate)、センサーオシレーター、カウンター、タイムベース(time base)オシレーター、マイクロプロセッサーを含み、前記センサープレート(sensor plate)は静電容量の変化により物体の接近を探知し、静電容量の変化は該センサーオシレーターの周波数を変化させ、前記センサーオシレーターの出力はカウンターの入力に接続し、前記カウンターは該センサーオシレーターの周波数をカウントし、その出力は該マイクロプロセッサーと通じ、前記タイムベース(time base)オシレーターはマイクロプロセッサーのシステムクロック(clock)を提供し、該マイクロプロセッサーは該カウンターの周波数を計算、処理し、物体が既に該探知器に接近していることを判定し、さらに該センサーオシレーターは三個のインバーターを含み、第一インバーター、第二インバーター及び第三インバーターは直列し、第一コンデンサーは該第一インバーターの入力とアースの間に接続し、該一対のセンサープレートは該第一インバーターの入力と該第三インバーターの出力の間に接続し、フィードバックレジスターは該第一インバーターの入力と該第三インバーターの出力の間に接続し、該フィードバックレジスターは該オシレーターの入力端において該第一コンデンサー及び該センサープレートに対して充電及び放電を行い、該第一インバーターはシュミットトリガー(Schmitt trigger)入力のインバーターを具え、該センサープレートの連接は該物体接近探知器の感度を高めることを特徴とする物体接近探知器である。
請求項４の発明は、前記物体接近探知器の構造はパワーサプライレギュレーターを含み、該パワーサプライレギュレーターは該センサーオシレーター及び該タイムベースオシレーターに接続し、該センサーオシレーター及び該タイムベースオシレーターの安定を保持することを特徴とする請求項３記載の物体接近探知器である。
【００１２】
請求項５の発明は、主にセンサーオシレーターに接続する一対のセンサープレート(sensor plate)、センサーオシレーター、カウンター、タイムベース(time base)オシレーター、マイクロプロセッサーを含み、前記一対のセンサープレート(sensor plate)は静電容量の変化により物体の接近を探知し、静電容量の変化はセンサーオシレーターの周波数を変化させ、該センサーオシレーターの出力はカウンターの入力に接続し、該カウンターは該センサーオシレーターの周波数をカウントし、その出力はマイクロプロセッサーと通じ、該タイムベース(time base)オシレーターは該マイクロプロセッサーのシステムクロック(clock)を提供し、該マイクロプロセッサーは該カウンターの周波数を計算、処理し、物体が既に該探知器に接近していることを判定し、さらに、前記センサーオシレーターは三個のインバーターを含み、第一インバーター、第二インバーター及び第三インバーターは直列し、第一コンデンサーは該第一インバーターの入力とアースの間に接続し、該一対のセンサープレートは該第一インバーターの入力と該第三インバーターの出力の間に接続し、補償コンデンサーは該第一インバーターの入力と該第二インバーターの出力の間に接続し、フィードバックレジスターは該第一インバーターの入力と該第三インバーターの出力の間に接続し、該フィードバックレジスターは該オシレーターの入力端において該第一コンデンサー、該補償コンデンサー及び該センサープレートの充電及び放電に用いられ、該第一インバーターはシュミットトリガー(Schmitt trigger)入力を具えたインバーターで、該補償コンデンサーはオシレーター周波数のプロセスパラメーターに従う変化の影響を低下させるために用いられ、該センサープレートの連接は該物体接近探知器の感度を高めることを特徴とする物体接近探知器である。
請求項６の発明は、前記物体接近探知器の構造はパワーサプライレギュレーターを含み、該パワーサプライレギュレーターは該センサーオシレーター及び該タイムベースオシレーターに接続し、該センサーオシレーター及び該タイムベースオシレーターの安定を保持することを特徴とする請求項５記載の物体接近探知器である。
【００１３】
請求項７の発明は、主にセンサーオシレーター、タイムベース(time base)オシレーター、カウンター、コラム(column)トランスミッションゲイト(transmission gate)、ロウ(row)トランスミッションゲイトを含み、前記タイムベース(time base)オシレーターは該マイクロプロセッサーのシステムクロック(clock)を提供し、前記カウンターは該センサーオシレーターの周波数をカウントし、その出力は該マイクロプロセッサーと通じ、前記コラム(column)トランスミッションゲイト(transmission gate)は該センサーオシレーターの入力に接続し、前記ロウ(row)トランスミッションゲイトは該センサーオシレーターの出力に接続し、該コラムトランスミッションゲイト及び該ロウトランスミッションゲイトはキーマトリックス(key matrix)を形成し、該キーマトリックスの各キーは一対のセンサープレートにより形成され、該センサープレートにより該トランスミッションゲイトの出力を経由し、該センサーオシレーターの入力に接続し、該別種のセンサープレートは該トランスミッションゲイトの出力を経由し、該センサーオシレーターの出力に接続し、トランスミッションゲイトのコントロールゲイト(control gate)はマイクロプロセッサーにより走査され、該マイクロプロセッサーは該カウンターの周波数を計算、処理し、一個或いは数個の物体が既にセンサーアレー(array)のある一対のセンサープレートに接近していることを判定し、一個或いは数個の物体が該センサーアレーの位置にあることを判定し、さらに該センサーオシレーターは三個のインバーターを含み、第一インバーター、第二インバーター及び第三インバーターは直列し、第一コンデンサーは該第一インバーターの入力とアースの間に接続し、一対のセンサープレートも該第一インバーターの入力とアースの間に接続し、該補償コンデンサーは該第一インバーターの入力と該第二インバーターの出力の間に接続し、フィードバックレジスターは該第一インバーターの入力と該第三インバーターの出力の間に接続し、該フィードバックレジスターは該オシレーターの入力端において該第一コンデンサー、該補償コンデンサー及び該センサープレートの充電及び放電に用いられ、該第一インバーターはシュミットトリガー(Schmitt trigger)入力のインバーターを具え、該補償コンデンサーはオシレーター周波数のプロセスパラメーターに従う変化の影響を低下させるために用いられることを特徴とする物体位置探知器である。
請求項８の発明は、前記物体位置探知器の構造はさらにパワーサプライレギュレーターを含み、該パワーサプライレギュレーターは該センサーオシレーター及び該タイムベースオシレーターに接続し、該センサーオシレーター及び該タイムベースオシレーターの安定を保持することを特徴とする請求項７記載の物体位置探知器である。
【００１４】
請求項９の発明は、主にセンサーオシレーター、タイムベース(time base)オシレーター、カウンター、コラム(column)トランスミッションゲイト(transmission gate)、ロウ(row)トランスミッションゲイトを含み、該タイムベース(time base)オシレーターは該マイクロプロセッサーのシステムクロック(clock)を提供し、該カウンターは該センサーオシレーターの周波数をカウントし、その出力はマイクロプロセッサーと通じ、該コラム(column)トランスミッションゲイト(transmission gate)は該センサーオシレーターの入力に接続し、該ロウ(row)トランスミッションゲイトは該センサーオシレーターの出力に接続し、該コラムトランスミッションゲイト及び該ロウトランスミッションゲイトはキーマトリックス(key matrix)を形成し、該キーマトリックスの各キーは一対のセンサープレートにより形成され、該センサープレートにより該トランスミッションゲイトの出力を経由し該センサーオシレーターの入力に接続し、別種のセンサープレートは該トランスミッションゲイトの出力を経由し、該センサーオシレーターの出力に接続し、該トランスミッションゲイトのコントロールゲイト(control gate)は該マイクロプロセッサーにより走査され、該マイクロプロセッサーは該カウンターの周波数を計算、処理し、一個或いは数個の物体が既にセンサーアレー(array)のある一対のセンサープレートに接近していることを判定し、一個或いは数個の物体が該センサーアレーの位置にあることを判定し、
さらに該センサーオシレーターは三個のインバーターを含み、第一インバーター、第二インバーター及び第三インバーターは直列し、第一コンデンサーは該第一インバーターの入力とアースの間に接続し、一対のセンサープレートは該第一インバーターの入力と該第三インバーターの出力の間に接続し、フィードバックレジスターは該第一インバーターの入力と該第三インバーターの出力の間に接続し、該フィードバックレジスターは該オシレーターの入力端において該第一コンデンサー及び該センサープレートに対して充電及び放電を行い、該第一インバーターはシュミットトリガー(Schmitt trigger)入力のインバーターを具え、該センサープレートの連接は該物体接近探知器の感度を高めることを特徴とする物体位置探知器である。
請求項１０の発明は、前記物体位置探知器の構造はパワーサプライレギュレーターを含み、該パワーサプライレギュレーターは該センサーオシレーター及び該タイムベースオシレーターに接続し、該センサーオシレーター及び該タイムベースオシレーターの安定を保持することを特徴とする請求項９記載の物体位置探知器。
【００１５】
請求項１１の発明は、主にセンサーオシレーター、タイムベース(time base)オシレーター、カウンター、コラム(column)トランスミッションゲイト(transmission gate)、ロウ(row)トランスミッションゲイトを含み、該タイムベース(time base)オシレーターは該マイクロプロセッサーのシステムクロック(clock)を提供し、該カウンターは該センサーオシレーターの周波数をカウントし、その出力はマイクロプロセッサーと通じ、該コラム(column)トランスミッションゲイト(transmission gate)は該センサーオシレーターの入力に接続し、該ロウ(row)トランスミッションゲイトは該センサーオシレーターの出力に接続し、該コラムトランスミッションゲイト及び該ロウトランスミッションゲイトはキーマトリックス(key matrix)を形成し、該キーマトリックスの各キーは一対のセンサープレートにより形成され、該センサープレートにより該トランスミッションゲイトの出力を経由し該センサーオシレーターの入力に接続し、別種のセンサープレートは該トランスミッションゲイトの出力を経由し、該センサーオシレーターの出力に接続し、該トランスミッションゲイトのコントロールゲイト(control gate)は該マイクロプロセッサーにより走査され、該マイクロプロセッサーは該カウンターの周波数を計算、処理し、一個或いは数個の物体が既にセンサーアレー(array)のある一対のセンサープレートに接近していることを判定し、一個或いは数個の物体が該センサーアレーの位置にあることを判定し、さらに該センサーオシレーターは三個のインバーターを含み、第一インバーター、第二インバーター及び第三インバーターは直列し、第一コンデンサーは該第一インバーターの入力とアースの間に接続し、一対のセンサープレートは該第一インバーターの入力と該第三インバーターの出力の間に接続し、補償コンデンサーは該第一インバーターの入力と該第二インバーターの出力の間に接続し、フィードバックレジスターは該第一インバーターの入力と該第三インバーターの出力の間に接続し、該フィードバックレジスターは該オシレーターの入力端において該第一コンデンサー、該補償コンデンサー及び該センサープレートの充電及び放電に用いられ、該第一インバーターはシュミットトリガー(Schmitt trigger)入力を具えたインバーターで、該補償コンデンサーはオシレーター周波数のプロセスパラメーターに従う変化の影響を低下させるために用いられ、該センサープレートの連接は該物体接近探知器の感度を高めることを特徴とする物体位置探知器である。
請求項１２の発明は、前記物体位置探知器の構造はさらにパワーサプライレギュレーターを含み、該パワーサプライレギュレーターは該センサーオシレーター及び該タイムベースオシレーターに接続し該センサーオシレーター及び該タイムベースオシレーターの安定を保持することを特徴とする請求項１１記載の物体接近探知器及び位置探知器である。
【発明の効果】
【００１６】
上記のような本発明の物体位置探知器、及び、位置探知器によれば、その感度とプロセスパラメーターの変化には関係がなくかつ高感度である。また本発明は物体接近探知器を提供し、その感度とプロセスパラメーターの変化には関係がなくかつ高感度である。さらに本発明のアナログ回路は一個のオシレーターと二個のトランスミッションゲイトアレーのみを含み、本発明の回路は公知技術の回路に比べ非常に単純である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の好適な実施例を図を参照して説明する。
接近(object proximity)探知技術は、物体或いは手指がセンサープレート(sensor plate)に接近或いは接触する応用において有用である。位置(object position)探知技術は、物体或いは手指をセンサーアレー中の位置において探知する時に応用される。
本発明物体接近回路或いは物体位置探知器の実施例は少なくとも一対のセンサープレート、センサーオシレーター、タイムベース(time base)オシレーター及びマイクロプロセッサーを含む。
多くの応用中において、オシレーターの周波数とプロセスパラメーターは関係がないことが重要で、しかも感度がより高いことが需要である。
図３は、本発明の１実施例のセンサーオシレーター回路である。このオシレーターはプロセスパラメーターの変化がもたらす周波数変化の因数を補償可能としている。
図４は、図３のオシレーター入力端の電圧対時間変化のグラフである。図３に示すように、このオシレーターは三個のインバーターを含む。第一インバーター201、第二インバーター202及び第三インバーター203は直列し、第一コンデンサー206は該第一インバーター201の入力とアースの間に接続し、一対のセンサープレート205も該第一インバーター201の入力とアースの間に接続し、補償コンデンサー207は該第一インバーター201の入力と第二インバーター202の出力の間に接続し、フィードバックレジスター204は該第一インバーター201の入力と該第三インバーター203の出力の間に接続し、該フィードバックレジスター204はオシレーターの入力端において該第一コンデンサー206、補償コンデンサー207及び該センサープレート205に対して充電及び放電を行う。
該第一インバーター201は二個の転換電圧VTR2及びVTR1を持つ。充電状態における転換電圧はVTR2で、放電状態における転換電圧はVTR1である。該第一インバーター201の入力端の電圧はVTR2の水平値まで上昇し、該第一インバーター201の出力はその状態(state)を変化させ、ある一定の伝送時間が経過後、該第二インバーター202の出力もまたその状態を変化させる。該第二インバーター202出力端の電圧ジャンプ(jump)は該補償コンデンサー207を経由し該第一インバーター201の入力端に繋がっている。
図３のオシレーター入力端の充電及び放電の電圧範囲は三部分を含む。第一部分はVTR2−VTR1、第二部分は補償コンデンサー207に起因する2VCC(C2/ (C1+C2+Cs))、第三部分は該インバーター201、202及び203に起因する伝送で、もし臨界電圧が増加するなら、VTR2−VTR1は減少する。該インバーター内部のレジスターは臨界電圧の増加に従い増加するため、もし臨界電圧が増加するなら、充電或いは放電電流は減少する。このため、もし臨界電圧が増加するなら、VTR2−VTR1の充電時間は必ず減少し、2VCC(C2/(C1＋C2＋Cs))の充電時間は増加し伝送遅延も増加する。
したがって、該コンデンサー205、206及び207、オシレーターの時間周期を適当に選択することにより、プロセスパラメーターの変化に従う変化の影響を最低にまで低下させることができ、このオシレーターの周波数はプロセスパラメーターの影響を受けるため最低まで低下する。製造時にはオシレーターに対して目盛りを設ける必要はない。
【００１８】
本発明の別種の実施例のオシレーター回路を図５に示す。該オシレーター入力端電圧の対時間変化のグラフは図６に示すとおりである。
この回路においてにおいて、一対のセンサープレート305は第一インバーター301の入力と第三インバーター303の出力の間に接続する。この回路において、該第三インバーター303出力の電圧転変幅はVCCで、センサー静電容量の変化による時間周期の変化は、dT/T=(dCs/(Cs＋C1)) (2VCC/(VTR2−VTR1)) である。図１のオシレーター回路と比較すると、図５の感度は、2VCC/(VTR2−VTR1)倍に拡大されている。
【００１９】
オシレーター周波数がプロセスパラメーター変化に従い影響し、探知器の感度を増加させることを同時に改善するために、図３及び図５の長所を結合させることができる。
この特性を具えた回路は図７に示した実施例であり、オシレーター入力端電圧対時間変化のグラフは図８に示す。この回路において、センサープレート405は第三インバーター403の出力と第一インバーター401の入力の間に接続し、補償コンデンサー407は第二インバーター402の出力と第一インバーター401の入力の間に接続し、補償コンデンサー407のエフェクトの部分はセンサープレート405の静電容量と相殺される。もしインバーター401入力端の充電レンジ(charging range)を考慮すれば、補償コンデンサー407の静電容量C2はセンサープレート405の静電容量Csより大きくなければならないため、該コンデンサー405、406及び407の静電容量を適切に選択することにより、プロセスパラメーターにおけるオシレーター周波数の変化を最小まで低下させなければならない。
【００２０】
本発明の以上の回路は、物体接近探知器或いは物体位置探知器のオシレーターに用いられる。
一個の物体接近探知器は、少なくとも一対のセンサープレート、センサーオシレーター、タイムベース(time base)オシレーター、カウンター及びマイクロプロセッサーを含む。図９に示すシステムは本発明の実施例の物体接近探知器である。図９中において、システムは一対のセンサープレート501を含み、センサーオシレーター502、タイムベースオシレーター503、カウンター504及びマイクロプロセッサー505に接続する。
前記センサーオシレーター502とセンサープレート501は、図３、図５或いは図７の回路である。前記タイムベースオシレーター503はシステムクロックをマイクロプロセッサー505に提供する。
システム探知期間において、参考カウントN0をマイクロプロセッサー505中に保存し、しかも隨時更新する。この参考カウントは物体がセンサープレート501に接近していない時のカウント値と定義し、しかも参考カウントはカウントプロセス中においてこれまで数えられた中の最大値である。こうして、ある設定値Nrはマイクロプロセッサー505に入力され、物体がセンサープレートに接近する時の感度を定義する。
ある物体の接近を探知するために、カウンター504は該センサーオシレーター502の周波数を計算し、もし設定期間内におけるカウント値がNxであるなら、N0−Nxはある物体がセンサープレート501に接近しているか否かを測定することができる。
(N0−Nx)＞Nrが測定されると、ある物体が該センサープレート501に接近していることが判定される。より小さいNrはより感度の高いシステムで、異なるNrを該マイクロプロセッサー505に入力し、物体接近探知器の感度外部からプログラム(programmed)可能である。
【００２１】
オシレーター周波数は電源サプライ電圧の影響を受け変化する。この電源サプライ電圧の影響を少なくし、物体接近探知器の安定性を増強するために、パワーサプライレギュレーター606を具えたシステムを図１０に示す。センサーオシレーター602及びタイムベースオシレーター603の電源サプライは該パワーサプライレギュレーター606により提供される。この改善により、システムはより安定し、より高い感度を得ることができる。
前述の方法は、ある物体が探知器に接近したことをいかにして探知するかを示す。この技術はある物体があるセンサーアレーに接近することを拡大及び修正可能で、アレー中のどの探知器が探知されたかを識別することができる。このシステムを物体位置探知器と呼ぶ。
【００２２】
図１１は物体位置(object position)探知器の実施例である。
この回路には、センサーオシレータ703、タイムベース(time base)オシレータ705を含み、マイクロプロセッサー706のシステムクロック(clock)を提供する。カウンター704は該センサーオシレータ703の周波数をカウントする。その出力と該マイクロプロセッサー706は相互に通じる。一行(column)トランスミッションゲイト(transmission gate)761-76Mは該センサーオシレータ703の入力端701に接続する。一列(row)トランスミッションゲイト781-78Nは該センサーオシレータ703の出力端702に接続する。
前記の行トランスミッションゲイト761-76Mと前記の列トランスミッションゲイト781-78NはM×Nキーマトリックス(key matrix)を形成する。該キーマトリックスの各キーは１組のセンサープレートに対して形成され、該センサープレートにより該トランスミッションゲイトの出力を経由し、該センサーオシレータ703の入力端701に接続する。別に該センサープレートは該トランスミッションゲイトの出力を経由し、該センサーオシレータ703の出力端702に接続する。該トランスミッションゲイト781-78Nと761-76Mのコントロールゲイト(control gate) 711-71Nと721-72Mは該マイクロプロセッサー706の出力端(711-71N及721-72M)に接続し、しかも、該マイクロプロセッサー706は順番に走査される(scanned)。
あるマイクロプロセッサーは、予め設定された数Nrを該マイクロプロセッサー706に入力し、センサープレートの各キーの敏感度を定義する。各キーの参考計数N0はキーマトリックス(key matrix)を走査する時に更新され、もし、(N0-Nx)>Nrならキーマトリックスを走査する時に計測される。こうして、ある物体が既にキーマトリックス中のあるキー計算に接近していることを判定することができ、該カウンターの周波数により一個或いは数個の物体が既に探知アレー(array)のある一対のセンサープレートに接近していることを判定し、一個或いは数個の物体の該探知アレーにおける位置を判定することができる。
【００２３】
その改良点は、以下の通りである。
前記センサーオシレータ(図３参照)は、３個のインバーターを含み、第一インバーター201、第二インバーター202、第三インバーター203は直列する。第一コンデンサー（キャパシター）206は該第一インバーター201の入力とアースの間に接続する。一対のセンサープレート205はまた該第一インバーター201の入力とアースの間に接続する。一個補償コンデンサー（キャパシター）207は該第一インバーター201の入力と第二インバーター202の出力の間に接続する。一個フィードバックレジスター204は該第一インバーター201の入力と該第三インバーター203の出力の間に接続する。該フィードバックレジスターはオシレータの入力端に用い該第一コンデンサー（キャパシター）206、該補償コンデンサー（キャパシター）207、該センサープレート205に対して充電及び放電を行う。該第一インバーター201はシュミットトリガー(Schmitt trigger) 入力のインバーターを具える。該補償キャパシター207は震動周波数がプロセスルールに従い変化する参数の影響を低下させる。
【００２４】
物体位置探知器中のオシレーターの周波数の安定性はパワーサプライレギュレーターを増設することにより改善することができる。図１２はパワーサプライレギュレーター807を具えた物体位置探知器である。該パワーサプライレギュレーター807は電源サプライをセンサーオシレーター803及びタイムベースオシレーター805に提供する。パワーサプライレギュレーター807の出力電圧は電源サプライ電圧の変化によっても変化しないため、このオシレーター803及び805の周波数の安定は維持可能である。この条件において、より小さいNrはマイクロプロセッサー806に入力されることより高い感度を得ることができる。
【００２５】
前記センサーオシレータは、図５に示すように、３個のインバーターを含み、第一インバーター301、第二インバーター302、第三インバーター303が直列に接続されている。一個の第一コンデンサー（キャパシター）306は該第一インバーター301の入力とアースの間に接続し。一対のセンサープレート305もまた該第一インバーター301の入力と該第三インバーター303の出力の間に接続する。一個のフィードバックレジスター304は該第一インバーター301の入力と該第三インバーター303の出力の間に接続する。該フィードバックレジスター304はオシレータの入力端に用い該第一コンデンサー（キャパシター）306、該センサープレート305に対して充電及び放電を行う。該第一インバーター301はシュミットトリガー(Schmitt trigger) 入力のインバーターを具える。該センサープレート305の連接は該物体接近探知器の敏感度を増加させることができる。
【００２６】
前記センサーオシレータは、また、図７に示すように、３個のインバーターを含む。第一インバーター401、第二インバーター402、第三インバーター403が直列に接続されている。第一コンデンサー（キャパシター）406は該第一インバーター401の入力とアースの間に接続する。一対のセンサープレート405は該第一インバーター401の入力と該第三インバーター403の出力の間に接続する。補償コンデンサー（キャパシター）407は該第一インバーター401の入力と第二インバーター402の出力の間に接続する。フィードバックレジスター404は該第一インバーター401の入力と該第三インバーター403の出力の間に接続する。該フィードバックレジスター404はオシレータの入力端に用い該第一コンデンサー（キャパシター）406、補償コンデンサー（キャパシター）407、該センサープレート405に対して充電及び放電を行う。該第一インバーター401はシュミットトリガー(Schmitt trigger)入力のインバーターを具える。該補償コンデンサー（キャパシター）407は震動周波数がプロセスルール参数に従い変化する影響を低下させ、該センサープレート405の連接は該物体接近探知器の敏感度を増加させることができる。
【００２７】
なお、本発明の特徴を損なうものでなければ、前記の実施例に限定させるものでないことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】公知のＲＣオシレーターである。
【図２】図１のオシレーター入力端の電圧対時間変化のグラフである。
【図３】本発明の実施例のセンサーオシレーター回路である。
【図４】図３のオシレーター入力端の電圧対時間変化のグラフである。
【図５】本発明の別種の実施例のオシレーター回路である。
【図６】図５のオシレーター入力端の電圧対時間変化のグラフである。
【図７】本発明の実施例の図３及び図５の特性を具えた回路である。
【図８】図７のオシレーター入力端の電圧対時間変化のグラフである。
【図９】本発明の実施例の物体接近探知器である。
【図１０】パワーサプライレギュレーターを具えた物体接近探知器である。
【図１１】本発明の実施例の物体位置探知器である。
【図１２】パワーサプライレギュレーターを具えた物体位置探知器である。
【符号の説明】
【００２９】
101 第一級インバーター
102 第二級インバーター
103 第三級インバーター
104 レジスターR
105 センサープレート
106 コンデンサーC1
201 第一インバーター
202 第二インバーター
203 第三インバーター
204 フィードバックレジスターR
205 センサープレート
206 第一コンデンサー（キャパシター）C1
207 補償コンデンサー（キャパシター）C2
301 第一インバーター
302 第二インバーター
303 第三インバーター
304 レジスターR
305 センサープレート
306 コンデンサー（キャパシター）C1
401 第一インバーター
402 第二インバーター
403 第三インバーター
404 レジスターR
405 センサープレート静電容量Cs
406 コンデンサー（キャパシター）C1
407 補償コンデンサー（キャパシター） C2
501 センサープレート
502 センサーオシレーター
503 タイムベースオシレーター
504 カウンター
505 マイクロプロセッサー
601 センサープレート
602 センサーオシレーター
603 タイムベースオシレーター
604 カウンター
605 マイクロプロセッサー
606 パワーサプライレギュレーター
701 オシレーターの入力端
702 オシレーターの出力端
703 センサーオシレーター
704 カウンター
705 タイムベースオシレーター
706 マイクロプロセッサー
801 オシレーター入力端
802 オシレーターの出力端
803 センサーオシレーター
804 カウンター
805 タイムベースオシレーター
806 マイクロプロセッサー
807 パワーサプライレギュレーター
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主にセンサーオシレーターに接続する一対のセンサープレート(sensor plate)、センサーオシレーター、カウンター、タイムベース(time base)オシレーター、マイクロプロセッサーを含み、
前記センサープレート(sensor plate)は静電容量の変化により物体の接近を探知し、静電容量の変化は前記センサーオシレーターの周波数を変化させ、前記センサーオシレーターの出力はカウンターの入力に接続し、
前記カウンターは前記センサーオシレーターの周波数をカウントし、その出力は前記マイクロプロセッサーと通じ、
前記タイムベース(time base)オシレーターは前記マイクロプロセッサーのシステムクロック(clock)を提供し、
前記マイクロプロセッサーは前記カウンターの周波数を計算、処理し、物体が既に該探知器に接近していることを判定し、
前記センサーオシレーターは少なくとも三個のインバーターを含み、第一インバーター、第二インバーター及び第三インバーターは直列し、
第一コンデンサーは前記第一インバーターの入力とアースの間に接続し、
前記一対のセンサープレートも前記第一インバーターの入力とアースの間に接続し、補償コンデンサーは前記第一インバーターの入力と前記第二インバーターの出力の間に接続し、フィードバックレジスターは該第一インバーターの入力と該第三インバーターの出力の間に接続し、フィードバックレジスターは前記オシレーターの入力端において前記第一コンデンサー、前記補償コンデンサー及び前記センサープレートの充電及び放電に用いられ、前記第一インバーターはシュミットトリガー(Schmitt trigger)入力のインバーターを具え、前記補償コンデンサーはオシレーター周波数のプロセスパラメーターに従う変化の影響を低下させるために用いられることを特徴とする物体接近探知器。
【請求項２】
前記センサーオシレーター及び前記タイムベースオシレーターに接続し前記センサーオシレーター及び前記タイムベースオシレーターの安定を保持するためにパワーサプライレギュレーターを設けたことを特徴とする請求項１記載の物体接近探知器。
【請求項３】
主にセンサーオシレーターに接続する一対のセンサープレート(sensor plate)、センサーオシレーター、カウンター、タイムベース(time base)オシレーター、マイクロプロセッサーを含み、
前記センサープレート(sensor plate)は静電容量の変化により物体の接近を探知し、静電容量の変化は該センサーオシレーターの周波数を変化させ、
前記センサーオシレーターの出力はカウンターの入力に接続し、
前記カウンターは該センサーオシレーターの周波数をカウントし、その出力は該マイクロプロセッサーと通じ、
前記タイムベース(time base)オシレーターはマイクロプロセッサーのシステムクロック(clock)を提供し、
該マイクロプロセッサーは該カウンターの周波数を計算、処理し、物体が既に該探知器に接近していることを判定し、
さらに該センサーオシレーターは三個のインバーターを含み、第一インバーター、第二インバーター及び第三インバーターは直列し、第一コンデンサーは該第一インバーターの入力とアースの間に接続し、該一対のセンサープレートは該第一インバーターの入力と該第三インバーターの出力の間に接続し、フィードバックレジスターは該第一インバーターの入力と該第三インバーターの出力の間に接続し、該フィードバックレジスターは該オシレーターの入力端において該第一コンデンサー及び該センサープレートに対して充電及び放電を行い、該第一インバーターはシュミットトリガー(Schmitt trigger)入力のインバーターを具え、該センサープレートの連接は該物体接近探知器の感度を高めることを特徴とする物体接近探知器。
【請求項４】
前記物体接近探知器の構造はパワーサプライレギュレーターを含み、該パワーサプライレギュレーターは該センサーオシレーター及び該タイムベースオシレーターに接続し、該センサーオシレーター及び該タイムベースオシレーターの安定を保持することを特徴とする請求項３記載の物体接近探知器。
【請求項５】
主にセンサーオシレーターに接続する一対のセンサープレート(sensor plate)、センサーオシレーター、カウンター、タイムベース(time base)オシレーター、マイクロプロセッサーを含み、
前記一対のセンサープレート(sensor plate)は静電容量の変化により物体の接近を探知し、静電容量の変化はセンサーオシレーターの周波数を変化させ、該センサーオシレーターの出力はカウンターの入力に接続し、該カウンターは該センサーオシレーターの周波数をカウントし、その出力はマイクロプロセッサーと通じ、該タイムベース(time base)オシレーターは該マイクロプロセッサーのシステムクロック(clock)を提供し、該マイクロプロセッサーは該カウンターの周波数を計算、処理し、物体が既に該探知器に接近していることを判定し、
さらに、前記センサーオシレーターは三個のインバーターを含み、第一インバーター、第二インバーター及び第三インバーターは直列し、第一コンデンサーは該第一インバーターの入力とアースの間に接続し、該一対のセンサープレートは該第一インバーターの入力と該第三インバーターの出力の間に接続し、補償コンデンサーは該第一インバーターの入力と該第二インバーターの出力の間に接続し、フィードバックレジスターは該第一インバーターの入力と該第三インバーターの出力の間に接続し、該フィードバックレジスターは該オシレーターの入力端において該第一コンデンサー、該補償コンデンサー及び該センサープレートの充電及び放電に用いられ、該第一インバーターはシュミットトリガー(Schmitt trigger)入力を具えたインバーターで、該補償コンデンサーはオシレーター周波数のプロセスパラメーターに従う変化の影響を低下させるために用いられ、該センサープレートの連接は該物体接近探知器の感度を高めることを特徴とする物体接近探知器。
【請求項６】
前記物体接近探知器の構造はパワーサプライレギュレーターを含み、該パワーサプライレギュレーターは該センサーオシレーター及び該タイムベースオシレーターに接続し、該センサーオシレーター及び該タイムベースオシレーターの安定を保持することを特徴とする請求項５記載の物体接近探知器。
【請求項７】
主にセンサーオシレーター、タイムベース(time base)オシレーター、カウンター、コラム(column)トランスミッションゲイト(transmission gate)、ロウ(row)トランスミッションゲイトを含み、
前記タイムベース(time base)オシレーターは該マイクロプロセッサーのシステムクロック(clock)を提供し、
前記カウンターは該センサーオシレーターの周波数をカウントし、その出力は該マイクロプロセッサーと通じ、
前記コラム(column)トランスミッションゲイト(transmission gate)は該センサーオシレーターの入力に接続し、
前記ロウ(row)トランスミッションゲイトは該センサーオシレーターの出力に接続し、
該コラムトランスミッションゲイト及び該ロウトランスミッションゲイトはキーマトリックス(key matrix)を形成し、該キーマトリックスの各キーは一対のセンサープレートにより形成され、該センサープレートにより該トランスミッションゲイトの出力を経由し、該センサーオシレーターの入力に接続し、
該別種のセンサープレートは該トランスミッションゲイトの出力を経由し、該センサーオシレーターの出力に接続し、トランスミッションゲイトのコントロールゲイト(control gate)はマイクロプロセッサーにより走査され、該マイクロプロセッサーは該カウンターの周波数を計算、処理し、一個或いは数個の物体が既にセンサーアレー(array)のある一対のセンサープレートに接近していることを判定し、一個或いは数個の物体が該センサーアレーの位置にあることを判定し、
さらに該センサーオシレーターは三個のインバーターを含み、第一インバーター、第二インバーター及び第三インバーターは直列し、第一コンデンサーは該第一インバーターの入力とアースの間に接続し、一対のセンサープレートも該第一インバーターの入力とアースの間に接続し、該補償コンデンサーは該第一インバーターの入力と該第二インバーターの出力の間に接続し、フィードバックレジスターは該第一インバーターの入力と該第三インバーターの出力の間に接続し、該フィードバックレジスターは該オシレーターの入力端において該第一コンデンサー、該補償コンデンサー及び該センサープレートの充電及び放電に用いられ、該第一インバーターはシュミットトリガー(Schmitt trigger)入力のインバーターを具え、該補償コンデンサーはオシレーター周波数のプロセスパラメーターに従う変化の影響を低下させるために用いられることを特徴とする物体位置探知器。
【請求項８】
前記物体位置探知器の構造はさらにパワーサプライレギュレーターを含み、該パワーサプライレギュレーターは該センサーオシレーター及び該タイムベースオシレーターに接続し、該センサーオシレーター及び該タイムベースオシレーターの安定を保持することを特徴とする請求項７記載の物体位置探知器。
【請求項９】
主にセンサーオシレーター、タイムベース(time base)オシレーター、カウンター、コラム(column)トランスミッションゲイト(transmission gate)、ロウ(row)トランスミッションゲイトを含み、
該タイムベース(time base)オシレーターは該マイクロプロセッサーのシステムクロック(clock)を提供し、
該カウンターは該センサーオシレーターの周波数をカウントし、その出力はマイクロプロセッサーと通じ、
該コラム(column)トランスミッションゲイト(transmission gate)は該センサーオシレーターの入力に接続し、
該ロウ(row)トランスミッションゲイトは該センサーオシレーターの出力に接続し、
該コラムトランスミッションゲイト及び該ロウトランスミッションゲイトはキーマトリックス(key matrix)を形成し、該キーマトリックスの各キーは一対のセンサープレートにより形成され、該センサープレートにより該トランスミッションゲイトの出力を経由し該センサーオシレーターの入力に接続し、別種のセンサープレートは該トランスミッションゲイトの出力を経由し、該センサーオシレーターの出力に接続し、該トランスミッションゲイトのコントロールゲイト(control gate)は該マイクロプロセッサーにより走査され、該マイクロプロセッサーは該カウンターの周波数を計算、処理し、一個或いは数個の物体が既にセンサーアレー(array)のある一対のセンサープレートに接近していることを判定し、一個或いは数個の物体が該センサーアレーの位置にあることを判定し、
さらに該センサーオシレーターは三個のインバーターを含み、第一インバーター、第二インバーター及び第三インバーターは直列し、第一コンデンサーは該第一インバーターの入力とアースの間に接続し、一対のセンサープレートは該第一インバーターの入力と該第三インバーターの出力の間に接続し、フィードバックレジスターは該第一インバーターの入力と該第三インバーターの出力の間に接続し、該フィードバックレジスターは該オシレーターの入力端において該第一コンデンサー及び該センサープレートに対して充電及び放電を行い、該第一インバーターはシュミットトリガー(Schmitt trigger)入力のインバーターを具え、該センサープレートの連接は該物体接近探知器の感度を高めることを特徴とする物体位置探知器。
【請求項１０】
前記物体位置探知器の構造はパワーサプライレギュレーターを含み、該パワーサプライレギュレーターは該センサーオシレーター及び該タイムベースオシレーターに接続し、該センサーオシレーター及び該タイムベースオシレーターの安定を保持することを特徴とする請求項９記載の物体位置探知器。
【請求項１１】
主にセンサーオシレーター、タイムベース(time base)オシレーター、カウンター、コラム(column)トランスミッションゲイト(transmission gate)、ロウ(row)トランスミッションゲイトを含み、
該タイムベース(time base)オシレーターは該マイクロプロセッサーのシステムクロック(clock)を提供し、
該カウンターは該センサーオシレーターの周波数をカウントし、その出力はマイクロプロセッサーと通じ、
該コラム(column)トランスミッションゲイト(transmission gate)は該センサーオシレーターの入力に接続し、
該ロウ(row)トランスミッションゲイトは該センサーオシレーターの出力に接続し、
該コラムトランスミッションゲイト及び該ロウトランスミッションゲイトはキーマトリックス(key matrix)を形成し、該キーマトリックスの各キーは一対のセンサープレートにより形成され、該センサープレートにより該トランスミッションゲイトの出力を経由し該センサーオシレーターの入力に接続し、別種のセンサープレートは該トランスミッションゲイトの出力を経由し、該センサーオシレーターの出力に接続し、該トランスミッションゲイトのコントロールゲイト(control gate)は該マイクロプロセッサーにより走査され、該マイクロプロセッサーは該カウンターの周波数を計算、処理し、一個或いは数個の物体が既にセンサーアレー(array)のある一対のセンサープレートに接近していることを判定し、一個或いは数個の物体が該センサーアレーの位置にあることを判定し、
さらに該センサーオシレーターは三個のインバーターを含み、第一インバーター、第二インバーター及び第三インバーターは直列し、第一コンデンサーは該第一インバーターの入力とアースの間に接続し、一対のセンサープレートは該第一インバーターの入力と該第三インバーターの出力の間に接続し、補償コンデンサーは該第一インバーターの入力と該第二インバーターの出力の間に接続し、フィードバックレジスターは該第一インバーターの入力と該第三インバーターの出力の間に接続し、該フィードバックレジスターは該オシレーターの入力端において該第一コンデンサー、該補償コンデンサー及び該センサープレートの充電及び放電に用いられ、該第一インバーターはシュミットトリガー(Schmitt trigger)入力を具えたインバーターで、該補償コンデンサーはオシレーター周波数のプロセスパラメーターに従う変化の影響を低下させるために用いられ、該センサープレートの連接は該物体接近探知器の感度を高めることを特徴とする物体位置探知器。
【請求項１２】
前記物体位置探知器の構造はさらにパワーサプライレギュレーターを含み、該パワーサプライレギュレーターは該センサーオシレーター及び該タイムベースオシレーターに接続し該センサーオシレーター及び該タイムベースオシレーターの安定を保持することを特徴とする請求項１１記載の物体接近探知器及び位置探知器。
【請求項１】
主にセンサーオシレーターに接続する一対のセンサープレート(sensor plate)、センサーオシレーター、カウンター、タイムベース(time base)オシレーター、マイクロプロセッサーを含み、
前記センサープレート(sensor plate)は静電容量の変化により物体の接近を探知し、静電容量の変化は前記センサーオシレーターの周波数を変化させ、前記センサーオシレーターの出力はカウンターの入力に接続し、
前記カウンターは前記センサーオシレーターの周波数をカウントし、その出力は前記マイクロプロセッサーと通じ、
前記タイムベース(time base)オシレーターは前記マイクロプロセッサーのシステムクロック(clock)を提供し、
前記マイクロプロセッサーは前記カウンターの周波数を計算、処理し、物体が既に該探知器に接近していることを判定し、
前記センサーオシレーターは少なくとも三個のインバーターを含み、第一インバーター、第二インバーター及び第三インバーターは直列し、
第一コンデンサーは前記第一インバーターの入力とアースの間に接続し、
前記一対のセンサープレートも前記第一インバーターの入力とアースの間に接続し、補償コンデンサーは前記第一インバーターの入力と前記第二インバーターの出力の間に接続し、フィードバックレジスターは該第一インバーターの入力と該第三インバーターの出力の間に接続し、フィードバックレジスターは前記オシレーターの入力端において前記第一コンデンサー、前記補償コンデンサー及び前記センサープレートの充電及び放電に用いられ、前記第一インバーターはシュミットトリガー(Schmitt trigger)入力のインバーターを具え、前記補償コンデンサーはオシレーター周波数のプロセスパラメーターに従う変化の影響を低下させるために用いられることを特徴とする物体接近探知器。
【請求項２】
前記センサーオシレーター及び前記タイムベースオシレーターに接続し前記センサーオシレーター及び前記タイムベースオシレーターの安定を保持するためにパワーサプライレギュレーターを設けたことを特徴とする請求項１記載の物体接近探知器。
【請求項３】
主にセンサーオシレーターに接続する一対のセンサープレート(sensor plate)、センサーオシレーター、カウンター、タイムベース(time base)オシレーター、マイクロプロセッサーを含み、
前記センサープレート(sensor plate)は静電容量の変化により物体の接近を探知し、静電容量の変化は該センサーオシレーターの周波数を変化させ、
前記センサーオシレーターの出力はカウンターの入力に接続し、
前記カウンターは該センサーオシレーターの周波数をカウントし、その出力は該マイクロプロセッサーと通じ、
前記タイムベース(time base)オシレーターはマイクロプロセッサーのシステムクロック(clock)を提供し、
該マイクロプロセッサーは該カウンターの周波数を計算、処理し、物体が既に該探知器に接近していることを判定し、
さらに該センサーオシレーターは三個のインバーターを含み、第一インバーター、第二インバーター及び第三インバーターは直列し、第一コンデンサーは該第一インバーターの入力とアースの間に接続し、該一対のセンサープレートは該第一インバーターの入力と該第三インバーターの出力の間に接続し、フィードバックレジスターは該第一インバーターの入力と該第三インバーターの出力の間に接続し、該フィードバックレジスターは該オシレーターの入力端において該第一コンデンサー及び該センサープレートに対して充電及び放電を行い、該第一インバーターはシュミットトリガー(Schmitt trigger)入力のインバーターを具え、該センサープレートの連接は該物体接近探知器の感度を高めることを特徴とする物体接近探知器。
【請求項４】
前記物体接近探知器の構造はパワーサプライレギュレーターを含み、該パワーサプライレギュレーターは該センサーオシレーター及び該タイムベースオシレーターに接続し、該センサーオシレーター及び該タイムベースオシレーターの安定を保持することを特徴とする請求項３記載の物体接近探知器。
【請求項５】
主にセンサーオシレーターに接続する一対のセンサープレート(sensor plate)、センサーオシレーター、カウンター、タイムベース(time base)オシレーター、マイクロプロセッサーを含み、
前記一対のセンサープレート(sensor plate)は静電容量の変化により物体の接近を探知し、静電容量の変化はセンサーオシレーターの周波数を変化させ、該センサーオシレーターの出力はカウンターの入力に接続し、該カウンターは該センサーオシレーターの周波数をカウントし、その出力はマイクロプロセッサーと通じ、該タイムベース(time base)オシレーターは該マイクロプロセッサーのシステムクロック(clock)を提供し、該マイクロプロセッサーは該カウンターの周波数を計算、処理し、物体が既に該探知器に接近していることを判定し、
さらに、前記センサーオシレーターは三個のインバーターを含み、第一インバーター、第二インバーター及び第三インバーターは直列し、第一コンデンサーは該第一インバーターの入力とアースの間に接続し、該一対のセンサープレートは該第一インバーターの入力と該第三インバーターの出力の間に接続し、補償コンデンサーは該第一インバーターの入力と該第二インバーターの出力の間に接続し、フィードバックレジスターは該第一インバーターの入力と該第三インバーターの出力の間に接続し、該フィードバックレジスターは該オシレーターの入力端において該第一コンデンサー、該補償コンデンサー及び該センサープレートの充電及び放電に用いられ、該第一インバーターはシュミットトリガー(Schmitt trigger)入力を具えたインバーターで、該補償コンデンサーはオシレーター周波数のプロセスパラメーターに従う変化の影響を低下させるために用いられ、該センサープレートの連接は該物体接近探知器の感度を高めることを特徴とする物体接近探知器。
【請求項６】
前記物体接近探知器の構造はパワーサプライレギュレーターを含み、該パワーサプライレギュレーターは該センサーオシレーター及び該タイムベースオシレーターに接続し、該センサーオシレーター及び該タイムベースオシレーターの安定を保持することを特徴とする請求項５記載の物体接近探知器。
【請求項７】
主にセンサーオシレーター、タイムベース(time base)オシレーター、カウンター、コラム(column)トランスミッションゲイト(transmission gate)、ロウ(row)トランスミッションゲイトを含み、
前記タイムベース(time base)オシレーターは該マイクロプロセッサーのシステムクロック(clock)を提供し、
前記カウンターは該センサーオシレーターの周波数をカウントし、その出力は該マイクロプロセッサーと通じ、
前記コラム(column)トランスミッションゲイト(transmission gate)は該センサーオシレーターの入力に接続し、
前記ロウ(row)トランスミッションゲイトは該センサーオシレーターの出力に接続し、
該コラムトランスミッションゲイト及び該ロウトランスミッションゲイトはキーマトリックス(key matrix)を形成し、該キーマトリックスの各キーは一対のセンサープレートにより形成され、該センサープレートにより該トランスミッションゲイトの出力を経由し、該センサーオシレーターの入力に接続し、
該別種のセンサープレートは該トランスミッションゲイトの出力を経由し、該センサーオシレーターの出力に接続し、トランスミッションゲイトのコントロールゲイト(control gate)はマイクロプロセッサーにより走査され、該マイクロプロセッサーは該カウンターの周波数を計算、処理し、一個或いは数個の物体が既にセンサーアレー(array)のある一対のセンサープレートに接近していることを判定し、一個或いは数個の物体が該センサーアレーの位置にあることを判定し、
さらに該センサーオシレーターは三個のインバーターを含み、第一インバーター、第二インバーター及び第三インバーターは直列し、第一コンデンサーは該第一インバーターの入力とアースの間に接続し、一対のセンサープレートも該第一インバーターの入力とアースの間に接続し、該補償コンデンサーは該第一インバーターの入力と該第二インバーターの出力の間に接続し、フィードバックレジスターは該第一インバーターの入力と該第三インバーターの出力の間に接続し、該フィードバックレジスターは該オシレーターの入力端において該第一コンデンサー、該補償コンデンサー及び該センサープレートの充電及び放電に用いられ、該第一インバーターはシュミットトリガー(Schmitt trigger)入力のインバーターを具え、該補償コンデンサーはオシレーター周波数のプロセスパラメーターに従う変化の影響を低下させるために用いられることを特徴とする物体位置探知器。
【請求項８】
前記物体位置探知器の構造はさらにパワーサプライレギュレーターを含み、該パワーサプライレギュレーターは該センサーオシレーター及び該タイムベースオシレーターに接続し、該センサーオシレーター及び該タイムベースオシレーターの安定を保持することを特徴とする請求項７記載の物体位置探知器。
【請求項９】
主にセンサーオシレーター、タイムベース(time base)オシレーター、カウンター、コラム(column)トランスミッションゲイト(transmission gate)、ロウ(row)トランスミッションゲイトを含み、
該タイムベース(time base)オシレーターは該マイクロプロセッサーのシステムクロック(clock)を提供し、
該カウンターは該センサーオシレーターの周波数をカウントし、その出力はマイクロプロセッサーと通じ、
該コラム(column)トランスミッションゲイト(transmission gate)は該センサーオシレーターの入力に接続し、
該ロウ(row)トランスミッションゲイトは該センサーオシレーターの出力に接続し、
該コラムトランスミッションゲイト及び該ロウトランスミッションゲイトはキーマトリックス(key matrix)を形成し、該キーマトリックスの各キーは一対のセンサープレートにより形成され、該センサープレートにより該トランスミッションゲイトの出力を経由し該センサーオシレーターの入力に接続し、別種のセンサープレートは該トランスミッションゲイトの出力を経由し、該センサーオシレーターの出力に接続し、該トランスミッションゲイトのコントロールゲイト(control gate)は該マイクロプロセッサーにより走査され、該マイクロプロセッサーは該カウンターの周波数を計算、処理し、一個或いは数個の物体が既にセンサーアレー(array)のある一対のセンサープレートに接近していることを判定し、一個或いは数個の物体が該センサーアレーの位置にあることを判定し、
さらに該センサーオシレーターは三個のインバーターを含み、第一インバーター、第二インバーター及び第三インバーターは直列し、第一コンデンサーは該第一インバーターの入力とアースの間に接続し、一対のセンサープレートは該第一インバーターの入力と該第三インバーターの出力の間に接続し、フィードバックレジスターは該第一インバーターの入力と該第三インバーターの出力の間に接続し、該フィードバックレジスターは該オシレーターの入力端において該第一コンデンサー及び該センサープレートに対して充電及び放電を行い、該第一インバーターはシュミットトリガー(Schmitt trigger)入力のインバーターを具え、該センサープレートの連接は該物体接近探知器の感度を高めることを特徴とする物体位置探知器。
【請求項１０】
前記物体位置探知器の構造はパワーサプライレギュレーターを含み、該パワーサプライレギュレーターは該センサーオシレーター及び該タイムベースオシレーターに接続し、該センサーオシレーター及び該タイムベースオシレーターの安定を保持することを特徴とする請求項９記載の物体位置探知器。
【請求項１１】
主にセンサーオシレーター、タイムベース(time base)オシレーター、カウンター、コラム(column)トランスミッションゲイト(transmission gate)、ロウ(row)トランスミッションゲイトを含み、
該タイムベース(time base)オシレーターは該マイクロプロセッサーのシステムクロック(clock)を提供し、
該カウンターは該センサーオシレーターの周波数をカウントし、その出力はマイクロプロセッサーと通じ、
該コラム(column)トランスミッションゲイト(transmission gate)は該センサーオシレーターの入力に接続し、
該ロウ(row)トランスミッションゲイトは該センサーオシレーターの出力に接続し、
該コラムトランスミッションゲイト及び該ロウトランスミッションゲイトはキーマトリックス(key matrix)を形成し、該キーマトリックスの各キーは一対のセンサープレートにより形成され、該センサープレートにより該トランスミッションゲイトの出力を経由し該センサーオシレーターの入力に接続し、別種のセンサープレートは該トランスミッションゲイトの出力を経由し、該センサーオシレーターの出力に接続し、該トランスミッションゲイトのコントロールゲイト(control gate)は該マイクロプロセッサーにより走査され、該マイクロプロセッサーは該カウンターの周波数を計算、処理し、一個或いは数個の物体が既にセンサーアレー(array)のある一対のセンサープレートに接近していることを判定し、一個或いは数個の物体が該センサーアレーの位置にあることを判定し、
さらに該センサーオシレーターは三個のインバーターを含み、第一インバーター、第二インバーター及び第三インバーターは直列し、第一コンデンサーは該第一インバーターの入力とアースの間に接続し、一対のセンサープレートは該第一インバーターの入力と該第三インバーターの出力の間に接続し、補償コンデンサーは該第一インバーターの入力と該第二インバーターの出力の間に接続し、フィードバックレジスターは該第一インバーターの入力と該第三インバーターの出力の間に接続し、該フィードバックレジスターは該オシレーターの入力端において該第一コンデンサー、該補償コンデンサー及び該センサープレートの充電及び放電に用いられ、該第一インバーターはシュミットトリガー(Schmitt trigger)入力を具えたインバーターで、該補償コンデンサーはオシレーター周波数のプロセスパラメーターに従う変化の影響を低下させるために用いられ、該センサープレートの連接は該物体接近探知器の感度を高めることを特徴とする物体位置探知器。
【請求項１２】
前記物体位置探知器の構造はさらにパワーサプライレギュレーターを含み、該パワーサプライレギュレーターは該センサーオシレーター及び該タイムベースオシレーターに接続し該センサーオシレーター及び該タイムベースオシレーターの安定を保持することを特徴とする請求項１１記載の物体接近探知器及び位置探知器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００７−１６３２３５（Ｐ２００７−１６３２３５Ａ）
【公開日】平成１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３５８３５４（Ｐ２００５−３５８３５４）
【出願日】平成１７年１２月１２日（２００５．１２．１２）
【出願人】（５０３０５６５９５）祥采科技股▼ふん▲有限公司 (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月１２日（２００５．１２．１２）
【出願人】（５０３０５６５９５）祥采科技股▼ふん▲有限公司 (3)
【Ｆターム（参考）】
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