KR20080045037A - 정전 용량형 센서 칩 제조공정중 발생한 오차의 자동 보정을 구현하는 방법 및 회로 - Google Patents

정전 용량형 센서 칩 제조공정중 발생한 오차의 자동 보정을 구현하는 방법 및 회로 Download PDF

Info

Publication number
KR20080045037A
KR20080045037A KR1020060114158A KR20060114158A KR20080045037A KR 20080045037 A KR20080045037 A KR 20080045037A KR 1020060114158 A KR1020060114158 A KR 1020060114158A KR 20060114158 A KR20060114158 A KR 20060114158A KR 20080045037 A KR20080045037 A KR 20080045037A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
correction
capacitance
unit
output
offset
Prior art date
Application number
KR1020060114158A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100879449B1 (ko
Inventor
최용석
Original Assignee
주식회사 엠실리콘
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엠실리콘 filed Critical 주식회사 엠실리콘
Priority to KR1020060114158A priority Critical patent/KR100879449B1/ko
Publication of KR20080045037A publication Critical patent/KR20080045037A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100879449B1 publication Critical patent/KR100879449B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/26—Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/945—Proximity switches
    • H03K17/955—Proximity switches using a capacitive detector

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

본 발명은 정전 용량형 센서 칩을 외부 장치의 제어를 받지 않고, 자체적으로 자동으로 보정을 구현 하는 방법 및 회로에 관한 것이다. 이를 위하여, 본 발명은 정전 용량을 센싱하여 센싱된 정전 용량 값을 제 1 데이터로 변환하는 변환부와, 상기 데이터를 수신받아 상기 센서 칩 내에 저장된 보정을 위한 기준값과 비교하여 보정여부를 판단하고 보정을 수행하도록 상기 변환부에 명령하는 보정부와, 상기 제 1 데이터 또는 상기 명령에 따라 변환부가 상기 보정을 수행한 후 발생한 제 2 데이터를 출력하는 출력부를 포함하는 정전 용량형 센서 칩의 자동 보정을 구현하는 회로로 구성되어 있다. 따라서, 제조시 보정을 하기 위한 테스트 시간과 비용이 따로 필요치 않으므로, 비용이 절감되어 저비용으로 용량형 센서 모듈을 대량 생산할 수 있는 효과가 있다.
Figure P1020060114158
정전, 용량, 센서, 자동보정

Description

정전 용량형 센서 칩의 자동 보정을 구현하는 방법 및 회로 {Method and circuit for implementing auto-correction of chip for capacitance sensor}
도 1은 본 발명의 자동 보정을 위한 용량형 센서 칩의 전체 블록도.
도 2는 용량형 센서를 커패시터의 양으로 모형화시킨 도면.
도 3은 도 1의 자동 보정에서의 부분적인 파형도.
도 4는 용량형 센서의 자동 보정에 대한 순서도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예로서 용량형 센서를 어레이 구조로 배치할 때, 인접한 센서들과의 간섭을 보여주는 도면.
도 6은 종래에 이용되고 있는 용량형 센서를 테스트하고 보정하는 방법에 대한 도면.
***** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *****
10 : 용량형 센서부 11 : 상위 커패시턴스
12 : 하위 커패시턴스 20 : CV 변환부
21 : 상위 옵셋 보정부 22 : 하위 옵셋 보정부
23 : 아날로그 연산부 24 : 이득 보정부
25 : 하위 옵셋 스위치 26 : 상위 옵셋 스위치
27 : 이득 보정 스위치 38 : 출력 이득 보정 스위치
34 : 필터 보정 스위치 39 : 출력 옵셋 보정 스위치
30 : CV 출력부 31: 샘플링 홀드부
32 : 로우 패스 필터부 33 : 필터 보정부
35 : 출력부 36 : 출력 이득 보정부
37 : 출력 옵셋 보정부 50 : CV 보정부
51 : 타이머부 52 : 비교기부
53 : 조건 판단부 54 : 레지스터 저장부
55 : 디지털 연산부
본 발명은 정전 용량형 센서 칩에 관한 것으로, 더 상세하게는 정전 용량형 센서에 부착된 센서칩의 보정이 자동으로 수행되도록 구현하는 방법 및 회로도에 대한 것이다.
일반적으로 용량형 센서와 센서 칩은 제조공정의 오차와 회로 소자의 기생성분 등에 의해 감도, 옵셋 및 주파수 특성 등이 달라지므로, 보정기술이 꼭 필요하다. 따라서, 센서 칩의 디지털 보정을 하기 위해, 종래에는 다음과 같은 과정을 거치게 된다. 즉, EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)과 같은 비휘발성 메모리를 사용하여, 용량형 센서와 센서 칩을 패키징한 이후에 일일이 테스트를 거쳐서, 각각에 맞는 보정 값을 결정하고, 이 보정값을 EEPROM과 같은 비휘발성 메모리에 저장하게 된다. 이러한 종래의 보정 방법을 이용하여 용량형 센서 제품을 사용하고 있다. 이러한 종래의 방법을 위한 용량형 센서칩의 구성을 보여주는 도면이 도 6에 도시되어 있다.
이를 간단히 설명하면, 용량형 센서 모듈(500)에 용량형 센서(10), 용량형 센서칩(501), 비휘발성 메모리(502)가 구성되고, 이에 대한 보정을 위해 외부장치인 테스트부(510)와 보정 컨트롤부(520)가 마련된다. 물론, 이 테스트부(510)와 보정 컨트롤부(520)는 용량형 센서 모듈(500)과는 별도로 외부에 구성되며, 테스트부(510)가 용량형 센서 모듈(500)를 테스트하여 보정값을 결정하면, 보정 컨트롤부(520)가 이 보정값을 받아 비휘발성 메모리(502)에 보정값을 기록하면, 보정과정이 수행되게 된다.
이와 같은 종래 보정방법에 의할 경우, 별도의 외부 장비에 의하여, 테스트와 보정을 거치게 되므로, 테스트와 보정에 필요한 많은 시간과 비용을 요구한다. 또한, 테스트를 거쳐 찾아낸 보정 값들은 반영구적으로 저장되어 져야 하므로, EEPROM과 같은 비휘발성 메모리는 반드시 필요하게 된다. 이러한, EEPROM과 같은 비휘발성 메모리는 일반 실리콘 CMOS 공정에다가 추가로 반도체 공정이 진행되어야 하므로, 그만큼 반도체 공정이 진행될 때 추가 비용을 요구하는 단점이 있다.
또한, 이런한 종래 보정방법에 의하여 용량형 센서 모듈이 제품으로 출시되는 경우, 재보정할 필요성이 많이 발생한다. 왜냐하면, 용량형 센서는 사용 도중에 외부 환경, 예를 들면, 습도 및 온도, 외부 물리적 충격 등에 의해, 실제 보정된 값에서 오차를 발생 시킬 수 있는 요인이 많이 존재하기 때문이다. 이런 경우, 일반 사용자가 일일이 용량형 센서를 테스트하고 보정한다는 것은 매우 불편함을 야기한다. 왜냐하면, 보정을 위한 별도의 장비가 필요하고, 또한, EEPROM과 같은 비휘발성 메모리를 사용하게 되므로 보정된 값을 다시 저장하는 것도 번거롭기 때문이다.
상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안하는 것으로, 본 발명은 용량형 센서 칩에서 제조시 일일이 테스트를 거쳐 보정 값을 저장하기 위한 외부 장치와 EEPROM과 같은 비휘발성 메모리를 사용하지 않으면서도, 자체적으로 용량형 센서의 보정을 자동으로 수행하는 방법 및 회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 제조과정에서 발생하는 오차외에 용량형 센서의 외부적인 주위 환경에 의한 오차에 대한 보정까지 포함하여 재보정을 간편하게 수행할 수 있고 재보정의 값을 저장할 수 있도록 하는 방법 및 회로를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 용량형 센서의 커패시터의 변화를 전기적인 신호로 변환하는 CV 변환부, CV 변환부에서 발생한 전기적인 신호를 출력하는 CV 출력부, CV 변환부와 CV 출력부에서 보정이 필요한 부분을 자동으로 보정을 수행하기 위한 CV 보정부로 이루어져 있다. 일반적으로 CV 변환부는 커패시터의 변화를 전기적인 신호로 변환하는 아날로그 연산부와 옵셋 커패시턴스 보정 블럭 및 이득 커패시턴스 보정 블록으로 구성되어 진다. CV 변환부에서 변환된 신호를 출력하기 위해, CV 출력부는 전기적인 신호를 임시로 저장하는 샘플링 홀드부, 노이즈 성분을 제거하고 원하는 주파수 형태로 내보내기 위한 로우 패스 필터부, 이득과 옵셋을 조정하는 최종 출력부로 이루어져 있다. 용량형 센서의 보정을 수행하는 CV 보정부는 보정을 하는 동안 필요한 시간을 제어하고 클럭을 발생시키는 타이머부, 기준치와 순차적으로 보정된 값을 비교하는 비교기부, 비교된 값을 판단하고 결정하는 조건 판단부, 조건 판단부의 신호를 받아서 보정치를 저장하는 레지스터 저장부, 그리고, 결정된 보정치를 사용하여 디지털 연산을 수행하는 연산부로 구성되어 있다. 사용자가 리셋 신호를 인가함으로써, 주변 환경이나 사용자의 조건에 의해 변화된 오차를 자동으로 보정이 이루어진다.
따라서, 본 발명에 의하면, 제조시 보정을 하기 위한 테스트 시간과 비용이 따로 필요치 않으므로, 비용이 절감되어 저비용으로 용량형 센서 모듈을 대량 생산할 수 있는 효과가 있다. 또한, 용량형 센서 모듈의 제조이후, 사용도중 외부 환경에 의해 오동작이 발생 되었을 때, 간단한 조작으로 재보정을 용이하게 할 수 있어 제품 품질의 안정화를 가져오며 사용이 용이한 또 다른 효과가 있다.
이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명에 대하여 자세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 자동 보정을 위한 용량형 센서칩의 블록도를 나타낸 것으 로서, 용량형 센서의 커패시터의 변화를 전기적인 신호로 변환하는 CV 변환부(20), CV 변환부에서 발생한 전기적인 신호를 출력하는 CV 출력부(30), 자동 보정을 수행하기 위한 CV 보정부(50)로 구성된다.
용량형 센서 칩은 외부에 대한 용량형 센서(10)의 커패시턴스의 변화를 입력으로 받아들여서, 커패시턴스의 변화량을 전기적인 신호로 변환하도록 하는 역할을 한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 용량형 센서(10)는 상위 커패시턴스(11)와 하위 커패시턴스(12)로 구성될 수 있다. 이는 이해의 편의를 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지는 않으며, 다중 어레이 구조로 용량형 센서를 구성하는 것도 가능하다.
용량형 센서(10)의 구성을 보다 상세히 표현한 도면이 도 2에 도시된다. 도 2에서 용량형 센서의 커패시턴스 양은 용량형 센서가 제조될 때, 만들어지는 초기 커패시턴스 양과 실제 센서가 동작하여 센싱에 의해 변화되는 커패시턴스 양(200)으로 표시된다. 도 2에서 상위 커패시턴스(201)과 하위 커패시턴스(202)는 각각 초기 커패시턴스와 센싱에 의해 변화한 커패시턴스 양의 합(221)으로 표시되며, 이를 수식으로 표시하면, 다음과 같다
Cs = Co + CD (221)
여기서, Co 는 초기 커패시턴스 양를, CD 은 센싱에 의해 변화한 커패시턴스 양을 각기 나타낸다.
용량형 센서는 의도된 초기 커패시턴스 양과 실제 센서가 동작하여 센싱에 의해 변화되는 커패시턴스 양 외에도 제조과정이나 외부 환경에 의해, 기생으로 생성되는 커패시턴스(210)가 반드시 존재하게 된다. 즉, 이 기생 커패시턴스는 상위 기생 커패시턴스(211)와 하위 기생 커패시턴스(212)로 이루어지며, 이 기생 커패시턴스까지 모두 포함하여 용량형 커패시턴스를 도시화할 수 있다.
도 2에서 용량형 커패시턴스는 상위와 하위 커패시턴스가 연결된 것으로 도시될 수 있으며, 상위와 하위의 커패시턴스는 각각 용량형 커패시턴스의 제조상에서 만들어지는 초기 커패시턴스와 센싱에 의해 변화되는 커패시턴스, 그리고 조립과정과 주위 환경에 의해 발생하는 기생 커패시턴스의 합(222)으로 표시할 수 있다. 이를 수식으로 표현하면 다음식과 같다.
COUT = CS + COFF + CP (222)
여기서, CS 는 상위 커패시턴스 양, CP 는 상위 기생 커패시턴스 양이되며, COFF 는 상위 커패시턴스 양과 하위 커패시턴스 양의 절대값 차이가 된다. 즉, 이를 표시하면 다음식과 같다.
COFF = ｜CS1 - CS2｜ (223)
여기서, CS1는 상위 커패시턴스 양을, CS2는 하위 커패시턴스 양을 각기 나타 낸다.
이렇게 상위에 존재하는 모든 커패시턴스 양과 하위에 존재하는 모든 커패시턴스 양의 차이를 전기적인 신호로 변환하여 처리하는 것이 용량형 센서 칩이다.
다시 도 1를 설명하면, CV 변환부(20)은 커패시턴스 양의 변화를 전기적인 신호인 전압으로 변환시키고, 이 변환된 신호는 CV 출력부(30)의 샘플링 홀드부(31)로 전달되어 임의로 저장된다. 이 변환된 신호는 노이즈 성분을 제거하고 원하는 주파수 형태로 내보내기 위해 로우 패스 필터부(32)를 거쳐서 필터링되며, 이후 출력부(35)를 통해 필터링된 데이타가 출력된다. 이때, 자체적으로 자동 보정을 하기 위해 필요한 시간을 확보하고, 보정을 제어하기 위해 CV 보정부(50)의 타이머부(51)에서 보정 클럭을 발생시킨다.
CV 변환부(20)는 커패시턴스 양을 전기적인 신호로 바꾸는 동작을 수행하게 되므로, 이 기능을 이용하여 추가적인 회로 구현 없이 용량형 센서(10)의 하위 커패시턴스(12)의 제조 초기치 커패시터 양을 측정한다.
용량형 센서(10)의 하위 커패시턴스(12)의 물리적인 초기치값은 비교기부(52)와 조건 판단부(53)에 의해 그에 상응하는 디지털 값으로 변환되어 레지스터 저장부(54)에 저장된다. 용량형 센서(10)가 하위 커패시턴스(12)의 양을 측정하여, 레지스터 저장부(54)에 저장한다. 물론, 용량형 센서(10)의 상위 커패시턴스(11)의 양을 측정하여 레지스터 저장부(54)에 저장할 수도 있다.
이러한 디지털 값으로 변환이 이루어기지 전에, 상위 커패시턴스(11)나 하위 커패시턴스(12)의 물리적인 초기 커패시턴스 양은 아날로그 연산부(23)에 전달되어 전압으로 변환되고, 이 변환된 아날로그 신호는 회로내에 구성된 아날로그 디지털 변환기(ADC:Analog-Digital Converter)(미도시)를 이용하여, 디지털 값으로 변환되며, 이 디지털값이 CV 보정부(50)의 레지스터 저장부(54)에 저장될 수도 있다.
따라서, 디지털로 변환된 용량형 센서(10)의 상위 커패시턴스(11)나 하위 커패시턴스(12)의 양은 이득 보정부(24)의 보정을 위해 디지털 연산부(55)에서 디지털 연산을 수행하는데 이용되게 된다.
이러한 보정과정을 보면, 도 1에서 레지스터 저장부(54)에 저장되어 있는 기준치와 CV 변환부(20)의 출력값이 같아지도록 순차적 또는 단계별로 상위 옵셋 스위치(26) 및 하위 옵셋 스위치(25)가 스위칭되므로, 상위 옵셋 보정부(21)와 하위 옵셋 보정부(22) 커패시턴스 양을 보정하게 된다.
즉, 상위 옵셋 스위치(26)와 하위 옵셋 스위치(25)를 변화시켰을 때, 각각의 출력값들을 비교기부(52)에서 레지스터 저장부(54)에 저장되어 있는 기준치와 비교하며, 조건 판단부(53)에서는 비교기부(52)에서 비교된 값들을 판단하여 상위 옵셋 스위치(26)와 하위 옵셋 스위치(25)를 선택하는 제어 신호를 발생 시킨다. 상위 옵셋 스위치(26)과 하위 옵셋 스위치(25)의 변화에 따라 각각 상위 옵셋 보정부(21)와 하위 옵셋 보정부(22)의 커패시턴스 양이 보정을 통해 옵셋 커패시턴스 양이 되도록 맞추어져 간다.
도 1에서, 조건 판단부(53)는 여러 단계의 보정을 모두 판단하고 처리한다. 즉, 여러 단계의 보정에 따라, 각각의 상황에 맞게 판단을 하게 되며, 그 판단에 따라 각각의 제어 신호를 발생시키고, 보정 스위치들을 제어하는 역할을 수행하게 된다.
조건 판단부(53)는 비교기부(52)에서 비교된 값을 판단하여 보정이 되었다고 판단하면, 레지스터 저장부(54)에 옵셋 보정값을 저장하고, 타이머부(51)로 커패시턴스의 옵셋 보정을 완료하였다는 정보를 전달하는 역할을 수행하게 된다.
타이머부(51)는 옵셋 커패시턴스의 보정에 관련된 클럭을 발생시키고, 보정에 관련된 블럭들을 동기화 시키고, 다음 보정 단계의 클럭을 발생시킨다. 옵셋 커패시턴스가 결정되어 레지스터 저장부(54)에 저장된 값은 상위 옵셋 스위치(26)와 하위 옵셋 스위치(25)를 결정하는 값이 된다.
레지스터 저장부(54)는 보정에 관련한 보정 데이타를 저장하고, 저장된 데이터를 보정이 필요한 곳으로 보내는 역할을 한다.
도 3은 도 1의 자동 보정에따른 부분적인 파형도를 도시한 것이다. 즉, 클럭(301)에 동기화되어 도 1의 상위 옵셋 스위치(26)와 하위 옵셋 스위치(25)에 따라 각기 다른 전기적인 전압 레벨을 보여주는 출력 파형도(302)이다. 이 출력 파형도(302)의 전압 레벨을 기준치와 비교하고, 비교된 결과를 판독하여, 보정에 필요한 제어 신호를 순차적으로 만들어 감으로써 자동 보정과정이 구현된다.
보정과정은 상술된 옵셋 커패시턴스 보정이외에도 여러 구성부분에서 진행하게 되는 데, 이를 설명하면 다음과 같다.
첫 번째로, 도 1의 CV변환부(20)에서 이득 보정부(24)의 보정은 먼저 측정된 상위 커패시턴스(11)나 하위 커패시턴스(12)의 양을 이용하여 디지털 연산부(55)의 디지털 연산으로 이득 보정부의 보정 값을 결정할 수 있다. 이와 달리, 위 커패시 턴스 옵셋을 보정한 것과 같이, 이득 보정 스위치(27)을 순차적으로 제어하여, 각각의 결과를 비교기부(52)에서 비교하고, 그 비교된 값을 조건 판단부(53)에서 판단하여 이득 보정부(24)의 보정값이 결정될 수도 있다.
두 번째로, CV 출력부(30)에서 출력 옵셋 보정부(37)의 보정은 위 옵셋 커패시턴스 보정과 유사한 방식으로 이루어진다. 즉, 출력 옵셋 보정 스위치(39)를 변화시키면서(즉, 스위칭하여), 그 변환된 순간의 결과를 비교기부(52)를 통해 비교하고, 비교된 값을 조건 판단부(53)에서 판단하여 출력 옵셋 보정을 수행한다.
세 번째로, 출력 이득 보정부(36)의 보정은 레지스터 저장부(54)에 저장되어 있는 다른 보정 값들을 이용하여 디지털 연산부(55)에서 연산을 수행하여 결정될 수 있다. 이와 달리, 출력 옵셋 보정(37)의 보정방식과 동일하게, 출력 이득 보정 스위치(38)를 변화시키면, 출력부(35)의 출력값이 비교기부(52)로 전달되므로, 비교기부(52)는 레지스터 저장부(54)에 저장되어 있는 기준치와 출력값을 비교하게 된다. 이 비교결과에 따라 조건 판단부(53)에서 판단하여 보정여부를 결정할 수도 있다. 물론, 위 출력 옵셋 보정부(37)의 보정과 출력 이득 보정부(36)의 보정은 상술된 방식에 한정되는 것은 아니며, 자동 보정방식이 아닌 일반적인 디지털 입력 값으로 지정할 수도 있다.
마지막으로, 필터 보정부(33)의 보정은 레지스터 저장부(54)의 저장되어 있는 값을 이용하여 디지털 연산부(55)를 통해 연산을 수행하여 결정될 수 있으며, 또는 디지털 입력 값으로 지정할 수도 있다.
도 4는 도 1 내지 도 3에 따른 자동 보정이 실행되는 과정을 순서로 보여주 는 순서도이다. 먼저 도 1의 타이머부(51)는 인가되는 리셋 신호가 로우에서 하이로 전압 레벨이 전이되어 있는 지를 판단하게 된다(S10). 즉, 리셋 신호가 승강하는 엣지(rising edge)인지를 판단하게 된다.
판단결과, 리셋 신호가 전이되었다면, 자동 보정 과정이 시작된다(S20). 타이머부(51)는 임의의 보정단계인 보정 "m" 단계에 맞는 보정 시간을 확보하고, "m"단계에 필요한 보정 신호를 발생시킨다(S30).
"m"단계에 해당되는 보정 블럭을 보정하기 위해, 먼저 "m" 단계 보정 블럭의 보정 스위치를 기본 스위칭값인 "n"으로 셋팅한다(S40).
보정 스위치가 "n"으로 셋팅된 것에 대한 출력값을 읽어 들이게 된다(S50). 여기서, 출력값을 'A'라고 가정하자. 도 1의 비교기부(52)는 이미 결정되어 있는 기준치(여기서, 'R'이라 가정한다)와 프로그램어블 가능한 임의의 상수 값(여기서, 'b'라고 가정한다)의 곱과 이 출력값 'A'를 비교하게 된다(S60). 즉, 다음 수식과 같이 출력값(A)과 보정값(b * R)의 차이가 "0"이 되는 지를 비교하게 된다.
A - (b * R) = 0
여기서 임의의 상수 값 'b'는 프로그램어블 기능으로 쉽게 수정 가능하도록 하여, 보정에 대한 기준치를 효율적으로 제어하기 위함이다. 이 상수값은 디지털 연산부(55)에서 디지털 연산에 의해 결정될 수 있다.
비교기부(52)를 통해 비교된 값은 조건 판단부(53)에 의해 판단되어 지는데, 보정이 되었다는 판단이 되면, 조건 판단부(53)는 레지스터 저장부(54)에 보정값을 저장하게 된다(S70). 즉 출력 값(A)과 보정 값(b*R)의 차가 0이 되면 이는 보정이 필요 없음을 의미하므로, 보정 값을 저장하게 된다.
따라서, 현재 상태인 "n"의 보정 스위치에 대한 값이 저장되는 것이다. 보정 값이 저장되면, "m" 단계에 대한 보정이 완료되었음을 타이머부(51)로 피드백 시킨다(S80). 보정이 완료되었다는 신호를 받은 타이머부(51)는 "m" 보정 신호를 중지시키고, 다음 보정 단계인 "m+1" 보정을 시작한다(S81). 이렇게 반복하여 단계별로 보정이 모두 완료되면, 자동 보정은 완료된다(S90).
조건 판단 단계 S60에서, 보정이 조건에 맞게 이루어 지지 않았다면, 다시 특정 조건이 맞는지 여부를 다시 판단한다(S61). 즉, "m" 보정 블럭의 보정 스위치를 선택하는 방향을 결정하기 위한 것으로, 특정 조건이 맞으면, 보정 스위치는 'n-1'로 스위칭 되어, 다시 출력값이 판독되어 비교기부(52)에서 비교되어 진다(S62). 그 특정 조건도 맞지 않는다면, 보정 스위치는 'n+1'로 스위칭 되어 출력값이 판독되어 비교기부(52)로 보내진다(S63). 조건 판단(S60)에서 보정이 조건에 맞지 않을 경우, 이와 같이 "m" 단계의 보정 조건이 맞추어질 때까지 자동 보정 과정은 반복된다.
도 5는 도 1의 용량형 센서부(10)를 어레이 구조로 배치할 때, 인접한 센서들과의 간섭을 보여주는 도면이다. 즉 본 발명은 상위 커패시턴스(11)와 하위 커패시턴스(12)를 쌍으로 가지는 하나의 용량형 센서부(10) 뿐만 아니라, 이러한 용량형 센서부(10)를 교차하여 어레이 구조(400)로 배열한 구성도 적용 가능하다. 이 경우, 이 용량형 센서부(10)에 연결된 다중 용량형 센서 칩(410)은 도 1에 도시된 구성을 행 또는 열로 구성되는 블록이 될 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되는 것이 바람직할 것이다.
본 발명에 따르면, 제조시 보정을 하기 위한 테스트 시간과 비용이 따로 필요치 않으므로, 비용이 절감되어 저비용으로 용량형 센서 모듈을 대량 생산할 수 있는 효과가 있다.
또한, 반도체 공정상에서 EERROM과 같은 비휘발성 메모리를 사용하지 않고, 일반 플립플롭과 같은 저장수단으로 대치 가능함으로써, 용량형 센서 칩의 제작 비용을 줄이고, 용이하게 제작 가능한 다른 효과가 있다.
또한, 용량형 센서 모듈의 제조이후, 사용도중 외부 환경에 의해 오동작이 발생 되었을 때, 간단한 조작으로 재보정을 용이하게 할 수 있어 제품 품질의 안정화를 가져오며 사용이 용이한 또 다른 효과가 있다.
또한, 용량형 센서가 다중 어레이 구조로 구성되는 경우, 자동보정을 적용하게 된다면, 자동 보정 방식의 성능은 극대화하는 또 다른 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 용량형 센서를 센싱하기 위한 센서 칩 회로에 있어서,
    정전 용량을 센싱하여 센싱된 정전 용량 값을 제 1 데이터로 변환하는 변환부와,
    상기 데이터를 수신받아 상기 센서 칩 내에 저장된 보정을 위한 기준값과 비교하여 보정여부를 판단하고 보정을 수행하도록 상기 변환부에 명령하는 보정부와,
    상기 제 1 데이터 또는 상기 명령에 따라 변환부가 상기 보정을 수행한 후 발생한 제 2 데이터를 출력하는 출력부
    를 포함하는 정전 용량형 센서 칩의 자동 보정을 구현하는 회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 변환부에는 상기 센싱된 정전 용량 값을 보정하기 위한 옵셋 커패시턴스 보정 수단 또는 이득 커패시턴스 보정 수단이 구비되고,
    상기 출력부에는 상기 제 1 데이터 또는 상기 제 2 데이터를 보정하기 위한 출력 이득 보정 수단, 출력 옵셋 보정 수단 및 필터 보정 수단 중 어느 하나가 구비되는 정전 용량형 센서 칩의 자동 보정을 구현하는 회로.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 보정은 상기 옵셋 커패시턴스 보정수단, 상기 이득 커패시턴스 보정수 단, 상기 출력 이득 보정 수단, 상기 출력 옵셋 보정 수단 및 필터 보정 수단 중 어느 하나에 의해 수행되는 정전 용량형 센서 칩의 자동 보정을 구현하는 회로.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 옵셋 커패시턴스 보정 수단, 상기 이득 커패시턴스 보정 수단, 상기 출력 이득 보정, 상기 출력 옵셋 보정 수단 및 필터 보정 수단 중 어느 하나에 의해 보정이 먼저 이루어지면, 다른 위치의 보정 수단은 상기 먼저 이루어진 보정 수단의 보정 값을 이용하여, 보정이 수행되는 정전 용량형 센서 칩의 자동 보정을 구현하는 회로.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 보정부는,
    상기 보정 동안, 상기 보정에 필요한 시간을 제어하고 클럭을 발생시키는 타이머 수단과, 상기 데이터 및 기준값을 저장하는 저장수단을 더 구비하는 정전 용량형 센서 칩의 자동 보정을 구현하는 회로.
  6. 용량형 센서를 센싱하기 위한 센서 칩 회로에 있어서,
    정전 용량을 센싱하여 센싱된 정전 용량 값을 제 1 데이터로 변환하는 단계와,
    상기 데이터를 수신받아 상기 센서 칩 내에 저장된 보정을 위한 기준값과 비 교하여 보정여부를 판단하고 보정을 수행하는 단계와,
    상기 제 1 데이터 또는 상기 보정을 수행한 후 발생한 제 2 데이터를 출력하는 단계
    를 포함하는 정전 용량형 센서 칩의 자동 보정을 구현하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 보정은 옵셋 커패시턴스 보정, 이득 커패시턴스 보정, 출력 이득 보정, 출력 옵셋 보정 및 필터 보정 중 어느 하나 인 정전 용량형 센서 칩의 자동 보정을 구현하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 옵셋 커패시턴스 보정, 이득 커패시턴스 보정, 출력 이득 보정, 출력 옵셋 보정 및 필터 보정 중 어느 하나의 보정이 먼저 이루어지고, 다른 위치의 보정은 상기 먼저 이루어진 보정 값을 이용하여, 보정이 수행되는 정전 용량형 센서 칩의 자동 보정을 구현하는 방법.
KR1020060114158A 2006-11-17 2006-11-17 정전 용량형 센서 칩 제조공정중 발생한 오차의 자동 보정을 구현하는 방법 및 회로 KR100879449B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060114158A KR100879449B1 (ko) 2006-11-17 2006-11-17 정전 용량형 센서 칩 제조공정중 발생한 오차의 자동 보정을 구현하는 방법 및 회로

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060114158A KR100879449B1 (ko) 2006-11-17 2006-11-17 정전 용량형 센서 칩 제조공정중 발생한 오차의 자동 보정을 구현하는 방법 및 회로

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080045037A true KR20080045037A (ko) 2008-05-22
KR100879449B1 KR100879449B1 (ko) 2009-01-20

Family

ID=39662676

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060114158A KR100879449B1 (ko) 2006-11-17 2006-11-17 정전 용량형 센서 칩 제조공정중 발생한 오차의 자동 보정을 구현하는 방법 및 회로

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100879449B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101520723B1 (ko) * 2013-12-04 2015-05-15 크루셜텍 (주) 지문 검출 장치 및 이의 구동 방법
WO2015084062A1 (ko) * 2013-12-04 2015-06-11 크루셜텍 주식회사 지문 검출 장치 및 이의 구동 방법
WO2020126843A1 (de) * 2018-12-17 2020-06-25 Sennheiser Electronic Gmbh & Co. Kg Mikrofonkapsel, mikrofonanordnung mit mehreren mikrofonkapseln und verfahren zum kalibrieren eines mikrofonarrays

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100457379B1 (ko) * 2002-12-24 2004-11-16 삼성전기주식회사 출력 레벨 균일화 기능을 갖는 정전용량형 ｍｅｍｓ 센서
KR100591042B1 (ko) * 2003-12-05 2006-06-22 주식회사 이에스에스디 기준값 자동 설정 방법을 이용한 디지털 센서 감지 방법및 장치
JP4310695B2 (ja) 2004-03-30 2009-08-12 アイシン精機株式会社 静電容量変化検出装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101520723B1 (ko) * 2013-12-04 2015-05-15 크루셜텍 (주) 지문 검출 장치 및 이의 구동 방법
WO2015084062A1 (ko) * 2013-12-04 2015-06-11 크루셜텍 주식회사 지문 검출 장치 및 이의 구동 방법
US10083337B2 (en) 2013-12-04 2018-09-25 Crucialtec Co., Ltd. Fingerprint detection device and driving method thereof
WO2020126843A1 (de) * 2018-12-17 2020-06-25 Sennheiser Electronic Gmbh & Co. Kg Mikrofonkapsel, mikrofonanordnung mit mehreren mikrofonkapseln und verfahren zum kalibrieren eines mikrofonarrays
CN113228699A (zh) * 2018-12-17 2021-08-06 森海塞尔电子股份有限及两合公司 传声器炭精盒、具有多个传声器炭精盒的传声器装置以及用于校准传声器阵列的方法
US11838723B2 (en) 2018-12-17 2023-12-05 Sennheiser Electronic Gmbh & Co. Kg Microphone capsule, microphone arrangement with a plurality of microphone capsules and method for calibrating a microphone array

Also Published As

Publication number Publication date
KR100879449B1 (ko) 2009-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10288654B2 (en) Method for measuring a physical parameter and electronic circuit for implementing the same
US5995033A (en) Signal conditioning circuit including a combined ADC/DAC, sensor system, and method therefor
KR101718850B1 (ko) 혼합 신호 집적회로 디바이스내의 아날로그 회로들의 자기 자동 교정
US7863876B2 (en) Built-in self-calibration (BISC) technique for regulation circuits used in non-volatile memory
US5361218A (en) Self-calibrating sensor
KR102511229B1 (ko) 표시 패널 및 표시 패널의 구동 모듈
JP5071086B2 (ja) パッシブプローブ装置
JP5228392B2 (ja) 温度補償型発振回路、リアルタイムクロック装置および電子機器
JP2553178B2 (ja) 測定誤差補正方法とその装置
KR100709353B1 (ko) 회로소자의 공정 및 온도변화에 따른 산포를 자동으로보정할 수 있는 집적회로 및 방법
KR100879449B1 (ko) 정전 용량형 센서 칩 제조공정중 발생한 오차의 자동 보정을 구현하는 방법 및 회로
US8587328B2 (en) Automatic characterization of an actuator based on capacitance measurement
JPS62191774A (ja) インピ−ダンスの測定方法
JPH08298462A (ja) 半導体装置
JP4751343B2 (ja) Ａ／ｄ変換装置
TWI640778B (zh) 訊號誤差校正方法
JP5590174B2 (ja) 温度補償型発振回路、リアルタイムクロック装置および電子機器
US20150131197A1 (en) Systems and methods for calibrating a tunable component
CN115951756A (zh) 时钟信号校准装置及方法、电子设备、存储介质
KR101597116B1 (ko) 출력 방식의 변환이 가능한 캘리브레이션 압력센서 모듈
JP2006165737A (ja) アナログ信号処理装置
US7796075B2 (en) Method and apparatus for internally calibrating mixed-signal devices
KR101556926B1 (ko) 적외선 센서 모듈
JP2014027142A (ja) 組み込み自己テスト回路及び方法、半導体装置、並びに電子機器
US20060245130A1 (en) Delay circuit

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
J201 Request for trial against refusal decision
B601 Maintenance of original decision after re-examination before a trial
E801 Decision on dismissal of amendment
J301 Trial decision

Free format text: TRIAL NUMBER: 2008101004504; TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20080519

Effective date: 20081128

Free format text: TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20080519

Effective date: 20081128

S901 Examination by remand of revocation
E90F Notification of reason for final refusal
GRNO Decision to grant (after opposition)
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130130

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140212

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150202

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee