KR20110114523A - 아날로그 디지털 컨버터의 내부 커패시터와 기준 전압을 이용한 정전용량형 터치 센싱 - Google Patents

아날로그 디지털 컨버터의 내부 커패시터와 기준 전압을 이용한 정전용량형 터치 센싱 Download PDF

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Abstract

디지털 디바이스 내의 아날로그 디지털 컨버터(ADC)의 내부 샘플링 커패시터는 기준 전압까지 충전되고, 내부 샘플링 커패시터의 전압 전하 중 일부는 디지털 디바이스 내부의 저 저항 스위치를 통해 미지의 외부 커패시터로 전달된다. 전하 이송이 안정화된 후, 내부 샘플링 커패시터의 잔여 전압 전하가 측정된다. 기지의 기준 전압과 내부 샘플링 커패시터의 전압은, 외부 커패시터의 정전용량 값을 결정하기 위해 이용된다. 선택적으로, 외부 커패시터의 정전용량 값을 결정하기 위해, 외부 커패시터가 기준 전압까지 충전되고, 이 외부 커패시터는 예를 들면 전하가 없거나 기지의 전하를 갖는 내부 샘플링 커패시터와 연결되고, 내부 샘플링 커패시터의 결과적인 전압 전하가 측정되어 이용될 수 있다.

Description

아날로그 디지털 컨버터의 내부 커패시터와 기준 전압을 이용한 정전용량형 터치 센싱{CAPACITIVE TOUCH SENSING USING AN INTERNAL CAPACITOR OF AN ANALOG-TO-DIGITAL CONVERTER(ADC) AND A VOLTAGE REFERENCE}
본 발명은 정전용량형 터치 센싱에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 아날로그 디지털 컨버터(ADC)의 일부인 내부 샘플링 커패시터와 기준 전압을 이용한 정전용량형 터치 센싱에 관한 것이다.
정전용량 변화의 검출은, 레벨 검출, 근접 검출, 터치 키들 등과 같은 다양한 애플리케이션에 이용된다. 정전용량의 변화를 검출하는 다양한 방법이 존재하는데, 발진기(oscillator)를 이용하는 것이 하나의 예이다. 발진기는, 주파수를 발생시키기 위해서 센서 커패시터 및 센서 커패시터와 결합된 기타 주파수 결정 부품들(frequency determining components)을 포함하는 이완 발진기(relaxation oscillator)일 수 있다. 발진기 내에서 사용되는 기타 부품들(예를 들면 인덕터들, 저항들, 전류 소스들 등)은, 안정한 상태이다. 또한, 이완 발진기는 윈도우 비교기를 이용한다. 발진 주파수는, 센서 커패시터, 전류값 및 윈도우 비교기의 임계 전압들에 의해 결정된다. 센서 커패시터의 정전용량 값이 변하면, 이완 발진기의 주파수도 따라서 변한다.
정전용량의 변화를 검출하기 위해 이완 발진기를 이용하는 이러한 방법은 문제점들이 있다. 그 중 하나의 문제점은, 주파수 측정에 일종의 기준 시간 베이스(reference time base)가 필요하다는 것이다. 정전용량의 작은 변화를 검출하는 것은 흔히 있는 일인데, 이러한 검출을 위해서는 기준 시간 베이스가 매우 안정적이어야 하고, 또한, 주파수의 작은 변화를 구별하기 위해서는 기준 시간 베이스 측정 회로에 공진기 또는 크리스탈을 사용할 필요가 있다. 비싸지 않은 내부 저항-커패시터 발진기는, 이런 종류의 정전용량의 변화 검출 회로 내에서 충분한 안정성을 확보할 수 없다.
정전용량의 변화를 검출하기 위해 이완 발진기를 이용하는 경우의 또다른 하나의 문제점은, 이완 발진기 회로의 비이상적인 동작이다. 비교기의 윈도우 크기는 온도 및 동작 전압에 따라 변할 수 있다. 저항 또는 전류 소스/싱크에 의한 전류들의 설정값도 마찬가지로 변할 수 있다.
또한, 이완 발진기는 전기적 노이즈를 발생한다. 이런 전기적 노이즈는, 센서 커패시터 및 이 커패시터의 전압 진폭을 가능한 작게 함으로써 감소될 수 있다. 또한, 이완 발진기의 파형 신호는 삼각형이거나 삼각형 모양에 가깝기 때문에, 고조파(harmonics)(기본 주파수의 배수)가 많다. 기본 및 고조파들은, 전자기 간섭(EMI) 문제를 일으킬 수 있다.
이완 발진기에서의 또다른 문제점은, 외부 노이즈에 대한 민감도이다. 이완 발진기는 설계상 고 임피던스 회로들을 가지므로, 외부 신호들에 쉽게 동기될 수 있다.
발진기는 인덕터-커패시터(LC) 발진기일 수 있고, 이 경우, 발진기 주파수는 센서 커패시터의 정전용량에 어느 정도 의존한다. LC 발진기는, 발진기 주파수 파형이 실질적으로 사인 곡선이어서 이완 발진기에 비해 더 적고 더 낮은 수준의 고조파를 포함한다는 것을 제외하면, 이완 발진기와 비슷한 문제점들을 안고 있다. 하지만, 여전히 안정된 시간 베이스를 필요로 하고, 또한 인덕터 및 더 복잡한 발진기 회로가 필요하기 때문에, 부품 비용이 증가할 것이다.
정전용량의 변화를 검출하는 또다른 방법은, 전하 이송 기술을 이용하는 것이다. 센서 커패시터는, 소정의 전압으로 충전되고, 이후에, 전압 전하는, 더 큰 용량의 커패시터이거나 또는 적분기로서 연결된 연산 증폭기와 같은 더 복잡한 회로인 적분기로 이송된다. 특정 횟수의 전하 이송 후에, 센서 커패시터(미지의 정전용량)와 적분 커패시터(기지의 안정한 정전용량 값) 사이의 비율을 나타내는 적분기의 적분 커패시터의 전압이 산출된다. 또한, 특정 횟수의 전하 이송 이후에 커패시터의 전압을 산출하는 대신에, 전하 평형 기술들(charge balancing techniques)을 이용하여 계속 측정이 구현될 수도 있다.
정전용량의 변화를 검출하는 또다른 방법은, 전류 소스를 이용하여 센서 커패시터(미지의 정전용량)를 충전하고 특정 전압에 도달하는 시간을 측정하거나 특정 시간 구간 이후에 도달된 전압을 측정하는 것이다. "전압에서의 시간" 측정을 위한 "측정가능한" 시간들 또는 "시간에서의 전압" 측정을 위한 "설정가능한" 시간들에서 대기하는 동안에, 충전 전류는 매우 낮다. 전류 소스는 이완 발진기에서 언급된 것과 마찬가지로 부품 안정성 문제점들을 유발한다. 이러한 모든 전하 이송 기술들은 적분기로 외부 커패시터를 이용할 것을 요구한다. 상술한 바와 같은 발진기 회로들은 특화된 발진기 회로들 및 고 안정성 시간 베이스들이 필요하다.
따라서, 비용이 드는 추가적인 외부 부품들, 고 안정성 시간 베이스들, 및/또는 EMI 문제점들을 내재한 발진기들을 요구하지 않으면서 정전용량의 작은 변화들을 알아내는 방법이 필요하다.
이것은, 본 발명의 개시에 따른, 디지털 디바이스 내의 아날로그 디지털 컨버터(ADC)의 내부 샘플링 커패시터를 기준 전압까지 충전하고, 내부 샘플링 커패시터의 전압 전하 중 일부를 디지털 디바이스 내부의 저저항 스위치를 통해 미지의 외부 커패시터(예를 들면, 터치 센서 커패시터)로 이송함으로써, 달성된다. 전하 이송이 안정된 후, 내부 샘플링 커패시터의 잔여 전압 전하가 측정된다. 외부 커패시터(미지의 정전용량 값)를 내부 샘플링 커패시터의 초기 기준 전압 전하로부터 충전한 이후에 기지의 기준 전압과 내부 샘플링 커패시터의 잔여 전압의 차는, 외부 커패시터의 정전용량 값 또는 정전용량 값의 변화, 또한 궁극적으로 외부 커패시터의 정전용량의 약간의 변화(정전용량형 터치 센서의 활성화를 표시함)를 알아내는 데에 이용된다. 변형예로서, 외부 커패시터를 기준 전압까지 충전하고, 그 후 외부 커패시터를 내부 샘플링 커패시터(예를 들면, 전하가 없거나 기지의 전하를 가짐)에 연결함으로써, 그 결과로 생긴 내부 샘플링 커패시터의 전압 전하를 측정하여 외부 커패시터의 정전용량 값 또는 정전용량 값의 변화를 검출한다.
외부 커패시터를 샘플링하는 동안, 소스 임피던스는 낮고, 외부 노이즈 픽업(pickup)은 최소화될 수 있다. 이것은, 특화된 하드웨어를 요구하지 않으면서도, 노이즈 내성을 향상시킨다. 또한, 모든 스위칭펄스들이 집적 회로 디바이스의 입력-출력으로부터 지속기간이 짧고 또한 용이하게 필터링될 수 있으므로, 집적 회로 디바이스에서 발생한 노이즈는 낮다. 내부 또는 외부 커패시터를 충전하기 위해 이용된 기준 전압이 ADC 변환을 위한 기준 전압과 동일한 소스로부터 얻어질 수 있다면, 오류들은 소거된다. 온도 및 전압에 걸친 안정성이 탁월하다.
외부 커패시터와 내부 커패시터의 정전용량이 실질적으로 동일하다면, 내부 커패시터의 잔여 전압 전하는, 외부 커패시터에 연결되기에 앞서 내부 커패시터를 충전하기 위해(또는, 그 반대) 이용된 기준 전압의 절반이다. 따라서, 분해능을 최대화하기 위해서는, 내부 또는 외부 커패시터를 충전하기 위해 이용되는 전압이 가능한 높고, ADC를 위해 이용된 기준 전압은 가능한 낮은 것이 유리하다. 커패시터를 충전하기 위해 이용된 전압은, 예를 들면 Vcc 또는 Vdd의 전력 공급 전압일 수 있다. ADC 기준 전압은, Vcc 또는 Vdd, 내부 전압 분배기로부터 얻어진 Vcc 또는 Vdd(외부 전압 분배기 또는 펄스 폭 변조(PWM) 회로를 이용하여 생성되거나 밴드갭 기준과 같은 내부 절대 기준 전압을 이용하여 생성됨)의 일부일 수 있다. 또한, ADC의 분해능을 높이기 위해 오버-샘플링이 이용될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 집적 회로 디바이스로 외부 커패시터의 정전용량을 산출하기 위한 방법은: 집적 회로 디바이스 내의 기지의 정전용량을 갖는 내부 커패시터를 기준 전압으로 제1 전압까지 충전하는 단계; 상기 집적 회로 디바이스 내의 아날로그 디지털 컨버터(ADC)로 상기 제1 전압을 측정하는 단계; 상기 집적 회로 디바이스 내의 제1 스위치로 외부 커패시터를 방전시키는 단계; 상기 내부 커패시터의 상기 전하 중 일부가 상기 외부 커패시터로 이송되도록, 상기 집적 회로 디바이스 내의 제2 스위치로 상기 내부 커패시터를 상기 외부 커패시터에 연결하는 단계; 상기 집적 회로 디바이스 내의 상기 ADC로 상기 내부 커패시터의 제2 전압을 측정하는 단계; 및 상기 집적 회로 디바이스 내의 디지털프로세서로 상기 측정된 제1 전압, 상기 측정된 제2 전압, 및 상기 내부 커패시터의 상기 기지의 정전용량으로부터 상기 외부 커패시터의 정전용량을 산출하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 집적 회로 디바이스로 외부 커패시터의 정전용량을 산출하기 위한 방법은: 집적 회로 디바이스 내의 기지의 정전용량을 갖는 내부 커패시터를 기준 전압까지 충전하는 단계; 상기 집적 회로 디바이스 내의 제1 스위치로 외부 커패시터를 방전시키는 단계; 상기 내부 커패시터의 상기 전하 중 일부가 상기 외부 커패시터로 이송되도록, 상기 집적 회로 디바이스 내의 제2 스위치로 상기 내부 커패시터를 상기 외부 커패시터에 연결하는 단계; 상기 집적 회로 디바이스 내의 아날로그 디지털 컨버터(ADC)로 상기 내부 커패시터의 전압을 측정하는 단계; 및 상기 집적 회로 디바이스 내의 디지털 프로세서로, 상기 기준 전압, 상기 내부 커패시터에서의 상기 측정된 전압, 및 상기 내부 커패시터의 상기 기지의 정전용량으로부터 상기 외부 커패시터의 정전용량을 산출하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 집적 회로 디바이스로 외부 커패시터의 정전용량을 산출하는 방법은: 외부 커패시터를 기준 전압까지 충전하는 단계; 집적 회로 디바이스 내의 기지의 정전용량을 갖는 내부 커패시터를 방전시키는 단계; 상기 외부 커패시터의 상기 전하 중 일부가 상기 내부 커패시터로 전달되도록, 상기 집적 회로 디바이스 내의 소정의 스위치로 상기 외부 커패시터를 상기 내부 커패시터에 연결하는 단계; 상기 집적 회로 디바이스 내의 아날로그 디지털 컨버터(ADC)로 상기 내부 커패시터의 전압을 측정하는 단계; 및 상기 집적 회로 디바이스 내의 디지털 프로세서로, 상기 기준 전압, 상기 내부 커패시터에서의 상기 측정된 전압, 및 상기 내부 커패시터의 상기 기지의 정전용량으로부터 상기 외부 커패시터의 정전용량을 산출하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 집적 회로 디바이스로 외부 커패시터의 정전용량 변화를 검출하기 위한 방법은: (a) 집적 회로 디바이스 내의 내부 커패시터를 기준 전압까지 충전하는 단계; (b) 상기 집적 회로 디바이스 내의 제1 스위치로 외부 커패시터를 방전시키는 단계; (c) 상기 내부 커패시터의 상기 전하 중의 일부가 상기 외부 커패시터로 이송되도록, 상기 집적 회로 디바이스 내의 제2 스위치로 상기 내부 커패시터를 상기 외부 커패시터에 연결하는 단계; (d) 상기 집적 회로 디바이스 내의 아날로그 디지털 컨버터(ADC)로 상기 내부 커패시터의 전압을 측정하는 단계; (e) 상기 집적 회로 디바이스 내의 디지털 프로세서로 상기 내부 커패시터에서의 상기 측정된 전압과 앞서 측정된 전압을 비교하고, 상기 측정된 전압이 상기 앞서 측정된 전압과 동일한 경우에는 단계(a) 내지 단계(e)를 반복하고, 상기 측정된 전압이 상기 앞서 측정된 전압과 다른 경우에는 상기 집적 회로 디바이스의 출력에 상기 외부 커패시터의 정전용량의 변화가 발생했음을 표시하는 단계; 및 (f) 단계(a) 내지 단계(e)를 반복하여 실행하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 집적 회로 디바이스로 복수의 외부 커패시터들의 정전용량 변화를 검출하는 방법은: (a) 집적 회로 디바이스 내의 내부 커패시터를 기준 전압까지 충전하는 단계; (b) 상기 집적 회로 디바이스 내의 제1 스위치로 복수의 외부 커패시터들 중 어느 하나의 외부 커패시터(n)(n은 0부터 m까지의 정수)를 방전시키는 단계; (c) 상기 내부 커패시터의 전하 중 일부가 상기 외부 커패시터(n)로 이송되도록, 상기 집적 회로 디바이스 내의 제2 스위치로 상기 내부 커패시터를 상기 외부 커패시터(n)에 연결하는 단계; (d) 상기 집적 회로 디바이스 내의 아날로그 디지털 컨버터(ADC)로 상기 내부 커패시터의 전압(n)을 측정하는 단계; (e) 상기 집적 회로 디바이스 내의 디지털 프로세서로 상기 내부 커패시터에서의 상기 측정된 전압(n)과 앞서 측정된 전압(n)을 비교하고, 상기 측정된 전압(n)이 상기 앞서 측정된 전압(n)과 동등한 경우에는 단계(f)로 진행하고, 상기 측정된 전압(n)이 상기 측정된 전압과 다른 경우에는 상기 외부 커패시터(n)에서 정전용량의 변화가 발생했음을 표시하는 단계; (f) n이 m과 동등한지 판단하고, n이 m과 동등한 경우에는 n을 영(0)으로 하고, n이 m보다 작은 경우에는 n을 1 증가시키는 단계; 및 (g) 단계(a) 내지 단계(f)를 반복하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 키패드의 정전용량형 터치 센서 키들의 작동을 검출하기 위한 장치는: 복수의 정전용량형 터치 센서 키들을 포함하는 키패드 매트릭스; 멀티플렉서와, 정전용량형 센싱 회로와, 기준 전압과, 아날로그 디지털 컨버터(ADC)와 및 디지털 프로세서를 갖는 집적 회로 디바이스를 포함하고, (a) 상기 ADC의 내부 커패시터는 상기 정전용량형 센싱 회로에 의해 기준 전압까지 충전되고; (b) 상기 복수의 정전용량형 터치 센서 키들의 외부 커패시터(n)(n은 0부터 m까지의 정수)는 상기 정전용량형 센싱 회로에 의해 방전되고; (c) 상기 내부 커패시터의 전하 중 일부가 상기 외부 커패시터(n)로 이송되도록, 상기 ADC의 상기 내부 커패시터는 상기 정전용량형 센싱 회로에 의해 상기 외부 커패시터(n)에 연결되고; (d) 상기 ADC는 상기 내부 커패시터의 전압(n)을 측정하고; (e) 상기 디지털 프로세서는 상기 내부 커패시터의 상기 측정된 전압(n)과 앞서 측정된 전압(n)을 비교하고, 이때, 상기 측정된 전압이 상기 앞서 측정된 전압(n)과 동일한 경우에는 (f)로 진행하고, 상기 측정된 전압(n)이 상기 앞서 측정된 전압과 다른 경우에는 상기 복수의 정전용량형 터치 센서 키들 중 상기 외부 커패시터(n)에서 정전용량의 변화가 발생했음을 표시하고; (f) 만약 n이 m과 동등한 경우에는 n을 영(0)으로 하고, 만약 n이 m보다 작으면 n을 1 증가시키고; (g) (a) 내지 (f)를 반복하는 것을 특징으로 한다.
본 발명이 특정 실시예를 참조하여 특별히 도시되고 설명되었지만, 이런 참조는 본 발명의 제한을 내포하지 않고 이런 제한을 의미하지도 않는다. 개시된 본 발명은 이 기술분야의 당업자에 의해 형태와 기능에 있어서 수정물, 대체물, 및 등가물이 고려될 수 있다. 본 발명에서의 도시되고 설명된 실시예들은 단지 예로서, 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.
첨부한 도면과 관련된 다음의 설명을 참조하여 본 발명을 더욱 완전하게 이해할 수 있다.
도 1은, 본 발명에 따른, 내부 및 외부 커패시터들의 충전을 보여주는 개략도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 외부 커패시터의 정전용량을 산출하기 위해 내부 및 외부 커패시터들의 충전과 내부 커패시터에서 측정된 전압들을 보여주는 개략도이다.
도 3은, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 외부 커패시터의 정전용량을 산출하기 위해 내부 및 외부 커패시터들의 충전과 내부 커패시터에서 측정된 전압들을 보여주는 개략도이다.
도 4는, 본 발명의 또다른 실시예에 따른, 정전용량형 터치 키패드와, 정전용량형 터치 키패드용 집적 회로 인터페이스 및 프로세서를 도시한 도면이다.
도 5는, 도 2에 도시된 회로의 동작을 위한 일 실시예를 나타낸 흐름도이다.
도 6은, 도 2에 도시된 회로의 동작을 위한 다른 실시예를 나타낸 흐름도이다.
도 7은, 도 3에 도시된 회로의 동작을 위한 일 실시예를 나타낸 흐름도이다.
도 8은, 도 4에 도시된 회로의 동작을 위한 일 실시예를 나타낸 흐름도이다.
본 발명은 다양한 수정물 및 대체 형태가 가능하지만, 특정 실시예들이 도면에 도시되고 여기에 상세히 설명되었다. 하지만, 특정 실시예들의 설명은 본 발명을 여기에 개시된 특정 형태로 제한하려는 것이 아니고, 반대로, 본 발명은 첨부한 청구범위에 의해 제한된 모든 수정물 및 등가물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 구성요소는 동일한 참조 부호로 나타내고, 유사한 구성요소는 다른 첨자를 갖는 동일한 부호로 나타낸다.
도 1은, 본 발명의 개시에 따른, 내부 및 외부 커패시터들의 충전을 보여주는 개략도이다. Vref(102)는 기준 전압으로서, 전력 공급 전압(Vdd), 분배된 Vdd, 밴드갭 기준과 같은 절대 기준 전압, 디지털 출력에서의 로직 하이 레벨, 외부 기준 전압 등일 수 있다. Vref(102)의 절대값은, 후술하는 바와 같이, 중요하지 않다. 스위치(104)는 Vref(102)를 기지 값의 내부 커패시터(108)에 연결하고, 스위치(106)는 내부 커패시터(108)를 미지 값의 외부 커패시터(110)에 연결한다. 용어 "내부" 커패시터(108)는 디지털 디바이스(예를 들면, 도 2, 3, 및 4의 각각에 도시된 디지털 디바이스(200, 300, 및 400)) 내에 있는 커패시터를 의미하고, 다양한 목적들(예를 들면, 아날로그 디지털 컨버터(ADC)의 샘플링 커패시터)을 위한 디지털 디바이스의 회로들와 함께 이용된다.
도 1에 도시된 (a)에서, 두 개의 스위치들(104 및 106)은 열려져 있고, 커패시터들(108 또는 110) 모두 전압 전하는 없다(Va = 0V). (b)에서는, 스위치(104)는 닫혀져 있고, Vref(102)가 커패시터(108)에 연결되어 있다. 그에 의해, 커패시터(108)는 Vref(102)로부터 전압(Vb)으로 충전되는데, 커패시터(108)의 전하는 Q = CV이다(Q는 쿨롱 단위의 전하이고, C는 커패시터(108)의 패럿 단위의 정전용량이고, V는 볼트(Vb) 단위의 전위이다).
(c)에서, 스위치(104)는 열려져 있고 스위치(106)는 닫혀져 있고, 그에 의해, 커패시터(108)의 전하(Q) 중 일부는 커패시터(110)로 전달된다. 전하(Q)는 동일하지만, 이제, 두 개의 커패시터들(108 및 110)에 분산된다. 병렬 연결된 커패시터들(108 및 110)의 결합된 정전용량이 더 크기 때문에, 전압(Vc)은 낮아진다. 커패시터(110)의 정전용량 값은, 측정된 전압들(Vb 및 Vc)과 커패시터(108)의 기지의 정전용량 값으로부터 다음과 같이 쉽게 산출될 수 있다.
Q = C1*Vb
Q = (C1+C2)*Vc
C1*Vb = (C1+C2)*Vc
C2*Vc = C1*(Vb-Vc)
C2 = C1*(Vb-Vc)/Vc
이런 계산들은, 아날로그 디지털 컨버터(ADC)로부터 Vb 및 Vc의 디지털화된 값들을 수신하고 정전용량(108)의 기지의 정전용량 값을 이용하여, 디지털 프로세서에 의해 쉽게 행해질 수 있다. 또한, 커패시터(110)의 정전용량 값의 변화만을 관측하는 것이 유리하다. 예를 들면, 커패시터(110)의 정전용량 값이 제1 상태(예를 들면, 정전용량형 터치 센서가 비활성화된 상태)에 대한 제1 값이거나 또는 제2 상태(예를 들면, 정전용량형 터치 센서가 활성화된 상태)에 대한 제2 값이면, 전압값(Vc)에 변할 것이다. 앞서 측정된 전압값(Vc)을 기억하고 그것을 현재 측정된 전압값(Vc)과 비교함으로써, 소정의 차를 벗어나는 어떠한 전압값(Vc)의 변화(퍼센트 변화)도, 일단 기본 전압값(Vc)이 설정되어 기억되었다면(메모리에 저장됨) 특정 정전용량형 터치 센서가 활성화되었는지 등을 표시할 것이다. 본 발명의 개시에 따르면, 미작동 상태로부터 앞서 측정된 전압값(Vc)에 변화(감소 또는 증가)가 검출되기만 하면, 작동되었을 때에 정전용량형 터치 센서의 정전용량 값이 증가하였는지 또는 감소하였는지는 중요하지 않다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 외부 커패시터의 정전용량을 산출하기 위해, 내부 및 외부 커패시터들의 충전과 내부 커패시터에서 측정된 전압들을 설명하기 위한 도면이다. 집적 회로 디바이스(200)는, 아날로그 디지털 컨버터(ADC)(218), 디지털 프로세서(220), 기지의 정전용량 값을 갖는 샘플링 커패시터(108), 및 스위치들(204, 214, 및 216)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 미지의 값을 갖는 외부 커패시터(110)가 집적 회로 디바이스(200)에 연결되어 있다. Vref는 기준 전압(예를 들면, 도 1의 Vref(102))으로서, 전력 공급 전압(Vdd), 분배된 Vdd, 밴드갭 기준과 같은 절대 기준 전압, 디지털 출력에서의 로직 하이 레벨, 외부 기준 전압 등일 수 있다. 집적 회로 디바이스(200)는, 제한을 위한 것이 아닌 예로써, 마이크로컨트롤러, 마이크로프로세서, 디지털 신호 처리기, 주문형 집적 회로, 프로그래머블 로직 어레이 등일 수 있다.
도 2에 도시된 (a)에서, 스위치(216)가 외부 커패시터(110)에서의 모든 전하를 제거하기 위해 닫혀지고, 스위치(204)가 Vref를 내부 커패시터(208)로 연결하는 위치로 되고, 그에 의해, 내부 커패시터를 Vref의 전압까지 충전하고, 또한 스위치(214)는 커패시터(208)를 ADC(218)로의 입력으로부터 분리시키기 위해 열려진다. (b)에서는, 스위치(216)는 열려지고 스위치(214)는 닫혀져서, ADC(218)는 디지털 프로세서(220)로 전달되도록 Vref 전압을 디지털값으로 변환할 수 있다. 외부 커패시터(110)의 정전용량의 변화만을 검출하고자 한다면, Vref로부터의 전압의 절대값에 대한 인지가 필요하지 않기 때문에, 이런 단계는 선택적이다.
(c)에서, 스위치(204)는 내부 커패시터(208)를 외부 커패시터(110)에 연결하는 위치로 되고, 그에 의해, 커패시터(208)의 전하 중 일부가 외부 커패시터(110)로 전달된다. 따라서, 커패시터(208)의 잔여 전하 전압은 감소하게 된다. (d)에서, 스위치(204)는 내부 커패시터(208)를 외부 커패시터(110)로부터 분리시키고 또한 커패시터(208)를 다시 ADC(218)의 입력에 연결하는 위치로 되어, 새로운 전압 샘플이 얻어지고 디지털 프로세서(220)로 보내질 디지털 표현으로 변환된다. 디지털 프로세서(220)는, 내부 커패시터(208)의 기지의 정전용량 값과 (b) 및 (d)에서 샘플된 2개의 전압들로부터 커패시터(110)의 정전용량 값을 산출할 수 있다. 커패시터(110)의 정전용량 값의 변화에 대한 판정만이 요구된다면, (b)의 샘플링 단계는 필요하지 않다. 요구되는 것은, 단지, 디지털 프로세서가 (d)에서 얻은 이전의 전압 샘플을 기억하고 이 이전의 전압 샘플을 (d)에서 얻은 현재의 전압 샘플과 비교하는 것이고, 이전과 현재의 전압 샘플들 사이에 충분한 차이가 있다면 이것은 외부 커패시터(110)의 정전용량에 변화가 발생했음을 표시한다.
내부 커패시터(208)와 스위치(214)는 집적 회로 디바이스(200) 내의 ADC(218)의 일부일 수 있다. 커패시터들(208 및 110), 기준 전압(Vref), 및 ADC(218) 사이에서의 스위칭에 대한 다양한 다른 구성들이 가능하다는 것이 고려되고 본 발명의 범위 이내이며, 디지털 회로 분야에서 통상의 지식을 가진 자 및 본 발명에 의해 이득을 얻을 수 있는 자라면 그러한 회로들의 구현 방식을 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 스위치(216)는 디지털 출력 드라이버일 수 있고 스위치(204)는 내부 멀티플렉서일 수 있으며, 이들은 집적 회로 디바이스(200) 내에 존재한다.
도 3은, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 외부 커패시터의 정전용량을 산출하기 위해, 내부 및 외부 커패시터들의 충전과 내부 커패시터의 측정된 전압들을 도시한 도면이다. 집적 회로 디바이스(300)는 아날로그 디지털 컨버터(ADC)(318), 디지털 프로세서(320), 기지 값의 정전용량을 갖는 샘플링 커패시터(308), 및 스위치들(304, 314, 및 316)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 미지의 값을 갖는 외부 커패시터(110)가 집적 회로 디바이스(300)에 연결되어 있다. Vref는 기준 전압(예를 들면, 도 1의 Vref(102))으로서, 전력 공급 전압(Vdd), 분배된 Vdd, 밴드갭 기준과 같은 절대 기준 전압, 디지털 출력에서의 로직 하이 레벨, 외부 기준 전압 등일 수 있다. 집적 회로 디바이스(300)는, 제한을 위한 것이 아닌 예로써, 마이크로컨트롤러, 마이크로프로세서, 디지털 신호 처리기, 주문형 집적 회로, 프로그래머블 로직 어레이 등일 수 있다.
도 3의 (a)에서, 스위치(316)는 내부 커패시터(308)에서의 모든 전하를 제거하기 위해 닫혀지고, 스위치(304)는 Vref를 외부 커패시터(110)로 연결하는 위치로 되고, 그에 의해, 외부 커패시터는 Vref 전압까지 충전되고, 스위치(314)는 커패시터(308)가 ADC(318)로의 입력으로부터 분리시키기 위해 열려진다. (b)에서, 스위치(316)는 열려지고 스위치(314)는 닫혀져서, ADC(318)는 내부 커패시터(308)의 모든 전압을 디지털 프로세서(320)로 보내질 디지털값으로 변환한다(일반적으로, 그 전압은 커패시터(308)를 쇼트시킨 스위치(316)에 의하여 0일 것이다). 이 단계는, 외부 커패시터(110)의 정전용량에 대한 변화만을 검출하고자 하는 경우, 내부 커패시터(308)에서의 전압의 절대값에 대한 인지의 여부가 요구되지 않을 수 있기 때문에, 선택적이다.
(c)에서, 스위치(304)는 외부 커패시터(110)를 내부 커패시터(308)에 연결하는 위치로 되고, 그에 의해, 외부 커패시터(110)의 전하 중 일부가 내부 커패시터(308)로 전달된다. 따라서, 외부 커패시터(110)의 잔여 전하 전압이 감소한다. (d)에서, 스위치(304)는 외부 커패시터(110)를 내부 커패시터(308)로부터 분리시키고 스위치(314)는 커패시터(308)를 다시 ADC(218)의 입력에 연결하는 위치로 됨으로써, 전압 샘플이 얻어지고 디지털 프로세서(320)로 보낼 디지털 표현으로 변환된다. 디지털 프로세서(320)는, 내부 커패시터(308)의 기지의 정전용량, 기지의 Vref 전압값, 및 (d)에서 샘플된 전압으로부터 커패시터(110)의 정전용량 값을 산출할 수 있다. 단지 커패시터(110)에서의 정전용량 값의 변화에 대한 판정만이 요구된다면, (b)의 샘플링 단계는 필요하지 않다. 단지 필요한 것은, 디지털 프로세서가 (d)에서 얻은 이전의 전압 샘플을 기억하고 그 이전의 전압 샘플과 (d)에서 얻은 현재의 전압 샘플을 비교하는 것이고, 이전 및 현재의 전압 샘플들 사이에 충분한 차이가 있다면, 이것은 외부 커패시터(110)의 정전용량에 변화가 발생했음을 표시한다.
내부 커패시터(308) 및 스위치(314)는 집적 회로 디바이스(300) 내의 ADC(318)의 일부일 수 있다. 커패시터들(308 및 110), 기준 전압(Vref), 및 ADC(318) 사이에서의 스위칭에 대한 다양한 다른 구성들이 가능하다는 것이 고려되고 본 발명의 범위 이내이며, 디지털 회로 분야에서 통상의 지식을 가진 자 및 본 발명에 의해 이득을 얻을 수 있는 자라면 그러한 회로들의 구현 방식을 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 스위치(316)는 디지털 출력 드라이버일 수 있고, 스위치(304)는 내부 멀티플렉스일 수 있으며, 이들은 집적 회로 디바이스(300) 내에 존재한다.
도 4는, 본 발명의 또다른 실시예에 따른, 정전용량형 터치 키패드 및 정전용량형 터치 키패드를 위한 집적 회로 인터페이스와 프로세서를 도시한 블록도이다. 정전용량형 터치 키패드(430)는 복수의 정전용량형 터치 센서 키들(110)을 포함한다. 복수의 정전용량형 터치 센서 키들(110)의 각각은, 활성화되면(예를 들면, 터치 또는 눌려짐) 정전용량이 변할 것이다. 복수의 정전용량형 터치 센서 키들(110)의 각각은 버스(432)를 통해 집적 회로 디바이스(400)의 멀티플렉서(438)에 연결되어 있다. 정전용량형 터치 센서 키들(110)을 집적 회로 디바이스(400)에 멀티플렉싱하는 다른 형태들이 고려될 수 있으며, 집적 회로 설계 분야에서 통상의 지식을 가진 자 및 본 발명에 의해 이득을 얻을 수 있는 자에게 자명할 것이다. 집적 회로 디바이스(400)는, 제한을 위한 것이 아닌 예로써, 마이크로컨트롤러, 마이크로프로세서, 디지털 신호 처리기, 주문형 집적 회로, 프로그래머블 로직 어레이 등일 수 있다.
집적 회로 디바이스(400)는, 기준 전압(436)(전력 공급 전압(Vdd), 분배된 Vdd, 밴드갭 기준과 같은 절대 기준 전압, 디지털 출력에서의 로직 하이 레벨, 외부 기준 전압 등일 수 있음), 도 2 또는 도 3에서 상세하게 설명된 바와 같은 정전용량형 센싱 회로(434), 아날로그 디지털 컨버터(ADC)(418), 멀티플렉서(438), 및 디지털 프로세서(420)(예를 들면, 마이크로컨트롤러, 마이크로프로세서, 디지털 신호 처리기, 주문형 집적 회로, 프로그래머블 로직 어레이 등)를 포함한다. 멀티플렉서(438), 정전용량형 센싱 회로(434) 및 ADC(418)는, 디지털 프로세서(420)에 의해 제어된다. 멀티플렉서(438)는, 터치 키들의 정전용량 값 또는 이전의 스캔으로부터 측정된 전압의 변화를 판정하기 위하여, 복수의 정전용량형 터치 센서 키들(110)의 각각을 선택하여 키패드(430)를 스캔한다. 디지털 프로세서(420)는, 이전의 측정값들로부터의 복수의 정전용량형 터치 센서 키들(110)의 각각을 위한 정전용량 및/또는 전압값을 저장하기 위해 이용될 수 있는 메모리를 포함하고, 이렇게 저장된 정전용량 및/또는 전압값들의 각각을 정전용량 및/또는 전압값들에 변화가 발생했는지를 판정하기 위해 이용한다. 정전용량/전압 값의 모든 변화는, 각각의 정전용량형 터치 센서 키(110)가 작동되었음을 표시한다.
도 5는, 도 2에 도시된 회로의 동작을 위한 일 실시예를 나타낸 흐름도이다. 단계(550)에서, 내부 커패시터(208)는 제1 전압(예를 들면, Vref)까지 충전된다. 단계(552)에서, 내부 커패시터(208)의 제1 전압 전하가 측정된다. 단계(554)에서, 외부 커패시터(110)가 방전된다. 단계(556)에서, 내부 커패시터(208)와 외부 커패시터(110)가 서로간의 전하 이송을 위해 연결된다. 단계(558)에서, 내부 커패시터(208)의 제2 전압 전하가 측정된다. 단계(560)에서, 내부 커패시터(208)의 기지의 정전용량 값, 제1 측정 전압 및 제2 측정 전압으로부터, 다음의 수식에 따라, 외부 커패시터(110)의 정전용량이 산출된다. C2 = C1*(Vb-Vc)/Vc. 이때, C2는 외부 커패시터(110)의 정전용량이고, C1은 내부 커패시터(208)의 정전용량이고, Vb는 측정된 제1 전압이고, Vc는 측정된 제2 전압이다.
도 6은, 도 2에 도시된 회로의 동작을 위한 다른 실시예의 흐름도이다. 단계(650)에서, 내부 커패시터(208)는 기준 전압까지 충전된다. 단계(654)에서, 외부 커패시터(110)가 방전된다. 단계(656)에서, 내부 커패시터(208)와 외부 커패시터(110)가 서로간의 전하 이송을 위해 연결된다. 단계(658)에서, 내부 커패시터(208)의 전압 전하가 측정된다. 단계(660)에서, 내부 커패시터(208)의 기지 값의 정전용량, 기준 전압, 및 단계(658)에서 측정된 전압으로부터, 다음의 식에 따라, 외부 커패시터(110)의 정전용량이 산출된다. C2 = C1*(Vb-Vc)/Vc. 이때, C2는 외부 커패시터(110)의 정전용량이고, C1은 내부 커패시터(208)의 정전용량이고, Vb는 기준 전압이고, Vc는 내부 커패시터(208)와 외부 커패시터(110)가 서로 연결된 후에 내부 커패시터(208)에서 측정된 전압이다.
도 7은, 도 3에 도시된 회로의 동작을 위한 다른 실시예의 처리 흐름도이다. 단계(750)에서, 외부 커패시터(110)가 기준 전압까지 충전된다. 단계(754)에서, 내부 커패시터(308)가 방전된다. 단계(756)에서, 내부 커패시터(308)와 외부 커패시터(110)가 서로간의 전하 이송을 위해 연결된다. 단계(758)에서, 내부 커패시터(308)의 전압 전하가 측정된다. 단계(760)에서, 내부 커패시터(308)의 기지 값의 정전용량, 기준 전압, 및 단계(758)에서 측정된 전압으로부터, 다음의 식에 따라, 외부 커패시터(110)의 정전용량이 산출된다. C2 = C1*(Vb-Vc)/Vc. 이때, C2는 외부 커패시터(110)의 정전용량이고, C1은 내부 커패시터(308)의 정전용량이고, Vb는 기준 전압이고, Vc는 내부 커패시터(308)와 외부 커패시터(110)가 서로 연결된 후에 내부 커패시터(308)에서 측정된 전압이다.
도 8은, 도 4에 도시된 회로의 동작을 위한 일 실시예의 처리 흐름도이다. 단계(850)에서, 내부 커패시터는 기준 전압까지 충전된다. 단계(854)에서, 외부 커패시터(n)(예를 들면, 정전용량형 터치 센서 키(110n)(도 4), n은 0부터 m까지의 정수)가 방전된다. 단계(856)에서, 내부 커패시터와 외부 커패시터(n)가 서로 연결된다. 단계(858)에서, 내부 커패시터의 전압(n)이 측정된다. 단계(860)에서는, 측정된 전압(n)이 앞서 측정되어 저장된 전압(n)과 실질적으로 같은지를 판정한다. 만약 측정된 전압과 저장된 전압(n)이 서로 다르면 외부 커패시터(n)의 값이 변한 것으로 판단하고(예를 들면, 정전용량형 터치 센서 키(110n)(도 4)가 작동됨), 단계(870)에서, 그에 대한 통보가 생성된다. 만약 측정된 전압 및 저장된 전압(n)이 실질적으로 같으면, 외부 커패시터(n)는 값은 변하지 않았다(예를 들면, 정전용량형 터치 센서 키(110n)가 작동되지 않았음). 단계(864)에서는, 모든 외부 커패시터들(n)(n = 0 내지 m)이 스캔(판독 등)되었는지 판정하고, 만약 n = m이면 단계(868)에서 n = 0으로 리셋하고, 그렇지 않으면 단계(866)에서 n을 1 증가시킨다. 다른 작동된 키(n)(110)의 검출이 행해지도록, 동작들에 대한 상술한 처리 및 전압 측정이 반복된다.

Claims (26)

  1. 집적 회로 디바이스로 외부 커패시터의 정전용량을 산출하기 위한 방법으로서:
    집적 회로 디바이스 내의 기지의 정전용량을 갖는 내부 커패시터를 기준 전압으로 제1 전압까지 충전하는 단계;
    상기 집적 회로 디바이스 내의 아날로그 디지털 컨버터(ADC)로 상기 제1 전압을 측정하는 단계;
    상기 집적 회로 디바이스 내의 제1 스위치로 외부 커패시터를 방전시키는 단계;
    상기 내부 커패시터의 상기 전하 중 일부가 상기 외부 커패시터로 이송되도록, 상기 집적 회로 디바이스 내의 제2 스위치로 상기 내부 커패시터를 상기 외부 커패시터에 연결하는 단계;
    상기 집적 회로 디바이스 내의 상기 ADC로 상기 내부 커패시터의 제2 전압을 측정하는 단계; 및
    상기 집적 회로 디바이스 내의 디지털프로세서로 상기 측정된 제1 전압, 상기 측정된 제2 전압, 및 상기 내부 커패시터의 상기 기지의 정전용량으로부터 상기 외부 커패시터의 정전용량을 산출하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외부 커패시터의 상기 정전용량은, 상기 제1 전압과 상기 제2 전압의 차를 상기 제2 전압으로 나누고 상기 내부 커패시터의 상기 정전용량을 곱한 것과 동등한 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 내부 커패시터는 상기 집적 회로 디바이스 내의 상기 ADC의 샘플링 커패시터인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 집적 회로 디바이스는 마이크로컨트롤러인 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 집적 회로 디바이스로 외부 커패시터의 정전용량을 산출하기 위한 방법으로서:
    집적 회로 디바이스 내의 기지의 정전용량을 갖는 내부 커패시터를 기준 전압까지 충전하는 단계;
    상기 집적 회로 디바이스 내의 제1 스위치로 외부 커패시터를 방전시키는 단계;
    상기 내부 커패시터의 상기 전하 중 일부가 상기 외부 커패시터로 이송되도록, 상기 집적 회로 디바이스 내의 제2 스위치로 상기 내부 커패시터를 상기 외부 커패시터에 연결하는 단계;
    상기 집적 회로 디바이스 내의 아날로그 디지털 컨버터(ADC)로 상기 내부 커패시터의 전압을 측정하는 단계; 및
    상기 집적 회로 디바이스 내의 디지털 프로세서로, 상기 기준 전압, 상기 내부 커패시터에서의 상기 측정된 전압, 및 상기 내부 커패시터의 상기 기지의 정전용량으로부터 상기 외부 커패시터의 정전용량을 산출하는 단계를 포함하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 외부 커패시터의 상기 정전용량은, 상기 기준 전압과 상기 측정된 전압과의 차이를 상기 측정된 전압으로 나누고 상기 내부 커패시터의 상기 정전용량을 곱한 것과 동등한 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 내부 커패시터는 상기 집적 회로 디바이스 내의 상기 ADC의 샘플링 커패시터인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 기준 전압은, 전력 공급 전압, 분배된 전력 공급 전압, 외부 기준 전압, 및 밴드갭 기준 전압으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 집적 회로 디바이스는 마이크로컨트롤러인 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 집적 회로 디바이스로 외부 커패시터의 정전용량을 산출하는 방법으로서:
    외부 커패시터를 기준 전압까지 충전하는 단계;
    집적 회로 디바이스 내의 기지의 정전용량을 갖는 내부 커패시터를 방전시키는 단계;
    상기 외부 커패시터의 상기 전하 중 일부가 상기 내부 커패시터로 전달되도록, 상기 집적 회로 디바이스 내의 소정의 스위치로 상기 외부 커패시터를 상기 내부 커패시터에 연결하는 단계;
    상기 집적 회로 디바이스 내의 아날로그 디지털 컨버터(ADC)로 상기 내부 커패시터의 전압을 측정하는 단계; 및
    상기 집적 회로 디바이스 내의 디지털 프로세서로, 상기 기준 전압, 상기 내부 커패시터에서의 상기 측정된 전압, 및 상기 내부 커패시터의 상기 기지의 정전용량으로부터 상기 외부 커패시터의 정전용량을 산출하는 단계를 포함하는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 외부 커패시터의 상기 정전용량은, 상기 기준 전압과 상기 측정된 전압 간의 차이를 상기 측정된 전압으로 나누고 상기 내부 커패시터의 상기 정전용량을 곱한 것과 동등한 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 내부 커패시터는 상기 집적 회로 디바이스 내의 상기 ADC의 샘플링 커패시터인 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 기준 전압은, 전력 공급 전압, 분배된 전력 공급 전압, 외부 기준 전압, 및 밴드갭 기준 전압으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 집적 회로 디바이스는 마이크로컨트롤러인 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 집적 회로 디바이스로 외부 커패시터의 정전용량 변화를 검출하기 위한 방법으로서:
    (a) 집적 회로 디바이스 내의 내부 커패시터를 기준 전압까지 충전하는 단계;
    (b) 상기 집적 회로 디바이스 내의 제1 스위치로 외부 커패시터를 방전시키는 단계;
    (c) 상기 내부 커패시터의 상기 전하 중의 일부가 상기 외부 커패시터로 이송되도록, 상기 집적 회로 디바이스 내의 제2 스위치로 상기 내부 커패시터를 상기 외부 커패시터에 연결하는 단계;
    (d) 상기 집적 회로 디바이스 내의 아날로그 디지털 컨버터(ADC)로 상기 내부 커패시터의 전압을 측정하는 단계;
    (e) 상기 집적 회로 디바이스 내의 디지털 프로세서로 상기 내부 커패시터에서의 상기 측정된 전압과 앞서 측정된 전압을 비교하고, 상기 측정된 전압이 상기 앞서 측정된 전압과 동일한 경우에는 단계(a) 내지 단계(e)를 반복하고, 상기 측정된 전압이 상기 앞서 측정된 전압과 다른 경우에는 상기 집적 회로 디바이스의 출력에 상기 외부 커패시터의 정전용량의 변화가 발생했음을 표시하는 단계; 및
    (f) 단계(a) 내지 단계(e)를 반복하여 실행하는 단계를 포함하는 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 앞서 측정된 전압은 상기 집적 회로 장치 내의 메모리에 저장된 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 디지털 프로세서로 상기 메모리 및 상기 ADC를 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 집적 회로 디바이스는 마이크로컨트롤러인 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 기준 전압은 전력 공급 전압, 분배된 전력 공급 전압, 외부 기준 전압, 및 밴드갭 기준 전압으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 집적 회로 디바이스로 복수의 외부 커패시터들의 정전용량 변화를 검출하는 방법으로서:
    (a) 집적 회로 디바이스 내의 내부 커패시터를 기준 전압까지 충전하는 단계;
    (b) 상기 집적 회로 디바이스 내의 제1 스위치로 복수의 외부 커패시터들 중 어느 하나의 외부 커패시터(n)(n은 0부터 m까지의 정수)를 방전시키는 단계;
    (c) 상기 내부 커패시터의 전하 중 일부가 상기 외부 커패시터(n)로 이송되도록, 상기 집적 회로 디바이스 내의 제2 스위치로 상기 내부 커패시터를 상기 외부 커패시터(n)에 연결하는 단계;
    (d) 상기 집적 회로 디바이스 내의 아날로그 디지털 컨버터(ADC)로 상기 내부 커패시터의 전압(n)을 측정하는 단계;
    (e) 상기 집적 회로 디바이스 내의 디지털 프로세서로 상기 내부 커패시터에서의 상기 측정된 전압(n)과 앞서 측정된 전압(n)을 비교하고, 상기 측정된 전압(n)이 상기 앞서 측정된 전압(n)과 동등한 경우에는 단계(f)로 진행하고, 상기 측정된 전압(n)이 상기 측정된 전압과 다른 경우에는 상기 외부 커패시터(n)에서 정전용량의 변화가 발생했음을 표시하는 단계;
    (f) n이 m과 동등한지 판정하고, n이 m과 동등한 경우에는 n을 영(0)으로 하고, n이 m보다 작은 경우에는 n을 1 증가시키는 단계; 및
    (g) 단계(a) 내지 단계(f)를 반복하는 단계를 포함하는 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 앞서 측정된 전압(n)은 상기 집적 회로 디바이스 내의 메모리에 저장된 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 디지털 프로세서로 상기 메모리 및 상기 ADC를 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 집적 회로 디바이스는 마이크로컨트롤러인 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제20항에 있어서,
    상기 복수의 외부 커패시터들은 정전용량형 센서 터치 패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제20항에 있어서,
    상기 기준 전압은 전력 공급 전압, 분배된 전력 공급 전압, 외부 기준 전압, 및 밴드갭 기준 전압으로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 키패드의 정전용량형 터치 센서 키들의 작동을 검출하기 위한 장치로서:
    복수의 정전용량형 터치 센서 키들을 포함하는 키패드 매트릭스;
    멀티플렉서와, 정전용량형 센싱 회로와, 기준 전압과, 아날로그 디지털 컨버터(ADC)와 및 디지털 프로세서를 갖는 집적 회로 디바이스를 포함하고,
    (a) 상기 ADC의 내부 커패시터는 상기 정전용량형 센싱 회로에 의해 기준 전압까지 충전되고;
    (b) 상기 복수의 정전용량형 터치 센서 키들의 외부 커패시터(n)(n은 0부터 m까지의 정수)는 상기 정전용량형 센싱 회로에 의해 방전되고;
    (c) 상기 내부 커패시터의 전하 중 일부가 상기 외부 커패시터(n)로 이송되도록, 상기 ADC의 상기 내부 커패시터는 상기 정전용량형 센싱 회로에 의해 상기 외부 커패시터(n)에 연결되고;
    (d) 상기 ADC는 상기 내부 커패시터의 전압(n)을 측정하고;
    (e) 상기 디지털 프로세서는 상기 내부 커패시터의 상기 측정된 전압(n)과 앞서 측정된 전압(n)을 비교하고, 이때, 상기 측정된 전압이 상기 앞서 측정된 전압(n)과 동일한 경우에는 (f)로 진행하고, 상기 측정된 전압(n)이 상기 앞서 측정된 전압과 다른 경우에는 상기 복수의 정전용량형 터치 센서 키들 중 상기 외부 커패시터(n)에서 정전용량의 변화가 발생했음을 표시하고;
    (f) 만약 n이 m과 동등한 경우에는 n을 영(0)으로 하고, 만약 n이 m보다 작으면 n을 1 증가시키고;
    (g) (a) 내지 (f)를 반복하는 것을 특징으로 하는 장치.
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