タッチセンサシステム及びマイクロコンピュータ
【課題】大きな抵抗を必要とすることなくマイクロコンピュータを用いてタッチセンサによる接触検知を行う。
【解決手段】マイクロコンピュータの外部端子にタッチセンサの容量電極を接続し、前記マイクロコンピュータは、前記外部端子に夫々接続された電流源回路（例えば定電流回路）及びインタフェース部と、インタフェース部に接続された計数回路と、中央処理装置とを備え、この中央処理装置は、前記インタフェース部の出力回路によりタッチセンサの蓄積電荷を初期化した後、前記電流源回路の出力電流で前記タッチセンサに電荷を積分して前記インタフェース部の入力回路から得られる信号が反転するまでの時間を前記計数回路で取得し、その計数値に基づいてタッチセンサへの接触を判別する。
【解決手段】マイクロコンピュータの外部端子にタッチセンサの容量電極を接続し、前記マイクロコンピュータは、前記外部端子に夫々接続された電流源回路（例えば定電流回路）及びインタフェース部と、インタフェース部に接続された計数回路と、中央処理装置とを備え、この中央処理装置は、前記インタフェース部の出力回路によりタッチセンサの蓄積電荷を初期化した後、前記電流源回路の出力電流で前記タッチセンサに電荷を積分して前記インタフェース部の入力回路から得られる信号が反転するまでの時間を前記計数回路で取得し、その計数値に基づいてタッチセンサへの接触を判別する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチセンサによる接触検知を行うタッチセンサシステム、及び当該システムに好適なマイクロコンピュータに関する。
【背景技術】
【０００２】
静電容量型のタッチセンサによる接触検知を行う技術は、例えば特許文献１，２に代表されるようにタッチセンサの容量電極に抵抗を接続し、そのＣＲ時定数に従った充電又は放電カーブの変化に基づいてタッチセンサへの接触に有無を検知することが広く知られている。例えば、人体の静電容量は８ｐＦ程度であり、ＣＲ時定数に従った充電又は放電カーブがそのような容量値の増加によって変化した状態を、当該カーブが閾値電圧を横切るまでの時間の相違によって検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３５７７４４号公報
【特許文献２】特開２００８−１０２８８５公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者はタッチセンサの接触検知をそのようなＣＲ時定数を用いて行う技術について検討した。これによれば、人の接触による容量値変化が小さいから、タッチセンサに数メガ・オームの大きな抵抗を接続することが必要になり、そのような大きな抵抗を個々に用意して基板上に実装しなければならない。例えば検出処理にマイクロコンピュータを用いる場合にその入出力ポートにはタッチセンサの容量電極だけでなく大きな抵抗素子を容量電極毎に外付けすることが必要になるから、その処理工数が増え、外付け部品点数も増えてしまう。
【０００５】
本発明の目的は、大きな抵抗素子を必要とすることなくマイクロコンピュータを用いてタッチセンサによる接触検知を行うことができるタッチセンサシステム、そして当該タッチセンサシステムに好適なマイクロコンピュータを提供することにある。
【０００６】
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。
【０００８】
すなわち、マイクロコンピュータの外部端子にタッチセンサの容量電極を接続し、前記マイクロコンピュータは、前記外部端子に夫々接続された電流源回路（例えば定電流回路）及びインタフェース部と、インタフェース部に接続された計数回路と、中央処理装置とを備え、この中央処理装置は、前記インタフェース部の出力回路によりタッチセンサの蓄積電荷を初期化した後、前記電流源回路の出力電流で前記タッチセンサに電荷を積分して前記インタフェース部の入力回路から得られる信号が反転するまでの時間を前記計数回路で取得し、その計数値に基づいてタッチセンサへの接触を判別する。
【０００９】
初期化されたタッチセンサに電荷を積分するのに必要な電流はマイクロコンピュータ内部の電流源回路が供給するから、大きな抵抗素子をマイクロコンピュータに外付けすることを要しない。
【発明の効果】
【００１０】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。
【００１１】
すなわち、大きな抵抗素子を必要とすることなくマイクロコンピュータを用いてタッチセンサによる接触検知を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は放電型定電流回路を採用したタッチセンサシステムが例示されるブロック図である。
【図２】図２は電流ミラー比を選択可能な放電形の定電流回路が例示される回路図である。
【図３】図３は定電流回路１８にバンドギャップリファレンス回路を適用した例を示す回路図である。
【図４】図４はインタフェース部２０の一例として汎用入出力ポートの１ビット分（ポート単位）を例示するブロック図である。
【図５】図５は図１に対してタッチセンサの接触検知に用いる外部端子を出力バッファと入力バッファとで個別化したタッチセンサシステムを例示するブロック図である。
【図６】図６は充電型定電流回路を採用したタッチセンサシステムが例示されるブロック図である。
【図７】図７には充電型定電流回路が例示される回路図である。
【図８】図８は図６に対してタッチセンサの接触検知に用いる外部端子を出力バッファと入力バッファとで個別化したタッチセンサシステムを例示するブロック図である。
【図９】図９は図１のタッチセンサシステムにおけるタッチセンサの接触検知動作を例示するタイミングチャートである。
【図１０】図１０は図６のタッチセンサシステムにおけるタッチセンサの接触検知動作を例示するタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
１．実施の形態の概要
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。代表的な実施の形態についての概要説明で括弧を付して参照する図面中の参照符号はそれが付された構成要素の概念に含まれるものを例示するに過ぎない。
【００１４】
〔１〕本発明の代表的な実施の形態に係るタッチセンサシステムは、マイクロコンピュータ（１，１Ａ，１Ｂ）と、前記マイクロコンピュータの外部端子（Ｐ１，Ｐ１Ａ，Ｐ１Ｂ）に容量電極が接続されたタッチセンサ（２）とを有する。前記マイクロコンピュータは、前記外部端子に接続された電流源回路（１８，１８Ａ）と、前記外部端子に接続されたインタフェース部(２０)と、前記インタフェース部に接続された計数回路(１９)と、前記インタフェース部と前記計数回路を制御する中央処理装置(１０)とを有する。前記中央処理装置は、前記インタフェース部の出力回路(７５)によりタッチセンサの蓄積電荷を初期化した後、前記電流源回路の出力電流で前記タッチセンサに電荷を積分して前記インタフェース部の入力回路（８７）から得られる信号が反転するまでの時間を前記計数回路で取得して、前記タッチセンサへの接触を判別する。
【００１５】
初期化されたタッチセンサに電荷を積分するのに必要な電流はマイクロコンピュータ内部の電流源回路が供給するから、大きな抵抗素子をマイクロコンピュータに外付けすることを要しない。
【００１６】
〔２〕＜放電型定電流回路採用＞項１のタッチセンサシステムにおいて、例えば、前記出力回路は、充電動作によって前記タッチセンサの蓄積電荷を初期化する。前記電流源回路は、外部端子から電流を引き込む放電型の定電流回路（１８）である。前記中央処理装置は、前記出力回路によりタッチセンサを充電してから、前記定電流回路に電流を引き込み、これによって入力回路から得られる信号が反転するまでの時間を前記計数回路で取得し、計数値が閾値を超えたか否かにより前記タッチセンサへの接触を判別する。タッチセンサの初期化蓄積電荷を放電させる動作によってタッチセンサの接触検知を行うことができる。
【００１７】
〔３〕＜共通端子＞項２のタッチセンサシステムにおいて、例えば、前記外部端子（Ｐ１）は前記出力回路と前記入力回路の共通端子である。前記中央処理装置は、前記出力回路によりタッチセンサを充電した後、前記出力回路を高出力インピーダンス状態にする。タッチセンサの接触検知を行うために用いる外部端子の数を最小にすることができる。
【００１８】
〔４〕＜個別端子＞項２のタッチセンサシステムにおいて、前記外部端子は前記出力回路と前記入力回路との間で個別化された端子（Ｐ１Ａ，Ｐ１Ｂ）である。個別化された出力回路用の第１外部端子(Ｐ１Ａ)と入力回路用の第２外部端子（Ｐ１Ｂ）との間に、第１外部端子から第２外部端子の向きを順方向とするダイオードが配置される。インタフェース部の入力回路と出力回路の端子を個別端子としてその間をダイオード（５）にて分離するから、入力回路による入力動作において、入力回路よりも大きなトランジスタを用いる出力回路のソース・ドレイン寄生容量が電流積分動作に影響を与えない。高い精度で接触検知を行うことができる。ダイオードに代えてスイッチを採用してもよいが、その場合にはスイッチ制御のための外部端子が新たに必要になる。
【００１９】
〔５〕＜充電型定電流回路採用＞項１のタッチセンサシステムにおいて、例えば、前記出力回路は、放電動作によって前記タッチセンサの蓄積電荷を初期化する。前記電流源回路は、外部端子に電流を供給する充電型の定電流回路（１８Ａ）である。前記中央処理装置は、前記出力回路によりタッチセンサを放電してから、前記定電流回路から電流を供給し、これによって入力回路から得られる信号が反転するまでの時間を前記計数回路で取得し、計数値が閾値を超えたか否かにより前記タッチセンサへの接触を判別する。初期化されたタッチセンサに充電する動作によってタッチセンサの接触検知を行うことができる。
【００２０】
〔６〕＜共通端子＞項５のタッチセンサシステムにおいて、前記外部端子は前記出力回路と前記入力回路の共通端子である。前記中央処理装置は、前記出力回路によりタッチセンサを放電した後、前記出力回路を高出力インピーダンス状態にする。タッチセンサの接触検知を行うために用いる外部端子の数を最小にすることができる。
【００２１】
〔７〕＜個別端子＞項のタッチセンサシステムにおいて、例えば、前記外部端子は前記出力回路と前記入力回路との間で個別化される。個別化された出力回路用の第１外部端子と入力回路用の第２外部端子との間に、第２外部端子から第１外部端子の向きを順方向とするダイオード（６）が配置される。インタフェース部の入力回路と出力回路の端子を個別端子としてその間をダイオードにて分離するから、入力回路による入力動作において、入力回路よりも大きなトランジスタを用いる出力回路のソース・ドレイン寄生容量が電流積分動作に影響を与えない。高い精度で接触検知を行うことができる。ダイオードに代えてスイッチを採用してもよいが、その場合にはスイッチ制御のための外部端子が新たに必要になる。
【００２２】
〔８〕＜外付け抵抗に応じたミラー電流＞項１のタッチセンサシステムにおいて、例えば、前記電流源回路は定電流回路であり、この定電流回路は電流ミラー回路を有し、前記電流ミラー回路はマイクロコンピュータに専用端子を介して外付される抵抗素子（４）の抵抗値に応じて出力電流値が設定される。外付け抵抗を必要としても、一つあればよく、抵抗値もタッチセンサに直列配置する場合に比べて小さくて済む。
【００２３】
〔９〕＜電流ミラー比の選択回路＞項１のタッチセンサシステムにおいて、例えば、前記電流源回路は定電流回路であり、この定電流回路は出力電流の電流ミラー比が選択回路（４１〜４６）により選択される電流ミラー回路を有し、前記電流ミラー回路は選択された電流ミラー比に応じて出力電流値が設定される。電流ミラー比の選択によって所要の積分動作を選択することができる。
【００２４】
〔１０〕＜計数クロック周波数に反比例する出力電流値の選択＞項９のタッチセンサシステムにおいて、前記中央処理装置は、前記電流ミラー比で決まる電流値が前記計数回路の計数動作に用いるクロック信号の周波数と反比例する関係をもって前記電流ミラー比を前記選択回路に選択させる。前記クロック信号の周波数に応じてそれに反比例する電流値を出力する電流ミラー比を選択する、という関係により、計数回路の計数動作に用いるクロック信号周波数が変わっても、タッチセンサに対する充電又は放電の積分動作時間は変更されないから、中央処理装置による処理動作、そしてこれを規定する処理プログラムの変更を要しない。マイクロコンピュータの動作クロック周波数が変更されても、タッチセンサによる接触検知のために中央処理装置が実行する動作プログラムは同じであってよい。
【００２５】
〔１１〕項１０のタッチセンサシステムにおいて、例えば、周波数を可変として前記中央処理装置の動作基準クロック信号を生成するクロックパルスジェネレータ（１４）を有し、前記計数回路の計数動作に用いるクロック信号は前記動作基準クロック信号に対して規定の分周比を有する。低消費電力モードなどに応じてクロックパルスジェネレータで生成される動作基準クロック信号の周波数がダイナミックに可変されても、タッチセンサによる接触検知のために中央処理装置が実行する動作プログラムは同じであってよい。
【００２６】
〔１２〕項１１のタッチセンサシステムにおいて、例えば、前記中央処理装置は前記動作基準クロック信号の周波数を制御する。
【００２７】
〔１３〕項１２のタッチセンサシステムにおいて、例えば、前記中央処理装置はパワーオンリセットに応答して不揮発性記憶装置(１２)から前記電流ミラー比を決定する選択制御データを読み出して前記選択回路に初期設定する。
【００２８】
〔１４〕本発明の代表的な別の実施の形態に係るタッチセンサシステムは、マイクロコンピュータと、前記マイクロコンピュータの外部端子に容量電極が接続されたタッチセンサとを有する。前記マイクロコンピュータは、前記外部端子に接続された定電流回路と、前記外部端子に接続されたインタフェース部と、前記インタフェース部に接続された計数回路と、中央処理装置と、周波数を可変として前記中央処理装置の動作基準クロック信号を生成するクロックパルスジェネレータと、を有する。前記計数回路の計数動作に用いるクロック信号は前記動作基準クロック信号に対して規定分周比を有する。前記定電流回路は出力電流の電流ミラー比が選択回路により選択される電流ミラー回路を有し、前記選択回路は前記電流ミラー比で決まる電流値が前記計数回路の計数動作に用いるクロック信号の周波数と反比例する関係をもって前記電流ミラー比を選択する。前記中央処理装置は、前記インタフェース部の出力回路によりタッチセンサの蓄積電荷を初期化した後、前記定電流回路の出力電流で前記タッチセンサに電荷を積分して前記インタフェース部の入力回路から得られる信号が反転するまでの時間を前記計数回路で取得して、前記タッチセンサへの接触を判別する。
【００２９】
〔１５〕本発明の代表的な別の実施の形態に係るマイクロコンピュータは、外部端子にタッチセンサの容量電極が接続されるマイクロコンピュータであって、前記外部端子に接続された電流源回路と、前記外部端子に接続されたインタフェース部と、前記インタフェース部に接続された計数回路と、前記インタフェース部と前記計数回路を制御する中央処理装置とを有する。前記中央処理装置は、前記インタフェース部の出力回路によりタッチセンサの蓄積電荷を初期化した後、前記電流源回路の出力電流で前記タッチセンサに電荷を積分して前記インタフェース部の入力回路から得られる信号が反転するまでの時間を前記計数回路で取得して、前記タッチセンサへの接触を判別する。
【００３０】
〔１６〕項１５のマイクロコンピュータにおいて、例えば、前記出力回路は、充電動作によって前記タッチセンサの蓄積電荷を初期化する。前記電流源回路は、外部端子から電流を引き込む放電型の定電流回路である。前記中央処理装置は、前記出力回路によりタッチセンサを充電してから、前記定電流回路に電流を引き込み、これによって入力回路から得られる信号が反転するまでの時間を前記計数回路で取得し、計数値が閾値を超えたか否かにより前記タッチセンサへの接触を判別する。
【００３１】
〔１７〕項１５のマイクロコンピュータにおいて、例えば、前記出力回路は、放電動作によって前記タッチセンサの蓄積電荷を初期化する。前記電流源回路は、外部端子に電流を供給する充電型の定電流回路である。前記中央処理装置は、前記出力回路によりタッチセンサを放電してから、前記定電流回路から電流を供給し、これによって入力回路から得られる信号が反転するまでの時間を前記計数回路で取得し、計数値が閾値を超えたか否かにより前記タッチセンサへの接触を判別する。
【００３２】
〔１８〕本発明の代表的な別の実施の形態に係るマイクロコンピュータは、外部端子にタッチセンサの容量電極が接続可能にされるマイクロコンピュータであって、前記外部端子に接続された定電流回路と、前記外部端子に接続されたインタフェース部と、前記インタフェース部に接続された計数回路と、中央処理装置と、周波数を可変として前記中央処理装置の動作基準クロック信号を生成するクロックパルスジェネレータと、を有する。前記計数回路の計数動作に用いるクロック信号は前記動作基準クロック信号に対して規定の分周比を有する。前記定電流回路は出力電流の電流ミラー比が選択回路により選択される電流ミラー回路を有し、前記選択回路は前記電流ミラー比で決まる電流値が前記計数回路の計数動作に用いるクロック信号の周波数と反比例する関係をもって前記電流ミラー比を選択する。前記中央処理装置は、前記インタフェース部の出力回路によりタッチセンサの蓄積電荷を初期化した後、前記定電流回路の出力電流で前記タッチセンサに電荷を積分して前記インタフェース部の入力回路から得られる信号が反転するまでの時間を前記計数回路で取得して、前記タッチセンサへの接触を判別する。
【００３３】
２．実施の形態の詳細
実施の形態について更に詳述する。
【００３４】
《放電型定電流回路採用によるタッチセンサシステム》
図１には本発明に係るタッチセンサシステムの構成が例示される。タッチセンサシステムはマイクロコンピュータ１とタッチセンサ２からなる。タッチセンサ２の一方の容量電極はマイクロコンピュータ１の外部端子Ｐ１に接続される。マイクロコンピュータ１は、特に制限されないが、相補型ＭＯＳ集積回路製造技術などによって単結晶シリコン基板などの１個の半導体基板に形成される。マイクロコンピュータ１は、プログラムを実行する中央処理装置（ＣＰＵ）１０、ＣＰＵ１０のワーク領域もしくはデータの一時記憶領域として利用されるＲＡＭ１１、ＣＰＵ１０が実行するプログラムや初期化データなどが格納されたフラッシュメモリのような電気的に書き換え可能な不揮発性メモリ（ＮＶＭＲＹ）１２、クロックパルスジェネレータ（ＣＰＧ）１４、代表的に示されたインタフェース部２０、放電型の定電流回路１８、及び計数回路としてのカウンタ（ＣＮＴ）１９を有する。１３は内部バスを意味する。ここではタッチセンサ２の接触検知を行うために必要な構成を示すものであり、マイクロコンピュータ１はその他のデータ処理に必要な別のインタフェース部や周辺回路モジュールを備えてよいことは言うまでもない。
【００３５】
インタフェース部２０は例えばｐチャンネル型の出力ＭＯＳトランジスタ７０及びｎチャンネル型の出力ＭＯＳトランジスタ７１が直列されたプッシュ・プル型の出力回路としての出力バッファ７５と、ｐチャンネル型の入力ＭＯＳトランジスタ８７Ａ及びｎチャンネル型の入力ＭＯＳトランジスタ８７Ｂが直列されたプッシュ・プル型の入力回路としての入力バッファ８７を備える。出力バッファ７５の出力ノードと入力バッファ８７の入力ノードは前記外部端子Ｐ１に共通接続される。インタフェース部２０の出力動作と入力動作はＣＰＵ１０から供給される信号群２５によって制御される。
【００３６】
定電流回路１８は外部端子Ｐ２，Ｐ３に外付けされた抵抗素子４を介して電源電圧ＶＤＤから供給される電流に基づいて定電流を引き込む。定電流回路１８はで引き込み電流を決める電流ミラー回路を有し、電流ミラー回路で選択される電流ミラー比はＣＰＵ１０が選択制御回路４６に与える制御データ２８で決まる。定電流の引き込みノードは前記外部端子Ｐ１に接続され、定電流の引き込み動作は入力バッファ８７の入力動作に同期して開始され、その指示はＣＰＵ１０が信号２６によって与えられる。
【００３７】
クロックパルスジェネレータ１４はクロック端子Ｐ４，Ｐ５に外付けされた振動子３と奇数段のインバータ１５によって構成されたリングオシレータで発振動作を行い、発振信号周波数を分周回路１６で１／Ｎに下げて、ＣＰＵ１の動作基準クロック信号として利用されるクロック信号ＣＬＫを生成する。分周回路１６による分周比はＣＰＵ１０が出力する制御データ２８で決まる。ＣＰＵ１０はこのクロック信号ＣＬＫに同期してデータ処理を行う。
【００３８】
カウンタ１９はＣＰＵ１の動作基準クロック信号に対して規定の分周比を有するクロック信号としてクロック信号ＣＬＫを計数する。カウンタ１９は、入力バッファ８７の入力動作の開始に同期して計数動作を開始し、入力バッファ８７の出力ノードの信号がハイレベルに判定されるのに同期して計数動作を終了する。計数動作の開始はＣＰＵ１０が信号２７によって与える。
【００３９】
ＣＰＵ１０は、出力バッファ７５の出力ＭＯＳトランジスタ７１からハイレベルを出力させてタッチセンサ２を充電して初期化した後、出力バッファ７５を高インピーダンス状態とし、前記定電流回路１８に電流引き込み動作を開始させる。これと共に、ＣＰＵ１０は入力バッファ８７に入力動作を開始させ、カウンタ１９に計数動作を開始させる。定電流回路１８の電流引き込み動作によって徐々にタッチセンサ２に電荷が充電され、充電レベルが入力バッファ８７の論理閾値電圧を超えると、入力バッファ８７の出力信号がローレベルからハイレベルに反転され、これに同期してカウンタ１９は計数動作を停止する。ＣＰＵ１０はその計数値を例えばカウントアップ割り込みを介して取得してタッチセンサ２への人の接触の有無を判別する。タッチセンサ２に人が接触することによって外部端子Ｐ１から見える容量成分は人の等価容量値である大凡５ｐＦ増えるから、カウンタ１９による計数値が閾値を越えている場合には人が接触したと判別する。例えば図９のタイミングチャートにおいてＴ１を出力バッファ７５による充電期間とすると、外部端子Ｐ１の電位は、人がタッチセンサ２に接触しないときは波形Ｗ１にように変化され、人がタッチセンサ２に接触したときは波形Ｗ２にように変化される。Ｖｔｈを入力バッファ８７の論理閾値電圧とすれば、人がタッチセンサ２に接触しないときは波形Ｗ１のように変化され、人がタッチセンサ２に接触したときは波形Ｗ２のように変化される。人がタッチセンサ２に接触していないときのカウンタ１９の計数値は波形Ｗ１が閾値電圧Ｖｔｈを横切ったときの値Ｎ１とされ、人がタッチセンサ２に接触したときのカウンタ１９の計数値は波形Ｗ２が閾値電圧Ｖｔｈを横切ったときの値Ｎ２とされる。ＣＰＵ１０は、その計数値が閾値Ｎｔｈよりも小さければ人がタッチセンサ２に接触していないと判定し、その計数値が閾値Ｎｔｈよりも大きければ人がタッチセンサ２に接触したと判定する。
【００４０】
上記によれば、初期化されたタッチセンサに電荷を積分するのに必要な電流はマイクロコンピュータ内部の定電流回路１８が供給するから、タッチセンサ２に直列させて大きな抵抗素子をマイクロコンピュータに外付けすることを要しない。更に、外部端子Ｐ１に対する電流引き込みは定電流で行われ、タッチセンサ２に対する放電レベルが時間に比例するから、接触検知の精度も高くなる。
【００４１】
《電流ミラー比を選択可能な定電流回路》
図２には電流ミラー比を選択可能な放電形の定電流回路が例示される。定電流回路１８は、初段電流ミラー回路として、抵抗素子４を介して電源電圧ＶＤＤから電流が供給され、ドレイン・ゲートが接続されたｎチャンネル型のＭＯＳトランジスタ３０と、このＭＯＳトランジスタ３０のドレイン・ソース電流が鏡映されるｎチャンネル型のＭＯＳトランジスタ３１〜３５と、ＭＯＳトランジスタ３１〜３５のドレインに接続された選択スイッチ４１〜４５と、選択スイッチ４１〜４５のスイッチ制御を行う選択制御回路４６とを有する。ＭＯＳトランジスタ３０のＷ／ＬをＸ１とすると、ＭＯＳトランジスタ３１〜３５には例えば順次Ｘ１，Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４のＷ／Ｌが設定され、選択スイッチ４１〜４５におけるオン状態の組合せに応じて電流ミラー比の選択が可能にされる。選択制御回路４６によるスイッチ４１〜４５の選択はＣＰＵ１０から供給される制御データ２８によって決定される。
【００４２】
次段には、選択スイッチ４１〜４５の共通接続ノードと電源電圧ＶＤＤとの間に配置されドレイン・ゲートが接続されたｐチャンネル型のＭＯＳトランジスタ３６と、このＭＯＳトランジスタ３６のソース・ドレイン電流が鏡映されるｐチャンネル型のＭＯＳトランジスタ３７とから成る電流ミラー回路が設けられ、最終段には、ＭＯＳトランジスタ３７に流れる電流を受け、ドレイン・ゲートが接続されたｎチャンネル型のＭＯＳトランジスタ５１と、このＭＯＳトランジスタ５１のドレイン・ソース電流が鏡映されるｎチャンネル型のＭＯＳトランジスタ５２〜５４とから成る電流ミラー回路が設けられる。外部端子Ｐ１には例えばＭＯＳトランジスタ５２のドレインが結合される。図１では1個のタッチセンサ２を例示したが実際には多数のタッチセンサの接触検知を行うことができるようにインタフェース部２０や外部端子Ｐ２が複数個も受けられ、カウンタ１９が複数チャネルも受けられている。これに対応して定電流回路１８も複数の電流引き込み用のＭＯＳトランジスタ５２〜５４を備えている。５５は最終段の電流ミラー回路のパワースイッチＭＯＳトランジスタであり、このＭＯＳトランジスタ５５が信号２６によってオン状態にされているとき、外部端子Ｐ１に対する電流引き込み動作を行う。
【００４３】
電源電圧ＶＤＤから定電流回路１８に供給する電流を抵抗素子４によって規定しているが、外付け抵抗素子４が必要としても、一つあればよく、その抵抗値もタッチセンサに直列配置する場合に比べて小さくて済む。
【００４４】
《カウンタのクロック周波数に反比例する出力電流値の選択》
引き込み電流を決める電流ミラー比が選択可能な定電流回路１８を用いるので、電流ミラー比の選択によって所要の積分動作を選択することができる。特に、ＣＰＵ１０は、カウンタの計数動作に用いるクロック信号ＣＬＫの周波数と定電流回路１８が出力する引き込み電流との積が一定となるように定電流回路１８の電流ミラー比とクロックパルスジェネレータ１４の分周比とを制御データ２８によって制御する。換言すれば、ＣＰＵ１０は、前記電流ミラー比で決まる電流値がカウンタ１９の計数動作に用いるクロック信号の周波数と反比例する関係をもって前記電流ミラー比を選択を前記選択回路４１〜４５に選択させる。即ち、クロック信号ＣＬＫの周波数がｍＭＨｚの場合に電流ミラー比をｎとするとき、クロック信号ＣＬＫの周波数がｍ／２ＭＨｚの場合に電流ミラー比を２ｎとする。これにより、カウンタ１９の計数動作に用いるクロック信号ＣＬＫの周波数が変わっても、タッチセンサ２に対する放電の積分動作時間は変更されないから、ＣＰＵ１０による処理動作、そしてこれを規定する処理プログラムの変更を要しない。マイクロコンピュータ１の動作クロック周波数ＣＬＫがその適用システムに応じて変更されても、タッチセンサ２による接触検知のためにＣＰＵ１０が実行する動作プログラムは同じであってよい。また、低消費電力モードや高速動作モードのようにマイクロコンピュータ１の動作モードに応じてクロックパルスジェネレータ１４で生成される動作基準クロック信号ＣＬＫの周波数がダイナミックに可変されても、タッチセンサ２による接触検知のためにＣＰＵ１０が実行する動作プログラムは同じであってよい。
【００４５】
定電流回路１８の電流ミラー比と分周回路１６の分周比を初期的に設定するには、例えば、パワーオンリセットに応答してＣＰＵ１０が不揮発性記憶装置１２から電流ミラー比と分周比を決定する制御データ２８を読み出して選択制御回路４６にセットし、分周回路１６のデフォルト値を制御データ２８で書換えればよい。
【００４６】
図３には定電流回路１８にバンドギャップリファレンス回路を適用した例が示される。バンドギャップリファレンス回路９０は電流発生回路と電流電圧変換回路２４とを有する。電流発生回路は、第１のカレントミラー回路を構成するＰチャネル型ＭＯＳトランジスタ６０，６１と、第２のカレントミラー回路を構成するＮチャネル型ＭＯＳトランジスタ６３，６４と、ダイオード６５，６６と、抵抗６８（抵抗値Ｒ１）とを有する。ボルツマン定数をｋ、絶対温度をＴ、電子の素電荷量をｑ、ダイオード６５及び６８の接合面積ＳをそれぞれＳ３及びＳ４とし、その面積比Ｓ４／Ｓ３をＮとするとＭＯＳトランジスタ６０，６１のドレイン・ソース間電流ＩＰ６１は、
ＩＰ６１＝（１／Ｒ１）・（ｋＴ／ｑ）・ｌｎ（Ｎ）…（１）
で表される。電流電圧変換回路は、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ６２、抵抗６９（抵抗値Ｒ２）、ダイオード６７を有し、電流発生回路１４から供給された定電流ＩＰ６１を電圧に変換する。これにより、ＭＯＳトランジスタ６２のドレインから基準電圧Ｖｒｅｆを取り出すことができる。ダイオードＤ５の順方向電圧をＶＦとすると、基準電圧Ｖｒｅｆは、
Ｖｒｅｆ＝（Ｒ１１／Ｒ１０）・（ｋＴ／ｑ）・ｌｎ（Ｎ）＋ＶＦ…（２）
で表される。これによれば、抵抗６８及び６９の抵抗値と、ダイオード６５及び６８の接合面積比Ｎの値とを適切な値に選ぶことによって、比較的温度の影響を受けない出力電圧としての基準電圧Ｖｒｅｆを得ることができる。
【００４７】
前記定電流回路１８の動作電源としてそのような基準出何つＶｒｅｆを用いることにより前記定電流回路１８で生成する動引き込み電流の温度による影響を小さくでき、タッチセンサ２の接触検知を更に高精度で行うことが可能になる。
【００４８】
《インタフェース部》
図４にはインタフェース部２０の一例として汎用入出力ポートの１ビット分（ポート単位）２０Ａが例示される。汎用入出力ポートのポート単位２０Ａは、前記入力バッファ８７と出力バッファ７５を構成するＭＯＳトランジスタ７０，７１のほかに、ｐチャンネル型のプルアップＭＯＳトランジスタ７２、静電破壊防止用ダイオード７３，７４を有し、更に入力バッファ８７、出力バッファ７５及びプルアップＭＯＳトランジスタの動作を制御するための論理を構成するナンドゲート８０，８１、ノアゲート８２及びインバータ８３，８４を備えると共に、方向レジスタ８８及びデータレジスタ８９を有して構成される。ＰＵＰＳはプルアップ選択信号、ＡＩＮはアナログ入力、Ｄｉは内部バス１３におけるデータ信号の１ビットを意味する。実際にはマイクロコンピュータ１は複数のポート単位を備える。ここでは１個のポート単位２０Ａをタッチセンサの接触検知に用いている。方向レジスタ８８の出力がローレベルのとき出力バッファ７５は高出力インピーダンス状態にされ、入力バッファ８７は入力動作可能にされる。方向レジスタ８８の出力がハイレベルのとき入力バッファ８７の入力動作は抑制され、出力バッファ７５はデータレジスタ８の値に従った論理値の信号を出力可能にされる。
【００４９】
図４に例示されるようにタッチセンサの接触検知の最小単位として１個のポート単位を採用し、外部端子Ｐ１を出力バッファ７５と入力バッファ８７の共通端子とする場合、ＣＰＵ１０は、出力バッファ７５によりタッチセンサ２を充電した後、出力バッファ７５を高出力インピーダンス状態にすることが必要である。このように、外部端子Ｐ１を出力バッファ７５と入力バッファ８７の共通端子とすることにより、それらを別々の端子とする場合に比べて、タッチセンサ２の接触検知を行うために用いる外部端子の数を少なくすることができる。
【００５０】
図５にはタッチセンサの接触検知に用いる外部端子を出力バッファ７５と入力バッファ８７とで個別化した例が示される。図５のマイクロコンピュータ１Ａにおいて、Ｐ１Ａは出力バッファ７５に割当てられた外部端子、Ｐ１Ｂは入力バッファ８７に割当てられた外部端子である。外部端子Ｐ１ＡとＰ１Ｂとの間には外部端子Ｐ１ＡからＰ１Ｂの向きを順方向とするダイオード５が配置され、外部端子Ｐ１Ｂにタッチセンサ２の容量電極が接続される。インタフェース部２０Ａにおいて、１個のポート単位２０Ａはタッチセンサ２の初期化出力動作のために出力バッファ７５だけを用いる。定電流回路１８の電流引き込みノードは外部端子Ｐ１Ｂに接続する。外部端子Ｐ１Ｂに接続する入力バッファ８７は前記ポート単位２０Ａとは異なる単位回路２０Ｂに含まれる。単位回路２０Ｂは出力バッファを持たず、入力バッファ８７の入力ノードには、入力バッファよりも大きなＭＯＳトランジスタを用いる出力バッファのソース・ドレイン寄生容量のような大きな入力容量は存在しない。出力バッファ７５と入力バッファ８７とのまで外部端子Ｐ１Ａ，Ｐ１Ｂが個別化され、個別化された外部端子Ｐ１Ａ，Ｐ１Ｂの間に、出力用の外部端子Ｐ１Ａから入力用の外部端子Ｐ１Ｂの向きを順方向とするダイオード５が配置されて外部端子Ｐ１Ｂから出力バッファ７５の大きな入力寄生容量が見えなくなっているから、入力バッファ８７による入力動作において、出力回路７５の入力寄生容量が電流積分動作に影響を与えない。これにより、更に高い精度で接触検知を行うことができる。図５の場合に入力バッファ８７による入力動作中には出力バッファ７５は高出力インピーダンス又はローレベル出力状態にされなければならない。尚、ダイオード５に代えてスイッチを採用してもよいが、その場合にはスイッチ制御のための外部端子が新たに必要になり、また、当該スイッチのソース・ドレイン寄生容量が不所望な入力容量を構成することになる。
【００５１】
《充電型定電流回路採用によるタッチセンサシステム》
図６には充電型定電流回路を採用したタッチセンサシステムが例示される。充電型定電流回路を採用する場合、出力バッファ７５は、放電動作によってタッチセンサ２の蓄積電荷を初期化する。定電流回路１８Ａは、外部端子Ｐ１に電流を供給する充電型の回路である。ＣＰＵ１０は、出力バッファ７５によりタッチセンサ２を放電してから、定電流回路１８Ａから電流を供給し、これによって入力バッファ８７から得られる信号が反転するまでの時間をカウンタ１９で取得し、計数値が閾値Ｎｔｈを超えたか否かによりタッチセンサ２への接触を判別する。例えば図１０のタイミングチャートにおいてＴ１を出力バッファ７５による放電期間とすると、外部端子Ｐ１の電位は、人がタッチセンサ２に接触しないときは波形Ｗ３にように変化され、人がタッチセンサ２に接触したときは波形Ｗ４にように変化される。Ｖｔｈを入力バッファ８７の論理閾値電圧とすれば、人がタッチセンサ２に接触しないときは波形Ｗ３のように変化され、人がタッチセンサ２に接触したときは波形Ｗ４のように変化される。人がタッチセンサ２に接触していないときのカウンタ１９の計数値は波形Ｗ３が閾値電圧Ｖｔｈを横切ったときの値Ｎ３とされ、人がタッチセンサ２に接触したときのカウンタ１９の計数値は波形Ｗ４が閾値電圧Ｖｔｈを横切ったときの値Ｎ４とされる。ＣＰＵ１０は、その計数値が閾値Ｎｔｈよりも小さければ人がタッチセンサ２に接触していないと判定し、その計数値が閾値Ｎｔｈよりも大きければ人がタッチセンサ２に接触したと判定する。
【００５２】
図６のその他の構成は図１で説明した構成と同じであるからその詳細な説明は省略する。
【００５３】
図６の場合も初期化されたタッチセンサ２に電荷を積分するのに必要な電流はマイクロコンピュータ内部の定電流回路１８Ａが供給するから、タッチセンサ２に直列させて大きな抵抗素子をマイクロコンピュータ１Ｂに外付けすることを要しない。更に、外部端子Ｐ１に対する電流供給は定電流で行われ、タッチセンサ２に対する充電レベルが時間に比例するから、接触検知の精度も高くなる。
【００５４】
図７には充電型定電流回路１８Ａが例示される。ＭＯＳトランジスタ３６に流れる電流を鏡映するＭＯＳトランジスタとして３７〜３９が設けられて最終段の電流ミラー回路が構成され、この最終段の電流ミラー回路のパワースイッチＭＯＳトランジスタとしてｐチャンネル型ＭＯＳトランジスタ５７がＭＯＳトランジスタ３７〜３９の共通ソースノードに接続された点が図２と相違される。このＭＯＳトランジスタ５７が信号２６によってオン状態にされているとき、外部端子Ｐ１に対する電流供給動作を行う。その他の構成は図２と同様であるからその詳細な説明は省略する。
【００５５】
特に図示はしないが、図７の定電流回路１８Ａにおいても図３と同様にバンドギャップリファレンス回路９０で生成される基準電圧Ｖｒｅｆを動作電源とすることも可能である。
【００５６】
図８には充電型定電流回路を採用したマイクロコンピュータにおいてタッチセンサの接触検知に用いる外部端子を出力バッファ７５と入力バッファ８７とで個別化した例が示される。図８のマイクロコンピュータ１Ａにおいて、Ｐ１Ａは出力バッファ７５に割当てられた外部端子、Ｐ１Ｂは入力バッファ８７に割当てられた外部端子である。外部端子Ｐ１ＡとＰ１Ｂとの間には外部端子Ｐ１ＢからＰ１Ａの向きを順方向とするダイオード６が配置され、外部端子Ｐ１Ｂにタッチセンサ２の容量電極が接続される。インタフェース部２０Ａにおいて、１個のポート単位２０Ａはタッチセンサ２の初期化出力動作のために出力バッファ７５だけを用いる。定電流回路１８の電流供給ノードは外部端子Ｐ１Ｂに接続する。外部端子Ｐ１Ｂに接続する入力バッファ８７は前記ポート単位２０Ａとは異なる単位回路２０Ｂに含まれる。単位回路２０Ｂは出力バッファを持たず、入力バッファ８７の入力ノードには、入力バッファよりも大きなＭＯＳトランジスタを用いる出力バッファのソース・ドレイン寄生容量のような大きな入力容量は存在しない。出力バッファ７５と入力バッファ８７との間で外部端子Ｐ１Ａ，Ｐ１Ｂが個別化され、個別化された外部端子Ｐ１Ａ，Ｐ１Ｂの間に、外部端子Ｐ１Ｂから外部端子Ｐ１Ａの向きを順方向とするダイオード６が配置されて外部端子Ｐ１Ｂから出力バッファ７５の大きな入力寄生容量が見えなくなっているから、入力バッファ８７による入力動作において、出力回路７５の入力寄生容量が電流積分動作に影響を与えない。図５の場合と同様に高い精度で接触検知を行うことができる。図８の場合に入力バッファ８７による入力動作中には出力バッファ７５は高出力インピーダンス又はハイレベル出力状態にされなければならない。
【００５７】
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
【００５８】
例えば、定電流回路１８，１８ＡのパワースイッチＭＯＳトランジスタ１８，１８Ａは省略してもよい。出力バッファ７５の充電，放電動作は定電流回路１８，１８Ａによる放電、充電動作に勝るからである。マイクロコンピュータ１をタッチセンサ２の接触検知に用いない場合には抵抗素子４を設けなければよい。
【００５９】
また、マイクロコンピュータが内蔵する回路モジュールの種類やバス接続の構成は図２に限定されず適宜変更可能である。入力回路はＣＭＯＳインバータによって構成される入力バッファに限定されず、所定の論理閾値を持つ論理ゲートやコンパレータ等の適宜の回路構成に変更することができる。タッチセンサは複数個をマトリクス状に配置し、Ｘ方向とＹ方向に夫々検出ノードを複数個持つように構成されものであってもよい。夫々の検出ノードを異なる外部端子に接続してタッチセンサシステを構成すればよい。
【符号の説明】
【００６０】
１，1Ａ，1Ｂ マイクロコンピュータ
２ タッチセンサ
Ｐ１ 外部端子
１０ 中央処理装置（ＣＰＵ）
１４ クロックパルスジェネレータ（ＣＰＧ）
１６ 分周回路
１８，１８Ａ 定電流回路
１９ カウンタ（ＣＮＴ）
２０ インタフェース部
２０Ａ ポート単位
２０Ｂ 単位回路
２８ 制御データ
４１〜４５ 選択スイッチ
４６ 選択制御回路
７０ ｐチャンネル型の出力ＭＯＳトランジスタ
７１ ｎチャンネル型の出力ＭＯＳトランジスタ
７５ 出力バッファ
８７Ａ ｐチャンネル型の入力ＭＯＳトランジスタ
８７Ｂ ｎチャンネル型の入力ＭＯＳトランジスタ
８７ 入力バッファ
ＣＬＫ クロック信号
Ｐ１Ａ 出力バッファに割当てられた外部端子
Ｐ１Ｂ 入力バッファに割当てられた外部端子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチセンサによる接触検知を行うタッチセンサシステム、及び当該システムに好適なマイクロコンピュータに関する。
【背景技術】
【０００２】
静電容量型のタッチセンサによる接触検知を行う技術は、例えば特許文献１，２に代表されるようにタッチセンサの容量電極に抵抗を接続し、そのＣＲ時定数に従った充電又は放電カーブの変化に基づいてタッチセンサへの接触に有無を検知することが広く知られている。例えば、人体の静電容量は８ｐＦ程度であり、ＣＲ時定数に従った充電又は放電カーブがそのような容量値の増加によって変化した状態を、当該カーブが閾値電圧を横切るまでの時間の相違によって検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３５７７４４号公報
【特許文献２】特開２００８−１０２８８５公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者はタッチセンサの接触検知をそのようなＣＲ時定数を用いて行う技術について検討した。これによれば、人の接触による容量値変化が小さいから、タッチセンサに数メガ・オームの大きな抵抗を接続することが必要になり、そのような大きな抵抗を個々に用意して基板上に実装しなければならない。例えば検出処理にマイクロコンピュータを用いる場合にその入出力ポートにはタッチセンサの容量電極だけでなく大きな抵抗素子を容量電極毎に外付けすることが必要になるから、その処理工数が増え、外付け部品点数も増えてしまう。
【０００５】
本発明の目的は、大きな抵抗素子を必要とすることなくマイクロコンピュータを用いてタッチセンサによる接触検知を行うことができるタッチセンサシステム、そして当該タッチセンサシステムに好適なマイクロコンピュータを提供することにある。
【０００６】
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。
【０００８】
すなわち、マイクロコンピュータの外部端子にタッチセンサの容量電極を接続し、前記マイクロコンピュータは、前記外部端子に夫々接続された電流源回路（例えば定電流回路）及びインタフェース部と、インタフェース部に接続された計数回路と、中央処理装置とを備え、この中央処理装置は、前記インタフェース部の出力回路によりタッチセンサの蓄積電荷を初期化した後、前記電流源回路の出力電流で前記タッチセンサに電荷を積分して前記インタフェース部の入力回路から得られる信号が反転するまでの時間を前記計数回路で取得し、その計数値に基づいてタッチセンサへの接触を判別する。
【０００９】
初期化されたタッチセンサに電荷を積分するのに必要な電流はマイクロコンピュータ内部の電流源回路が供給するから、大きな抵抗素子をマイクロコンピュータに外付けすることを要しない。
【発明の効果】
【００１０】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。
【００１１】
すなわち、大きな抵抗素子を必要とすることなくマイクロコンピュータを用いてタッチセンサによる接触検知を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は放電型定電流回路を採用したタッチセンサシステムが例示されるブロック図である。
【図２】図２は電流ミラー比を選択可能な放電形の定電流回路が例示される回路図である。
【図３】図３は定電流回路１８にバンドギャップリファレンス回路を適用した例を示す回路図である。
【図４】図４はインタフェース部２０の一例として汎用入出力ポートの１ビット分（ポート単位）を例示するブロック図である。
【図５】図５は図１に対してタッチセンサの接触検知に用いる外部端子を出力バッファと入力バッファとで個別化したタッチセンサシステムを例示するブロック図である。
【図６】図６は充電型定電流回路を採用したタッチセンサシステムが例示されるブロック図である。
【図７】図７には充電型定電流回路が例示される回路図である。
【図８】図８は図６に対してタッチセンサの接触検知に用いる外部端子を出力バッファと入力バッファとで個別化したタッチセンサシステムを例示するブロック図である。
【図９】図９は図１のタッチセンサシステムにおけるタッチセンサの接触検知動作を例示するタイミングチャートである。
【図１０】図１０は図６のタッチセンサシステムにおけるタッチセンサの接触検知動作を例示するタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
１．実施の形態の概要
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。代表的な実施の形態についての概要説明で括弧を付して参照する図面中の参照符号はそれが付された構成要素の概念に含まれるものを例示するに過ぎない。
【００１４】
〔１〕本発明の代表的な実施の形態に係るタッチセンサシステムは、マイクロコンピュータ（１，１Ａ，１Ｂ）と、前記マイクロコンピュータの外部端子（Ｐ１，Ｐ１Ａ，Ｐ１Ｂ）に容量電極が接続されたタッチセンサ（２）とを有する。前記マイクロコンピュータは、前記外部端子に接続された電流源回路（１８，１８Ａ）と、前記外部端子に接続されたインタフェース部(２０)と、前記インタフェース部に接続された計数回路(１９)と、前記インタフェース部と前記計数回路を制御する中央処理装置(１０)とを有する。前記中央処理装置は、前記インタフェース部の出力回路(７５)によりタッチセンサの蓄積電荷を初期化した後、前記電流源回路の出力電流で前記タッチセンサに電荷を積分して前記インタフェース部の入力回路（８７）から得られる信号が反転するまでの時間を前記計数回路で取得して、前記タッチセンサへの接触を判別する。
【００１５】
初期化されたタッチセンサに電荷を積分するのに必要な電流はマイクロコンピュータ内部の電流源回路が供給するから、大きな抵抗素子をマイクロコンピュータに外付けすることを要しない。
【００１６】
〔２〕＜放電型定電流回路採用＞項１のタッチセンサシステムにおいて、例えば、前記出力回路は、充電動作によって前記タッチセンサの蓄積電荷を初期化する。前記電流源回路は、外部端子から電流を引き込む放電型の定電流回路（１８）である。前記中央処理装置は、前記出力回路によりタッチセンサを充電してから、前記定電流回路に電流を引き込み、これによって入力回路から得られる信号が反転するまでの時間を前記計数回路で取得し、計数値が閾値を超えたか否かにより前記タッチセンサへの接触を判別する。タッチセンサの初期化蓄積電荷を放電させる動作によってタッチセンサの接触検知を行うことができる。
【００１７】
〔３〕＜共通端子＞項２のタッチセンサシステムにおいて、例えば、前記外部端子（Ｐ１）は前記出力回路と前記入力回路の共通端子である。前記中央処理装置は、前記出力回路によりタッチセンサを充電した後、前記出力回路を高出力インピーダンス状態にする。タッチセンサの接触検知を行うために用いる外部端子の数を最小にすることができる。
【００１８】
〔４〕＜個別端子＞項２のタッチセンサシステムにおいて、前記外部端子は前記出力回路と前記入力回路との間で個別化された端子（Ｐ１Ａ，Ｐ１Ｂ）である。個別化された出力回路用の第１外部端子(Ｐ１Ａ)と入力回路用の第２外部端子（Ｐ１Ｂ）との間に、第１外部端子から第２外部端子の向きを順方向とするダイオードが配置される。インタフェース部の入力回路と出力回路の端子を個別端子としてその間をダイオード（５）にて分離するから、入力回路による入力動作において、入力回路よりも大きなトランジスタを用いる出力回路のソース・ドレイン寄生容量が電流積分動作に影響を与えない。高い精度で接触検知を行うことができる。ダイオードに代えてスイッチを採用してもよいが、その場合にはスイッチ制御のための外部端子が新たに必要になる。
【００１９】
〔５〕＜充電型定電流回路採用＞項１のタッチセンサシステムにおいて、例えば、前記出力回路は、放電動作によって前記タッチセンサの蓄積電荷を初期化する。前記電流源回路は、外部端子に電流を供給する充電型の定電流回路（１８Ａ）である。前記中央処理装置は、前記出力回路によりタッチセンサを放電してから、前記定電流回路から電流を供給し、これによって入力回路から得られる信号が反転するまでの時間を前記計数回路で取得し、計数値が閾値を超えたか否かにより前記タッチセンサへの接触を判別する。初期化されたタッチセンサに充電する動作によってタッチセンサの接触検知を行うことができる。
【００２０】
〔６〕＜共通端子＞項５のタッチセンサシステムにおいて、前記外部端子は前記出力回路と前記入力回路の共通端子である。前記中央処理装置は、前記出力回路によりタッチセンサを放電した後、前記出力回路を高出力インピーダンス状態にする。タッチセンサの接触検知を行うために用いる外部端子の数を最小にすることができる。
【００２１】
〔７〕＜個別端子＞項のタッチセンサシステムにおいて、例えば、前記外部端子は前記出力回路と前記入力回路との間で個別化される。個別化された出力回路用の第１外部端子と入力回路用の第２外部端子との間に、第２外部端子から第１外部端子の向きを順方向とするダイオード（６）が配置される。インタフェース部の入力回路と出力回路の端子を個別端子としてその間をダイオードにて分離するから、入力回路による入力動作において、入力回路よりも大きなトランジスタを用いる出力回路のソース・ドレイン寄生容量が電流積分動作に影響を与えない。高い精度で接触検知を行うことができる。ダイオードに代えてスイッチを採用してもよいが、その場合にはスイッチ制御のための外部端子が新たに必要になる。
【００２２】
〔８〕＜外付け抵抗に応じたミラー電流＞項１のタッチセンサシステムにおいて、例えば、前記電流源回路は定電流回路であり、この定電流回路は電流ミラー回路を有し、前記電流ミラー回路はマイクロコンピュータに専用端子を介して外付される抵抗素子（４）の抵抗値に応じて出力電流値が設定される。外付け抵抗を必要としても、一つあればよく、抵抗値もタッチセンサに直列配置する場合に比べて小さくて済む。
【００２３】
〔９〕＜電流ミラー比の選択回路＞項１のタッチセンサシステムにおいて、例えば、前記電流源回路は定電流回路であり、この定電流回路は出力電流の電流ミラー比が選択回路（４１〜４６）により選択される電流ミラー回路を有し、前記電流ミラー回路は選択された電流ミラー比に応じて出力電流値が設定される。電流ミラー比の選択によって所要の積分動作を選択することができる。
【００２４】
〔１０〕＜計数クロック周波数に反比例する出力電流値の選択＞項９のタッチセンサシステムにおいて、前記中央処理装置は、前記電流ミラー比で決まる電流値が前記計数回路の計数動作に用いるクロック信号の周波数と反比例する関係をもって前記電流ミラー比を前記選択回路に選択させる。前記クロック信号の周波数に応じてそれに反比例する電流値を出力する電流ミラー比を選択する、という関係により、計数回路の計数動作に用いるクロック信号周波数が変わっても、タッチセンサに対する充電又は放電の積分動作時間は変更されないから、中央処理装置による処理動作、そしてこれを規定する処理プログラムの変更を要しない。マイクロコンピュータの動作クロック周波数が変更されても、タッチセンサによる接触検知のために中央処理装置が実行する動作プログラムは同じであってよい。
【００２５】
〔１１〕項１０のタッチセンサシステムにおいて、例えば、周波数を可変として前記中央処理装置の動作基準クロック信号を生成するクロックパルスジェネレータ（１４）を有し、前記計数回路の計数動作に用いるクロック信号は前記動作基準クロック信号に対して規定の分周比を有する。低消費電力モードなどに応じてクロックパルスジェネレータで生成される動作基準クロック信号の周波数がダイナミックに可変されても、タッチセンサによる接触検知のために中央処理装置が実行する動作プログラムは同じであってよい。
【００２６】
〔１２〕項１１のタッチセンサシステムにおいて、例えば、前記中央処理装置は前記動作基準クロック信号の周波数を制御する。
【００２７】
〔１３〕項１２のタッチセンサシステムにおいて、例えば、前記中央処理装置はパワーオンリセットに応答して不揮発性記憶装置(１２)から前記電流ミラー比を決定する選択制御データを読み出して前記選択回路に初期設定する。
【００２８】
〔１４〕本発明の代表的な別の実施の形態に係るタッチセンサシステムは、マイクロコンピュータと、前記マイクロコンピュータの外部端子に容量電極が接続されたタッチセンサとを有する。前記マイクロコンピュータは、前記外部端子に接続された定電流回路と、前記外部端子に接続されたインタフェース部と、前記インタフェース部に接続された計数回路と、中央処理装置と、周波数を可変として前記中央処理装置の動作基準クロック信号を生成するクロックパルスジェネレータと、を有する。前記計数回路の計数動作に用いるクロック信号は前記動作基準クロック信号に対して規定分周比を有する。前記定電流回路は出力電流の電流ミラー比が選択回路により選択される電流ミラー回路を有し、前記選択回路は前記電流ミラー比で決まる電流値が前記計数回路の計数動作に用いるクロック信号の周波数と反比例する関係をもって前記電流ミラー比を選択する。前記中央処理装置は、前記インタフェース部の出力回路によりタッチセンサの蓄積電荷を初期化した後、前記定電流回路の出力電流で前記タッチセンサに電荷を積分して前記インタフェース部の入力回路から得られる信号が反転するまでの時間を前記計数回路で取得して、前記タッチセンサへの接触を判別する。
【００２９】
〔１５〕本発明の代表的な別の実施の形態に係るマイクロコンピュータは、外部端子にタッチセンサの容量電極が接続されるマイクロコンピュータであって、前記外部端子に接続された電流源回路と、前記外部端子に接続されたインタフェース部と、前記インタフェース部に接続された計数回路と、前記インタフェース部と前記計数回路を制御する中央処理装置とを有する。前記中央処理装置は、前記インタフェース部の出力回路によりタッチセンサの蓄積電荷を初期化した後、前記電流源回路の出力電流で前記タッチセンサに電荷を積分して前記インタフェース部の入力回路から得られる信号が反転するまでの時間を前記計数回路で取得して、前記タッチセンサへの接触を判別する。
【００３０】
〔１６〕項１５のマイクロコンピュータにおいて、例えば、前記出力回路は、充電動作によって前記タッチセンサの蓄積電荷を初期化する。前記電流源回路は、外部端子から電流を引き込む放電型の定電流回路である。前記中央処理装置は、前記出力回路によりタッチセンサを充電してから、前記定電流回路に電流を引き込み、これによって入力回路から得られる信号が反転するまでの時間を前記計数回路で取得し、計数値が閾値を超えたか否かにより前記タッチセンサへの接触を判別する。
【００３１】
〔１７〕項１５のマイクロコンピュータにおいて、例えば、前記出力回路は、放電動作によって前記タッチセンサの蓄積電荷を初期化する。前記電流源回路は、外部端子に電流を供給する充電型の定電流回路である。前記中央処理装置は、前記出力回路によりタッチセンサを放電してから、前記定電流回路から電流を供給し、これによって入力回路から得られる信号が反転するまでの時間を前記計数回路で取得し、計数値が閾値を超えたか否かにより前記タッチセンサへの接触を判別する。
【００３２】
〔１８〕本発明の代表的な別の実施の形態に係るマイクロコンピュータは、外部端子にタッチセンサの容量電極が接続可能にされるマイクロコンピュータであって、前記外部端子に接続された定電流回路と、前記外部端子に接続されたインタフェース部と、前記インタフェース部に接続された計数回路と、中央処理装置と、周波数を可変として前記中央処理装置の動作基準クロック信号を生成するクロックパルスジェネレータと、を有する。前記計数回路の計数動作に用いるクロック信号は前記動作基準クロック信号に対して規定の分周比を有する。前記定電流回路は出力電流の電流ミラー比が選択回路により選択される電流ミラー回路を有し、前記選択回路は前記電流ミラー比で決まる電流値が前記計数回路の計数動作に用いるクロック信号の周波数と反比例する関係をもって前記電流ミラー比を選択する。前記中央処理装置は、前記インタフェース部の出力回路によりタッチセンサの蓄積電荷を初期化した後、前記定電流回路の出力電流で前記タッチセンサに電荷を積分して前記インタフェース部の入力回路から得られる信号が反転するまでの時間を前記計数回路で取得して、前記タッチセンサへの接触を判別する。
【００３３】
２．実施の形態の詳細
実施の形態について更に詳述する。
【００３４】
《放電型定電流回路採用によるタッチセンサシステム》
図１には本発明に係るタッチセンサシステムの構成が例示される。タッチセンサシステムはマイクロコンピュータ１とタッチセンサ２からなる。タッチセンサ２の一方の容量電極はマイクロコンピュータ１の外部端子Ｐ１に接続される。マイクロコンピュータ１は、特に制限されないが、相補型ＭＯＳ集積回路製造技術などによって単結晶シリコン基板などの１個の半導体基板に形成される。マイクロコンピュータ１は、プログラムを実行する中央処理装置（ＣＰＵ）１０、ＣＰＵ１０のワーク領域もしくはデータの一時記憶領域として利用されるＲＡＭ１１、ＣＰＵ１０が実行するプログラムや初期化データなどが格納されたフラッシュメモリのような電気的に書き換え可能な不揮発性メモリ（ＮＶＭＲＹ）１２、クロックパルスジェネレータ（ＣＰＧ）１４、代表的に示されたインタフェース部２０、放電型の定電流回路１８、及び計数回路としてのカウンタ（ＣＮＴ）１９を有する。１３は内部バスを意味する。ここではタッチセンサ２の接触検知を行うために必要な構成を示すものであり、マイクロコンピュータ１はその他のデータ処理に必要な別のインタフェース部や周辺回路モジュールを備えてよいことは言うまでもない。
【００３５】
インタフェース部２０は例えばｐチャンネル型の出力ＭＯＳトランジスタ７０及びｎチャンネル型の出力ＭＯＳトランジスタ７１が直列されたプッシュ・プル型の出力回路としての出力バッファ７５と、ｐチャンネル型の入力ＭＯＳトランジスタ８７Ａ及びｎチャンネル型の入力ＭＯＳトランジスタ８７Ｂが直列されたプッシュ・プル型の入力回路としての入力バッファ８７を備える。出力バッファ７５の出力ノードと入力バッファ８７の入力ノードは前記外部端子Ｐ１に共通接続される。インタフェース部２０の出力動作と入力動作はＣＰＵ１０から供給される信号群２５によって制御される。
【００３６】
定電流回路１８は外部端子Ｐ２，Ｐ３に外付けされた抵抗素子４を介して電源電圧ＶＤＤから供給される電流に基づいて定電流を引き込む。定電流回路１８はで引き込み電流を決める電流ミラー回路を有し、電流ミラー回路で選択される電流ミラー比はＣＰＵ１０が選択制御回路４６に与える制御データ２８で決まる。定電流の引き込みノードは前記外部端子Ｐ１に接続され、定電流の引き込み動作は入力バッファ８７の入力動作に同期して開始され、その指示はＣＰＵ１０が信号２６によって与えられる。
【００３７】
クロックパルスジェネレータ１４はクロック端子Ｐ４，Ｐ５に外付けされた振動子３と奇数段のインバータ１５によって構成されたリングオシレータで発振動作を行い、発振信号周波数を分周回路１６で１／Ｎに下げて、ＣＰＵ１の動作基準クロック信号として利用されるクロック信号ＣＬＫを生成する。分周回路１６による分周比はＣＰＵ１０が出力する制御データ２８で決まる。ＣＰＵ１０はこのクロック信号ＣＬＫに同期してデータ処理を行う。
【００３８】
カウンタ１９はＣＰＵ１の動作基準クロック信号に対して規定の分周比を有するクロック信号としてクロック信号ＣＬＫを計数する。カウンタ１９は、入力バッファ８７の入力動作の開始に同期して計数動作を開始し、入力バッファ８７の出力ノードの信号がハイレベルに判定されるのに同期して計数動作を終了する。計数動作の開始はＣＰＵ１０が信号２７によって与える。
【００３９】
ＣＰＵ１０は、出力バッファ７５の出力ＭＯＳトランジスタ７１からハイレベルを出力させてタッチセンサ２を充電して初期化した後、出力バッファ７５を高インピーダンス状態とし、前記定電流回路１８に電流引き込み動作を開始させる。これと共に、ＣＰＵ１０は入力バッファ８７に入力動作を開始させ、カウンタ１９に計数動作を開始させる。定電流回路１８の電流引き込み動作によって徐々にタッチセンサ２に電荷が充電され、充電レベルが入力バッファ８７の論理閾値電圧を超えると、入力バッファ８７の出力信号がローレベルからハイレベルに反転され、これに同期してカウンタ１９は計数動作を停止する。ＣＰＵ１０はその計数値を例えばカウントアップ割り込みを介して取得してタッチセンサ２への人の接触の有無を判別する。タッチセンサ２に人が接触することによって外部端子Ｐ１から見える容量成分は人の等価容量値である大凡５ｐＦ増えるから、カウンタ１９による計数値が閾値を越えている場合には人が接触したと判別する。例えば図９のタイミングチャートにおいてＴ１を出力バッファ７５による充電期間とすると、外部端子Ｐ１の電位は、人がタッチセンサ２に接触しないときは波形Ｗ１にように変化され、人がタッチセンサ２に接触したときは波形Ｗ２にように変化される。Ｖｔｈを入力バッファ８７の論理閾値電圧とすれば、人がタッチセンサ２に接触しないときは波形Ｗ１のように変化され、人がタッチセンサ２に接触したときは波形Ｗ２のように変化される。人がタッチセンサ２に接触していないときのカウンタ１９の計数値は波形Ｗ１が閾値電圧Ｖｔｈを横切ったときの値Ｎ１とされ、人がタッチセンサ２に接触したときのカウンタ１９の計数値は波形Ｗ２が閾値電圧Ｖｔｈを横切ったときの値Ｎ２とされる。ＣＰＵ１０は、その計数値が閾値Ｎｔｈよりも小さければ人がタッチセンサ２に接触していないと判定し、その計数値が閾値Ｎｔｈよりも大きければ人がタッチセンサ２に接触したと判定する。
【００４０】
上記によれば、初期化されたタッチセンサに電荷を積分するのに必要な電流はマイクロコンピュータ内部の定電流回路１８が供給するから、タッチセンサ２に直列させて大きな抵抗素子をマイクロコンピュータに外付けすることを要しない。更に、外部端子Ｐ１に対する電流引き込みは定電流で行われ、タッチセンサ２に対する放電レベルが時間に比例するから、接触検知の精度も高くなる。
【００４１】
《電流ミラー比を選択可能な定電流回路》
図２には電流ミラー比を選択可能な放電形の定電流回路が例示される。定電流回路１８は、初段電流ミラー回路として、抵抗素子４を介して電源電圧ＶＤＤから電流が供給され、ドレイン・ゲートが接続されたｎチャンネル型のＭＯＳトランジスタ３０と、このＭＯＳトランジスタ３０のドレイン・ソース電流が鏡映されるｎチャンネル型のＭＯＳトランジスタ３１〜３５と、ＭＯＳトランジスタ３１〜３５のドレインに接続された選択スイッチ４１〜４５と、選択スイッチ４１〜４５のスイッチ制御を行う選択制御回路４６とを有する。ＭＯＳトランジスタ３０のＷ／ＬをＸ１とすると、ＭＯＳトランジスタ３１〜３５には例えば順次Ｘ１，Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４のＷ／Ｌが設定され、選択スイッチ４１〜４５におけるオン状態の組合せに応じて電流ミラー比の選択が可能にされる。選択制御回路４６によるスイッチ４１〜４５の選択はＣＰＵ１０から供給される制御データ２８によって決定される。
【００４２】
次段には、選択スイッチ４１〜４５の共通接続ノードと電源電圧ＶＤＤとの間に配置されドレイン・ゲートが接続されたｐチャンネル型のＭＯＳトランジスタ３６と、このＭＯＳトランジスタ３６のソース・ドレイン電流が鏡映されるｐチャンネル型のＭＯＳトランジスタ３７とから成る電流ミラー回路が設けられ、最終段には、ＭＯＳトランジスタ３７に流れる電流を受け、ドレイン・ゲートが接続されたｎチャンネル型のＭＯＳトランジスタ５１と、このＭＯＳトランジスタ５１のドレイン・ソース電流が鏡映されるｎチャンネル型のＭＯＳトランジスタ５２〜５４とから成る電流ミラー回路が設けられる。外部端子Ｐ１には例えばＭＯＳトランジスタ５２のドレインが結合される。図１では1個のタッチセンサ２を例示したが実際には多数のタッチセンサの接触検知を行うことができるようにインタフェース部２０や外部端子Ｐ２が複数個も受けられ、カウンタ１９が複数チャネルも受けられている。これに対応して定電流回路１８も複数の電流引き込み用のＭＯＳトランジスタ５２〜５４を備えている。５５は最終段の電流ミラー回路のパワースイッチＭＯＳトランジスタであり、このＭＯＳトランジスタ５５が信号２６によってオン状態にされているとき、外部端子Ｐ１に対する電流引き込み動作を行う。
【００４３】
電源電圧ＶＤＤから定電流回路１８に供給する電流を抵抗素子４によって規定しているが、外付け抵抗素子４が必要としても、一つあればよく、その抵抗値もタッチセンサに直列配置する場合に比べて小さくて済む。
【００４４】
《カウンタのクロック周波数に反比例する出力電流値の選択》
引き込み電流を決める電流ミラー比が選択可能な定電流回路１８を用いるので、電流ミラー比の選択によって所要の積分動作を選択することができる。特に、ＣＰＵ１０は、カウンタの計数動作に用いるクロック信号ＣＬＫの周波数と定電流回路１８が出力する引き込み電流との積が一定となるように定電流回路１８の電流ミラー比とクロックパルスジェネレータ１４の分周比とを制御データ２８によって制御する。換言すれば、ＣＰＵ１０は、前記電流ミラー比で決まる電流値がカウンタ１９の計数動作に用いるクロック信号の周波数と反比例する関係をもって前記電流ミラー比を選択を前記選択回路４１〜４５に選択させる。即ち、クロック信号ＣＬＫの周波数がｍＭＨｚの場合に電流ミラー比をｎとするとき、クロック信号ＣＬＫの周波数がｍ／２ＭＨｚの場合に電流ミラー比を２ｎとする。これにより、カウンタ１９の計数動作に用いるクロック信号ＣＬＫの周波数が変わっても、タッチセンサ２に対する放電の積分動作時間は変更されないから、ＣＰＵ１０による処理動作、そしてこれを規定する処理プログラムの変更を要しない。マイクロコンピュータ１の動作クロック周波数ＣＬＫがその適用システムに応じて変更されても、タッチセンサ２による接触検知のためにＣＰＵ１０が実行する動作プログラムは同じであってよい。また、低消費電力モードや高速動作モードのようにマイクロコンピュータ１の動作モードに応じてクロックパルスジェネレータ１４で生成される動作基準クロック信号ＣＬＫの周波数がダイナミックに可変されても、タッチセンサ２による接触検知のためにＣＰＵ１０が実行する動作プログラムは同じであってよい。
【００４５】
定電流回路１８の電流ミラー比と分周回路１６の分周比を初期的に設定するには、例えば、パワーオンリセットに応答してＣＰＵ１０が不揮発性記憶装置１２から電流ミラー比と分周比を決定する制御データ２８を読み出して選択制御回路４６にセットし、分周回路１６のデフォルト値を制御データ２８で書換えればよい。
【００４６】
図３には定電流回路１８にバンドギャップリファレンス回路を適用した例が示される。バンドギャップリファレンス回路９０は電流発生回路と電流電圧変換回路２４とを有する。電流発生回路は、第１のカレントミラー回路を構成するＰチャネル型ＭＯＳトランジスタ６０，６１と、第２のカレントミラー回路を構成するＮチャネル型ＭＯＳトランジスタ６３，６４と、ダイオード６５，６６と、抵抗６８（抵抗値Ｒ１）とを有する。ボルツマン定数をｋ、絶対温度をＴ、電子の素電荷量をｑ、ダイオード６５及び６８の接合面積ＳをそれぞれＳ３及びＳ４とし、その面積比Ｓ４／Ｓ３をＮとするとＭＯＳトランジスタ６０，６１のドレイン・ソース間電流ＩＰ６１は、
ＩＰ６１＝（１／Ｒ１）・（ｋＴ／ｑ）・ｌｎ（Ｎ）…（１）
で表される。電流電圧変換回路は、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ６２、抵抗６９（抵抗値Ｒ２）、ダイオード６７を有し、電流発生回路１４から供給された定電流ＩＰ６１を電圧に変換する。これにより、ＭＯＳトランジスタ６２のドレインから基準電圧Ｖｒｅｆを取り出すことができる。ダイオードＤ５の順方向電圧をＶＦとすると、基準電圧Ｖｒｅｆは、
Ｖｒｅｆ＝（Ｒ１１／Ｒ１０）・（ｋＴ／ｑ）・ｌｎ（Ｎ）＋ＶＦ…（２）
で表される。これによれば、抵抗６８及び６９の抵抗値と、ダイオード６５及び６８の接合面積比Ｎの値とを適切な値に選ぶことによって、比較的温度の影響を受けない出力電圧としての基準電圧Ｖｒｅｆを得ることができる。
【００４７】
前記定電流回路１８の動作電源としてそのような基準出何つＶｒｅｆを用いることにより前記定電流回路１８で生成する動引き込み電流の温度による影響を小さくでき、タッチセンサ２の接触検知を更に高精度で行うことが可能になる。
【００４８】
《インタフェース部》
図４にはインタフェース部２０の一例として汎用入出力ポートの１ビット分（ポート単位）２０Ａが例示される。汎用入出力ポートのポート単位２０Ａは、前記入力バッファ８７と出力バッファ７５を構成するＭＯＳトランジスタ７０，７１のほかに、ｐチャンネル型のプルアップＭＯＳトランジスタ７２、静電破壊防止用ダイオード７３，７４を有し、更に入力バッファ８７、出力バッファ７５及びプルアップＭＯＳトランジスタの動作を制御するための論理を構成するナンドゲート８０，８１、ノアゲート８２及びインバータ８３，８４を備えると共に、方向レジスタ８８及びデータレジスタ８９を有して構成される。ＰＵＰＳはプルアップ選択信号、ＡＩＮはアナログ入力、Ｄｉは内部バス１３におけるデータ信号の１ビットを意味する。実際にはマイクロコンピュータ１は複数のポート単位を備える。ここでは１個のポート単位２０Ａをタッチセンサの接触検知に用いている。方向レジスタ８８の出力がローレベルのとき出力バッファ７５は高出力インピーダンス状態にされ、入力バッファ８７は入力動作可能にされる。方向レジスタ８８の出力がハイレベルのとき入力バッファ８７の入力動作は抑制され、出力バッファ７５はデータレジスタ８の値に従った論理値の信号を出力可能にされる。
【００４９】
図４に例示されるようにタッチセンサの接触検知の最小単位として１個のポート単位を採用し、外部端子Ｐ１を出力バッファ７５と入力バッファ８７の共通端子とする場合、ＣＰＵ１０は、出力バッファ７５によりタッチセンサ２を充電した後、出力バッファ７５を高出力インピーダンス状態にすることが必要である。このように、外部端子Ｐ１を出力バッファ７５と入力バッファ８７の共通端子とすることにより、それらを別々の端子とする場合に比べて、タッチセンサ２の接触検知を行うために用いる外部端子の数を少なくすることができる。
【００５０】
図５にはタッチセンサの接触検知に用いる外部端子を出力バッファ７５と入力バッファ８７とで個別化した例が示される。図５のマイクロコンピュータ１Ａにおいて、Ｐ１Ａは出力バッファ７５に割当てられた外部端子、Ｐ１Ｂは入力バッファ８７に割当てられた外部端子である。外部端子Ｐ１ＡとＰ１Ｂとの間には外部端子Ｐ１ＡからＰ１Ｂの向きを順方向とするダイオード５が配置され、外部端子Ｐ１Ｂにタッチセンサ２の容量電極が接続される。インタフェース部２０Ａにおいて、１個のポート単位２０Ａはタッチセンサ２の初期化出力動作のために出力バッファ７５だけを用いる。定電流回路１８の電流引き込みノードは外部端子Ｐ１Ｂに接続する。外部端子Ｐ１Ｂに接続する入力バッファ８７は前記ポート単位２０Ａとは異なる単位回路２０Ｂに含まれる。単位回路２０Ｂは出力バッファを持たず、入力バッファ８７の入力ノードには、入力バッファよりも大きなＭＯＳトランジスタを用いる出力バッファのソース・ドレイン寄生容量のような大きな入力容量は存在しない。出力バッファ７５と入力バッファ８７とのまで外部端子Ｐ１Ａ，Ｐ１Ｂが個別化され、個別化された外部端子Ｐ１Ａ，Ｐ１Ｂの間に、出力用の外部端子Ｐ１Ａから入力用の外部端子Ｐ１Ｂの向きを順方向とするダイオード５が配置されて外部端子Ｐ１Ｂから出力バッファ７５の大きな入力寄生容量が見えなくなっているから、入力バッファ８７による入力動作において、出力回路７５の入力寄生容量が電流積分動作に影響を与えない。これにより、更に高い精度で接触検知を行うことができる。図５の場合に入力バッファ８７による入力動作中には出力バッファ７５は高出力インピーダンス又はローレベル出力状態にされなければならない。尚、ダイオード５に代えてスイッチを採用してもよいが、その場合にはスイッチ制御のための外部端子が新たに必要になり、また、当該スイッチのソース・ドレイン寄生容量が不所望な入力容量を構成することになる。
【００５１】
《充電型定電流回路採用によるタッチセンサシステム》
図６には充電型定電流回路を採用したタッチセンサシステムが例示される。充電型定電流回路を採用する場合、出力バッファ７５は、放電動作によってタッチセンサ２の蓄積電荷を初期化する。定電流回路１８Ａは、外部端子Ｐ１に電流を供給する充電型の回路である。ＣＰＵ１０は、出力バッファ７５によりタッチセンサ２を放電してから、定電流回路１８Ａから電流を供給し、これによって入力バッファ８７から得られる信号が反転するまでの時間をカウンタ１９で取得し、計数値が閾値Ｎｔｈを超えたか否かによりタッチセンサ２への接触を判別する。例えば図１０のタイミングチャートにおいてＴ１を出力バッファ７５による放電期間とすると、外部端子Ｐ１の電位は、人がタッチセンサ２に接触しないときは波形Ｗ３にように変化され、人がタッチセンサ２に接触したときは波形Ｗ４にように変化される。Ｖｔｈを入力バッファ８７の論理閾値電圧とすれば、人がタッチセンサ２に接触しないときは波形Ｗ３のように変化され、人がタッチセンサ２に接触したときは波形Ｗ４のように変化される。人がタッチセンサ２に接触していないときのカウンタ１９の計数値は波形Ｗ３が閾値電圧Ｖｔｈを横切ったときの値Ｎ３とされ、人がタッチセンサ２に接触したときのカウンタ１９の計数値は波形Ｗ４が閾値電圧Ｖｔｈを横切ったときの値Ｎ４とされる。ＣＰＵ１０は、その計数値が閾値Ｎｔｈよりも小さければ人がタッチセンサ２に接触していないと判定し、その計数値が閾値Ｎｔｈよりも大きければ人がタッチセンサ２に接触したと判定する。
【００５２】
図６のその他の構成は図１で説明した構成と同じであるからその詳細な説明は省略する。
【００５３】
図６の場合も初期化されたタッチセンサ２に電荷を積分するのに必要な電流はマイクロコンピュータ内部の定電流回路１８Ａが供給するから、タッチセンサ２に直列させて大きな抵抗素子をマイクロコンピュータ１Ｂに外付けすることを要しない。更に、外部端子Ｐ１に対する電流供給は定電流で行われ、タッチセンサ２に対する充電レベルが時間に比例するから、接触検知の精度も高くなる。
【００５４】
図７には充電型定電流回路１８Ａが例示される。ＭＯＳトランジスタ３６に流れる電流を鏡映するＭＯＳトランジスタとして３７〜３９が設けられて最終段の電流ミラー回路が構成され、この最終段の電流ミラー回路のパワースイッチＭＯＳトランジスタとしてｐチャンネル型ＭＯＳトランジスタ５７がＭＯＳトランジスタ３７〜３９の共通ソースノードに接続された点が図２と相違される。このＭＯＳトランジスタ５７が信号２６によってオン状態にされているとき、外部端子Ｐ１に対する電流供給動作を行う。その他の構成は図２と同様であるからその詳細な説明は省略する。
【００５５】
特に図示はしないが、図７の定電流回路１８Ａにおいても図３と同様にバンドギャップリファレンス回路９０で生成される基準電圧Ｖｒｅｆを動作電源とすることも可能である。
【００５６】
図８には充電型定電流回路を採用したマイクロコンピュータにおいてタッチセンサの接触検知に用いる外部端子を出力バッファ７５と入力バッファ８７とで個別化した例が示される。図８のマイクロコンピュータ１Ａにおいて、Ｐ１Ａは出力バッファ７５に割当てられた外部端子、Ｐ１Ｂは入力バッファ８７に割当てられた外部端子である。外部端子Ｐ１ＡとＰ１Ｂとの間には外部端子Ｐ１ＢからＰ１Ａの向きを順方向とするダイオード６が配置され、外部端子Ｐ１Ｂにタッチセンサ２の容量電極が接続される。インタフェース部２０Ａにおいて、１個のポート単位２０Ａはタッチセンサ２の初期化出力動作のために出力バッファ７５だけを用いる。定電流回路１８の電流供給ノードは外部端子Ｐ１Ｂに接続する。外部端子Ｐ１Ｂに接続する入力バッファ８７は前記ポート単位２０Ａとは異なる単位回路２０Ｂに含まれる。単位回路２０Ｂは出力バッファを持たず、入力バッファ８７の入力ノードには、入力バッファよりも大きなＭＯＳトランジスタを用いる出力バッファのソース・ドレイン寄生容量のような大きな入力容量は存在しない。出力バッファ７５と入力バッファ８７との間で外部端子Ｐ１Ａ，Ｐ１Ｂが個別化され、個別化された外部端子Ｐ１Ａ，Ｐ１Ｂの間に、外部端子Ｐ１Ｂから外部端子Ｐ１Ａの向きを順方向とするダイオード６が配置されて外部端子Ｐ１Ｂから出力バッファ７５の大きな入力寄生容量が見えなくなっているから、入力バッファ８７による入力動作において、出力回路７５の入力寄生容量が電流積分動作に影響を与えない。図５の場合と同様に高い精度で接触検知を行うことができる。図８の場合に入力バッファ８７による入力動作中には出力バッファ７５は高出力インピーダンス又はハイレベル出力状態にされなければならない。
【００５７】
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
【００５８】
例えば、定電流回路１８，１８ＡのパワースイッチＭＯＳトランジスタ１８，１８Ａは省略してもよい。出力バッファ７５の充電，放電動作は定電流回路１８，１８Ａによる放電、充電動作に勝るからである。マイクロコンピュータ１をタッチセンサ２の接触検知に用いない場合には抵抗素子４を設けなければよい。
【００５９】
また、マイクロコンピュータが内蔵する回路モジュールの種類やバス接続の構成は図２に限定されず適宜変更可能である。入力回路はＣＭＯＳインバータによって構成される入力バッファに限定されず、所定の論理閾値を持つ論理ゲートやコンパレータ等の適宜の回路構成に変更することができる。タッチセンサは複数個をマトリクス状に配置し、Ｘ方向とＹ方向に夫々検出ノードを複数個持つように構成されものであってもよい。夫々の検出ノードを異なる外部端子に接続してタッチセンサシステを構成すればよい。
【符号の説明】
【００６０】
１，1Ａ，1Ｂ マイクロコンピュータ
２ タッチセンサ
Ｐ１ 外部端子
１０ 中央処理装置（ＣＰＵ）
１４ クロックパルスジェネレータ（ＣＰＧ）
１６ 分周回路
１８，１８Ａ 定電流回路
１９ カウンタ（ＣＮＴ）
２０ インタフェース部
２０Ａ ポート単位
２０Ｂ 単位回路
２８ 制御データ
４１〜４５ 選択スイッチ
４６ 選択制御回路
７０ ｐチャンネル型の出力ＭＯＳトランジスタ
７１ ｎチャンネル型の出力ＭＯＳトランジスタ
７５ 出力バッファ
８７Ａ ｐチャンネル型の入力ＭＯＳトランジスタ
８７Ｂ ｎチャンネル型の入力ＭＯＳトランジスタ
８７ 入力バッファ
ＣＬＫ クロック信号
Ｐ１Ａ 出力バッファに割当てられた外部端子
Ｐ１Ｂ 入力バッファに割当てられた外部端子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロコンピュータと、前記マイクロコンピュータの外部端子に容量電極が接続されたタッチセンサとを有し、
前記マイクロコンピュータは、前記外部端子に接続された電流源回路と、前記外部端子に接続されたインタフェース部と、前記インタフェース部に接続された計数回路と、前記インタフェース部と前記計数回路を制御する中央処理装置とを有し、
前記中央処理装置は、前記インタフェース部の出力回路によりタッチセンサの蓄積電荷を初期化した後、前記電流源回路の出力電流で前記タッチセンサに電荷を積分して前記インタフェース部の入力回路から得られる信号が反転するまでの時間を前記計数回路で取得して、前記タッチセンサへの接触を判別する、タッチセンサシステム。
【請求項２】
前記出力回路は、充電動作によって前記タッチセンサの蓄積電荷を初期化し、
前記電流源回路は、外部端子から電流を引き込む放電型の定電流回路であり、
前記中央処理装置は、前記出力回路によりタッチセンサを充電してから、前記定電流回路に電流を引き込み、これによって入力回路から得られる信号が反転するまでの時間を前記計数回路で取得し、計数値が閾値を超えたか否かにより前記タッチセンサへの接触を判別する、請求項1記載のタッチセンサシステム。
【請求項３】
前記外部端子は前記出力回路と前記入力回路の共通端子であり、
前記中央処理装置は、前記出力回路によりタッチセンサを充電した後、前記出力回路を高出力インピーダンス状態にする、請求項２記載のタッチセンサシステム。
【請求項４】
前記外部端子は前記出力回路と前記入力回路との間で個別化され、
個別化された出力回路用の第１外部端子と入力回路用の第２外部端子との間に、第１外部端子から第２外部端子の向きを順方向とするダイオードが配置された、請求項２記載のタッチセンサシステム。
【請求項５】
前記出力回路は、放電動作によって前記タッチセンサの蓄積電荷を初期化し、
前記電流源回路は、外部端子に電流を供給する充電型の定電流回路であり、
前記中央処理装置は、前記出力回路によりタッチセンサを放電してから、前記定電流回路から電流を供給し、これによって入力回路から得られる信号が反転するまでの時間を前記計数回路で取得し、計数値が閾値を超えたか否かにより前記タッチセンサへの接触を判別する、請求項１記載のタッチセンサシステム。
【請求項６】
前記外部端子は前記出力回路と前記入力回路の共通端子であり、
前記中央処理装置は、前記出力回路によりタッチセンサを放電した後、前記出力回路を高出力インピーダンス状態にする、請求項５記載のタッチセンサシステム。
【請求項７】
前記外部端子は前記出力回路と前記入力回路との間で個別化され、
個別化された出力回路用の第１外部端子と入力回路用の第２外部端子との間に、第２外部端子から第１外部端子の向きを順方向とするダイオードが配置された、請求項５記載のタッチセンサシステム。
【請求項８】
前記電流源回路は定電流回路であり、
前記定電流回路は電流ミラー回路を有し、前記電流ミラー回路はマイクロコンピュータに専用端子を介して外付される抵抗素子の抵抗値に応じて出力電流値が設定される、請求項１記載のタッチセンサシステム。
【請求項９】
前記電流源回路は定電流回路であり、
前記定電流回路は出力電流の電流ミラー比が選択回路により選択される電流ミラー回路を有し、前記電流ミラー回路は選択された電流ミラー比に応じて出力電流値が設定される、請求項１記載のタッチセンサ検出システム。
【請求項１０】
前記中央処理装置は、前記電流ミラー比で決まる電流値が前記計数回路の計数動作に用いるクロック信号の周波数と反比例する関係をもって前記電流ミラー比を前記選択回路に選択させる、請求項９記載のタッチセンサシステム。
【請求項１１】
周波数を可変として前記中央処理装置の動作基準クロック信号を生成するクロックパルスジェネレータを有し、前記計数回路の計数動作に用いるクロック信号は前記動作基準クロック信号に対して規定の分周比を有する、請求項１０記載のタッチセンサシステム。
【請求項１２】
前記中央処理装置は前記動作基準クロック信号の周波数を制御する、請求項１１記載のタッチセンサシステム。
【請求項１３】
前記中央処理装置はパワーオンリセットに応答して不揮発性記憶装置から前記電流ミラー比を決定する選択制御データを読み出して前記選択回路に初期設定する、請求項１２記載のタッチセンサシステム。
【請求項１４】
マイクロコンピュータと、前記マイクロコンピュータの外部端子に容量電極が接続されたタッチセンサとを有し、
前記マイクロコンピュータは、前記外部端子に接続された定電流回路と、前記外部端子に接続されたインタフェース部と、前記インタフェース部に接続された計数回路と、中央処理装置と、周波数を可変として前記中央処理装置の動作基準クロック信号を生成するクロックパルスジェネレータと、を有し、
前記計数回路の計数動作に用いるクロック信号は前記動作基準クロック信号に対して規定分周比を有し
前記定電流回路は出力電流の電流ミラー比が選択回路により選択される電流ミラー回路を有し、前記選択回路は前記電流ミラー比で決まる電流値が前記計数回路の計数動作に用いるクロック信号の周波数と反比例する関係をもって前記電流ミラー比を選択し、
前記中央処理装置は、前記インタフェース部の出力回路によりタッチセンサの蓄積電荷を初期化した後、前記定電流回路の出力電流で前記タッチセンサに電荷を積分して前記インタフェース部の入力回路から得られる信号が反転するまでの時間を前記計数回路で取得して、前記タッチセンサへの接触を判別する、タッチセンサシステム。
【請求項１５】
外部端子にタッチセンサの容量電極が接続されるマイクロコンピュータであって、
前記外部端子に接続された電流源回路と、前記外部端子に接続されたインタフェース部と、前記インタフェース部に接続された計数回路と、前記インタフェース部と前記計数回路を制御する中央処理装置とを有し、
前記中央処理装置は、前記インタフェース部の出力回路によりタッチセンサの蓄積電荷を初期化した後、前記電流源回路の出力電流で前記タッチセンサに電荷を積分して前記インタフェース部の入力回路から得られる信号が反転するまでの時間を前記計数回路で取得して、前記タッチセンサへの接触を判別する、マイクロコンピュータ。
【請求項１６】
前記出力回路は、充電動作によって前記タッチセンサの蓄積電荷を初期化し、
前記電流源回路は、外部端子から電流を引き込む放電型の定電流回路であり、
前記中央処理装置は、前記出力回路によりタッチセンサを充電してから、前記定電流回路に電流を引き込み、これによって入力回路から得られる信号が反転するまでの時間を前記計数回路で取得し、計数値が閾値を超えたか否かにより前記タッチセンサへの接触を判別する、請求項１５記載のマイクロコンピュータ。
【請求項１７】
前記出力回路は、放電動作によって前記タッチセンサの蓄積電荷を初期化し、
前記電流源回路は、外部端子に電流を供給する充電型の定電流回路であり、
前記中央処理装置は、前記出力回路によりタッチセンサを放電してから、前記定電流回路から電流を供給し、これによって入力回路から得られる信号が反転するまでの時間を前記計数回路で取得し、計数値が閾値を超えたか否かにより前記タッチセンサへの接触を判別する、請求項１５記載のマイクロコンピュータ。
【請求項１８】
外部端子にタッチセンサの容量電極が接続可能にされるマイクロコンピュータであって、
前記外部端子に接続された定電流回路と、前記外部端子に接続されたインタフェース部と、前記インタフェース部に接続された計数回路と、中央処理装置と、周波数を可変として前記中央処理装置の動作基準クロック信号を生成するクロックパルスジェネレータと、を有し、
前記計数回路の計数動作に用いるクロック信号は前記動作基準クロック信号に対して規定の分周比を有し
前記定電流回路は出力電流の電流ミラー比が選択回路により選択される電流ミラー回路を有し、前記選択回路は前記電流ミラー比で決まる電流値が前記計数回路の計数動作に用いるクロック信号の周波数と反比例する関係をもって前記電流ミラー比を選択し、
前記中央処理装置は、前記インタフェース部の出力回路によりタッチセンサの蓄積電荷を初期化した後、前記定電流回路の出力電流で前記タッチセンサに電荷を積分して前記インタフェース部の入力回路から得られる信号が反転するまでの時間を前記計数回路で取得して、前記タッチセンサへの接触を判別する、マイクロコンピュータ。
【請求項１】
マイクロコンピュータと、前記マイクロコンピュータの外部端子に容量電極が接続されたタッチセンサとを有し、
前記マイクロコンピュータは、前記外部端子に接続された電流源回路と、前記外部端子に接続されたインタフェース部と、前記インタフェース部に接続された計数回路と、前記インタフェース部と前記計数回路を制御する中央処理装置とを有し、
前記中央処理装置は、前記インタフェース部の出力回路によりタッチセンサの蓄積電荷を初期化した後、前記電流源回路の出力電流で前記タッチセンサに電荷を積分して前記インタフェース部の入力回路から得られる信号が反転するまでの時間を前記計数回路で取得して、前記タッチセンサへの接触を判別する、タッチセンサシステム。
【請求項２】
前記出力回路は、充電動作によって前記タッチセンサの蓄積電荷を初期化し、
前記電流源回路は、外部端子から電流を引き込む放電型の定電流回路であり、
前記中央処理装置は、前記出力回路によりタッチセンサを充電してから、前記定電流回路に電流を引き込み、これによって入力回路から得られる信号が反転するまでの時間を前記計数回路で取得し、計数値が閾値を超えたか否かにより前記タッチセンサへの接触を判別する、請求項1記載のタッチセンサシステム。
【請求項３】
前記外部端子は前記出力回路と前記入力回路の共通端子であり、
前記中央処理装置は、前記出力回路によりタッチセンサを充電した後、前記出力回路を高出力インピーダンス状態にする、請求項２記載のタッチセンサシステム。
【請求項４】
前記外部端子は前記出力回路と前記入力回路との間で個別化され、
個別化された出力回路用の第１外部端子と入力回路用の第２外部端子との間に、第１外部端子から第２外部端子の向きを順方向とするダイオードが配置された、請求項２記載のタッチセンサシステム。
【請求項５】
前記出力回路は、放電動作によって前記タッチセンサの蓄積電荷を初期化し、
前記電流源回路は、外部端子に電流を供給する充電型の定電流回路であり、
前記中央処理装置は、前記出力回路によりタッチセンサを放電してから、前記定電流回路から電流を供給し、これによって入力回路から得られる信号が反転するまでの時間を前記計数回路で取得し、計数値が閾値を超えたか否かにより前記タッチセンサへの接触を判別する、請求項１記載のタッチセンサシステム。
【請求項６】
前記外部端子は前記出力回路と前記入力回路の共通端子であり、
前記中央処理装置は、前記出力回路によりタッチセンサを放電した後、前記出力回路を高出力インピーダンス状態にする、請求項５記載のタッチセンサシステム。
【請求項７】
前記外部端子は前記出力回路と前記入力回路との間で個別化され、
個別化された出力回路用の第１外部端子と入力回路用の第２外部端子との間に、第２外部端子から第１外部端子の向きを順方向とするダイオードが配置された、請求項５記載のタッチセンサシステム。
【請求項８】
前記電流源回路は定電流回路であり、
前記定電流回路は電流ミラー回路を有し、前記電流ミラー回路はマイクロコンピュータに専用端子を介して外付される抵抗素子の抵抗値に応じて出力電流値が設定される、請求項１記載のタッチセンサシステム。
【請求項９】
前記電流源回路は定電流回路であり、
前記定電流回路は出力電流の電流ミラー比が選択回路により選択される電流ミラー回路を有し、前記電流ミラー回路は選択された電流ミラー比に応じて出力電流値が設定される、請求項１記載のタッチセンサ検出システム。
【請求項１０】
前記中央処理装置は、前記電流ミラー比で決まる電流値が前記計数回路の計数動作に用いるクロック信号の周波数と反比例する関係をもって前記電流ミラー比を前記選択回路に選択させる、請求項９記載のタッチセンサシステム。
【請求項１１】
周波数を可変として前記中央処理装置の動作基準クロック信号を生成するクロックパルスジェネレータを有し、前記計数回路の計数動作に用いるクロック信号は前記動作基準クロック信号に対して規定の分周比を有する、請求項１０記載のタッチセンサシステム。
【請求項１２】
前記中央処理装置は前記動作基準クロック信号の周波数を制御する、請求項１１記載のタッチセンサシステム。
【請求項１３】
前記中央処理装置はパワーオンリセットに応答して不揮発性記憶装置から前記電流ミラー比を決定する選択制御データを読み出して前記選択回路に初期設定する、請求項１２記載のタッチセンサシステム。
【請求項１４】
マイクロコンピュータと、前記マイクロコンピュータの外部端子に容量電極が接続されたタッチセンサとを有し、
前記マイクロコンピュータは、前記外部端子に接続された定電流回路と、前記外部端子に接続されたインタフェース部と、前記インタフェース部に接続された計数回路と、中央処理装置と、周波数を可変として前記中央処理装置の動作基準クロック信号を生成するクロックパルスジェネレータと、を有し、
前記計数回路の計数動作に用いるクロック信号は前記動作基準クロック信号に対して規定分周比を有し
前記定電流回路は出力電流の電流ミラー比が選択回路により選択される電流ミラー回路を有し、前記選択回路は前記電流ミラー比で決まる電流値が前記計数回路の計数動作に用いるクロック信号の周波数と反比例する関係をもって前記電流ミラー比を選択し、
前記中央処理装置は、前記インタフェース部の出力回路によりタッチセンサの蓄積電荷を初期化した後、前記定電流回路の出力電流で前記タッチセンサに電荷を積分して前記インタフェース部の入力回路から得られる信号が反転するまでの時間を前記計数回路で取得して、前記タッチセンサへの接触を判別する、タッチセンサシステム。
【請求項１５】
外部端子にタッチセンサの容量電極が接続されるマイクロコンピュータであって、
前記外部端子に接続された電流源回路と、前記外部端子に接続されたインタフェース部と、前記インタフェース部に接続された計数回路と、前記インタフェース部と前記計数回路を制御する中央処理装置とを有し、
前記中央処理装置は、前記インタフェース部の出力回路によりタッチセンサの蓄積電荷を初期化した後、前記電流源回路の出力電流で前記タッチセンサに電荷を積分して前記インタフェース部の入力回路から得られる信号が反転するまでの時間を前記計数回路で取得して、前記タッチセンサへの接触を判別する、マイクロコンピュータ。
【請求項１６】
前記出力回路は、充電動作によって前記タッチセンサの蓄積電荷を初期化し、
前記電流源回路は、外部端子から電流を引き込む放電型の定電流回路であり、
前記中央処理装置は、前記出力回路によりタッチセンサを充電してから、前記定電流回路に電流を引き込み、これによって入力回路から得られる信号が反転するまでの時間を前記計数回路で取得し、計数値が閾値を超えたか否かにより前記タッチセンサへの接触を判別する、請求項１５記載のマイクロコンピュータ。
【請求項１７】
前記出力回路は、放電動作によって前記タッチセンサの蓄積電荷を初期化し、
前記電流源回路は、外部端子に電流を供給する充電型の定電流回路であり、
前記中央処理装置は、前記出力回路によりタッチセンサを放電してから、前記定電流回路から電流を供給し、これによって入力回路から得られる信号が反転するまでの時間を前記計数回路で取得し、計数値が閾値を超えたか否かにより前記タッチセンサへの接触を判別する、請求項１５記載のマイクロコンピュータ。
【請求項１８】
外部端子にタッチセンサの容量電極が接続可能にされるマイクロコンピュータであって、
前記外部端子に接続された定電流回路と、前記外部端子に接続されたインタフェース部と、前記インタフェース部に接続された計数回路と、中央処理装置と、周波数を可変として前記中央処理装置の動作基準クロック信号を生成するクロックパルスジェネレータと、を有し、
前記計数回路の計数動作に用いるクロック信号は前記動作基準クロック信号に対して規定の分周比を有し
前記定電流回路は出力電流の電流ミラー比が選択回路により選択される電流ミラー回路を有し、前記選択回路は前記電流ミラー比で決まる電流値が前記計数回路の計数動作に用いるクロック信号の周波数と反比例する関係をもって前記電流ミラー比を選択し、
前記中央処理装置は、前記インタフェース部の出力回路によりタッチセンサの蓄積電荷を初期化した後、前記定電流回路の出力電流で前記タッチセンサに電荷を積分して前記インタフェース部の入力回路から得られる信号が反転するまでの時間を前記計数回路で取得して、前記タッチセンサへの接触を判別する、マイクロコンピュータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−２６３４１１（Ｐ２０１０−２６３４１１Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１２６５４（Ｐ２００９−１１２６５４）
【出願日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【出願人】（３０２０６２９３１）ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【出願人】（３０２０６２９３１）ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
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