KR102388013B1 - 능동적 전자기 방사 소거의 용량성 감지 - Google Patents

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Abstract

복수의 전극들을 동작시키는 방법, 및 관련된 프로세싱 시스템 및 입력 장치가 개시된다. 방법은 제 1 시간 기간 내에, 제 1 신호로 복수의 센서 전극들을 구동하는 단계를 포함한다. 복수의 센서 전극들의 제 1 부분은 제 1 영역 내의 제 1 감지 영역을 정의하고, 복수의 센서 전극들의 제 2 부분은 제 1 영역 내의 제 1 경계 영역을 정의한다. 방법은 복수의 센서 전극을 구동시키는 것으로부터 야기되는 전자기 방사를 완화시키기 위해 제 2 의, 반대 극성 신호로 복수의 완화 전극들을 구동하는 단계를 더 포함한다. 복수의 완화 전극들은 제 1 경계 영역에 인접한 제 2 영역을 정의한다. 방법은 복수의 센서 전극들을 구동하는 것에 응답하여, 제 1 부분으로 제 1 용량성 측정들을 획득하는 단계를 더 포함한다.

Description

능동적 전자기 방사 소거의 용량성 감지
본 명세서에 개시된 실시형태들은 일반적으로 전자 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수의 센서 전극을 사용하여 입력 장치로부터 전자기 방출을 능동적으로 감소시키는 기술에 관한 것이다.
근접 센서 장치 (일반적으로 터치패드 또는 터치 센서 장치라고도 함) 를 포함하는 입력 장치는 다양한 전자 시스템에 널리 사용된다. 근접 센서 장치는 통상적으로, 종종 표면에 의해 표시되는 감지 영역을 포함하며, 그 감지 영역에서 근접 센서 장치는 하나 이상의 입력 대상물의 존재, 위치 및/또는 동작을 결정한다. 근접 센서 장치들은 전자 시스템에 대한 인터페이스들을 제공하는데 사용될 수도 있다. 예를 들어, 근접 센서 장치는 대용량 컴퓨팅 시스템에 대한 입력 장치 (예를 들어, 노트북 또는 데스크톱 컴퓨터에 내장된 또는 이들 주변의 불투명한 터치패드) 로서 종종 사용된다. 근접 센서 장치는 또한 소형 컴퓨터 시스템 (예를 들어, 휴대 전화에 통합된 터치 스크린) 에서도 종종 사용된다.
본 명세서에 설명된 일 실시형태는 제 1 영역을 정의하는 복수의 센서 전극을 포함하는 입력 장치이며, 복수의 센서 전극의 제 1 부분은 제 1 영역 내의 감지 영역을 정의하고, 상기 복수의 센서 전극의 제 2 부분은 제 1 영역 내의 경계 영역을 정의한다. 입력 장치는 경계 영역에 인접한 제 2 영역을 정의하는 복수의 완화 전극을 더 포함한다. 입력 장치는 제 1 신호로 복수의 센서 전극을 구동하는 동안, 제 1 신호와 반대 극성을 갖는 제 2 신호로 복수의 완화 전극을 구동하여, 복수의 센서 전극을 구동하는 것으로부터 야기되는 전자기 방사를 완화시키도록 구성된 프로세싱 시스템을 더 포함한다. 프로세싱 시스템은 또한, 제 1 신호로 복수의 센서 전극을 구동하는 것에 응답하여, 복수의 센서 전극의 제 1 부분으로 용량성 측정치를 획득하도록 구성된다.
여기에 기술된 다른 실시형태는 제 1 신호로 제 1 시간 기간 내에 복수의 전극의 복수의 센서 전극을 구동하도록 구성된, 복수의 전극을 작동시키는 센서 회로를 포함하는 프로세싱 시스템이며, 복수의 센서 전극은 제 1 영역을 정의하며, 여기서 복수의 센서 전극의 제 1 부분은 제 1 영역 내의 감지 영역을 정의하고, 상기 복수의 센서 전극의 제 2 부분은 제 1 영역 내의 경계 영역을 정의한다. 센서 회로는 또한 제 1 시간 기간 내에 복수의 센서 전극을 구동시키면서 제 1 신호와 반대 극성을 갖는 제 2 신호로 복수의 전극의 복수의 완화 전극을 구동하도록 구성되고, 복수의 완화 전극은 경계 영역에 인접한 제 2 영역을 정의하여 복수의 센서 전극을 구동함으로써 야기되는 전자기 방사를 완화시킨다. 센서 회로는 또한 제 1 시간 주기 내에서 그리고 복수의 센서 전극을 구동하는 것에 응답하여, 복수의 센서 전극의 제 1 부분으로 제 1 용량성 측정치를 획득하도록 구성된다.
여기에 기술된 다른 실시형태는 복수의 전극을 동작시키는 방법이다. 방법은 제 1 신호로 제 1 시간 기간 내에 복수의 전극의 복수의 센서 전극을 구동하는 단계를 포함하며, 복수의 센서 전극은 제 1 영역을 정의하며, 여기서 복수의 센서 전극의 제 1 부분은 제 1 영역 내의 감지 영역을 정의하고, 상기 복수의 센서 전극의 제 2 부분은 제 1 영역 내의 경계 영역을 정의한다. 방법은 제 1 시간 기간 내에 복수의 센서 전극을 구동시키면서 제 1 신호와 반대 극성을 갖는 제 2 신호로 복수의 전극의 복수의 완화 전극을 구동하는 단계를 더 포함하고, 복수의 완화 전극은 경계 영역에 인접한 제 2 영역을 정의하여 복수의 센서 전극을 구동함으로써 야기되는 전자기 방사를 완화시킨다. 방법은 복수의 센서 전극을 구동하는 것에 응답하여, 복수의 센서 전극의 제 1 부분으로 제 1 용량성 측정들을 획득하는 단계를 더 포함한다.
본 개시의 상기 언급된 특징들이 상세히 이해될 수 있도록, 위에 간략히 요약된 개시의 보다 구체적인 설명이 실시형태들을 참조하여 행해질 수도 있으며, 이 실시형태들의 일부가 첨부 도면들에 도시된다. 하지만, 첨부 도면들은 예시적인 실시형태들만을 예시할 뿐이고, 따라서 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 하며, 이는 본 개시가 다른 균등하게 효과적인 실시형태들에 대해 인정될 수도 있기 때문이다.
도 1 은 본 명세서에 설명된 실시형태들에 따른 입력 장치의 개략적인 블록도이다.
도 2 및 도 3 은 본원에 기술된 실시형태들에 따른 예시적인 센서 전극 구현 예의 일부를 도시한다.
도 4 는 여기에 설명된 실시형태들에 따라 전자기 방사의 능동적인 감소를 위한 예시적인 프로세싱 시스템을 도시한다.
도 5 는 여기에 설명된 실시형태들에 따라 전자기 방사의 능동적인 감소를 수행하는 방법을 도시한다.
도 6 은 여기에 설명된 실시형태들에 따라 전자기 방사의 능동적인 감소를 수행하기 위한 파라미터들을 결정하는 방법을 도시한다.
도 7 은 여기에 설명된 실시형태들에 따라 전자기 방사의 능동적인 감소를 수행하기 위한 센서 전극들의 예시적인 배열을 도시하는 다이어그램이다.
도 8 은 여기에 설명된 실시형태들에 따라 전자기 방사의 능동적인 감소를 수행하기 위한 센서 전극들의 예시적인 배열을 도시하는 다이어그램이다.
도 9 은 여기에 설명된 실시형태들에 따라 전자기 방사의 능동적인 감소를 수행하는 동안의 예시적인 스캔 시퀀스를 도시하는 다이어그램이다.
도 10 은 본 명세서에 설명된 실시형태들에 따라, 감지 영역을 적어도 부분적으로 둘러싸는 완화 영역을 갖는 예시적인 배열들을 나타내는 다이어그램이다.
이해를 용이하게 하기 위하여, 동일한 참조 번호들이, 가능한 경우, 도면들에 공통인 동일한 엘리먼트들을 지정하는데 사용되었다. 하나의 실시형태에서 개시된 엘리먼트들은 특정 인용 없이 다른 실시형태들에서 유익하게 사용될 수도 있다는 것이 고려된다. 여기에 언급된 도면은 특별히 언급하지 않는 한 일정한 비율로 그려지는 것으로 이해되어서는 안됩니다. 또한, 도면들은 종종 간략화되고 상세들 또는 컴포넌트들은 제시 및 설명의 명료성을 위해 생략된다. 도면들 및 논의는 하기에서 논의되는 원리들을 설명하는 역할을 하며, 여기서 같은 지정들은 같은 엘리먼트들을 나타낸다.
이하의 상세한 설명은 본질적으로 단지 예시적일 뿐이고 본 개시 또는 본 개시의 응용 및 용도들을 제한하기 위한 것으로 의도되지 않는다. 추가로, 선행하는 배경, 개요 또는 다음의 상세한 설명에서 제시된 임의의 표현된 또는 암시된 이론에 의해 속박되도록 하려는 의도는 없다.
본 개시의 다양한 실시형태들은 유용성을 개선하기 위한 입력 장치들 및 방법들을 제공한다. 입력 장치는 입력 장치와 입력 오브젝트 (예컨대, 스타일러스 또는 사용자의 손가락) 사이의 상호 작용을 검출하는 센서 전극으로서 작동되는 전극들을 포함할 수도 있다. 입력 장치는 일반적으로 감지 영역에 대응하는 용량성 측정들을 획득하기 위해 센서 전극 상으로 감지 신호를 구동한다. 입력 장치의 감지 성능을 향상시키기 위해, 예를 들어, 감지 영역의 더 큰 부분을 측정하기 위해, 습기의 영향으로부터 측정된 센서 전극들을 보호하기 위해, 보호된 센서 전극에 의해 제공되는 배경 커패시턴스를 줄이기 위해, 등등을 위해, 동시에 많은 수의 센서 전극들로 감지 신호들을 구동하는 것이 유리할 수도 있다.
그러나, 감지 영역의 큰 부분들로 감지 신호를 구동하는 것은 받아 들일 수 없을 만큼 큰 전자기 (EM) 방사를 생성할 수 있다. 경우에 따라, 규정된 표준들은 특정 유형의 장비 및 특정 시장에 대해 수용 가능한 EM 방사의 수준들을 규제할 수도 있다. 자동차 시장에 대한 규제에 대한 일부 비제한적 예들은 유엔 유럽 경제위원회 (UNECE) 제 10 규칙, 자동차 공학회 (SAE) J1113 시리즈, 및 CISPR (Comit
Figure 112019059353515-pct00001
International Sp
Figure 112019059353515-pct00002
cial des Perturbations Radio) 25 를 포함한다.
본 명세서에 설명된 다양한 실시형태들에 따르면, 입력 장치는 제 1 신호로 제 1 복수의 센서 전극을 구동하는 동안 제 1 신호와 반대 극성을 갖는 제 2 신호로 복수의 완화 전극을 구동하도록 구성된 프로세싱 시스템을 포함한다. 복수의 완화 전극은 용량성 측정들에 포함되지 않는 전용 완화 전극을 포함할 수도 있거나 제 2 복수의 센서 전극을 포함할 수도 있다. 복수의 완화 전극을 구동하는 것은 일반적으로 제 1 복수의 센서 전극을 구동시킴으로써 야기되는 전자기 방사의 원하는 완화를 제공한다. 일부 실시형태들에서, 제 1 복수의 센서 전극은 실질적으로 인접한 제 1 영역을 정의하고, 복수의 완화 전극은 제 1 영역 내에 정의된 경계 영역에 인접한 제 2 영역을 정의한다. 프로세싱 시스템은 제 1 복수의 센서 전극의 제 1 부분을 사용하여 감지 영역에 대한 용량성 측정들을 획득하고, 경계 영역에 대응하는 제 1 복수의 센서 전극의 제 2 부분을 사용하여, 제 2 (반대 극성) 신호를 갖는 복수의 완화 전극을 구동하는 효과들로부터 제 1 부분을 보호한다. 프로세싱 시스템에 대한 몇 가지 잠재적인 이점은 감지 성능에서의 대응하는 감소 (예를 들어, 감소된 신호대 잡음비) 없이 (예를 들어, 규정된 표준들 내의) 감소된 EM 방사를 포함한다.
예시적인 입력 장치 구현들
도 1 은 본 기술의 실시형태들에 따른, 입력 장치 (100) 의 개략 블록 다이어그램이다. 다양한 실시형태들에서, 입력 장치 (100) 는 감지 장치와 통합된 디스플레이 장치를 포함한다. 입력 장치 (100) 는 전자 시스템 (150) 에 입력을 제공하도록 구성될 수도 있다. 본 문서에서 사용된 바와 같이, 용어 “전자 시스템” (또는 “전자 장치”) 는 정보를 전자적으로 프로세싱할 수 있는 임의의 시스템을 대략적으로 지칭한다. 전자 시스템들의 일부 비제한적인 예들은 데스크탑 컴퓨터들, 랩탑 컴퓨터들, 넷북 컴퓨터들, 태블릿들, 웹 브라우저들, e-북 리더들, 및 개인용 디지털 보조기 (PDA) 들과 같은, 모든 사이즈 및 형상의 개인용 컴퓨터들을 포함한다. 부가적인 예의 전자 시스템들은 입력 장치 (100) 및 별도의 조이스틱들 또는 키 스위치들을 포함하는 물리적 키보드들과 같은, 복합 입력 장치들을 포함한다. 추가의 예시적인 전자 시스템들은 데이터 입력 장치들 (원격 제어들 및 마우스들을 포함함), 및 데이터 출력 장치들 (디스플레이 스크린들 및 프린터들을 포함함) 과 같은 주변기기들을 포함한다. 다른 예들은 원격 단말기들, 키오스크들, 및 비디오 게임 머신들 (예를 들어, 비디오 게임 콘솔들, 포터블 게임 디바이스들 등) 을 포함한다. 다른 예들은 (스마트 폰들과 같은 셀룰러 폰들을 포함하는) 통신 장치들, 및 (레코더들, 에디터들, 및 플레이어들, 예컨대 텔레비전들, 셋탑 박스들, 뮤직 플레이어들, 디지털 포토 프레임들, 및 디지털 카메라들을 포함하는) 미디어 디바이스들을 포함한다. 부가적으로, 전자 시스템은 입력 장치에 대한 호스트 또는 슬레이브일 수 있다.
입력 장치 (100) 는 전자 시스템의 물리적 부분으로서 구현될 수 있거나, 또는 전자 시스템과 물리적으로 분리될 수 있다. 적절하게, 입력 장치 (100) 는 다음: 버스들, 네트워크들, 및 다른 유선 또는 무선 상호접속들 중 임의의 하나 이상을 이용하여 전자 시스템의 부분들과 통신할 수도 있다. 예시의 통신 프로토콜들은 Inter-Integrated Circuit (I2C), SPI (serial Peripheral Interface), PS/2 (Personal System/2), USB (Universal Serial Bus), Bluetooth®, RF (Radio Frequency), 및 IrDA (Infrared Data Association) 통신 프로토콜들을 포함한다.
도 1 에서, 입력 장치 (100) 는 감지 영역 (170) 에서 하나 이상의 입력 오브젝트들 (140) 에 의해 제공된 입력을 감지하도록 구성된 근접 센서 장치 (또한 “터치 패드” 또는 “터치 센서 장치” 로서 종종 지칭됨) 로서 나타나 있다. 도 1 에 나타낸 바와 같이, 예시의 입력 오브젝트들은 손가락과 스타일러스를 포함한다.
감지 영역 (170) 은 입력 장치 (100) 가 사용자 입력 (예를 들어, 하나 이상의 입력 오브젝트들 (140) 에 의해 제공되는 사용자 입력) 을 검출할 수 있는, 입력 장치 (100) 위, 주위, 내부, 및/또는 근방의 임의의 공간을 포함한다. 일부 실시형태들에서, 감지 영역 (170) 은, 신호대 잡음비가 충분히 정확한 오브젝트 검출을 방해할 때까지 입력 장치 (100) 의 표면으로부터 하나 이상의 방향들에서 공간으로 연장된다. 이 감지 영역 (170) 이 특정 방향으로 연장되는 거리는, 여러 실시형태들에서, 대략 1 밀리미터 미만, 수 밀리미터, 수 센티미터 또는 그보다 클 수도 있으며, 사용되는 감지 기술의 유형 및/또는 원하는 정확도에 따라 현저히 달라질 수도 있다. 따라서, 일부 실시형태들에서, 입력을 감지하는 것은 입력 장치 (100) 의 임의의 표면들과의 접촉이 없는 것, 입력 장치 (100) 의 입력 표면 (예를 들어, 터치 표면) 과의 접촉, 일부 인가된 힘 또는 압력의 양으로 커플링된 입력 장치 (100) 의 입력 표면과의 접촉, 및/또는 그 조합을 포함할 수도 있다. 다양한 실시형태들에서, 입력 표면들은 센서 전극들 상에 도포된 페이스 시트 또는 임의의 케이싱들 등에 의해, 센서 전극들이 상주하는 케이싱들의 표면들에 의해 제공될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 감지 영역 (170) 은 입력 장치 (100) 의 입력 표면 상으로 돌출되는 직사각형 형상을 갖는다.
입력 장치 (100) 는 감지 영역 (170) 에서 사용자 입력을 검출하기 위해 센서 컴포넌트들 및 감지 기술들의 임의의 조합을 활용할 수도 있다. 입력 장치 (100) 는 사용자 입력을 검출하기 위한 복수의 센서 전극들 (120) 을 포함한다. 입력 장치 (100) 는 결합되어 센서 전극들을 형성하는 하나 이상의 센서 전극들 (120) 을 포함할 수도 있다. 몇몇 비제한적인 예로서, 입력 장치 (100) 는 용량성, 탄성, 저항성, 유도성, 자기 음향, 초음파, 및/또는 광학 기술을 사용할 수도 있다.
일부 구현예들은 1, 2, 3, 또는 그 이상의 차원의 공간들에 걸치는 이미지들을 제공하도록 구성된다. 일부 구현들은 특정 축들 또는 평면들을 따라 입력의 돌출부들을 제공하도록 구성된다.
입력 장치 (100) 의 일부 저항성 구현에서, 가요성이고 전도성인 제 1 층은 하나 이상의 스페이서 요소에 의해 전도성 제 2 층으로부터 분리된다. 작동 중에, 하나 이상의 전압 구배들이 층들에 걸쳐 생성된다. 가요성 제 1 층을 가압하는 것은 층간의 전기적 접촉을 생성하기에 충분히 그것을 편향시켜, 층들 사이의 접촉점(들) 을 반영한 전압 출력을 야기할 수도 있다. 이러한 전압 출력들은 위치 정보를 결정하는 데 사용될 수도 있다.
입력 장치 (100) 의 일부 유도성 구현 예에서, 하나 이상의 센서 전극 (120) 은 공진 코일 또는 코일 쌍에 의해 유도된 루프 전류를 수집한다. 그 후, 전류의 크기, 위상 및 주파수의 일부 조합이 위치 정보를 결정하는데 사용될 수도 있다.
입력 장치 (100) 의 일부 용량성 구현들에서, 전압 또는 전류가 인가되어 전기장을 생성한다. 근방의 입력 오브젝트들은 전기장의 변화들을 야기하고, 전압, 전류 등의 변화들로서 검출될 수도 있는 용량성 커플링의 검출가능한 변화들을 생성한다.
일부 용량성 구현들은 전기장을 생성하기 위해 용량성 센서 전극들 (120) 의 어레이들 또는 다른 규칙적인 또는 불규칙적인 패턴들을 이용한다. 일부 용량성 구현들에서, 별개의 센서 전극들 (120) 이 더 큰 센서 전극들을 형성하기 위해 함께 오믹 단락 (ohmically short) 될 수도 있다. 일부 용량성 구현들은 균일하게 저항성일 수도 있는 저항성 시트들을 이용한다.
상술된 바와 같이, 일부 용량성 구현들은 센서 전극들 (120) 과 입력 오브젝트 사이의 용량성 커플링의 변화들에 기초한 “자기 커패시턴스” (또는 “절대 커패시턴스”) 감지 방법들을 이용한다. 일 실시형태에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 센서 전극 (120) 상에 알려진 진폭을 갖는 전압을 구동하고 센서 전극을 구동 전압으로 충전하는데 필요한 전하량을 측정하도록 구성된다. 다른 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 알려진 전류를 구동하고 결과적인 전압을 측정하도록 구성된다. 다양한 실시형태들에서, 센서 전극들 (120) 근방의 입력 오브젝트는 센서 전극들 (120) 근방의 전기장을 변경하여, 측정된 용량성 커플링을 변화시킨다. 일 실시형태에서, 절대 커패시턴스 감지 방법은
변조된 신호를 사용하여 기준 전압 (예를 들어, 시스템 접지) 에 대해 센서 전극들 (120) 을 변조하고, 센서 전극들 (120)과 입력 오브젝트들 (140) 사이의 용량성 커플링을 검출함으로써 동작한다.
또 상술된 바와 같이, 일부 용량성 구현들은 감지 전극들 사이의 용량성 커플링의 변화들에 기초한 “상호 커패시턴스” (또는 “트랜스커패시턴스”) 감지 방법들을 활용한다. 다양한 실시형태들에서, 감지 전극들 근방의 입력 오브젝트 (140) 는 감지 전극들 사이의 전기장을 변경하여, 측정된 용량성 커플링을 변화시킨다. 일 구현예에서, 트랜스커패시티브 감지 방법은 이하에 더 기술되는 바와 같이, 하나 이상의 송신기 감지 전극들 (또한 "송신기 전극들") 과 하나 이상의 수신기 감지 전극들 (또한 "수신기 전극들") 사이의 용량성 커플링을 검출함으로써 동작한다. 송신기 감지 전극들은 송신기 신호들을 송신하기 위해 기준 전압 (예를 들어, 시스템 접지) 에 대해 전기적으로 변조될 수도 있다. 수신기 감지 전극들은 결과의 신호들의 수신을 용이하게 하기 위해 기준 전압에 대해 실질적으로 일정하게 유지될 수도 있다. 결과의 신호는 하나 이상의 송신기 신호들 및/또는 환경 간섭의 하나 이상의 소스들 (예를 들어, 다른 전자기 신호들) 에 대응하는 효과(들) 을 포함할 수도 있다. 감지 전극들은 전용 송신기 전극들 또는 수신기 전극들일 수도 있거나, 송신 및 수신 양자 모두를 행하도록 구성될 수도 있다.
도 1 에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 입력 장치 (100) 의 부분으로서 도시된다. 프로세싱 시스템 (110) 은 감지 영역 (170) 에서 입력을 검출하기 위해 입력 장치 (100) 의 하드웨어를 동작시키도록 구성된다. 프로세싱 시스템 (110) 은 하나 이상의 집적 회로들 (IC) 및/또는 다른 회로 컴포넌트들의 부분들 또는 전부를 포함한다. 예를 들어, 상호 커패시턴스 센서 장치를 위한 프로세싱 시스템은 송신기 센서 전극들로 신호들을 송신하도록 구성된 송신기 회로부, 및/또는 수신기 센서 전극들로 신호들을 수신하도록 구성된 수신기 회로부를 포함할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 또한 전자적-판독가능 명령들, 예컨대 펌웨어 코드, 소프트웨어 코드 등을 포함한다. 일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 을 구성하는 컴포넌트들은 예컨대, 입력 장치 (100) 의 센서 전극(들) (120) 근방에서 함께 로케이팅된다. 다른 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 의 컴포넌트들은 입력 장치 (100) 의 센서 전극(들) (120) 에 가까이 있는 하나 이상의 컴포넌트들과 그리고 하나 이상의 그 밖의 컴포넌트들과 물리적으로 분리된다. 예를 들어, 입력 장치 (100) 는 데스크탑 컴퓨터에 커플링된 주변기기일 수도 있고, 프로세싱 시스템 (110) 은 데스크탑 컴퓨터의 중앙 프로세싱 유닛 상에서 실행하도록 구성된 소프트웨어, 및 중앙 프로세싱 유닛으로부터 분리된 하나 이상의 IC 들 (대개 연관된 펌웨어를 가짐) 을 포함할 수도 있다. 다른 예로서, 입력 장치 (100) 는 전화와 같은 모바일 장치에 물리적으로 통합될 수도 있고, 프로세싱 시스템 (110) 은 전화의 메인 프로세서의 부분인 펌웨어 및 회로들을 포함할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 입력 장치 (100) 를 구현하는데 전용된다. 다른 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 또한 디스플레이 스크린들을 동작시키는 것, 햅틱 액추에이터들을 구동하는 것 등과 같은 다른 기능들을 수행한다.
프로세싱 시스템 (110) 은 프로세싱 시스템 (110) 의 상이한 기능들을 핸들링하는 모듈들의 세트로서 구현될 수도 있다. 각각의 모듈은 프로세싱 시스템 (110) 의 부분인 회로부, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합을 함할 수도 있다. 다양한 실시형태들에서, 모듈들의 상이한 조합들이 이용될 수도 있다. 예시적인 모듈들은 센서 전극들 및 디스플레이 스크린들과 같은 하드웨어를 동작시키기 위한 하드웨어 동작 모듈들, 센서 신호들 및 포지션 정보와 같은 데이터를 프로세싱하기 위한 데이터 프로세싱 모듈들, 및 정보를 보고하기 위한 보고 모듈들을 포함한다. 추가의 예시적인 모듈들은 입력을 검출하도록 센서 전극(들) (120) 을 동작시키도록 구성된 센서 동작 모듈들, 모드 변경 제스처들과 같은 제스처들을 식별하도록 구성된 식별 모듈들, 및 동작 모드들을 변경시키기 위한 모드 변경 모듈들을 포함한다. 프로세싱 시스템 (110) 은 또한 하나 이상의 제어기를 포함할 수도 있다.
일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 하나 이상의 액션들을 야기하는 것에 의해 직접 감지 영역 (170) 에서 사용자 입력 (또는 사용자 입력 결여) 에 응답한다. 예시적인 액션들은 동작 모드들을 변경하는 것 뿐아니라 그래픽 사용자 인터페이스 (GUI) 액션들, 이를 테면, 커서 이동, 선택, 메뉴 내비게이션, 및 다른 기능들을 포함한다. 일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 전자 시스템의 일부 부분으로 (예를 들어, 별개의 중앙 프로세싱 시스템이 존재하는 경우, 프로세싱 시스템 (110) 과 별개인 전자 시스템의 중앙 프로세싱 시스템으로) 입력 (또는 입력의 결여) 에 대한 정보를 제공한다. 일부 실시형태에서, 전자 시스템의 일부 부분은 사용자 입력에 따라 동작하도록, 예를 들어, 모드 변경 액션들 및 GUI 액션들을 포함하는 모든 범위의 액션들을 용이하게 하기 위해 프로세싱 시스템 (110) 으로부터 수신된 정보를 프로세싱한다.
예를 들어, 일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 입력 장치 (100) 의 센서 전극(들) (120) 을 동작시켜 감지 영역 (170) 에서의 입력 (또는 입력의 결여) 을 표시하는 전기 신호들을 생성한다. 프로세싱 시스템 (110) 은 전자 시스템에 제공된 정보를 생성하는데 있어서 전기 신호들에 대해 임의의 적절한 양의 프로세싱을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 프로세싱 시스템 (110) 은 센서 전극들 (120) 로부터 획득된 아날로그 전기 신호들을 디지털화할 수도 있다. 다른 예로서, 프로세싱 시스템 (110) 은 필터링 또는 다른 신호 컨디셔닝을 수행할 수도 있다. 또 다른 예로서, 프로세싱 시스템 (110) 은 베이스라인을 감산하거나 다르게는 설명하여, 정보가 전기 신호들과 베이스라인 사이의 차이를 반영하도록 할 수도 있다. 또 다른 예들로서, 프로세싱 시스템 (110) 은 위치 정보를 결정하고, 입력들을 커맨드들로서 인식하고, 핸드라이팅을 인식하는 것 등을 행할 수도 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이 “위치 정보” 는 광범위하게 절대 위치, 상대 위치, 속도, 가속도, 및 다른 유형의 공간 정보를 포함한다. 예시적인 "0 차원"위치 정보는 근접/원격 또는 접촉/비접촉 정보를 포함한다. 예시적인 “1-차원” 위치 정보는 축을 따르는 위치들을 포함한다. 예시적인 “2-차원” 위치 정보는 평면에서의 모션들을 포함한다. 예시적인 “3-차원” 위치 정보는 공간에서의 순간적 또는 평균 속도들을 포함한다. 추가 예들은 공간 정보의 다른 표현들을 포함한다. 위치 정보의 하나 이상의 유형에 관한 이력 데이터는 또한 예를 들어 시간에 따른 위치, 운동 또는 순간 속도를 추적하는 이력 데이터를 포함하여 결정 및/또는 저장될 수도 있다.
일부 실시형태들에서, 입력 장치 (100) 는 프로세싱 시스템 (110) 에 의해 또는 일부 다른 프로세싱 시스템에 의해 동작되는 부가적인 입력 컴포넌트들로 구현된다. 이러한 추가적인 입력 컴포넌트들은 감지 영역 (170) 에서의 입력을 위한 중복적 기능성, 또는 일부 다른 기능성을 포함할 수도 있다. 도 1 은 입력 장치 (100) 를 사용하여 아이템들의 선택을 용이하게 하는데 사용될 수 있는 감지 영역 (170) 근방의 버튼들 (130) 을 나타낸다. 다른 유형의 부가 입력 컴포넌트들은 슬라이더들, 볼들, 휠들, 스위치들 등을 포함한다. 대조적으로, 일부 실시형태들에서, 입력 장치 (100) 는 다른 입력 컴포넌트들 없이 구현될 수도 있다.
일부 실시형태들에서, 입력 장치 (100) 는 터치 스크린 인터페이스를 포함하고, 감지 영역 (170) 은 디스플레이 장치 (160) 의 디스플레이 스크린의 활성 영역의 적어도 일부를 오버랩한다. 예를 들어, 입력 장치 (100) 는 디스플레이 스크린 위에 놓이는 실질적으로 투명한 센서 전극들 (120) 을 포함하고 연관된 전자 시스템에 대해 터치 스크린 인터페이스를 제공할 수도 있다. 디스플레이 스크린은 사용자에게 비주얼 인터페이스를 디스플레이할 수 있는 동적 디스플레이의 임의의 유형일 수도 있고, 발광 다이오드 (LED), 유기 LED (OLED), 음극선 관 (CRT), 액정 디스플레이 (LCD), 플라즈마, 일렉트로루미네센스 (EL), 또는 다른 디스플레이 기술의 임의의 유형을 포함할 수도 있다. 입력 장치 (100) 및 디스플레이 장치 (160) 는 물리적 엘리먼트들을 공유할 수도 있다. 예를 들어, 일부 실시형태들은 디스플레이 및 감지를 위해 동일한 전기 컴포넌트들의 일부를 활용할 수도 있다. 다른 예로서, 디스플레이 장치 (160) 는 프로세싱 시스템 (110) 에 의해 부분적으로 또는 전체적으로 동작될 수도 있다.
본 기술의 많은 실시 형태들이 완전하게 기능하는 장치의 맥락으로 설명되었지만, 본 기술의 메커니즘은 다양한 형태들로 프로그램 제품 (예를 들어, 소프트웨어) 으로서 분포될 수도 있다는 것을 이해해야 한다 . 예를 들어, 본 기술의 메카니즘들은 전자 프로세서들에 의해 판독가능한 정보 베어링 매체들 (예를 들어, 프로세싱 시스템 (110) 에 의해 판독가능한 비일시적 컴퓨터 판독가능 및/또는 기록가능/기입가능한 정보 베어링 매체들상에 소프트웨어 프로그램으로서 구현 및 배포될 수도 있다. 부가적으로, 본 기술의 실시형태들은 분포를 수행하는데 사용된 특정 유형의 매체에 관계 없이 동등하게 적용된다. 비일시적인, 전자적으로 판독가능한 매체들의 예들은 다양한 디스크 (disc) 들, 메모리 스틱들, 메모리 카드들, 메모리 모듈들 등을 포함한다. 전자적으로 판독가능한 매체들은 플래시, 광학, 자기, 홀로그램 또는 임의의 다른 저장 기술에 기초할 수도 있다.
예시적인 센서 전극 구현
도 2 및 도 3 은 본원에 기술된 실시형태들에 따른 예시적인 센서 전극 배열들의 부분들을 도시한다. 특히, 배열 (200) (도 2) 은 몇몇 실시형태들에 따라, 패턴과 연관된 감지 영역 (170) 에서 감지하도록 구성된 센서 전극들의 패턴의 일부를 도시한다. 도시 및 설명의 명확성을 위해, 도 2 는 센서 전극들을 단순한 직사각형들의 패턴으로 도시하고, 다양한 연관된 컴포넌트들을 도시하지 않는다. 감지 전극들의 이러한 패턴은 제 1 복수의 센서 전극 (205) (예를 들어, 205-1, 205-2, 205-3, 205-4) 과 제 2 복수의 센서 전극 (215) (예를 들어 215-1, 215-2, 215-3, 215-4) 을 포함한다. 센서 전극들 (205, 215) 은 상술된 센서 전극들 (120) 의 각각의 예들이다. 하나의 실시형태에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 제 1 복수의 센서 전극 (205) 을 복수의 송신기 전극으로서 동작시키고, 제 2 복수의 센서 전극 (215) 을 복수의 수신기 전극들로서 동작시킨다. 다른 실시형태에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 절대 용량성 감지 전극들로서 제 1 복수의 센서 전극 (205) 및 제 2 복수의 센서 전극 (215) 을 작동시킨다.
제 1 복수의 센서 전극 (205) 과 제 2 복수의 센서 전극 (215) 은 전형적으로 서로 오믹 절연된다. 즉, 하나 이상의 절연체가 제 1 복수의 센서 전극 (205) 과 제 2 복수의 센서 전극 (215) 을 분리시키고 이들이 서로 전기적으로 단락되는 것을 방지한다. 일부 실시형태들에서, 제 1 복수의 센서 전극 (205) 과 제 2 복수의 센서 전극 (215) 은 공통의 층상에 배치될 수도 있다. 복수의 센서 전극들 (205, 215) 은 교차하는 영역에서 이들 사이에 배치된 절연 재료에 의해 전기적으로 분리될 수도 있다; 그러한 구조에서, 제 1 복수의 센서 전극 (205) 및/또는 제 2 복수의 센서 전극 (215) 은 동일한 전극의 상이한 부분을 연결하는 점퍼들로 형성될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 제 1 복수의 센서 전극 (205) 과 제 2 복수의 센서 전극 (215) 은 절연 재료의 하나 이상의 층들에 의해 분리된다. 일부 실시형태들에서, 제 1 복수의 센서 전극 (205) 과 제 2 복수의 센서 전극 (215) 은 하나 이상의 기판들에 의해 분리되며; 예를 들어, 그들은 동일한 기판의 대향 측면 상에 또는 함께 적층된 상이한 기판들 상에 배치될 수도 있다.
복수의 센서 전극들 (205, 215) 은 임의의 원하는 형상들로 형성될 수도 있다. 또한, 센서 전극들 (205) 의 크기 및/또는 형상은 센서 전극들 (215) 의 크기 및/또는 형상과 다를 수도 있다. 또한, 기판의 동일 측면 상에 위치된 센서 전극들 (205, 215) 은 상이한 형상 및/또는 크기를 가질 수도 있다. 일 실시형태에서, 제 1 복수의 센서 전극 (205) 은 제 2 복수의 센서 전극 (215) 보다 더 클 (예를 들어, 더 큰 표면적을 가질) 수도 있지만, 이것은 필요조건이 아니다. 다른 실시형태들에서, 제 1 및 제 2 복수의 센서 전극들 (205, 215) 은 유사한 크기 및/또는 형상을 가질 수도 있다.
일 실시형태에서, 제 1 복수의 센서 전극 (205) 은 실질적으로 제 1 방향으로 연장되고, 제 2 복수의 센서 전극 (215) 은 실질적으로 제 2 방향으로 연장된다. 예를 들어, 그리고 도 2 에 도시된 바와 같이, 제 1 복수의 센서 전극 (205) 은 일 방향으로 연장되고, 제 2 복수의 센서 전극 (215) 은 센서 전극 (205) 에 실질적으로 직교하는 방향으로 연장된다. 다른 배향들 (예를 들어, 평행한 또는 다른 상대적인 배향들) 도 가능하다.
일부 실시형태들에서, 제 1 및 제 2 복수의 센서 전극들 (205, 215) 은 디스플레이 장치 (180) 를 함께 형성하는 복수의 (또는 디스플레이 스택의) 층들의 외부에 위치된다. 디스플레이 스택의 하나의 예는 렌즈 층, 하나 이상의 편광자 층, 컬러 필터 층, 하나 이상의 디스플레이 전극 층, 디스플레이 재료 층, 박막 트랜지스터 (TFT) 유리 층, 및 백라이트 층과 같은 층들을 포함할 수도 있다. 그러나, 디스플레이 스택의 다른 구현이 가능하다. 다른 실시형태들에서, 제 1 및 제 2 복수의 센서 전극들 (205, 215) 중 하나 또는 양자 모두는 디스플레이 관련 층 또는 분리 층의 일부로서 포함되는지 여부에 관계없이 디스플레이 스택 내에 위치된다. 예를 들어, 특정 디스플레이 전극 층 내의 Vcom 전극은 디스플레이 업데이팅 및 용량성 감지 양자 모두를 수행하도록 구성될 수 있다.
도 3 의 배열 (300) 은 몇몇 실시형태들에 따라, 감지 영역 (170) 에서 감지하도록 구성된 센서 전극들의 패턴의 일부를 도시한다. 도시 및 설명의 명확성을 위해, 도 3 은 센서 전극들을 단순한 직사각형들의 패턴으로 도시하고, 다른 연관된 컴포넌트들을 도시하지 않는다. 예시적인 패턴은 X 개의 열들 및 Y 개의 행들로 배열된 센서 전극들의 배열 (120X,Y) 을 포함하며, 여기서 X 및 Y 는 양의 정수들이지만, X 및 Y 중 하나는 0 일 수도 있다. 센서 전극들 (120) 의 패턴은 극성 어레이들, 반복 패턴들, 비반복 패턴들, 단일 행 또는 열, 또는 다른 적절한 구현과 같은 다른 구성들을 가질 수도 있다. 또한, 다양한 실시형태들에서 센서 전극들 (120) 의 수는 행마다 및/또는 열마다 다를 수도 있다. 일 실시형태에서, 적어도 하나의 행 및/또는 열의 센서 전극 (120) 은 다른 것보다 적어도 하나의 방향으로 더 연장되도록 다른 것에서 오프셋된다. 센서 전극들 (120) 은 프로세싱 시스템 (110) 에 커플링되고 감지 영역 (170) 에서 입력 오브젝트의 존재 (또는 그것의 부재) 를 결정하는데 이용된다.
제 1 동작 모드에서, 센서 전극들 (120) (1201,1, 1202,1, 1203, 1,..., 120X,Y) 의 배열은 절대 감지 기법들을 통해 입력 오브젝트의 존재를 검출하는데 이용될 수도 있다. 즉, 프로세싱 시스템 (110) 은 센서 전극들 (120) 을 변조하여 변조된 센서 전극들 (120) 과 입력 오브젝트 사이의 용량성 커플링에서의 변화들의 측정들을 획득하여 입력 오브젝트의 위치를 결정하도록 구성된다. 프로세싱 시스템 (110) 은 또한 변조되는 센서 전극들 (120) 로 수신된 결과적인 신호들의 측정에 기초하여 절대 커패시턴스의 변화들을 결정하도록 구성된다.
일부 실시형태들에서, 배열 (300) 은 적어도 2 개의 센서 전극들 (120) 사이에 배치되는 하나 이상의 그리드 전극들 (도시되지 않음) 을 포함한다. 그리드 전극(들) 은 그룹으로서 복수의 센서 전극 (120) 을 적어도 부분적으로 둘러쌀 수도 있고, 또한, 또는 대안적으로 하나 이상의 센서 전극들 (120) 을 완전히 또는 부분적으로 둘러싸는 것도 가능하다. 일 실시형태에서, 그리드 전극은 복수의 애퍼쳐들을 갖는 평면 보디 (body) 이고, 각각의 애퍼쳐는 센서 전극들 (120) 중 각각의 전극을 둘러싸고 있다. 다른 실시형태들에 있어서,
그리드 전극(들) 은 개별적으로 또는 그룹으로 또는 둘 이상의 세그먼트로 구동될 수도 있는 복수의 세그먼트들을 포함한다. 그리드 전극 (들) 은 센서 전극들 (120) 과 유사하게 제조될 수도 있다. 센서 전극 (120) 과 함께 그리드 전극(들) 은 도전성 라우팅 트레이스 (trace) 를 이용하여 프로세싱 시스템 (110) 에 커플링될 수도 있으며 입력 오브젝트 검출을 위해 사용될 수도 있다.
센서 전극 (120) 은 전형적으로 서로 오믹 절연되고, 또한 그리드 전극 (들)으로부터 오믹 절연되어 있다. 즉, 하나 이상의 절연체들은 센서 전극들 (120) 과 그리드 전극(들) 을 분리하고 이들이 서로 전기적으로 단락되는 것을 방지한다. 일부 실시형태들에서, 센서 전극들 (120) 과 그리드 전극 (들)은 절연성 갭에 의해 분리되며, 그 절연성 갭은 전기 절연 재료로 채워질 수도 있거나 에어 갭이 될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 센서 전극들 (120) 과 그리드 전극(들) 은 절연 재료의 하나 이상의 층들에 의해 수직적으로 분리된다. 일부 다른 실시형태들에서, 센서 전극들 (120) 과 그리드 전극 (들) 은 하나 이상의 기판에 의해 분리된다; 예를 들어, 이들은 동일한 기판의 대향 측면 상에 또는 상이한 기판들 상에 배치될 수도 있다. 또 다른 실시형태들에서, 그리드 전극 (들)은 동일한 기판 상에 또는 상이한 기판들 상에 다수의 층으로 구성될 수도 있다. 일 실시형태에서, 제 1 그리드 전극은 제 1 기판 (또는 기판의 제 1 측면) 상에 형성될 수도 있고 제 2 그리드 전극은 제 2 기판 (또는 기판의 제 2 측면) 상에 형성될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 그리드 전극은 디스플레이 장치 (160) (도 1) 의 박막 트랜지스터 (TFT) 층 상에 배치된 하나 이상의 공통 전극을 포함하고, 제 2 그리드 전극은 디스플레이 장치 (160) 의 컬러 필터 글래스상에 배치된다. 제 1 및 제 2 그리드 전극의 치수는 적어도 하나의 치수가 동일하거나 다를 수 있다.
제 2 동작 모드에서, 센서 전극들 (120) (1201,1, 1202,11203, 1,..., 120X,Y) 은 송신기 신호가 그리드 전극(들) 상으로 구동되는 경우에 트랜스커패시티브 감지 기법들을 통해 입력 오브젝트의 존재를 검출하는데 이용될 수도 있다. 즉, 프로세싱 시스템 (110) 은 송신기 신호로 그리드 전극 (들)을 구동하고 각각의 센서 전극 (120) 으로 결과적인 신호들을 수신하도록 구성되며, 여기서 결과적인 신호는 송신기 신호에 대응하는 효과들을 포함하며, 그 송신기 신호는 입력 오브젝트의 위치를 결정하기 위해 프로세싱 시스템 (110) 또는 다른 프로세서에 의해 이용된다.
제 3 동작 모드에서, 센서 전극들 (120) 은 트랜스커패시티브 감지 기법들을 통해 입력 오브젝트의 존재를 검출하는데 이용되는 송신기 및 수신기 전극들의 그룹들로 분할될 수도 있다. 즉, 프로세싱 시스템 (110) 은 송신기 신호로 제 1 그룹의 센서 전극들 (120) 을 구동할 수도 있고, 제 2 그룹의 센서 전극들 (120) 로 결과의 신호들을 수신할 수도 있으며, 여기서 결과의 신호는 송신기 신호에 대응하는 효과들을 포함한다. 결과의 신호는 입력 오브젝트의 위치를 결정하기 위해 프로세싱 시스템 (110) 또는 다른 프로세서에 의해 활용된다.
입력 장치 (100) 는 상술한 모드들 중 어느 하나에서 동작하도록 구성될 수도 있다. 입력 장치 (100) 는 상술한 모드들 중 임의의 2 개 이상의 모드들 사이에서 스위칭하도록 구성될 수도 있다.
용량성 커플링의 국부적 용량성 감지의 영역들은 "용량성 픽셀", "터치 픽셀", "틱셀"등으로 명명 될 수있다. 용량성 픽셀은 제 1 동작 모드에서 개별 센서 전극 (120) 과 의 기준 전압 사이에, 제 2 동작 모드에서 센서 전극들 (120) 과 그리드 전극 (들) 사이에, 및 송신기 및 수신기 전극들 (예를 들어, 도 2 의 배열 (200)) 로서 사용되는 센서 전극들 (120) 의 그룹들 사이에 형성될 수도 있다. 용량성 커플링은 센서 전극들 (120) 과 연관된 감지 영역 (170) 에서 입력 오브젝트들의 근접도 및 모션에 따라 변화하며, 따라서 입력 장치 (100) 의 감지 영역에서 입력 오브젝트의 존재의 표시자로서 사용될 수도 있다.
일부 실시형태들에서, 센서 전극들 (120) 은 이러한 용량성 커플링들을 결정하기 위해 “스캐닝” 된다. 즉, 일 실시형태에서, 센서 전극들 (120) 의 하나 이상은 송신기 신호들을 송신하도록 구동된다. 송신기들은 하나의 송신기 전극이 한 번에 송신하도록, 또는 다수의 송신기 전극들이 동시에 송신하도록 동작될 수도 있다. 다수의 송신기 전극들이 동시에 송신하는 경우, 다수의 송신기 전극은 동일한 송신기 신호를 송신할 수도 있고,
이에 따라 효과적으로 더 큰 송신기 전극을 생성한다. 대안 적으로, 다수의 송신기 전극은 상이한 송신기 신호를 송신할 수도 있다. 예를 들어, 다수의 송신기 전극들은 수신기 전극들의 결과의 신호들에 대한 그들의 결합된 효과들이 독립적으로 결정될 수 있게 하는 하나 이상의 코딩 스킴들에 따라 상이한 송신기 신호들을 송신할 수도 있다. 일 실시형태에서, 다수의 송신기 전극은 동일한 송신기 신호를 동시에 송신할 수도 있으며, 수신기 전극은 그 효과들을 수신하고 스캐닝 방식에 따라 측정된다.
수신기 센서 전극들로서 구성된 센서 전극들 (120) 은 결과의 신호들을 획득하기 위해 단독으로 또는 다중으로 동작될 수도 있다. 결과의 신호들은 용량성 픽셀들에서 용량성 커플링들의 측정들을 결정하는데 사용될 수도 있다. 프로세싱 시스템 (110) 은 센서 전극 (120) 을 스캐닝 방식 및/또는 멀티플렉싱 방식으로 수신하여 행해질 동시 측정들의 수 뿐아니라 지지하는 전기적 구조들의 크기를 감소시키도록 구성될 수도 있다. 일 실시형태들에서, 하나 이상의 센서 전극은 멀티플렉서 등과 같은 스위칭 소자를 통해 프로세싱 시스템 (110) 의 수신기에 커플링된다. 이러한 실시형태에서, 스위칭 소자는 프로세싱 시스템 (110) 내부 또는 프로세싱 시스템 (110) 외부에 있을 수도 있다. 하나 이상의 실시형태들에서, 스위칭 소자들은 또한 센서 전극 (120) 을 송신기 또는 다른 신호 및/또는 전압 전위와 커플링하도록 추가로 구성될 수도 있다. 일 실시형태에서, 스위칭 소자는 하나보다 많은 수신기 전극을 공통 수신기에 동시에 커플링하도록 구성될 수도 있다.
다른 실시형태들에서, 이러한 용량성 커플링들을 결정하기 위해 센서 전극들 (120) 을 "스캐닝하는 것” 은 하나 이상의 센서 전극을 변조하고 하나 이상의 센서 전극의 절대 커패시턴스를 측정하는 것을 포함한다. 다른 실시형태에서, 센서 전극들은 하나보다 많은 센서 전극이 동시에 구동 및 수신되도록 동작될 수도 있다. 이러한 실시형태들에서, 절대 용량성 측정은 하나 이상의 센서 전극들 (120) 의 각각으로부터 동시에 획득될 수도 있다. 일 실시형태에서, 센서 전극들 (120) 각각은 동시에 구동되고 수신되어,
각각의 센서 전극 (120) 으로부터 동시에 절대 용량성 측정을 획득한다. 다양한 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 센서 전극들의 부분을 선택적으로 변조하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 센서 전극은 호스트 프로세서에서 실행하는 애플리케이션, 입력 장치의 상태, 및 감지 장치의 동작 모드에 기초하여 선택될 수도 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 다양한 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 센서 전극들 (120) 의 적어도 부분을 선택적으로 차폐하고 그리드 전극(들) (122) 을 선택적으로 차폐하거나 그리드 전극(들) (122) 로 송신하면서 다른 센서 전극들 (120) 로 선택적으로 수신 및/또는 송신하도록 구성될 수도 있다.
용량성 픽셀들로부터의 측정들의 세트는 픽셀들에서의 용량성 커플링을 나타내는 "용량성 이미지"(또한 "용량성 프레임") 를 형성한다. 다중 용량성 이미지들이 다중 시간 기간들에 걸쳐 획득될 수도 있고, 이들 사이의 차이들은 감지 영역에서 입력에 관한 정보를 도출하는데 사용될 수도 있다. 예를 들어, 시간의 연속적인 기간들에 걸쳐 획득된 연속적인 용량성 이미지들은 감지 영역에 진입하고, 빠져나가며, 그 영역 내에 있는 하나 이상의 입력 오브젝트들의 모션(들) 을 추적하는데 사용될 수 있다.
상기 실시형태들 중 임의의 실시형태에서, 다수의 센서 전극들 (120) 은 센서 전극 (120) 들이 동시에 변조되거나 동시에 수신되도록 함께 동시에 작동될 수도 있다. 전술한 방법과 비교하여, 다수의 센서 전극을 함께 동시에 작동시키는 것은 정밀한 위치 정보를 식별하는데 사용할 수 없는 코어스 (coarse) 용량성 이미지를 생성 할 수도 있다. 그러나, 코어스 용량성 이미지는 입력 오브젝트의 존재를 감지하는데 사용될 수도 있다. 일 실시형태에서, 코어스 용량성 이미지는 프로세싱 시스템 (110) 또는 입력 장치 (100) 를 "도즈 (doze)"모드 또는 저전력 모드로부터 벗어나게 이동 시키는데 사용될 수도 있다. 일 실시형태에서, 코어스 용량성 이미지는 용량성 감지 IC 를 "도즈"모드 또는 저전력 모드로부터 벗어나게 이동 시키는데 사용될 수도 있다. 다른 실시형태에서, 코어스 용량성 이미지는 호스트 IC 및 디스플레이 구동기 중 적어도 하나를 "도즈"모드 또는 저전력 모드로부터 벗어나게 이동 시키는데 사용될 수도 있다. 코어스 용량성 이미지는 전체 센서 면적에 대응하거나 또는 센서 면적의 부분에만 대응할 수도 있다.
입력 장치 (100) 의 배경 커패시턴스는 감지 영역 (170) 내의 무 입력 오브젝트와 연관된 용량성 이미지이다. 배경 커패시턴스는 환경 및 작동 조건에 따라 달라지며 다양한 방법으로 추정될 수도 있다. 예를 들어, 일부 실시형태들은 입력 오브젝트가 감지 영역 (170) 에 존재하지 않을 때 "베이스라인 이미지들"을 취하고, 이들 베이스라인 이미지들을 그들의 배경 커패시턴스들의 추정들로서 사용한다. 배경 캐패시턴스 또는 베이스라인 캐패시턴스는, 하나의 센서 전극은 변조된 신호로 구동되고 다른 하나는 시스템 접지에 대해 고정 상태로 유지되는 2 개의 센서 전극들 사이의 부유 용량성 커플링으로 인해, 또는 수신기 전극과 근처의 변조된 전극들 사이의 부유 용량성 커플링으로 인해 존재할 수도 있다. 다수의 실시형태들에서, 배경 또는 베이스라인 커패시턴스는 사용자 입력 제스처의 시간 주기에 걸쳐 상대적으로 고정될 수도 있다.
용량성 이미지들은 보다 효율적인 프로세싱을 위해 입력 장치 (100) 의 배경 커패시턴스에 대해 조정될 수 있다. 일부 실시형태들은 "베이스라이닝된 (baselined) 용량성 이미지"를 생성하기 위해 용량성 픽셀들에서 용량성 커플링들의 측정들을 "베이스라이닝"함으로써 이를 달성한다. 즉, 일부 실시형태들은 커패시턴스 이미지를 형성하는 측정들을 이들 픽셀들과 연관된 "베이스라인 이미지"의 적절한 "베이스라인 값들"과 비교하고, 그 베이스라인 이미지로부터의 변화들을 결정한다.
일부 터치 스크린 실시형태들에서, 하나 이상의 센서 전극들 (120) 은 디스플레이 스크린의 디스플레이를 업데이트하는데 사용되는 하나 이상의 디스플레이 전극을 포함한다. 디스플레이 전극들은 세그먼트화된 Vcom 전극 (공통 전극 (들)) 의 하나 이상의 세그먼트들, 소스 구동 라인, 게이트 라인, 애노드 서브픽셀 전극 또는 캐소드 픽셀 전극, 또는 임의의 다른 적합한 디스플레이 엘리먼트와 같은 능동 매트릭스 디스플레이의 하나 이상의 엘리먼트들을 포함할 수도 있다. 이들 디스플레이 전극들은 적절한 디스플레이 스크린 기판 상에 배치될 수도 있다. 예를 들어, 공통 전극은 일부 디스플레이 스크린 (예를 들어, IPS (In-Plane Switching), FFS (Fringe Field Switching) 또는 PLS (Plane to Line Switching) 유기 발광 다이오드 (OLED)) 에서의 투명 기판 (유리 기판, TFT 유리 또는 임의의 다른 투명 재료) 상에, 일부 디스플레이 스크린 (예를 들어, PVA (Patterned Vertical Alignment) 또는 MVA (Multi-domain Vertical Alignment)) 의 컬러 필터 유리의 저부상에, 또는 방출층 (OLED) 위 등에 배치될 수도 있다. 이러한 실시형태들에서, 디스플레이 전극은 그것이 다수의 기능들을 수행하기 때문에 "조합 전극"이라 칭할 수도 있다. 다양한 실시형태들에서, 각각의 센서 전극 (120) 은 하나 이상의 공통 전극을 포함한다. 다른 실시형태들에서, 적어도 2 개의 센서 전극 (120) 은 적어도 하나의 공통 전극을 공유할 수도 있다. 다음의 설명은 센서 전극 (120) 및/또는 그리드 전극(들)이 하나 이상의 공통 전극을 포함하는 것을 기술할 수 있지만, 상술한 바와 같은 다양한 다른 디스플레이 전극이 또한 공통 전극과 함께 또는 공통 전극에 대한 대안으로서 사용될 수도 있다. 다양한 실시형태들에서, 센서 전극 (120) 및 그리드 전극 (들)은 전체 공통 전극 층 (Vcom 전극) 을 포함한다.
다양한 터치 스크린 실시형태들에서, "용량성 프레임 레이트"(연속적인 용량성 이미지들이 획득되는 레이트)는 "디스플레이 프레임 레이트” (스크린을 새로 고침하여 동일한 이미지를 재디스플레이하는 것을 포함하여 디스플레이 이미지가 업데이트되는 레이트) 와 동일하거나 상이할 수도 있다. 다양한 실시형태들에서, 용량성 프레임 레이트는 디스플레이 프레임 레이트의 정수배이다. 다른 실시형태들에서, 용량성 프레임 레이트는 디스플레이 프레임 레이트의 분수배이다. 또 다른 실시형태들에서, 용량성 프레임 레이트는 디스플레이 프레임 레이트의 임의의 분수 또는 정수배일 수도 있다. 하나 이상의 실시형태들에서, 터치 프레임 레이트가 일정하게 유지되는 동안 디스플레이 프레임 레이트는 (예를 들어, 전력을 감소시키거나 3D 디스플레이 정보와 같은 부가적인 이미지 데이터를 제공하기 위해) 변화할 수도 있다. 다른 실시형태에서, 디스플레이 프레임 레이트는 터치 프레임 레이트가 증가되거나 감소되는 동안 일정하게 유지될 수도 있다.
계속해서 도 3 을 참조하면, 센서 전극 (120) 에 커플링된 프로세싱 시스템 (110) 은 센서 모듈 (310) 및 선택적으로 디스플레이 구동기 모듈 (320) 을 포함한다. 센서 모듈 (310) 은 입력 센싱이 요구되는 기간들 동안 용량성 센싱을 위해 센서 전극들 (120) 중 적어도 하나를 구동하도록 구성된 회로를 포함한다. 일 실시형태에서, 센서 모듈 (310) 은 변조된 신호를 적어도 하나의 센서 전극 (120) 상으로 구동하여 적어도 하나의 센서 전극과 입력 오브젝트 사이의 절대 커패시턴스의 변화를 검출하도록 구성된다. 다른 실시형태에서, 센서 모듈 (310) 은 송신기 신호를 적어도 하나의 센서 전극 (120) 상으로 구동하여 적어도 하나의 센서 전극과 다른 센서 전극 (120) 사이의 트랜스커패시턴스의 변화를 검출하도록 구성된다. 변조된 신호 및 송신기 신호는 일반적으로 입력 감지를 위해 할당된 시간 주기에 걸쳐 복수의 전압 천이들을 포함하는 가변 전압 신호들이다. 다양한 실시형태들에서, 센서 전극들 (120) 및/또는 그리드 전극 (들)은 상이한 동작 모드들에서 다르게 구동될 수도 있다. 일 실시형태에서, 센서 전극들 (120) 및/또는 그리드 전극 (들)은 위상, 진폭 및/또는 형상 중 임의의 하나에서 다를 수도 있는 신호들 (변조된 신호들, 송신기 신호들 및/또는 차폐 신호들) 로 구동될 수도 있다. 다양한 실시형태들에서, 변조된 신호 및 송신기 신호는 적어도 하나의 형상, 주파수, 진폭 및/또는 위상이 유사하다. 다른 실시형태들에서, 변조된 신호 및 송신기 신호는 주파수, 형상, 위상, 진폭, 및 위상이 상이하다. 센서 모듈 (310) 은 하나 이상의 센서 전극 (120) 및/또는 그리드 전극 (들)에 선택적으로 커플링될 수도 있다. 예를 들어, 센서 모듈 (310) 은 센서 전극 (120) 의 선택된 부분에 커플링될 수도 있고 절대 또는 트랜스커패시티브 감지 모드로 작동할 수도 있다. 다른 예에서, 센서 모듈 (310) 은 센서 전극 (120) 의 상이한 부분일 수도 있고 절대 또는 트랜스커패시티브 감지 모드로 작동할 수도 있다. 또 다른 예에서, 센서 모듈 (310) 은 모든 센서 전극 (120) 에 커플링될 수도 있고 절대 또는 트랜스커패시티브 감지 모드로 작동할 수도 있다.
센서 모듈 (310) 은 센서 전극 (120) 을 근처의 도체들의 전기적 영향으로부터 차폐할 수도 있는 차폐 전극으로서 그리드 전극 (들)을 작동시키도록 구성된다. 일 실시형태에서, 프로세싱 시스템은 근처의 도체들의 전기적 효과로부터 센서 전극 (120) 을 "차폐"할 수도 는 차폐 전극으로서 그리드 전극 (들)을 작동시키고, 그리드 전극 (들)으로부터 센서 전극 (120) 을 보호하여, 그리드 전극 (들)과 센서 전극 (120) 사이의 기생 커패시턴스를 적어도 부분적으로 감소시도록 구성된다. 일 실시형태에서, 차폐 신호는 그리드 전극 (들) 상으로 구동된다. 차폐 신호는 시스템 접지 또는 다른 접지와 같은 접지 신호 또는 임의의 다른 일정 전압 (즉, 무 변조) 신호일 수도 있다. 다른 실시형태에서, 그리드 전극 (들)을 차폐 전극으로서 동작시키는 것은 그리드 전극을 전기적으로 플로팅시키는 것을 포함할 수도 있다. 일 실시형태에서, 그리드 전극 (들)은 다른 센서 전극들에의 큰 커플링으로 인해 플로팅된 전극임과 동시에 효과적인 차폐 전극으로서 동작할 수 있다. 다른 실시형태에서, 차폐 신호는 보호 신호가 센서 전극으로 구동되는 변조 신호와 유사한 위상, 주파수 및 진폭 중 적어도 하나를 갖는 가변 전압 신호 인 "보호 신호"로 지칭될 수도 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라우팅 트레이스는 그리드 전극 (들) 및/또는 센서 전극들 (120) 아래의 라우팅으로 인해 입력 오브젝트에 응답하는 것이 차폐될 수 있고, 따라서 센서 전극들 (120) 로서 도시된 능동 센서 전극들의 일부가 아닐 수도 있다.
하나 이상의 실시형태들에서, 용량성 감지 (또는 입력 감지) 및 디스플레이 업데이팅은 적어도 부분적으로 중첩되는 기간 동안 발생할 수도 있다. 예를 들어, 공통 전극이 디스플레이 업데이팅을 위해 구동되기 때문에, 공통 전극은 또한 용량성 감지를 위해 구동될 수도 있다. 다른 실시형태에서, 용량성 감지 및 디스플레이 업데이팅은 비-디스플레이 업데이트 기간들로서 또한 지칭되는, 비중첩 기간들 동안 발생할 수도 있다. 다양한 실시형태들에서, 비-디스플레이 업데이트 기간들은 디스플레이 프레임의 2 개의 디스플레이 라인들에 대한 디스플레이 라인 업데이트 기간들 사이에서 발생할 수도 있고 적어도 디스플레이 업데이트 기간 만큼 긴 시간일 수도 있다. 그러한 실시형태들에서, 비-디스플레이 업데이트 기간은 2 개의 디스플레이 업데이팅 기간들 사이에서 블랭킹 기간이 발생하는 "긴 수평 블랭킹 기간", "긴 h-블랭킹 기간” 또는 "분포된 블랭킹 기간" 으로서 지칭될 수도 있고, 적어도 디스플레이 업데이트 기간만큼 길다. 일 실시형태에서, 비-디스플레이 업데이트 기간은 프레임의 디스플레이 라인 업데이트 기간들 사이에서 발생하고 송신기 신호의 다중 천이들이 센서 전극들 (120) 상으로 구동될 수 있도록 충분히 길다. 다른 실시형태들에서, 비-디스플레이 업데이트 기간은 수평 블랭킹 기간들 및 수직 블랭킹 기간들을 포함할 수도 있다. 프로세싱 시스템 (110) 은 상이한 비-디스플레이 업데이트 시간들 중 임의의 하나 이상 또는 임의의 조합 동안 용량성 감지를 위해 센서 전극 (120) 을 구동하도록 구성될 수도 있다. 동기화 신호는 센서 모듈 (310) 과 디스플레이 구동기 모듈 (320) 사이에서 공유되어 반복적으로 코히어런트한 주파수 및 위상을 갖는 중첩 디스플레이 업데이팅 및 용량성 감지 기간의 정확한 제어를 제공할 수도 있다. 일 실시형태에서, 이들 동기화 신호는 입력 감지 기간의 시작과 끝에서 상대적으로 안정한 전압이 (예를 들어, 입력 적분기 리셋 시간의 종단 근처 및 디스플레이 전하 공유 시간의 종단 근처에서) 상대적으로 안정한 전압을 갖는 디스플레이 업데이트 주기와 일치하는 것을 허용하도록 구성될 수도 있다. 변조된 또는 송신기 신호의 변조 주파수는 디스플레이 라인 업데이트 레이트의 고조파에 있을 수도 있으며, 위상은 디스플레이 소자로부터 수신기 전극으로 거의 일정한 전하 커플링을 제공하도록 결정되어, 이러한 커플링이 베이스라인 이미지의 부분이되는 것을 허용한다.
센서 모듈 (310) 은 입력 센싱이 요구되는 기간 동안 변조된 신호 또는 송신기 신호에 대응하는 효과를 포함하는 센서 전극 (120) 및/또는 그리드 전극(들) 으로 결과적인 신호를 수신하도록 구성된 회로를 포함한다. 센서 모듈 (310) 은 감지 영역 (170) 에서의 입력 오브젝트의 위치를 결정할 수도 있거나 감지 영역 (170) 에서의 입력 오브젝트의 위치를 결정하기 위한 다른 모듈 또는 프로세서, 예를 들어 연관된 전자 장치 (150) (즉, 호스트 프로세서) 의 결정 모듈 또는 프로세서에 결과 신호를 나타내는 정보를 포함하는 신호를 제공할 수도 있다.
디스플레이 구동기 모듈 (320) 은 프로세싱 시스템 (110) 에 포함되거나 프로세싱 시스템 (110) 으로부터 분리될 수도 있다. 디스플레이 구동기 모듈 (320) 은 비센싱 (예를 들어, 디스플레이 업데이팅) 기간 동안 디스플레이 이미지 업데이트 정보를 디스플레이 장치 (160) 의 디스플레이에 제공하도록 구성된 회로를 포함한다.
일 실시형태에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 디스플레이 구동기 모듈 (320) 및 센서 모듈 (310) 의 적어도 일부 (즉, 송신기 모듈 및/또는 수신기 모듈) 를 포함하는 제 1 통합 제어기를 포함한다. 다른 실시형태에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 디스플레이 구동기 모듈 (320) 을 포함하는 제 1 통합 제어기 및 센서 모듈 (310) 을 포함하는 제 2 통합 제어기를 포함한다. 또 다른 실시형태에서, 프로세싱 시스템은 디스플레이 구동기 모듈 (320) 및 센서 모듈 (310) 의 제 1 부분 (예를 들어, 송신기 모듈 및 수신기 모듈 중 하나) 을 포함하는 제 1 통합 제어기 및 센서 모듈 (310) 의 제 2 부분 (예를 들어, 송신기 모듈 및 수신기 모듈 중 다른 하나) 을 포함하는 제 2 통합 제어기를 포함한다. 다수의 집적 회로를 포함하는 이들 실시형태들에서, 디스플레이 업데이팅 기간, 센싱 기간, 송신기 신호, 디스플레이 업데이트 신호 등을 동기화하도록 구성된 동기화 메커니즘이 이들 사이에 커플링될 수도 있다.
전자기 방사의 능동적인 감소를 위한 예시적인 배열들
도 4 는 여기에 설명된 실시형태들에 따라 전자기 방사의 능동적인 감소를 위한 예시적인 프로세싱 시스템을 도시한다. 보다 구체적으로, 배열 (400) 은 상술한 프로세싱 시스템 (110) 의 하나의 가능한 구현을 제공한다. 또한, 배열 (400) 은 도 2 및 도 3 과 관련하여 전술한 센서 전극의 배열들 (200, 300) 과 같이 본원에서 논의된 다양한 실시형태들과 결합하여 사용될 수 있다.
배열 (400) 내에서, 센서 모듈 (310) 은 복수의 센서 전극 세트들 (405) 을 결정하도록 구성된다. 복수의 센서 전극 세트들 (405) 은 미리 결정되고, 동적으로 결정되고 및/또는 동적으로 업데이트될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 제 1 세트 (S1) 의 센서 전극은 감지 영역을 정의하고, 제 2 세트 (S2) 의 센서 전극은 경계 영역을 정의하고, 제 3 세트 (S3) 의 센서 전극은 완화 영역을 정의한다. 제 1 세트 (S1) 의 센서 전극은 감지 신호 (430) 로 구동될 수도 있고, 제 2 세트 (S2) 의 센서 전극은 보호 신호 (435) 로 구동될 수도 있고, 제 3 세트 (S3) 의 센서 전극은 완화 신호 (440) 로 구동될 수도 있다. 일부 대안적인 실시형태들에서, 제 3 세트 (S3) 의 센서 전극은 EM 방사 완화에 사용되며 센서 모듈 (310) 에 의해 획득된 용량성 측정에 포함되지 않는 전용 완화 전극으로 대체될 수도 있다. 전용 완화 전극은 센서 전극과 동일한 층에 또는 센서 전극과 다른 층에 포함될 수도 있다. 예를 들어, 전용 완화 전극은 센서 전극과 동일한 도전성 재료(들) (예를 들어, ITO (indium tin oxide), TCOs (transparent conductive oxides), 탄소 나노 튜브 박막, 나노 와이어 메쉬 등과 같은 실질적으로 투명한 재료) 로 형성될 수도 있거나, 불투명 금속 트레이스와 같은 상이한 도전성 재료(들)로 형성될 수도 있다. 일부의 경우들에서, 전용 완화 전극은 시각적으로 불명료하게 될 수도 있는데, 예를 들어, 디스플레이 장치의 가시적인 부분을 둘러싸는 블랙 마스크 층 아래에 배치될 수도 있다. 이러한 경우들에서, 제 2 세트 (S2) 의 (즉, 경계 영역의) 하나 이상의 센서 전극들은 또한 시각적으로 불명료하게 될 수도 있다. 일부 대안적인 실시형태들에서, 제 2 세트 (S2) 의 센서 전극은 또한 용량성 측정들에 포함되지 않는 전용 완화 전극들로 대체될 수도 있다.
일부 실시형태들에서, 센서 모듈 (310) 은 하나 이상의 센싱 기간들 동안 센서 전극의 제 1 세트 (S1) 를 업데이트함으로써 (예를 들어, 전체 감지 프레임에 대응하는 용량성 측정들을 획득하는) 복수의 센서 전극의 스캔을 수행하도록 구성된다. 비한정적인 일례에서, 제 1 세트 (S1) 는 제 1 기간 동안 제 1 감지 축의 절반, 및 제 2 기간 동안 제 1 감지 축의 나머지 절반에 대응한다. 다른 분수 부분들도 가능하며, 비 중첩 또는 중첩 부분들을 포함할 수도 있다. 제 1 세트 (S1) 는 제 3 기간 동안 제 2 감지 축의 절반, 및 제 4 기간 동안 제 2 감지 축의 나머지 절반에 대응한다. 일부 실시형태들에서, 제 2 감지 축은 제 1 감지 축에 실질적으로 직교한다. 이러한 방식으로, 센서 모듈 (310) 은 하나 이상의 감지 축에 대해 전체 감지 축에 대해 용량성 감지를 순차적으로 수행하도록 구성될 수도 있다.
감지 신호 (430), 보호 신호 (435), 및/또는 완화 신호 (440) 의 특성들은, 적어도 부분적으로는 감지 신호 (430) 를 제 1 세트 (S1) 의 센서 전극들상으로 구동함으로써 야기된 EM 방사의 능동적인 감소를 수행하도록 선택될 수도 있다. 감지 신호 (430) 는 제 1 극성을 갖는 시변 전압 신호 (즉, 변조 신호) 일 수도 있다. 보호 신호 (435) 는 일반적으로 감지 신호 (430) 와 유사한 위상, 주파수 및/또는 진폭을 갖는다. 일부 실시형태들에서, 보호 신호 (435) 는 감지 신호 (430) 와 실질적으로 동일하다. 선택된 특성들에 기초하여, 보호 신호 (435) 및 감지 신호 (430) 는 실질적으로 동일한 제 1 극성을 가질 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 완화 신호 (440) 는 제 1 극성과 반대 인 제 2 극성을 갖는다. 예를 들어, 완화 신호 (440) 는 감지 신호 (430) 의 반전된 또는 위상 시프트된 복사본에 기초할 수도 있다.
센서 모듈 (310) 은 감지 신호 (430), 보호 신호 (435), 및/또는 완화 신호 (440) 를 생성하기 위한 복수의 신호 진폭 (415) 중 하나 이상을 결정하도록 구성된다. 일부 실시형태들에서, 보호 신호 (435) 및 감지 신호 (430) 는 동일한 진폭 (M1) 을 갖는다. 완화 신호 (440) 의 진폭 (M2) 는 감지 신호 (430) 및 보호 신호 (435) 를 구동시킴으로써 야기된 EM 방사의 원하는 완화를 제공하도록 선택될 수 있고, 그것은 일부 경우들에서는 진폭 (M1) 에 적어도 부분적으로 기초하여 선택된다. 명시적으로 설명하지는 않았지만, 다른 실시형태들에서는 상이한 완화 신호가 제 2 세트 (S2) 의 상이한 센서 전극들 (예를 들어, 상이한 진폭 값들을 가짐) 상으로 구동될 수도 있다.
일부 실시형태들에서, 진폭 (M2) 는 또한 제 1 세트 (S1) 에 포함된 센서 전극들의 수, 제 1 세트 (S1) 에 의해 정의된 면적, 제 2 세트 (S2) 에 포함된 센서 전극들의 수, 제 2 세트 (S2) 에 의해 정의된 면적, 제 3 세트 (S3) 에 포함된 센서 전극들의 수, 및 제 3 세트 (S3) 에 의해 정의된 면적 (또는 대안적으로, 복수의 전용 완화 전극에 의해 정의된 면적) 중 적어도 하나에 기초할 수도 있다. 일 예에서, 제 1 영역은 제 1 세트 (S1) 에 의해 정의된 감지 영역 및 제 2 세트 (S2) 에 의해 정의된 경계 영역을 포함하고, 제 2 영역은 제 3 세트 (S3) 에 의해 정의된 완화 영역을 포함한다. 본 명세서에서 논의된 바와 같이, 제 1 영역은 그 안에 포함된 센서 전극들의 실질적으로 모두가 동일한 극성을 갖는 신호(들)로 구동되는 "실질적으로 인접한” 영역을 포함한다. 실질적으로 인접한 영역은 상이한 센서 전극들 사이의 절연 면적들과 같은 비감지 면적들을 포함할 수도 있다. 실질적으로 인접한 영역의 센서 전극들의 실질적으로 모두가 동일한 극성 신호(들)로 구동되지만, 어떤 경우에는 실질적으로 인접한 영역은 상이한 신호들 (예를 들어, 다른 극성을 갖는 직류 신호 또는 교류 신호) 로 구동되고, 접지되고, 전기적으로 플로팅되는 등의 하나 이상의 다른 센서 전극을 포함할 수도 있다. 이러한 경우에, 하나 이상의 다른 센서 전극은 영역의 비교적 작은 부분, 예를 들어 영역의 10 % 이하만을 포함해야 한다. 일부 경우들에서, 실질적으로 인접한 제 1 영역은 제 2 영역에 대응하는 제 2 면적보다 큰 제 1 면적에 대응한다.
(더 큰) 실질적으로 인접한 제 1 영역 내에서 센서 전극을 구동시키는 것으로부터의 EM 방사를 적절하게 완화시키기 위해, 진폭 (M2) 는 진폭 (M1) 보다 더 크도록 선택될 수도 있다.
일부 실시형태들에서, 센서 모듈 (310) 은 복수의 면적 값들 (410) 중 하나 이상을 결정하도록 구성된다. 일부 실시형태들에서, 제 1 면적 (A1) 은 (제 1 세트 (S1) 에 의해 정의된) 감지 영역에 대응하고, 제 2 면적 (A2) 은 (제 2 세트 (S2) 에 의해 정의된) 경계 영역에 대응하고, 제 3 면적 (A3) 은 (제 3 세트 (S3) 에 의해 정의된) 완화 영역에 대응한다. 센서 모듈 (310) 은 제 1 면적 (A1) 및 제 2 면적 (A2) 에 기초하여 (실질적으로 인접한 제 1 영역에 대응하는) 제 1 면적을 결정할 수도 있고 및/또는 제 3 면적 (A3) 에 기초하여 제 2 영역을 결정할 수도 있다. 몇몇 경우, 센서 모듈 (310) 은 제 1 면적 (A1), 제 2 면적 (A2) 및/또는 제 3 면적 (A3) 에 대한 원하는 값에 기초하여 제 1 세트 (S1), 제 2 세트 (S2) 및 제 3 세트 (S3) 중 하나 이상에 대한 센서 전극들을 선택하도록 구성된다.
일부 실시형태들에서, 센서 모듈 (310) 은 하나 이상의 방사 파라미터들 (420) 에 기초하여 하나 이상의 생성된 신호 및/또는 복수의 센서 전극 세트 (405) 의 특성들을 결정하도록 구성된다. 예를 들어, 방사 파라미터들 (420) 은 규정된 표준들에 포함되는 광대역 방사 제한 및/또는 협대역 방사 제한을 포함할 수도 있다. 자동차 시장에 대한 규정된 표준을 제공하는 규제에 대한 비제한적 예로는 UNECE 규정 10, SAE J1 13 시리즈 및 CISPR 25 가 있다. 방사 파라미터 (420) 는 밀리와트 (mW) 또는 데시벨-밀리와트 (dBm) 와 같은 전력 단위로, 데시벨-마이크로볼트 (dBuV) 와 같은 전계 강도 단위로, 또는 임의의 다른 적합한 단위로 정의될 수도 있다. 센서 모듈 (310) 은 하나 이상의 방사 측정들 (425) 을 더 포함할 수도 있다. 일 실시형태에서, 센서 모듈 (310) 은 (예를 들어, 방사 센서 전극으로부터 소정의 거리에 배치된) 안테나와 통신 가능하게 커플링되고 안테나 (도시되지 않음) 를 사용하여 방사 측정들 (425) 을 획득한다. 다른 실시형태에서, 센서 모듈 (310) 은 테스트 장치와 통신 가능하게 커플링되고 테스트 장치 (도시되지 않음)로부터 방사 측정들 (425) 을 수신한다. 감지 모듈 (310) 은 또한,
방사 측정들 (425) 에 기초하여, 하나 이상의 생성된 신호들 및/또는 복수의 센서 전극 세트들 (405) 의 특성들을 조정하도록 구성된다. 예를 들어, 하나 이상의 방사 측정들 (425) 이 하나 이상의 방사 파라미터들 (420) 에 포함된 방사 한계(들) 이 초과되고 있다고 표시하는 경우, 감지 모듈 (310) 은 다음 중 적어도 하나를 수행하도록 구성될 수도 있다: (1) 제 1 세트 (S1) 및/또는 제 2 세트 (S2) 의 구성 및/또는 크기를 변경하는 것, (2) 제 3 세트 (S3) 의 구성 및/또는 크기를 변경하는 것, (3) 진폭 (M1) 을 감소시키는 것, 및 (4) 완화 신호 (440) 의 진폭 (M2) 을 증가시키는 것.
도 5 는 여기에 설명된 실시형태들에 따라 전자기 방사의 능동적인 감소를 수행하는 방법 (500) 을 도시한다. 방법 (500) 은 도 4 의 배열 (400) 의 프로세싱 시스템과 같은 다른 실시형태들과 결합하여 수행될 수도 있다. 보다 구체적으로, 방법 (500) 은 배열 (400) 의 센서 모듈 (310) 의 동작 중에 수행될 수도 있다.
방법 (500) 은 블록 (505) 에서 시작하고, 여기서 센서 모듈은 제 1 기간 내에 제 1 신호로 제 1 복수의 센서 전극을 구동한다. 제 1 복수의 센서 전극은 실질적으로 인접한 제 1 영역을 정의할 수도 있다. 실질적으로 인접한 제 1 영역 내에서, 제 1 복수의 센서 전극들의 제 1 부분은 제 1 감지 영역을 정의하고, 제 1 복수의 센서 전극들의 제 2 부분은 제 1 경계 영역을 정의한다.
블록 (515) 에서, 센서 모듈은 제 1 복수의 센서 전극을 구동하는 동안 제 1 신호와 반대 극성을 갖는 제 2 신호로 복수의 완화 전극을 구동시킨다. 복수의 완화 전극은 제 1 경계 영역에 인접한 제 2 영역을 정의한다. 일부 실시형태들에서, 복수의 완화 전극은 획득된 용량성 측정들에 포함되지 않는 전용 완화 전극들이다. 다른 실시형태들에서, 복수의 완화 전극은 제 2 복수의 센서 전극을 포함한다.
블록 (525) 에서, 센서 모듈은 제 1 복수의 센서 전극의 구동에 응답하여 제 1 복수의 센서 전극의 제 1 부분으로 제 1 용량성 측정들을 획득한다. 제 1 용량성 측정들은 제 1 감지 영역에 대응한다. 제 1 용량성 측정들은 제 1 복수의 센서 전극의 제 1 부분을 사용하여 획득된 절대 용량성 측정들 및/또는 상호 용량성 측정들을 반영할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 제 1 복수의 센서 전극의 제 2 부분은 제 1 복수의 센서 전극의 제 1 부분에 대한 보호 전극으로서 동작되고, 제 1 용량성 측정들은 제 1 복수의 센서 전극의 제 2 부분을 포함하지 않는다.
블록 (535) 에서, 센서 모듈은 제 2 기간 내에 제 3 신호로 제 3 복수의 센서 전극을 구동한다. 제 3 복수의 센서 전극은 실질적으로 인접한 제 1 영역과 상이한 실질적으로 인접한 제 3 영역을 정의할 수도 있다. 실질적으로 인접한 제 3 영역 내에서, 제 3 복수의 센서 전극들의 제 3 부분은 제 2 감지 영역을 정의하고, 제 3 복수의 센서 전극들의 제 4 부분은 제 2 경계 영역을 정의한다.
블록 (545) 에서, 센서 모듈은 제 3 복수의 센서 전극을 구동하는 동안 제 3 신호와 반대 극성을 갖는 제 4 신호로 제 2 복수의 완화 전극을 구동시킨다. 제 2 복수의 완화 전극은 제 2 경계 영역에 인접한 제 4 영역을 정의한다. 제 2 복수의 완화 전극은 획득된 용량성 측정들에 포함되지 않는 전용 완화 전극을 포함할 수도 있거나, 제 4 복수의 센서 전극을 포함할 수도 있다.
블록 (555) 에서, 센서 모듈은 제 3 복수의 센서 전극의 구동에 응답하여 제 3 부분으로 제 2 용량성 측정들을 획득한다. 일부 실시형태들에서, 제 1 용량성 측정들 및 제 2 용량성 측정들은 하나 이상의 감지 축을 따라 복수의 센서 전극의 완전한 스캔을 수행하는데 사용될 수 있다. 방법 (500) 은 블록 (555) 의 완료 후에 종료한다.
도 6 는 여기에 설명된 실시형태들에 따라 EM 방사의 능동적인 감소를 수행하기 위한 파라미터들을 결정하는 방법 (600) 을 도시한다.
방법 (600) 은 도 4 의 배열 (400) 의 프로세싱 시스템 및/또는 도 5 의 방법 (500) 과 같은 다른 실시형태들과 결합하여 수행될 수도 있다. 보다 구체적으로, 방법 (600) 은 용량성 감지 구성을 초기에 결정하고 및/또는 업데이트하는 센서 모듈의 일부로서 수행될 수도 있다.
방법 (600) 은 센서 모듈이 실질적으로 인접한 제 1 영역을 정의하는 복수의 센서 전극 상으로 구동될 제 1 신호의 제 1 진폭을 결정하는 블록 (605) 에서 시작한다. 일부 실시형태에서, 제 1 진폭은 미리 결정된 값이다.
블록 (615) 에서, 센서 모듈은 제 1 복수의 센서 전극의 제 1 부분에 대응하는 제 1 세트의 센서 전극을 결정한다. 복수의 센서 전극의 제 1 부분은 실질적으로 인접한 제 1 영역 내의 감지 영역을 정의한다. 블록 (625) 에서, 센서 모듈은 제 1 복수의 센서 전극의 제 2 부분에 대응하는 제 2 세트의 센서 전극을 결정한다. 복수의 센서 전극의 제 2 부분은 실질적으로 인접한 제 1 영역 내의 보호 영역을 정의한다. 블록 (635) 에서, 센서 모듈은 제 1 신호와 반대 극성을 갖는 제 2 신호로 구동될 복수의 완화 전극에 대응하는 제 3 세트의 센서 전극을 결정한다. 복수의 완화 전극은 보호 영역에 인접한 완화 영역을 정의한다. 일부 대안적인 실시형태들에서, 복수의 완화 전극은 획득된 용량성 측정들에 포함되지 않는 전용 완화 전극들을 포함한다.
블록 (645) 에서, 센서 모듈은 제 1 신호의 제 1 진폭에 기초하여 제 2 신호에 대한 제 2 진폭을 결정한다. 제 2 진폭은 또한 제 1 세트에 포함된 센서 전극들의 수, 제 1 세트에 의해 정의된 면적, 제 2 세트에 포함된 센서 전극들의 수, 제 2 세트에 의해 정의된 면적, 제 3 세트에 포함된 센서 전극들의 수, 및 제 3 세트에 의해 정의된 면적 중 적어도 하나에 기초한다. 전용 완화 전극을 갖는 일부 대안적인 실시형태들에서, 제 2 진폭은 전용 완화 전극에 의해 정의된 면적에 기초할 수도 있다. 방법 (600) 은 블록 (645) 의 완료 후에 종료한다.
블록 (805-845) 이 특정 시퀀스로 도시되었지만, 개별 블록은 임의의 다른 적절한 순서로 수행될 수도 있다. 또한, 블록 (605-645) 은 비중첩 기간 동안 수행될 수도 있거나, 2 개 이상의 개별 블록이 중첩 기간 동안 수행될 수도 있다.
도 7 은 여기에 설명된 실시형태들에 따라 전자기 방사의 능동적인 감소를 수행하기 위한 센서 전극들의 예시적인 배열 (700) 을 도시하는 다이어그램이다. 배열 (700) 내에 도시되는 센서 전극들은 예를 들어 도 4 의 배열 (400) 의 프로세싱 시스템 및/또는 도 5 의 방법 (500) 을 사용하여 다른 실시형태들과 결합하여 동작될 수도 있다.
도시된 바와 같이, 배열 (700) 에서 도시된 복수의 센서 전극은 복수의 열 (10) 개의 행들 및 복수의 열한 (11) 개의 열들을 규정하는 반복 그리드 패턴으로 배열되지만, 다른 크기도 가능하다. 배열 (700) 에서는 복수의 센서 전극이 동일한 크기의 다이아몬드 형상을 갖지만, 다른 센서 전극 형상 및/또는 크기도 가능하다. 센서 전극 형상의 일부 비제한적인 예는 직사각형 형상 및 육각형 형상을 포함한다. 또한, 복수의 행에 포함되는 센서 전극은 복수의 열에 포함되는 센서 전극과 구별되지만, 이것은 필수 조건은 아니다.
배열 (700) 에서, 특정 행 또는 특정 열에 포함되는 각각의 센서 전극은 전기적으로 연결되어, 동작 동안 원하는 신호가 각각의 개별 행 및 각각의 개별 열상으로 구동될 수 있다. 그러나, 다른 구현들은 개별적으로 구동되는 센서 전극 또는 상이한 그룹의 센서 전극을 포함할 수도 있다.
도시된 바와 같이, 행 (1-5) 에 포함된 센서 전극 (120) 은 감지 신호 (430) 로 구동될 수도 있고, 행 (7-10) 의 센서 전극 (120) 은 완화 신호 (440) 로 구동될 수 있으며, 행 (6) 에 포함된 센서 전극 (120) 은 보호 신호 (435) 로 구동될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 감지 신호 (430) 및 보호 신호 (435) 는 동일하지만, 보호 신호 (435) 로 구동되는 센서 전극 (120) 은 용량성 측정들에 포함되지 않는다. 열 (1 ~ 11) 에 포함된 센서 전극 (120) 은 보호 신호 (435) 로 구동될 수도 있다.
실질적으로 인접한 제 1 영역 (705) 은 감지 신호 (430) 또는 보호 신호 (435) 로 구동되는 제 1 복수의 센서 전극 (120) 에 의해 정의된다. 도시된 바와 같이, 인접한 제 1 영역 (705) 은 행 (1-6) 에 포함된 센서 전극 (120) 뿐만 아니라 행 (1) 의 상부로부터 행 (6) 및 행 (7) 사이까지 배치되는 열 (1-11) 의 센서 전극 (120) 을 포함한다.
제 2 영역 (720) 은 완화 신호 (440) 로 구동되는 제 2 복수의 센서 전극 (120) 에 의해 정의된다. 도시된 바와 같이, 제 2 영역 (720) 은 행 (7-10) 에 포함된 센서 전극 (120) 을 포함한다. 제 2 영역 (720) 은 행 (7) 과 행 (8) 사이에서부터 행 (10) 아래까지 배치된 열 (1-11) 에 포함된 보호 신호 (435) 로 구동되는 센서 전극 (120) 을 더 포함한다.
제 1 영역 (705) 내에서, 감지 영역 (710) 은 감지 신호 (430) 로 구동되는 센서 전극 (120) 에 의해 정의된다. 도시된 바와 같이, 감지 영역 (710) 은 행 (1-5) 의 센서 전극 (120) 을 포함하도록 연장된다. 또한, 감지 영역 (710) 내에는 감지 신호 (430) 로 구동되는 센서 전극 (120)(제 1 부분) 및 보호 신호 (435) 로 구동되는 센서 전극 (120) (제 3 부분) 이 교대로 배열되어있다.
경계 영역 (715) 은 인접한 제 1 영역 (705) 내에 정의되고, 제 2 영역 (720) 에 인접하여 배치된다. 경계 영역 (715) 내에 배치 된 센서 전극 (120) 은 제 2 영역 (120) 의 센서 전극 상으로 구동되는 완화 신호 (440) 의 효과로부터 감지 영역 (120) 을 보호하도록 구성될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 경계 영역 (715) 의 크기는 감지 영역 (710) 및/또는 제 2 영역 (720) 의 상대적 크기, 및/또는 감지 신호 (430) 및/또는 완화 신호 (440) 의 상대적 진폭에 기초하여 결정될 수도 있다.
다른 방식으로 기술하면, 일부 실시형태들에서, 제 1 기간 동안, 제 1 복수의 센서 전극의 제 1 부분 (즉, 감지 영역 (710) 을 정의함) 은 적어도 복수의 행의 제 1 행을 포함한다. 복수의 센서 전극의 제 2 부분 (즉, 경계 영역 (715) 을 정의함) 은 복수의 행 중 적어도 제 2 행을 포함한다. 제 2 복수의 센서 전극 (즉, 경계 영역 (715) 에 인접한 제 2 영역 (720) 을 정의함) 은 복수의 행들 중 적어도 제 3 행을 포함한다. 일부 실시형태들에서, 제 1 기간 동안, 복수의 열에 포함된 센서 전극은 보호 센서 전극으로서 동작된다. 상이한 제 2 기간 동안, 제 1 부분, 제 2 부분 및 제 2 복수의 센서 전극은 복수의 열의 상이한 열(들) 에 대응한다. 제 2 기간 동안, 복수의 행에 포함된 센서 전극은 보호 센서 전극으로서 동작된다.
일부 실시형태들에서, 완화 신호 (440) 의 진폭 (즉, M2) 은 감지 신호 (430) 의 진폭 (즉, M1) 및 제 1 진폭 및 제 2 진폭에서 구동되는 상대적인 면적들에 기초하여 결정될 수도 있다. 예를 들어, 진폭 (M2) 은 다음 관계식에 따라 결정될 수있다:
Figure 112019059353515-pct00003
여기서 M1은 감지 신호 (430) 및 보호 신호 (435) 의 진폭을 나타내며, AM1 는 진폭 (M1) 에서 구동되는 배열 (700) 의 면적을 나타내고, AM2 는 진폭 (M2) 에서 구동되는 배열 (700) 의 면적을 나타낸다. 예를 들어, 도 7 에 도시된 바와 같이 그리고 행 (1-10) 및 열 (1-11) 이 각각 센서 면적의 각각의 50% 에 대응한다고 가정하면, 전체 센서 면적의 약 25 % 가 감지 신호 (430) 로 구동되고 (즉, 행 (1-5)), 전체 센서 면적의 약 55 % 가 보호 신호 (435) 로 구동되며 (즉, 열 (1-11) 에 대해 50 % 및 행 (6) 에 대해 5 %), 이것은 총합이 80% 의 면적 (AM1) 이 된다. 20% 의 면적 (AM2) 에 대응하는, 전체 센서 면적의 나머지 20% 는 완화 신호 (440) 로 구동된다. 따라서, 식 (1) 에 따르면, M2 는 M1 의 (80%/20%) 또는 (4 * M1) 으로 선택될 수도 있다. 결과적으로, 진폭들 (M1, M2) 로 배열 (700) 의 센서 전극 (120) 을 구동하는 것은 복수의 센서 전극 (120) 으로부터 특정 거리에서 실질적으로 동일하고 반대되는 EM 방사를 야기한다.
따라서, 도시된 방식으로 배열 (700) 의 센서 전극을 구동하는 것은 제 1 시간 기간 동안 제 1 (수직) 감지 축의 절반에 대응하는 행 (1-5) 를 포함하는 제 1 용량성 측정을 획득하는 데 적합할 수도 있다. 제 2 기간 동안, 제 2 용량성 측정은 제 1 감지 축의 다른 절반에 대응하여 획득될 수 있다. 이러한 경우, 행 (6-10) 의 센서 전극 (120) 은 감지 신호 (430) 로 구동 될 수도 있고, 행 (5) 는 보호 신호 (435) 로 구동 될 수도 있고, 행 (1-4) 은 완화 신호 (440) 로 구동 될 수도 있다. 열 (1-11) 의 센서 전극은 보호 신호 (435) 로 계속해서 구동 될 수도 있다. 다른 기간 동안, 용량성 측정은 제 2 (수평) 감지 축에 대해, 예를 들어 감지 신호 (430) 로 열 (1-11) 에 포함된 센서 전극 (120) 의 제 1 부분, 보호 신호 (435) 로 제 2 부분, 및 완화 신호 (440) 로 제 3 부분을 구동함으로써 획득될 수도 있다. 행 (1-10) 에 포함된 센서 전극 (120) 은 보호 신호 (435) 로 구동될 수도 있다.
진폭 (M2) 를 결정할 때 하나 이상의 다른 인자가 고려될 수도 있다. 하나 이상의 다른 인자들은 센서 면적에 균일하게 적용될 수도 있고 (또는 "대칭") 및/또는 센서 면적의 상이한 부분 (또는 "비대칭") 에 대해 상이하게 적용될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 그리고 하나 이상의 다른 인자에 기초하여, 제 1 진폭을 갖는 완화 신호 (440) 로 제 1 개수의 센서 전극을 구동함으로써 제 1 시간 기간 동안 완화가 수행되고, 상이한 제 2 개수의 센서 전극 및/또는 상이한 제 2 진폭의 완화 신호 (440) 를 사용하여 제 2 시간 기간 동안 완화가 수행된다. 진폭 (M2) 에 영향을 줄 수도 있는 하나 이상의 다른 인자들의 비제한적인 예는 센서 전극들 (120) 과 커플링되는 라우팅 전극들로부터의 EM 방사이다. 센서 면적에 대한 라우팅 전극의 배치에 기초하여, 인자는 비대칭적으로 적용될 수도 있다. 하나 이상의 다른 인자의 다른 비제한적인 예는 상이한 신호로 구동되는 센서 전극의 RC 시정수, 상이한 신호의 분극화 등을 포함한다.
도 8 은 여기에 설명된 실시형태들에 따라 전자기 방사의 능동적 감소를 수행하기 위한 센서 전극들의 예시적인 배열 (800) 을 도시하는 다이어그램이다. 배열 (800) 내에 도시되는 센서 전극들은 예를 들어 도 4 의 배열 (400) 의 프로세싱 시스템 및/또는 도 5 의 방법 (500) 을 사용하여 다른 실시형태들과 결합하여 동작될 수도 있다.
도시된 바와 같이, 배열 (800) 에서 도시된 복수의 센서 전극은 복수의 여섯 (6) 개의 행들 및 복수의 여덟 (8) 개의 열들을 규정하는 반복 그리드 패턴으로 배열되지만, 다른 크기도 가능하다. 배열 (800) 내의 각각의 센서 전극은 특정 행 및 특정 열에 포함된다. 또한, 배열 (800) 에 도시된 센서 전극 각각은 그리드 전극 (805-1A, 805-1B) 과 같은 그리드 전극에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸인다. 도시된 바와 같이, 각각의 그리드 전극은 4 개의 센서 전극을 둘러싸지만, 다른 개수들의 센서 전극이 가능하다. 또한, 그리드 전극은 반복 그리드 패턴으로 배열된다. 도시된 바와 같이, 그리드 전극 (805-1A, 805-1B) 은 행 (1) 에 배치되고, 그리드 전극 (805-1A) 은 그리드 열 (A) 에 배치되고 그리드 전극 (805-1B) 은 그리드 열 (B) 에 배치된다.
일부 실시형태들에서, 특정 행에 포함되는 배열 (800) 의 각 센서 전극은 전기적으로 연결되어, 동작 중에 원하는 신호가 각각의 개별 행에 구동될 수 있다. 그러나, 다른 구현들은 개별적으로 구동되는 센서 전극 또는 상이한 그룹의 센서 전극을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 특정 그리드 전극에 의해 둘러싸이는 네 (4) 개의 센서 전극의 각 그룹은 전기적으로 연결되고 함께 구동될 수도 있다.
도시된 바와 같이, 행 (1-3) 에 포함된 센서 전극 (120) 은 감지 신호 (430) 로 구동되고, 행 (5, 6) 의 센서 전극 (120) 은 완화 신호 (440) 로 구동되며, 행 (4) 에 포함된 센서 전극 (120) 은 보호 신호 (435) 로 구동된다. 일부 실시형태들에서, 감지 신호 (430) 및 보호 신호 (435) 는 동일하지만, 보호 신호 (435) 로 구동되는 센서 전극 (120) 은 용량성 측정들에 포함되지 않는다. 각 그리드 전극은
보호 신호 (435) 로 구동될 수도 있지만, 다른 실시형태들에서는, 하나 이상의 그리드 전극이 상이한 신호로 구동될 수도 있다. 예를 들어, (완화 신호 (440) 로 구동되는 센서 전극 (120) 을 둘러싸는) 행 (5, 6) 에 포함된 그리드 전극은 또한 완화 신호 (440) 로 구동될 수도 있다.
인접한 제 1 영역 (705) 은 감지 신호 (430) 또는 보호 신호 (435) 로 구동되는 제 1 복수의 센서 전극 (120) 에 의해 정의된다. 도시된 바와 같이, 인접한 제 1 영역 (705) 은 행 (1-4) 에 포함된 센서 전극 (120) 및 그리드 전극을 포함한다.
제 2 영역 (720) 은 완화 신호 (440) 로 구동되는 제 2 복수의 센서 전극 (120) 에 의해 정의된다. 도시된 바와 같이, 제 2 영역 (720) 은 행 (5, 6) 에 포함된 센서 전극 (120) 을 포함한다. 일부 실시형태들에서, 제 2 영역 (720) 은 완화 신호 (440) 로 구동되는 그리드 전극을 더 포함할 수도 있다.
감지 영역 (710) 은 감지 신호 (430) 로 구동되는 센서 전극 (120) 에 의해 정의된다. 도시된 바와 같이, 감지 영역 (710) 은 행 (1-3) 의 센서 전극 (120) 을 포함하도록 연장된다. 경계 영역 (715) 은 인접한 제 1 영역 (705) 내에 정의되고, 제 2 영역 (720) 에 인접하여 배치된다. 경계 영역 (715) 내에 배치 된 센서 전극 (120) 은 일반적으로 제 2 영역 (120) 의 센서 전극 상으로 구동되는 완화 신호 (440) 의 효과로부터 감지 영역 (120) 을 보호하도록 구성된다. 일부 실시형태들에서, 경계 영역 (715) 의 크기는 감지 영역 (710) 및/또는 제 2 영역 (720) 의 상대적 크기, 및/또는 감지 신호 (430) 및/또는 완화 신호 (440) 의 상대적 진폭에 기초하여 결정될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 그리드 전극 (예컨대, 그리드 전극 (805-1A, 805-1B)) 이 충분히 크다면, 감지 영역 (710) 의 센서 전극을 적절히 보호하기 위해 별도의 경계 영역 (715) 이 필요하지 않을 수도 있다.
따라서, 도시된 방식으로 배열 (800) 의 센서 전극을 구동하는 것은 제 1 시간 기간 동안 제 1 (수직) 감지 축의 절반에 대응하는 행 (1-3) 의 센서 전극 (120) 을 포함하는 제 1 용량성 측정을 획득하는 데 적합할 수도 있다. 상기 논의와 일치하여, 추가적인 용량성 측정은 다른 시간 주기에서 제 1 감지 축 및/또는 제 2 (수평) 감지 축을 따라 획득될 수도 있다.
도 9 는 여기에 설명된 실시형태들에 따라 전자기 방사의 능동적 감소를 수행하는 동안의 예시적인 스캔 시퀀스를 도시하는 다이어그램 (900) 이다. 스캔 시퀀스는 도 7 및 도 8 에 도시된 센서 전극의 배열 (700, 800) 을 사용하는 것과 같은 다른 실시형태들과 결합하여 수행될 수도 있다. 다이어그램 (900) 에 도시된 스캔 시퀀스에서는, 시간 (905-1 과 905-3) 사이의 제 1 (수직) 감지 축을 따라, 그리고 시간 (905-4 와 905-6) 사이의 제 2 (수평) 감지 축을 따라 감지가 발생한다.
시간 (905-1) 에서, 감지 영역 (710) 은 제 1 감지 축의 최상부를 포함한다. 감지 영역 (710) 은 경계 영역 (715) 에 의해 제 2 영역 (720) 으로부터 분리된다 (즉, 완화 신호로 구동된다). 시간 (905-2) 에서, 용량성 측정은 두 개의 개별 감지 영역 (710-1, 710-2) 으로부터 획득되고, 제 2 영역 (720) 은 제 1 감지 축을 따라 중간에 위치된다. 이 경우, 제 1 경계 영역 (715-1) 은 제 2 영역 (720) 을 감지 영역 (710-1) 으로부터 분리하고, 제 2 경계 영역 (715-2) 은 제 2 영역 (720) 을 감지 영역 (710-2) 으로부터 분리한다. 시간 (905-3) 에서, 감지 영역 (710) 은 제 1 감지 축의 최하부를 포함한다.
시간 (905-4) 에서, 감지 영역 (710) 은 제 2 감지 축의 최우측부를 포함한다. 감지 영역 (710) 은 경계 영역 (715) 에 의해 제 2 영역 (720) 으로부터 분리된다. 시간 (905-5) 에서, 용량성 측정은 두 개의 개별 감지 영역 (710-1, 710-2) 으로부터 획득되고, 제 2 영역 (720) 은 제 2 감지 축을 따라 중간에 위치된다. 이 경우, 제 1 경계 영역 (715-1) 은 제 2 영역 (720) 을 감지 영역 (710-1) 으로부터 분리하고, 제 2 경계 영역 (715-2) 은 제 2 영역 (720) 을 감지 영역 (710-2) 으로부터 분리한다. 시간 (905-6) 에서, 감지 영역 (710) 은 제 2 감지 축의 최좌측부를 포함한다. 도 10 은 본 명세서에 설명된 실시형태들에 따라 감지 영역을 적어도 부분적으로 둘러싸는 완화 영역을 갖는 예시적인 배열 (1000, 1050) 를 도시하는 도면이다. 스캔 시퀀스는 도 7 및 도 8 에 도시된 센서 전극의 배열 (700, 800) 을 사용하는 것과 같은 다른 실시형태들과 결합하여 수행될 수도 있다.
배열 (1000) 에서, 감지 영역 (710) 은 부분적으로 완화 영역(들) 에 의해 둘러싸인다. 보다 구체적으로, 감지 영역 (710) 은 제 1 완화 영역 (제 2 영역 (720-1) 으로 도시됨) 과 제 2 완화 영역 (제 2 영역 (720-2) 으로 도시됨) 사이에 배치된다. 이 경우, 제 1 경계 영역 (715-1) 은 제 2 영역 (720-1) 을 감지 영역 (710) 으로부터 분리하고, 제 2 경계 영역 (715-2) 은 제 2 영역 (720-2) 을 감지 영역 (710) 으로부터 분리한다. 배열 (1050) 에서, 감지 영역 (710) 은 완화 영역 (즉, 제 2 영역 (720)) 에 의해 완전히 둘러싸인다. 이 경우, 경계 영역 (715) 은 또한 감지 영역 (710) 을 둘러싼다.
일부 실시형태들에서, 배열 (1000, 1050) 의 감지 영역 (710) 은 비교적 정적 인 포지셔닝을 가질 수도 있다. 배열 (1000, 1050) 은 용량성 측정이 단일 시간 기간 내에서 (예를 들어, 하나 이상의 감지 축에서) 전체 감지 영역 (710) 에 대해 획득될 수도 있는 반면, 완화 영역(들) 은 감지 영역 (710) 의 센서 전극을 구동시킴으로써 생성된 EM 방사를 완화시킬 수 있다는 점에서 유익할 수 있다. 배열 (1000, 1050) 과 같은 일부 경우들에서, 완화 영역(들) 및 경계 영역(들) 은 감지 영역 (710) 의 가장 긴 치수를 따라 연장될 수 있다. 배열 (1050) 에서와 같은 일부 경우들에서는, 완화 영역(들) 및/또는 경계 영역(들) 은 감지 영역 (710) 의 가장 긴 치수를 따라 더 큰 두께를 가질 수 있고 감지 영역 (710) 의 다른 치수를 따라 더 작은 두께를 가질 수도 있다.
여기에 설명된 특징은 적절한 대체 형태로 구현될 수도 있다. 하나의 비제한적인 예에서, 완화 신호는 소프트웨어 정의된 1D 슬라이더 버튼 및/또는 소프트웨어 정의된 2D 버튼들의 그룹들에 대해 구동될 수도 있다. 2D 버튼의 경우, 2D 버튼 사이에 충분한 거리가 주어지면, 프로세싱 시스템은 감지 파형을 구동하여 2D 버튼의 한 세트에 대응하는 용량성 측정들을 수행할 수 있고, 역 파형을 구동하여 (대략 동일한 면적을 갖는) 2D 버튼의 다른 세트를 동시에 측정할 수 있다. 다른 비제한적인 예에서, 다수의 터치 감지 면적들, 적절한 진폭의 역 파형을 정의하는 시스템은 감지 면적들의 합에 걸쳐 네트 소거를 달성하는데 사용될 수 있다.
따라서, 본 명세서에 설명된 실시형태들 및 예시들은 본 기술 및 그 특정 애플리케이션에 따른 실시형태들을 가장 잘 설명하고 당업자가 본 개시를 실시하고 사용할 수 있게 하기 위해 제공되었다. 그러나, 앞의 설명 및 실시예들이 오직 예시 및 예의 목적들을 위해서만 제시되었음을 당업자는 인식할 것이다. 전술한 설명은 포괄적인 것으로서 또는 개시된 정밀한 형태로 본 개시를 한정하려는 의도는 아니다.
전술한 관점에서, 본 개시의 범위는 다음의 청구범위에 의해 결정된다.

Claims (20)

  1. 입력 장치로서,
    제 1 영역을 정의하는 제 1 복수의 센서 전극들로서, 상기 제 1 복수의 센서 전극들의 제 1 부분은 상기 제 1 영역 내의 감지 영역을 정의하고, 상기 제 1 복수의 센서 전극들의 제 2 부분은 상기 제 1 영역 내의 경계 영역을 정의하는, 상기 제 1 복수의 센서 전극들;
    상기 경계 영역에 인접한 제 2 영역을 정의하는 복수의 완화 전극들; 및
    프로세싱 시스템을 포함하고, 상기 프로세싱 시스템은,
    제 1 변조 신호로 상기 제 1 복수의 센서 전극들을 구동하는 동안, 상기 제 1 복수의 센서 전극들을 구동하는 것으로부터 야기되는 전자기 방사를 완화시키기 위해, 상기 제 1 변조 신호의 반전된 또는 위상 시프트된 복사본이고 그리고 상기 제 1 변조 신호의 진폭과 상이한 진폭을 갖는 제 2 변조 신호로 상기 복수의 완화 전극들을 구동하고; 및
    상기 제 1 변조 신호로 상기 제 1 복수의 센서 전극들을 구동하는 것에 응답하여, 상기 제 1 복수의 센서 전극들의 상기 제 1 부분을 사용하여 용량성 측정들을 획득하도록 구성된, 입력 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 변조 신호의 상기 진폭은 전자기 방사의 원하는 완화를 제공하도록 선택되는, 입력 장치.
  3. ◈청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 영역은 제 1 면적에 대응하고 상기 제 2 영역은 상기 제 1 면적보다 작은 제 2 면적에 대응하는, 입력 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 감지 영역은 상기 제 1 복수의 센서 전극들의 제 3 부분을 포함하고,
    상기 제 3 부분의 센서 전극들은 보호 센서 전극들로서 구성되는, 입력 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 완화 전극들은 제 2 복수의 센서 전극들을 포함하는, 입력 장치.
  6. ◈청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 복수의 센서 전극들은 복수의 행들 및 복수의 열들을 정의하는 반복 그리드 패턴으로 배열되며,
    상기 제 1 복수의 센서 전극들의 상기 제 1 부분은 상기 복수의 행들 중 적어도 제 1 행을 포함하고, 그리고
    상기 제 1 복수의 센서 전극들의 상기 제 2 부분은 상기 복수의 행들 중 적어도 제 2 행을 포함하는, 입력 장치.
  7. ◈청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 행들에 포함된 센서 전극들은 상기 복수의 열들에 포함된 센서 전극들과 구별되는, 입력 장치.
  8. ◈청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 복수의 센서 전극들의 상기 제 1 부분은 상기 복수의 열들 중 적어도 제 1 열을 포함하고, 그리고
    상기 제 1 복수의 센서 전극들의 상기 제 2 부분은 상기 복수의 열들 중 적어도 제 2 열을 포함하는, 입력 장치.
  9. ◈청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 부분에 포함된 제 1 개수의 센서 전극들 또는 상기 복수의 완화 전극들 중 제 2 개수 완화 전극들 중 적어도 하나가 상기 제 1 복수의 센서 전극들을 구동하는 것으로부터 야기되는 전자기 방사의 상기 원하는 완화를 제공하도록 선택되는, 입력 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 용량성 측정들 중 적어도 하나는 절대 용량성 감지 측정을 포함하는, 입력 장치.
  11. 프로세싱 시스템으로서,
    복수의 전극들을 동작시키기 위한 센서 회로를 포함하고,
    상기 센서 회로는,
    제 1 시간 기간 내에, 제 1 변조 신호로 상기 복수의 전극들의 제 1 복수의 센서 전극들을 구동하는 것으로서, 상기 제 1 복수의 센서 전극들은 제 1 영역을 정의하고, 상기 제 1 복수의 센서 전극들의 제 1 부분은 상기 제 1 영역 내의 제 1 감지 영역을 정의하고, 상기 제 1 복수의 센서 전극들의 제 2 부분은 상기 제 1 영역 내의 제 1 경계 영역을 정의하는, 상기 제 1 복수의 센서 전극들을 구동하고;
    상기 제 1 시간 기간 내에 상기 제 1 복수의 센서 전극들을 구동하는 동안, 상기 제 1 변조 신호의 반전된 또는 위상 시프트된 복사본이고 그리고 상기 제 1 변조 신호의 진폭과 상이한 진폭을 갖는 제 2 변조 신호로 상기 복수의 전극들의 복수의 완화 전극들을 구동하는 것으로서, 상기 복수의 완화 전극들은 상기 제 1 복수의 센서 전극을 구동시키는 것으로부터 야기되는 전자기 방사를 완화시키기 위해 상기 제 1 경계 영역에 인접한 제 2 영역을 정의하는, 상기 복수의 완화 전극들을 구동하며; 및
    상기 제 1 시간 기간 내에 그리고 상기 제 1 변조 신호로 상기 1 복수의 센서 전극들을 구동하는 것에 응답하여, 상기 제 1 복수의 센서 전극들의 상기 제 1 부분을 사용하여 제 1 용량성 측정들을 획득하도록 구성된, 프로세싱 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 센서 회로는 또한,
    제 2 시간 기간 내에, 제 3 변조 신호로 상기 복수의 전극들의 제 3 복수의 센서 전극들을 구동하는 것으로서, 상기 제 3 복수의 센서 전극들은 상기 제 1 영역과는 상이한 제 3 영역을 정의하고, 상기 제 3 복수의 센서 전극들의 제 3 부분은 상기 제 3 영역 내의 제 2 감지 영역을 정의하고, 상기 제 3 복수의 센서 전극들의 제 4 부분은 상기 제 3 영역 내의 제 2 경계 영역을 정의하는, 상기 제 3 복수의 센서 전극들을 구동하고;
    상기 제 2 시간 기간 내에 상기 제 3 복수의 센서 전극들을 구동하는 동안, 상기 제 3 변조 신호의 반전된 또는 위상 시프트된 복사본이고 그리고 상기 제 3 변조 신호의 진폭과 상이한 진폭을 갖는 제 4 변조 신호로 상기 복수의 전극들의 제 4 복수의 센서 전극들을 구동하는 것으로서, 상기 제 4 복수의 센서 전극들은 상기 제 3 복수의 센서 전극을 구동시키는 것으로부터 야기되는 전자기 방사를 완화시키기 위해 상기 제 2 경계 영역에 인접한 제 4 영역을 정의하는, 상기 제 4 복수의 센서 전극들을 구동하며; 및
    상기 제 2 시간 기간 내에 그리고 상기 3 복수의 센서 전극들을 구동하는 것에 응답하여, 상기 제 3 복수의 센서 전극들의 상기 제 3 부분을 사용하여 제 2 용량성 측정들을 획득하도록 구성되는, 프로세싱 시스템.
  13. ◈청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 감지 영역은 제 1 감지 축에 대응하고, 상기 제 2 감지 영역은 상기 제 1 감지 축에 실질적으로 직교하는 제 2 감지 축에 대응하는, 프로세싱 시스템.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수의 전극들은 복수의 행들 및 복수의 열들을 정의하는 반복 그리드 패턴으로 배열되고,
    상기 제 1 복수의 센서 전극들의 상기 제 1 부분은 상기 복수의 행들 중 적어도 제 1 행을 포함하고, 그리고
    상기 제 1 복수의 센서 전극들의 상기 제 2 부분은 상기 복수의 행들 중 적어도 제 2 행을 포함하는, 프로세싱 시스템.
  15. ◈청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 14 항에 있어서,
    상기 복수의 행들에 포함된 센서 전극들은 상기 복수의 열들에 포함된 센서 전극들과 구별되는, 프로세싱 시스템.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 센서 회로는 또한, 상기 제 2 부분에 포함된 제 1 개수의 센서 전극들, 상기 복수의 완화 전극들 중 제 2 개수 완화 전극들, 또는 상기 제 2 변조 신호의 상기 진폭 중 적어도 하나를 선택하도록 구성되는, 프로세싱 시스템.
  17. 복수의 전극들을 동작시키는 방법으로서,
    제 1 시간 기간 내에, 제 1 변조 신호로 상기 복수의 전극들의 제 1 복수의 센서 전극들을 구동하는 단계로서, 상기 제 1 복수의 센서 전극들은 제 1 영역을 정의하고, 상기 제 1 복수의 센서 전극들의 제 1 부분은 상기 제 1 영역 내의 제 1 감지 영역을 정의하고, 상기 제 1 복수의 센서 전극들의 제 2 부분은 상기 제 1 영역 내의 제 1 경계 영역을 정의하는, 상기 제 1 복수의 센서 전극들을 구동하는 단계;
    상기 제 1 시간 기간 내에 상기 제 1 복수의 센서 전극들을 구동하는 동안, 상기 제 1 변조 신호의 반전된 또는 위상 시프트된 복사본이고 그리고 상기 제 1 변조 신호의 진폭과 상이한 진폭을 갖는 제 2 변조 신호로 상기 복수의 전극들의 복수의 완화 전극들을 구동하는 단계로서, 상기 복수의 완화 전극들은 상기 제 1 복수의 센서 전극을 구동시키는 것으로부터 야기되는 전자기 방사를 완화시키기 위해 상기 제 1 경계 영역에 인접한 제 2 영역을 정의하는, 상기 복수의 완화 전극들을 구동하는 단계; 및
    상기 제 1 복수의 센서 전극들을 상기 제 1 변조 신호로 구동하는 단계에 응답하여, 상기 제 1 복수의 센서 전극들의 상기 제 1 부분을 사용하여 제 1 용량성 측정들을 획득하는 단계를 포함하는, 복수의 전극들을 동작시키는 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 방법은,
    제 2 시간 기간 내에, 제 3 변조 신호로 상기 복수의 전극들의 제 3 복수의 센서 전극들을 구동하는 단계로서, 상기 제 3 복수의 센서 전극들은 상기 제 1 영역과는 상이한 제 3 영역을 정의하고, 상기 제 3 복수의 센서 전극들의 제 3 부분은 상기 제 3 영역 내의 제 2 감지 영역을 정의하고, 상기 제 3 복수의 센서 전극들의 제 4 부분은 상기 제 3 영역 내의 제 2 경계 영역을 정의하는, 상기 제 3 복수의 센서 전극들을 구동하는 단계;
    상기 제 2 시간 기간 내에 상기 제 3 복수의 센서 전극들을 구동하는 동안, 상기 제 3 변조 신호의 반전된 또는 위상 시프트된 복사본이고 그리고 상기 제 3 변조 신호의 진폭과 상이한 진폭을 갖는 제 4 변조 신호로 상기 복수의 전극들의 제 4 복수의 센서 전극들을 구동하는 단계로서, 상기 제 4 복수의 센서 전극들은 상기 제 2 경계 영역에 인접한 제 4 영역을 정의하고, 상기 제 4 복수의 센서 전극들을 구동하는 단계는 상기 제 3 복수의 센서 전극들을 구동하는 것으로부터 야기되는 전자기 방사의 원하는 완화를 제공하는, 상기 제 4 복수의 센서 전극들을 구동하는 단계; 및
    상기 제 3 복수의 센서 전극들을 구동하는 단계에 응답하여, 상기 제 3 복수의 센서 전극들의 상기 제 3 부분을 사용하여 제 2 용량성 측정들을 획득하는 단계를 더 포함하는, 복수의 전극들을 동작시키는 방법.
  19. ◈청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 감지 영역은 제 1 감지 축에 대응하고, 상기 제 2 감지 영역은 상기 제 1 감지 축에 실질적으로 직교하는 제 2 감지 축에 대응하는, 복수의 전극들을 동작시키는 방법.
  20. ◈청구항 20은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 18 항에 있어서,
    상기 제 2 부분에 포함된 제 1 개수의 센서 전극들, 상기 복수의 완화 전극들 중 제 2 개수 완화 전극들, 또는 상기 제 2 변조 신호의 상기 진폭 중 적어도 하나를 선택하여 상기 제 1 복수의 센서 전극들을 구동하는 것으로부터 야기되는 전자기 방사의 상기 원하는 완화를 제공하는 단계를 더 포함하는, 복수의 전극들을 동작시키는 방법.
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