KR20150130963A

KR20150130963A - 셀프-정전용량 감지 디바이스를 사용한 상호 정전용량 감지

Info

Publication number: KR20150130963A
Application number: KR1020157015687A
Authority: KR
Inventors: 칼 리에폴드; 한스 반 안트위르펜; 존 키지아르; 한스 클레인
Original assignee: 사이프레스 세미컨덕터 코포레이션
Priority date: 2013-03-12
Filing date: 2014-02-28
Publication date: 2015-11-24
Also published as: KR101970606B1; WO2014143572A1; US8779783B1

Abstract

본 발명은 셀프-정전용량 감지 디바이스(CSD)와 같은 정전용량-감지 회로를 사용하여 상호-정전용량을 감지하기 위한 장치들 및 방법들에 관한 것이다. 하나의 장치는 감지 어레이의 제 1 전극에 커플링될 정전용량 감지 핀에 커플링된 입력 노드, 감지 어레이의 제 2 전극을 구동시키기 위하여 TX 신호를 생성하기 위한 전송(TX) 신호 생성 회로, TX 신호 생성 회로 및 입력 노드에 커플링된 로직 회로소자를 포함한다. 로직 회로소자는 TX 신호의 타이밍에 맞추어 입력 노드에 제 1 커패시터를 그리고 입력 노드에 제 2 커패시터를 선택적으로 커플링하도록 구성된다. 장치는 입력 노드로부터 수신(RX) 신호를 수신하고 RX 신호를 디지털 값으로 변환하기 위하여 커플링된 아날로그-대-디지털 변환기(ADC)를 더 포함하며, 디지털 값은 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 상호 정전용량을 나타낸다.

Description

셀프-정전용량 감지 디바이스를 사용한 상호 정전용량 감지{MUTUAL CAPACITANCE SENSING USING A SELF-CAPACITANCE SENSING DEVICE}

[0001] 본 출원은 2013년 3월 12일에 출원된 미국 가출원 번호 제61/777,570호의 우선권을 주장하며, 이 가출원의 전체 내용은 인용에 의해 본원에 통합된다.

[0002] 본 개시내용은 일반적으로 감지 시스템들에 관한 것으로, 특히 정전식-감지 시스템들상에서 터치들의 터치 위치들을 결정하도록 구성가능한 정전용량-감지 시스템들에 관한 것이다.

[0003] 정전용량 감지 시스템들은 정전용량의 변화들을 반영하는, 전극들에서 생성되는 전기 신호를 감지할 수 있다. 이러한 정전용량의 변화들은 터치 이벤트 (즉, 특정 전극들에의 객체의 근접)를 표시할 수 있다. 정전식 감지 엘리먼트들은 기계식 버튼들, 노브(knob)들 및 다른 유사한 기계식 사용자 인터페이스 컨트롤들을 대체하기 위하여 사용될 수 있다. 정전식 감지 엘리먼트를 사용하면, 복잡한 기계식 스위치들 및 버튼들을 제거하는 것이 가능하며, 따라서 혹독한 조건들하에서 신뢰성있는 동작을 제공할 수 있다. 더욱이, 정전식 감지 엘리먼트들은 현대의 고객 애플리케이션들에서 폭넓게 사용되어 기존 제품들에 새로운 사용자 인터페이스 옵션들을 제공한다. 정전식 감지 엘리먼트들은 단일 버튼으로부터 터치-감지 표면에 대한 정전식 감지 어레이의 형태로 배열된 많은 수의 버튼까지 다양할 수 있다.

[0004] 정전식 감지 어레이들을 활용하는 투명 터치 스크린들은 오늘날의 산업 및 소비자 시장들에서 아주 흔하다. 투명 터치 스크린들은 셀룰라 폰들, GPS 디바이스들, 셋-톱 박스들, 카메라들, 컴퓨터 스크린들, MP3 플레이어들, 디지털 태블릿들 등에서 발견될 수 있다. 정전식 감지 어레이들은 정전식 감지 엘리먼트의 정전용량을 측정하고 도전성 객체의 터치 또는 존재를 표시하는 정전용량의 델타를 찾는 식으로 작동한다. 도전성 객체(예를들어, 손가락, 손 또는 다른 객체)가 정전식 감지 엘리먼트와 접촉하거나 또는 정전식 감지 엘리먼트에 매우 가까이 근접할 때, 정전용량은 변화하며 도전성 객체가 검출된다. 정전식 터치 감지 엘리먼트들의 정전용량 변화들은 전기 회로에 의해 측정될 수 있다. 전기 회로는 정전식 감지 엘리먼트들의 측정된 정전용량들을 디지털 값들로 변환시킨다.

[0005] 2가지의 통상적인 타입들의 정전용량, 즉 1) 정전용량-감지 회로가 커패시터의 양 전극들에 대해 액세스하는 상호 정전용량(mutual capacitance); 2) 정전용량-감지 회로가 단지 커패시터의 하나의 전극에만 ― 여기서 제 2 전극은 DC 전압 레벨에 연결되거나 또는 접지에 기생 커플링됨 ― 액세스하는 셀프 정전용량(self capacitance)이 존재한다. 터치 패널은 양 타입들 (1) 및 (2)의 정전용량의 분배된 로드를 가지며, Cypress의 터치 솔루션들은 자신들의 다양한 감지 모드들에 따라 특유의 형태로 또는 하이브리드 형태로 양 정전용량들을 감지한다.

[0006] 본 발명은 첨부 도면들의 도안들에서 제한적이 아니라 예시적으로 예시된다.
[0007] 도 1은 상호 정전용량 감지를 위하여 구성가능한 셀프-정전용량 디바이스(CSD) 컴포넌트 (이하, "CSD 상호 정전용량 컴포넌트")를 포함하는 프로세싱 디바이스를 가진 전자 시스템의 일 실시예를 예시하는 블록도이다.
[0008]도 2는 일 실시예에 따른, 2-커패시터 통합 CSD 상호 정전용량 컴포넌트를 포함하는 정전용량-감지 회로를 예시하는 회로도이다.
[0009] 도 3은 일 실시예에 따른, 도 2의 정전용량-감지 회로의 상호-정전용량 감지 파형들을 예시하는 다이어그램이다.
[0010] 도 4는 일 실시예에 따른 전송(TX) 신호 생성 회로를 예시하는 회로도이다.
[0011] 도 5는 실시예에 따른, 도 4의 TX 신호 생성 회로의 파형들을 예시하는 다이어그램이다.
[0012] 도 6은 일 실시예에 따른 정전용량-감지 회로의 아날로그 섹션을 예시하는 회로도이다.
[0013] 도 7은 일 실시예에 따른 정전용량-감지 회로의 디지털 섹션 및 신호 생성 섹션을 예시하는 회로도이다.
[0014] 도 8은 일 실시예에 따른, 도 6-7의 정전용량-감지 회로의 파형들을 예시하는 다이어그램이다.
[0015] 도 9는 일 실시예에 따른 정전용량-감지 회로의 아날로그 섹션의 아날로그 파형들을 예시하는 다이어그램이다.
[0016] 도 10a는 일 실시예에 따른, 셀프-정전용량 감지 모드에서 셀프-정전용량 감지를 위한 정전용량-감지 회로를 예시하는 회로도이다.
[0017] 도 10b는 일 실시예에 따른, 도 10a의 정전용량-감지 회로의 파형들을 예시하는 다이어그램이다.
[0018] 도 11a는 다른 실시예에 따른 상호-정전용량 감지를 위한 정전용량-감지 회로를 예시하는 회로도이다.
[0019] 도 11b는 일 실시예에 따른, 도 11a의 정전용량-감지 회로의 파형들을 예시하는 다이어그램이다.
[0020] 도 12a는 다른 실시예에 따른 반파 상호-정전용량 감지를 위한 정전용량-감지 회로를 예시하는 회로도이다.
[0021] 도 12b는 일 실시예에 따른, 도 12a의 정전용량-감지 회로의 파형들을 예시하는 다이어그램이다.
[0022] 도 13은 실시예에 따라 CSD 상호 캡 컴포넌트를 사용하여 상호-정전용량을 감지하는 방법의 흐름도이다.

[0023] 하기의 설명에서는 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위하여 다수의 특정 세부사항들이 설명 목적으로 제시된다. 그러나, 본 발명이 이들 특정 세부사항들 없이 실시될 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 다른 사례들에서는 공지된 회로들, 구조들 및 기술들은 상세히 제시되지 않고 오히려 이러한 설명의 이해를 불필요하게 불명료하게 하는 것을 방지하기 위하여 블록도로 제시된다.

[0024] 상세한 설명에서 "일 실시예" 또는 "실시예"에 대한 참조는 실시예와 관련하여 설명된 특정 특성, 구조 및 특징이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 이 상세한 설명의 다양한 위치들에 있는 "일 실시예에서"란 구문은 반드시 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다.

[0025] 본 발명은 셀프-정전용량 감지 디바이스(CSD)와 같은 정전용량-감지 회로를 사용하여 상호-정전용량을 감지하기 위한 장치들 및 방법들에 관한 것이다. 하나의 장치는 감지 어레이의 제 1 전극에 커플링될 정전용량 감지 핀에 커플링된 입력 노드(예를들어, 본원에서 설명된 것과 같은 MUXBUSA); 감지 어레이의 제 2 전극을 구동시키기 위하여 전송(TX) 신호를 생성하기 위한 TX 신호 생성 회로; TX 신호 생성 회로 및 입력 노드에 커플링된 논리 회로소자 ― 논리 회로소자는 TX 신호의 타이밍에 맞추어 입력 노드에 제 1 커패시터를 그리고 입력 노드에 제 2 커패시터를 선택적으로 커플링하도록 구성됨 ―; 및 입력 노드로부터 수신(RX) 신호를 수신하고 RX 신호를 디지털 값으로 변환하도록 커플링된 아날로그-대-디지털 변환기(ADC)를 포함하며, 디지털 값은 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 상호 정전용량을 나타낸다. 본원에서 사용되는 용어 커패시터는 개별 컴포넌트들 뿐만아니라 컨덕터들 사이의 정전용량을 생성하는 컨덕터들 및 유전체들의 이의의 조합을 지칭할 수 있다는 것에 주목해야 한다. 예를들어, 본원에서 설명된 바와같이, 정전용량은 2개의 전극들 사이의 교차점으로서 야기될 수 있다. 다른 경우들에서, 개별 커패시터는 정전용량을 생성하기 위하여 사용될 수 있다.

[0026] 도 1은 CSD 상호 정전용량 컴포넌트(120)를 포함하는 프로세싱 디바이스(110)를 갖는 전자 시스템(100)의 일 실시예를 예시하는 블록도이다. CSD 상호 캡 컴포넌트(120)에 관한 세부사항들은 도 2-14b와 관련하여 더 상세히 설명된다. CSD는 통상적으로 터치 감지 버튼들, 슬라이더들, 터치패드 및 셀프-정전용량 감지를 사용하는 근접 검출을 위하여 사용된다. 이하에서 설명된 실시예들은 상호-정전용량 감지를 위하여 구성되는 CSD 상호 캡 컴포넌트(120)에 관한 것이다. CSD 상호 캡 컴포넌트(120)는 다수의 오프-칩 커패시터들, 온-칩 아날로그 멀티플렉서 버스들, 프로그램가능 전류 소스들(IDAC들로서 지칭됨), 비교기들 및 상호-정전용량 감지를 위한 카운터들을 사용할 수 있다. 이는 임의의 정전용량 감지 핀(CS 핀)(이들의 임의의 조합)이 동시에(concurrently) 그리고 심지어 일제히(simultaneously) 전송(TX) 또는 수신(RX)에 사용되도록 할 수 있다. 오프-칩 커패시터들(정전용량-감지 회로의 집적회로 다이 외부에 존재하는 커패시터들)은 본원에 설명된 바와같은 상호 정전용량 뿐만아니라 셀프-정전용량 감지, 실딩(shielding), 워터프루핑(waterproofing), 근접성 감지(proximity sensing) 등을 위해 사용될 수 있다. 커패시터들이 온-칩 커패시터들인 다른 실시예들이 존재하나; 온-칩 커패시터들은 집적회로에 대한 물적 재산 측면에서 뿐만아니라 제조 측면에서 비경제적일 수 있다. 본원에서 설명된 CSD 상호 캡 컴포넌트(120)는 비경제적일 수 있는 상호-정전용량 감지 솔루션들 대신에 단순하고 비교적 값싼 정전용량-감지 회로가 사용되도록 할 수 있다. 예를들어, CSD 상호 캡 컴포넌트(120)는 모바일 폰의 비교적 값싼 터치 패널에 사용될 수 있으며, 따라서 멀티-핑거 터치 지원을 위한 상호-정전용량 감지를 가능하게 하고, 매우 정밀한 손가락 이동 등을 가능하게 할 수 있다.

[0027] 프로세싱 디바이스(110)는 정전식 감지 어레이(125)와 같은 터치-감지 디바이스상의 하나 이상의 터치들을 검출하도록 구성된다. 프로세싱 디바이스는 터치 객체들(140)(손가락들 또는 수동 스타일러스들, 활성 스타일러스(130) 또는 이들의 임의의 조합)과 같은 도전성 객체들을 검출할 수 있다. 정전용량-감지 회로(101)는 정전식 감지 어레이(125)상의 터치 데이터를 측정할 수 있다. 터치 데이터는 다수의 셀들로서 표현될 수 있으며, 다수의 셀들 각각은 정전식 감지 어레이(125)의 감지 엘리먼트들(예를들어, 전극들)의 교차점을 표현한다. 다른 실시예에서, 터치 데이터는 정전식 감지 어레이(125)의 2D 정전식 이미지이다. 일 실시예에서, 정전용량-감지 회로(101)가 터치-감지 디바이스(예를들어, 정전식 감지 어레이(125))의 상호 정전용량을 측정할 때, 정전용량-감지 회로(101)는 터치-감지 디바이스의 2D 정전식 이미지를 획득하고 피크 및 위치 관련 정보에 대한 데이터를 프로세싱한다. 또 다른 실시예에서, 프로세싱 디바이스(110)는 예를들어 감지 어레이로부터 정전용량 터치 신호 데이터 세트를 획득하는 마이크로제어기이며, 마이크로제어기상에서 실행되는 손가락 검출 펌웨어는 터치들을 표시하는 데이터 세트 영역들을 식별하거나 피크들을 검출하여 프로세싱하거나, 좌표들을 계산하거나 또는 이들의 임의의 조합을 수행한다. 펌웨어는 본원에 설명된 실시예들을 사용하여 피크들을 식별한다. 펌웨어는 결과적인 피크들에 대한 정확한 좌표를 계산할 수 있다. 일 실시예에서, 펌웨어는 터치의 중심을 계산하는 중심 알고리즘(centroid algorithm)을 사용하여 결과적인 피크들에 대한 정확한 좌표들을 계산할 수 있으며, 중심은 터치의 질량 중심이다. 중심은 터치의 X/Y 좌표일 수 있다. 대안적으로, 결과적인 피크들의 좌표들을 결정하기 위하여 다른 좌표 보간 알고리즘들이 사용될 수 있다. 마이크로제어기는 호스트 프로세서에 정확한 좌표들 뿐만아니라 다른 정보를 보고할 수 있다.

[0028] 전자 시스템(100)은 프로세싱 시스템(110), 정전식 감지 어레이(125), 스타일러스(130), 호스트 프로세서(150), 임베디드 제어기(160), 및 비-정전식 감지 엘리먼트들(170)을 포함한다. 정전식 감지 엘리먼트들은 도전성 재료, 예를들어 구리의 전극들이다. 감지 엘리먼트들은 또한 ITO 패널의 부분일 수 있다. 정전식 감지 에리먼트들은 정전식-감지 회로(101)로 하여금 셀프 정전용량, 상호 정전용량 또는 이들의 임의의 조합을 측정하도록 구성가능할 수 있다. 서술된 실시예에서, 전자 시스템(100)은 버스(122)를 통해 프로세싱 디바이스(110)에 커플링된 정전식 감지 어레이(125)를 포함한다. 정전식 감지 어레이(125)는 다차원(multi-dimension) 정전식 감지 어레이를 포함할 수 있다. 다차원 감지 어레이는 행들 및 열들로서 편성된 다수의 감지 엘리먼트들을 포함한다. 다른 실시예에서, 정전식 감지 어레이(125)는 APA(all-points-addressable) 상호 정전식 감지 어레이로서 동작한다. 다른 실시예에서, 정전식 감지 어레이(125)는 전하 결합 수신기(coupled-charge receiver)로서 동작한다. 또 다른 실시예에서, 정전식 감지 어레이(125)는 불투명 정전식 감지 어레이(예를들어, PC 터치패드)이다. 정전식 감지 어레이(125)는 평면 표면 프로파일을 가지도록 배치될 수 있다. 대안적으로, 정전식 감지 어레이(125)는 비-평면 표면 프로파일들을 가질 수 있다. 대안적으로, 정전식 감지 어레이들의 다른 구성들이 사용될 수 있다. 예를들어, 수직 열들 및 수평 행들 대신에, 정전식 감지 어레이(125)는 본 개시내용의 이점을 갖는 당업자에 의해 인식되는 바와같이 육각형 어레인지먼트 등을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 정전식 감지 어레이(125)는 ITO 패널 또는 터치 스크린 패널에 포함될 수 있다.

[0029] 터치 객체(140) 및 스타일러스(130)를 검출하여 추적하기 위한 정전식 감지 어레이(125)와 프로세싱 디바이스(110)의 동작들 및 구성들이 본원에서 설명된다. 간략하게 말해서, 프로세싱 시스템(110)은 정전식 감지 어레이(125)상에서 터치 객체(140)의 존재, 스타일러스(130)의 존재 또는 이들의 임의의 조합을 검출하도록 구성가능하다. 프로세싱 디바이스(110)는 정전식 감지 어레이(125)상에서 스타일러스(130) 및 터치 객체(140)를 개별적으로 검출하여 추적할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세싱 디바이스(110)는 정전식 감지 어레이(125)상에서 스타일러스(130) 및 터치 객체(140) 둘다를 동시에 검출하여 추적할 수 있다. 일 실시예에서, 만일 터치한 객체가 활성 스타일러스이면, 활성 스타일러스(130)는 타이밍 "마스터"로서 동작하도록 구성가능하며, 프로세싱 디바이스(110)는 활성 스타일러스(130)가 사용중일 때 활성 스타일러스(130)의 타이밍과 매칭하도록 정전식 감지 어레이(125)의 타이밍을 조절한다. 일 실시예에서, 정전식 감지 어레이(125)는 종래의 유도성 스타일러스 애플리케이션들과 대조적으로 활성 스타일러스(130)와 용량적으로 커플링한다. 터치 객체들(140)을 검출하기 위하여 구성가능한 정전식 감지 어레이(125)에 대하여 사용되는 동일한 어셈블리가 또한 활성 스타일러스(130)를 유도성으로 추적하기 위한 추가 PCB 층 없이 스타일러스(130)를 검출하여 추적하기 위하여 사용된다는 것에 또한 주목해야 한다.

[0030] 서술된 실시예들에서, 프로세싱 디바이스(110)는 아날로그 및/또는 디지털 범용 입력/출력("GPIO") 포트들(107)을 포함한다. GPIO 포트들(107)은 프로그램가능할 수 있다. GPIO 포트들(107)은 프로세싱 디바이스(110)의 디지털 블록 어레이(도시안됨)와 GPIO 포트들(107) 사이의 상호 연결부로서 작용하는 프로그램가능 상호 연결부 및 로직("PIL": Programmable Interconnect and Logic)에 커플링될 수 있다. 디지털 블록 어레이는 일 실시예에서 구성가능 사용자 모듈("UM")들을 사용하여 다양한 디지털 로직 회로들(예를들어, DAC들, 디지털 필터들 또는 디지털 제어 시스템들)을 구현하도록 동작가능할 수 있다. 디지털 블록 어레이는 시스템 버스에 커플링될 수 있다. 프로세싱 디바이스(110)는 또한 메모리, 예를들어 랜덤 액세스 메모리("RAM")(105) 및 프로그램 플래시(104)를 포함할 수 있다. RAM(105)은 정적 RAM("SRAM")일 수 있으며, 프로그램 플래시(104)는 펌웨어(예를들어, 본원에서 설명된 동작들을 구현하기 위하여 프로세싱 코어(102)에 의해 실행가능한 제어 알고리즘들)를 저장하도록 사용될 수 있는 비-휘발성 스토리지일 수 있다. 프로세싱 디바이스(110)는 또한 프로세싱 코어(102) 및 메모리에 커플링된 메모리 제어기 유닛("MCU")(103)을 포함할 수 있다. 프로세싱 코어(102)는 명령들을 실행하거나 또는 동작들을 수행하도록 구성된 프로세싱 엘리먼트이다. 프로세싱 디바이스(110)는 본 개시내용의 장점을 가진 당업자에 의해 인식될 다른 프로세싱 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 메모리가 프로세싱 디바이스 내부에 또는 프로세싱 디바이스 외부에 있을 수 있다는 것에 또한 주목해야 한다. 메모리가 프로세싱 디바이스 내부에 있는 경우에, 메모리는 프로세싱 엘리먼트, 예를들어 프로세싱 코어(102)에 커플링될 수 있다. 메모리가 프로세싱 디바이스 외부에 있는 경우에, 프로세싱 디바이스는 본 개시내용의 이익을 가진 당업자에 의해 인식되는 바와같이 메모리가 존재하는 다른 디바이스에 커플링된다.

[0031] 프로세싱 디바이스(110)는 또한 아날로그 블록 어레이(도시안됨)를 포함할 수 있다. 아날로그 블록 어레이는 또한 시스템 버스에 커플링된다. 아날로그 블록 어레이는 또한 일 실시예에서 구성가능한 UM들을 사용하여 다양한 아날로그 회로들(예를들어, ADC들 또는 아날로그 필터들)을 구현하도록 구성가능할 수 있다. 아날로그 블록 어레이는 또한 GPIO(107)에 커플링될 수 있다.

[0032] 예시된 바와 같이, 정전용량-감지 회로(101)는 프로세싱 디바이스(110)에 통합될 수 있다. 정전용량-감지 회로(101)는 터치-센서 패드(도시안됨), 정전식 감지 어레이(125), 터치-센서 슬라이더(도시안됨), 터치-센서 버튼들(도시안됨) 및/또는 다른 디바이스들과 같이 외부 컴포넌트에 커플링하기 위한 아날로그 I/O를 포함할 수 있다. 정전용량-감지 회로(101)는 상호-정전용량 감지 기술들, 셀프-정전용량 감지 기술, 전하 결합 기술들 등을 사용하여 정전용량을 측정하도록 구성가능할 수 있다. 일 실시예에서, 정전용량-감지 회로(101)는 전하 축적 회로, 정전용량 변조 회로 또는 당업자에게 공지된 다른 정전용량 감지 방법들을 사용하여 동작한다. 일 실시예에서, 정전용량-감지 회로(101)는 터치 스크린 제어기들의 Cypress TMA-3xx, TMA-4xx 또는 TMA-xx 패밀리들이다. 대안적으로, 다른 정전용량-감지 회로들이 사용될 수 있다. 본원에서 설명된 바와같은 상호 정전용량 감지 어레이들 또는 터치 스크린들은 비주얼 디스플레이 그 자체(예를들어, LCD 모니터) 또는 디스플레이 정면에 있는 투명 기판상에, 또는 이 내부에 또는 이 아래에 배치된 투명한 도전성 감지 어레이를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, TX 및 RX 전극들은 각각 행들 및 열들로 구성된다. 전극들의 행들 및 열들이 정전용량-감지 회로(101)에 의해 TX 또는 RX 전극들로서 임의의 선택된 조합으로서 구성될 수 있다는 것에 주목해야 한다. 일 실시예에서, 감지 어레이(125)의 TX 및 RX 전극들은 터치 객체들을 검출하기 위한 제 1 모드에서 상호 정전식 감지 어레이의 TX 및 RX 전극들로서 동작하고 그리고 감지 어레이의 동일한 전극들상에서 스타일러스를 검출하기 위한 제 2 모드에서 전하 결합 수신기의 전극들로서 동작하도록 구성가능할 수 있다. 활성화될 때 스타일러스 TX 신호를 생성하는 스타일러스는 상호-정전용량 감지 동안 행해지는 것처럼 RX 전극 및 TX 전극(감지 엘리먼트)의 교차점에서 상호 정전용량을 측정하는 대신에 정전식 감지 어레이에 전하를 커플링하기 위하여 사용된다. 2개의 감지 엘리먼트들 사이의 교차점은 하나의 감지 전극이 다른 감지 전극 위로 횡단하거나 또는 다른 감지 전극과 중첩하나 갈바닉 격리(galvanic isolation)를 서로 유지하는 위치로서 이해될 수 있다. 정전용량-감지 회로(101)는 스타일러스 감지를 수행할 때 감지 엘리먼트들의 정전용량들을 측정하기 위하여 상호-정전용량 또는 셀프-정전용량 감지를 사용하지 않는다. 오히려, 정전용량-감지 회로(101)는 본원에서 설명되는 바와같이 감지 어레이(125)와 스타일러스 사이에 용량성 커플링되는 전하를 측정한다. TX 전극과 RX 전극 사이의 교차점과 연관된 정전용량은 TX 전극 및 RX 전극의 모든 각각의 이용가능한 조합을 선택함으로써 감지될 수 있다. 터치 객체, 예를들어 손가락 또는 스타일러스가 정전식 감지 어레이(125)에 접근할 때, 객체는 TX/RX 전극들 중 일부 전극들 사이의 상호 정전용량의 감소를 야기한다. 또 다른 실시예에서, 손가락의 존재는 전극들의 커플링 정전용량을 증가시킨다. 따라서, 정전식 감지 어레이(125)상에서의 손가락의 위치는 감소된 정전용량이 RX 전극상에서 측정되었던 시간에 TX 신호가 공급되었던 TX 전극과 RX 전극 사이의 감소된 커플링 정전용량을 가진 RX 전극을 식별함으로써 결정될 수 있다. 따라서, 전극들의 교차점과 연관된 정전용량들을 순차적으로 결정함으로써, 하나 이상의 입력들의 위치들이 결정될 수 있다. 감지 엘리먼트들에 대한 베이스라인들을 결정함으로써 프로세스가 감지 엘리먼트들(RX 및 TX 전극들의 교차점들)을 교정할 수 있다는 것에 주목해야 한다. 본 개시내용의 이점을 가진 당업자에 의해 인식되는 바와같이 행/열 피치보다 더 양호한 분해능들로 손가락 위치를 검출하기 위하여 보간법이 사용될 수 있다는 것에 또한 주목해야 한다. 더욱이, 다양한 타입들의 좌표 보간 알고리즘들은 본 개시내용의 이익을 가진 당업자에 의해 이식되는 바와같이 터치의 중심을 검출하기 위하여 사용될 수 있다.

[0033] 정전용량-감지 회로(101)는 CSD 상호 캡 컴포넌트(120)를 포함한다. CSD 상호 캡 컴포넌트(120)의 추가 세부사항들은 도 2-14b와 관련하여 이하에서 설명된다.

[0034] 실시예에서, 전자 시스템(100)은 또한 버스(171) 및 GPIO 포트(107)를 통해 프로세싱 디바이스(110)에 커플링된 비-정전식 감지 엘리먼트들(170)을 포함할 수 있다. 비-정전식 감지 엘리먼트들(170)은 버튼들, 발광 다이오드("LED")들 및 다른 사용자 인터페이스 디바이스들, 예를들어 마우스, 키보드 또는 정전용량 감지를 사용하지 않는 다른 기능 키들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 버스들(122 및 171)은 단일 버스로 구현된다. 대안적으로, 이들 버스들은 하나 이상의 개별 버스들의 임의의 조합으로 구성될 수 있다.

[0035] 프로세싱 디바이스(110)는 내부 발진기/클록들(106) 및 통신 블록("COM")(108)을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 프로세싱 디바이스(110)는 스펙트럼 확산 클록(도시안됨)을 포함한다. 발진기/클록 블록(106)은 프로세싱 디바이스(110)의 컴포넌트들 중 하나 이상의 컴포넌트에 클록 신호들을 제공한다. 통신 블록(108)은 호스트 인터페이스("I/F") 라인(151)을 통해 외부 컴포넌트, 예를들어 호스트 프로세서(150)와 통신하도록 사용될 수 있다. 대안적으로, 프로세싱 디바이스(110)는 또한 외부 컴포넌트들, 예를들어 호스트 프로세서(150)와 통신하기 위하여 임베디드 제어기(160)에 커플링될 수 있다. 일 실시예에서, 프로세싱 디바이스(110)는 데이터를 송신 및/또는 수신하기 위하여 임베디드 제어기(160) 또는 호스트 프로세서(150)와 통신하도록 구성가능하다.

[0036] 프로세싱 디바이스(110)는 예를들어 집적회로("IC") 다이 기판, 멀티-칩 모듈 기판 등과 같은 공통 캐리어 기판상에 존재할 수 있다. 대안적으로, 프로세싱 디바이스(110)의 컴포넌트들은 하나 이상의 개별 집적회로들 및/또는 개별 컴포넌트들일 수 있다. 하나의 예시적인 실시예에서, 프로세싱 디바이스(110)는 캘리포니아 산호세에 위치한 Cypress Semiconductor Corporation에 의해 개발된 PSoC®(Programmable System on a Chip) 프로세싱 디바이스이다. 대안적으로, 프로세싱 디바이스(110)는 당업자에게 공지된 하나 이상의 다른 프로세싱 디바이스들, 예를들어 마이크로프로세서 또는 중앙처리장치, 제어기, 특수목적 프로세서, 디지털 신호 프로세서("DSP"), 주문형 집적회로("ASIC"), 필드 프로그램가능 게이트 어레이("FPGA") 등일 수 있다.

[0037] 본원에 설명된 실시예들은 호스트에 커플링된 프로세싱 디바이스의 구성을 가지는 것으로 제한되는 것이 아니라 감지 디바이스에 대한 정전용량을 측정하고 호스트 컴퓨터에 생(raw) 데이터를 송신하는 시스템을 포함할 수 있다는 것에 또한 주목해야 하며, 호스트 컴퓨터에서 생 데이터가 애플리케이션에 의해 분석된다. 실제로, 프로세싱 디바이스(110)에 의해 수행되는 프로세싱은 또한 호스트에서 수행될 수 있다.

[0038] 정전용량-감지 회로(101)는 프로세싱 디바이스(110)의 IC내에 또는 대안적으로 개별 IC내에 통합될 수 있다. 대안적으로, 정전용량-감지 회로(101)의 디스크립션들은 다른 집적회로들내로의 통합을 위하여 생성되어 컴파일될 수 있다. 예를들어, 정전용량-감지 회로(101)를 기술하는 행동 레벨 코드(behavioral level code) 또는 이의 부분들은 하드웨어 기술 언어(hardware descriptive language), 예를들어 VHDL 또는 Verilog를 사용하여 생성될 수 있으며 머신-액세스가능 매체(예를들어, CD-ROM, 하드 디스크, 플로피 디스크 등)에 저장될 수 있다. 게다가, 행동 레벨 코드는 레지스터 전달 레벨("RTL": register transfer level) 코드, 넷리스트 또는 심지어 회로 레이아웃내에 컴파일될 수 있으며, 머신-액세스가능 매체에 저장될 수 있다. 행동 레벨 코드, RTL 코드, 넷리스트 및 회로 레이아웃은 정전용량 감지 회로(101)를 기술하기 위한 다양한 레벨들의 추상화(abstraction)를 나타낼 수 있다.

[0039] 전자 시스템(100)의 컴포넌트들은 앞서 설명된 모든 컴포넌트들을 포함할 수 있다는 것에 주목해야 한다. 대안적으로, 전자 시스템(100)은 앞서 설명된 컴포넌트들의 일부를 포함할 수 있다.

[0040] 일 실시예에서, 전자 시스템(100)은 태블릿 컴퓨터에서 사용된다. 대안적으로, 전자 디바이스는 다른 애플리케이션들, 예를들어 노트북 컴퓨터, 모바일 핸드셋, 개인휴대단말("PDA"), 키보드, 텔레비전, 리모트 컨트롤, 모니터, 핸드헬드 멀티-미디어 디바이스, 핸드헬드 미디어(오디오 및/또는 비디오) 플레이어, 핸드헬드 게이밍 디바이스, 판매시점 관리 거래(point of sale transaction)들을 위한 서명 입력 디바이스, eBook 판독기, GPS("global position system") 또는 제어 패널에서 사용될 수 있다. 본원에서 설명된 실시예들은 노트북 구현들을 위한 터치 스크린들 또는 터치-센서 패드들에 제한되는 것이 아니라, 다른 정전식 감지 구현들에서 사용될 수 있으며, 예를들어 감지 디바이스는 터치-센서 슬라이더(도시안됨) 또는 터치-센서 버튼들(예를들어, 정전용량 감지 버튼들)일 수 있다. 일 실시예에서, 이들 감지 디바이스들은 하나 이상의 정전식 센서들 또는 다른 타입들의 정전용량-감지 회로소자를 포함한다. 본원에서 설명된 동작들은 노트북 포인터 동작들에 제한되는 것이 아니라, 다른 동작들, 예를들어 조명 제어(조광기), 볼륨 제어, 그래픽 이퀄라이저 제어, 속도 제어, 또는 점진적 또는 개별적 조절들을 필요로 하는 다른 제어 동작들을 포함할 수 있다. 정전식 감지 구현들의 이들 실시예들이 피크 버튼(pick button)들, 슬라이더들(예를들어, 디스플레이 휘도 및 콘트라스트), 스크롤-휠(scroll-wheel)들, 멀티-미디어 제어(예를들어, 볼륨, 트랙 어드밴스(track advance) 등) 육필 인식(handwriting recognition) 및 뉴메릭(numeric) 키패드 동작을 포함하는(그러나, 이에 제한되지 않음) 비-정전식 감지 엘리먼트들과 함께 사용될 수 있다는 것에 또한 주목해야 한다.

[0041] 도 2는 일 실시예에 따른, 2-커패시터 통합 CSD 상호 정전용량 컴포넌트를 포함하는 정전용량-감지 회로(200)를 예시하는 회로도이다. 정전용량-감지 회로(200)는 비교기(202), 플립-플롭(204), 로직 회로소자(206), 카운터(208), 타이머(209), 저역통과 필터(210), 피드백 로직(212), 프로그램가능 전류 소스(214) 및 입력 노드(216)를 포함한다. 입력 노드(216)는 비교기(202)(또한 감지 채널로서 지칭됨)와 같은 감지 회로에 대한 입력 노드이다. 일 실시예에서, 입력 노드는 아날로그 멀티플렉서 버스(또한 AMUXBUSA로 지칭됨)의 노드이다. 입력 노드(216)는 감지 어레이의 제 1 전극에 커플링되는 정전용량 감지 핀(251)에 커플링된다. 전송(TX) 신호 생성 회로(예시안됨)는 감지 어레이의 제 2 전극을 구동시키기 위하여 TX 신호(201)를 생성한다. 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 상호 정전용량은 커패시터(252)(CM)로서 표현된다. 제 1 전극 및 제 2 전극사이의 교차점은 또한 센서로 불린다. 2개의 감지 엘리먼트들(전극들) 사이의 교차점은 하나의 감지 전극이 다른 감지 전극위로 횡단하거나 또는 다른 감지 전극과 중첩하나 서로 갈바닉 격리를 유지하는 위치로서 이해될 수 있다. 정전용량-감지 회로(200)는 또한 통합을 위한 2개의 커패시터들을 포함한다. 2개의 커패시터들 중 하나는 변조기 커패시터(254)(CMOD) 커패시터이다. CMOD 커패시터(254)는 셀프-정전용량 감지 모드에서 CSD 컴포넌트에 의한 셀프-정전용량 감지를 위해 사용될 수 있다. CMOD 커패시터(254)는 또한 상호-정전용량 감지 모드에서 CSD 컴포넌트에 의한 상호-정전용량 감지를 위해 제 2 커패시터(Csh_Tank)(256)와 함께 사용될 수 있다. Csh_Tank 커패시터(256)는 상호-캡 모드에서 상호-정전용량 감지를 위해 사용될 수 있을 뿐만아니라 다른 동작 모드들에서 실딩, 워터프루핑, 근접성 감지 등을 위해 사용될 수 있다. 본원에서 설명된 바와같이, 2개의 커패시터들, 즉 CMOD 커패시터(254), Csh_Tank 커패시터(256)는 상호-정전용량 감지를 위하여 입력 노드(216)에 선택적으로 커플링될 수 있다. 특히, 로직 회로소자(206)는 CMOD 커패시터(254)와 입력 노드(216) 사이에 커플링된 제 1 스위치(257)를 선택적으로 활성화하기 위하여 제 1 제어 신호 TX CMOD(203)를 생성하도록 구성된다. 논리 회로소자(206)는 또한 Csh_Tank 커패시터(256)와 입력 노드(216) 사이에 커플링된 제 2 스위치(259)를 선택적으로 활성화하기 위하여 제 2 제어 신호 TX Csh_Tank(205)를 생성하도록 구성된다. CMOD 커패시터(254)와 Csh_Tank 커패시터(256)의 다른 단자들은 접지에 커플링된다. 로직 회로소자(206)는 비-중첩 방식(non-overlapping manner)으로 제 1 스위치(257)와 제 2 스위치(259)를 선택적으로 활성화시킬 수 있다. 일 실시예에서, CMOD 커패시터(254) 및 Csh_Tank 커패시터(256)는 정전용량-감지 회로(200)가 배치되는 집적회로 다이 외부에 있다.

[0042] 외부 커패시터들이 사용되는 일 실시예들에서, 제 1 커패시터, 즉 CMOD 커패시터(254)는 제 1 핀(253)에 커플링되며, 제 2 커패시터, 즉 Csh_Tank 커패시터(256)는 제 2 핀(255)에 커플링된다. 제 1 핀(253) 및 제 2 핀(255)은 프로세싱 디바이스(110)의 범용 입력-출력(GPIO) 핀들일 수 있다. 본원에서 설명되는 바와같이, CMOD 커패시터(254) 및 Csh_Tank 커패시터(256)는 입력 노드(216)상의 RX 신호를 저장하고 TX 신호(201)의 사이클 마다의 에러를 보유하도록 동작한다. 일 실시예에서, 로직 회로소자(206)는 비-중첩 방식으로 입력 노드(216)에 CMOD 커패시터(254)를 선택적으로 커플링하도록 구성되며, TX 신호(201)의 제 1 에지(예를들어, 상승 에지)로부터 RX 신호를 캡처하도록 타이밍된다. 로직 회로소자(206)는 비-중첩 방식으로 입력 노드(216)에 Csh_Tank 커패시터(256)를 선택적으로 커플링하도록 구성되며, TX 신호(201)의 제 2 에지(예를들어, 하강 에지)로부터 RX 신호를 캡처하도록 타이밍된다. 일 실시예에서, CMOD 커패시터(254) 및 Csh_Tank 커패시터(256)는 동일한 크기를 가진다. 다른 실시예에서, 커패시터들은 예를들어 서로 10% 작거나 또는 큰 범위내에서 크기가 유사하다. 프로그램가능 전류 소스들 및 커패시터들의 크기의 최소 차이들은 무시할 수 있다는 것에 또한 주목해야 한다. 예를들어, 이들 차이들은 전류 싱크 카운트들 및 전류 소스 카운트들의 미스매치된(mismatched) 값들을 초래할 수 있으며, 이들 최소 차이들을 보상하기 위하여 교정 루틴들이 사용될 수 있다. 미스매치들은 입력 노드 전압(예를들어, AMUXBUSA 전압)이 각각의 절반 TX 사이클 동안 Vref를 초과하는 한 허용가능하다.

[0043] 이러한 실시예에서, 도 1에 설명된 CSM 상호 캡처 컴포넌트(120)는 입력 노드(216)상의 RX 신호를 측정하고 RX 신호를 디지털 값(220)으로 변환하는 아날로그-대-디지털 변환기(ADC)이다. 디지털 값(220)은 제 1 전극과 제 2 전극, 즉 CM(252) 사이의 상호 정전용량을 나타낸다. 디지털 값(220)은 정전용량 감지 결과이다. 디지털 값(220)은 프로세싱 디바이스(110) 또는 호스트(150)에 의해 추가로 프로세싱될 수 있다.

[0044] 서술된 실시예에서, ADC는 비교기(202), 플립-플롭(204), 카운터(208) 및 타이머(209)를 포함한다. 비교기(202)는 입력 노드(216) 및 전압 기준(Vref)(218)에 커플링된다. 비교기(202)는 입력 노드(216)상에서 RX 신호를 수신한다. 비교기(202)는 RX 신호가 전압 기준(218)을 초과할 때 토글(toggle)한다. 플립-플롭(204)(또는 다른 샘플 및 홀드 회로)은 비교기(202)의 출력을 샘플링하기 위하여 비교기(202)의 출력에 커플링된다. 타이머(209)는 시간 기간 이후에 ADC를 리셋하도록 구성되며, 카운터는 시간 기간 동안 RX 신호가 Vref(218)를 초과하는 횟수를 카운트하기 위하여 플립-플롭(204)의 출력에 커플링된다. 카운터(208)의 카운터 값은, 리셋 이전에, 제 1 전극과 제 2 전극(예를들어, CM(252)) 사이의 상호 정전용량의 디지털 값(220)을 나타낸다.

[0045] 피드백 로직(212)은 비교기(202) 및 로직 회로소자(206)의 출력에 커플링된다. 피드백 로직(212)은 프로그램가능 전류 소스(214)를 제어하도록 구성된다. 일 실시예에서, 프로그램가능 전류 소스는 전류 소스 또는 전류 싱크로서 동작하도록 구성될 수 있는 단일 프로그램가능 전류 소스이다. 예를들어, 프로그램가능 전류 소스는 TX 신호(201)의 TX 사이클의 양의 부분 동안 입력 노드(216)에 대한 전류 소스로서 구성될 수 있으며, TX 사이클의 음의 부분 동안 입력 노드(216)에 대한 전류 싱크로서 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 프로그램가능 전류 소스(214)는 2개의 개별 프로그램가능 전류 소스들을 포함하며, 이들 중 하나의 프로그램가능 전류 소스는 전류 소스로서 구성되며, 다른 프로그램가능 전류 소스는 전류 싱크로서 구성된다. 예를들어, 제 1 프로그램가능 전류 소스는 TX 신호(201)의 TX 사이클의 양의 부분 동안 입력 노드(216)상에 전류를 소싱(source)하도록 구성되며, 제 2 프로그램 가능 전류 소스는 TX 사이클의 음의 부분 동안 입력 노드(216)상에 전류를 싱크(sink)하도록 구성된다.

[0046] 일 실시예에서, 외부 커패시터들은 상이한 동작 모드들에서 셀프-정전용량 감지 및 워터프루핑을 위해 CSD 컴포넌트에 의해 사용되며; 상호-정전용량 감지 모드 동안 이들 외부 커패시터들은 상호 정전용량 감지를 위해 완전한 TX 사이클동안 사용된다. 이들 모드들 간의 차이는 외부 커패시터들이 센서의 상호 정전용량(TX 전극 및 RX 전극의 교차점)을 측정하기 위하여 TX 신호의 타이밍에 맞추어 감지 핀에 커플링된 입력 노드(216)에 간헐적으로 연결된다는 점이다.

[0047] 도 3은 일 실시예에 따른, 도 2의 정전용량-감지 회로의 상호-정전용량 감지 파형들을 예시하는 다이어그램(300)이다. TX 신호(301)는 구형파 신호이다. TX CMOD(303)는 입력 노드(216)에 CMOD 커패시터(254)를 커플링하기 위하여 제 1 스위치를 활성화시키는 제 1 제어 신호이며, TX Csh_Tank(305)는 입력 노드(216)에 Csh_Tank 커패시터(256)를 커플링하기 위하여 제 2 스위치를 활성화시키는 제 2 제어 신호이다. 신호 VAMUXBUS 신호(307)는 ADC(예를들어, 비교기(202))의 감지 채널에서 인식되는, 입력 노드(216)상의 전압을 나타낸다. VCMOD 신호(309)는 CMOD 커패시터(254)상의 전압을 나타내며, VCsh_Tank 신호(311)는 Csh_Tank 커패시터(256)상의 전압을 나타낸다. 도 3은 스위치들을 구동시키는 파형들(303, 305)과 커패시터들(254, 256) 및 입력 노드(216)상의 결과적인 파형(307, 309, 311)을 예시한다. 제어 신호들(303)(TX CMOD) 및 (305)(TX Csh_Tank)는 비-중첩이며, TX 신호(301)로부터 상승 및 하강 이벤트들을 캡처하도록 타이밍된다.

[0048] 도 4는 일 실시예에 따른, 전송(TX) 신호 생성 회로(400)를 예시하는 회로도이다. TX 신호 생성 회로(400)는 입력에서 TX 조기 신호(401)(txpre)를 수신하고 TX 신호(403)를 출력하는 플립-플롭(402)을 포함한다. 플립-플롭(402)은 TX 조기 신호(401)로부터 TX 신호(403)를 지연시키도록 동작한다. TX 신호 생성 회로(400)는 또한 앞서 설명된 바와같이 2개의 커패시터들, 즉 CMOD 커패시터 및 Csh_Tank 커패시터에 커플링된 스위치들을 제어하기 위하여 사용되는 제어 신호들(405 및 407)을 생성하기 위한 로직을 포함한다. 특히, NOR 게이트(404)는 TX 조기 신호(401) 및 TX 신호(403)를 수신하고, 입력 노드에 제 1 커패시터를 선택적으로 커플링하기 위하여 제 1 제어 신호(405)를 출력하도록 커플링된다. NAND 게이트(407)는 TX 조기 신호(401) 및 TX 신호(403)를 수신하고, 입력 노드에 제 2 커패시터를 선택적으로 커플링하기 위하여 제 2 제어 신호(407)를 출력하도록 커플링된다. 다른 실시예들에서, 다른 로직은 TX 신호에 기초하여 제어 신호들(405 및 407)을 생성하기 위하여 사용될 수 있다. TX 신호 생성 회로(400)는 플립-플롭(402)의 출력에서 저역통과 필터로서 저항기 및 커패시터와 같은 다른 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 저역통과 필터는 TX 조기 신호(401)와 TX 신호(403)사이의 주어진 지연을 도입할 뿐만아니라 출력을 필터링하기 위하여 사용될 수 있다. 로직 지연들은 TX 전압이 감지 어레이에 도달하는 시간에 또는 이 시간 전에 커패시터 스위치들이 폐쇄되도록 하기 위하여 사용될 수 있다.

[0049] 도 5는 실시예에 따른, 도 4의 TX 신호 생성 회로의 파형들을 예시하는 다이어그램(500)이다. TX 조기 신호(401)의 지연된 버전인 TX 신호(403)는 TX 사이클 내에서 구형 신호이다. 입력 노드에서의 전압은 각각의 절반 TX 사이클에서 Vref를 초과한다. TX 신호(403)의 상승 에지에서, 제 2 제어 신호(407)는 제 2 커패시터, 즉 Csh_Tank 커패시터에 대한 제 2 스위치를 턴온하도록 활성화된다. TX 신호(403)의 하강 에지에서, 제 1 제어 신호(405)는 제 1 커패시터, 즉 CMOD 커패시터에 대한 제 1 스위치를 턴온하도록 활성화된다. 제어 신호들(405 및 407)에 의해 제어되는 스위치들은 전체 TX 사이클 동안 CMOD 커패시터 및 Csh_Tank 커패시터를 입력 노드에 간헐적으로 커플링하기 위하여 비-중첩 방식으로 스위칭된다. 본원에서 설명되는 바와같이, CMOD 커패시터 및 Csh_Tank 커패시터는 TX 신호의 사이클마다의 에러를 보유할 수 있다.

[0050] 도 6은 일 실시예에 따른, 정전용량-감지 회로의 아날로그 섹션(600)을 예시하는 회로도이다. 아날로그 섹션(600)은 아날로그 멀티플렉서(AMUX) 버스(616), 제 1 프로그램가능 전류 소스(614), 제 2 프로그램가능 전류 소스(624), 비교기(604), 플립-플롭(604), 로직 회로소자(606), 제 1 스위치(657), 제 2 스위치(659), 제 1 커패시터(654) 및 제 2 커패시터(656)를 포함한다.

[0051] 입력 노드(616)는 감지 어레이의 제 1 전극(RX 전극)에 커플링되는 정전용량 감지 핀에 커플링된다. 전송(TX) 신호 생성 회로(도 7에 예시됨)는 감지 어레이의 제 2 전극(TX 전극)을 구동하기 위하여 TX 신호(601)를 생성한다. 제 1 전극과 제 2전극 사이의 상호 정전용량은 커패시터(652)(또한, 교차점 또는 센서로 불린다)로서 표현된다. 제 1 커패시터(654)는 제 1 제어 신호(603)(txcmod)에 의해 제어되는 제 1 스위치(657)에 의해 입력 노드(616)에 선택적으로 커플링된다. 제 2 커패시터(656)는 제 2 제어 신호(605)(txshtank)에 의해 제어되는 제 2 스위치(659)에 의해 입력 노드(616)에 선택적으로 커플링된다. 아날로그 섹션(600)은 또한 제 1 커패시터(654)를 Vref(618)로 리셋하기 위하여 제 1 커패시터(654)를 선택적으로 커플링하도록 리셋 신호(607)(cond_klr)에 의해 제어되는 제 3 스위치(658)를 포함할 수 있다. 아날로그 섹션(600)은 또한 제 2 커패시터(656)를 Vref(618)로 리셋하기 하여 제 2 커패시터(656)를 선택적으로 커플링하도록 리셋 신호(607)(cond_klr)에 의해 제어되는 제 4 스위치(660)를 포함할 수 있다. 본원에서 설명되는 바와같이, 제 1 커패시터(654) 및 제 2 커패시터(656)는 상호-정전용량 감지를 위하여 입력 노드(616)에 선택적으로 커플링될 수 있다. 제 1 커패시터(654)는 또한 셀프-정전용량 감지 모드에서 셀프-정전용량을 위하여 사용될 수 있다. 제 2 커패시터(256)는 또한 다른 동작 모드들에서 실링, 워터프루핑, 근접성 감지 등을 위하여 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 커패시터(654) 및 제 2 커패시터(656)는 아날로그 섹션(600)이 배치되는 집적회로 다이 외부에 있다. 제 1 커패시터(654) 및 제 2 커패시터(656)는 입력 노드(616)상의 RX 신호를 저장하고 TX 신호(601)의 사이클 마다의 에러를 보유하도록 동작한다. 도 7과 관련하여 설명된 로직 회로소자는 비-중첩 방식으로 입력 노드(616)에 제 1 커패시터(654)를 선택적으로 커플링하도록 구성되며 TX 신호(601)의 제 1 에지(예를들어, 상승 에지)로부터 RX 신호를 포착하도록 타이밍된다. 로직 회로소자는 비-중첩 방식으로 입력 노드(616)에 제 2 커패시터(656)를 선택적으로 커플링하도록 구성되고 TX 신호(601)의 제 2 에지(예를들어, 하강 에지)로부터 RX 신호를 포착하도록 타이밍된다. 일 실시예에서, 제 1 커패시터(654) 및 제 2 커패시터(656)는 동일한 크기 또는 유사한 크기들(예를들어, 10% 차이)를 가진다. 일 실시예에서, 제 1 커패시터(654) 및 제 2 커패시터(656)는 100pF 커패시터들이다.

[0052] 아날로그 섹션은 전압 기준(Vref)(618) 및 입력 노드(616)에 커플링된 비교기(602)를 포함하는 ADC를 포함한다. 비교기(602)는 입력 노드(616)상에서 RX 신호를 수신하며, RX 신호가 전압 기준(618)을 초과할 때 토글한다. 플립-플롭(604)은 출력(615)을 샘플링하기 위하여 비교기(602)의 출력(615)에 커플링된다.

[0053] 로직 회로소자(606)는 제어 신호들(603, 605) 뿐만아니라 플립-플롭(604)의 출력에 커플링되는 피드백 로직이다. 로직 회로소자(606)는 프로그램가능 전류 소스들(614, 624)에 대한 제어 신호들을 생성한다. 일 실시예에서, 프로그램가능 전류 소스들(614, 624)은 100uA 전류를 입력 노드(616)에 소싱하거나 싱크한다. 개별 싱크 및 소스 전류 소스들은 TX 사이클의 양 및 음의 부분들에 대하여 사용될 수 있다. TX 신호(601)는 1Vpp일 수 있으며, 상호 정전용량(652)은 1pF 내지 20pF사이에서 변화될 수 있다. 상호 정전용량(652)을 감지하기 위하여 사용되는 정전용량 감지 핀은 기생 정전용량, 예를들어 20pF를 가질 수 있다는 것에 주목해야 한다. 대안적으로, 다른 정전용량 값들, 전압들 및 전류들이 사용될 수 있다. 특히, 제 1 게이트(662)는 제 1 프로그램가능 소스(614)가 제 1 커패시터(654)에 전류 소싱하기 위한 풀-업 신호(663)를 생성하기 위하여 제 1 제어 신호(603) 및 플립-플롭(604)의 출력을 수신한다. 제 2 게이트(664)는 제 2 프로그램가능 소스(624)가 제 2 커패시터(656)에 전류 싱크하기 위한 풀-다운 신호(665)를 생성하기 위하여 제 2 제어 신호(605) 및 플립-플롭(604)의 반전된 출력을 수신한다. 추가 실시예에서, 제 1 프로그램 전류 소스(614)는 TX 신호(601)의 TX 사이클의 양의 부분 동안 입력 노드(616)상에 전류를 소싱하도록 구성되며, 제 2 프로그램가능 전류 소스(624)는 TX 사이클의 음 부분 동안 입력 노드(616)상에 전류를 싱크하도록 구성된다. 로직 회로소자(606)는 프로그램가능 전류 소스들(614, 624)이 활성화될 때(턴온될 때)를 표시할 제 3 게이트(666) 및 클록 신호와 제 3 게이트(666)의 출력을 입력으로서 가진 제 4 게이트(668)를 더 포함할 수 있다. 제 4 게이트(668)의 출력(609)은 이하에서 설명된 바와같이 카운터에 입력될 수 있는 비교기의 클록이다. 일 실시예에서, TX 신호는 200KHz이며, 클록 신호(hsclk)는 50MHz이다. 대안적으로, 다른 주파수들은 TX 신호 및 클록 신호를 위하여 사용될 수 있다.

[0054] 도 7은 일 실시예에 따른, 정전용량-감지 회로의 디지털 섹션(700) 및 신호 생성 섹션(750)을 예시하는 회로도이다. 디지털 섹션(700)은 카운터(702) 및 타이머(704)를 포함한다. 도 6의 로직 회로소자(606)의 출력(609)은 카운터에 입력된다. 카운터(702)는 프로그램가능 전류 소스들(614, 624)가 활성인 동안 카운트한다. 타이머(704)는 시간 기간 이후에 제 1 커패시터(654) 및 제 2 커패시터(656) 뿐만아니라 카운터(702)를 리셋하도록 구성된다. 타이머(704)는 타이머(704)의 최대 수일 때 타이머 카운터(708) 및 리셋 신호(607)(cond_klr)를 출력한다. 리셋 신호(607)는 카운터(702)를 리셋하기 위하여 사용될 수 있다. 리셋 신호(607)는 또한 제 1 커패시터(654)의 단자에 커플링되는 제 1 노드(611)에서 제 1 전압을 그리고 제 2 커패시터(656)의 단자에 커플링된 제 2 노드(613)에서 제 2 전압을 방전시키기 위하여 사용될 수 있다. 카운터(702)의 카운터 값(706)은, 리셋(607) 바로 전에, 제 1 전극과 제 2 전극(예를들어, 커패시터(652)) 사이의 상호 정전용량의 디지털 값을 나타낸다. 디지털 값은 프로세싱 디바이스(110) 또는 호스트(150)에 의해 추가로 프로세싱될 수 있다.

[0055] 제 1 스위치(657) (스위치 S1) 및 제 2 스위치 (659)(스위치 S4)는 비-중첩 방식으로 제 1 커패시터(654) 및 제 2 커패시터(656)를 입력 노드(616)에 각각 연결하기 위하여 사용되며, 제 1 제어 신호(603)(txcmod) 및 제 2 제어 신호(605)(txshtank)에 의해 제어된다. 각각의 TX 사이클의 시작에서, 제 3 스위치(658)(스위치 S3) 및 제 4 스위치(660)(스위치 S5)는 제 1 커패시터(654) 및 제 2 커패시터(656)를 Vref(618)로 초기화한다. 도 8에 예시된 바와같이, 디지털 타이머는 200개의 시간 기간들을 측정하고 각각의 사이클 동안 회로를 리셋한다. 카운터값(706)은, 리셋(607) 바로 전에, 상호 정전용량의 값을 나타낸다.

[0056] 각각의 TX 펄스 에지는 스위치들에 의해 제어되는 제 1 커패시터 또는 제 2 커패시터 중 하나 및 입력 노드(616)에 전하를 공급한다. 입력 노드(616)상의 전하는 싱크/소스 전류 소스들(프로그램가능 전류 소스들(614, 624))에 의해 보상된다. 전류 소스들(614, 624)은 제 1 제어 신호(603)(txcmod) 및 제 2 제어 신호(605)(txshtank)와 결합된 플립-플롭 출력들에 의해 제어된다. 전류 소스들(614, 624)(pull-up 및 pull-down) 및 커패시터들(CMOD 및 Csh_tank)는 대략 동일해야 하나, 최소 미스매치들은 보상되거나 또는 무시될 수 있다. 각각의 전환 이후에, 입력 노드(616)의 전압은 Vref(618)를 초과해야 한다. 일 실시예에서, 프로그램가능 전류 소스들(614, 624)을 조절하기 위하여 교정 루틴이 실행될 수 있다. 예를들어, 만일 전류가 너무 작으면, 상호 정전용량 값은 Vref(618)로부터 벗어나고 최대 카운트 값이 출력된다. 전체 스케일 카운터 출력(706)은 비-중첩 시간 때문에 타이머 값(708)보다 작을 수 있다.

[0057] 도 8은 일 실시예에 따른, 도 6-7의 정전용량-감지 회로의 파형들을 예시한 다이어그램(800)이다. 도 8은 10us 동안 회로의 시뮬레이션을 도시한다. 특히, 다이어그램은 도 6-7의 신호들(611, 613, 615, 607, 601, 618, 708, 706, 663 및 665)를 예시한다.

[0058] 도 8은 제 2 커패시터(Csh_tank), 제 1 커패시터(CMOD), Vref 및 감쇠된 비교기 결과에 대한 아날로그 파형들을 상부 윈도우가 도시하는 톱-레벨 시뮬레이션 결과를 도시한다. 일 실시예에서, 비교기는 트랜지스터 증폭기에 의해 보상되는 2-스테이지 NMOS 입력이다. 감쇠된 리셋 신호(comp_klr) 및 TX 신호(tx_out)는 상부 윈도우에 있다. 도 8의 중심 윈도우는 타이머 및 카운터 값들을 포함한다. 타이머가 200개의 카운트들에 도달할 때, 리셋 신호(607)(comp_klr)는 타이머 및 카운터를 리셋한다. 리셋 신호(607)(comp_klr)는 또한 CMOD 및 Csh_tank 커패시터들을 Vref로 리셋한다. 하부 윈도우는 풀-업 신호(pull_up_cmod) 및 풀-다운 신호(pull_dn_tank)를 도시하며, 이 신호들은 전류 소스들을 제어한다.

[0059] 카운터 값은 도 8에서 보다 작은 아날로그 램프에 의해 표현된다. 램프값(볼트)은 카운터 값과 직접 매칭된다. 4us 및 8us의 카운터 값들은 다양한 상호 정전용량 값들에 대해 2 사이클들에 걸쳐 평균화된다. 상호 정전용량 값들은 12-20 pF로 변화되었다. 그러나, TX 펄스 진폭은 단지 1Vpp이었다. 만일 TX 펄스 진폭이 5V이면, 이는 설명된 것의 1/5의 상호 정전용량 값들과 동일할 것이다.

[0060] 도 9는 일 실시예에 따른, 정전용량-감지 회로의 아날로그 섹션의 아날로그 파형들을 예시하는 다이어그램(900)이다. 다이어그램(900)은 신호들(601, 607, 611, 613, 615 및 618)의 클로즈-업 뷰이다.

[0061] 도 9는 제 1 리셋이 발생할 때 대략 4us의 시간에서의 아날로그 파형 섹션에 대하여 확대한다. Vref 노드는 1.2V로 일정하게 도시된다. 제 2 제어 신호(605)(cshtank) 노드 전압은 각각의 상승 TX 에지에서 위쪽으로 진행하며, 제 1 제어 신호(603)(cmod) 노드 전압은 각각의 하강 TX 에지에서 아래로 진행한다. 전류는 비교기 출력(플립-플롭 지연됨) 및 제어 신호 상태들(txcmod 또는 txshtank 상태들)이 정확할 때까지 시작하지 않는다. 비교기 지연 + 플립 플롭 지연들은 이러한 파형으로 도시된다. 이러한 애플리케이션들에 대한 최대 TX 클록 주파수는 단지 200-300 kHz일 수 있다. 최대 주파수는 고속 클록(hsclk) 주파수에 의해 제한될 수 있다. hsclk 주파수는 에러들을 최소화하기 위하여 시스템에서 가능한 빨라야 한다. 이는 또한 전달함수에서 플랫 스폿(flat spot)들을 방지하기 위하여 정상 CSD 동작에 적용된다.

[0062] 아래의 표 1은 다양한 상호 정전용량(Cmutual) 값들에 대한 시뮬레이션 결과들을 요약한다. 시뮬레이션들은 Cmod = Csh_Tank = 100pF로 그리고 100uA로 세팅된 전류로 실행되었다. 전류 DAC 값들은 상호 정전용량 값과 관련된다. AMUXBUSA 신호들(예를들어, 입력 노드(616))의 진폭은 TX 펄스 진폭, 카운트들의 갯수에 의해 표현되는 상호 정전용량 값 및 Cmod / Csh_Tank의 값과 관련된다. 입력 노드상에서 신호들의 진폭이 클수록 보다 양호한 신호-대-잡음비가 초래될 수 있으며; 이는 제한된 비교기 성능 때문일 수 있다. 비교기는 신호 진폭과 관련된 유한 이득 및 지연들을 가진다.

표 1) 상호 감지 결과들

[0063] 위의 시뮬레이션 결과들은 시뮬레이션 결과들이 12-20pF에서 상수 8개의 카운트들/pF이었다는 것을 보여준다. 이는 시스템이 5V TX 펄스로 시뮬레이션되는 경우에 pF 당 40개의 카운트들의 감도(sensitivity)에 대응한다. 이러한 감도는 단지 200개의 카운트들의 타이머와 관련된다. 예를들어, 만일 타이머가 2배로 되면, 감도 또한 2배가 될 것이다.

[0064] TX 및 시스템 신호들을 동기화시키고, Cmod 정전용량을 감소시키고 그리고 타이머 값을 증가시키는 방법들은 본원에서 설명된 CSD 상호 캡 컴포넌트로 구현될 필요가 있는 공지된 방법들이다. 이들 방법들은 UDB 또는 PNR 로직이 칩에 의존하던지간에 디지털로 용이하게 구현될 수 있다.

[0065] 이는 본원에서 설명된 CSD 상호 캡 컴포넌트를 사용하는 경우에 pF의 1/40의 분해능들으로 10us 만큼 짧은 시간에 적당한 결과들이 획득될 수 있다는 것을 보여준다.

[0066] 도 10a는 일 실시예에 따른, 셀프-정전용량 감지 모드에서 셀프-정전용량 감지를 위한 정전용량-감지 회로(1000)를 예시하는 회로도이다. 이러한 실시예에서, 정전용량-감지 회로(1000)는 비교기(1002), 플립-플롭(1104), 타이머 및 카운터(1006), 및 프로그램가능 전류 소스(1007), 스위치들(1012, 1014) 및 커패시터(1010)(CMOD)를 포함한다. 프로그램가능 전류 소스(1007)는 CS 커패시터(1008)로서 표현되는 정전용량 감지 핀을 통해 감지 엘리먼트에 커플링되는 아날로그 멀티플렉서(AMUX) 버스를 충전한다. 비교기(1002)는 전압 기준(1018)과 입력 노드상의 신호를 비교한다. 비교기의 출력은 플립-플롭(1004)에 의해 샘플링되며, 플립-플롭(1004)의 출력은 프로그램가능 전류 소스(1007)를 입력 노드에 선택적으로 커플링하기 위한 스위치를 제어하기 위하여 사용된다. 비교기(1002)의 신호가 전압 기준(1018)을 초과하는 횟수는 신호를 디지털 값(1020)으로 변환시키기 위하여 타이머 및 카운터(1006)에 의해 카운트된다. 스위치들(1012)은 커패시터 CMOD(1010)를 충전 및 방전시키기 위하여 비-중첩 방식으로 선택적으로 활성화된다.

[0067] 도 10b는 일 실시예에 따른, 도 10a의 정전용량-감지 회로의 파형들을 예시하는 다이어그램(1050)이다. 다이어그램(1050)은 스위치들(1012, 1014)을 각각 제어하는 위상 신호들(1013, 1015)을 도시한다. 다이어그램(1050)은 또한 감지 엘리먼트 및 CS 커패시터(1008)에서의 전압(1020)(VCS)과 커패시터 CMOD(1010)에서의 전압(1022)을 도시한다.

[0068] 상호 정전용량 감지를 위한 CSD 상호 캡 컴포넌트를 수정하기 위한 다른 대안적인 실시예들이 이하에서 설명된다.

[0069] 도 11a는 다른 실시예에 따른, 상호-전정용량 감지를 위한 정전용량-감지 회로(1100)를 예시하는 회로도이다. 이러한 실시예에서, 정전용량-감지 회로(1100)는 비교기(1102), 플립-플롭 및 다른 로직(1104), 타이머 및 카운터(1106), 프로그램가능 전류 소스들(1108) 및 스위치들(1110)을 포함한다. 정전용량-감지 회로(1100)는 또한 변조기 커패시터(1114)(CMOD)에서 스위칭하는 선택적 스위치(1112)를 포함할 수 있다. TX 신호(1120)는 제 1 전극에 공급되며, 제 2 전극상에서 RX 신호로서 수신된다. 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 교차점에서의 상호 정전용량은 커패시터 CM(1118)로서 표현된다. 커패시터 CS(1116)는 제 2 전극의 셀프-정전용량을 나타낸다. 스위치들(1010)은 VCS 노드를 충전시키고 VCS 노드에 전압을 전달하고 제 2 전극을 접지로 방전시키기 위하여 사용된다. 프로그램가능 전류 소스들(1108)은 비교기(1102)에 입력되는 입력 노드에 대한 전류 소스 또는 전류 싱크로서 사용될 수 있다.

[0070] 도 11b는 일 실시예에 따른, 도 11a의 정전용량-감지 회로의 파형들을 예시하는 다이어그램(1150)이다. 다이어그램(1150)은 TX 신호(1120)를 도시할 뿐만아니라 전류 피드백을 가진 VCS 전압(1122) 및 피드백 없는 VCS 전압(1124)를 도시한다.

[0071] 이러한 회로(1100)에 있어서의 하나의 잠재적인 문제점은 회로가 각각의 사이클마다의 에러들을 누적하는 것이며, 이 에러들은 제한된 비교기 이득, 비교기 지연 및 F/F 지연 때문에 발생한다. 에러들은 도 12a에 예시된 반파 상호 CSD 감지 아키텍처를 사용함으로써 감소될 수 있다.

[0072] 도 12a는 다른 실시예에 따른, 반파 상호-정전용량 감지를 위한 정전용량-감지 회로(1200)를 예시하는 회로도이다. 이러한 실시예에서, 정전용량-감지 회로(1200)는 비교기(1202), 플립-플롭, 로직, 카운터, LP 필터(1204), 프로그램가능 전류 소스(1208), 스위치들(1210, 1212) 및 변조기 커패시터(1214)(CMOD)를 포함한다. TX 신호(1220)는 제 1 전극에 공급되고, 제 2 전극상에서 RX 신호로서 수신된다. 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 교차점에서의 상호 정전용량은 커패시터 CM(1216)으로서 표현된다. 스위치들(1210 및 1212)은 비-중첩 신호들(조기 TX 신호(1211 및 1213)에 의해 각각 제어된다. 신호(1211)에 의해 제어되는 스위치(1210)는 비교기(1202)의 입력에 커플링된 입력 노드에 CMOD 커패시터(1214)를 선택적으로 커플링한다. 신호(1213)에 의해 제어되는 스위치(112)는 전압을 Vref(1218)에 리셋하기 위하여 VRef(1218)에 입력 노드를 선택적으로 커플링한다. 프로그램가능 전류 소스들(1208)은 입력 노드에 대한 전류 소스로서 사용될 수 있다.

[0073] 도 12b는 일 실시예에 따른, 도 12a의 정전용량-감지 회로의 파형들을 예시하는 다이어그램(1250)이다. 다이어그램(1250)은 TX 신호(1220) 뿐만아니라 전류 피드백을 가진 VCS 전압(1222)을 도시한다. 시뮬레이션들은 회로(1200)을 사용하는 경우 SNR이 5배 개선될 수 있다는 것을 표시한다. 그러나, 이러한 방법은 유효 신호를 절반 감소시킬 수 있으며, 저주파수 잡음에 더 민감할 수 있다.

[0074] 온-칩 또는 오프-칩 적분기들로서 2개의 커패시터들을 사용하는 앞서 설명된 실시예들은 회로들(1100, 1200) 보다 더 양호한 상호-정전용량 감지를 제공할 수 있다. 하나의 커패시터는 상승 에지로부터 신호를 캡처하고, 다른 커패시터는 하강 에지로부터 신호를 캡처한다. 게다가, GPIO 패드들은 2개의 커패시터들, 즉 CMOD 커패시터와 Csh_Tank 커패시터 사이에서 스위칭하도록 제어될 수 있다. CMOD 및 Csh_Tank에 대하여 동일한 값들을 사용하는 애플리케이션들은 상호 감지를 위하여 이들 커패시터들을 사용할 수 있다.

[0075] 도 13은 실시예에 따른, CSD 상호 캡 컴포넌트를 사용하여 상호-정전용량을 감지하는 방법(1300)의 흐름도이다. 방법(1300)은 하드웨어(회로소자, 전용 로직 등), (범용 컴퓨팅 시스템 또는 전용 머신상에서 실행되는 것과 같은) 소프트웨어, 펌웨어(임베디드 소프트웨어) 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있는 프로세싱 로직에 의해 수행될 수 있다. 일 실시예에서, 프로세싱 디바이스(110)는 방법(1300)을 수행한다. 다른 실시예에서, CSD 상호 캡 컴포넌트(120)는 방법(1300)을 수행한다. 대안적으로, 전자 시스템(100)의 다른 컴포넌트들은 방법(1300)의 동작들의 일부 또는 모두를 수행한다.

[0076] 도 13을 참조하면, 방법(1300)은 프로세싱 로직이 정전용량-감지 회로에 의해 전송(TX) 신호를 사용하여 감지 어레이의 제 1 전극을 구동시키는 것으로부터 시작한다(블록(1302)). 프로세싱 로직은 감지 어레이의 제 2 전극에 커플링되는 정전용량 감지 핀상에서 수신(RX) 신호를 수신한다(블록(1304)). 정전용량 감지 핀은 입력 노드에 커플링된다. 프로세싱 로직은, TX 신호의 타이밍에 맞추어, 제 1 커패시터를 입력 노드에 그리고 제 2 커패시터를 입력 노드에 선택적으로 커플링한다(블록(1306)). 프로세싱 로직은 정전용량-감지 회로의 아날로그-대-디지털 변환기(ADC)에 의해 RX 신호를 디지털 값으로 변환한다(블록(1308)). 디지털 값은 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 상호 정전용량을 나타낸다.

[0077] 추가 실시예에서, 블록(1306)에서의 프로세싱 로직은 입력 노드에 제 1 커패시터를 선택적으로 커플링하기 위하여 입력 노드와 제 1 커패시터 사이에 커플링된 제 1 스위치를 선택적으로 활성화시키고 제 2 커패시터를 입력 노드에 선택적으로 커플링하기 위하여 입력 노드와 제 2 커패시터 사이에 커플링된 제 2 스위치를 선택적으로 활성화시킨다. 일 실시예에서, 제 1 커패시터 및 제 2 커패시터는 정전용량-감지 회로가 배치되는 집적회로 다이 외부에 있다. 제 1 커패시터는 제 1 핀에 커플링될 수 있으며, 제 2 커패시터는 제 2 핀에 커플링될 수 있다. 제 1 및 제 2 핀은 정전용량-감지 회로를 포함하는 프로세싱 디바이스의 정전용량-감지 회로의 GPIO 핀들일 수 있다.

[0078] 추가 실시예에서, 프로세싱 로직은 TX 신호의 TX 사이클의 양의 부분 동안 제 1 커패시터에 RX 신호를 저장하며, TX 사이클의 음의 부분 동안 제 2 커패시터에 RX 신호를 저장한다. 제 1 커패시터 및 제 2 커패시터는 TX 신호의 사이클마다의 에러를 보유하도록 구성된다.

[0079] 추가 실시예에서, 프로세싱 로직은 TX 신호의 TX 사이클의 양의 부분 동안 입력 노드에 전류를 소싱하기 위하여 제 1 프로그램가능 전류 소스를 선택적으로 제어하며, TX 사이클의 음의 부분 동안 입력 노드상에 전류를 싱크하기 위하여 제 2 프로그램가능 전류 소스를 선택적으로 제어한다. 제 1 프로그램가능 전류 소스 및 제 2 프로그램가능 전류 소스는 비-중첩 방식으로 선택적으로 제어될 수 있다.

[0080] 또 다른 실시예에서, 블록(1306)에서의 프로세싱 로직은 TX 신호의 제 1 에지로부터 RX 신호를 캡처하기 위하여 제 1 커패시터를 입력 노드에 시간에 맞추어 선택적으로 커플링한다. 블록(1306)에서의 프로세싱 로직은 또한 비-중첩 방식으로 제 2 커패시터를 입력 노드에 선택적으로 커플링하며, TX 신호의 제 2 에지로부터 RX 신호를 시간에 맞추어 캡처한다.

[0081] 또 다른 실시예에서, 프로세싱 로직은 제 1 커패시터를 연결하고, TX 상승동안 Vref으로 신호를 보정하는 시간을 카운트한다. 프로세싱 로직은 제 2 커패시터를 연결하며, TX 하강 동안 Vref(반대 극성)으로 신호를 보정하는 시간을 카운트한다. 프로세싱 로직은 상승 및 하강 시간들 모두를 추적하며, 다수의 사이클들에 걸쳐 (예를들어, 주어진 수의 사이클들 이후에) 총 카운트 시간은 결과와 동일하다.

[0082] 프로세싱 로직은 도 1-12b를 참조로 하여 앞서 설명된 것과 다른 동작들을 수행할 수 있다.

[0083] 입력 신호 감쇠와 관련하여 앞서 설명된 방법들은 정전식 터치 스크린 제어기로 구현될 수 있는 CSD 상호 캡 컴포넌트(120)에 의해 구현될 수 있다. 일 실시예에서, 정전식 터치 스크린 제어기는 캘리포니아 산호세에 위치한 Cypress Semiconductor Corporation에 의해 개발된 TrueTouch®Multi-Touch All-Points 터치스크린 제어기들의 CY8CTMA3xx 패밀리와 같은 TrueTouch® 정전식 터치스크린 제어기들이다. 터치-스크린들상에서 다수의 손가락들 및 스타일러스의 터치 위치들을 분석하기 위한 TrueTouch® 정전식 터치스크린 제어기들 감지 기술은 주요 운영체제들을 지원하며, 저전력 멀티-터치 제스처 및 올-포인트(all-point) 터치스크린 기능을 위하여 최적화된다. 대안적으로, 터치 위치 계산 특징들은 다른 터치스크린 제어기들 또는 터치-감지 디바이스들의 다른 터치 제어기들로 구현될 수 있다. 일 실시예에서, 터치 위치 계산 특징들은 본 개시내용의 이점을 가진 당업자에 의해 인식되는 다른 터치 필터링 알고리즘들으로 구현될 수 있다.

[0084] 본원에서 설명된 실시예들은 다양한 설계들의 정전용량 감지 시스템의 상호-정전용량 감지 어레이들에서 또는 셀프-정전용량 감지 어레이들에서 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 정전용량 감지 시스템은 어레이에서 활성화되는 다수의 감지 엘리먼트들을 검출하며, 실제 신호로부터 잡음을 분리하기 위하여 이웃 감지 엘리먼트들상의 신호 패턴들을 분석할 수 있다. 본원에서 설명된 실시예들은 특정 정전식 감지 솔루션에 구속되는 것이 아니라 본 개시내용의 이익을 가진 당업자에 의해 인식되는 바와같은 광 감지 솔루션들을 포함하는 다른 감지 솔루션들과 함께 또한 사용될 수 있다.

[0085] 앞의 설명에서, 다수의 세부사항들이 제시된다. 그러나, 본 발명의 실시예들이 이들 특정 세부사항들 없이 실시될 수 있다는 것이 본 개시내용의 이익을 가진 당업자에게 명백할 것이다. 일부 사례들에서는 설명을 불명료하게 하는 것을 방지하기 위하여 공지된 구조들 및 디바이스들이 상세히 도시되는 것보다 오히려 블록도 형태로 도시된다.

[0086] 상세한 설명의 일부 부분들은 컴퓨터 메모리내의 데이터 비트들에 대한 알고리즘들 및 기호적 동작 표현들 측면에서 제시된다. 이들 알고리즘적 설명들 및 표현들은 데이터 프로세싱 기술들의 요지를 다른 당업자들에게 가장 효율적으로 전달하기 위하여 데이터 프로세싱 기술들의 당업자에 의해 사용되는 수단이다. 알고리즘은, 본원에서 그리고 일반적으로, 원하는 결과를 초래하는 단계들의 일관성있는 시퀀스인 것으로 이해된다. 단계들은 물리적 수량들의 물리적 조작들을 요구하는 단계들이다. 보통, 필수적이지는 아닐지라도, 이들 수량들은 저장될 수 있고, 전송될 수 있으며 결합될 수 있으며 비교될 수 있으며 그리고 다른 방식으로 조작될 수 있는 전기적 또는 자기적 신호들의 형태를 취한다. 이들 신호들을 비트들, 값들, 엘리먼트들, 심볼들, 문자들, 용어들, 수치들 등으로 지칭하는 것은 주로 흔히 사용되기 때문에 때때로 편리하다는 것이 증명되었다.

[0087] 그러나, 이들 및 유사한 용어들 모두가 적절한 물리적 수량들과 연관되고 단순히 이들 수량들에 적용되는 편리한 라벨들이라는 것을 명심해야 한다. 앞의 논의로부터 명백한 것 처럼 구체적으로 달리 언급하지 않으면, 상세한 설명 전반에 걸쳐 "암호화하는 것", "암호해독하는 것", "저장하는 것", "제공하는 것", "유도하는 것", "획득하는 것", "수신하는 것", "인증하는 것", "삭제하는 것", "실행하는 것", "요청하는 것", "통신하는 것" 등과 같은 용어들을 활용한 논의들이 컴퓨팅 시스템 또는 유사한 전자 컴퓨팅 디바이스의 동작들 및 프로세스들을 지칭한다는 것이 인식되며, 이는 컴퓨팅 시스템의 레지스터들 및 메모리들 내의 물리적 (예를들어, 전자) 수량들로서 표현된 데이터를 컴퓨팅 시스템 메모리들 또는 레지스터들 또는 다른 이러한 정보 저장, 전송 또는 디스플레이 디바이스들내의 물리적 수량들로서 유사하게 표현되는 다른 데이터로 조작하고 변환한다.

[0088] 용어들 "예" 또는 "예시"는 예, 사례 또는 예시로서 역할을 하는 것을 의미하기 위하여 위하여 본원에서 사용된다. "예" 또는 "예시"로서 본원에서 설명된 임의의 양상 또는 설계는 반드시 다른 양상들 또는 설계들에 비하여 바람직하거나 또는 유리한 것으로 해석되어서는 안된다. 오히려, 용어들 "예" 또는 "예시"의 사용은 간략화된 형식으로 개념들을 제시하는 것으로 의도된다. 본 출원에서 사용되는 바와같이, 용어 "또는"는 배타적 "또는" 보다 오히려 포괄적 "또는"을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, 달리 특정되지 않거나 또는 문맥으로부터 명확하지 않는 한, "X가 A 또는 B를 포함한다"는 자연 포괄적 치환들 중 임의의 치환을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, 만일 X가 A를 포함하고; X가 B를 포함하며; 또는 X가 A 및 B 둘다를 포함하면, "X는 A 또는 B를 포함한다는 것"은 전술한 사례들 중 임의의 사례 하에서 만족된다. 또한, 본 출원에서 그리고 첨부된 청구항들에서 사용되는 단수 물품은 달리 특정되지 않거나 또는 단수 형태에 관한 것이라고 문맥으로부터 명확하지 않으면 일반적으로 "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다. 더욱이, 전반에 걸쳐 용어 "실시예" 또는 "일 실시예" 또는 "구현" 또는 "일 구현"의 사용은 그렇게 설명되지 않는 한 동일한 실시예 또는 구현을 의미하는 것으로 의도되지 않는다.

[0089] 본원에서 설명된 실시예들은 또한 본원에서 동작들을 수행하기 위한 장치에 관한 것일 수 있다. 이러한 장치는 요구된 목적들 위해 특별히 구성될 수 있거나 또는 컴퓨터에 저장된 컴퓨터 프로그램에 의해 선택적으로 활성화되거나 또는 재구성되는 범용 컴퓨터를 포함할 수 있다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 플로피 디스크들, 광학 디스크들, CD-ROM들 및 자기-광학 디스크들을 포함하는 임의의 타입의 디스크, 판독-전용 메모리(ROM)들, 랜덤 액세스 메모리(RAM)들, EPROM들, EEPROM들, 자기 또는 광학 카드들, 플래시 메모리, 또는 전자 명령들을 저장하기에 적합한 임의의 타입의 매체와 같은 (그러나, 이에 제한되지 않음) 비-일시적 컴퓨터-판독가능 저장 매체에 저장될 수 있다. 용어 "컴퓨터-판독가능 저장 매체"는 명령들의 하나 이상의 세트들을 저장하는 단일 매체 또는 다중 매체(예를들어, 중앙집중 또는 분산형 데이터베이스 및/또는 연관된 캐시들 및 서버들)을 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 용어 "컴퓨터-판독가능 매체"는 또한 머신에 의해 실행하기 위한 명령들의 세트를 저장하거나 인코딩하거나 또는 반송할 수 있으며 머신으로 하여금 본 실시예들의 방법들 중 어느 하나 이상의 방법을 수행하도록 하는 임의의 매체를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 따라서, 용어 "컴퓨터-판독가능 저장 매체"는 고체-상태 메모리들, 광학 매체, 자기 매체, 머신에 의해 실행하기 위한 명령들의 세트를 저장하고 머신으로 하여금 본 실시예들의 방법들 중 어느 하나 이상의 방법을 수행하도록 하는 임의의 매체를 포함하는 것(그러나, 이에 제한되지 않음)으로 해석되어야 한다.

[0090] 본원에서 제시된 알고리즘들 및 디스플레이들은 임의의 특정 컴퓨터 또는 다른 장치와 본질적으로 관련되는 것은 아니다. 다양한 범용 시스템들이 본원의 교시들에 따른 프로그램들과 함께 사용될 수 있거나 또는 요구된 방법 단계들을 수행하기 위하여 더 특수화된 장치를 구성하는 것이 편리하다고 증명될 수 있다. 다양한 이들 시스템들에 대하여 요구된 구성은 이하의 설명에서 언급될 것이다. 또한, 본 실시예들은 임의의 특정한 프로그래밍 언어를 참조하여 설명되지는 않는다. 본원에서 설명된 바와같은 실시예들의 교시들을 구현하기 위하여 다양한 프로그래밍 언어들이 사용될 수 있다는 것이 인식될 것이다.

[0091] 앞의 설명은 본 발명의 여러 실시예들의 완전한 이해를 제공하기 위하여 특정 시스템들, 컴포넌트들, 방법들 등의 예들과 같은 다수의 특정 세부사항들을 제시한다. 그러나, 본 발명의 적어도 일부 실시예들이 이들 특정 세부사항들 없이 실시될 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 다른 사례들에서, 본 발명을 불필요하게 불명료하게 하는 것을 방지하기 위하여 공지된 컴포넌트들 또는 방법들이 상세히 설명되지 않거나 또는 단순한 블록도 형식으로 제시된다. 따라서, 앞서 제시된 특정 세부사항들은 단순히 예시적이다. 특정 구현들은 이들 예시적인 세부사항들이 변경될 수 있으며, 본 발명의 범위내에 있는 것으로 계속해서 고려될 수 있다.

[0092] 앞의 설명은 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 의도된다는 것이 이해되어야 한다. 앞의 설명을 읽고 이해할 때 많은 다른 실시예들이 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부된 청구항들이 부여하는 균등물들의 전체 범위와 함께 첨부된 청구항들과 관련하여 결정되어야 한다.

Claims

정전용량-감지 회로로서,
감지 어레이의 제 1 전극에 커플링될 정전용량 감지 핀에 커플링된 입력 노드;
상기 감지 어레이의 제 2 전극을 구동시키기 위하여 전송(TX) 신호를 생성하기 위한 TX 신호 생성 회로;
상기 TX 신호 생성 회로 및 상기 입력 노드에 커플링된 로직 회로소자 ― 상기 로직 회로소자는, 상기 TX 신호의 타이밍에 맞추어, 상기 입력 노드에 제 1 커패시터를 그리고 상기 입력 노드에 제 2 커패시터를 선택적으로 커플링하도록 구성됨 ―; 및
상기 입력 노드로부터 수신(RX) 신호를 수신하고 상기 RX 신호를 디지털 값으로 변환하기 위하여 커플링된 아날로그-대-디지털 변환기(ADC)를 포함하며, 상기 디지털 값은 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이의 상호 정전용량을 나타내는, 정전용량-감지 회로.
제 1항에 있어서, 상기 제 1 커패시터 및 상기 제 2 커패시터는 상기 정전용량-감지 회로가 배치되는 집적회로 다이 외부에 있는, 정전용량-감지 회로.
제 2항에 있어서, 상기 입력 노드와 상기 제 1 커패시터 사이에 커플링된 제 1 스위치 ― 상기 로직 회로소자는 상기 제 1 커패시터를 상기 입력 노드에 선택적으로 커플링하기 위하여 상기 제 1 스위치를 선택적으로 활성화하도록 구성됨 ―; 및
상기 입력 노드와 상기 제 2 커패시터 사이에 커플링된 제 2 스위치를 더 포함하며, 상기 로직 회로소자는 상기 입력 노드에 상기 제 2 커패시터를 선택적으로 커플링하기 위하여 상기 제 2 스위치를 선택적으로 활성화하도록 구성되며, 상기 로직 회로소자는 상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치를 비-중첩 방식(non-overlapping manner)으로 활성화할 수 있는, 정전용량-감지 회로.
제 3항에 있어서, 상기 제 1 커패시터는 제 1 핀에 커플링되며, 상기 제 2 커패시터는 제 2 핀에 커플링되며, 상기 제 1 및 제 2 핀은 상기 정전용량-감지 회로를 포함하는 프로세싱 디바이스의 범용 입력-출력(GPIO) 핀들인, 정전용량-감지 회로.
제 1항에 있어서, 상기 제 1 커패시터 및 상기 제 2 커패시터는 상기 RX 신호를 저장하고, 상기 TX 신호의 사이클마다의 에러를 보유하도록 구성되는, 정전용량-감지 회로.
제 1항에 있어서, 상기 로직 회로소자에 커플링된 제 1 프로그램가능 전류 소스를 더 포함하며, 상기 로직 회로소자는 상기 TX 신호의 TX 사이클의 양의 부분 동안 전류를 소싱(source)하고 상기 TX 사이클의 음의 부분 동안 전류를 싱크(sink)하기 위하여 상기 입력 노드에 상기 제 1 프로그램가능 전류 소스를 선택적으로 커플링할 수 있는, 정전용량-감지 회로.
제 1항에 있어서, 상기 로직 회로소자에 커플링된 제 1 프로그램가능 전류 소스; 및
상기 로직 회로소자에 커플링된 제 2 프로그램가능 전류 소스를 더 포함하며,
상기 로직 회로소자는 상기 입력 노드에 상기 제 2 프로그램가능 전류 소스를 선택적으로 커플링할 수 있으며, 상기 제 1 프로그램가능 전류 소스 및 상기 제 2 프로그램가능 전류 소스는 개별 싱크 및 소스 전류 소스들이며, 상기 제 1 프로그램가능 전류 소스는 상기 TX 신호의 TX 사이클의 양의 부분 동안 상기 입력 노드상에 전류를 소싱할 수 있으며, 상기 제 2 프로그램가능 전류 소스는 상기 TX 사이클의 음의 부분 동안 상기 입력 노드상에 전류를 싱크할 수 있는, 정전용량-감지 회로.
제 1항에 있어서, 상기 ADC는,
전압 기준(Vref) 및 상기 입력 노드에 커플링된 비교기 ― 상기 비교기는 상기 RX 신호가 상기 전압 기준을 초과할 때 출력할 수 있음 ―;
상기 비교기의 출력을 샘플링하기 위하여 상기 비교기의 출력에 커플링된 플립-플롭;
시간 기간 이후에 상기 ADC를 리셋하기 위한 타이머; 및
상기 시간 기간 동안 상기 RX 신호가 상기 전압 기준을 초과하는 횟수를 카운트하기 위하여 상기 플립-플롭의 출력에 커플링된 카운터를 포함하며, 상기 카운터의 카운터 값은, 상기 리셋 이전에, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이의 상호 정전용량을 나타내는, 정전용량-감지 회로.
제 1항에 있어서, 상기 로직 회로소자는 비-중첩 방식으로 상기 제 1 커패시터 및 상기 제 2 커패시터를 상기 입력 노드에 선택적으로 커플링하도록 구성되며, 상기 TX 신호의 제 1 에지로부터 상기 RX 신호를 캡처하고 상기 TX 신호의 제 2 에지로부터 상기 RX 신호를 캡처하도록 타이밍되는, 정전용량-감지 회로.
제 1항에 있어서, 상기 TX 신호 생성 회로는 제 1 신호를 수신하고 상기 TX 신호를 출력하도록 커플링된 플립-플롭을 포함하며, 상기 TX 신호는 상기 플립-플롭에 의해 지연되며;
상기 로직 회로소자는,
상기 제 1 신호 및 상기 TX 신호를 수신하고, 상기 입력 노드에 상기 제 1 커패시터를 선택적으로 커플링하기 위한 제 1 제어 신호를 출력하도록 커플링된 NOR 게이트; 및
상기 제 1 신호 및 상기 TX 신호를 수신하고, 상기 제 2 커패시터를 상기 입력 노드에 선택적으로 커플링하기 위한 제 2 제어 신호를 출력하도록 커플링된 NAND 게이트를 포함하는, 정전용량-감지 회로.
제 1항에 있어서, 상기 ADC는 비교기를 포함하는, 정전용량-감지 회로.
정전용량-감지 회로에 의해 전송(TX) 신호를 사용하여 감지 어레이의 제 1 전극을 구동시키는 단계;
상기 감지 어레이의 제 2 전극에 커플링된 정전용량 감지 핀상에서 수신(RX) 신호를 수신하는 단계 ― 상기 정전용량 감지 핀은 멀티플렉서(MUX) 버스에 커플링됨 ―;
상기 TX 신호의 타이밍에 맞추어 상기 입력 노드에 제 1 커패시터를 그리고 상기 입력 노드에 제 2 커패시터를 선택적으로 커플링하는 단계; 및
상기 정전용량-감지 회로의 아날로그-대-디지털 변환기(ADC)에 의해 상기 RX 신호를 디지털 값으로 변환하는 단계를 포함하며, 상기 디지털 값은 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이의 상호 정전용량을 나타내는, 방법.
제 12항에 있어서, 상기 선택적으로 커플링하는 단계는,
상기 제 1 커패시터를 상기 입력 노드에 선택적으로 커플링하기 위하여 상기 입력 노드와 상기 제 1 커패시터 사이에 커플링된 제 1 스위치를 선택적으로 활성화하는 단계; 및
상기 제 2 커패시터를 상기 입력 노드에 선택적으로 커플링하기 위하여 상기 입력 노드와 상기 제 2 커패시터 사이에 커플링된 제 2 스위치를 선택적으로 활성화하는 단계를 포함하는, 방법.
제 13항에 있어서, 상기 제 1 커패시터 및 상기 제 2 커패시터는 상기 정전용량-감지 회로가 배치되는 집적회로 다이 외부에 있으며, 상기 제 1 커패시터는 제 1 핀에 커플링되며, 상기 제 2 커패시터는 제 2 핀에 커플링되며, 상기 제 1 핀 및 상기 제 2 핀은 상기 정전용량-감지 회로를 포함하는 프로세싱 디바이스의 정전용량-감지 회로의 범용 입력-출력(GPIO) 핀들인, 방법.
제 12항에 있어서, 상기 TX 신호의 TX 사이클의 양의 부분 동안 상기 RX 신호를 상기 제 1 커패시터에 저장하는 단계; 및
상기 TX 사이클의 음의 부분 동안 상기 RX 신호를 상기 제 2 커패시터에 저장하는 단계를 더 포함하며, 상기 제 1 커패시터 및 상기 제 2 커패시터는 상기 TX 신호의 사이클마다의 에러를 보유하도록 구성되는, 방법.
제 12항에 있어서, 상기 TX 신호의 TX 사이클의 양의 부분 동안 상기 입력 노드에 전류를 소싱하기 위하여 제 1 프로그램가능 전류 소스를 선택적으로 제어하는 단계; 및
상기 TX 사이클의 음의 부분 동안 상기 입력 노드상에 전류를 싱크하기 위하여 제 2 프로그램가능 전류 소스를 선택적으로 제어하는 단계를 더 포함하며, 상기 제 1 프로그램가능 전류 소스 및 상기 제 2 프로그램가능 전류 소스는 비-중첩 방식으로 선택적으로 제어되는, 방법.
제 12항에 있어서, 상기 선택적으로 커플링하는 단계는,
상기 TX 신호의 제 1 에지로부터 상기 RX 신호를 캡처하기 위하여 상기 제 1 커패시터를 상기 입력 노드에 시간에 맞추어 선택적으로 커플링하는 단계; 및
상기 TX 신호의 제 2 에지로부터 상기 RX 신호를 캡처하기 위하여 비-중첩 방식으로 그리고 시간에 맞추어 상기 제 2 커패시터를 상기 입력 노드에 선택적으로 커플링하는 단계를 포함하는, 방법.
장치로서,
제 1 외부 커패시터;
제 2 외부 커패시터; 및
프로세싱 디바이스를 포함하며;
상기 프로세싱 디바이스는,
아날로그-대-디지털 변환기(ADC),
상기 ADC의 입력에 커플링된 멀티플렉서 버스, 및
비-중첩 방식으로 상기 제 1 외부 커패시터 및 상기 제 2 외부 커패시터를 상기 멀티플렉서 버스에 선택적으로 커플링하도록 구성된 로직 회로소자를 포함하며,
상기 프로세싱 디바이스는 전송(TX) 신호를 사용하여 감지 어레이의 제 1 전극을 구동시키고, 상기 멀티플렉서 버스상에서 수신(RX) 신호를 측정하며, 그리고 상기 ADC에 의해 상기 RX 신호를 디지털 값으로 변환하도록 구성되는, 장치.
제 18항에 있어서, 상기 입력 노드와 상기 제 1 커패시터 사이에 커플링된 제 1 스위치 ― 상기 로직 회로소자는 상기 제 1 커패시터를 상기 입력 노드에 선택적으로 커플링하기 위하여 상기 제 1 스위치를 선택적으로 활성화하도록 구성됨 ―; 및
상기 입력 노드와 상기 제 2 커패시터 사이에 커플링된 제 2 스위치를 더 포함하며, 상기 로직 회로소자는 상기 제 2 커패시터를 상기 입력 노드에 선택적으로 커플링하기 위하여 상기 제 2 스위치를 선택적으로 활성화하도록 구성되며, 상기 로직 회로소자는 비-중첩 방식으로 상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치를 활성화할 수 있는, 장치.
제 18항에 있어서, 상기 ADC는,
전압 기준(Vref) 및 상기 입력 노드에 커플링된 비교기 ― 상기 비교기는 상기 RX 신호가 상기 전압 기준을 초과할 때 출력할 수 있음 ―;
상기 비교기의 출력을 샘플링하기 위하여 상기 비교기의 출력에 커플링된 플립-플롭;
시간 기간 이후에 상기 ADC를 리셋하기 위한 타이머; 및
상기 시간 기간 동안 상기 RX 신호가 상기 전압 기준을 초과하는 횟수를 카운트하기 위하여 상기 플립-플롭의 출력에 커플링된 카운터를 포함하며, 상기 카운터의 카운터 값은, 상기 리셋 전에, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이의 상호정전용량을 나타내는, 장치.