KR20240026198A - DAC generation drive shield and voltage reference - Google Patents

Abstract

정전 용량 센서 시스템은 감지 전극과 쉴드 전극을 포함하는 정전 용량 센서, 정전 용량 센서의 전압을 조절하고 정전 용량 센서의 출력에 기초하여 출력 신호를 발생시키도록 구성된 레귤레이터 회로, 기준 신호를 발생시키고, 기준 신호를 레귤레이터 회로를 통해 정전 용량 센서에 공급하며, 기준 신호를 구동 쉴드 신호로서 쉴드 전극에 공급하도록 구성된 기준 신호 발생기, 및 출력 신호의 출력 전류를 변경하기 위해 오프셋 신호를 발생시키도록 구성된 오프셋 제어 모듈을 포함한다.A capacitive sensor system includes a capacitive sensor including a sensing electrode and a shield electrode, a regulator circuit configured to regulate the voltage of the capacitive sensor and generate an output signal based on the output of the capacitive sensor, and generate a reference signal. a reference signal generator configured to supply a signal to the capacitive sensor through a regulator circuit, supplying a reference signal to the shield electrode as a driving shield signal, and an offset control module configured to generate an offset signal to change the output current of the output signal. Includes.

Description

DAC 발생 구동 쉴드 및 전압 기준DAC generation drive shield and voltage reference

본 개시는 정전 용량 센서들에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정전 용량 센서용 기준 신호 발생기에 관한 것이다.The present disclosure relates to capacitive sensors and, more particularly, to a reference signal generator for a capacitive sensor.

여기에 제공된 배경 설명은 본 개시의 맥락을 전체적으로 제시하기 위한 것이다. 이 배경 섹션에 기재된 범위에서 현재 거론된 발명자들의 업적 및 출원시에 달리 선행 기술로 인정되지 않을 수 있는 기재의 측면들은 본 개시에 대한 선행 기술로서 명시적으로든 묵시적으로든 인정되지 않는다.The background description provided herein is intended to set the context of the present disclosure as a whole. To the extent described in this background section, the achievements of the inventors currently discussed and aspects of the disclosure that may not otherwise be recognized as prior art at the time of filing are not acknowledged, expressly or implicitly, as prior art to the present disclosure.

전자 디바이스는 물체(예를 들면, 손가락)와 전자 디바이스의 표면과 같은 표면 사이의 접촉을 감지하고 감지된 접촉을 나타내는 감지 신호를 발생시키도록 구성된 정전 용량 센서를 구현할 수 있다. 예를 들어, 기준 신호 발생기(예를 들면, 파형 발생기)는 기준 신호 또는 제어 신호를 발생시켜 정전 용량 센서로 출력하도록 구성된다. 감지 신호는 물체가 센서에 접촉하고 있는지의 여부에 기초한 기준 신호의 진폭 및/또는 위상의 변화에 대응한다. 따라서, 센서에 접촉하고 있는 물체의 존재 또는 부재는 감지 신호의 진폭 또는 위상을 기초로 결정될 수 있다.The electronic device may implement a capacitive sensor configured to detect contact between an object (e.g., a finger) and a surface, such as the surface of the electronic device, and generate a detection signal indicative of the detected contact. For example, a reference signal generator (eg, a waveform generator) is configured to generate a reference signal or a control signal and output it to the capacitance sensor. The detection signal corresponds to a change in amplitude and/or phase of the reference signal based on whether an object is in contact with the sensor. Accordingly, the presence or absence of an object in contact with the sensor can be determined based on the amplitude or phase of the detection signal.

전자 디바이스는 감지 신호를 수신하고 감지 신호에 기초하여 구동 쉴드 신호(driven shield signal)를 출력하는 구동 쉴드 회로를 포함할 수 있다. 구동 쉴드 신호는 외부 물체들과 정전 용량 센서 사이의 용량 결합을 방지하기 위해 정전 용량 센서의 구동 쉴드에 제공된다. 몇몇 예에서, 구동 쉴드 신호는 구동 쉴드의 전압을 정전 용량 센서의 전압에 일치시키기 위해 구동 쉴드에 결합된다. 구동 쉴드 회로의 예시적인 구현이 특허문헌 1에 기재되어 있다.The electronic device may include a driven shield circuit that receives a detection signal and outputs a driven shield signal based on the detection signal. A driving shield signal is provided to the driving shield of the capacitive sensor to prevent capacitive coupling between external objects and the capacitive sensor. In some examples, the drive shield signal is coupled to the drive shield to match the drive shield's voltage to the voltage of the capacitive sensor. An exemplary implementation of the driving shield circuit is described in Patent Document 1.

미국 특허 제5,166,679호US Patent No. 5,166,679

종래의 구동 쉴드 회로들과 결부된 기술적 문제들에는 정전 용량 센서의 전압의 긴 세틀링 시간(settling time)과 감지 신호의 클리핑(clipping)이 포함된다. 본 개시에 따른 정전 용량 센서 시스템은 구동 쉴드 신호와 동일한 정전 용량 센서에 공급되는 기준 신호를 사용하고 감지 신호의 클리핑을 저감하기 위해 기준 신호의 상승 타이밍(rise timing)에 따라 오프셋 신호를 발생시킴으로써 이들 기술적 문제에 대한 해결책을 제공한다.Technical problems associated with conventional drive shield circuits include long settling time of the voltage of the capacitive sensor and clipping of the sensing signal. The capacitance sensor system according to the present disclosure uses a reference signal supplied to the same capacitance sensor as the driving shield signal and generates an offset signal according to the rise timing of the reference signal to reduce clipping of the detection signal. Provides solutions to technical problems.

예를 들어, 본 개시에 따른 정전 용량 센서 시스템은: 감지 전극과 쉴드 전극(shield electrode)을 포함하는 정전 용량 센서(capacitive sensor); 정전 용량 센서의 전압을 조절하고 정전 용량 센서의 출력에 기초하여 출력 신호를 발생시키도록 구성된 레귤레이터 회로; 기준 신호를 발생시키고, 기준 신호를 레귤레이터 회로를 통해 정전 용량 센서에 공급하며, 기준 신호를 구동 쉴드 신호(driven shield signal)로서 쉴드 전극에 공급하도록 구성된 기준 신호 발생기; 및 출력 신호의 출력 전류를 변경하기 위해 오프셋 신호를 발생시키도록 구성된 오프셋 제어 모듈을 포함한다.For example, a capacitive sensor system according to the present disclosure may include: a capacitive sensor including a sensing electrode and a shield electrode; a regulator circuit configured to regulate the voltage of the capacitive sensor and generate an output signal based on the output of the capacitive sensor; a reference signal generator configured to generate a reference signal, supply the reference signal to the capacitance sensor through a regulator circuit, and supply the reference signal to the shield electrode as a driven shield signal; and an offset control module configured to generate an offset signal to change the output current of the output signal.

다른 특징들에서, 레귤레이터 회로는 정전 용량 센서에 결합된 전류 컨베이어를 포함한다. 전류 컨베이어는 기준 신호 발생기에 의해 공급되는 기준 신호에 기초하여 정전 용량 센서의 전압을 조절하도록 구성된다. 기준 신호 발생기는 디지털-아날로그 변환기를 포함한다. 기준 신호 발생기는 기준 신호를 주기 신호로 발생시킨다. 정전 용량 센서는 물체와의 접촉 및 물체의 근접 중 적어도 하나에 따라 변경되는 기준 신호에 대응하는 감지 신호로서 출력을 발생시킨다.In other features, the regulator circuit includes a current conveyor coupled to a capacitive sensor. The current conveyor is configured to regulate the voltage of the capacitive sensor based on a reference signal supplied by the reference signal generator. The reference signal generator includes a digital-to-analog converter. The reference signal generator generates a reference signal as a periodic signal. The capacitance sensor generates an output as a detection signal corresponding to a reference signal that changes depending on at least one of contact with an object and proximity to an object.

다른 특징들에서, 오프셋 제어 모듈은 출력 신호의 출력 전류를 변경하기 위해 레귤레이터 회로의 출력에 결합된다. 오프셋 제어 모듈은 오프셋 신호를 오프셋 전류로 발생시키고, 오프셋 제어 모듈은 출력 전류의 크기를 저감하기 위해 출력 전류에 오프셋 전류를 더한다. 오프셋 제어 모듈은 출력 전류의 크기를 클리핑 영역의 아래로 저감하기 위해 출력 전류에 오프셋 전류를 더한다. 오프셋 제어 모듈은 출력 전류가 초기 값으로부터 감지 입력 값까지 증가하는 동안 출력 전류에 오프셋 전류를 더하도록 구성된다.In other features, an offset control module is coupled to the output of the regulator circuit to change the output current of the output signal. The offset control module generates an offset signal as an offset current, and the offset control module adds the offset current to the output current to reduce the size of the output current. The offset control module adds an offset current to the output current to reduce the magnitude of the output current below the clipping region. The offset control module is configured to add an offset current to the output current while the output current increases from the initial value to the sense input value.

다른 특징들에서, 오프셋 제어 모듈은 오프셋 신호의 상승 타이밍이 출력 신호의 상승 타이밍과 일치하도록 오프셋 신호를 발생시킨다. 오프셋 신호의 상승 타이밍이 출력 신호의 상승 타이밍과 일치하도록 오프셋 신호를 발생시키기 위해, 오프셋 제어 모듈은 기준 신호의 상승 타이밍에 오프셋 전류를 발생시킨다. 레귤레이터 회로는 출력 신호를 스텝형 입력 신호(stepped input signal) 및 램프형 입력 신호(ramped input signal) 중 하나로 발생시킨다. 기준 신호 발생기는 미리 결정된 기울기를 갖는 기준 신호를 발생시키도록 구성된다. 레귤레이터 회로는 기준 신호의 미리 결정된 기울기에 대응하는 기울기를 갖는 출력 신호를 발생시킨다. 레귤레이터 회로는 양의 기울기를 갖는 출력 신호를 발생시키고, 오프셋 제어 모듈은 출력 신호의 양의 기울기에 상보적인 음의 기울기를 갖는 오프셋 신호를 발생시킨다.In other features, the offset control module generates an offset signal such that the rise timing of the offset signal matches the rise timing of the output signal. In order to generate an offset signal so that the rise timing of the offset signal coincides with the rise timing of the output signal, the offset control module generates an offset current at the rise timing of the reference signal. The regulator circuit generates an output signal as one of a stepped input signal and a ramped input signal. The reference signal generator is configured to generate a reference signal with a predetermined slope. The regulator circuit generates an output signal with a slope corresponding to a predetermined slope of the reference signal. The regulator circuit generates an output signal with a positive slope, and the offset control module generates an offset signal with a negative slope that is complementary to the positive slope of the output signal.

본 개시의 추가적인 적용 가능 영역들은 상세한 설명, 청구범위, 및 도면으로부터 분명해질 것이다. 상세한 설명과 구체적인 예들은 예시만을 목적으로 하는 것으로 본 개시의 범위를 제한하고자 함이 아니다.Additional areas of applicability of the present disclosure will become apparent from the detailed description, claims, and drawings. The detailed description and specific examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the present disclosure.

본 개시의 실시예에 따르면, 정전 용량 센서의 전압의 긴 세틀링 시간과 감지 신호의 클리핑이 저감될 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the long settling time of the voltage of the capacitive sensor and the clipping of the detection signal can be reduced.

본 개시는 상세한 설명과 첨부 도면들로부터 보다 온전히 이해될 것이다.
도 1은 구동 쉴드 회로를 포함하는 예시적인 정전 용량 센서 시스템이다.
도 2a는 정전 용량 센서를 포함하는 예시적인 전자 디바이스이다.
도 2b는 정전 용량 센서용의 예시적인 기준 신호 발생기이다.
도 2c는 정전 용량 센서용의 예시적인 기준 신호 발생기이다.
도 3은 본 개시에 따른 정전 용량 센서용의 스위칭식 커패시터 회로를 구현하는 예시적인 정전 용량 센서 시스템이다.
도 4a는 본 개시에 따른 정전 용량 센서의 스텝형 입력 신호, 램프형 신호, 및 대응하는 출력 신호를 도시한다.
도 4b는 본 개시에 따른 정전 용량 센서의 램프 입력 신호, 램프형 오프셋 신호, 및 대응하는 출력 신호를 도시한다.
도면들에서, 유사한 및/또는 동일한 요소들을 식별하기 위해 참조 번호들이 재사용될 수 있다.The present disclosure will be more fully understood from the detailed description and accompanying drawings.
1 is an exemplary capacitive sensor system including a drive shield circuit.
2A is an example electronic device that includes a capacitive sensor.
2B is an exemplary reference signal generator for a capacitive sensor.
Figure 2C is an exemplary reference signal generator for a capacitive sensor.
3 is an exemplary capacitive sensor system implementing a switched capacitor circuit for a capacitive sensor according to the present disclosure.
FIG. 4A shows a step-type input signal, a ramp-type signal, and a corresponding output signal of a capacitive sensor according to the present disclosure.
FIG. 4B shows a ramped input signal, ramped offset signal, and corresponding output signal of a capacitive sensor according to the present disclosure.
In the drawings, reference numbers may be reused to identify similar and/or identical elements.

물체와의 접촉에 응답하여 정전 용량 센서에 공급되는 신호(감지 신호에 대응함)의 변화는 공급되는 신호(즉, 구동, 제어, 또는 기준 신호)에 비해 전형적으로 작으며 검출하기가 어려울 수 있다. 이에 따라, 변화의 검출을 향상시키기 위해 다양한 방법들이 구현될 수 있다. 예를 들어, 센서에 기준 신호를 제공하는 기준 신호 발생기가 기준 신호의 복제본을 공급할 수도 있고, 기준 신호의 복제본을 공급하기 위해 제2 기준 신호 발생기가 제공될 수도 있다. 복제된 신호는 공급된 신호에서 차감되며, 그 결과 - 검출을 향상시키기 위해 증폭될 수 있음 - 는 감지 신호에 대응한다.Changes in the signal supplied to the capacitive sensor (corresponding to the sensing signal) in response to contact with an object are typically small compared to the signal supplied (i.e., drive, control, or reference signal) and can be difficult to detect. Accordingly, various methods can be implemented to improve detection of changes. For example, a reference signal generator that provides a reference signal to the sensor may provide a replica of the reference signal, or a second reference signal generator may be provided to provide a replica of the reference signal. The duplicate signal is subtracted from the supplied signal, and the result - which can be amplified to improve detection - corresponds to the detection signal.

몇몇 예에서, 기준 신호 발생기는 빈 브리지 발진기(Wien bridge oscillator)와 같은 사인파 발생기이다. 다른 예들에서, 기준 신호 발생기는 디지털 사인파를 디지털-아날로그 변환기(digital-to-analog converter: DAC)에 공급하도록 구성될 수 있으며, DAC의 출력은 필터링 및/또는 증폭된다. 몇몇 예에서는, 오프셋 제어 모듈이 물체와 정전 용량 센서 사이에 접촉이 없을 때 감지 신호의 복제본인 오프셋 신호를 발생시키도록 구성된다.In some examples, the reference signal generator is a sine wave generator such as a Wien bridge oscillator. In other examples, the reference signal generator may be configured to supply a digital sine wave to a digital-to-analog converter (DAC), the output of which is filtered and/or amplified. In some examples, the offset control module is configured to generate an offset signal that is a replica of the sensing signal when there is no contact between the object and the capacitive sensor.

몇몇 예에서는, 정전 용량 센서를 포함하는 전자 디바이스가 정전 용량 센서의 출력에 결합된 레귤레이터 회로(예를 들면, 전압 제어 전류 모드 레귤레이터)를 포함할 수 있다. 레귤레이터 회로는 기준 신호에 대응하며 정전 용량 센서에 공급되는 출력 전압을 조정하고 감지 신호를 나타내는 출력 전류를 발생시키도록 구성된다.In some examples, an electronic device that includes a capacitive sensor can include a regulator circuit (eg, a voltage controlled current mode regulator) coupled to the output of the capacitive sensor. The regulator circuit is configured to adjust the output voltage supplied to the capacitive sensor in response to the reference signal and generate an output current representing the detection signal.

이제 도 1을 참조하면, 예시적인 정전 용량 센서 시스템(100)은 검출 회로(104)와 구동 쉴드 회로(108)를 포함한다. 검출 회로(104)는 정전 용량 센서(110)로부터 수신된 감지 신호에 기초하여 출력 신호를 발생시키도록 구성된다. 예를 들어, 검출 회로(104)는 출력 신호를 발생시키도록 구성된 타이밍 회로 및/또는 다른 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 구동 쉴드 회로(108)는 감지 신호를 수신하고 감지 신호에 기초하여 구동 쉴드 신호를 출력하도록 구성된다. 예를 들어, 구동 쉴드 회로(108)는 도시된 바와 같이 연산 증폭기(112)와 하나 이상의 저항기(R)를 포함하며, 구동 쉴드 신호는 감지 신호의 버퍼링된 복사본이다.Referring now to FIG. 1 , an exemplary capacitive sensor system 100 includes a detection circuit 104 and a drive shield circuit 108 . The detection circuit 104 is configured to generate an output signal based on the detection signal received from the capacitance sensor 110 . For example, detection circuit 104 may include timing circuitry and/or other components configured to generate an output signal. The driving shield circuit 108 is configured to receive a detection signal and output a driving shield signal based on the detection signal. For example, the drive shield circuit 108 includes an operational amplifier 112 and one or more resistors R, as shown, and the drive shield signal is a buffered copy of the sense signal.

구동 쉴드 신호는 정전 용량 센서 시스템의 구동 쉴드(116)에 제공된다. 예를 들어, 구동 쉴드(116)는 외부 물체들과 정전 용량 센서(110) 사이의 용량 결합을 방지하도록 배치된 도전성 플레이트, 쉬트 등(즉, 쉴드 전극)일 수 있다. 몇몇 예에서, 구동 쉴드 신호는 구동 쉴드(116)의 전압을 정전 용량 센서(110)의 전압에 일치시키기 위해 구동 쉴드(116)에 결합된다. 정전 용량 센서(110)와 구동 쉴드(116) 사이의 기생 커패시턴스(parasitic capacitance)와 연관된 커패시턴스는 감지 신호에 비해 클 수 있다. 따라서, 정전 용량 센서(110)와 구동 쉴드(116)의 각각의 전압들 사이의 어떠한 차도 입력 신호 경로(즉, 정전 용량 센서(110)와 검출 회로(104) 사이의 감지 신호의 경로)에 신호 축적을 초래하게 된다. 이들 전압 사이의 차는 감지 신호(예를 들면, 감지 신호에 기초하여 생성되는 출력 신호)의 클리핑을 야기할 수 있다.The drive shield signal is provided to the drive shield 116 of the capacitive sensor system. For example, the drive shield 116 may be a conductive plate, sheet, etc. (i.e., a shield electrode) disposed to prevent capacitive coupling between external objects and the capacitive sensor 110. In some examples, the drive shield signal is coupled to drive shield 116 to match the voltage of drive shield 116 to the voltage of capacitive sensor 110. The capacitance associated with the parasitic capacitance between the capacitive sensor 110 and the driving shield 116 may be large compared to the detection signal. Accordingly, any difference between the respective voltages of capacitive sensor 110 and drive shield 116 may cause a signal to the input signal path (i.e., the path of the detection signal between capacitive sensor 110 and detection circuit 104). leads to accumulation. The difference between these voltages may cause clipping of the sensing signal (e.g., an output signal generated based on the sensing signal).

또한, 정전 용량 센서(110)의 전압은 변할 수 있으며 연관된 세틀링 시간을 가지므로, 구동 쉴드(116)의 전압이 정전 용량 센서(110)의 전압에 일치되는 데에는 연관된 지연이 존재한다(즉, 구동 쉴드(116)의 전압은 연관된 지연을 가지면서 정전 용량 센서(110)의 전압을 "추종"한다). 즉, 정전 용량 센서(110)의 전압이 안정됨에 따라, 구동 쉴드(116)는 정전 용량 센서(110)의 전압의 각 변화에 반응한다. 정전 용량 센서(110)의 전압의 변화에 응답하여 구동 쉴드(116)의 전압이 변할 때마다, 감지 신호는 구동 쉴드(116)에 용량 결합될 수 있는데, 이는 정전 용량 센서(110)와 구동 쉴드(116) 양자 모두의 추가적인 세틀링(settling)을 촉발한다.Additionally, since the voltage at capacitive sensor 110 can vary and has an associated settling time, there is an associated delay for the voltage at drive shield 116 to match the voltage at capacitive sensor 110 (i.e. The voltage of the drive shield 116 “tracks” the voltage of the capacitive sensor 110 with an associated delay). That is, as the voltage of the capacitance sensor 110 stabilizes, the driving shield 116 responds to each change in the voltage of the capacitance sensor 110. Whenever the voltage of drive shield 116 changes in response to a change in the voltage of capacitive sensor 110, a sensing signal may be capacitively coupled to drive shield 116, which (116) Triggers further settling of both.

본 개시의 원리에 따른 정전 용량 센서 시스템은 기준 신호 발생기를 사용하여 구동 쉴드 신호를 발생시킨다. 예를 들어, 구동 쉴드 신호는 아래에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이 정전 용량 센서와 레귤레이터 회로에 제공되는 동일한 기준 신호에 대응한다. 몇몇 예에서, 기준 신호 발생기는 주기적인 기준 신호를 발생시키고 이 기준 신호를 레귤레이터 회로, 정전 용량 센서(예를 들면, 레귤레이터 회로를 통해), 및 구동 쉴드에 출력하도록 구성된 DAC이다.A capacitive sensor system according to the principles of the present disclosure generates a drive shield signal using a reference signal generator. For example, the drive shield signal corresponds to the same reference signal provided to the capacitive sensor and regulator circuit, as described in more detail below. In some examples, the reference signal generator is a DAC configured to generate a periodic reference signal and output the reference signal to a regulator circuit, a capacitive sensor (e.g., via a regulator circuit), and a drive shield.

이제 도 2a를 참조하면, 정전 용량 센서에 대응하는 센서 모듈(204)을 포함하는 예시적인 전자 디바이스(200)가 도시되어 있다. 기준 신호 발생기(예를 들면, 파형 발생기)(208)는 기준 또는 제어 신호(예를 들면, 구형파, 사인파 등)(210)를 센서 모듈(204)에 공급한다. 기준 신호 발생기(208)는 본 개시의 원리에 따라 센서 모듈(204)의 구동 쉴드에 기준 신호(210)를 추가로 공급한다. 기준 신호 발생기(208)는 기준 신호(210)를 오프셋 제어 모듈(212)에 공급할 수 있거나, 선택적인 제2 기준 신호 발생기(216)가 기준 신호(210)의 복제본을 오프셋 제어 모듈(212)에 제공할 수 있다.Referring now to FIG. 2A, an example electronic device 200 is shown that includes a sensor module 204 corresponding to a capacitive sensor. A reference signal generator (e.g., waveform generator) 208 supplies a reference or control signal (e.g., square wave, sine wave, etc.) 210 to sensor module 204. The reference signal generator 208 further supplies a reference signal 210 to the drive shield of the sensor module 204 according to the principles of the present disclosure. Reference signal generator 208 may supply reference signal 210 to offset control module 212, or an optional second reference signal generator 216 may supply a replica of reference signal 210 to offset control module 212. can be provided.

센서 모듈(204)은 기준 신호(210)를 변경하고 기준 신호(210) 및 감지된 물체와의 근접 또는 접촉에 기초하여 감지 신호(218)를 발생시킨다. 즉, 감지 신호(218)는 물체의 검출(예를 들면, 물체와의 접촉 및/또는 물체의 근접)에 따라 변경된 기준 신호(210)에 대응한다. 감지 신호(218)는 물체(예를 들면, 손가락)가 센서 모듈(204)과 접촉하고 있는지 여부를 나타낸다. 몇몇 예에서, 감지 신호(218)는 센서 모듈(204)에 대한 물체의 근접을 나타낸다. 감지 신호(218)는 물체가 센서 모듈(204)과 접촉하고 있는지 여부에 관계없이 기준 신호(210)와는 (예를 들면, 진폭 및/또는 위상이) 상이할 수 있다.The sensor module 204 modifies the reference signal 210 and generates a detection signal 218 based on the reference signal 210 and proximity or contact with the sensed object. That is, the detection signal 218 corresponds to the reference signal 210 changed according to the detection of the object (eg, contact with the object and/or proximity of the object). Detection signal 218 indicates whether an object (e.g., a finger) is in contact with sensor module 204. In some examples, detection signal 218 indicates proximity of an object to sensor module 204. Sensing signal 218 may be different (e.g., in amplitude and/or phase) from reference signal 210 regardless of whether an object is in contact with sensor module 204.

일례에서, 오프셋 제어 모듈(212)은 물체와 센서 모듈(204) 사이의 접촉 없이 감지 신호(218)의 복제본인 오프셋 신호(220)를 발생시키도록 구성된다. 즉, 오프셋 제어 모듈(212)은 물체와 센서 모듈(204) 사이에 접촉이 없을 때 (및/또는 몇몇 예에서는 물체가 감지 신호(218)에 영향을 미칠 만큼 센서 모듈(204)에 충분히 가깝게 있지 않을 때) 센서 모듈(204)과 동일한 방식으로 기준 신호(210)를 변경하도록 구성된다. 이와 같이, 물체와의 접촉이 없을 때, 감지 신호(218)와 오프셋 신호(220)는 본질적으로 (예를 들면, 크기, 위상, 및/또는 크기와 위상 양자 모두가) 동일하게 되며, 감지 신호(218)와 오프셋 신호(220) 사이의 차는 0에 접근하게 된다. 다른 예들에서, 오프셋 신호(220)는 기준 신호(210)에 대해 반대 극성을 갖도록 구성될 수 있고, 감지 신호(218)와 간단히 합산될 수 있다.In one example, offset control module 212 is configured to generate offset signal 220, which is a replica of detection signal 218, without contact between the object and sensor module 204. That is, the offset control module 212 operates when there is no contact between the object and the sensor module 204 (and/or in some instances, the object is not close enough to the sensor module 204 to affect the detection signal 218). (when not) is configured to change the reference signal 210 in the same manner as the sensor module 204. As such, when there is no contact with an object, detection signal 218 and offset signal 220 are essentially the same (e.g., in magnitude, phase, and/or both magnitude and phase), and the detection signal 218 The difference between 218 and the offset signal 220 approaches 0. In other examples, offset signal 220 may be configured to have an opposite polarity relative to reference signal 210 and may be simply summed with sense signal 218.

반대로, 물체와 센서 모듈(204) 사이에 접촉이 있을 때, 오프셋 신호(220)와 감지 신호(218)는 상이하게 된다. 레귤레이터 회로(224)는 오프셋 신호(220)와 감지 신호(218) 사이의 차를 출력 및 증폭한다. 레귤레이터 회로(224)는 또한 센서 모듈(204)에 제공되는 전압(예를 들면, 기준 신호(210)의 전압)을 조절하도록 구성된다. 몇몇 예에서, 레귤레이터 회로(224)는 전류 컨베이어(current conveyor)로서 구현되는 전압 제어 전류 모드 레귤레이터일 수 있다. 예를 들어, 전류 컨베이어는 입력 전압(예를 들면, 기준 신호(210))을 수신하고, 입력 전압에 기초하여 출력 전압(예를 들면, 센서 모듈(204)에 제공되는 전압)을 조절하며, 감지 신호(218)를 나타내는 출력 전류(예를 들면, 출력 신호(228))를 발생시키도록 구성된다.Conversely, when there is contact between the object and the sensor module 204, the offset signal 220 and the detection signal 218 become different. The regulator circuit 224 outputs and amplifies the difference between the offset signal 220 and the detection signal 218. Regulator circuit 224 is also configured to regulate the voltage provided to sensor module 204 (e.g., the voltage of reference signal 210). In some examples, regulator circuit 224 may be a voltage controlled current mode regulator implemented as a current conveyor. For example, a current conveyor receives an input voltage (e.g., reference signal 210) and adjusts an output voltage (e.g., the voltage provided to sensor module 204) based on the input voltage; It is configured to generate an output current (e.g., output signal 228) representing detection signal 218.

감지 신호(218)를 나타내는 레귤레이터 회로(224)의 출력 신호(228)(예를 들면, 출력 전류)는 다음으로 센서 모듈(204)과 물체 사이의 접촉을 검출하기 위해 처리될 수 있다. 예를 들어, 출력 신호(228)의 진폭 및/또는 위상이 각각의 역치를 초과하는지 여부에 기초하여 접촉이 결정될 수 있다. 몇몇 예에서, 감지 신호(218)는 물체가 센서 모듈(204)과 직접 접촉하고 있는지 여부에 관계없이 센서 모듈(204)에 대한 물체의 근접을 나타낼 수 있다. 이들 예에서, 감지 신호(218)는 물체와 센서 모듈(204) 사이의 거리를 또한 나타낼 수 있다. 출력 신호(228)는 출력 신호 경로(예를 들면, 전자 디바이스(200)의 정전 용량 센서 시스템의 출력 신호 경로)에 제공된다. 예를 들어, 출력 신호(228)는 샘플 앤 홀드 회로(sample-and-hold circuit)를 통해 ADC에 제공된다.The output signal 228 (e.g., output current) of the regulator circuit 224 representing the sensing signal 218 may then be processed to detect contact between the sensor module 204 and an object. For example, contact may be determined based on whether the amplitude and/or phase of output signal 228 exceeds a respective threshold. In some examples, detection signal 218 may indicate proximity of an object to sensor module 204 regardless of whether the object is in direct contact with sensor module 204. In these examples, sensing signal 218 may also indicate the distance between the object and sensor module 204. Output signal 228 is provided to an output signal path (e.g., an output signal path of a capacitive sensor system of electronic device 200). For example, output signal 228 is provided to an ADC through a sample-and-hold circuit.

기준 신호 발생기(208)는 구형파, 사인파 등과 같은 주기 신호를 발생시키도록 구성된다. 예를 들어, 기준 신호 발생기(208)는 DAC를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 기준 신호 발생기(208)는 빈 브리지 발진기를 구현한다. 다른 예들에서, 기준 신호 발생기(208)는 후속적으로 아날로그 사인파로 변환되는 디지털 사인파를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 도 2b 및 도 2c에 도시된 바와 같이, 기준 신호 발생기(208)는 디지털 사인파 발생기(232)를 포함할 수 있다. 도 2b에서는, 아날로그 DAC(236)가 디지털 사인파를 아날로그 신호로 변환하는데, 이 아날로그 신호는 다음으로 이득 제어 역량을 갖는 LPF(240)를 사용하여 필터링 및 증폭(또는, 몇몇 예에서는 감쇠)된다. 예를 들어, 이득을 제어하기 위해 진폭 제어 신호가 LPF(240)에 제공된다. LPF(240)는 비용을 절감하기 위해 1차 필터일 수도 있고, 또는 몇몇 예에서는 2차, 3차, 또는 고차 필터일 수도 있다. 다른 예들에서는, 밴드 패스 필터가 사용될 수 있다.The reference signal generator 208 is configured to generate periodic signals such as square waves, sine waves, etc. For example, reference signal generator 208 may include a DAC. In some examples, reference signal generator 208 implements an empty bridge oscillator. In other examples, reference signal generator 208 may generate a digital sine wave that is subsequently converted to an analog sine wave. For example, as shown in FIGS. 2B and 2C, reference signal generator 208 may include a digital sine wave generator 232. In Figure 2B, analog DAC 236 converts the digital sine wave to an analog signal, which is then filtered and amplified (or, in some instances, attenuated) using LPF 240 with gain control capabilities. For example, an amplitude control signal is provided to LPF 240 to control gain. LPF 240 may be a first order filter to save cost, or in some instances a second, third, or higher order filter. In other examples, a band pass filter may be used.

반대로, 도 2c에서는, 디지털 사인파 발생기(232)와 아날로그 DAC(236) 사이에 곱셈기(244)가 제공된다. 이득을 제어하기 위해 진폭 제어 신호가 곱셈기(244)에 제공된다. (증폭된 디지털 사인파에 대응하는) 곱셈기의 출력은 아날로그 DAC(236)에 제공된다. 아날로그 DAC(236)에 의해 출력된 아날로그 신호는 이득 제어가 없는 LPF(248)를 사용하여 필터링된다.Conversely, in Figure 2C, a multiplier 244 is provided between the digital sine wave generator 232 and the analog DAC 236. An amplitude control signal is provided to multiplier 244 to control the gain. The output of the multiplier (corresponding to an amplified digital sine wave) is provided to an analog DAC 236. The analog signal output by analog DAC 236 is filtered using LPF 248 without gain control.

이제 도 3을 참조하면, 본 개시에 따른 센서 모듈(304)(예를 들면, 정전 용량 센서)을 포함하고 구동 쉴드 신호(308)를 구동 쉴드(310)에 공급하도록 구성된 예시적인 정전 용량 센서 시스템(300)(예를 들면, 전자 디바이스(200)용의 정전 용량 센서 시스템(300))이 도시된다. 기준 신호 발생기(312)는 제어 또는 기준 신호(316)(예를 들면, 구형파와 같은 변조 파형, 아날로그 사인파, 아날로그 사인파로 변환되는 디지털 사인파와 같은 디지털 파형 등)를 출력한다. 몇몇 예에서, 기준 신호 발생기(312)는 기준 신호(316)를 발생시키도록 구성된 DAC이다. 예를 들어, 기준 신호 발생기(312)는 디지털 입력(예를 들면, 4비트 디지털 입력)을 수신하고 그 디지털 입력을 아날로그 신호로 변환하도록 구성된 DAC일 수 있다. DAC는 아래에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이 기준 신호(316)의 크기가 램프형(ramped), 스텝형(stepped) 등이 되도록 아날로그 신호를 변화시키도록 또한 구성될 수 있다.Referring now to FIG. 3 , an exemplary capacitive sensor system comprising a sensor module 304 (e.g., a capacitive sensor) in accordance with the present disclosure and configured to supply a drive shield signal 308 to a drive shield 310. 300 (e.g., capacitive sensor system 300 for electronic device 200) is shown. Reference signal generator 312 outputs a control or reference signal 316 (e.g., a modulated waveform such as a square wave, an analog sine wave, a digital waveform such as a digital sine wave converted to an analog sine wave, etc.). In some examples, reference signal generator 312 is a DAC configured to generate reference signal 316. For example, reference signal generator 312 may be a DAC configured to receive a digital input (e.g., a 4-bit digital input) and convert the digital input to an analog signal. The DAC may also be configured to vary the analog signal such that the magnitude of the reference signal 316 is ramped, stepped, etc., as described in more detail below.

기준 신호(316)는 레귤레이터 회로(318)를 통해 센서 모듈(304)에 공급되고, 몇몇 예에서는 오프셋 제어 모듈(320)에 공급된다. 오프셋 제어 모듈(320)은 기준 신호(316)에 기초하여 오프셋 신호(324)를 발생시키도록 구성된다. 오프셋 신호(324)는 레귤레이터 회로(318)에 제공된다. 기준 신호(316)는 또한 구동 쉴드(310)에 결합된다. 즉, 본 개시에 따른 기준 신호(316)는 구동 쉴드 신호(308)로서 구동 쉴드(310)에 공급된다.Reference signal 316 is supplied through regulator circuit 318 to sensor module 304 and, in some examples, to offset control module 320. Offset control module 320 is configured to generate offset signal 324 based on reference signal 316. Offset signal 324 is provided to regulator circuit 318. Reference signal 316 is also coupled to drive shield 310. That is, the reference signal 316 according to the present disclosure is supplied to the driving shield 310 as the driving shield signal 308.

센서 모듈(304)은 레귤레이터 회로(318)에 제공되는 기준 신호(316)의 진폭과 위상을 변경하는 하나 이상의 기생 커패시턴스(예를 들면, 기생 커패시턴스(Crg))를 포함하는 정전 용량 센서(예를 들면, 정전 용량 터치 회로)에 대응한다. 몇몇 예에서, 기준 신호(316) 또는 다른 신호는 커패시턴스(Crs)를 통해 하나 이상의 감지 전극(328)에 결합될 수 있다. 물체(예를 들면, 손가락(332))가 센서 모듈(304)의 감지 전극(328)에 접근(즉, 부근 내에 있게 됨) 및/또는 접촉할 때, 손가락(332)의 커패시턴스(336)는 기준 신호(316)를 기초로 한 감지 신호(340)의 진폭과 위상을 더욱 변경한다. 따라서, 센서 모듈(304)은 손가락(332)과 같은 물체가 센서 모듈(304)에 접촉하고 있는지 여부 또는 몇몇 예에서는 센서 모듈(304)에 대한 손가락(332)의 근접을 나타내는 감지 신호(340)를 출력 전압으로 발생시킨다. 보다 구체적으로, 감지 신호(340)는 검출된 커패시턴스(336)에 따라 변경된다.Sensor module 304 may include a capacitive sensor (e.g., a parasitic capacitance (Crg)) that changes the amplitude and phase of the reference signal 316 provided to regulator circuit 318. For example, it corresponds to a capacitive touch circuit). In some examples, reference signal 316 or another signal may be coupled to one or more sensing electrodes 328 through capacitance (Crs). When an object (e.g., a finger 332) approaches (i.e., comes within the vicinity of) and/or touches the sensing electrode 328 of the sensor module 304, the capacitance 336 of the finger 332 is The amplitude and phase of the detection signal 340 based on the reference signal 316 are further changed. Accordingly, sensor module 304 may generate a detection signal 340 indicating whether an object, such as finger 332, is touching sensor module 304, or in some examples, proximity of finger 332 to sensor module 304. Generates as output voltage. More specifically, the detection signal 340 changes depending on the detected capacitance 336.

레귤레이터 회로(318)는 감지 신호(340)의 표시를 검출하여 출력한다. 몇몇 예에서, 레귤레이터 회로(318)는 감지 신호(340)와 오프셋 신호(324) 사이의 차를 검출하여 출력한다. 예를 들어, 오프셋 제어 모듈(320)은 센서 모듈(304)(예를 들면, 감지 전극(328))과 손가락(332)과 같은 물체 사이에 접촉이 없을 때 감지 신호(340)와 오프셋 신호(324)(즉, 감지 신호(340)와 오프셋 신호(324)의 각각의 진폭과 위상)가 동일하도록 구성된다. 몇몇 예에서, 센서 모듈(304)(감지 전극(328))과 물체 사이에 접촉이 없을 때 레귤레이터 회로(318)의 출력(예를 들면, 출력 전류에 대응하는 출력 신호(344))이 실질적으로 0이 되도록 오프셋 제어 모듈(320)은 오프셋 신호(324)의 위상과 진폭을 조정하도록 구성된다.The regulator circuit 318 detects and outputs an indication of the detection signal 340. In some examples, regulator circuit 318 detects and outputs the difference between sense signal 340 and offset signal 324. For example, the offset control module 320 may generate a detection signal 340 and an offset signal ( 324) (that is, the respective amplitudes and phases of the detection signal 340 and the offset signal 324) are configured to be the same. In some examples, when there is no contact between the sensor module 304 (sensing electrode 328) and an object, the output of the regulator circuit 318 (e.g., the output signal 344 corresponding to the output current) is substantially The offset control module 320 is configured to adjust the phase and amplitude of the offset signal 324 so that it becomes 0.

즉, 센서 모듈(304)의 감지 전극(328)이 물체의 근접 또는 물체와의 접촉을 감지하지 않을 때 오프셋 신호(324)의 위상 및 진폭이 감지 신호(340)의 위상 및 진폭과 각각 일치하도록 오프셋 제어 모듈(320)은 오프셋 신호(324)의 위상과 진폭을 조정하도록 구성된다. 예를 들어, 기생 커패시턴스(Crs 및 Crg)는 기준 신호(316)의 진폭과 위상을 변경한다. 오프셋 제어 모듈(320)은 커패시턴스(Crs 및 Crg)에 의해 야기되는 기준 신호(316)의 변화들을 보상하도록 오프셋 신호(324)의 진폭과 위상을 조정한다. 레귤레이터 회로(318)의 출력(즉, 출력 신호(344))은 감지 신호(340)에 기초하여 센서 모듈(304)과 손가락(332) 사이에 접촉이 있는지 또는 몇몇 예에서는 센서 모듈(304)에 대한 손가락(332)의 근접이 있는지 여부를 나타낸다.That is, when the detection electrode 328 of the sensor module 304 does not detect the proximity of an object or contact with an object, the phase and amplitude of the offset signal 324 are consistent with the phase and amplitude of the detection signal 340, respectively. Offset control module 320 is configured to adjust the phase and amplitude of offset signal 324. For example, parasitic capacitances (Crs and Crg) change the amplitude and phase of reference signal 316. Offset control module 320 adjusts the amplitude and phase of offset signal 324 to compensate for changes in reference signal 316 caused by capacitances Crs and Crg. The output of regulator circuit 318 (i.e., output signal 344) determines whether there is contact between sensor module 304 and finger 332 or, in some examples, sensor module 304 based on detection signal 340. Indicates whether there is proximity of the finger 332.

레귤레이터 회로(318)는 기준 신호 발생기(312)로부터 (예를 들면, 레귤레이터 회로(318)의 입력 전압으로서) 기준 신호(316)를 수신한다. 레귤레이터 회로(318)는 센서 모듈(304)에 결합된 전압(예를 들면, 기준 신호(316)의 전압)을 조절하도록 구성된다. 몇몇 예에서, 센서 모듈(304)에 결합된 전압은 센서 모듈(304)의 출력에 추가로 결합된 선택적인 센서 입출력(I/O) 패드(348)에 결합된 전압에 대응한다. 따라서, 감지 신호(340)는 기준 신호(316)에 기초하여 생성되고 검출된 커패시턴스(336)에 의해 더 변경되는 레귤레이터 회로(318)의 출력 전압에 대응한다. 레귤레이터 회로(318)는 감지 신호(340)를 나타내는 출력 신호(344)(예를 들면, 출력 전류)를 발생시킨다.Regulator circuit 318 receives a reference signal 316 (e.g., as an input voltage of regulator circuit 318) from reference signal generator 312. Regulator circuit 318 is configured to regulate a voltage coupled to sensor module 304 (e.g., the voltage of reference signal 316). In some examples, the voltage coupled to sensor module 304 corresponds to a voltage coupled to an optional sensor input/output (I/O) pad 348 that is further coupled to the output of sensor module 304. Accordingly, the sense signal 340 corresponds to the output voltage of the regulator circuit 318 generated based on the reference signal 316 and further modified by the detected capacitance 336. Regulator circuit 318 generates an output signal 344 (e.g., output current) representing sense signal 340.

샘플 앤 홀드 회로(350)는 입력 전압 또는 신호로서 출력 신호(344)를 수신한다. 기준 신호(316)(및 그에 따라, 출력 신호(344))는 사인파, 구형파 등과 같은 주기 신호이다. 따라서, 샘플 앤 홀드 회로(350)의 입력 전압은 변한다. 샘플 앤 홀드 회로(350)는 입력 전압의 값들을 샘플링하고 입력 전압의 샘플링된 값들의 평균(즉, 입력 전압 평균)에 대응하는 출력 전압(352)을 발생시키도록 구성된다. 이러한 방식으로, 출력 전압(352)은 출력 신호(344) 및 그에 따라 감지 신호(340)를 나타낸다. ADC(356)는 정전 용량 센서 시스템(300)에 의한 추가 처리를 위해 출력 전압(352)의 샘플들을 디지털 값들로 변환한다.Sample and hold circuit 350 receives output signal 344 as an input voltage or signal. Reference signal 316 (and thus output signal 344) is a periodic signal, such as a sine wave, square wave, etc. Accordingly, the input voltage of the sample and hold circuit 350 changes. The sample and hold circuit 350 is configured to sample values of the input voltage and generate an output voltage 352 that corresponds to the average of the sampled values of the input voltage (i.e., the input voltage average). In this way, output voltage 352 represents output signal 344 and therefore sense signal 340. ADC 356 converts samples of output voltage 352 to digital values for further processing by capacitive sensor system 300.

전술한 바와 같이, 본 개시에 따른 기준 신호 발생기(312)는 기준 신호(316)를 구동 쉴드 신호(308)로서 구동 쉴드(310)에 공급한다. 즉, 구동 쉴드(310)의 전압은 감지 전극(328)의 전압을 추종하지 않는다. 대신에, 기준 신호(316)는 구동 쉴드(310)의 전압을 결정하며, 이는 다시 감지 전극(328)의 전압의 세틀링을 구동한다.As described above, the reference signal generator 312 according to the present disclosure supplies the reference signal 316 as the drive shield signal 308 to the drive shield 310. That is, the voltage of the driving shield 310 does not follow the voltage of the sensing electrode 328. Instead, the reference signal 316 determines the voltage of the driving shield 310, which in turn drives the settling of the voltage of the sensing electrode 328.

또한, 기준 신호 발생기(312)는 기준 신호(316)의 전압(및 그에 따라, 구동 쉴드 신호(308)의 전압)을 제어하도록 구성된다. 예를 들어, 기준 신호 발생기(312)는 기준 신호(316)의 크기, 기울기, 타이밍 등을 제어한다. 유사하게, 오프셋 제어 모듈(320)은 부분적으로는 기준 신호(316)에 기초하여 오프셋 신호(324)를 제어하도록 구성된다. 본 개시에 따른 오프셋 제어 모듈(320)은 출력 신호(344)의 클리핑을 저감하기 위해 오프셋 신호(324)를 제어하도록 또한 구성된다. 예를 들어, 오프셋 제어 모듈(320)은 오프셋 신호(324)의 상승 타이밍이 기준 신호(316)의 상승 타이밍과 일치하고 이에 대응하여 출력 신호(344)의 상승 타이밍과 일치하도록 오프셋 신호(324)를 발생시킨다. 즉, 오프셋 제어 모듈(320)은 기준 신호(316)의 상승 타이밍에 출력 신호(344)의 출력 전류를 제공한다.Reference signal generator 312 is also configured to control the voltage of reference signal 316 (and therefore the voltage of drive shield signal 308). For example, the reference signal generator 312 controls the size, slope, timing, etc. of the reference signal 316. Similarly, offset control module 320 is configured to control offset signal 324 based in part on reference signal 316. The offset control module 320 according to the present disclosure is also configured to control the offset signal 324 to reduce clipping of the output signal 344. For example, the offset control module 320 controls the offset signal 324 so that the rise timing of the offset signal 324 matches the rise timing of the reference signal 316 and correspondingly matches the rise timing of the output signal 344. generates That is, the offset control module 320 provides the output current of the output signal 344 at the rising timing of the reference signal 316.

도 4a에 도시된 바와 같이, 출력 신호(344)(예를 들면, 전술한 바와 같은 감지 신호(340)에 대응하는 출력 전류)는 스텝형 입력 신호(400)로서 발생될 수 있다. 스텝형 입력 신호(400)는 초기 값(예를 들면, 0 V)으로부터 감지 입력 값까지 급속히 증가(스텝 업)할 수 있다. 하지만, 몇몇 예에서, 특정 범위 밖의 입력 값들(예를 들면, 각각의 클리핑 역치들(404 및 408)로 나타낸 바와 같이 5 V 초과 및 5 V 미만)은 클리핑될 수 있다. 즉, 클리핑 역치들(404, 408) 중 어느 하나를 초과하는 입력 값들은 정확하게 검출 및 수신되지 않을 수 있다. 이에 따라, 각각의 클리핑 영역들(412, 416) 내의 입력 값들은 클리핑된다.As shown in FIG. 4A , output signal 344 (e.g., output current corresponding to detection signal 340 as described above) may be generated as a stepped input signal 400. The stepped input signal 400 may rapidly increase (step up) from an initial value (eg, 0 V) to a sensing input value. However, in some examples, input values outside a certain range (e.g., greater than 5 V and less than 5 V as indicated by clipping thresholds 404 and 408, respectively) may be clipped. That is, input values exceeding any one of the clipping thresholds 404 and 408 may not be accurately detected and received. Accordingly, input values within each clipping areas 412 and 416 are clipped.

반대로, 오프셋 신호(324)(예를 들면, 오프셋 전류)는 램프형 오프셋 신호(420)로서 발생될 수 있다. 스텝형 입력 신호(400)가 증가함에 따라 램프형 오프셋 신호(420)는 초기 값(예를 들면, 0 V)으로부터 감소한다. (오프셋 신호(324)로서의) 램프형 오프셋 신호(420)는 위에서 설명되고 도 3에 도시된 바와 같이 레귤레이터 회로(318)의 출력에 결합되므로, 램프형 오프셋 신호(420)는 출력 신호(344)를 변경한다. 예를 들어, 오프셋 제어 모듈(320)에 의해 발생된 램프형 오프셋 신호(420)는 출력 신호(344)가 초기 값으로부터 감지 입력 값까지 증가하는 동안 출력 신호(344)에 더해진다(즉, 합산된다). 램프형 오프셋 신호(420)는 대응하는 스텝형 입력 신호(400)와는 반대의 극성을 갖기 때문에, 램프형 오프셋 신호(420)는 클리핑 영역(412) 아래로 스텝형 입력 신호(400)의 크기를 감소시킨다. 예를 들어, 램프형 오프셋 신호(420)에 의해 변경된 스텝형 입력 신호(400)가 424로 도시되어 있다. 스텝형 입력 신호(400)의 일부는 428로 도시된 바와 같이 여전히 클리핑될 수 있다.Conversely, offset signal 324 (e.g., offset current) may be generated as a ramped offset signal 420. As the stepped input signal 400 increases, the ramped offset signal 420 decreases from its initial value (eg, 0 V). Ramped offset signal 420 (as offset signal 324) is coupled to the output of regulator circuit 318 as described above and shown in FIG. 3, so that ramped offset signal 420 is coupled to output signal 344. Change . For example, ramped offset signal 420 generated by offset control module 320 is added (i.e., summed) to output signal 344 while increasing output signal 344 from an initial value to a sense input value. do). Because the ramp-type offset signal 420 has a polarity opposite to that of the corresponding step-type input signal 400, the ramp-type offset signal 420 increases the magnitude of the step-type input signal 400 below the clipping area 412. reduce. For example, the step-type input signal 400 changed by the ramp-type offset signal 420 is shown at 424. Portions of the stepped input signal 400 may still be clipped, as shown at 428.

도 4b에 도시된 바와 같이, 출력 신호(344)는 램프형 입력 신호(432)로서 생성될 수 있다. 램프형 입력 신호(432)는 초기 값(예를 들면, 0 V)으로부터 감지 입력 값까지 점진적으로 증가(램프 업)할 수 있다. 각각의 클리핑 영역들(412, 416) 내의 입력 값들은 전술한 바와 같이 클리핑된다. 램프형 오프셋 신호(420)는 클리핑 영역(412) 아래로 램프형 입력 신호(432)의 크기를 감소시킨다. 예를 들어, 램프형 오프셋 신호(420)에 의해 변경된 램프형 입력 신호(432)가 436으로 도시되어 있다. 오프셋 제어 모듈(320)에 의해 발생된 램프형 오프셋 신호(420)는 출력 신호(344)가 초기 값으로부터 감지 입력 값까지 증가하는 동안 출력 신호(344)에 더해진다(즉, 합산된다).As shown in FIG. 4B, output signal 344 may be generated as a ramped input signal 432. The ramped input signal 432 may gradually increase (ramp up) from an initial value (e.g., 0 V) to the sensed input value. Input values within each clipping area 412 and 416 are clipped as described above. The ramped offset signal 420 reduces the magnitude of the ramped input signal 432 below the clipping area 412. For example, the ramp-type input signal 432 changed by the ramp-type offset signal 420 is shown at 436. The ramped offset signal 420 generated by the offset control module 320 is added (i.e., summed) to the output signal 344 while the output signal 344 increases from its initial value to the sensed input value.

램프형 오프셋 신호(420)의 상승 시간이 램프형 입력 신호(432)의 상승 시간과 대체로 일치하도록 램프형 오프셋 신호(420)는 기준 신호(316)의 상승 시간에 제공될 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 램프형 오프셋 신호(420)의 음의 기울기는 램프형 입력 신호(432)의 양의 기울기에 상보적이다. 예를 들어, 램프형 입력 신호(432)도 미리 결정된 기울기를 갖도록 기준 신호 발생기(312)는 그 미리 결정된 기울기를 갖는 기준 신호(316)를 발생시키도록 구성된다. 반대로, 오프셋 제어 모듈(320)은 램프형 입력 신호(432)의 미리 결정된 기울기에 상보적인(예를 들면, 상반되는) 기울기를 갖도록 램프형 오프셋 신호(420)를 발생시키도록 구성된다. 즉, 램프형 입력 신호(432)가 증가함에 따라, 램프형 오프셋 신호(420)는 램프형 입력 신호(432)의 증가를 상쇄하도록 감소한다. 이에 따라, 램프형 오프셋 신호(420)에 의해 변경된 램프형 입력 신호(432)는 클리핑 영역(412) 아래에서 유지되고 클리핑되지 않는다.The ramped offset signal 420 may be provided at the rise time of the reference signal 316 such that the rise time of the ramped offset signal 420 generally matches the rise time of the ramped input signal 432. For example, as shown, the negative slope of the ramped offset signal 420 is complementary to the positive slope of the ramped input signal 432. For example, the reference signal generator 312 is configured to generate the reference signal 316 having the predetermined slope so that the ramp-shaped input signal 432 also has a predetermined slope. Conversely, the offset control module 320 is configured to generate the ramped offset signal 420 to have a slope that is complementary (e.g., opposite) to the predetermined slope of the ramped input signal 432. That is, as the ramp-type input signal 432 increases, the ramp-type offset signal 420 decreases to offset the increase in the ramp-type input signal 432. Accordingly, the ramp-type input signal 432 changed by the ramp-type offset signal 420 is maintained below the clipping area 412 and is not clipped.

이러한 방식으로, 출력 신호(344)가 클리핑을 저감하거나 제거하도록 구성되도록 기준 신호 발생기(312)는 기준 신호(316)의 전압(및 이에 대응하여, 구동 쉴드 신호(308) 및 감지 신호(340)의 전압)을 제어하도록 구성된다. 예를 들어, 기준 신호 발생기(312)는 기준 신호(316)의 크기가 시간 경과에 따라 증가(예를 들면, 스텝 업 또는 램프 업)되도록 구성될 수 있다. 일례에서, 기준 신호(316)가 사인파 또는 구형파와 같은 주기 신호인 경우, 주기 신호의 크기는 램프형 입력 신호(432)의 기울기(예를 들면, 미리 결정된 구배 또는 기울기)에 대응하는 속도로 램프 업되도록 제어될 수 있다. 반대로, 오프셋 제어 모듈(320)은 출력 신호(344)가 클리핑 영역에 도달하는 것을 방지하기 위해 오프셋 신호(324)를 램프형 신호로 발생시키도록 구성된다. 일례에서, 오프셋 제어 모듈(320)은 오프셋 신호(324)의 기울기가 출력 신호(344)의 기울기와 일치하도록(예를 들면, 상보적이 되도록) 구성된다.In this way, the reference signal generator 312 generates the voltage of the reference signal 316 (and, correspondingly, the drive shield signal 308 and the sense signal 340) such that the output signal 344 is configured to reduce or eliminate clipping. It is configured to control the voltage of. For example, the reference signal generator 312 may be configured to increase (eg, step up or ramp up) the magnitude of the reference signal 316 over time. In one example, if the reference signal 316 is a periodic signal, such as a sine or square wave, the magnitude of the periodic signal ramps at a rate corresponding to the slope (e.g., a predetermined gradient or slope) of the ramped input signal 432. It can be controlled to go up. Conversely, the offset control module 320 is configured to generate the offset signal 324 as a ramp-shaped signal to prevent the output signal 344 from reaching the clipping area. In one example, offset control module 320 is configured such that the slope of offset signal 324 matches (e.g., is complementary to) the slope of output signal 344.

전술한 설명은 본질적으로 단지 예시일 뿐이며 본 개시, 그 적용, 또는 용도를 한정하고자 하는 의도가 전혀 없다. 본 개시의 폭넓은 교시는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 따라서, 본 개시는 특정 예들을 포함하지만, 도면, 명세서, 및 다음의 청구범위를 고찰하면 다른 변형예들이 분명해지므로 본 개시의 진정한 범위는 그렇게 제한되어서는 안 된다. 본 개시의 원리를 변경하지 않고도 방법 내의 하나 이상의 단계는 상이한 순서로(또는 동시에) 실행될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 실시예들 각각은 특정 특징들을 갖는 것으로 위에서 설명되었지만, 본 개시의 임의의 실시예와 관련하여 설명된 이들 특징 중 임의의 하나 이상은 비록 그 조합이 명시적으로 설명되지 않더라도 다른 실시예들 중 임의의 실시예의 특징들에서 구현되고 및/또는 이들과 조합될 수 있다. 즉, 설명된 실시예들은 상호 배타적이지 않으며, 하나 이상의 실시예의 서로간의 치환도 본 개시의 범위 내에 있다.The foregoing description is merely illustrative in nature and is in no way intended to limit the disclosure, its application, or its uses. The broad teachings of this disclosure may be implemented in various forms. Accordingly, although the disclosure includes specific examples, the true scope of the disclosure should not be so limited since other variations will become apparent upon consideration of the drawings, specification, and following claims. It should be understood that one or more steps within a method may be performed in a different order (or simultaneously) without changing the principles of the disclosure. Additionally, although each of the embodiments has been described above as having specific features, any one or more of these features described in connection with any embodiment of the present disclosure may be incorporated into other embodiments, even if the combination is not explicitly described. Features of any of the embodiments may be implemented in and/or combined with them. That is, the described embodiments are not mutually exclusive, and substitution of one or more embodiments for one another is within the scope of the present disclosure.

요소들 사이(예를 들면, 모듈들, 회로 소자들, 반도체 층들 사이 등)의 공간적 및 기능적 관계는 "연결된", "계합된", "결합된", "인접한", "옆에", "위의", "위에", "아래의", 및 "배치된"을 포함한 다양한 용어들을 사용하여 기술된다. "직접적"이라고 명시적으로 기재되지 않는 한, 상기 개시에서 제1 요소와 제2 요소 사이의 관계가 기재될 때, 그 관계는 제1 요소와 제2 요소 사이에 다른 개재 요소들이 존재하지 않는 직접적인 관계일 수 있으나, 제1 요소와 제2 요소 사이에 하나 이상의 개재 요소가 (공간적으로 또는 기능적으로) 존재하는 간접적인 관계일 수도 있다. 본 명세서에서 사용되는 경우, A, B, 및 C 중 적어도 하나라는 어구는 비배타적 논리합(non-exclusive logical OR)을 이용한 논리(A OR B OR C)를 의미하는 것으로 해석되어야 하며, "A 중 적어도 하나, B 중 적어도 하나, C 중 적어도 하나"를 의미하는 것으로 해석되어서는 안 된다.Spatial and functional relationships between elements (e.g., between modules, circuit elements, semiconductor layers, etc.) are “connected,” “coupled,” “coupled,” “adjacent,” “next to,” “ It is described using various terms including “above,” “above,” “below,” and “placed.” Unless explicitly stated as “direct,” when a relationship between a first element and a second element is described in the above disclosure, the relationship is direct with no other intervening elements existing between the first element and the second element. It may be a relationship, but it may also be an indirect relationship in which one or more intervening elements exist (spatially or functionally) between the first element and the second element. When used in this specification, the phrase "at least one of A, B, and C" should be interpreted to mean logic using non-exclusive logical OR (A OR B OR C), and "among A It should not be interpreted to mean “at least one, at least one of B, and at least one of C.”

도면들에서, 화살촉으로 나타낸 화살표의 방향은 일반적으로 도면에서 관심 대상이 되는 (데이터 또는 명령어들과 같은) 정보의 흐름을 보여준다. 예를 들어, 요소 A와 요소 B가 다양한 정보를 교환하지만 요소 A에서 요소 B로 전송되는 정보가 도면과 관련이 있는 경우, 화살표는 요소 A에서 요소 B를 가리킬 수 있다. 이 일방향의 화살표는 요소 B에서 요소 A로 다른 정보가 전송되지 않는다는 것을 의미하지는 않는다. 또한, 요소 A에서 요소 B로 송신된 정보에 대해, 요소 B는 그 정보에 대한 요청 또는 그 정보의 수신 확인을 요소 A에 송신할 수 있다.In the drawings, the direction of the arrow, indicated by an arrowhead, generally shows the flow of information (such as data or instructions) of interest in the drawing. For example, if element A and element B exchange various information, but the information being transferred from element A to element B is related to the drawing, an arrow might point from element A to element B. This one-directional arrow does not mean that no other information is transferred from element B to element A. Additionally, for information transmitted from element A to element B, element B may send element A a request for the information or a confirmation of receipt of the information.

본 출원서에서는 아래의 정의를 포함하여, "모듈"이라는 용어 또는 "컨트롤러"라는 용어가 "회로"라는 용어로 대체될 수 있다. "모듈"이라는 용어는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit: 특정 용도용 집적 회로); 디지털, 아날로그, 또는 아날로그/디지털 혼합형 분리 회로(discrete circuit); 디지털, 아날로그, 또는 아날로그/디지털 혼합형 집적 회로; 조합 논리 회로; FPGA(field programmable gate array: 필드 프로그래머블 게이트 어레이); 코드를 실행하는 프로세서 회로(공유, 전용, 또는 그룹); 프로세서 회로에 의해 실행되는 코드를 저장하는 메모리 회로(공유, 전용, 또는 그룹); 설명된 기능을 제공하는 다른 적절한 하드웨어 컴포넌트들; 또는 SoC(system-on-chip)와 같은 상기의 일부 또는 전부의 조합을 지칭하거나, 그 일부이거나, 포함할 수 있다.In this application, the term “module” or “controller” may be replaced with the term “circuit”, including the definitions below. The term “module” refers to ASIC (Application Specific Integrated Circuit); digital, analog, or mixed analog/digital discrete circuit; Digital, analog, or mixed analog/digital integrated circuits; combinational logic circuit; FPGA (field programmable gate array); Processor circuit (shared, dedicated, or grouped) that executes the code; Memory circuits (shared, dedicated, or grouped) that store code to be executed by processor circuits; other suitable hardware components that provide the described functionality; Or, it may refer to, be part of, or include a combination of some or all of the above, such as a system-on-chip (SoC).

모듈은 하나 이상의 인터페이스 회로를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 인터페이스 회로들은 LAN(local area network), 인터넷, WAN(wide area network), 또는 이들의 조합에 연결되는 유선 또는 무선 인터페이스를 포함할 수 있다. 본 개시의 임의의 주어진 모듈의 기능은 인터페이스 회로들을 통해 연결된 복수의 모듈 사이에 분산될 수 있다. 예를 들어, 복수의 모듈은 로드 밸런싱(load balancing)을 가능하게 할 수 있다. 추가적인 예에서, 서버(원격 또는 클라우드로도 알려짐) 모듈은 클라이언트 모듈을 대신하여 일부 기능을 수행할 수 있다.A module may include one or more interface circuits. In some examples, the interface circuits may include a wired or wireless interface coupled to a local area network (LAN), the Internet, a wide area network (WAN), or a combination thereof. The functionality of any given module of the present disclosure may be distributed among multiple modules connected through interface circuits. For example, multiple modules can enable load balancing. In a further example, a server (also known as remote or cloud) module may perform some functions on behalf of a client module.

위에서 사용된 코드라는 용어는 소프트웨어, 펌웨어, 및/또는 마이크로코드를 포함할 수 있으며, 프로그램들, 루틴들, 함수들, 클래스들, 데이터 구조들, 및/또는 오브젝트들을 지칭할 수 있다. 공유 프로세서 회로라는 용어는 복수의 모듈로부터의 일부 또는 모든 코드를 실행하는 단일 프로세서 회로를 포함한다. 그룹 프로세서 회로라는 용어는 추가 프로세서 회로들과 결합하여 하나 이상의 모듈로부터의 일부 또는 모든 코드를 실행하는 프로세서 회로를 포함한다. 복수의 프로세서 회로에 대한 언급은 개별 다이 상의 복수의 프로세서 회로, 단일 다이 상의 복수의 프로세서 회로, 단일 프로세서 회로의 복수의 코어, 단일 프로세서 회로의 복수의 스레드, 또는 이들의 조합을 포함한다. 공유 메모리 회로라는 용어는 복수의 모듈로부터의 일부 또는 모든 코드를 저장하는 단일 메모리 회로를 포함한다. 그룹 메모리 회로라는 용어는 추가 메모리들과 결합하여 하나 이상의 모듈로부터의 일부 또는 모든 코드를 저장하는 메모리 회로를 포함한다.As used above, the term code may include software, firmware, and/or microcode, and may refer to programs, routines, functions, classes, data structures, and/or objects. The term shared processor circuit includes a single processor circuit that executes some or all code from multiple modules. The term group processor circuit includes a processor circuit that executes some or all of the code from one or more modules in combination with additional processor circuits. Reference to multiple processor circuits includes multiple processor circuits on separate dies, multiple processor circuits on a single die, multiple cores in a single processor circuit, multiple threads in a single processor circuit, or combinations thereof. The term shared memory circuit includes a single memory circuit that stores some or all code from multiple modules. The term group memory circuit includes a memory circuit that stores some or all code from one or more modules in combination with additional memories.

메모리 회로라는 용어는 컴퓨터 가독 매체라는 용어의 부분집합이다. 본 명세서에서 사용되는 컴퓨터 가독 매체라는 용어는 (반송파와 같은) 매체를 통해 전파되는 일시적인 전기 또는 전자 신호들을 포함하지 않으며; 따라서 컴퓨터 가독 매체라는 용어는 유형적(tangible)이며 비일시적이라고 여겨질 수 있다. 비일시적이며 유형적인 컴퓨터 가독 매체의 비한정적인 예들은 (플래시 메모리 회로, 소거 가능 프로그래밍 가능 읽기 전용 메모리 회로, 마스크 읽기 전용 메모리 회로와 같은) 비휘발성 메모리 회로들, (정적 랜덤 액세스 메모리 회로 또는 동적 랜덤 액세스 메모리 회로와 같은) 휘발성 메모리 회로들, (아날로그 또는 디지털 자기 테이프 또는 하드 디스크 드라이브와 같은) 자기 저장 매체들, 및 (CD, DVD, 또는 Blu-ray 디스크와 같은) 광 저장 매체이다.The term memory circuit is a subset of the term computer-readable medium. As used herein, the term computer-readable medium does not include transient electrical or electronic signals propagating through the medium (such as carrier waves); Therefore, the term computer-readable media can be considered tangible and non-transitory. Non-limiting examples of non-transitory, tangible computer-readable media include non-volatile memory circuits (such as flash memory circuits, erasable programmable read-only memory circuits, masked read-only memory circuits), (static random access memory circuits or dynamic memory circuits). Volatile memory circuits (such as random access memory circuits), magnetic storage media (such as analog or digital magnetic tape or hard disk drives), and optical storage media (such as CD, DVD, or Blu-ray Disc).

본 출원서에 기재된 장치들과 방법들은 컴퓨터 프로그램들에 구현된 하나 이상의 특정 기능을 실행하도록 범용 컴퓨터를 구성하여 생성된 특수 목적 컴퓨터에 의해 부분적으로 또는 전체적으로 구현될 수 있다. 전술한 기능 블록들, 플로차트 컴포넌트들, 및 기타 요소들은 숙련된 기술자 또는 프로그래머의 일상적인 작업에 의해 컴퓨터 프로그램들로 변환될 수 있는 소프트웨어 사양으로 기능한다.The devices and methods described in this application may be implemented, in part or in whole, by a special purpose computer created by configuring a general purpose computer to execute one or more specific functions implemented in computer programs. The foregoing functional blocks, flowchart components, and other elements function as software specifications that can be converted into computer programs by the routine work of a skilled technician or programmer.

컴퓨터 프로그램들은 적어도 하나의 비일시적이며 유형적인 컴퓨터 가독 매체에 저장되는 프로세서 실행 가능 명령어들을 포함한다. 컴퓨터 프로그램들은 저장된 데이터를 포함하거나 이에 의존할 수도 있다. 컴퓨터 프로그램들은 특수 목적 컴퓨터의 하드웨어와 상호 작용하는 기본 입출력 시스템(basic input/output system: BIOS), 특수 목적 컴퓨터의 특정 장치들과 상호 작용하는 장치 드라이버들, 하나 이상의 운영 체제(operating system: OS), 사용자 애플리케이션, 백그라운드 서비스, 백그라운드 애플리케이션 등을 포함할 수 있다.Computer programs include processor-executable instructions stored on at least one non-transitory, tangible, computer-readable medium. Computer programs may contain or rely on stored data. Computer programs include a basic input/output system (BIOS) that interacts with the special-purpose computer's hardware, device drivers that interact with specific devices on the special-purpose computer, and one or more operating systems (OS). , may include user applications, background services, background applications, etc.

컴퓨터 프로그램들은: (i) HTML(hypertext markup language), XML(extensible markup language), 또는 JSON(JavaScript Object Notation)과 같은, 파싱 대상의 설명 텍스트, (ii) 어셈블리 코드, (iii) 컴파일러에 의해 소스 코드로부터 생성된 오브젝트 코드, (iv) 인터프리터에 의한 실행을 위한 소스 코드, (v) JIT(Just-In-Time) 컴파일러 등에 의한 컴파일 및 실행을 위한 소스 코드를 포함할 수 있다. 예로서만, 소스 코드는 다음을 포함한 언어들로부터의 구문을 사용하여 작성될 수 있다: C, C++, C#, Objective-C, Swift, Haskell, Go, SQL, R, Lisp, Java(등록상표), Fortran, Perl, Pascal, Curl, OCaml, Javascript(등록상표), HTML5(Hypertext Markup Language 5th revision), Ada, ASP(Active Server Pages), PHP(PHP: Hypertext Preprocessor), Scala, Eiffel, Smalltalk, Erlang, Ruby, Flash(등록상표), Visual Basic(등록상표), Lua, MATLAB, SIMULINK, 및 Python(등록상표).Computer programs include: (i) descriptive text to be parsed, such as hypertext markup language (HTML), extensible markup language (XML), or JavaScript Object Notation (JSON), (ii) assembly code, and (iii) source code by a compiler. It may include object code generated from the code, (iv) source code for execution by an interpreter, (v) source code for compilation and execution by a JIT (Just-In-Time) compiler, etc. By way of example only, source code may be written using syntax from languages including: C, C++, C#, Objective-C, Swift, Haskell, Go, SQL, R, Lisp, Java (registered trademarks) , Fortran, Perl, Pascal, Curl, OCaml, Javascript (registered trademark), HTML5 (Hypertext Markup Language 5th revision), Ada, ASP (Active Server Pages), PHP (PHP: Hypertext Preprocessor), Scala, Eiffel, Smalltalk, Erlang , Ruby, Flash (registered trademark), Visual Basic (registered trademark), Lua, MATLAB, SIMULINK, and Python (registered trademark).

100: 정전 용량 센서 시스템 104: 검출 회로
108: 구동 쉴드 회로 110: 정전 용량 센서
112: 연산 증폭기 116: 구동 쉴드
200: 전자 디바이스 204: 센서 모듈
208: 기준 신호 발생기 210: 기준 신호
212: 오프셋 제어 모듈 216: 선택적인 제2 기준 신호 발생기
218: 감지 신호 220: 오프셋 신호
224: 레귤레이터 회로 228: 출력 신호
232: 디지털 사인파 발생기 236: 아날로그 DAC
240: LPF 244: 곱셈기
248: LPF 300: 정전 용량 센서 시스템
304: 센서 모듈 308: 구동 쉴드 신호
310: 구동 쉴드 312: 기준 신호 발생기
316: 기준 신호 318: 레귤레이터 회로
320: 오프셋 제어 모듈 324: 오프셋 신호
328: 감지 전극 332: 손가락
336: 커패시턴스 340: 감지 신호
344: 출력 신호 352: 출력 전압
356: ADC 400: 스텝형 입력 신호
404: 클리핑 역치 412: 클리핑 영역
420: 램프형 오프셋 신호 432: 램프형 입력 신호100: capacitance sensor system 104: detection circuit
108: driving shield circuit 110: capacitance sensor
112: operational amplifier 116: driving shield
200: Electronic device 204: Sensor module
208: reference signal generator 210: reference signal
212: offset control module 216: optional second reference signal generator
218: detection signal 220: offset signal
224: regulator circuit 228: output signal
232: digital sine wave generator 236: analog DAC
240: LPF 244: Multiplier
248: LPF 300: Capacitance sensor system
304: sensor module 308: drive shield signal
310: drive shield 312: reference signal generator
316: reference signal 318: regulator circuit
320: offset control module 324: offset signal
328: sensing electrode 332: finger
336: capacitance 340: detection signal
344: output signal 352: output voltage
356: ADC 400: Stepped input signal
404: Clipping threshold 412: Clipping area
420: Ramp-type offset signal 432: Ramp-type input signal

Claims (15)

감지 전극과 쉴드 전극(shield electrode)을 포함하는 정전 용량 센서(capacitive sensor);
상기 정전 용량 센서의 전압을 조절하고 상기 정전 용량 센서의 출력에 기초하여 출력 신호를 발생시키도록 구성된 레귤레이터 회로;
기준 신호를 발생시키고, 상기 기준 신호를 상기 레귤레이터 회로를 통해 상기 정전 용량 센서에 공급하며, 상기 기준 신호를 구동 쉴드 신호(driven shield signal)로서 상기 쉴드 전극에 공급하도록 구성된 기준 신호 발생기; 및
오프셋 신호를 발생시켜, 상기 출력 신호의 출력 전류를 변경하도록 구성된 오프셋 제어 모듈:을 포함하는,
정전 용량 센서 시스템.A capacitive sensor including a sensing electrode and a shield electrode;
a regulator circuit configured to regulate the voltage of the capacitive sensor and generate an output signal based on the output of the capacitive sensor;
a reference signal generator configured to generate a reference signal, supply the reference signal to the capacitance sensor through the regulator circuit, and supply the reference signal to the shield electrode as a driven shield signal; and
An offset control module configured to generate an offset signal and change the output current of the output signal,
Capacitive sensor system. 제1 항에 있어서,
상기 레귤레이터 회로는 상기 정전 용량 센서에 결합된 전류 컨베이어를 포함하고, 상기 전류 컨베이어는 상기 기준 신호 발생기에 의해 공급되는 상기 기준 신호에 기초하여 상기 정전 용량 센서의 전압을 조절하도록 구성되는,
정전 용량 센서 시스템.According to claim 1,
wherein the regulator circuit includes a current conveyor coupled to the capacitive sensor, the current conveyor configured to regulate the voltage of the capacitive sensor based on the reference signal supplied by the reference signal generator.
Capacitive sensor system. 제1 항에 있어서,
상기 기준 신호 발생기는 디지털-아날로그 변환기를 포함하는,
정전 용량 센서 시스템.According to claim 1,
The reference signal generator includes a digital-to-analog converter,
Capacitive sensor system. 제1 항에 있어서,
상기 기준 신호 발생기는 상기 기준 신호를 주기 신호로 발생시키는,
정전 용량 센서 시스템.According to claim 1,
The reference signal generator generates the reference signal as a periodic signal,
Capacitive sensor system. 제1 항에 있어서,
상기 정전 용량 센서는 물체와의 접촉 및 물체의 근접 중 적어도 하나에 따라 변경되는 상기 기준 신호에 대응하는 감지 신호로서 상기 출력을 발생시키는,
정전 용량 센서 시스템.According to claim 1,
The capacitance sensor generates the output as a detection signal corresponding to the reference signal that changes depending on at least one of contact with an object and proximity of the object,
Capacitive sensor system. 제1 항에 있어서,
상기 오프셋 제어 모듈은 상기 출력 신호의 출력 전류를 변경하기 위해 상기 레귤레이터 회로의 출력에 결합되는,
정전 용량 센서 시스템.According to claim 1,
wherein the offset control module is coupled to the output of the regulator circuit to change the output current of the output signal,
Capacitive sensor system. 제6 항에 있어서,
상기 오프셋 제어 모듈은 상기 오프셋 신호를 오프셋 전류로 발생시키고, 상기 오프셋 제어 모듈은 상기 출력 전류의 크기를 저감하기 위해 상기 출력 전류에 상기 오프셋 전류를 더하는,
정전 용량 센서 시스템.According to clause 6,
The offset control module generates the offset signal as an offset current, and the offset control module adds the offset current to the output current to reduce the magnitude of the output current.
Capacitive sensor system. 제7 항에 있어서,
상기 오프셋 제어 모듈은 상기 출력 전류의 크기를 클리핑 영역의 아래로 저감하기 위해 상기 출력 전류에 상기 오프셋 전류를 더하는,
정전 용량 센서 시스템.According to clause 7,
The offset control module adds the offset current to the output current to reduce the magnitude of the output current below the clipping area,
Capacitive sensor system. 제7 항에 있어서,
상기 오프셋 제어 모듈은 상기 출력 전류가 초기 값으로부터 감지 입력 값까지 증가하는 동안 상기 출력 전류에 상기 오프셋 전류를 더하도록 구성되는,
정전 용량 센서 시스템.According to clause 7,
wherein the offset control module is configured to add the offset current to the output current while the output current increases from an initial value to a sense input value.
Capacitive sensor system. 제7 항에 있어서,
상기 오프셋 제어 모듈은 상기 오프셋 신호의 상승 타이밍이 상기 출력 신호의 상승 타이밍과 일치하도록 상기 오프셋 신호를 발생시키는,
정전 용량 센서 시스템.According to clause 7,
The offset control module generates the offset signal so that the rise timing of the offset signal matches the rise timing of the output signal,
Capacitive sensor system. 제10 항에 있어서,
상기 오프셋 신호의 상승 타이밍이 상기 출력 신호의 상승 타이밍과 일치하도록 상기 오프셋 신호를 발생시키기 위해, 상기 오프셋 제어 모듈은 상기 기준 신호의 상승 타이밍에 상기 오프셋 전류를 발생시키는,
정전 용량 센서 시스템.According to claim 10,
In order to generate the offset signal so that the rising timing of the offset signal coincides with the rising timing of the output signal, the offset control module generates the offset current at the rising timing of the reference signal,
Capacitive sensor system. 제7 항에 있어서,
상기 레귤레이터 회로는 상기 출력 신호를 스텝형 입력 신호(stepped input signal) 및 램프형 입력 신호(ramped input signal) 중 하나로 발생시키는,
정전 용량 센서 시스템.According to clause 7,
The regulator circuit generates the output signal as one of a stepped input signal and a ramped input signal,
Capacitive sensor system. 제7 항에 있어서,
상기 기준 신호 발생기는 미리 결정된 기울기를 갖는 상기 기준 신호를 발생시키도록 구성되는,
정전 용량 센서 시스템.According to clause 7,
The reference signal generator is configured to generate the reference signal with a predetermined slope,
Capacitive sensor system. 제13 항에 있어서,
상기 레귤레이터 회로는 상기 기준 신호의 미리 결정된 기울기에 대응하는 기울기를 갖는 상기 출력 신호를 발생시키는,
정전 용량 센서 시스템.According to claim 13,
wherein the regulator circuit generates the output signal having a slope corresponding to a predetermined slope of the reference signal,
Capacitive sensor system. 제14 항에 있어서,
상기 레귤레이터 회로는 양의 기울기를 갖는 상기 출력 신호를 발생시키고, 상기 오프셋 제어 모듈은 상기 출력 신호의 양의 기울기에 상보적인 음의 기울기를 갖는 상기 오프셋 신호를 발생시키는,
정전 용량 센서 시스템.According to claim 14,
wherein the regulator circuit generates the output signal with a positive slope, and the offset control module generates the offset signal with a negative slope complementary to the positive slope of the output signal.
Capacitive sensor system.