KR100356881B1 - 압력에반응하는어레이를위한스캐닝회로 - Google Patents

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텍스캔, 인크.
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Abstract

회로의 감도가 제어되도록 허용하는 압력 감지 센서점 어레이를 위한 스캐닝 회로가 개시된다. 특히, 회로의 감도는 회로와 함께 시용되는 테스트 및/또는 기준 전압을 제어함으로써 제어될 수 있다. 어레이의 각 영역에 대해 각각 다른 감도가 분해능이 제공될 수 있다. 또한 회로는 전극간의 보다 향상된 분리를 제공하며, 주어진 입력 전극 상의 모든 센서점을 스캐닝하기 위해 하나의 테스트 전압이 사용되는 것을 허용하며 트레이스 커패시턴스 방전 시간을 감소시키고 관심 밖의 센서점에 대한 처리를 방지함으로써 어레이를 스캐닝하는데 걸리는 시간을 더욱 감소시킨다. 감지될 압력의 정확도는 부하 변동을 보상하도록 테스트 전압을 조절함으로써 역시 향상된다.

Description

압력에 반응하는 어레이를 위한 스캐닝 회로
[발명의 분야]
본 발명은 압력에 반응하는 센서점 어레이로부터 형성되는 압력 센서에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 조절된 감도로 이와 같은 어레이를 보다 빠르고 정확하게 스캐닝하기 위한 개선된 회로에 관한 것이다.
[발명의 배경]
본 출원의 양수인에게 양도된 미국 특허 제4,856,995호(이후부터는 '993 특허)는 가변 저항 압력 감지 어레이와 이와 같은 어레이를 스캐닝하기 위한 회로를 기술한다. 이와 같은 어레이는, 예를 들어, 치과용 맞물림(occlusion)을 위한 접촉 센서, 신발에 있어서 발의 압력을 검출하거나, 게스킷 상의 압력의 분포를 검출하거나 또는 한정된 영역에 대한 압력이나 힘의 분포에 대한 정보가 필요한 많은 다른 응용에 이용될 수 있다. 본 특허 장치가 출원될 당시 본 분야에 상당한 진보를 초래했고, 본 발명에서 공개된 기술이 여전히 많은 응용에 이용되고 있지만, 반응 시간, 출력의 정확도, 및 감도 조절과 같은 분야에서의 회로의 성능은 개선할 점이 많다. 전극간의 전위 누화를 감소시키는 것도 역시 바람직하다. 무엇보다도, 본 발명은 도2b에 도시된 가변 저항층(74)에 대한 필요성을 없애주며, 압력 반응 잉크나 다른 압력 감지 재료로 된 추가 층을 제거하게 되면 어레이 제조 비용이 상당히 줄어들며 강화된 분해능율 얻을 수 있다.
보다 구체적으로, '993호 특허에 도시된 유형의 감지 어레이에서 전극들이 교차하는 각각의 센서점은 각각의 점을 샘플링하는 동안 충전되는 트레이스 커패시턴스를 가진다. 만일 이와 같은 커패시턴스가 테스트 전압 또는 다른 신호를 전극들에 연속해서 인가하는 사이에 전극간 압력 감지 저항을 통해 방전되어야 한다면, 커패시턴스가 충분히 방전되거나 회로가 이들 각각의 테스트 전압 인가 사이에서 안정화되는데 필요한 시간은 1밀초에 이른다. 각각의 방향으로 수백개의 전극을 갖는 대규모 어레이에 대해, 전체 어레이를 한 번 스캐닝하는데는 상당한 손실 시간을 초래하며, 이와 같은 스캐닝을 종료하기 위해 걸리는 시간을 허용할 수 없을 정도로 길게 만들 것이다. 이러한 시간을 어느 정도, 양호하게는 10 내지 20 마이크로초 정도의 범위로 만드는 것이 양호하다.
또한, 전극 및 멀티플렉서에 대한 트레이스 저항과 같은 어레이내의 트레이스 저항은 어레이에 인가되는 테스트 전압에 대해 IR 강하를 유발한다. 이끌려 나오는 전류는 어레이 상의 부하에 따라 변동하므로, 장치의 다양한 트레이스 저항 양단의 전압 강하도 역시 부하에 따라 변동한다. 이것은 센서점에 인가되는 센서점에 가해지는 압력과 압력이 가해지는 센서점의 개수에 따라 변동하여 감지된 압력의 10% 내지 25%의 범위의 에러를 유발할 수 있음을 의미한다. 따라서, 어레이에 인가되는 테스트 전압을 부하에 변동에 대해 보다 정확히 보상하여 판독 정확성을 향상시키는 개선된 회로가 필요하다.
또 다른 문제는 어레이에 대한 압력 분해능을 선택하는데 있다. 현재 다른 분해능을 달성하기 위해서는 다른 잉크나 다른 가변 저항 재료를 갖는 다른 어레이가 필요하다. 분해능이나 압력의 범위가 어레이의 부분마다 상당히 다른 응용에 대해, 어떠한 영역에 대해서도 최적이 아닌 어레이가 이용되던지 값비싼 주문형 어레이가 제조되어야 한다. 그러나, 주문형 어레이는 원하는 결과를 얻기 위해 정확히 배열되어야 하고, 만일 다소 잘못 정렬되면 득보다 실을 더 유발할 것이다. 모든 응용에 대해 사용될 수 있는 단일의 어레이나 전체 분해능 범위를 다루는데 있어서 적어도 제한된 개수의 서로 다른 어레이가 사용될 수 있도록 허용하면서 분해능 변경을 전자적으로 달성할 수 있다면 보다 바람직할 것이다. 이와 같은 어레이는 서로 다른 영역 내의 서로 다른 범위/분해능에 대해 역시 캘리브레이트될 수 있다.
결국 많은 응용에 있어서 특정 응용에 적합한 충분한 수준이 아닌 출력이 있거나 출력이 과도할 수도 있다. 처리를 위해 아날로그 출력을 디지털로 변환하거나 이와 같은 출력을 변환하는 것은 상당한 시간이 걸리기 때문에, 만일 이와 같은 동작들이 관심점에 더해서만 수행되고 관심밖의 점(예를 들어 선정된 압력 레벨 이하)과도점에 대해서는 수행되지 않는다면 장치의 동작 속도는 역시 향상될 수 있을 것이다. 특히, 많은 응용에 있어서, 압력은 어레이 상의 소수의 센서점에만 가해지기 때문에, 만일 어레이 상의 모든 점이 아닌 압력이 가해지는 이와 같은 점들에 대해서만 수행된다면 상당한 처리 시간이 절약될 수 있다.
[발명의 요약]
상술한 바와 같이, 본 발명은 각각의 센서점들이 제1 복수의 전극들 중 하나와 제2 복수의 전극들 중 하나에 의해 교차되는 압력에 반응하는 센서점들의 어레이를 스캐닝하기 위한 회로를 제공하다. 각각의 센서점들에서 교차하는 전극들 사이에는 압력 감지 저항이 있다. 회로는 테스트 신호를 발생시키며 각각의 제1 전극에 테스트 신호를 선택적으로 제공하기 위한 제1 멀티플렉서를 가진다. 테스트 신호는 압력 감지 저항을 통해 저항이 낮은 상태로 되어 있는 제1 전극에 의해 교차되는 센서점들을 향해 흘러 이 점을 교차하는 제2 전극에 도달한다. 이 점에서의 저항은 이 점에서의 압력이 증가함에 따라 감소한다. 따라서, 이 점을 통해 흐르는 전류는 압력과 더불어 증가한다. 제2 전극에 나타나는 테스트 신호를 출력 회로에 선택적으로 통과시키기 위해 제2 멀티플렉서가 제공된다. 본 발명의 양호한 실시예를 위하여, 출력 회로는 회로의 감도를 조절하기 위한 장치를 포함하며, 이 장치는 양호하게 분율기이다. 원하는 감도에 응답하여 그 값이 적어도 부분적으로 조절되는 기준 신호가 분율기에 제2 입력으로서 제공된다. 양호한 실시예를 위하여, 테스트 신호는 아날로그 전압이고, 분율기는 한 입력이 제2 멀티플렉서로부터의 출력에 접속되고 다른 입력은 기준 전압에 점속된 분율기 A/D 변환기이다. 기준 전압의 값을 선택된 감도에 응답하여 적어도 부분적으로 조절함으로써 회로에 대한 원하는 감도가 선택된다. 양호한 실시예를 위하여, 기준 전압을 감도를 증가시키기 위해 감소된다.
원하는 감지 압력 범위는 지시된 범위의 함수값을 갖는 발생된 테스트 전압과 더불어 지시될 수도 있다. 보다 구체적으로, 테스트 전압의 값은 압력 범위를 증가시키도록 감소될 수 있으며 낮은 압력에 대한 감도를 증가시키기 위해 감소될 수도 있다.
테스트 신호가 인가되는 부하는 감지된 부하에 응답하여 테스트 신호값을 조절함으로써 감지될 수도 있다. 테스트 신호가 테스트 전압인 경우,테스트 전압에 대한 전류가 감지되어 감지된 전류에 응답하여 테스트 전압 값이 수정된다. 양호한 실시예를 위해, 테스트 전압은 알려진 저항을 통해 인가되고 저항 양단의 전압 강하를 검출하기 위해 차동 회로가 제공된다. 차동 회로로부터의 출력은 감지된 전류의 함수이다. 본 발명의 한 실시예를 위하여, 테스트 전압의 수정은 감지된 전류를 디지털 값으로 변환하기 위한 A/D 변환기, 감지된 전류에 응답하여 테스트 전압 수정 값을 발생시키기 위한 디지털 프로세서, 및 테스트 전압을 수정하기 위해 인가되는 테스트 전압 수정 전압을 발생시키기 위한 D/A 변환기를 포함한다. 본 발명의 또 다른 실시예를 위하여, 테스트 전압의 수정은 감지된 전류를 테스트 전압 수정 전압으로 변환하고 이 수정 전압을 테스트 전압 발생기에 인가함으로써 달성된다. 예를 들어, 테스트 전압과 수정 전압은 수정 전압을 가감함으로써 결함될 수 있다.
잡 신호를 억제하고 전극간의 분리를 향상시키기 위해, 가상 접지 전위가 제 2 멀티플렉서에 인접한 이와 같은 전극의 끝에서 제1 전극의 각각의 인가될 수도 있다. 보다 구체적으로, 가장 접지 전위는 양의입력이 접지되고 음의입력이 제2 전극으로부터의 출력을 수신하며, 연산 증폭기 출력으로부터 음의 입력으로의 피드백 저항을 통한 피트백을 갖는 연산 증폭기를 사용하여 인가될 수도 있다.
각각의 테스트 신호의 끝에서 이와 같은 트레이스 커패시턴스의 방전 시간을 감소시키기 위한 메카니즘을 포함하는 회로에 있어서, 각각의 센서점에 대해 트레리스 커패시틴스가 있을 수 있다. 양호한 실시예를 위하여, 방전 시간을 줄이기 위한 회로는 각각의 제1 전극에 대해 접지로 향하는 저항 경로를 포함한다.
멀티플렉서로부터의 각각의 출력이 선택된 임계값을 초과하는지를 판정하고, 임계값을 초과하는 출력만 출력 회로에 통과시키기 위해 제2 멀리플렉서로부터의 출력에 검출기가 제공될 수도 있다. 이것은 현재 유용한 정보를 가지고 있지 않은 센서점들에 대한 처리 시간과 자원을 소모할 필요를 없앤다.
본 발명의 앞선 목적들 및 다른 목적들, 특징 및 장점들이 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예의 이후의 보다 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 회로의 개략적 세미블럭도.
도2는 본 발명의 대안적 실시예에 따른 회로의 개략적 세미블럭도.
도3은 스캐닝을 수행할 때 도1이나 도2의 회로 동작의 블럭 흐름도.
도4는 캘리브레이션을 수행할 때 도1이나 도2의 블록 흐름도.
도1을 참조하면, 매트릭스 어레이(10)은 복수의 제1 전극, 즉, 입력 전극(12-1 내지 12-4)들과 복수의 제2 전극, 즉 출력 전극(14-1 내지 14-4)로부터 형성된다. 이들 전극들 각각은 마일러와 같은 플라스틱 재료 또는 다른 기판 재료로된 얇은 기판 상에 형성되고, 기판은 압력 감지 잉크나 다른 압력 감지 재료로 된 층에 의해 분리된다. 각각의 제1 전극과 각각의 제2 전극과의 교차부는 이후부터는 때때로 센서점(P1 내지 P16)으로 언급될 것이다. 이들 센서점 각각은 센서점에 가해지는 압력에 따라 변동하며, 압력이 가해지지 않을 때는 상당히 높은 메가오옴 단위이고, 압력이 인가될 때는 아주 작은 1000 오옴 정도의 저항 R1 내지 R16을 가진다. 회로에는 구체적으로 설계되어 있지 않지만, 센서점의 각각에는 트레이스 커패시턴스 C1 내지 C16이 있으며, 이들은 3 내지 8 피코패럿 정도이다. 이 커패시턴스들은 사이에 유전체 역할을 하는 얇은 가변 저항 층을 갖는 판과 같은 전극에 의해 형성된다.
테스트 신호 또는 전압인 라인(18) 상의 Vtest가 제1 멀티플렉서 즉 스위치(16)을 통해 제1 전극들(12)의 각각에 인가된다. 전극(12-1 내지 12-4) 각각은 테스트 전압이 통과하는 도1에 R23, R24, R25 및 R26으로 각각 도시되어 있는 고유 저항을 가진다. 이후에 설명될 이유로 인해, 접지로의 병렬 경로가 각각 저항 R27, R28, R29, 및 R30을 통해 각각의 입력 전극(12)에 대해 역시 제공된다. 이들 저항들 각각의 값은, 예를 들어, 2 내지 10 킬로오옴 정도로 비교적 작다.
테스트 전압(Vtest)는 멀티플렉서(16)의 각각의 스위치(S1 내지 S4)에 인가된다. 이들 각각의 스위치는 도면에 각각 R36, R37, R38, 및 R39로 각각 도시되어 있는 대응하는 고유 저항을 가진다. 이들 저항은 전형적으로 50 내지 100 오옴의 범위이다. Vtest 라인(18) 상의 신호는 저항 R31을 통해 연산 증폭기(20)으로부터 얻어진다. R31의 증폭기(20)에 인접한 한 쪽의 전압은 저항 R32를 통해 A/D 변환기(24)의 전압 출력에 역시 접속된다. R31의 또 다른 측의 전압은 R21을 통해 피드백으로서 연산 증폭기에 접속되는데, R21을 통해 흐르는 신호는 R22을 통해 접지로 간다. 또한, 저항 R31의 다른 한 쪽의 전압은 저항 R33을 통해 연산 증폭기(22)의 양의 입력 백만 아니라 R35를 통해 접지에도 인가된다.
저항 R31을 통해 흐르는 Vtest 라인(18) 상의 부하 전류를 가리키는 연산 증폭기(22)로부터의 출력은 A/D 변환기(24)의 Vin 입력에 접속된다. 변환기로의 다른 입력은 변환기를 위한 전압 기준 입력이며 라인(28)을 통해 고정 전원(26)으로부터 얻어진다. 라인(28) 상의 신호는 D/A 변환기(30 및 32) 상의 기준 입력에도 역시 인가된다. 변환기(30 및 32)로의 디지털 입력은 제어 회로(34)로부터 라인(35) 상에서 얻어지는데, 이는, 예를 들어, 이후에 설명될 다양한 기능을 수행하도록 프로그램된 표준 마이크로프로세서 또는 다른 프로세서일 수 있으며, 기능들 중 일부를 스스로 수행하여 다른 기능을 수행하는 다른 처리 회로의 인터페이스로서의 역할을 하는 하이브리드 회로일 수도 있고, 다른 적절한 제어 회로일 수도 있다. 변환기(30)은 출력 A/D 변환기(38)의 기준 입력에 인가되는 기준 전압을 라인(36) 상에 출력한다. 반면, D/A 변환기(32)로의 입력은 테스트 전압을 가리킨다. D/A 변환기로부터의 테스트 전압 출력은 라인(40)을 통해 연산 증폭기(20)의 양의 입력에 인가된다. 라인(40) 상의 전압이 증폭기(20)을 통과하지 않고 직접 Vtest로서 사용될 수도 있지만, R31 양단의 전압 강하를 보상하기 위해 증폭기(20)과 관련 회로들을 포함하는 것이 바람직하다.
A/D 변환기(38)에 대한 Vin 입력은 출력 멀티플렉서(44)로부터의 출력 라인(42)이다. 출력 멀티플렉서(44)는 각각의 입력을 연산 증폭기(46-1 내지 46-4)의 출력으로부터 수신한다. 각각의 연산 증폭기는 대응하는 전극(14-1 내지 14-4) 상의 신호들을 대응하는 출력 전극에 대한 트레이스 저항을 나타내는 부성(negative) 입력 저항 R40, R41, R42, 및 R43에서 수신한다. 이들 전극들을 통해 낮은 전류가 흐르기 때문에, 이들 트레이스 저항에 대해 보상할 필요는 없다. 각각의 연산 증폭기의 출력은 대응하는 저항 R18, R19, R20, 및 R21을 통해 역시 피드백된다. 각각의 연산 증폭기(46)에 대한 피드백 신호의 효과는 대응하는 전극의 출력단을 실질적으로 접지 전위에 유지시키는 것이다. 그러나, 증폭기(46)의 출력은 전극(14)의 신호/전류를 반입한다.
멀티플렉서(44)로부터의 출력 라인(42)는 비교기(48)의 양의 입력에도 역시 접속된다. 비교기(48)의 음의 입력은 라인(50) 상의 임계 전압이다. 따라서, 비교기(48)은 어레이(10)에서 검출된 신호가 어떤 선정된 임계값을 초과하기만 하면 라인(52) 상의 출력을 제어 회로(34)에 발생시킨다. 변환기(38)로부터의 디지털 출력은 디지털 출력 라인(54)에 접속된다.
동작에 있어서, 도1의 회로는 다수의 잠재적인 문제를 해결하기 위한 것이 그 목적이다. 우선, 주어진 전극(12) 상의 다수의 저항들이 압력을 받을 때, 테스트라인(18)로부터의 전류는 테스트 받을 접합, 예를 들어, 도1의 센서점 P6의 저항 R6을 통해서 흐를 뿐만 아니라 동일한 입력 전극(12) 상의 다른 저항들을 통해서도 흐른다. 이 증가된 부하 전류는 테스트 라인 상의 전류 증가를 초래하고, 따라서 증가된 IR은 정상적으로는 각각의 센서점에 인가된 Vtest 값을 감소시키는 전극(12)의 트레이스 저항, 및 멀티플렉서 및 다른 회로 저항에 있어서 강하한다. 이것은 그렇지 않은 경우에 얻어지는 것보다 낮은 출력 신호를 초래하는데, 이 낮은 출력 신호는 센서점에 더 낮은 압력이 가해지는 것으로 잘못 해석될 수 있으며, 어떠한 압력도 가해지지 않고 있는 경우에도 임계 처리가 수행됨을 의미한다. 이잠재적인 문제를 극복할 필요가 있다.
도1의 회로에서, 이 문제는 테스트 라인(18) 상의 부하 전류를 검출하여 이부하 전류에 비례하는 출력을 라인(23) 상에 발생시키기 위해 차동 증폭기(22)와 연계하여 이용되는 R31에 의해 극복된다. 라인(23) 상의 신호는 A/D 변환기(24)에서 디지털 값으로 변환되고 이 디지털 값은 제어 회로(34)에 인가된다. 검출된 전류에 기초하여, 검출된 전류로부터 기인하는 IR 강하를 보상하도록 수정되는 Vtest에 대한 적절한 디지털 값이 라인(35) 상에 생성되는데, 이 값은 D/A 변환기에서 적절한 아날로그 테스트 전압으로 변환된다. 앞서 토론된 바와 같이, 이 테스트 전압은 R31등의 양단의 IR 강하를 보상하도록 증폭기(20)에 의해 더 수정된다. 따라서, 회로는 동일한 입력 전극 상의 다른 점에서 무엇이 발생하던지에 관계없이 주어진 점P에서 주어진 압력에 대해 일관된 출력 신호를 제공한다. 도1에서는 4개의 전극이 도시되어 있지만, 수십 또는 심지어 수백개의 전극을 갖는 전형적인 응용에서, 상기 회로에 의해 수행되는 기능은 보다 중요하다.
제2의 잠재적인 문제는 주어진 점이 샘플링될 때 수신되는 출력은 단지 그점에서의 출력이어야 하지 압력이 인가되는 다른 점으로부터의 잡 신호를 포함하지 않도록 해야 하는 전극간의 분리 문제이다. 따라서, 예를 들어, 점 P6가 샘플링되려 할 때, 압력이 인가된 결과, 점 P3, P4, 및 P7은 여전히 낮은 저항 상태에 있다면, 라인(12-2) 상의 신호는 저항 R2를 통해 라인 14-1로, 저항 R3를 통해 라인 12-3으로, 저항 R7을 통해 라인 14-2로 역시 통과한다. 다른 유사 경로가 저항 RI0, 라인 14-3, 저항 R12, 전극12-4, 저항R에서 전극14-2를 통해 존재할 수 있다.또한 각각의 센서점 P에서 이산적인 저항들이 도시되어 있지만 실제적으로는 가변 저항층이 연속적으로 배치되어 있어 특정 영역에 가해지는 압력으로 인해 이 특정 영역에서 이 층이 낮은 저항 상태에 있을 때, 입력 및/또는 출력 전극들에 인접해서 다양한 경로가 발생 할 수 있어서 잡 신호에 대한 잠재성을 증가시킨다.
도1의 회로에서, 이 문제는 가상 접지에 묶여 있는 각각의 출력 전극의 출력단에서 이와 같은 전극에 인가되는 신호에 관계없이 순수한 전위를 발생시키는 피드백 저항과 더불어 연산 증폭기(46)에 의해 극복된다. 이것은 각각의 출력 전극 상의 모든 신호가 매우 낮은 저항 경로를 가져 있더라도 매우 작은 잡 신호가 저항층을 통해 샘플링될 출력 전극으로 갈 것이다. 그러나, 피드백 저항 양단의 강하는 주어진 전극에 대한 멀티플렉서 입력에서 원하는 출력 전위가 나타나도록 한다.
전극사이의 이러한 개선된 분리는 두 가지 이점을 제공한다. 우선, 단일의 비교적 얇은 층의 가변 저항 재료가 사용될 수 있도록 허용한다. 이것은 제조단가를 감소시키고 감도는 향상시킨다. 둘째, 모든 출력 라인들을 샘플링하기 위해 테스트 전압이 이용되는 입력 라인상의 하나의 테스트 전압이 제공되는 것을 허용한다. 따라서, 만일 44개의 출력 라인(14)이 있다면, 입력 전극에 대한 44개 샘플링점 모두를 샘플링하기 위해 입력 전극에 44개의 독립된 테스트 전압을 인가하지 않고 대신 입력 전극상의 하나의 테스트 전압이 인가될 수 있다. 테스트 전압을 인가하는 가운데 회로가 안정화하는데는 상당한 시간이 필요하기 때문에 이것은 어레이(10)을 샘플링하는데 걸리는 시간을 상당히 줄여준다. 증폭기(46)은 어레이를 출력 멀티플렉서로부터 분리시키는 추가적인 기능을 한다. 이것은 이와 같은 전극상의 모든점을 샘플링하기 위해 다수의 테스트 신호 대신에 하나의 테스트 신호가 입력 전극에 인가되는 것을 허용하는 또 다른 요인이다.
제3의 문제는 트레이스 커패시턴스, 예를 들어, 입력 전극(12-2)에 대한 커패시턴스 C2, C6, C10, 및 C14를 방전하는 것이다. 만일, 테스트 신호가 제거될 때, 이들 커패시터는 센서점 저항과 다른 회로 저항을 통해 방전해야만 한다면, 방전 시간은 상당히 길어 입력 전극(12) 마다 1 밀리초 정도 된다. 설명하기 위한 목적으로 단지 4 ×4 매트릭스가 도1에 도시되어 있지만, 이러한 유형의 회로의 대부분의 실제적 응용에 있어서, 수 백개 또는 심지어 수 천개의 센서점을 갖는 훨씬 큰 매트릭스가 이용될 수 있다. 이와 같은 어레이에서, 회로의 안정화를 위해 필요한 각각의 픽셀에 대해 테스트 신호가 요구되는 각각의 픽셀에 대한 스캔간의 70 내지 75 마이크로초 지연, 또는 입력 전극 상의 모든 픽셀(센서점)에 대해 단지 한 번의 테스트 신호가 인가되는 각각의 칼럼에 대한 스캔간의 1 마이크로초의 지연은 허용할수 없을 정도로 길다. 따라서, 도1의 회로는 각각의 입력 전극과 병렬인 바이패스 저항 R27 내지 R30을 제공하는데, 이 저항을 통해 센서점의 트레이스 커패시턴스는 신속하게 방전함으로써 센서점의 스캔간의 회로 안정화 시간을 1 마이크로초 정도로 감소켜 준다. 예를 들어, 약 10 킬로오옴 정도의 대응하는 저항 R27-R30의 낮은 저항은 주어진 입력 전극(12) 상의 테스트 전류 중 일부가 접지로 바이패스되도록 만든다. 이것은 테스트 신호를 생성하고 출력을 해석하는데 있어서 제어 회로에 고려되어지는 사항이다. 트레이스 커패시턴스의 감소된 방전 시간은 입력 전극당 하나의 Vtest 신호와 더불어 회로의 반응 시간에서의 실질적인 향상을초래한다.
이 회로는 다른 전압 범위 및 다른 원하는 감도에 대해서 캘리브레이트될 수 있다. 특히, 이 회로 및 회로의 계산들에 사용된 여러가지 변환기들은 예를 들어 8비트 감도 또는 16 비트 감도를 가질 수 있다. 16 비트 감도가 더 정확하지만, 회로의 비용을 상승시키며 스캐닝을 이행하는 데 시간이 필요하게 되며, 16 비트 변환기들은 8 비트 변환기들보다 느리게된다. 그러나, 압력이 범위를 초과하게 되는 경우, 16 비트 감도일지라도, 단지 5 내지 6 비트 만이 실제로 사용된다. 따라서, 예측되는 압력 입력들의 범위 내에서 최적으로 동작하도록 회로를 캘리브래이트함으로써, 회로의 명확한 감도가 향상되어, 예를 들어 8 비트 컴포넌트를 사용하여서도 16 비트 감도의 장점을 취할 수 있다. 또한 캘리브레이션은 회로가 최대 예측 압력들에서 과부하되지 않도록 보장하며, 정확한 출력들이 전 압력 범위에 걸쳐서 측정되게 한다.
도 4는 캘리브레이션 공정에 대한 흐름도이다. 도면을 참조하면, 이 공정은 알려진(소망된) 부하가 인가되는 동안에 단계(60)에서 시작한다. 부하가 싱글 테스트 점에 인가될 수 있으나, 전체 어레이에 인가되는 전형적인 부하가 바람직하다.
전형적인 부하는 균일할 수 있으나, 일반적으로 어레이에 걸쳐서 변한다. 또한, 어레이의 다른 영역들에 대해서 다른 분해능이 요구되는 응용에 있어서, 제1 부하는 그 영역을 캘리브레이트하기 위해 제1 영역에 인가될 수 있으며 다른 분해능을 요구하는 다른 영역(들)에는 제2 부하가 사용된다. 단계(62 및 64) 동안에, 회로(34)는 라인(40) 상에 초기 테스트 전압을 발생시키고 라인(36) 상에 초기 기준 전압을 발생시키기 위해 라인(35) 상에서 각각 변환기(32 및 30)로 디지털 값들을 출력한다.
발생된 초기 전압은 최대값으로서 이들 2개의 전압을 취할 수 있다.
일단 이들 예비 단계들이 완료되면, 초기 테스트 전압이 이 어레이에 인가되거나, 또는 적어도 캘리브레이트되는 어레이의 선택된 부분에 인가되며, 피크 디지털 출력 라인(54) 상에 나타난다. 라인(54) 상의 신호는 계산들이 이행되는 외부 회로에 인가될 수 있으며 제어 회로(34)로 반환된 정보 또는 라인(54) 상의 신호들이 제어 회로(34)에 직접 인가될 수 있는데, 이 회로는 프로세싱 능력이 있으며 도 4에 도시된 동작들을 이행하도록 프로그램된다. 양자의 경우에, 측정된 피크 디지털 출력은 단계(68) 동안에 소망된 값과 비교된다. 센서 어레이(10)이 불확정적인 환경에서 사용되는 경우, 단계(68) 동안에 소망된 값이 예측 피크 신호의 반이될 수 있다. 이것은 불확정적인 환경에서 예견되지 않은 압력 스파이크가 측정될 수 있고 주어진 센서점에서 고압이 간과되지 않을 것을 보장해야 한다.
그러나, 이러한 동작 모드는 판독된 것의 거의 모든 또는 모든 것들이 시스템의 범의의 겨우 반에 걸쳐서 취해져아 한다는 점에 있어서(즉, 시스템 피크가 센서 범위의 중간에 있도록 캘리브레이트된다) 결점이 있다. 따라서 낮은 전압에 대한 모든 출력들은 전압 센서 범위의 아래 반에 있게된다. 이것은 시스템의 감도를 감소시킨다. 따라서, 예를 들어 사용자의 턱의 강도에 의해 지배되는 치과용 맞물림 센서(dental occlusion sensor), 또는 사용자의 체중에 의해 지배되는 발 압력 센서 같은 최대 인가 전압에 대해서 어떤 확실성이 있는 경우, 소망된 값이 센서전압 범위의 100 퍼센트 중에 어떤값을 가질 수 있다.
단계(68) 동안에, "예(yes)" 출력이 획득되는 경우, 이것은 테스트 및 기준 전압들이 적합한 값이라는 것을 의미하며 프로세스는 정지한다(단계 70). 피크 출력이 소망된 값과 동일하지 않는 경우, 동작은 피크 출력이 소망된 값을 초과하였는지를 측정하기 위해 단계(72)로 진행한다. 단계(72) 동안의 "예" 출력은 피크 출력이 소망된 값은 초과하였다는 것을 의미하며, 동작이 단계(74)로 진행하여 라인(40) 사에서 테스트 전압을 발생시키기 위해 변환기(32)에 디지털 형태로 인가된 제어 회로(34)에 저장된 테스트 전압값을 감소시킨다. 테스트 전압을 감소시킴으로써, 주어진 압력에 대한 출력 전압을 감소시키는 효과를 갖게 되며 그에 따라 테스트 부하에 대한 피크 출력을 소망된 값에 근접하게 하강시키는 효과를 갖게 된다. 전형적으로, 단계(74) 동안의 감소는 균일할 것이며, 그 감소분이 충분히 작아서 소망된 값을 간과하지는 않을 것이다. 그러나, 신속한 캘리브레이션이 소망되는 경우에, 단계(72)는 피크 출력이 소망된 값을 초과하는지의 여부 뿐만 아니라 그 정도도 측정한다. 이어서 그 감소분은 차가 임계값을 초과하는 경우에 더욱 큰 양이되며, 차가 임계값보다 낮은 경우 더 적은 양이되어서 신속하게 종결시키게 한다. 역으로, 단계(72) 동안에 "아니오(no)" 출력이 획득되는 경우, 피크 출력이 소망된 값도자 적다는 것을 나타내며, 그 동작이 단계(76)로 진행하여 제어 회로(34)에 저장된 기준값을 저하시킨다. 이것은 결과적으로 라인(35)을 통해 변환기(36)에 디지털 형태로 입력되고 라인(36)을 통해 변환기(38)에 아날로그 형태로 인가된 기준값의 감소를 유발한다. 레이도메트릭(radometric) 회로를 사용하기 때문에,라인(54) 상의 디지털 출력은 입력과 기준 간의 비와 동일하며, 라인(42) 상의 주어진 출력 전압에 대한 출력 신호를 증가시키는 역할을 하는 기준 전위를 감소시킨다. 따라서 기준 전위를 감소시킴으로써 주어진 압력 및 센서점 저항에 대한 전압 출력을 증가시키게된다. 따라서, 라인(18 및 36) 상의 테스트 및 기준 전압을 각각 제어함으로써, 그로고 단계(68) 동안에 이행되는 테스트와 기준 전압 비교를 제어함으로써, 회로의 범위 및 감도가 전자적으로 제어되어 판독이 취해지는 범위가 회로에 의해 출력이 발생되는 범위로 한정되어 그러한 한정된 범위에 걸쳐서 최대의 감도를 제공한다.
범위 및 분해능이 어레이의 영역마다 다른 경우, 도 4의 프로세스는 어레이의 한 영역에 인가되는 전형적인 압력 패턴으로 이행되며, 이 프로세스는 그러한 영역에 대한 테스트 및 기준 전압을 캘리브레이팅한다. 이어서 이 캘리브레이션 프로세스는 어레이의 다른 영역에 대해서 캘리브레이션 동안에 그러한 다른 영역에 인가되는 적당한 부하로 반복된다. 이 프로세스는 다른 분해능을 갖는 영역들에 대해서 각 영역에 대해서 저장되는 적합한 테스트 전압 및 기준 전압으로써 요구되는 만큼 반복될 수 있으나, 주어진 응용 분야에서 주어진 어레이에 대해서 다른 2개의 분해능이 있는 것은 정상은 아니다.
최종적으로, 상술된 바와 같이, 많은 응용 분야에서 압력은 매우 한정된 수의 센서점들에만 인가될 것이며 따라서 프로세싱이 그러한 점들에 대해서만 이행되는 것이 바람직하다. 이러한 능력은 센서 어레이로부터의 라인(42) 상의 출력 신호가 라인(50)에 인가되는 임계 전압을 초과하는 경우에 한해서 라인(52) 상의 출력을 발생시키는 비교기(48)에 의해 도 1의 회로에 제공된다. 따라서, 맞물림 센서에 의해, 임계값은 맞물리는 이들 사이에 수직으로 인가되는 압력일 수 있으며, 환자에게 불편함을 유발할 수 있는 상승된 접촉부에 대해서만 출력이 발생한다. 유사하게, 발압력 센서에 대해서, 임계값이 신발의 밑창에 걸쳐서 환자의 체중의 사람에 대한 수직 분포된 압력에 대해서 설정될 수 있는데, 출력은 이러한 압력이 초과하는 접촉점에서만 획득될 수 있으며, 그러한 지점들은 환자들이 불편함을 겪게되는 위치에 위치한다. 임계값이 초과하였다는 것은 나타내는 비교기(48)로부터의 라인(52) 상의 신호가 없는 경우, 제어 회로(34)는 변환기(34)를 인에이블시키지 않으며 자체적으로 라인(42) 상의 출력을 프로세스하도록 인에이블되지 않으며, 이들 프로세싱 단계는 후술된 바와 같이 생략된다. 대안적으로, 라인(42) 상의 신호가 임계값 이하인 경우 출력이 라인(52) 상이 나타나며, 라인(52) 상의 신호가 제어 회로의 동작을 인에이블시키기 보다는 차단하도록 사용된다.
도 2는 비교기(48)를 포함하지 않는다는 것을 제외하고는 도 1의 것과 동일한 본 발명의 대체 실시예를 도시하는데, 라인(42) 상의 모든 출력들은 프로세스되고, 부하 전류의 변화를 보상하기 위해 테스트 전압을 조정하도록 디지털 기술보다는 아날로그 기술을 사용한다. 특히, 부하 전류의 변화를 보상하기 위해 동작 증폭기(20)의 양의 입력에 인가된 라인(40) 상의 테스트 전압을 변화시키기 보다는, 동작 증폭기(22)로부터의 라인(23) 상의 부하 신호가 저항(R44)을 통해서 인가되고 증폭기(20)의 음의 입력에 인가될 저항(R21)으로부터의 피드백 신호와 결합된다. 그러나, 이러한 아날로그 기술을 사용함으로써, 부하와 상관없는 라인(42) 상의 출력을 유지하기 위해 부하 전류의 증가에 대해서 테스트 전압이 증가하는 것이 디지털 기술에 대해서와 동일하다. 특히, 라인(23) 상의 부하 신호가 증가하는 경우, 증폭기(20)으로의 음의 입력에서 전압이 감소한다. 따라서, 더 낮은 전압이 회로(20)에서 라인(40) 상의 V 테스트 전압으로부터 감산되고, 라인(18) 상에 더 높은 V 테스트 출력을 발생시킨다.
도 3은 도 1 또는 도 2의 회로의 동작에 대한 블록 플로우 다이어그램이다. 이 동작은 새로운 프레임의 시작에 대해서 단계(78)에서 시작하며 초기 구동 어드레스가 설정되는 동안에 단계(79)로 진행한다. 예를 들어, 멀티플렉서(16)에 대한 구동 어드레스가 스위치(S1)으로 설정될 수 있다. 동작의 다음 단계인 단계(80) 동안에, 초기 감지 어드레스가 설정되고; 예를 들어, 멀티플렉서(44)에 대한 감지 어드레스가 S5로 설정될 수 있다. 단계(80)로부터 동작이 단계(81)로 진행하여 초기 테스트 전압을 설정한다. 이것은 부하 보상에 상관없이 설정된 테스트 전압이다.
단계(81)로부터, 이 프로세스는 구동 라인 또는 선택된 전극(12)이 최종 구동 라인에 있는지를 측정하기 위해 단계(100)로 진행한다. 마지막의 새 프레임에서, 단계(100) 동안에 "아니오" 출력이 획득될 것이다. 단계(100) 동안에 "아니오" 출력이 획득되는 경우, 동작은 단계(82 및 84)로 진행한다. 단계(82) 동안에, R31 양단의 감지된 부하 전류의 결과로서 도 1 및 도2와 관련하여 논의된 부하 보상이 이행된다. 동시에, 소정의 기간, 예를 들어 10 마이크로초가 성립되어 센서 및 아날로그 회로가 다양한 스위칭 동작들로부터 설정된다.
마지막으로 단계(82 및 84)가 완료되는 경우 동작은 단계(86)로 진행하여 감지 어드레스를 설정한다. 초기 감지 어드레스가 단계(80) 동안에 설정되는 경우, 동일한 어드레스가 단계(86) 동안에 리셋될 수 있다. 대안적으로, 예를 들어 전에 어레이가 아닌 어레이의 선택된 영역 만이 스캔되는 경우, 어레이의 영역들이 분해능이 다른 경우에서와 같이, 단계(86) 동안에 감지 어드레스로서 다른 어드레스가 설정될 수 있다.
단계(88) 동안에 주어진 구동 어드레스에 대해서 감지될 모든 라인들이 감지 되었는지에 대해서 측정이 이행된다. 단계(88) 동안에 "아니오" 출력을 가정하며, 동작은 단계(92)로 진행하여 A/D 입력(라인(42) 상의 신호)가 라인(50) 상의 임계 전압을 초과하는지를 판정한다. 단계(92) 동안에 칩력이 임계값을 초과하지 않는다는 것이 판정되면 동작은 단계(86)로 복귀하여 멀티블렉서(44)를 증가시키고 그렇치않으면 새로운 감지 어드레스를 설정한다. 단계(88) 동안에 모든 감지 라인들이 고찰되었다고 판정되지 않았다고 가정하며, 새로운 센서점이 샘플되고 단계(92) 동안에 이 지점으로부터의 출력이 임계값을 초과하였는지를 다시 판정한다. 이 센서 점으로부터의 출력이 임계값을 초과하였다고 가정하면, 동작은 단계(94)로 진행하여 변환기(38)의 출력 상의 A/D 변환을 이행하고 단계(96)으로 진행하여 그러한 값은 외부 프로세서 또는 제어 회로(34)로 전달한다.
단계(96)가 완료되는 경우, 동작은 단계(86)로 복귀하여 다음 감지 어드레스로 스텝/설정하고, 단계(88, 92) 및 적합한 경우 단계(94 및 96)이 단계(88) 동안에 모든 센서 라인들이 주어진 구동 어드레스에 대해서 고찰되었는지를 판정할때까지 연속된 센시에 대해서 반복된다. 판정이 이루어지면,"예" 출력이 획득되어서 동작이 단계(98)로 가도록 유발한다. 단계(98) 동안에 멀리플렉서(16)에서 새로운 구동 어드레스가 설정된다. 이것이 멀티플렉서를 증가시키거나 또은 다른 한 편으로 새로운 어드레스를 설정함으로써 실현될 수 있다. 이어서 단계(100)는 프레임의 끝이 도달하였는지(즉, 예를 들어 증가된 어드레스가 멀티플렉서(16)의 최고 어드레스 보다 큰가)의 여부를 판정하도록 이행된다. 단계(100) 동안에 "아니오" 출력이 발생하는 경우, 테스트 전압이 단계(82) 동안에 새로운 구동 라인에 대해서 조정되며 동작들의 감지 시퀸스가 이 라인에 대해서 반복된다. 단계(100) 동안에 "예" 출력이 발생하는 경우, 동작은 단계(102)로 진행하여 동작을 종결시킨다. 단계(102)로부터 동작은 단계(78)로 복귀하여서 어레이(10)의 새로운 스캔을 시작할 수 있다. 대안적으로, 특정 분해능을 갖는 어레이의 일부만이 초기 스캔 동안에 스캔되고 제2 스캔은 다른 분해능을 갖는 어레이의 다른 부분에서 이행될 수 있다. 이러한 것이 발생되는 경우, 단계(79 및 80) 동안의 초기 구동 및 감지 어드레스들의 세트와 단계(81) 동안의 초기 테스트 전압 세트가 다를 수 있다. 단계(100) 동안에 "아니오" 출력이 획득되는 경우, 동작은 단계(82 및 84)를 이행하도록 진행되고 새로운 구동 라인 상의 스캐닝이 이행된다.
2가지 실시예가 상술되었으나, 회로 내에서 다른 변경의 예가 가능하다는 것이 명확하다. 예를 들어, 임계치에 의해서 보다는 또는 그에 부가적으로 실행 길이 인코딩 또는 다른 적합한 압축 기술(들)에 의해 이행될 수 있다. 이것은 예를 들어 각 샘플을 저장함으로써 또는 각 인입 샘플을 저장된 이전의 샘플과 비교함으로써 이행될 수 있으며, 그 출력은 차이가 있는 경우에만 발생된다. 카운터는 차가 없는경우에 출력들의 번호의 트랙을 유지시키며 이 정보는 새로운 값과 함께 전송된다. 다른 표준 실행-길이 인코딩 기술들이 또한 사용될 수 있다.
또한, 개시된 실시예들에 대해서 어떤 기능들은 디지털적으로 이행되고 다른 기능들은 아날로그 기술에 의해 이행되었으나, 디지털 또는 아날로그의 다양한 기능들의 이행은 대부분의 경우에 설계 선택의 문제이며 양쪽 중에 어떤 기술도 사용될수 있다. 또한, 특정 회로들이 캘리브레이션을 이행하기 위해 기준 및 테스트 전압을 변경하고 이들 전압들은 모두 캘리브레이션을 이행하기 위해 저하하도록 도시되었으나, 적합한 변경에 의해, 캘리브레이션이 이들 전압들 각각에 대한 낮은 값에서 시작하고 캘리브레이션을 실현하기 위해 값들을 증가시킴으로써 또는 중간점에서 이들 값들 중에 어떤 것으로 시작하고 그러한 값을 상하로 조정함으로써 이행될 수 있다. 분율기(ratiometric) A/D 또는 D/A 변환기 이외의 분율기 회로들도 또한 이러한 기능들을 위해 사용될 수 있으며, 또는 다른 선택된 기술들은 범위 및 감도를 제어하기 위해 V테스트 및/또는 V기준 을 조정하도록 사용될 수 있다. 유사하게, 특정 기술들이 부하 전류를 검출하고 부하 전류를 보상하도록 V테스트를 조정하는 것으로 도시되었으나, 당분야에서 공지된 다른 기술들이 이 기능을 이행하기 위해 사용될 수 있다.
또한, 회로에 대한 기준 레벨이 증폭기(46-1 sowl 46-4)의 플러스 입력에 인가되는 접지 전위의 그라운드로서 도시되었으나, 회로는 그라운드 전위가 표시되는 회로를 통해 인가되는 다른 기준 전압을 가질 수 있다. 비록 이 기술이 양호한 기술로 간주된다고 나타내었으나 다른 기술들이 출력 전극들(14)의 멀티플렉서측에서소망된 전위들을 성립시키기 위해 사용될 수도 있다.
따라서, 본 발명이 특정적으로 도시되고 양호한 실시예를 참조로 하여 상술되었으나, 본 분야의 숙련자에 의해 본 발명의 정신 및 범위에 벗어나지 않고 형태 및 상세한 내용에 있어서의 전술한 변경 및 다른 변경들이 이루어질 수 있다.

Claims (17)

  1. 압력에 반응하는 센서점(P1 내지 P16)들의 어레이를 스캐닝하는 회로 - 각각의 센서점은 복수의 제1 전극(12-1 내지 12-4) 중 하나와 복수의 제2 전극(14-1 내지 14-4) 중 하나에 의해 교차되고, 상기 센서점들 각각에서 교차하는 전극들 사이에 압력 감지 저항들(R1 내지 R16)이 위치함 - 에 있어서,
    테스트 신호를 발생시키는 수단(18 내지 24, 32, 34 및 40),
    상기 테스트 신호를 각각의 제1 전극에 선택적으로 인가하는 제1 멀티플렉서(16) - 상기 테스트 신호는 상기 제1 전극에 의해 교차되는 센서점들에 대한 저하된 저항 상태에 있는 상기 압력 감지 저항을 통해 이 점을 교차하는 상기 제2 전극으로 흐름 - ;
    출력 회로(48, 34, 30 및 38), 및
    상기 제2 전극들 상에 나타나는 테스트 신호들을 상기 출력 회로로 선택적으로 통과시키는 제2 멀티플렉서(44)
    를 포함하되,
    상기 출력 회로는 상기 회로의 감도를 제어하는 수단(30, 34, 및 38)을 포함 하는 것을 특징으로 하는 압력에 반응하는 센서점들의 어레이를 스캐닝하는 회로.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 테스트 신호는 아날로그 전압이며, 상기 제어 수단은 한 입력은 상기 제2 멀티플렉서(44)로부터의 출력들이고 다른 입력은 기준전압(36)인 분율기(ratiometric) A/D 변환기(38)이여, 회로의 감도를 선택하기 위한 수단(34), 및 선택된 감도에 적어도 부분적으로 응답하여 상기 기준 전압의 값을 제어하는 수단(30, 및 34)을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력에 반응하는 센서점들의 어레이를 스캐닝하는 회로.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 수단(30 및 34)은 상기 기준 전압의 값을 제어하기 위해 상기 선택된 감도에 적어도 부분적으로 반응하는 것을 특징으로 하는 압력에 반응하는 센서점들의 어레이를 스캐닝하는 회로.
  4. 제 1 항에 있어서, 소망의 감지 압력 범위가 있으며, 상기 테스트 신호를 발생시키는 상기 수단(18등)은 테스트 전압을 발생시키며, 그 값은 상기 소망 범위의 함수인 것을 특징으로 하는 압력에 반응하는 센서점들의 어레이를 스캐닝하는 회로.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 테스트 전압의 값은 감소되어 압력 범위를 상한으로 증가시키고, 증가되어 저압에 대한 감도를 향상시키는 것을 특징으로 하는 압력에 반응하는 센서점들의 어레이를 스캐닝하는 회로.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 테스트 신호가 인가되는 부하를 감지하기 위한 수단(R31) 및 상기 테스트 신호의 값을 제어하기 위해 감지된 부하에 응답하는 수단(20, 22, 24, 32, 34 등)을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력에 반응하는 센서점들의 어레이를 스캐닝하는 회로.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 테스트 신호는 테스트 전압이며, 상기 감지 수단(R31)은 상기 테스트 전압에 대한 전류를 감지하고, 상기 테스트 신호의 값을 제어하는 수단은 상기 테스트 전압의 값을 수정하기 위해 상기 감지된 전류에 응답하는 수단(20등)을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력에 반응하는 센서점들의 어레이를 스캐닝하는 회로.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 감지 수단은 상기 테스트 전압이 통과하는 알려진 저항(R31) 및 상기 저항 양단의 전압 강하를 검출하는 차동 회로(22)를 포함되고, 상기 차동 회로로부터의 출력은 상기 감지된 전류의 함수가 되는 것을 특징으로 하는 압력에 반응하는 센서점들의 어레이를 스캐닝하는 회로.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 수정 수단은 상기 감지된 전압을 디지털 값으로 변환하는 A/D 변환기(24), 상기 감지된 전압에 응답하여 테스트 전압 수정값을 발생시키는 디지털 프로세서(34), 테스트 전압 수정 전압을 발생시키는 D/A 변환기(32), 및 상기 테스트 전압을 수정하기 위해 상기 전압을 인가하는 수단(40, 20등)을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력에 반응하는 센서점들의 어레이를 스캐닝하는 회로.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 수정 수단은 상기 감지된 전압을 테스트 전압 수정 전압으로 변환하는 수단(32 및 34), 및 상기 테스트 전압의 값을 수정하기 위해 상기 수정 전압을 상기 테스트 전압을 발생시키는 수단에 인가하는 수단(40)을 포함하는 것을 특징으로 압력에 반응하는 센서점들의 어레이를 스캐닝하는 회로.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 멀티플렉서에 인접한 상기 전극의 말단에서 각 제 2 전극에 접지 전위를 인가하는 수단(46-1 내지 46-4)을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력에 반응하는 센서점들의 어레이를 스캐닝하는 회로.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 접지 전위 인가 수단(46-1 내지 46-4)은 접지된 양의 입력, 상기 제2 전극으로부터의 출력을 수신하는 음의 입력, 및 피드백 저항(R18 내지 R21)을 통해 연산 증폭기 출력으로부터 음의 입력으로의 피드백을 가지는 연산 증폭기인 것을 특징으로 하는 입력에 반응하는 센서점들의 어레이를 스캐닝하는 회로.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서점에 대해서 트레이스 커패시턴스(trace capacitance, C1 내지 C16)가 있으며 ;
    각 테스트 신호의 끝에서 상기 트레이스 커패시턴스에 대한 방전 시간을 감소시키는 수단(R27 내지 R30)을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력에 반응하는 센서점들의 어레이를 스캐닝하는 회로.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 방전 시간을 감소시키기 위한 상기 수단은 상기 제1 전극들 각각에 대해서 접지로의 저항 경로(resistance path, R27 내지 R30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력에 반응하는 센서점들의 어레이를 스캐닝하는 회로.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 멀티플렉서로부터의 각각의 출력이 선택된 임계값을 초과하는 지를 결정하고 상기 임계값을 초과하는 출력만 상기 출력 회로로 통과시키도록 상기 제2 멀티플렉서로부터의 출력에 위치한 검출기(48)를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력에 반응하는 센서점들의 어레이를 스캐닝하는 회로.
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 어레이의 다른 영역들은 다른 감도들을 가지며, 상기 제어 수단(30, 34, 및 38)은 상기 영역들 각각에 대해서 적합한 감도를 제공하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 압력에 반응하는 센서점들의 어레이를 스캐닝하는 회로.
  17. 압력에 반응하는 센서점(P1 내지 P16)들의 어레이(10)를 스캐닝하는 회로 - 각각의 센서점은 복수의 제1 전극(12-1 내지 12-4) 중 하나와 복수의 제2전극(14-1내지 14-4) 중 하나에 의해 교차되고, 상기 센서점들 각각에서 교차하는 전극들 사이에 압력 감지 저항(R1 내지 R16)이 위치함 - 에 있어서,
    테스트 전압을 발생시키는 수단(18 내지 24, 32, 34 및 40등),
    테스트 신호를 각각의 제1 전극에 선택적으로 인가하는 제1 멀티플렉서(16) - 상기 테스트 신호는 상기 제1 전극에 의해 교차되는 센서점들에 대한 저하된 저항 상태에 있는 상기 입력 감지 저항을 통해 이 점을 교차하는 상기 제2 전극으로 흐름 -
    출력 회로(48, 30, 34 및 38); 및
    상기 제2 전극에 나타나는 테스트 전압을 상기 출력 회로에 선택적으로 통과시키기 위한 제2 멀티플렉서(44)
    을 포함하며,
    상기 테스트 전압이 가해지는 부하를 감지하기 위한 수단(R31)은 상기 테스트 전압에 대한 전류를 감지하기 위한 수단(R31)과 상기 감지된 전류에 응답하여 상기 테스트 전압의 값을 제어하기 위한 수단(20, 22, 24, 33, 34등)을 포함하고, 상기 제어 수단은 상기 감지된 전류를 디지틸값으로 변환하는 A/D 변환기(24), 상기 감지 전류에 응답하여 새로운 디지털 테스트 전압값을 발생시키는 디지털 프로세서(34), 상기 디지털 테스트 전압값에 응답하여 새로운 테스트 전압값을 발생시키는 D/A 변환기(32), 및 상기 새로운 테스트 전압값을 이용하여 상기 테스트 전압을 생성하는 수단(20등)을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력에 반응하는 센서점들의 어레이를 스캐닝하는 회로.
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