KR100982282B1 - 센서, 센서의 센싱 방법, 및 센서의 필터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 센서, 센서의 센싱 방법, 및 센서의 필터를 공개한다. 이 센서는 물체의 터치 또는 근접 여부에 따라 가변되는 센싱 데이터를 출력하는 센싱 데이터 출력부; 및 문턱값과 상기 센싱 데이터를 비교하여 터치 또는 근접 여부를 인식하고, 상기 센싱 데이터를 이용하여 터치 또는 근접되지 않은 상태의 상기 센싱 데이터의 값을 나타내는 제1 강도값 및 터치 또는 근접된 상태의 상기 센싱 데이터의 값을 나타내는 제2 강도값을 가변시키고, 상기 제1 강도값 및 상기 제2 강도값을 이용하여 상기 문턱값을 가변시키고, 터치 및 근접 여부를 나타내는 출력 신호를 출력하는 결정부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

센서, 센서의 센싱 방법, 및 센서의 필터{Sensor, sensing method for the sensor, and filter for the sensor}
본 발명은 센서에 관한 것으로, 특히 일정한 감도로 터치 또는 근접 여부를 인식할 수 있는 센서, 센서의 센싱 방법, 및 센서의 필터에 관한 것이다.
손가락이나 펜 등 접촉 물체에 의한 접촉 또는 근접을 감지하여 접촉 또는 근접 여부를 출력하는 센서는 가전 제품이나 휴대용 통신 단말기 등에 사용이 점차 확대되고 있다.
대한민국 등록 특허 제666699호에는 접촉 물체의 정전용량을 이용하여 감지 신호와 기준 신호의 지연 시간차를 이용하여 접촉 물체의 접촉 여부를 인식하는 터치 센서가 게시되어 있으며, 대한민국 공개 특허 제2008-50544호에는 상기 감지 신호와 상기 기준 신호의 지연 시간차를 측정하는 지연 시간 측정 회로가 게시되어 있다.
즉, 터치 센서는 접촉 여부에 따라 지연 시간이 가변되지 않는 기준 신호와 접촉 여부에 따라 지연 시간이 가변되는 감지 신호의 지연 시간차가 소정의 기준 시간 이상이면 접촉 물체가 접촉되었다고 인식하고, 소정의 기준 시간 이하이면 접 촉 물체가 접촉되지 않았다고 인식하도록 구성될 수 있다. 그런데, 접촉 물체가 접촉된 경우라고 하더라도 환경, 장소, 커버의 두께, 및/또는 터치 패드에 따라 지연 시간이 달라질 수 있으며, 이에 따라 상기 지연 시간차도 달라지게 된다. 따라서, 종래의 터치 센서에서 상술한 방식으로 접촉 여부를 인식하고자 할 경우, 상기 조건들에 따라 터치 감도가 달라지게 되므로 상기 조건들을 고려하여 상기 기준 시간을 조정하는 튜닝 작업이 필요하다. 특히 이런 튜닝 작업은 제품 개발 시에는 피할 수 없는 것이며, 제품 마다 터치 지점들과 터치 센서 사이의 전기적인 조건들의 차이가 있기 때문에 튜닝 작업은 하드웨어의 변경과 소프트웨어의 수정을 반복하여 이루어진다. 따라서, 제품 개발시 이러한 튜닝 작업에 의해 개발 기간이 길어지게 된다.
본 발명의 목적은 제품 개발 시에 필수적으로 필요한 튜닝 작업을 줄이고, 사용자가 제품을 사용할 때에는 환경 등과 무관하게 일정한 감도를 유지할 수 있는 센서를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 목적을 달성하기 위한 센서의 센싱 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 목적을 달성하기 위한 센서의 필터를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 센서는 물체의 터치 또는 근접 여부에 따라 가변되는 센싱 데이터를 출력하는 센싱 데이터 출력부; 및 문턱값과 상기 센싱 데이터를 비교하여 터치 또는 근접 여부를 인식하고, 상기 센싱 데이터를 이용하여 터치 또는 근접되지 않은 상태의 상기 센싱 데이터의 값을 나타내는 제1 강도값 및 터치 또는 근접된 상태의 상기 센싱 데이터의 값을 나타내는 제2 강도값을 가변시키고, 상기 제1 강도값 및 상기 제2 강도값을 이용하여 상기 문턱값을 가변시키고, 터치 및 근접 여부를 나타내는 출력 신호를 출력하는 결정부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 센서의 상기 센싱 데이터 출력부의 제1 형태는 상기 물체의 터치 또는 근접 여부에 따라 가변되는 임피던스를 측정하고, 상기 측정된 임피던스에 대응하는 값을 상기 센싱 데이터로 출력하는 것을 특징으로 하고, 제2 형태는 기준 신호 및 물체의 터치 또는 근접 여부에 따라 상기 기준 신호보다 소정 시간 지연되는 감지 신호를 출력하는 감지 신호 출력부, 및 상기 감지 신호와 상기 기준 신호의 지연 시간차를 검출하고, 상기 지연 시간차에 대응하는 지연 데이터를 상기 센싱 데이터로 출력하는 지연 시간 측정부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 센서의 상기 센싱 데이터 출력부의 제2 형태의 상기 감지 신호 출력부는 기준 클럭 신호를 발생하는 기준 클럭 발생부, 상기 기준 클럭 신호를 입력하여 상기 기준 신호를 출력하는 기준 신호 발생부, 및 패드를 구비하고, 상기 패드에 접촉 물체가 터치 또는 근접되면 상기 기준 클럭 신호를 지연시켜 상기 감지 신호를 출력하는 감지 신호 발생부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 센서의 상기 센싱 데이터 출력부의 제2 형태의 상기 지연 시간 측정부는 복수개의 종속 연결된 지연 소자들을 구비하고, 상기 기준 신호에 응답하여 서로 다른 지연 시간을 가지는 복수개의 지연 신호들 및 상기 기준 신호의 궤환 횟수를 나타내는 반복 카운팅 신호를 출력하는 딜레이 체인부, 상기 기준 신호에 응답하여 리셋 신호를 출력하고, 상기 감지 신호에 응답하여 카운팅 중지 신호를 출력하고, 상기 복수개의 지연 신호들의 에지의 개수에 대응하는 코드 신호를 출력하는 에지 감지부, 및 상기 반복 카운팅 신호 및 상기 코드 신호를 디코딩하여 상기 기준 신호와 상기 감지 신호의 지연 시간차에 대응하 는 상기 지연 데이터를 출력하는 디코더를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 센서의 상기 센싱 데이터 출력부의 제2 형태의 상기 지연 시간 측정부의 상기 딜레이 체인부는 상기 기준 신호, 상기 카운팅 중지 신호 및 궤환 신호를 논리곱하여 상기 복수개의 지연 신호들 중 첫 번째 지연 신호를 출력하는 스위치, 상기 첫 번째 지연 신호를 입력하고 지연시켜 상기 복수개의 지연 신호들 중 해당하는 지연 신호를 각각 출력하는 상기 복수개의 지연 소자들을 구비하는 딜레이 체인, 상기 복수개의 지연 소자들 중 마지막 지연 소자에서 출력되는 지연 신호를 반전하여 상기 궤환 신호를 출력하는 인버터, 및 상기 리셋 신호에 응답하여 리셋되고, 상기 궤환 신호의 에지를 카운팅하여 상기 반복 카운팅 신호를 발생하고, 상기 카운팅 중지 신호에 응답하여 상기 반복 카운팅 신호를 상기 디코더로 출력하는 카운터를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 센서의 상기 결정부는 상기 센싱 데이터를 입력하여 센싱값을 출력하는 필터부, 상기 센싱값을 이용하여 터치 또는 근접되지 않은 상태에서는 상기 제2 강도값은 가변시키지 않고 상기 제1 강도값은 가변시켜 출력하고, 터치 또는 근접된 상태에서는 상기 제1 강도값은 가변시키지 않고 상기 제2 강도값은 가변시켜 출력하는 강도 결정부, 및 상기 제1 강도값 및 상기 제2 강도값을 입력하여 상기 문턱값을 계산하고, 상기 문턱값과 상기 센싱값를 비교하여 터치 또는 근접 여부를 판단하고, 상기 출력 신호를 출력하는 판단부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 센서의 상기 결정부의 상기 필터부는 상기 센싱 데이터를 제1 샘플링 레이트로 입력하고 노이즈를 제거하여 상기 센싱값으로 출력하는 제1 선형 필터, 상기 제1 필터링 데이터를 입력하여 샘플간 변화 크기를 제한하거나, 복수개의 샘플들을 합하여 상기 센싱값으로 출력하는 비선형 필터, 및 상기 제2 필터링 데이터를 상기 제1 샘플링 레이트보다 낮은 제2 샘플링 레이트로 입력하고 노이즈를 제거하여 상기 센싱값으로 출력하는 제2 선형 필터를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 센서의 상기 결정부의 상기 필터부의 상기 제1 선형 필터 및 상기 제2 선형 필터는 저역 통과 필터 또는 대역 통과 필터인 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 센서의 상기 결정부의 상기 강도 결정부는 상기 제1 강도값이 0이면 상기 제1 강도값을 상기 센싱값으로 변경하고, 상기 제2 강도값이 0이면 상기 제2 강도값을 상기 센싱값에 소정의 제1값을 가산한 값으로 변경하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 센서의 상기 결정부의 상기 강도 결정부 제1 형태는 터치 또는 근접되지 않은 상태에서 상기 센싱값이 소정의 제1 시간동안 변화하면 상기 제1 강도값을 변경하지 않고, 상기 센싱값이 상기 제1 시간동안 변화하지 않으면 상기 제1 강도값을 변경하는 것을 특징으로 하고, 제2 형태는 터치 또는 근접되지 않은 상태에서 상기 제2 강도값이 소정의 제2값보다 작으면 상기 제1 강도값을 변경하지 않고, 상기 제2 강도값이 상기 제2값보다 크면 상기 제1 강도값을 변경하는 것을 특징으로 하고, 제3 형태는 터치 또는 근접되지 않은 상태에서 상기 제1 강도값과 상기 센싱값의 차이가 소정의 제3값보다 작으면 상기 제1 강도값을 변경하지 않고, 상기 제1 강도값과 상기 센싱값의 차이가 상기 제3값보다 크면 상기 제1 강도값을 변경하는 것을 특징으로 하고, 상기 강도 결정부의 제1 형태, 제2 형태, 및 제3 형태는 상기 제1 강도값을 상기 센싱값으로 변경하거나, 상기 제1 강도값이 상기 센싱값보다 크면 상기 제1 강도값을 상기 제1 강도값에 소정의 제4값을 가산한 값으로 변경하고, 상기 제1 강도값이 상기 센싱값보다 작으면 상기 제1 강도값을 상기 제1 강도값에 상기 제4값을 감산한 값으로 변경하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 센서의 상기 결정부의 상기 강도 결정부는 터치 또는 근접된 상태에서 상기 센싱값이 소정의 제2 시간동안 변화하면 상기 제2 강도값을 가변시키지 않고, 상기 센싱값이 상기 제2 시간동안 변화하지 않으면 상기 제2 강도값을 상기 센싱값으로 변경하고, 터치 또는 근접된 상태에서 상기 제2 강도값이 상기 제1 강도값에 소정의 제5값을 가산한 값보다 크면 상기 제2 강도값을 상기 센싱값으로 변경하고, 상기 제2 강도값이 상기 제1 강도값에 상기 제5값을 가산한 값보다 작으면 상기 제2 강도값을 상기 제1 강도값에 상기 제5값을 가산한 값으로 변경하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 센서의 상기 결정부의 상기 판단부는 상기 제1 강도값 및 상기 제2 강도값을 입력하여 상기 문턱값을 계산하는 문턱값 계산부, 및 상기 센싱값과 상기 문턱값을 비교하여 터치 또는 근접 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 출력 신호를 출력하는 판단부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 센서의 상기 결정부의 상기 판단부의 제1 형태의 상기 문턱값은 제1 문턱값 및 제2 문턱값으로 구성되고, 상기 문턱값 계산부는 상기 문턱값에 소정의 제1 오프셋을 가산한 제1 문턱값 및 상기 문턱값에 소정의 제2 오프셋을 감산한 제2 문턱값을 출력하고, 상기 판단부는 터치 또는 근접되지 않은 상태에서 상기 센싱값이 상기 제1 문턱값보다 커지면 터치 또는 근접된 것으로 판단하고, 터치 또는 근접된 상태에서 상기 센싱값이 상기 제2 오프셋보다 작아지면 터치 또는 근접되지 않은 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 센서의 상기 결정부의 상기 판단부의 제2 형태는 터치 또는 근접되지 않은 상태에서 상기 센싱값이 상기 문턱값보다 제3 시간동안 크면 터치 또는 근접된 것으로 판단하고, 터치 또는 근접된 상태에서 상기 센싱값이 상기 문턱값보다 상기 제3 시간보다 짧은 제4 시간동안 작으면 터치 또는 근접되지 않은 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 센서의 상기 결정부의 상기 판단부의 제3 형태는 상기 제1 강도값, 상기 제2 강도값, 및 상기 센싱값을 입력하여 터치 또는 근접되지 않은 상태에서 상기 센싱값이 상기 제1 강도값에 제6값을 가산한 값 이상으로 커지면 터치 또는 근접된 것으로 판단하고, 터치 또는 근접된 상태에서 상기 센싱값이 상기 제2 강도값에 제7값을 감산한 값 이하로 작아지면 터치 또는 근접되지 않은 것으로 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 출력 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 센서의 상기 결정부는 상기 센싱값을 입력하여 상기 센싱값이 소정 시간동안 일정한 범위 내에 있으면 상기 터치 센서가 비활동 상태라고 판단하고 제어 신호를 활성화하는 활동 감지부를 추가적으로 구비하고, 상기 강도 결정부, 또는 상기 판단부, 또는 상기 강도 결정부 및 상기 판단부는 상기 제어 신호가 활성화되면 동작을 정지하는 것을 특징으로 하고, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 센서는 상기 제어 신호를 외부로 출력하여 외부의 입력 장치의 동작을 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 센서의 상기 결정부는 상기 출력 신호를 입력하여 탭핑 여부를 감지하고, 탭핑이 감지되면 웨이크 업 신호를 발생하는 활동 감지부를 추가적으로 구비하는 것을 특징으로 하고, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 센서는 상기 웨이크 업 신호를 외부로 출력하여 외부의 입력 장치를 웨이크 업시키는 것을 특징으로 한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 센서의 센싱 방법은 물체의 터치 또는 근접 여부에 따라 가변되는 센싱값을 계산하는 센싱값 계산 단계, 제1 강도값이 0이면 상기 제1 강도값을 상기 센싱값으로 변경하고, 제2 강도값이 0이면 상기 제2 강도값을 상기 센싱값에 소정의 제1 값을 가산한 값으로 변경하는 초기화 단계, 터치 또는 근접되지 않은 상태에서 상기 센싱값을 입력하여 상기 제1 강도값을 가변시키는 제1 강도값 가변 단계, 터치 또는 근접된 상태에서 상기 센싱값을 입력하여 상기 제2 강도값을 가변시키는 제2 강도값 가변 단계, 상기 제1 강도값 및 상기 제2 강도값을 입력하여 문턱값을 계산하는 문턱값 계산 단계, 및 상기 문턱값과 상기 센싱값을 비교하여 터치 또는 근접 여부를 인식하는 인식 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 센서의 센싱 방법의 상기 센싱값은 물체의 터치 또는 근접에 따라 가변되는 임피던스에 대응하는 값이거나, 기준 신호와 물체가 터치 또는 근접된 경우 상기 기준 신호보다 소정 시간 센싱되는 감지 신호의 지연 시간차에 대응하는 값인 것을 특징으로 한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 센서의 센싱 방법의 상기 제1 강도값 가변 단계의 제1 형태는 상기 센싱값이 소정의 제1 시간동안 변화하면 상기 제1 강도값을 변경하지 않고, 상기 센싱값이 상기 제1 시간동안 변화하지 않으면 상기 제1 강도값을 변경하는 것을 특징으로 하고, 제2 형태는 상기 제2 강도값이 소정의 제2값보다 작으면 상기 제1 강도값을 변경하지 않고, 상기 제2 강도값이 상기 제2값보다 크면 상기 제1 강도값을 상기 변경하는 것을 특징으로 하고, 제3 형태는 상기 제1 강도값과 상기 센싱값의 차이가 소정의 제3값보다 작으면 상기 제1 강도값을 변경하지 않고, 상기 제1 강도값과 상기 센싱값의 차이가 상기 제3값보다 크면 상기 제1 강도값을 변경하는 것을 특징으로 하고, 상기 제1 강도값 가변 단계의 제1 형태, 제2 형태, 및 제3 형태는 상기 제1 강도값을 상기 센싱값으로 변경하거나, 상기 제1 강도값이 상기 센싱값보다 크면 상기 제1 강도값을 상기 제1 강도값에 소정의 제4값을 가산한 값으로 변경하고, 상기 제1 강도값이 상기 센싱값보다 작으면 상기 제1 강도값을 상기 제1 강도값에 상기 제4값을 감산한 값으로 변경하는 것을 특징으로 한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 센서의 센싱 방법의 상기 제2 강도값 가변 단계의 제1 형태는 상기 센싱값이 소정의 제2 시간동안 변화하면 상기 제2 강도값을 변경하지 않고, 상기 센싱값이 상기 제2 시간동안 변화하지 않으면 상기 제2 강도값을 상기 센싱값으로 변경하는 것을 특징으로 하고, 제2 형태는 상기 제2 강도값이 상기 제1 강도값에 소정의 제5값을 가산한 값보다 크면 상기 제2 강도값을 상기 센싱값으로 변경하고, 상기 제2 강도값이 상기 제1 강도값에 상기 제5값을 가산한 값보다 작으면 상기 제2 강도값을 상기 제1 강도값에 상기 제5값을 가산한 값으로 변경하는 것을 특징으로 한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 센서의 센싱 방법의 상기 인식 단계의 제1 형태는 터치 또는 근접되지 않은 상태에서 상기 센싱값이 상기 문턱값보다 제3 시간동안 크면 터치 또는 근접된 것으로 판단하고, 터치 또는 근접된 상태에서 상기 센싱값이 상기 문턱값보다 상기 제3 시간보다 짧은 제4 시간동안 작으면 터치 또는 근접되지 않은 것으로 판단하는 것을 특징으로 하고, 제2 형태의 상기 문턱값은 제1 문턱값 및 제2 문턱값으로 구성되고, 상기 문턱값 계산 단계는 상기 문턱값에 소정의 제1 오프셋을 가산한 값을 제1 문턱값으로 계산하고, 상기 문턱값에 소정의 제2 오프셋을 감산한 값을 제2 문턱값으로 계산하고, 상기 인식 단계는 터치 또는 근접되지 않은 상태에서 상기 센싱값이 상기 제1 문턱값보다 커지면 터치 또는 근접된 것으로 판단하고, 터치 또는 근접된 상태에서 상기 센싱값이 상기 제2 문턱값보다 작아지면 터치 또는 근접되지 않은 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 센서의 필터는 터치 또는 근접 여부에 따라 가변되는 센싱 데이터를 제1 샘플링 레이트로 입력하고 노이즈를 제거하여 제1 필터링 데이터를 출력하는 제1 선형 필터, 및 상기 제1 선형 필터에 종속 연결되고, 상기 제1 필터링 데이터를 입력하고 필터링하여 제2 필터링 데이터를 출력하는 제2 필터를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 센서의 필터의 상기 제2 필터의 제1 형태는 상기 제1 필터링 데이터를 입력하여 샘플간 변화 크기를 제한하거나 복수개의 샘플들을 합하여 상기 제2 필터링 데이터로 출력하는 비선형 필터인 것을 특징으로 하고, 제2 형태는 상기 제1 필터링 데이터를 상기 제1 샘플링 레이트보다 낮은 제2 샘플링 레이트로 입력하고 노이즈를 제거하여 상기 제2 필터링 데이터로 출력하는 제2 선형 필터인 것을 특징으로 한다.
상기 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 센서의 필터는 상기 제1 선형 필터, 상기 비선형 필터, 및 상기 제2 필터링 데이터를 상기 제1 샘플링 레이트보다 낮은 제2 샘플링 레이트로 입력하고 노이즈를 제거하여 센싱값으로 출력하는 제2 선형 필터를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 센서의 필터의 상기 제1 선형 필터 및 상기 제2 선형 필터는 저역 통과 필터 또는 대역 통과 필터인 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명의 센서, 센서의 센싱 방법, 및 센서의 필터는 환경, 장소, 커버의 두께 및/또는 터치 패드에 따른 튜닝 작업 없이 일정한 감도로 터치 여부를 인식 할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 센서, 센서의 센싱 방법, 및 센서의 필터를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 센서의 일실시예의 구성을 나타내는 것으로, 센서는 센싱 데이터 출력부(10) 및 터치 결정부(300)를 구비하여 구성되어 있으며, 센싱 데이터 출력부(10)는 감지 신호 출력부(100) 및 지연 시간 측정부(200)를 구비하여 구성되어 있다.
도 1에 나타낸 블럭들 각각의 기능을 설명하면 다음과 같다.
센싱 데이터 출력부(10)는 접촉 물체의 터치 여부에 따라 가변되는 센싱 데이터(Ddata)를 출력한다. 감지 신호 출력부(100)는 기준 신호(ref) 및 접촉 물체의 터치 여부에 따라 상기 기준 신호(ref)보다 소정 시간 지연되는 감지 신호(sen)를 출력한다. 지연 시간 측정부(200)는 상기 감지 신호(sen)와 상기 기준 신호(ref)의 지연 시간차를 검출하여 지연 시간차에 대응하는 지연 데이터를 센싱 데이터(Ddata)로 출력한다.
터치 결정부(300)는 센싱 데이터(Ddata)를 이용하여 터치 여부를 인식하고, 결과에 따라 터치 여부를 나타내는 터치 신호(touch)를 출력한다. 즉, 터치 결정부(300)는 지연 데이터(Ddata)를 이용하여 문턱값(threshold value)을 가변시키고, 지연 데이터(Ddata)가 상기 문턱값보다 커지면 터치된 상태로 인식하고, 지연 데이 터(Ddata)가 상기 문턱값보다 작아지면 터치되지 않은 상태로 인식하고, 터치 상태에 따라 터치 신호(touch)를 출력한다. 상기 문턱값은 터치되지 않은 상태의 강도, 즉, 터치되지 않은 상태에서의 감지 신호(sen)와 기준 신호(ref)의 지연 시간차를 나타내는 제1 강도값 및/또는 터치된 상태의 강도, 즉, 터치된 상태에서의 감지 신호(sen)와 기준 신호(ref)의 지연 시간차를 나타내는 제2 강도값으로부터 계산될 수 있으며, 상기 제1 강도값 및 상기 제2 강도값은 지연 데이터(Ddata)를 이용하여 터치 결정부(300)에서 계산될 수 있다. 또한, 문턱값은 제1 문턱값과 제2 문턱값으로 구성될 수 있으며, 터치 결정부(300)는 지연 데이터(Ddata)가 제1 문턱값보다 커지면 터치된 상태로 인식하고, 지연 데이터(Ddata)가 제2 문턱값보다 작아지면 터치되지 않은 상태로 인식하도록 구성될 수도 있다.
도시하지는 않았지만, 센싱 데이터 출력부(10)는 접촉 물체의 터치 여부에 따라 가변되는 임피던스(예를 들면, 커패시턴스)를 측정하고, 상기 측정된 임피던스(예를 들면, 커패시턴스)에 대응하는 값을 상기 센싱 데이터(Ddata)로 출력하도록 구성될 수 있다.
도 2는 도 1에 나타낸 본 발명의 센서의 감지 신호 출력부(100)의 실시예를 나타낸 것으로서, 기준 클럭 발생부(110), 감지 신호 발생부(120) 및 기준 신호 발생부(130)로 구성되어 있으며, 감지 신호 발생부(120)는 저항(R1) 및 패드(pad)로 구성되고, 기준 신호 발생부(130)는 저항(R2)으로 구성된다.
도 2에 나타낸 블록들 각각의 기능을 설명하면 다음과 같다.
기준 클럭 발생부(110)는 기준 클럭 신호(clkr)를 출력한다. 감지 신호 발생 부(120)는 접촉 물체가 패드(pad)에 접촉되면 상기 기준 클럭 신호(clkr)를 소정 시간 지연시켜 출력하고, 접촉 물체가 패드(pad)에 접촉되지 않으면 상기 기준 클럭 신호(clkr)를 지연시키지 않고 출력한다. 즉, 패드(pad)에 소정의 정전용량을 가지는 접촉 물체가 접촉되면 감지 신호 발생부(120)로 입력되는 기준 클럭 신호(clkr)는 저항(R1)과 접촉 물체의 정전 용량에 의해 소정 시간 지연되어 감지 신호(sen)로 출력되고, 접촉 물체가 접촉되지 않으면 기준 클럭 신호(clkr)가 지연되지 않고 그대로 감지 신호(sen)로 출력된다. 기준 신호 발생부(130)는 기준 클럭 발생부(110)로부터 입력되는 기준 클럭 신호(clkr)를 지연시키지 않고 그대로 기준 신호(ref)로 출력한다.
도시하지는 않았지만, 기준 신호 발생부(130)는 기준 신호(ref)가 출력되는 단자와 접지 전압 사이에 연결되는 커패시터를 추가적으로 구비하여 기준 클럭 신호(clkr)를 접촉 물체의 접촉 여부에 상관없이 일정한 시간 지연시켜 기준 신호(ref)로 출력하도록 구성될 수도 있다.
도 3은 도 1에 나타낸 본 발명의 센서의 지연 시간 측정부(200)의 실시예를 나타낸 것으로서, 지연 시간 측정부(200)는 딜레이 체인부(210), 에지 감지부(220) 및 디코더(230)로 구성되어 있으며, 딜레이 체인부(210)는 3입력 AND 게이트로 구현된 스위치(ASW), 복수개의 종속 연결된 지연 소자들(D1, D2, ..., Dn), 인버터(INV) 및 카운터(CNT)로 구성되어 있다.
도 3에 나타낸 블록들 각각의 기능을 설명하면 다음과 같다.
딜레이 체인부(210)는 기준 신호(ref)에 응답하여 서로 다른 지연 시간을 가 지는 복수개의 지연 신호들(delay0, delay1, ...) 및 딜레이 체인부(210)를 통한 기준 신호(ref)의 궤환 횟수를 나타내는 반복 카운팅 신호(iter)를 출력한다. 스위치(ASW)는 기준 신호(ref), 궤환 신호(fb), 및 카운팅 중지 신호(stop)에 응답하여 지연 신호(delay0)를 입력 신호로 출력한다. 즉, 스위치(ASW)는 기준 신호(ref), 궤환 신호(fb) 및 카운팅 중지 신호(stop)를 논리곱하여 지연 신호(delay0)를 발생시키고, 지연 신호(delay0)를 입력 신호로서 복수개의 지연 소자들(D1, D2, ..., Dn)을 구비하는 딜레이 체인으로 출력한다. 복수개의 지연 소자들(D1, D2, ..., Dn) 각각은 입력되는 신호를 지연시켜 해당하는 지연신호(delay1, delay2, ..., delayn)를 출력한다. 인버터(INV)는 딜레이 체인의 마지막 지연 소자(Dn)로부터 출력되는 지연신호(delayn)를 반전시켜 궤환 신호(fb)를 출력한다. 카운터(CNT)는 궤환 신호(fb)에 응답하여 딜레이 체인부(210)를 통한 반복 횟수를 표시하는 반복 카운팅 신호(iter)를 출력한다. 즉, 카운터(CNT)는 지연 신호(delayn)를 반전시킨 궤환 신호(fb)의 에지를 카운팅하여 반복 카운팅 신호(iter)를 출력한다. 또한, 카운터(CNT)는 에지 감지부(220)로부터 출력되는 리셋 신호(reset)에 응답하여 리셋되고, 에지 감지부(220)로부터 출력되는 카운팅 중지 신호(stop)에 응답하여 카운팅을 중지하고, 상기 반복 카운팅 신호(iter)를 디코더(230)으로 출력한다. 카운터(CNT)는 에지 감지부로부터 출력되는 카운팅 중지 신호(stop)에 응답하여 리셋되도록 구성될 수도 있다.
즉, 딜레이 체인부(210)는 지연시간 측정 시작을 나타내는 기준 신호(ref)에 응답하여 동작을 시작한다. 기준 신호(ref), 궤환 신호(fb) 및 카운팅 중지 신 호(stop)를 논리곱하여 발생된 지연 신호(delay0)는 입력 신호로서 복수개의 지연 소자들(D1, D2, ..., Dn)을 구비하는 딜레이 체인으로 입력되고, 복수개의 지연 소자들(D1, D2, ..., Dn)을 구비하는 딜레이 체인은 입력 신호를 소정 시간 지연시켜 서로 다른 지연 시간을 가지는 복수개의 지연 신호들(delay1, delay2, ... delayn)을 출력하며, 카운터(CNT)는 반복 카운팅 신호(iter)를 출력한다. 또한, 딜레이 체인부(210)는 에지 감지부(220)로부터 출력되는 카운팅 중지 신호(stop)에 응답하여 동작을 중지한다.
에지 감지부(220)는 기준 신호(ref)에 응답하여 리셋 신호(reset)를 출력하고, 감지 신호(sen)에 응답하여 카운팅 중지 신호(stop)를 출력하고, 복수개의 지연 신호들(delay0, delay1, ...delayn-1)의 에지를 카운팅하여 복수개의 지연 신호들(delay0, delay1, ..., delayn-1)의 에지의 개수에 대응하는 코드 신호(code)를 출력한다. 또한, 에지 감지부(220)는 반복 카운팅 신호(iter)에 응답하여 리셋된다. 즉, 반복 카운팅 신호(iter)의 값이 바뀌게 되면 에지 감지부(220)는 리셋 된다.
디코더(230)는 에지 감지부(220)로부터 출력되는 코드 신호(code)와 카운터(CNT)로부터 출력되는 반복 카운팅 신호(iter)를 디코딩하여 지연 데이터를 발생시키고, 상기 지연 데이터를 센싱 데이터(Ddata)로 출력한다.
지연 시간 측정부(200)는 도 3의 실시예 이외에 다양한 방법으로 구성될 수 있다. 예를 들면, 스위치(ASW)는 반복 카운팅 신호(iter)에 응답하여 기준 신호(ref)와 궤환 신호(fb)를 선택적으로 출력하는 스위치 회로로 구성될 수도 있다. 또한, 도 3의 구성에서 카운터(CNT)와 디코더(230)를 생략하고, 에지 감지부(220)가 기준 신호(ref)에 응답하여 지연 신호들(delay0, delay1, ..., delayn-1)의 에지의 개수를 카운팅하고, 감지 신호(sen)에 응답하여 카운팅을 중지하고, 카운팅된 에지의 개수를 지연 데이터(Ddata)로 출력하도록 구성될 수도 있다. 또한, 에지 감지부(220) 대신 반복 카운팅 신호(iter)에 응답하여 지연 신호들(delay0, delay1, ..., delayn-1)을 그대로 출력하거나 반전시켜 비교신호로 출력하는 복수개의 배타적 논리합 게이트들, 및 상기 비교 신호와 감지 신호를 논리곱하여 코드 신호를 출력하는 복수개의 AND 게이트들로 구성된 코드 발생부가 이용될 수도 있다. 또한, 도 3에서는 딜레이 체인이 피드백 구성을 가지는 것을 예시하였으나, 피드백 구성을 가지지 않는 딜레이 체인도 이용될 수 있다.
도 2 및 도 3에서는 딜레이 방식의 터치 센서를 예를 들어 설명하였지만, 본 발명은 터치 여부에 따라 가변되는 임피던스(예를 들면, 커패시턴스)를 감지하는 센서에도 적용될 수 있다. 이 경우, 지연시간 측정부(200)는 패드를 통해 임피던스(예를 들면, 커패시턴스)를 측정하고, 측정된 임피던스(예를 들면, 커패시턴스)의 값을 디지털 값으로 변환하여 출력하는 임피던스 측정부로 대체될 수 있다. 상기 임피던스 측정부는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 예를 들면, 임피던스 측정부는 터치 여부에 따라 가변되는 임피던스(예를 들면, 커패시턴스)에 의해 달라지는 충방전 시간을 측정하고, 상기 충방전 시간을 디지털 값으로 변환하여 출력하도록 구성될 수 있으며, 이 경우, 델타-시그마(delta-sigma) 방식의 아날로그-디지털 컨버터(ADC)를 이용하여 충방전 시간을 디지털 값으로 변환하도록 구성될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 센서의 결정부(300)의 실시예를 나타내는 것으로서, 필터부(310), 강도 결정부(320), 및 판단부(330)로 구성되어 있다.
도 4에 나타낸 블록들 각각의 기능을 설명하면 다음과 같다.
필터부(310)는 지연 시간 측정부(200)로부터 출력된 센싱 데이터(Ddata)를 필터링하여 지연값(CD)을 출력한다. 필터부(310)는 로우 패스 필터로 구성될 수 있으며, 노이즈 등을 제거한다. 강도 결정부(320)는 필터부(310)로부터 출력되는 지연값(CD)을 이용하여 터치되지 않은 상태에서는 패드가 터치되지 않은 상태의 강도, 즉, 터치되지 않은 상태의 감지 신호(sen)와 기준 신호(ref)의 지연 시간차를 나타내는 제1 강도값(NTS)을 가변시키고, 터치된 상태에서는 패드가 터치된 상태의 강도, 즉, 터치된 상태에서의 감지 신호(sen)와 기준 신호(ref)의 지연 시간차를 나타내는 제2 강도값(TS)을 가변시키고, 상기 제1 강도값(NTS) 및 상기 제2 강도값(TS)을 출력한다. 강도 결정부(320)는 판단부(330)로부터 출력되는 터치 신호(touch)를 이용하여 터치된 상태인지 터치되지 않은 상태인지 판단하도록 구성될 수 있다. 판단부(330)는 필터부(310)로부터 출력되는 지연값(CD)과 강도 결정부(320)로부터 출력되는 제1 강도값(NTS) 및 제2 강도값(TS)을 이용하여 터치 여부를 인식하고, 터치 여부를 나타내는 터치 신호(touch)를 출력한다. 즉, 판단부(330)는 강도 결정부(320)로부터 출력된 제1 강도값(NTS) 및 제2 강도값(TS)를 이용하여 문턱값을 결정하고, 필터부(310)로부터 출력된 지연값(CD)을 상기 문턱값과 비교하여 상기 지연값(CD)이 상기 문턱값 이상이면 터치된 것으로 인식하고, 상기 문턱값 이하이면 터치되지 않은 것으로 인식하도록 구성될 수 있다.
도시하지는 않았지만, 터치 결정부(300)의 필터부(310)는 경우에 따라 상기 지연 데이터(Ddata)를 필터링하지 않고 그대로 지연값(CD)으로 출력하도록 구성될 수도 있다. 즉, 즉, 터치 결정부(300)의 강도 결정부(320) 및 판단부(330)는 지연 시간 측정부(200)로부터 출력된 지연 데이터(Ddata)를 그대로 지연값(CD)으로 이용하도록 구성될 수도 있다.
도 4에서는 딜레이 방식의 터치 센서를 예를 들어 설명하였지만, 상술한 바와 같이, 본 발명은 임피던스(예를 들면, 커패시턴스)를 측정하는 방식의 터치 센서에 대하여도 적용될 수 있다. 이 경우, 필터부(310)는 감지 신호와 기준 신호의 지연 시간차를 나타내는 지연 데이터 대신 측정된 임피던스(예를 들면, 커패시턴스)를 디지털 값으로 변환한 센싱 데이터(Ddata)로 받고, 센싱 데이터(Ddata)에 포함된 노이즈 등을 제거한 센싱값을 출력하도록 구성될 수 있으며, 강도 측정부(320)는 필터부(310)에서 출력된 센싱값을 이용하여 제1 강도값(NTS) 및 제2 강도값(TS)을 가변시키도록 구성될 수 있다.
도 5는 도 4에 나타낸 본 발명의 센서의 터치 결정부(300)의 필터부(310)의 실시예를 나타낸 것으로서, 제1 선형 필터(311), 비선형 필터(312), 및 제2 선형 필터(313)로 구성되어 있다.
도 5에 나타낸 블록들 각각의 기능을 설명하면 다음과 같다.
제1 선형 필터(311)는 제1 샘플링 레이트(예를 들면, 100kHz)로 지연 데이터(Ddata)를 샘플링하고 지연 데이터(Ddata)의 노이즈를 제거하여 제1 필터링 데이터(data1)를 출력한다. 비선형 필터(312)는 소정의 샘플링 레이트로 상기 제1 필터 링 데이터(data1)를 입력하여 샘플간 변화 크기를 제한하여 제2 필터링 데이터(data2)를 출력하거나, 제1 필터링 데이터(data1)를 입력하여 여러 개의 샘플들(예를 들면, 8개 또는 64개)을 하나로 합하여 제2 필터링 데이터(data2)를 출력한다. 또는 비선형 필터(312)는 상술한 과정을 모두 수행하여 제2 필터링 데이터(data2)를 출력하도록 구성될 수도 있다. 제2 선형 필터(313)는 상기 제1 샘플링 레이트보다 낮은 제2 샘플링 레이트(예를 들면, 1kHz)로 제2 필터링 데이터(data2)를 샘플링하고 제2 필터링 데이터(data2)의 노이즈를 제거하여 지연값(CD)을 출력한다. 제2 선형 필터(313)의 샘플링 레이트를 제1 선형 필터(311)의 샘플링 레이트보다 낮게 설정함으로써 방해 신호에 의한 맥놀이(beating)를 방지할 수 있다.
도 5에서, 제1 선형 필터(311) 및 제2 선형 필터(313)는 저역 통과 필터(low pass filter)로 구성되어 각각 지연 데이터(Ddata) 및 제2 필터링 데이터(data2)의 고주파 성분을 제거하도록 구성될 수도 있으며, 경우에 따라 방해 신호의 특정 주파수를 제거하기 위해 대역 통과 필터(band pass filter)로 구성될 수도 있다.
또한, 도시하지는 않았지만, 터치 결정부(300)의 필터부(310)는 경우에 따라 상기 제1 선형 필터(311), 비선형 필터(312), 및 제2 선형 필터(313) 중 일부만으로 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 필터링 데이터(data1) 또는 상기 제2 필터링 데이터(data2)가 상기 지연값(CD)으로 출력될 수 있다.
즉, 도 5에 나타낸 본 발명의 센서의 필터부(310)의 실시예를 이용함으로써 강도 결정부(320)는 보다 정확한 지연값(CD)을 이용하여 제1 강도값(NTS) 및 제2 강도값(TS)을 결정할 수 있게 된다. 또한, 도 5에서는 딜레이 방식의 터치 센서의 경우를 예를 들어 설명하였지만, 임피던스(예를 들면, 커패시턴스)를 측정하는 터치 센서의 경우에도 도 5에 나타낸 필터부(310)가 적용될 수 있다. 이 경우, 필터부(310)가 출력하는 센싱값은 기준 신호(ref)와 감지 신호(sen)의 지연 시간차에 대응하는 지연값(CD)이 아닌 측정된 임피던스(예를 들면, 커패시턴스)에 대응하는 값이 될 수 있다.
도 6은 도 4에 나타낸 본 발명의 센서의 터치 결정부(300)의 강도 결정부(320)의 제1 강도값(NTS) 결정 방법의 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 6을 참고하여 강도 결정부(320)의 제1 강도값(NTS) 결정 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 강도 결정부(320)는 현재의 제1 강도값(NTS)이 0인지를 판단한다(S11 단계). 만일, 현재의 제1 강도값(NTS)이 0이면 강도 결정부(320)는 필터부(310)로부터 입력되는 현재의 지연값(CD)을 제1 강도값(NTS)으로 저장한다(S12 단계). 최초 전원 인가 시 또는 센서가 리셋된 경우에 제1 강도값(NTS)이 0이 될 수 있다. 따라서, 이러한 경우에는 제1 강도값(NTS)을 현재의 지연값(CD)으로 초기화할 수 있다.
다음으로, 강도 결정부(320)는 터치 결정부(300)의 판단부(300)로부터 출력되는 터치 신호(touch)를 이용하여 터치 상태인지 여부를 판단한다(S13 단계). 만일, 터치 상태이면 터치되지 않은 상태의 강도를 나타내는 제1 강도값(NTS)의 값을 변경할 필요가 없으므로 강도 결정부(320)는 현재의 제1 강도값(NTS)을 유지한다(S17 단계).
S13 단계에서 판단한 결과, 터치 상태가 아니면 강도 결정부(320)는 소정의 제1 시간(예를 들면, 12ms)동안 필터부(310)로부터 출력되는 지연값(CD)의 변화가 있는지 여부를 판단한다(S14 단계). 제1 시간동안 지연값(CD)의 변화가 있다면 강도 결정부(320)는 현재의 제1 강도값(NTS)을 유지한다(S17 단계). 따라서, 강도 결정부(320)는 주변 노이즈에 의해 지연값(CD)이 변경됨에 의해 제1 강도값(NTS)이 변화하는 것을 방지하는 한편, 환경의 변화(예를 들면 온도의 변화) 또는 커버의 두께의 변화에 의해 터치되지 않은 상태의 지연값(CD)이 변경된 경우에는 제1 강도값(NTS)을 변경할 수 있다.
다음으로, 강도 결정부(320)는 터치된 상태의 강도를 나타내는 제2 강도값(TS)이 소정의 제1 값(D1)보다 작은지 여부를 판단한다(S15 단계). 만일, 제2 강도값(TS)이 제1 값(D1)보다 작다면 강도 결정부(320)는 현재의 제1 강도값(NTS)을 유지한다(S17 단계). 따라서, 강도 결정부(320)는 제1 강도값(NTS)은 제2 강도값(TS)이 제1 값(D1)보다 커진 이후에만 변경하도록 구성될 수 있다.
다음으로, 강도 결정부(320)는 필터부(310)로부터 출력된 지연값(CD)과 제1 강도값(NTS)의 차이가 소정의 제2 값(D2)보다 작은지 여부를 판단한다(S16 단계). 만일, 지연값(CD)과 제1 강도값(NTS)의 차이가 제2 값(D2)보다 작다면 강도 결정부(320)는 현재의 제1 강도값(NTS)을 유지한다(S17 단계). 즉, 지연값(CD)과 제1 강도값(NTS)의 차이가 일정한 제2 값(D2)보다 작은 경우에는 환경 등에 의한 영향이 작다는 것을 의미하므로, 이 경우에는 강도 결정부(320)가 제1 강도값(NTS)을 유지하도록 구성될 수 있다.
만일, 지연값(CD)과 제1 강도값(NTS)의 차이가 제2 값(D2)보다 크다면 강도 결정부(320)는 현재의 제1 강도값(NTS)에 소정의 제3 값(D3)을 가산하거나 감산하여 이를 새로운 제1 강도값(NTS)으로 저장한다(S18 단계). 즉, 강도 결정부(320)는 지연값(CD)이 제1 강도값(NTS)보다 제2 값(D2)이상 크다면 현재의 제1 강도값(NTS)에 제3 값(D3)을 가산한 값을 새로운 제1 강도값(NTS)으로 저장하고, 만일 지연값(D2)이 제1 강도값(NTS)보다 제2 값(D2)이상 작다면 현재의 제1 강도값(NTS)에 제3 값(D3)을 감산한 값을 새로운 제1 강도값(NTS)으로 저장한다.
도 6에서는 강도 결정부(320)가 소정의 제1 시간동안 지연값(CD)의 변화가 있는지(S14 단계), 제2 강도값(TS)이 소정의 제1 값(D1)보다 작은지(S15 단계), 지연값(CD)과 제1 강도값(NTS)의 차이가 소정의 제2 값(D2)보다 작은지(S16 단계) 여부를 순차적으로 모두 판단하는 경우를 예시하였으나, 강도 결정부(320)는 이 중 어느 하나만 판단하여 제1 강도값(NTS)을 유지 또는 변경하도록 구성될 수도 있다. 예를 들면 강도 결정부(320)는 제1 시간동안 지연값(CD)의 변화가 있는지 여부만을 판단하여 소정 시간동안 지연값(CD)의 변화가 있다면 제1 강도값(NTS)을 유지하고, 지연값(CD)이 소정 시간동안 변화가 없다면 제1 강도값(NTS)을 변경하도록 구성될 수도 있다. 또한, 각 단계의 순서가 바뀌어도 무방하다.
또한, 도 6에서는 제1 강도값(NTS)을 변경하는 경우, 강도 결정부(320)가 현재의 제1 강도값(NTS)에 소정의 제3 값(D3)을 가산하거나 감산하여 새로운 제1 강도값(NTS)을 변경하는 경우를 예시하였으나, 강도 결정부(320)는 지연값(CD)을 새로운 제1 강도값(NTS)으로 변경하도록 구성될 수도 있다.
도 7은 도 6에 나타낸 본 발명의 센서의 터치 결정부(300)의 강도 결정부(320)의 제1 강도값(NTS) 결정 방법을 설명하기 위한 타이밍도로서, 도 6에서 S15 단계 및 S16 단계를 생략하고, S18단계에서 현재의 지연값(CD)을 새로운 제1 강도값(NTS)으로 저장하는 경우를 나타낸 것이며, 점선은 필터부(310)로부터 출력되는 지연값(CD)을, 실선은 제1 강도값(NTS)을 각각 나타낸다.
도 7을 참고하여 강도 결정부(320)의 제1 강도값(NTS) 결정 방법을 설명하면 다음과 같다.
t1 시점에서, 지연값(CD)이 제1 시간(T1)동안 변화하지 않았으므로, 이 경우 강도 결정부(320)는 제1 강도값(NTS)을 t1 시점에서의 지연값(CD)으로 변경한다. 이후, t2 시점이 되기 전에는 지연값(CD)이 제1 기간(T1)동안 유지되는 경우가 발생하지 않으므로 강도 결정부(320)는 제1 강도값(NTS)을 변경하지 않는다. t2 시점에서 판단해보면, 지연값(CD)이 제1 시간(T1)동안 변화하지 않았으므로, 강도 결정부(320)는 다시 제1 강도값(NTS)을 t2 시점에서의 지연값(CD)으로 변경한다. t2 시점이 경과한 이후에는 지연값(CD)이 급격하게 증가하였다. 즉, 이는 터치 상태라는 것을 의미하므로 강도 결정부(320)는 t2 시점 이후에는 제1 강도값(NTS)을 변경하지 않는다.
도 8은 도 4에 나타낸 본 발명의 센서의 터치 결정부(300)의 강도 결정부(320)에서 제2 강도값(TS)을 결정하는 방법의 실시예를 설명하기 위한 순서도를 나타낸 것이다.
도 8을 참고하여 제2 강도값(TS)을 결정하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 강도 결정부(320)는 제2 강도값(TS)이 0인지 여부를 판단한다(S21 단계). 만일, 제2 강도값(TS)이 0이면 강도 결정부(320)는 제1 강도값(NTS)에 소정의 제4 값(D4)을 가산한 값을 제2 강도값(TS)으로 저장한다(S22 단계). 최초 전원 인가 시 또는 센서가 리셋된 경우에 제2 강도값(TS)이 0이 될 수 있다. 이러한 경우에는 제2 강도값(TS)을 제1 강도값(NTS)에 소정의 제4 값(D4)을 가산한 값으로 초기화할 수 있다.
다음으로, 강도 결정부(320)는 판단부(330)로부터 출력되는 터치 신호(touch)를 이용하여 터치 센서가 터치되지 않은 상태인지 여부를 판단한다(S23 단계). 만일, 터치되지 않은 상태이면 터치된 상태의 강도를 나타내는 제2 강도값(TS)을 변경시킬 필요가 없으므로 강도 결정부(320)는 현재의 제2 강도값(TS)을 유지한다(S26 단계).
다음으로, 강도 결정부(320)는 필터부(310)로부터 출력되는 지연값(CD)이 소정의 제2 시간(예를 들면, 7ms)동안 변화가 있는지 여부를 판단한다(S24 단계). 만일, 지연값(CD)이 제2 시간동안 변화가 있으면 강도 결정부(320)는 현재의 제2 강도값(TS)을 유지한다(S26 단계). 따라서, 강도 결정부(320)는 주변 노이즈에 의해 지연값(CD)이 변경됨에 의해 제2 강도값(TS)이 변화하는 것을 방지하는 한편, 환경의 변화(예를 들면 온도의 변화) 또는 커버의 두께의 변화에 의해 터치된 상태의 지연값(CD)이 변경된 경우에는 제2 강도값(TS)을 변경하도록 구성될 수 있다. 상기 제2 시간은 도 6의 S14단계의 제1 시간보다 짧게 설정될 수 있다. 즉, 상술한 바와 같이 제2 강도값(TS)은 터치된 상태에서 변경되는데, 터치된 상태에서는 접촉 물체 에 의한 노이즈가 발생하기 때문에, 터치되지 않은 상태에서 변경되는 제1 강도값(NTS)을 결정하는 경우보다 특정한 지연값(CD)이 유지되는 시간이 짧아야 할 필요가 있기 때문이다.
다음으로, 강도 결정부(320)는 제2 강도값(TS)이 제1 강도값(NTS)에 소정의 제5 값(D5)을 가산한 값보다 작은지 여부를 판단한다(S25 단계). 즉, 강도 결정부(320)는 제2 강도값(TS)과 제1 강도값(NTS)의 차이가 소정의 제5 값(D5) 이상인지 여부를 판단한다. 만일, 제2 강도값(TS)이 제1 강도값(NTS)에 제5 값(D5)을 가산한 값보다 작다면 강도 결정부(320)는 제2 강도값(TS)을 제1 강도값(NTS)에 제5 값(D5)을 가산한 값으로 변경한다(S28 단계). 따라서, 강도 결정부(320)는 제1 강도값(NTS)과 제2 강도값(TS)의 차이가 최소한 소정의 제5 값(D5) 이상이 되도록 제1 강도값(NTS)과 제2 강도값(TS)을 결정할 수 있다.
만일, 제2 강도값(TS)이 제1 강도값(NTS)에 제5 값(D5)을 가산한 값보다 크다면 강도 결정부(320)는 현재의 지연값(CD)을 제2 강도값(TS)으로 저장한다(S27 단계).
강도 결정부(320)에서 제2 강도값(TS)을 결정함에 있어서, 도 8에서 S25 단계 및 S28 단계는 생략하고 실시할 수도 있다. 즉, 강도 결정부(320)는 터치되지 않은 상태인지 여부(S23 단계) 및 지연값(CD)에 변화가 있는지 여부(S24 단계)만을 판단하여 현재의 제2 강도값(TS)을 유지하거나, 제2 강도값(TS)을 현재의 지연값(CD)으로 변경하도록 구성될 수도 있다.
도 9는 도 8에 나타낸 제2 강도값(TS) 결정 방법을 설명하기 위한 타이밍도 를 나타낸 것으로서, 도 8에서 S25 단계 및 S28 단계를 생략하고 실시하는 경우를 나타낸 것이며, 점선은 필터부(310)로부터 출력되는 지연값(CD)을, 실선은 제2 강도값(TS)을 각각 나타낸 것이다.
도 9를 참고하여 제2 강도값(TS) 결정 방법을 설명하면 다음과 같다.
t1 시점에서, 지연값(CD)이 소정의 제2 시간(T2)동안 변화하지 않았으므로, 이 경우 강도 결정부(320)는 제2 강도값(TS)을 t1 시점에서의 지연값(CD)으로 변경한다. 이후, t2 시점이 되기 전에는 지연값(CD)이 제2 기간(T2)동안 변화하지 않은 경우가 없으므로 강도 결정부(320)는 제2 강도값(TS)을 변경하지 않는다. t2 시점에서 판단해보면, 지연값(CD)이 제2 시간(T2)동안 변화하지 않았으므로, 강도 결정부(320)는 다시 제2 강도값(TS)을 t2 시점에서의 지연값(CD)으로 변경한다. t2 시점이 경과한 이후에는 지연값(CD)이 급격하게 감소하였다. 즉, 이는 터치되지 않은 상태라는 것을 의미하므로 강도 결정부(320)는 t2 시점 이후에는 제2 강도값(TS)을 변경하지 않는다.
또한, 상술한 바와 같이, 최초 전원 인가 시 또는 센서가 리셋된 경우에는 제1 강도값(NTS) 및 제2 강도값(TS)이 0이 되며, 이 경우 제1 강도값(NTS)은 현재의 지연값(CD)으로 초기화되고(도 6의 S12 단계), 제2 강도값(TS)은 제1 강도값(NTS)에 소정의 제4 값(D4)을 가산한 값으로 초기화된다(도 8의 S22 단계). 따라서, 최최 전원 인가 시 또는 센서가 리셋된 경우에는 상기 초기화된 제1 강도값(NTS) 및 제2 강도값(TS)을 기초로 문턱값을 계산하고, 문턱값과 지연값을 비교하여 터치된 상태인지 여부를 파악할 수 있다(도 6의 S13 단계 및 도 8의 S23 단 계).
또한, 도 6 내지 도 9에서는 딜레이 방식의 터치 센서의 경우를 예를 들어 설명하였지만, 상술한 바와 같이 임피던스를 측정하는 터치 센서의 경우에도 본 발명을 적용할 수 있다. 이 경우, 강도 결정부(320)는 상술한 바와 같이 기준 신호(ref)와 감지 신호(sen)의 지연 시간차에 대응하는 지연값 대신 측정된 임피던스에 대응하는 값을 이용하여 제1 강도값(NTS) 및 제2 강도값(TS)을 결정하게 된다.
도 10은 도 4에 나타낸 본 발명의 터치 센서의 터치 결정부(300)의 다른 실시예의 블록도를 나타낸 것으로서, 터치 결정부(300)는 문턱값 계산부(331) 및 터치 판단부(332)로 구성되어 있다.
도 10에 나타낸 블록들 각각의 기능을 설명하면 다음과 같다.
문턱값 계산부(331)는 강도 결정부(320)로부터 출력된 제1 강도값(NTS) 및 제2 강도값(TS)을 입력하여 문턱값(Th_value)을 계산하여 출력한다. 문턱값(Th_value)은 다음과 같은 수식에 의해 계산될 수 있다.
Figure 112008066140683-pat00001
터치 판단부(332)는 문턱값 계산부(331)로부터 출력된 문턱값(Th_value)과 필터부(310)로부터 출력된 지연값(CD)을 입력하여 터치 여부를 판단하고, 터치 여부를 나타내는 터치 신호(touch)를 출력한다.
예를 들면, 터치 판단부(332)는 지연값(CD)이 소정의 제3 시간 이상 문턱 값(Th_value)보다 큰 경우에는 터치된 것으로 판단하고, 소정의 제4 시간 이상 문턱값(Th_value)보다 작은 경우에는 터치되지 않은 것으로 판단하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 노이즈에 의해 터치되지 않은 상태를 터치된 상태로 잘못 판단하는 것을 방지하기 위해 제3 시간은 제4 시간보다 길도록 구성될 수도 있다. 예를 들면, 제3 시간은 10ms이고, 제4 시간은 4ms일 수 있다. 또한, 터치 판단부(332)는 지연값(CD)이 문턱값(Th_value)에 소정의 제1 오프셋값(Dh1)을 가산한 값보다 크면 터치된 것으로 판단하고, 지연값(CD)이 문턱값(Th_value)에 소정의 제2 오프셋값(Dh2)을 감산한 값보다 작으면 터치되지 않은 것으로 판단하도록 구성될 수도 있다. 또한, 터치 판단부(332)는 상술한 두 가지 방법을 혼용하여 터치 여부를 판단하도록 구성될 수도 있다.
또한, 터치 판단부(332)는 단순하게 지연값(CD)이 문턱값(Th_value)보다 커지면 터치된 것으로 판단하고, 문턱값(Th_value)보다 작아지면 터치되지 않은 것으로 판단하도록 구성될 수도 있다.
도시하지는 않았으나, 문턱값 계산부(331)가 상기 문턱값(Th_value)에 상기 제1 오프셋값(Dh1)을 가산한 제1 문턱값(Th_value1)과 상기 문턱값(Th_value)에 상기 제2 오프셋값(Dh2)을 감산한 제2 문턱값(Th_value2)을 추가적으로 출력하도록 구성될 수도 있으며, 상기 제1 오프셋값(Dh1)과 상기 제2 오프셋값(Dh2)은 동일한 값을 가질 수도 있다. 또한, 제1 문턱값(Th_value1)은 제1 강도값(NTS)에 소정의 제1 오프셋값(Dh1)을 가산하여 계산되고, 제2 문턱값(Th_value2)은 제2 강도값(TS)에 소정의 제2 오프셋값(Dh2)을 감산하여 계산될 수도 있다.
또한, 도시하지는 않았지만, 터치 판단부(332)는 강도 계산부(320)로부터 제1 강도값(NTS) 및 제2 강도값(TS)을 직접적으로 입력받고, 필터부(310)로부터 지연값(CD)을 입력받아 지연값(CD)이 제1 강도값(NTS)보다 일정 값 이상으로 증가하면 터치된 상태로 판단하고, 지연값(CD)이 제2 강도값(TS)보다 일정 값 이상으로 감소하면 터치되지 않은 상태로 판단하도록 구성될 수도 있다. 만일, 터치 판단부(332)에서 이러한 방법만으로 터치 여부를 판단할 경우, 터치 결정부(330)는 도 10에서 문턱값 계산부(331)를 생략하여 구성될 수도 있다. 또한, 터치 판단부(332)는 이러한 방법을 상술한 방법들과 혼용하여 터치 여부를 판단하도록 구성될 수도 있다.
도 11은 도 10에 나타낸 본 발명의 터치 센서의 터치 결정부(300)의 동작을 설명하기 위한 동작 타이밍도로서, 일점 쇄선은 제1 강도값(NTS)을, 이점 쇄선은 제2 강도값(TS)을, 실선은 지연값(CD)을 각각 나타내며, 터치 판단부(332)가 지연값(CD)이 제1 문턱값(Th_value1)보다 크면 터치된 상태로 판단하고, 지연값(CD)이 제2 문턱값(Th_value2)보다 작으면 터치되지 않은 상태로 판단하는 경우를 나타낸 것이다.
도 11을 참고하여 도 10에 나타낸 터치 결정부(300)의 동작을 설명하면 다음과 같다.
t1 시점이 되기 전에는 지연값(CD)이 제1 문턱값(Th_value1) 이하이므로 터치 결정부(300)는 터치되지 않은 상태로 판단하고, 이에 상응하는 터치 신호(touch)를 출력한다. t1 시점에서 지연값(CD)이 제1 문턱값(Th_value1)보다 커지므로, 터치 결정부(300)는 터치된 상태로 판단하고 이에 상응하는 터치 신 호(touch)를 출력한다. t1에서 t2 사이에서는 지연값(CD)이 제2 문턱값((Th_value2) 이상이므로 터치 결정부(300)는 터치 상태로 판단하고, 이에 상응하는 터치 신호(touch)를 출력한다. t2 시점에서 지연값(CD)이 제2 문턱값(Th_value2)보다 작아지므로, 터치 결정부(300)는 터치되지 않은 상태로 판단하고, 이에 상응하는 터치 신호(touch)를 출력한다. t2에서 t3 사이에는 지연값(CD)이 제1 문턱값(Th_value1) 이하이므로 터치 결정부(300)는 터치되지 않은 상태로 판단하고, 이에 상응하는 터치 신호(touch)를 출력하고, t3 시점이 되면 지연값(CD)이 제1 문턱값(Th_value1)보다 커지므로 터치된 상태로 판단하고 이에 상응하는 터치 신호(touch)를 출력한다.
상기 제1 문턱값(Th_value1)과 상기 제2 문턱값(Th_value2)은 상수한 바와 같은 방법으로 제1 강도값(NTS) 및 제2 강도값(TS)을 이용하여 계산될 수 있다.
도 12는 본 발명의 터치 센서의 터치 결정부의 다른 실시예를 나타내는 것으로서, 터치 결정부(301)는 필터부(310), 강도 결정부(320-1), 판단부(330-1) 및 활동 감지부(340)로 구성되어 있다.
도 12에 나타낸 블록들 각각의 기능을 설명하면 다음과 같다.
필터부(310)는 도 4 및 도 5에서 설명한 것과 동일한 기능을 수행한다. 강도 결정부(320-1)는 도 4 및 도 6 내지 9에서 설명한 것과 동일한 방법으로 제1 강도값(NTS) 및 제2 강도값(TS)을 계산하여 출력하고, 활동 감지부(340)로부터 출력되는 제어 신호(con)에 응답하여 동작한다. 판단부(330-1)는 도 4, 도 10 및 도 11에서 설명한 것과 동일한 방법으로 터치 여부를 판단하고, 터치 여부를 나타내는 터 치 신호(touch)를 출력한다. 활동 감지부(340)는 필터부(310)로부터 출력된 지연값(CD)을 입력받고, 지연값(CD)의 변화를 이용하여 터치 센서가 활동 상태인지 여부를 판단하고, 판단 결과에 제어 신호(con)를 출력한다. 예를 들면, 지연값(CD)이 일정 시간동인 일정 범위 내에 있는 경우, 비활동 상태로 판단하고, 이에 상응하는 제어 신호(con)를 출력하도록 구성될 수 있다.
즉, 도 12에 나타낸 본 발명의 터치 센서의 터치 결정부의 다른 실시예는 지연값(CD)의 변화에 응답하여 터치 센서가 활동 상태인지 여부에 따라 제어 신호(con)를 출력하는 활동 감지부(340)를 추가적으로 구비하고, 강도 결정부(320-1) 및/또는 판단부(330-1)가 상기 제어 신호(con)에 응답하여 터치 센서가 활동 상태인 경우에만 동작하도록 함으로써 전력 소모를 최소화할 수 있다.
도시하지는 않았지만, 활동 감지부(340)는 필터부(310)의 제1 선형 필터(311)로부터 출력되는 제1 필터링 데이터(data1)(또는 비선형 필터(312)로부터 출력되는 제2 필터링 데이터(data2))를 입력받아 터치 센서가 활동 상태인지 여부를 판단하도록 구성될 수도 있다.
또한, 도시하지는 않았지만, 활동 감지부(340)로부터 출력되는 제어 신호(con)는 터치 센서 외부로 출력되어 터치 센서를 구비하는 입력 장치의 동작을 제어하도록 구성될 수도 있다. 예를 들면, 활동 감지부(340)는 터치 센서가 비활동 상태인 경우에 터치 센서를 구비하는 입력 장치를 구성하는 블록들 중 송수신간 클럭을 동기시키기 위해 프리 앰플(pre-ample)을 송신하는 블록만 동작하도록 제어 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 이와 같이 구성될 경우, 입력 장치의 파워 다 운(power down)에 의한 응답 속도가 저하되는 것을 방지할 수 있으므로, 입력 장치의 응답 속도를 향상시킬 수 있다.
또한, 도시하지는 않았지만, 활동 감지부(340)는 판단부(330-1)로부터 출력되는 터치 신호(touch)를 입력하여 터치 센서를 구비하는 입력 장치를 웨이크 업(wake up)시키기 위한 웨이크 업 신호를 출력하도록 구성될 수도 있다. 예를 들면, 활동 감지부(340)는 터치 신호(touch)를 입력하여 탭핑(tapping)이 감지되면, 즉, 터치된 상태와 터치되지 않은 상태가 소정의 반복 주기 이상으로 소정 횟수 이상 반복되면 입력 장치를 웨이크 업시키기 위한 웨이크 업 신호를 출력하도록 구성될 수도 있다.
또한, 상기에서는 터치 센서를 예를 들어 설명하였지만 근접 센서의 경우에도 본 발명을 적용할 수 있다. 근접 센서는 접근하는 물체 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무를 기계적 접촉 없이 검출하는 센서이며, 근접 센서들 중 임피던스의 변화를 감지하여 근접 여부를 판단하는 근접 센서는 구조적으로 임피던스를 감지하는 터치 센서와 매우 유사하다. 즉, 임피던스 감지형 터치 센서의 감도를 매우 높게 설정하여 근접 센서로 사용할 수도 있다. 또한, 센싱 감도를 높게 설정하지 않더라도 복수개의 터치 센서를 전기적으로 연결하여 감지 면적을 증가시킴으로서 감도를 증가시켜 근접 센서로 사용할 수도 있다. 본 발명이 근접 센서에 적용되는 경우에는 터치 여부에 따라 제1 강도값(NTS) 또는 제2 강도값(TS)을 가변하는 것이 아니라 근접 여부에 따라 제1 강도값(NTS) 또는 제2 강도값(TS)을 가변하고, 제1 강도값(NTS) 및 제2 강도값(TS)을 이용하여 계산한 문턱값을 이용하여 근접 여부를 판단하게 된다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 터치 센서의 실시예의 구성을 나타내는 것이다.
도 2는 도 1에 나타낸 본 발명의 터치 센서의 감지 신호 출력부(100)의 실시예의 구성을 나타내는 것이다.
도 3은 도 1에 나타낸 본 발명의 터치 센서의 센싱 시간 측정부(200)의 실시예의 구성을 나타내는 것이다.
도 4는 도 1에 나타낸 본 발명의 터치 센서의 터치 결정부(300)의 실시예의 구성을 나타내는 것이다.
도 5는 도 4에 나타낸 본 발명의 터치 센서의 터치 결정부(300)의 필터부(310)의 실시예의 구성을 나타내는 것이다.
도 6은 도 4에 나타낸 본 발명의 터치 센서의 터치 결정부(300)의 강도 결정부(320)의 제1 강도값 결정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 도 6에 나타낸 제1 강도값 결정 방법을 설명하기 위한 동작 타이밍도이다.
도 8은 도 4에 나타낸 본 발명의 터치 센서의 터치 결정부(300)의 강도 결정부(320)의 제2 강도값 결정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 9는 도 8에 나타낸 제2 강도값 결정 방법을 설명하기 위한 동작 타이밍도이다.
도 10은 도 4에 나타낸 본 발명의 터치 센서의 터치 결정부(300)의 판단부(330)의 실시예의 구성을 나타내는 것이다.
도 11은 도 10에 나타낸 판단부(330)의 동작을 설명하기 위한 동작 타이밍도이다.
도 12는 도 4에 나타낸 본 발명의 터치 센서의 터치 결정부(300)의 다른 실시예의 구성을 나타내는 것이다.

Claims (48)

  1. 물체의 터치 또는 근접 여부에 따라 가변되는 센싱 데이터를 출력하는 센싱 데이터 출력부; 및
    문턱값과 상기 센싱 데이터를 비교하여 터치 또는 근접 여부를 인식하고, 상기 센싱 데이터를 이용하여 터치 또는 근접되지 않은 상태의 상기 센싱 데이터의 값을 나타내는 제1 강도값 및 터치 또는 근접된 상태의 상기 센싱 데이터의 값을 나타내는 제2 강도값을 가변시키고, 상기 제1 강도값 및 상기 제2 강도값을 이용하여 상기 문턱값을 가변시키고, 터치 및 근접 여부를 나타내는 출력 신호를 출력하는 결정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 센서.
  2. 제1항에 있어서, 상기 센싱 데이터 출력부는
    상기 물체의 터치 또는 근접 여부에 따라 가변되는 임피던스를 측정하고, 상기 측정된 임피던스에 대응하는 값을 상기 센싱 데이터로 출력하는 것을 특징으로 하는 센서.
  3. 제1항에 있어서, 상기 센싱 데이터 출력부는
    기준 신호 및 물체의 터치 또는 근접 여부에 따라 상기 기준 신호보다 소정 시간 지연되는 감지 신호를 출력하는 감지 신호 출력부; 및
    상기 감지 신호와 상기 기준 신호의 지연 시간차를 검출하고, 상기 지연 시간차에 대응하는 지연 데이터를 상기 센싱 데이터로 출력하는 지연 시간 측정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 센서.
  4. 제3항에 있어서, 상기 감지 신호 출력부는
    기준 클럭 신호를 발생하는 기준 클럭 발생부;
    상기 기준 클럭 신호를 입력하여 상기 기준 신호를 출력하는 기준 신호 발생부; 및
    패드를 구비하고, 상기 패드에 접촉 물체가 터치 또는 근접되면 상기 기준 클럭 신호를 지연시켜 상기 감지 신호를 출력하는 감지 신호 발생부를 구비하는 것을 특징으로 하는 센서.
  5. 제3항에 있어서, 상기 지연 시간 측정부는
    복수개의 종속 연결된 지연 소자들을 구비하고, 상기 기준 신호에 응답하여 서로 다른 지연 시간을 가지는 복수개의 지연 신호들 및 상기 기준 신호의 궤환 횟수를 나타내는 반복 카운팅 신호를 출력하는 딜레이 체인부;
    상기 기준 신호에 응답하여 리셋 신호를 출력하고, 상기 감지 신호에 응답하여 카운팅 중지 신호를 출력하고, 상기 복수개의 지연 신호들의 에지의 개수에 대응하는 코드 신호를 출력하는 에지 감지부; 및
    상기 반복 카운팅 신호 및 상기 코드 신호를 디코딩하여 상기 기준 신호와 상기 감지 신호의 지연 시간차에 대응하는 상기 지연 데이터를 출력하는 디코더를 구비하는 것을 특징으로 하는 센서.
  6. 제5항에 있어서, 상기 딜레이 체인부는
    상기 기준 신호, 상기 카운팅 중지 신호 및 궤환 신호를 논리곱하여 상기 복수개의 지연 신호들 중 첫 번째 지연 신호를 출력하는 스위치;
    상기 첫 번째 지연 신호를 입력하고 지연시켜 상기 복수개의 지연 신호들 중 해당하는 지연 신호를 각각 출력하는 상기 복수개의 지연 소자들을 구비하는 딜레이 체인;
    상기 복수개의 지연 소자들 중 마지막 지연 소자에서 출력되는 지연 신호를 반전하여 상기 궤환 신호를 출력하는 인버터; 및
    상기 리셋 신호에 응답하여 리셋되고, 상기 궤환 신호의 에지를 카운팅하여 상기 반복 카운팅 신호를 발생하고, 상기 카운팅 중지 신호에 응답하여 상기 반복 카운팅 신호를 상기 디코더로 출력하는 카운터를 구비하는 것을 특징으로 하는 센서.
  7. 제1항에 있어서, 상기 결정부는
    상기 센싱 데이터를 입력하여 센싱값을 출력하는 필터부;
    상기 센싱값을 이용하여 터치 또는 근접되지 않은 상태에서는 상기 제2 강도값은 가변시키지 않고 상기 제1 강도값은 가변시켜 출력하고, 터치 또는 근접된 상태에서는 상기 제1 강도값은 가변시키지 않고 상기 제2 강도값은 가변시켜 출력하 는 강도 결정부; 및
    상기 제1 강도값 및 상기 제2 강도값을 입력하여 상기 문턱값을 계산하고, 상기 문턱값과 상기 센싱값를 비교하여 터치 또는 근접 여부를 판단하고, 상기 출력 신호를 출력하는 판단부를 구비하는 것을 특징으로 하는 센서.
  8. 제7항에 있어서, 상기 필터부는
    상기 센싱 데이터를 제1 샘플링 레이트로 입력하고 노이즈를 제거하여 상기 센싱값으로 출력하는 선형 필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 센서.
  9. 제7항에 있어서, 상기 필터부는
    상기 센싱 데이터를 제1 샘플링 레이트로 입력하고 노이즈를 제거하여 제1 필터링 데이터로 출력하는 선형 필터; 및
    상기 제1 필터링 데이터를 입력하여 샘플간 변화 크기를 제한하거나, 복수개의 샘플들을 합하여 상기 센싱값으로 출력하는 비선형 필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 센서.
  10. 제7항에 있어서, 상기 필터부는
    상기 센싱 데이터를 제1 샘플링 레이트로 입력하고 노이즈를 제거하여 제1 필터링 데이터로 출력하는 선형 필터; 및
    상기 제1 필터링 데이터를 상기 제1 샘플링 레이트보다 낮은 제2 샘플링 레 이트로 입력하고 노이즈를 제거하여 상기 센싱값으로 출력하는 제2 선형 필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 센서.
  11. 제7항에 있어서, 상기 필터부는
    상기 센싱 데이터를 제1 샘플링 레이트로 입력하고 노이즈를 제거하여 제1 필터링 데이터로 출력하는 제1 선형 필터;
    상기 제1 필터링 데이터를 입력하여 샘플간 변화 크기를 제한하거나, 복수개의 샘플들을 합하여 제2 필터링 데이터로 출력하는 비선형 필터; 및
    상기 제2 필터링 데이터를 상기 제1 샘플링 레이트보다 낮은 제2 샘플링 레이트로 입력하고 노이즈를 제거하여 상기 센싱값으로 출력하는 제2 선형 필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 센서.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1 선형 필터 및 상기 제2 선형 필터는
    저역 통과 필터인 것을 특징으로 하는 센서.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제1 선형 필터 및 상기 제2 선형 필터는
    대역 통과 필터인 것을 특징으로 하는 센서.
  14. 제7항에 있어서, 상기 강도 결정부는
    상기 제1 강도값이 0이면 상기 제1 강도값을 상기 센싱값으로 변경하고, 상 기 제2 강도값이 0이면 상기 제2 강도값을 상기 센싱값에 소정의 제1값을 가산한 값으로 변경하는 것을 특징으로 하는 센서.
  15. 제14항에 있어서, 상기 강도 결정부는
    터치 또는 근접되지 않은 상태에서 상기 센싱값이 소정의 제1 시간동안 변화하면 상기 제1 강도값을 변경하지 않고, 상기 센싱값이 상기 제1 시간동안 변화하지 않으면 상기 제1 강도값을 상기 센싱값으로 변경하는 것을 특징으로 하는 센서.
  16. 제14항에 있어서, 상기 강도 결정부는
    터치 또는 근접되지 않은 상태에서 상기 제2 강도값이 소정의 제2값보다 작으면 상기 제1 강도값을 변경하지 않고, 상기 제2 강도값이 상기 제2값보다 크면 상기 제1 강도값을 상기 센싱값으로 변경하는 것을 특징으로 하는 센서.
  17. 제14항에 있어서, 상기 강도 결정부는
    터치 또는 근접되지 않은 상태에서 상기 제1 강도값과 상기 센싱값의 차이가 소정의 제3값보다 작으면 상기 제1 강도값을 변경하지 않고, 상기 제1 강도값과 상기 센싱값의 차이가 상기 제3값보다 크면 상기 제1 강도값을 상기 센싱값으로 변경하는 것을 특징으로 하는 센서.
  18. 제14항에 있어서, 상기 강도 결정부는
    터치 또는 근접되지 않은 상태에서 상기 센싱값이 소정의 제1 시간동안 변화하면 상기 제1 강도값을 변경하지 않고, 상기 센싱값이 상기 제1 시간동안 변화하지 않는 경우에, 상기 제1 강도값이 상기 센싱값보다 크면 상기 제1 강도값을 상기 제1 강도값에 소정의 제4값을 가산한 값으로 변경하고, 상기 제1 강도값이 상기 센싱값보다 작으면 상기 제1 강도값을 상기 제1 강도값에 상기 제4값을 감산한 값으로 변경하는 것을 특징으로 하는 센서.
  19. 제14항에 있어서, 상기 강도 결정부는
    터치 또는 근접되지 않은 상태에서 상기 제2 강도값이 소정의 제2값보다 작으면 상기 제1 강도값을 변경하지 않고, 상기 제2 강도값이 상기 제2값보다 큰 경우에, 상기 제1 강도값이 상기 센싱값보다 크면 상기 제1 강도값을 상기 제1 강도값에 소정의 제4값을 가산한 값으로 변경하고, 상기 제1 강도값이 상기 센싱값보다 작으면 상기 제1 강도값을 상기 제1 강도값에 상기 제4값을 감산한 값으로 변경하는 것을 특징으로 하는 센서.
  20. 제14항에 있어서, 상기 강도 결정부는
    터치 또는 근접되지 않은 상태에서 상기 제1 강도값과 상기 센싱값의 차이가 소정의 제3값보다 작으면 상기 제1 강도값을 변경하지 않고, 상기 제1 강도값과 상기 센싱값의 차이가 상기 제3값보다 큰 경우에, 상기 제1 강도값이 상기 센싱값보다 크면 상기 제1 강도값을 상기 제1 강도값에 소정의 제4값을 가산한 값으로 변경하고, 상기 제1 강도값이 상기 센싱값보다 작으면 상기 제1 강도값을 상기 제1 강도값에 상기 제4값을 감산한 값으로 변경하는 것을 특징으로 하는 센서.
  21. 제14항에 있어서, 상기 강도 결정부는
    터치 또는 근접된 상태에서 상기 센싱값이 소정의 제2 시간동안 변화하면 상기 제2 강도값을 가변시키지 않고, 상기 센싱값이 상기 제2 시간동안 변화하지 않으면 상기 제2 강도값을 상기 센싱값으로 변경하는 것을 특징으로 하는 센서.
  22. 제21항에 있어서, 상기 강도 결정부는
    터치 또는 근접된 상태에서 상기 제2 강도값이 상기 제1 강도값에 소정의 제5값을 가산한 값보다 크면 상기 제2 강도값을 상기 센싱값으로 변경하고, 상기 제2 강도값이 상기 제1 강도값에 상기 제5값을 가산한 값보다 작으면 상기 제2 강도값을 상기 제1 강도값에 상기 제5값을 가산한 값으로 변경하는 것을 특징으로 하는 센서.
  23. 제7항에 있어서, 상기 판단부는
    상기 제1 강도값 및 상기 제2 강도값을 입력하여 상기 문턱값을 계산하는 문턱값 계산부; 및
    상기 센싱값과 상기 문턱값을 비교하여 터치 또는 근접 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 출력 신호를 출력하는 판단부를 구비하는 것을 특징으로 하는 센서.
  24. 제23항에 있어서, 상기 문턱값은
    제1 문턱값 및 제2 문턱값으로 구성되고,
    상기 문턱값 계산부는 상기 문턱값에 소정의 제1 오프셋을 가산한 제1 문턱값 및 상기 문턱값에 소정의 제2 오프셋을 감산한 제2 문턱값을 출력하고,
    상기 판단부는 터치 또는 근접되지 않은 상태에서 상기 센싱값이 상기 제1 문턱값보다 커지면 터치 또는 근접된 것으로 판단하고, 터치 또는 근접된 상태에서 상기 센싱값이 상기 제2 오프셋보다 작아지면 터치 또는 근접되지 않은 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 센서.
  25. 제23항에 있어서, 상기 판단부는
    터치 또는 근접되지 않은 상태에서 상기 센싱값이 상기 문턱값보다 제3 시간동안 크면 터치 또는 근접된 것으로 판단하고, 터치 또는 근접된 상태에서 상기 센싱값이 상기 문턱값보다 상기 제3 시간보다 짧은 제4 시간동안 작으면 터치 또는 근접되지 않은 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 센서.
  26. 제7항에 있어서, 상기 판단부는
    상기 제1 강도값, 상기 제2 강도값, 및 상기 센싱값을 입력하여 터치 또는 근접되지 않은 상태에서 상기 센싱값이 상기 제1 강도값에 제6값을 가산한 값 이상 으로 커지면 터치 또는 근접된 것으로 판단하고, 터치 또는 근접된 상태에서 상기 센싱값이 상기 제2 강도값에 제7값을 감산한 값 이하로 작아지면 터치 또는 근접되지 않은 것으로 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 출력 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 센서.
  27. 제7항에 있어서, 상기 결정부는
    상기 센싱값을 입력하여 상기 센싱값이 소정 시간동안 일정한 범위 내에 있으면 상기 터치 센서가 비활동 상태라고 판단하고 제어 신호를 활성화하는 활동 감지부를 추가적으로 구비하고,
    상기 강도 결정부, 또는 상기 판단부, 또는 상기 강도 결정부 및 상기 판단부는 상기 제어 신호가 활성화되면 동작을 정지하는 것을 특징으로 하는 센서.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 제어 신호를 외부로 출력하여 외부의 입력 장치의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 센서.
  29. 제7항에 있어서, 상기 결정부는
    상기 출력 신호를 입력하여 탭핑 여부를 감지하고, 탭핑이 감지되면 웨이크 업 신호를 발생하는 활동 감지부를 추가적으로 구비하는 것을 특징으로 하는 센서.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 웨이크 업 신호를 외부로 출력하여 외부의 입력 장치를 웨이크 업시키는 것을 특징으로 하는 센서.
  31. 물체의 터치 또는 근접 여부에 따라 가변되는 센싱값을 계산하는 센싱값 계산 단계;
    제1 강도값이 0이면 상기 제1 강도값을 상기 센싱값으로 변경하고, 제2 강도값이 0이면 상기 제2 강도값을 상기 센싱값에 소정의 제1값을 가산한 값으로 변경하는 초기화 단계;
    터치 또는 근접되지 않은 상태에서 상기 센싱값을 입력하여 상기 제1 강도값을 가변시키는 제1 강도값 가변 단계;
    터치 또는 근접된 상태에서 상기 센싱값을 입력하여 상기 제2 강도값을 가변시키는 제2 강도값 가변 단계;
    상기 제1 강도값 및 상기 제2 강도값을 입력하여 문턱값을 계산하는 문턱값 계산 단계; 및
    상기 문턱값과 상기 센싱값을 비교하여 터치 또는 근접 여부를 인식하는 인식 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 센싱 방법.
  32. 제31항에 있어서, 상기 센싱값은
    물체의 터치 또는 근접에 따라 가변되는 임피던스에 대응하는 값인 것을 특 징으로 하는 센싱 방법.
  33. 제31항에 있어서, 상기 센싱값은
    기준 신호와 물체가 터치 또는 근접된 경우 상기 기준 신호보다 소정 시간 센싱되는 감지 신호의 지연 시간차에 대응하는 값인 것을 특징으로 하는 센싱 방법.
  34. 제31항에 있어서, 상기 제1 강도값 가변 단계는
    상기 센싱값이 소정의 제1 시간동안 변화하면 상기 제1 강도값을 변경하지 않고, 상기 센싱값이 상기 제1 시간동안 변화하지 않으면 상기 제1 강도값을 상기 센싱값으로 변경하는 것을 특징으로 하는 센싱 방법.
  35. 제31항에 있어서, 상기 제1 강도값 가변 단계는
    상기 제2 강도값이 소정의 제2값보다 작으면 상기 제1 강도값을 변경하지 않고, 상기 제2 강도값이 상기 제2값보다 크면 상기 제1 강도값을 상기 센싱값으로 변경하는 것을 특징으로 하는 센싱 방법.
  36. 제31항에 있어서, 상기 제1 강도값 가변 단계는
    상기 제1 강도값과 상기 센싱값의 차이가 소정의 제3값보다 작으면 상기 제1 강도값을 변경하지 않고, 상기 제1 강도값과 상기 센싱값의 차이가 상기 제3값보다 크면 상기 제1 강도값을 상기 센싱값으로 변경하는 것을 특징으로 하는 센싱 방법.
  37. 제31항에 있어서, 상기 제1 강도값 가변 단계는
    상기 센싱값이 소정의 제1 시간동안 변화하면 상기 제1 강도값을 변경하지 않고, 상기 센싱값이 상기 제1 시간동안 변화하지 않는 경우에, 상기 제1 강도값이 상기 센싱값보다 크면 상기 제1 강도값을 상기 제1 강도값에 소정의 제4값을 가산한 값으로 변경하고, 상기 제1 강도값이 상기 센싱값보다 작으면 상기 제1 강도값을 상기 제1 강도값에 상기 제4값을 감산한 값으로 변경하는 것을 특징으로 하는 센싱 방법.
  38. 제31항에 있어서, 상기 제2 강도값 가변 단계는
    상기 센싱값이 소정의 제2 시간동안 변화하면 상기 제2 강도값을 변경하지 않고, 상기 센싱값이 상기 제2 시간동안 변화하지 않으면 상기 제2 강도값을 상기 센싱값으로 변경하는 것을 특징으로 하는 센싱 방법.
  39. 제38항에 있어서, 상기 제2 강도값 가변 단계는
    상기 제2 강도값이 상기 제1 강도값에 소정의 제5값을 가산한 값보다 크면 상기 제2 강도값을 상기 센싱값으로 변경하고, 상기 제2 강도값이 상기 제1 강도값에 상기 제5값을 가산한 값보다 작으면 상기 제2 강도값을 상기 제1 강도값에 상기 제5값을 가산한 값으로 변경하는 것을 특징으로 하는 센싱 방법.
  40. 제31항에 있어서, 상기 인식 단계는
    터치 또는 근접되지 않은 상태에서 상기 센싱값이 상기 문턱값보다 제3 시간동안 크면 터치 또는 근접된 것으로 판단하고, 터치 또는 근접된 상태에서 상기 센싱값이 상기 문턱값보다 상기 제3 시간보다 짧은 제4 시간동안 작으면 터치 또는 근접되지 않은 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 센싱 방법.
  41. 제40항에 있어서, 상기 문턱값은
    제1 문턱값 및 제2 문턱값으로 구성되고,
    상기 문턱값 계산 단계는 상기 문턱값에 소정의 제1 오프셋을 가산한 값을 제1 문턱값으로 계산하고, 상기 문턱값에 소정의 제2 오프셋을 감산한 값을 제2 문턱값으로 계산하고,
    상기 인식 단계는 터치 또는 근접되지 않은 상태에서 상기 센싱값이 상기 제1 문턱값보다 커지면 터치 또는 근접된 것으로 판단하고, 터치 또는 근접된 상태에서 상기 센싱값이 상기 제2 문턱값보다 작아지면 터치 또는 근접되지 않은 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 센싱 방법.
  42. 제31항에 있어서, 상기 문턱값은
    제1 문턱값 및 제2 문턱값으로 구성되고,
    상기 문턱값 계산 단계는 상기 제1 강도값에 소정의 제1 오프셋을 가산한 값 을 제1 문턱값으로 계산하고, 상기 제2 강도값에 소정의 제2 오프셋을 감산한 값을 제2 문턱값으로 계산하고,
    상기 인식 단계는 터치 또는 근접되지 않은 상태에서 상기 센싱값이 상기 제1 문턱값보다 커지면 터치 또는 근접된 것으로 판단하고, 터치 또는 근접된 상태에서 상기 센싱값이 상기 제2 문턱값보다 작아지면 터치 또는 근접되지 않은 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 센싱 방법.
  43. 터치 또는 근접 여부에 따라 가변되는 센싱 데이터를 제1 샘플링 레이트로 입력하고 노이즈를 제거하여 제1 필터링 데이터를 출력하는 제1 선형 필터; 및
    상기 제1 선형 필터에 종속 연결되고, 상기 제1 필터링 데이터를 입력하고 필터링하여 제2 필터링 데이터를 출력하는 제2 필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 센서의 필터.
  44. 제43항에 있어서, 상기 제2 필터는
    상기 제1 필터링 데이터를 입력하여 샘플간 변화 크기를 제한하거나 복수개의 샘플들을 합하여 상기 제2 필터링 데이터로 출력하는 비선형 필터인 것을 특징으로 하는 센서의 필터.
  45. 제43항에 있어서, 상기 제2 필터는
    상기 제1 필터링 데이터를 상기 제1 샘플링 레이트보다 낮은 제2 샘플링 레 이트로 입력하고 노이즈를 제거하여 상기 제2 필터링 데이터로 출력하는 제2 선형 필터인 것을 특징으로 하는 센서의 필터.
  46. 제44항에 있어서, 상기 센서의 필터는
    상기 제2 필터링 데이터를 상기 제1 샘플링 레이트보다 낮은 제2 샘플링 레이트로 입력하고 노이즈를 제거하여 센싱값으로 출력하는 제2 선형 필터를 추가적으로 구비하는 것을 특징으로 하는 센서의 필터.
  47. 제46항에 있어서, 상기 제1 선형 필터 및 상기 제2 선형 필터는
    저역 통과 필터인 것을 특징으로 하는 센서의 필터.
  48. 제46항에 있어서, 상기 제1 선형 필터 및 상기 제2 선형 필터는
    대역 통과 필터인 것을 특징으로 하는 센서의 필터.
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