KR102249736B1 - 센서 패널 구동 방법 및 이를 지원하는 장치 - Google Patents

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Abstract

구동 신호에 따른 전기장을 형성하고, 상기 전기장 변화에 따른 센싱 기능을 지원하는 센서 패널, 직교주파수 분할 다중 방식 및 코드 분할 다중 방식이 혼용된 코드 시퀀스를 가지며 상기 센서 패널 구동과 관련하여 PAPR이 지정된 값 이상인 구동 신호를 상기 센서 패널에 공급하도록 제어하는 센서 운용 모듈을 포함하는 전자 장치와 이의 운용 방법이 개시된다. 이 외에도 명세서를 통해 파악되는 다양한 실시 예가 가능하다.

Description

센서 패널 구동 방법 및 이를 지원하는 장치{sensor panel driving method and electronic device supporting the same}
다양한 실시 예들은 센서 패널 운용과 관련된다.
기존의 스마트폰과 같은 전자 장치는, 입력 수단으로서 센서 패널을 포함하고 있다. 센서 패널은 접촉되는 물체의 위치를 감지할 수 있도록 운용된다.
상술한 종래의 센서 패널은 패널 구동과 관련된 송신 모듈에서 일정 전압의 신호를 공급하고, 패널 구동과 관련된 수신 모듈에서 센서 패널에 공급된 신호에 대응되는 신호를 수신한 후 비교함으로써 접촉 여부 및 접촉 지점을 판단할 수 있다. 이러한 종래 센서 패널은 지정된 주파수 대역의 구동 신호를 패널 전체에 공급하기 때문에, 센싱 속도가 느리고, 전자 장치의 주변 장치들에서 발생하는 신호가 노이즈로 작용하여 에러가 발생하는 등의 문제가 있었다. 또한 종래 센서 패널 운용과 관련하여 전하를 적분하는 전하 증폭기(Charge Amplifier)를 사용하여 신호대잡음비(signal to noise ratio, SNR)를 향상시킬 수 있는 반면, 전하 증폭기가 전하를 적분하는 기간에 반비례해서 센서 패널의 구동 및 센싱 속도가 느려지는 특징이 있다.
다양한 실시 예에서는 직교주파수 분할 다중화 방식과 코드 분할 다중화 방식을 혼용하여 사용한 적어도 하나의 코드 정보를 기반으로 고유한 적어도 하나의 구동 신호를 운용함으로써 다채널 구동 또는 다채널 센싱이 가능한 센서 패널 구동 방법 및 이를 지원하는 장치를 제공함에 있다.
다양한 실시 예에서는 구동 신호 병렬화를 기반으로 개선된 구동속도, 개선된 노이즈 억제 특성, 개선된 민감도, 터치 정확도를 제공하며, 간소화된 하드웨어 구조를 가지는 센서 패널 구동 방법 및 이를 지원하는 장치를 제공함에 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 한 실시 예에 따른 전자 장치는, 구동 신호에 따른 전기장을 형성하고, 상기 전기장 변화에 따른 센싱 기능을 지원하는 센서 패널, 직교주파수 분할 다중 방식 및 코드 분할 다중 방식이 혼용된 코드 시퀀스를 가지며 상기 센서 패널 구동과 관련하여 PAPR이 지정된 값 이상인 구동 신호를 상기 센서 패널에 공급하도록 제어하는 센서 운용 모듈을 포함할 수 있다.
한 실시 예에 따른 센서 패널 운용 방법은 직교주파수 분할 다중 방식 및 코드 분할 다중 방식이 혼용된 코드 시퀀스를 가지며 센서 패널 구동과 관련하여 PAPR이 지정된 값 이상인 구동 신호를 센서 패널에 공급하는 동작, 상기 센서 패널에 공급된 구동 신호에 대응하는 수신 신호를 획득하는 동작, 상기 수신 신호의 채널 평가를 기반으로 센싱 여부 또는 센싱 지점을 검출하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 다양한 실시 예들은 센서 패널을 다채널 동시 구동이 가능하며 또는 다채널 동시 센싱이 가능하도록 지원하여 센싱 속도를 개선할 수 있다.
또한, 다양한 실시 예들은 직교 코드 정보들을 기반으로 하는 구동 신호를 운용함으로써 노이즈에 강한 특성을 제공하며 지정된 주파수 대역의 반송파를 운용하여 주변 하드웨어 장치와의 간섭을 회피할 수 있다.
도 1은 다양한 실시 예에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치를 나타낸다.
도 2는 다양한 실시 예에 따른 센서 운용 모듈과 센서 패널의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 다양한 실시 예에 따른 구동 신호 할당을 설명하는 도면이다.
도 4는 다양한 실시 예에 따른 시간 영역 구동 신호 생성을 설명하는 도면이다.
도 5는 다양한 실시 예에 따른 PAPR를 설명하는 도면이다.
도 6은 다양한 실시 예에 다른 클리핑 처리를 설명하는 도면이다.
도 7은 다양한 실시 예에 따른 최대치 저감 송신신호 합성 처리를 설명하는 도면이다.
도 8은 다양한 실시 예에 따른 왜곡된 직교 신호의 처리를 설명하는 도면이다.
도 9a는 다양한 실시 예에 따른 클리핑과 최대치 저감 송신신호 합성 적용에 따른 신호 변화를 나타낸 도면이다.
도 9b는 다양한 실시 예에 따른 구동 신호의 최적 변환 처리와 관련한 도면이다.
도 10은 다양한 실시 예에 따른 수신 신호 처리와 관련한 도면이다.
도 11은 다양한 실시 예에 따른 수신 신호의 DCT 변환과 관련한 도면이다.
도 12는 다양한 실시 예에 따른 반송파의 선택적 운용이 가능한 전자 장치의 블록도이다.
도 13은 다양한 실시 예에 따른 신호 생성 모듈과 DAC가 배치된 송신 모듈을 포함하는 전자 장치 블록도이다.
도 14는 다양한 실시 예에 따른 반송파 운용이 적용된 전자 장치의 블록도이다.
도 15는 다양한 실시 예에 따른 참조 전극이 배치된 전자 장치의 블록도이다.
도 16은 다양한 실시 예에 따른 센서 패널 운용 방법을 도시한다.
도 17은 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 블록도를 나타낸다.
도 18은 다양한 실시 예에 따른 프로그램 모듈의 블록도를 나타낸다.
이하, 본 발명의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성 요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 문서에서, "가진다", "가질 수 있다", "포함한다", 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성 요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
본 문서에서, "A 또는 B", "A 또는/및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
다양한 실시 예에서 사용된 "제1", "제2", "첫째", 또는 "둘째" 등의 표현들은 다양한 구성 요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 해당 구성 요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 제1 사용자 기기와 제2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
어떤 구성 요소(예: 제1 구성 요소)가 다른 구성 요소(예: 제2 구성 요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성 요소가 상기 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성 요소(예: 제3 구성 요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소(예: 제1 구성 요소)가 다른 구성 요소(예: 제2 구성 요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성 요소와 상기 다른 구성 요소 사이에 다른 구성 요소(예: 제3 구성 요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)", "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)", "~하도록 설계된(designed to)", "~하도록 변경된(adapted to)", "~하도록 만들어진(made to)", 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성(또는 설정)된"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)"것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성(또는 설정)된 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 발명의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치는, 예를 들면, 전자 장치는 스마트폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 전화기(mobile phone), 화상 전화기, 전자책리더기(e-book reader), 데스크탑 PC (desktop PC), 랩탑 PC(laptop PC), 넷북 컴퓨터(netbook computer), 워크스테이션(workstation), 서버, PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라, 또는 웨어러블 장치(wearable device)(예: 스마트 안경, 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 전자 의복, 전자 팔찌, 전자 목걸이, 전자 앱세서리(appcessory), 전자 문신, 스마트 미러, 또는 스마트 와치(smart watch))중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
어떤 실시 예들에서, 전자 장치는 스마트 가전 제품(smart home appliance)일 수 있다. 스마트 가전 제품은, 예를 들면, 텔레비전, DVD 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스(set-top box), 홈 오토매이션 컨트롤 패널(home automation control panel), 보안 컨트롤 패널(security control panel), TV 박스(예: 삼성 HomeSync™, 애플TV™, 또는 구글 TV™), 게임 콘솔(예: Xbox™, PlayStation™), 전자 사전, 전자 키, 캠코더, 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다른 실시 예에서, 전자 장치는, 각종 의료기기(예: 각종 휴대용 의료측정기기(혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 네비게이션(navigation) 장치, GPS 수신기(global positioning system receiver), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트(infotainment) 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치, 자이로콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛(head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 금융 기관의 ATM(automatic teller’s machine), 상점의 POS(point of sales), 또는 사물 인터넷 장치(internet of things)(예: 전구, 각종 센서, 전기 또는 가스 미터기, 스프링클러 장치, 화재경보기, 온도조절기(thermostat), 가로등, 토스터(toaster), 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
어떤 실시 예에 따르면, 전자 장치는 가구(furniture) 또는 건물/구조물의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 수신 장치(electronic signature receiving device), 프로젝터(projector), 또는 각종 계측 기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에서, 전자 장치는 전술한 다양한 장치들 중 하나 또는 그 이상의 조합일 수 있다. 어떤 실시 예에 따른 전자 장치는 플렉서블 전자 장치일 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않으며, 기술 발전에 따른 새로운 전자 장치를 포함할 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 다양한 실시 예에 따른 전자 장치가 설명된다. 본 문서에서, 사용자라는 용어는 전자 장치를 사용하는 사람 또는 전자 장치를 사용하는 장치 (예: 인공지능 전자 장치)를 지칭할 수 있다.
도 1은 다양한 실시 예에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치를 나타낸다.
도 1을 참조하여, 다양한 실시 예에서의 네트워크 환경 내의 전자 장치 100이 기재 된다. 전자 장치 100은 버스 110, 프로세서 120, 메모리 130, 입출력인터페이스 150, 디스플레이 160, 센서 운용 모듈 200 또는 통신 인터페이스 170을 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 전자 장치 100은, 구성 요소들 중 적어도 하나를 생략하거나 다른 구성 요소를 추가적으로 구비할 수 있다.
상술한 전자 장치 100은 적어도 하나의 센서 패널을 포함할 수 있다. 예컨대, 디스플레이 160은 센서 패널 163을 포함할 수 있다. 또는 다양한 실시 예에 따르면, 전자 장치 100은 터치스크린 센서, 지문인식 센서, 펜 인식 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 각 센서는 센서 패널을 포함할 수 있다. 상기 전자 장치 100은 센서 패널 163의 구동 속도와 민감도(sensitivity) 개선과 관련하여 센서 패널 163을 운용하는 센서 운용 모듈 200의 구동 신호에 DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum) 방식을 적용하고 수신 모듈은 챠지(charge)를 적분하는 방식을 적용할 수 있다. 이러한 상기 전자 장치 100은 다채널 송신 및 다채널 수신을 기반으로 한 동시 구동이 가능하여, 센서 패널 163의 크기가 증가하거나, 채널수가 증가하더라도 스캔 속도에 맞는 운용을 용이하게 지원할 수 있다. 또한 상기 전자 장치 100은 센싱 신호의 리포트 레이트(Report rate)가 고정된 경우 스캔 속도를 개선하거나 또는 동시에 처리할 수 있는 노드(예: 전극 라인)의 개수가 많아져 수신 모듈에서 데이터 수집(Data acquisition)에 소요되는 시간을 줄이고, 신호 품질 향상을 위한 신호 처리에 더 많은 시간을 할당할 수 있다. 이에 따라, 상기 전자 장치 100은 신호대잡음비 (Signal to Noise Ratio), 터치센서의 민감도 및 정확도를 향상시킬 수 있다.
상기 전자 장치 100은 센서 패널 163 구동과 관련한 센서 운용 모듈 200 중 송신 모듈의 다채널 구동 신호를 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식과 CDMA(CDM, Code Division Multiplexing)를 혼용한 방식의 구동 신호를 운용하여 수신 모듈에서 구분 및 분리할 수 있다. 이러한 상기 전자 장치 100은 구동 신호로서 복수 개의 각기 다른 주파수를 가진 부반송파(subcarrier)에 직교코드들을 할당하여 분산시켜서 송출할 수 있다. 이에 따라, 전자 장치 100은 특정주파수 대역에서 노이즈에 의한 손실을 받더라도 전체 신호가 받는 손실은 상대적으로 줄일 수 있고, 노이즈 억제 특성을 개선할 수 있다.
또한, 상기 전자 장치 100은 구동 신호를 반송파(carrier)와 베이스밴드 신호가 믹싱된 형태로 운용할 수 있다. 이에 따라, 상기 전자 장치 100은 센서 패널 163 운용과 관련한 다양한 구동 주파수 사용할 수 있어, 다양한 센서 패널들(예: conventional ITO, incell, copper wire, metal mesh, Ag nanowire, fingerprint sensor) 운용을 지원할 수 있다. 상술한 바와 같이 전자 장치 100은 믹서를 이용하여 구동 신호를 고주파 반송파에 실어 센서 패널 163에 제공할 수 있어, 터치스크린 또는 표시 패널 161 등을 통해 유입되는 각종 노이즈(예: florescent lamp noise, travel adaptor noise)가 집중된 저주파(500KHz 이하) 대역을 회피할 수 있다. 이를 기반으로 상기 전자 장치 100은 노이즈에 대한 강건성과 개선된 센서 민감도, 개선된 정확도를 제공할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 전자 장치 100의 센서 운용 모듈 200은 센서 패널 163 운용과 관련한 송신 모듈에 DAC(digital to analog converter)와 송신 드라이버(Tx driver)를 포함하도록 마련하고, 센서 패널 163 운용과 관련한 수신 모듈에 LNA(low noise amplifier), HPF(high pass filter), LPF(low pass filter), VGA(variable gain amplifier), ADC(analog to digital converter) 등을 포함하도록 마련할 수 있다. 상술한 센서 운용 모듈 200은 챠지 트랜스퍼(charge transfer)를 사용하는 센서 운용 모듈과 다른 하드웨어 구조를 제공할 수 있다. 예컨대, 상기 센서 운용 모듈 200은 챠지 트랜스퍼를 위한 스위치 커패시터(switch capacitor) 회로, 챠지 증폭기(charge amplifier) 등을 생략하고, DAC를 채용한 하드웨어 구조를 가질 수 있다.
버스 110은, 예를 들면, 구성 요소들 120-170, 200 등을 서로 연결하고, 구성 요소들 간의 통신(예: 제어 메시지 및/또는 데이터)을 전달하는 회로를 포함할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 버스 110은 입출력 인터페이스 150에서 발생한 센서 운용 모듈 200 활성화와 관련한 이벤트를 프로세서 120 또는 센서 운용 모듈 200에 전달할 수 있다. 버스 110은 센서 운용 모듈 200에서 검출한 센서 패널 163과 관련한 터치 이벤트를 프로세서 120에 전달할 수 있다. 버스 110은 프로세서 120으로부터 터치 이벤트 관련 제어 신호를 메모리 130, 통신 인터페이스 170 또는 디스플레이 160 등에 전달할 수 있다.
프로세서 120은, 중앙처리장치(CPU), AP(application processor), 또는 CP(communication processor) 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 프로세서 120은, 예를 들면, 전자 장치 100의 적어도 하나의 다른 구성 요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 프로세서 120은 입력 이벤트 발생에 대응하여 디스플레이 160을 활성화하고, 센서 패널 163 제어와 관련한 제어 신호를 센서 운용 모듈 200에 전달할 수 있다. 프로세서 120은 센서 운용 모듈 200으로부터 센서 패널 163의 터치 이벤트를 수신하고, 터치 이벤트의 종류에 대응하는 신호 처리를 수행할 수 있다. 예컨대, 프로세서 120은 터치 이벤트 종류에 대응하여 홈 화면을 디스플레이 160에 출력하거나, 외부전자 장치 104와 통신 채널을 형성할 수 있다. 또는 프로세서 120은 터치 이벤트 종류에 대응하여 센서 패널 163의 운용 방식을 변경할 수 있다.
한 실시 예에 따르면, 프로세서 120은 디스플레이 160에 출력되는 화면의 종류 또는 특성에 따라 센서 패널 163 운용과 관련한 구동 신호의 채널 수 또는 센서 패널 163 운용과 관련한 수신 모듈의 수신 채널 수를 조정할 수 있다. 예컨대, 프로세서 120은 센서 패널 163에서 감지되어야 하는 센싱 영역의 크기와 구분된 센싱 영역의 개수에 따라 메모리 130에 저장된 설정 정보를 참조하여 채널 수를 조정할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 프로세서 120은 전자 장치 100의 통신 상태 또는 지정된 주파수 대역의 신호를 기반으로 운용되는 하드웨어의 운용 상태와 메모리 130에 저장된 설정 정보를 기반으로 센서 패널 163의 반송파 적용 여부를 결정할 수 있다.
메모리 130은, 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 메모리 130은, 예를 들면, 전자 장치 100의 적어도 하나의 다른 구성 요소에 관계된 명령 또는 데이터를 저장할 수 있다. 예컨대, 메모리 130은 센서 패널 163 운용과 관련한 신호 정보를 저장할 수 있다.
신호 정보는 예컨대, 직교 주파수 분할 다중화 방식 및 코드 분할 다중화 방식을 혼용하여 생성된 코드 정보(또는 코드 시퀀스)를 기반으로 생성될 수 있다. 또한 신호 정보는 상기 코드 정보에 대한 클리핑(clipping) 및 최대치 저감 송신신호 합성(peak reducing transmit signal composition)이 적용된 정보일 수 있다. 다양한 실시 예 예에 따르면, 상기 신호 정보를 생성하는 하드웨어 모듈이 센서 운용 모듈 200에 포함되도록 마련되는 경우 상기 신호 정보는 메모리 130에 저장되지 않고, 센서 패널 163 운용 시 실시간으로 생성되어 제공될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 메모리 130은 센서 패널 163 운용 방식에 대한 설정 정보를 저장할 수 있다. 설정 정보는 센서 패널 163의 구동 신호를 공급하는 송신 채널 수, 수신 채널 수에 대한 정보, 송수신 채널 조합에 따른 임피이던스 정보, 지연시간 정보를 포함할 수 있다. 또한, 설정 정보는 센서 패널 163에 공급되는 신호의 반송파 적용과 관련한 믹서 운용 설정, 믹서 미사용 설정 등을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 메모리 130은 소프트웨어 및/또는 프로그램 140을 저장할 수 있다. 프로그램 140은, 예를 들면, 커널 141, 미들웨어 143, API(application programming interface) 145, 및/또는 어플리케이션 프로그램(또는 "어플리케이션") 147 등을 포함할 수 있다. 커널 141, 미들웨어 143, 또는 API 145의 적어도 일부는, 운영 시스템(operating system, OS)이라고 불릴 수 있다.
커널 141은, 예를 들면, 다른 프로그램들(예: 미들웨어 143, API 145, 또는 어플리케이션 프로그램 147)에 구현된 동작 또는 기능을 실행하는 데 사용되는 시스템 리소스들(예: 버스 110, 프로세서 120, 메모리 130, 센서 운용 모듈 200 등)을 제어 또는 관리할 수 있다. 또한, 커널 141은 미들웨어 143, API 145, 또는 어플리케이션 프로그램 147에서 전자 장치 100의 개별 구성요소에 접근함으로써, 시스템 리소스들을 제어 또는 관리할 수 있는 인터페이스를 제공할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 커널 141은 센서 패널 163의 제어와 관리에 필요한 인터페이스를 제공할 수 있다. 또한, 커널 141은 센서 패널 163을 기반으로 획득된 수신 신호(또는 센서 신호)의 처리와 운용에 필요한 인터페이스 등을 제공할 수 있다.
미들웨어 143은, 예를 들면, API 145 또는 어플리케이션 프로그램 147이 커널 141과 통신하여 데이터를 주고받을 수 있도록 중개 역할을 수행할 수 있다. 또한, 미들웨어 143은 어플리케이션 프로그램 147로부터 수신된 하나 이상의 작업 요청들을 우선 순위에 따라 처리할 수 있다. 예를 들면, 미들웨어 143은 어플리케이션 프로그램 147 중 적어도 하나에 전자 장치 100의 시스템 리소스(예: 버스 110, 프로세서 120, 또는 메모리 130 등)를 사용할 수 있는 우선 순위를 부여할 수 있다. 예컨대, 미들웨어 143은 상기 적어도 하나에 부여된 우선 순위에 따라 상기 하나 이상의 작업 요청들을 처리함으로써, 상기 하나 이상의 작업 요청들에 대한 스케쥴링 또는 로드 밸런싱 등을 수행할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 미들웨어 143은 센서 패널 163에 제공할 신호 정보(예: OFDM과 CDMA 방식이 혼용된 코드 시퀀스 또는 코드 시퀀스에 의해 생성되는 신호에 클리핑, 최대치 저감 송신신호 합성 등이 적용된 신호 정보)를 메모리 130으로부터 획득하거나 또는 생성하는 작업의 처리, 신호 정보에 대응하는 구동 신호를 센서 패널 163에 공급하고 그에 대응하여 획득된 수신 신호의 처리 작업 등을 수행할 수 있다.
API 145는, 예를 들면, 어플리케이션 147이 상기 커널 141 또는 미들웨어 143에서 제공되는 기능을 제어하기 위한 인터페이스로, 예를 들면, 데이터 제어, 센서 운용 제어, 화상 처리, 또는 화상, 센서 데이터 처리 등을 위한 적어도 하나의 인터페이스 또는 함수(예: 명령어)를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, API 145는 센서 패널 163 운용과 관련한 창 제어, 센서 채널 제어, 센서 스캔 제어 등에 필요한 인터페이스 또는 함수를 가지는 API, 신호 정보 생성과 관련한 제어 API, 신호 정보 저장 및 제공과 관련한 제어 API 등을 포함할 수 있다. 또한 API 145는 센서 패널 163에서 획득된 수신 신호 처리와 관련한 API를 포함할 수 있다.
입출력 인터페이스 150은, 예를 들면, 사용자 또는 다른 외부 기기로부터 입력된 명령 또는 데이터를 전자 장치 100의 다른 구성요소(들)에 전달할 수 있는 인터페이스의 역할을 할 수 있다. 또한, 입출력 인터페이스 150은 전자 장치 100의 다른 구성요소(들)로부터 수신된 명령 또는 데이터를 사용자 또는 다른 외부 기기로 출력할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 입출력 인터페이스 150은 센서 패널 163 활성화와 관련한 입력 신호 또는 센서 패널 163 비활성화와 관련한 입력 신호 등을 사용자 입력에 대응하여 생성할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 입출력 인터페이스 150은 센서 패널 163 운용 방식 변경(예: 구동 신호를 공급하는 송신 채널의 개수나 채널의 종류 변경, 구동 신호 공급 시 반송파 적용 변경 등)과 관련한 입력 신호를 생성할 수 있다.
디스플레이 160은, 예를 들면, 액정 디스플레이(LCD), 발광 다이오드(LED) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이, 또는 마이크로 전자기계 시스템(microelectromechanical systems, MEMS) 디스플레이, 또는 전자종이(electronic paper) 디스플레이, flexible 디스플레이를 포함할 수 있다. 디스플레이 160은, 예를 들면, 사용자에게 각종 컨텐츠(예: 텍스트, 이미지, 비디오, 아이콘, 또는 심볼 등)를 표시할 수 있다. 디스플레이 160은, 터치스크린을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 전자 펜 또는 사용자의 신체의 일부를 이용한 터치, 제스처, 근접, 또는 호버링(hovering) 입력을 수신할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 디스플레이 160은 표시 패널 161과 센서 패널 163을 포함할 수 있다. 표시 패널 161은 이미지 또는 텍스트 등이 표시되는 영역일 수 있다. 센서 패널 163은 표시 패널 161의 상부 또는 하부 중 적어도 한 곳에 배치될 수 있다. 센서 패널 163은 예컨대 매트릭스 형태로 배치되는 전극들을 포함할 수 있다. 센서 패널 163은 예컨대, 표시 패널 161 전체 영역 상에 매트릭스 형태로 배치되고, 표시 패널 161이 외부에서 참조될 수 있도록 투명한 형태를 가질 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 센서 패널 163은 표시 패널 161의 화소(pixel) 수에 대응하거나 또는 화소 수보다 작은 크기의 격자들을 포함할 수 있다. 센서 패널 163의 격자들은 채널 설정 또는 변경에 따라 예컨대, 일정 그룹단위로 구동 및 센싱될 수 있다. 상기 센서 패널 163은 센서 운용 모듈 200에서 생성한 구동 신호가 공급된다. 구동 신호가 공급되는 동안 센서 패널 163의 일정 지점에 지정된 물체가 인접되면 해당 구동 신호에 따라 형성된 전기장에 변화가 발생할 수 있다. 상기 전기장 변화는 센서 패널 163의 수신 신호로서 센서 운용 모듈 200에 전달될 수 있다.
통신 인터페이스 170은, 예를 들면, 전자 장치 100과 외부 장치(예: 외부 전자 장치 104 또는 서버 장치 106) 간의 통신을 설정할 수 있다. 예를 들면, 통신 인터페이스 170은 무선 통신 또는 유선 통신을 통해서 네트워크 162에 연결되어 상기 외부 장치(예: 외부 전자 장치 104 또는 서버 장치 106)와 통신할 수 있다.
무선 통신은, 예를 들면 셀룰러 통신 프로토콜로서, 예를 들면 LTE, LTE-A, CDMA, WCDMA, UMTS, WiBro, 또는 GSM 등 중 적어도 하나를 사용할 수 있다. 또한 무선 통신은, 예를 들면, 근거리 통신 164를 포함할 수 있다. 근거리 통신 164는, 예를 들면, Wi-Fi, Bluetooth, NFC(near field communication), 또는 GPS(global positioning system) 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 유선 통신은, 예를 들면, USB(universal serial bus), HDMI(high definition multimedia interface), RS-232(recommended standard 232), 또는 POTS(plain old telephone service) 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 네트워크 162는 통신 네트워크(telecommunications network), 예를 들면, 컴퓨터 네트워크(computer network)(예: LAN 또는 WAN), 인터넷, 또는 전화 망(telephone network) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면 통신 인터페이스 170은 통신 서비스 지원과 관련하여 지정된 특정 주파수 대역의 신호를 운용할 수 있다. 이에 대응하여, 센서 운용 모듈 200은 통신 인터페이스 170에서 운용되는 주파수와 공진되는 주파수 대역을 회피한 주파수 대역의 신호를 구동 신호로 이용할 수 있다.
상기 통신 인터페이스 170을 통하여 전자 장치 100과 통신할 수 있는 외부 전자 장치 104는 전자 장치 100과 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 서버 장치 106은 하나 또는 그 이상의 서버들의 그룹을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 전자 장치 100에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 다른 하나 또는 복수의 전자 장치(예: 전자 장치 104, 또는 서버 장치 106)에서 실행될 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 전자 장치 100이 어떤 기능이나 서비스를 자동으로 또는 요청에 의하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치 100은 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 그와 연관된 적어도 일부 기능을 다른 장치(예: 전자 장치 104, 또는 서버 장치 106)에게 요청할 수 있다. 다른 전자 장치(예: 전자 장치 104, 또는 서버 장치 106)는 요청된 기능 또는 추가 기능을 실행하고, 그 결과를 전자 장치 100으로 전달할 수 있다. 전자 장치 100은 수신된 결과를 그대로 또는 추가적으로 처리하여 요청된 기능이나 서비스를 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
상기 센서 운용 모듈 200은 센서 패널 163의 다채널 동시 구동 또는 다채널 센싱을 위한 구동 신호를 획득하여 제공할 수 있다. 예컨대, 센서 운용 모듈 200은 메모리 130에 저장된 신호 정보를 기반으로 구동 신호를 획득하고, 이를 센서 패널 163에 제공할 수 있다. 또는 센서 운용 모듈 200은 구동 신호를 생성하고 이를 센서 패널 163에 제공할 수 있다. 상기 센서 운용 모듈 200에 이용되는 구동 신호는 서로 직교성을 가진 복수개의 주파수로 구성된 부반송파(sub-carrier)들에 직교 코드들이 분산 할당된 형태일 수 있다. 예컨대, 상술한 구동 신호는 다중 캐리어 코드 분할 멀티플렉싱 신호 생성(multi-carrier code division multiplexing signal generation)에 의해 생성될 수 있다. 센서 패널 163의 각 채널에 할당된 고유 직교 코드는 Hardamard, gold, kasami, PN code 등이 될 수 있다. 구동 신호는 각 채널의 할당된 고유 직교코드를 IDCT(inverse discrete cosine transform)하여 생성할 수 있다. IDCT에 의해 생성된 신호의 PAPR(peak to average power ratio) 저감을 위해 센서 운용 모듈 200은 클리핑 또는 최대치 저감 송신신호 합성(clipping & peak reducing transmit signal composition) 방법을 적용할 수 있다. 생성된 구동 신호는 반복 계산 없이 각 채널에 할당된 고유의 신호로 반복 재사용될 수 있다.
도 2는 다양한 실시 예에 따른 센서 운용 모듈과 센서 패널의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 센서 패널 163은 복수개의 전극(예: 투명 전극)들이 매트릭스 형태로 배치될 수 있다. 예컨대, 센서 패널 163은 M개의 열(column)(예: 송신 채널 또는 복수개의 송신 전극 라인)과, N개의 행(row)(예: 수신 채널 또는 복수개의 수신 전극 라인)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 센서 패널 163은 m(<=M)개의 열과 n(<=N)개의 행 단위 채널로 구동될 수 있다. 또는 센서 패널 163은 센서 운용 모듈 200의 제어에 대응하여 M x N개의 전극 라인들 중 m x n개의 전극 라인들을 운용할 수 있다.
센서 운용 모듈 200은 예컨대 제어 모듈 210, 송신 모듈 230, 수신 모듈 260을 포함할 수 있다.
한 실시예에 따르면, 제어 모듈 210은, 예를 들면, 송신 모듈 230에 구동 신호(예: 송신 신호 또는 송신 채널 신호) 공급을 제어하고, 수신 모듈 260의 수신 신호(또는 센서 신호 또는 수신 채널 신호) 수신 및 평가(또는 분석)를 처리할 수 있다. 예컨대, 제어 모듈 210은 직교주파수 분할 방식 및 코드 분할 방식이 혼용된 코드 정보에 대응하는 구동 신호를 송신 모듈 230이 센서 패널 163에 공급하도록 제어할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 제어 모듈 210은 예를 들면, 혼용된 코드 정보의 신호 특성을 개선한 신호 정보(예: 클리핑과 최대치 저감 송신신호 합성이 적용된 신호 정보)를 송신 모듈 230에 제공하여 해당 신호 정보에 대응하는 구동 신호를 센서 패널 163에 공급하도록 제어할 수 있다. 상기 제어 모듈 210은 구동 신호를 공급하는 과정에서 코드 정보 또는 신호 정보에 대응하는 구동 신호를 지정된 주파수 대역의 반송파에 실어서 센서 패널 163에 공급할 수 있다.
상기 제어 모듈 210은 상술한 구동 신호 공급과 관련한 코드 정보 또는 신호 정보를 실시간 생성하여 송신 모듈 230에 제공할 수 있다. 또는 제어 모듈 210은 상기 구동 신호에 대응하는 코드 정보 또는 신호 정보를 메모리 130으로부터 획득하고, 이를 송신 모듈 230에 제공할 수도 있다. 메모리 130에 저장된 코드 정보 또는 신호 정보는 예컨대, 제어 모듈 210에 의하여 미리 생성된 후 저장되거나, 또는 외부 전자 장치나 서버 장치 등으로부터 수신되어 저장될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 제어 모듈 210은 예를 들면, 설정 정보에 대응하여 센서 패널 163에 공급할 구동 신호의 개수와 종류를 결정할 수 있다. 제어 모듈 210은 결정된 구동 신호를 지정된 채널의 센서 패널 163의 지정된(specified) 영역에 공급되도록 채널 선택 스위치를 제어할 수 있다.
상기 제어 모듈 210은 수신 모듈 260에 의해 센서 패널 163로부터 수신된 신호에 대한 채널 평가를 수행할 수 있다. 제어 모듈 210은 채널 평가 결과에 따라 센서 패널 163의 어떠한 지점 또는 어떠한 영역에 터치 수단이 접근했는지를 판단할 수 있다. 상기 제어 모듈 210은 판단 결과에 대응하는 터치 이벤트를 생성하여 프로세서 120에 공급하거나, 현재 실행 중인 어플리케이션에 적용 처리할 수 있다. 상기 제어 모듈 210은 설정 정보에 따라 센서 패널 163의 일정 영역을 동시 센싱할 수 있다. 이와 관련하여, 상기 제어 모듈 210은 센서 패널 163의 일정 영역 센싱과 관련된 채널 선택 스위치를 설정 정보에 대응하여 제어할 수 있다. 상기 제어 모듈 210은 송신 모듈 230과 수신 모듈 260의 동기화를 처리할 수 있다. 예컨대, 제어 모듈 210은 송신 모듈 230에서 구동 신호 및 구동 신호에 포함된 반송파 등을 수신 모듈 260에 제공하여 수신 신호 검출을 처리할 수 있다.
송신 모듈 230은 제어 모듈 210로부터 제공된 코드 정보 또는 신호 정보에 대응하는 구동 신호를 생성할 수 있다. 송신 모듈 230은 생성된 구동 신호를 센서 패널 163에 공급할 수 있다. 송신 모듈 230은 복수개의 코드 정보 또는 신호 정보에 대응하는 복수개의 구동 신호를 제어 모듈 210 제어에 대응하여 생성할 수 있다. 송신 모듈 230은 생성된 복수개의 구동 신호를 채널 선택 스위치에 의해 설정된 세팅(예: 설정 정보에 따른 세팅 또는 사용자 입력에 대응하는 설정 세팅)을 기반으로 센서 패널 163의 일정 영역들(예: 채널들)에 동시 공급할 수 있다. 예컨대, 송신 모듈 230은 센서 패널 163의 복수개의 영역들(예: 채널들)에 서로 다른 구동 신호를 각각 동시 공급할 수 있다.
상기 송신 모듈 230은 코드 정보 또는 센서 정보에 대응하는 아날로그 신호를 생성하고 이를 센서 패널 163에 공급할 수 있다. 또는 송신 모듈 230은 코드 정보 또는 센서 정보에 대응하는 아날로그 신호를 지정된 주파수 대역의 반송파에 실어서 센서 패널 163에 공급할 수 있다.
수신 모듈 260은 센서 패널 163의 적어도 일부 영역(예: 지정된 수신 채널)을 센싱하여 수신 신호를 검출할 수 있다. 이 동작에서 수신 모듈 260은 센서 패널 163에 연결된 채널 선택 스위치를 기반으로 센서 패널 163의 일부 영역 또는 일부 영역 단위(또는 채널 단위)로 수신 신호를 검출할 수 있다. 수신 모듈 260은 검출된 수신 신호에 대한 증폭과 필터링 등을 수행한 후 디지털 신호로 변환하여 제어 모듈 210에 제공할 수 있다. 이 동작에서 수신 모듈 260은 반송파 등에 실려서 공급된 구동 신호에 대응하는 수신 신호를 센싱하는 경우, 해당 수신 신호에 반송파를 곱해서 신호 검출을 수행할 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 센서 운용 모듈 200은 예를 들면, 각 구동 신호에 할당된 고유의 코드를 수신 모듈 260에서 운용하여 신호의 소스를 복원해냄으로 여러 개의 구동 신호를 동시에 구동할 수 있다. 예컨대, 센서 운용 모듈 200은, 송신 모듈 230이 m개 채널, 수신 모듈 260이 n개 채널이 있는 경우, 다채널 동시구동 (Tx) 및 동시 센싱 (Rx)으로 m x n 개의 노드를 동시에 스캔할 수 있어, 스캔 속도를 개선할 수 있다.
상술한 바와 같이, 다양한 실시 예에 따르면, 센서 운용 모듈은 예를 들면, DAC, 송신 드라이버(Tx driver), Tx mixer, LNA, Rx mixer, VGA, ADC, channel estimator를 포함하고, DAC를 송신 모듈에 사용하여 임의의 파형을 구동 신호로 사용할 수 있도록 지원한다. 상술한 센서 운용 모듈에서 운용되는 구동 신호는 복수개의 부반송파들이 중첩된 형태여서 PAPR이 지정된 값 이상(예: 1.5 이상 또는 2 이상)으로 형성될 수 있다. 상기 센서 운용 모듈은 구동 신호를 500KHz 이상의 반송파(carrier wave)에 믹싱하는 믹서를 더 포함할 수 있다. 상기 센서 운용 모듈은 수신 모듈에서 수신 신호를 믹서를 이용한 믹싱 동작 이전에 하이패스필터를 거치도록 하여 센서 패널 유입 잡음 성분을 제거하도록 처리할 수 있다. 상기 센서 운용 모듈은 수신 모듈에서 믹서를 이용하여 구동 신호의 반송파를 제거하고 기저대역 신호를 복원하여 채널 평가(estimation)를 수행할 수 있다. 상기 센서 운용 모듈은 송신 모듈에서 사용하는 반송파의 주파수를 동적으로 변경하여 특정 주파수 영역의 잡음 성분을 피하도록 처리할 수 있다. 예컨대, 센서 운용 모듈은 센서 패널 운용 과정과 겹치도록 스케줄링된 다른 하드웨어들의 구동 주파수를 확인하고, 해당 구동 주파수 대역과 겹치지 않도록 반송파의 주파수 대역을 동적으로 변경할 수 있다.
상기 센서 운용 모듈은 송신 모듈에서 복수 개의 직교주파수로 구성된 부반송파(sub-carrier)의 합을 통해 구동 신호를 생성할 수 있다. 상기 센서 운용 모듈은 직교주파수로 구성된 각각의 부반송파에 주파수 영역에서 직교 코드 비트(칩)를 할당할 수 있다. 상기 센서 운용 모듈은 직교주파수로 구성된 각각의 부반송파에 시간 영역에서 직교 코드 비트(칩)를 할당할 수 있다.
상술한 바와 같이, 다양한 실시 예에 따르면, 센서 운용 모듈은 예를 들면, OFDM과 코드 분할 다중화 방식을 혼용한 코드 정보(또는 코드 시퀀스)를 센서 패널의 구동 신호로 이용할 수 있다. 예컨대, 상기 센서 운용 모듈은 직교주파수 사용방식(OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing)과 코드 분할 방식(CDM, Code Division Multiplexing) 부분을 이용한 구동 신호를 실시간으로 생성할 수 있다. 상기 센서 운용 모듈은 직교주파수 사용방식(OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing)과 코드 분할 방식(CDM, Code Division Multiplexing) 부분을 이용한 구동 신호를 최적화된 조합으로 미리 생성한 뒤, 메모리에 저장하고 재사용할 수 있다.
예컨대, 상기 센서 운용 모듈은 직교주파수 성분을 가진 신호에 코드 할당까지 수행한 후 PAPR을 줄이기 위한 과정을 거쳐 최종 송신 모듈 구동 신호를 생성할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 센서 운용 모듈은 예를 들면, 구동 신호의 PAPR 저감을 위해 클리핑과 최대치 저감 송신신호 합성(clipping & peak reducing transmit signal composition)을 운용할 수 있다.
상술한 바와 같이 상기 센서 운용 모듈은 최종 구동 신호 생성과 관련하여 신호의 높은 진폭을 가진 부분을 잘라내는 방법(clipping)을 운용할 수 있다. 상기 센서 운용 모듈은 클리핑(clipping)된 신호를 주파수 영역의 신호로 변환한 후 주파수 영역에서의 직교코드의 진폭을 최초의 값으로 복원 처리할 수 있다. 상기 센서 운용 모듈은 주파수 영역의 클리핑된 신호의 진폭이 복원된 신호를 시간영역의 신호로 변환하고, 높은 진폭을 가진 부분을 잘라내는 방법을 지정된 횟수 동안 또는 지정된 결과가 도출되는 시점까지 반복 수행할 수 있다.
상기 센서 운용 모듈의 수신 모듈은 수신 신호에서의 신호 분리를 위한 DCT(discrete cosine transform) 또는 FFT(fast Fourier transform)를 수행하여 주파수 영역으로 변환할 수 있다. 센서 운용 모듈은 분리된 신호 분석을 위한 매치 필터 또는 LS 채널 평가(matched filtering or least square channel estimation)를 수행할 수 있다. 이 동작에서 센서 운용 모듈은 주파수 영역으로 변환된 신호의 채널 평가와 관련하여 LS 평가나, MMSE 평가(least square estimation, minimum mean square error estimation)를 수행할 수 있다.
도 3은 다양한 실시 예에 따른 구동 신호 할당을 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 다양한 실시 예에 따른 센서 운용 모듈 200은 다중 캐리어 코드 분할 할당 방식의 구동 신호를 생성할 수 있다. 예컨대, 센서 운용 모듈 200은 각각의 송신 채널들에 복수개의 부반송파(sub-carrier)로 구성된 주파수 성분을 할당할 수 있다. 각 부반송파는 직교주파수 성질을 가질 수 있다. 이와 관련하여, 센서 운용 모듈 200은 각 송신 채널에 공급할 복수개의 직교 부반송파를 생성하는 신호 생성 모듈을 포함할 수 있다. 상기 센서 운용 모듈 200은 복수개의 송신 채널들 예컨대 송신 채널 Tx(m)에 복수개의 직교 부반송파를 할당할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 센서 운용 모듈 200은 예를 들면, 각 송신 채널에 직교 코드를 할당할 수 있다. 예컨대, 센서 운용 모듈 200은 각 송신 채널별로 할당된 직교 부반송파들에 직교 코드들을 할당할 수 있다. 도시된 도면을 참조하면, 센서 운용 모듈 200은 송신 채널 Tx(1)과 관련하여 복수개의 직교 부반송파를 생성하고, 지정된 직교 코드(spread code 1)를 할당하도록 처리할 수 있다. 센서 운용 모듈 200은 직교 부반송파들의 생성 할당, 직교 코드들의 생성과 할당 및 믹싱을 수행할 수 있는 신호 생성 모듈을 포함할 수 있다. 또는 센서 운용 모듈 200은 복수개의 부반송파들에 직교 코드들이 할당된 코드 정보(또는 코드 시퀀스)를 저장한 메모리에서 코드 정보를 획득할 수도 있다.
한 실시 예에 따르면, 센서 운용 모듈 200은 예를 들면, 직교 코드가 할당된 직교 부반송파들을 이용하여 수신 모듈에서 채널 별 구동 신호를 구분할 수 있다. 이와 관련하여, 센서 운용 모듈 200은 각 송신 채널별로 할당된 복수개의 직교 부반송파에 직교되는 코드 시퀀스 각각 칩(chip)(예: bit)이 곱해질 수 있다. 이때, 코드 시퀀스의 칩수는 부반송파의 개수와 동일하게 마련될 수 있다.
상술한 직교 부반송파들에 직교코드들이 곱해져서 생성된 구동 신호가 센서 패널 163을 거쳐 수신 모듈 260에서 수신되면 센서 패널 163의 조건 예컨대 도전체(conductor)의 접촉에 상응하는 채널 또는 신호 감쇄가 발생할 수 있다. 상기 코드 시퀀스가 곱해지는 방식은 복수개의 송신 채널 예컨대 송신 채널 Tx(m)까지 수행될 수 있다. 예컨대, 센서 운용 모듈 200은 송신 채널 Tx(m)과 관련하여 복수개의 직교 부반송파를 할당하고, 각 직교 부반송파에 직교되는 코드 시퀀스를 곱해서 구동신호를 생성하도록 처리할 수 있다.
도 4는 다양한 실시 예에 따른 시간 영역 구동 신호 생성을 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 앞서 설명한 바와 같이 센서 운용 모듈 200은 직교 부반송파들에 고유 코드를 곱한 구동 신호를 센서 패널 163에 공급할 수 있다. 이 동작에서 센서 운용 모듈 200은 각 구동 신호가 센서 패널 163 운용에 최적화될 수 있는 신호 처리를 수행할 수 있다. 이와 관련하여, 센서 운용 모듈 200이 운용하는 특정 구동 신호의 주파수 영역에서의 값은 그래프 401에서와 같이 표현될 수 있다. 그래프 401에 나타낸 구동 신호는 예컨대, 주파수 영역에서 직교코드 [1 1 -1 -1 1 1 -1 -1]에 대응하는 신호 값일 수 있다. 센서 운용 모듈 200은 직교 코드에 대응하는 신호 값에 대하여 수학식 1에서 정의하는 Inverse DCT(Discrete Cosine Transform)를 수행하여 주파수 영역의 직교코드로부터 시간 영역의 구동 신호를 생성할 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112014102935133-pat00001
여기서, 상기 x[n]은 1≤n≤N의 시간영역 신호이며, Z[k]는 1≤k≤M=N/2의 주파수 영역 신호(positive 영역)이다. 상술한 직교 코드 [1 1 -1 -1 1 1 -1 -1]을 IDCT한 시간 영역의 결과는 그래프 403에서와 같이 표현될 수 있다. 그래프 403에서 표현된 신호 값은 각각의 부반송파(sub-carrier)에 각 코드 시퀀스가 곱해진 형태에 대응될 수 있다.
도 5는 다양한 실시 예에 따른 PAPR를 설명하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 다양한 실시 예에서 언급한 각 송신 채널의 구동 신호를 생성하기 위해서 복수 개의 직교주파수 성분을 사용할 경우, 높은 PAPR을 가지게 된다. 예컨대, 그래프 501에서와 같이 14개의 직교 주파수를 동시 사용(예: 신호 중첩)하는 경우 그래프 503에서와 같이 14개의 직교 주파수 성분의 최대치가 합쳐진 진폭 값을 가질 수 있다. 결과적으로 14개의 직교 주파수 신호를 동시 운용하는 경우 PAPR이 14가 될 수 있다. 다양한 전자 장치에서 PAPR이 높을 경우, DAC 또는 ADC의 동적 범위(dynamic range)가 커질 수 있다. 이에 따라, 커진 동적 범위를 커버하기 위한 신호 처리 또는 그에 대응하는 하드웨어 구성이 필요할 수 있다.
도 6은 다양한 실시 예에 다른 클리핑 처리를 설명하는 도면이다.
도 6을 참조하면, 도 5에서 설명한 PAPR의 저감과 관련하여, 센서 운용 모듈 200은 클리핑 처리를 수행할 수 있다. 클리핑 처리와 관련하여, 센서 운용 모듈 200은 시간 영역 신호의 진폭이 A값 이상이 되는 부분을 커트 처리할 수 있다. 상기 A값은 목표로 하는 PAPR 값(예: ADC 또는 DAC 하드웨어의 입출력에 대한 동적 범위)에 의해 정의될 수 있다. 센서 패널 163의 특성에 따라 최적화될 수 있는 PAPR이 변경될 수 있다. 이에 따라, 상기 A값은 센서 패널 163의 특성에 따라 목표한 PAPR 값을 기준으로 통계적으로 또는 실험적으로 조정될 수 있다.
상술한 바와 같이 센서 운용 모듈 200은 도 4 또는 도 5에서 설명한 복수개의 부반송파들의 중첩에 의해 생성된 신호의 IDCT된 신호를 클리핑 처리할 수 있다. 예컨대, 센서 운용 모듈 200은 주파수 영역의 직교 코드에 대응하는 X 신호를 IDCT하여 시간 영역으로 전환하면 x 신호를 획득할 수 있다. 센서 운용 모듈 200은 시간 영역의 x 신호에 대하여 클리핑 처리(예: 진폭 A를 커트 라인으로 x 신호의 최대 진폭을 조정)하여 x+nc를 획득할 수 있다. 여기서 nc는 클리핑 처리에 따라 발생하는 노이즈 신호일 수 있다. 상술한 바와 같이 클리핑 처리와 관련하여, 시간 영역의 신호에 대하여 목표로 하는 PAPR 값에 부합하도록 클리핑 적용을 수행한 경우, 해당 신호의 잡음 레벨이 증가할 수 있다.
도 7은 다양한 실시 예에 따른 최대치 저감 송신신호 합성 처리를 설명하는 도면이다.
도 7을 참조하면, 앞서 언급한 바와 같이, 직교되는 적어도 하나의 부반송파가 구동 신호에 적용되는 과정에서 센서 운용 모듈 200은 적어도 하나의 부반송파의 적용 이전에 준비(또는 미리 생성하여 저장)할 수 있다. 또는 센서 운용 모듈 200은 적어도 하나의 부반송파를 생성하여 메모리에 저장하고, 메모리에 저장된 부반송파를 운용할 수 있다. 이에 따라, 센서 운용 모듈 200은 센서 패널 163에 어떠한 부반송파를 사용할지 알 수 있으며, 이에 따라 부반송파들의 특성 예컨대, 부반송파들에 의해 발생하는 PAPR를 알 수 있다.
상기 센서 운용 모듈 200은 PAPR 특성을 알고 있는 부반송파들의 PAPR를 저감할 수 있도록 마련된 반송파들을 제공하는 최대치 저감 송신신호 합성(peak reducing transmit signal composition)을 지원할 수 있다. 예컨대, 도시된 바와 같이, 복수개의 부반송파들에 대응하는 데이터가 IFFT(inverse fast Fourier transform) 모듈에 의해 처리되어 시간 영역의 신호 x(t)로 출력될 수 있다. 센서 운용 모듈 200은 상기 데이터들에 대응하는 신호 x(t)의 PAPR의 적어도 일부를 저감할 수 있는 c(t)를 계산하여, c(t)에 FFT 처리를 통하여 PRS(PAPR reducing signals)를 생성할 수 있다. 센서 운용 모듈 200은 PRS를 메모리 130에 저장하거나, 부반송파들이 준비되는 시점에 마련하여, PAPR 저감을 위해 사용할 수 있다. 예컨대, 센서 운용 모듈 200은 메모리 130에 저장된 PRS를 IFFT 모듈로 처리하여 시간 영역의 c(t) 신호를 생성하고, 생성된 c(t) 신호를 데이터 신호 x(t)와 믹싱하여 PAPR이 저감된 신호 x(t) + c(t)를 출력할 수 있다.
이와 관련하여, 상기 센서 운용 모듈 200은 구동 신호로 사용될 부반송파들이 결정되면, 부반송파들에 대응하는 PRS들을 확인하고, 부반송파들의 높은 PAPR을 저감(또는 캔슬)할 수 있는 PRS들을 위한 적절한 값을 검출할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 센서 운용 모듈 200은 예를 들면, 클리핑과 최대치 저감 송신신호 합성 적용을 반복적으로 수행하여 구동 신호로 사용될 신호 정보를 획득할 수 있다. 예컨대, 센서 운용 모듈 200은 부반송파들의 PADPR(peak-to-average desired signal power ratio) 값이 최소가 되도록 신호를 설계할 수 있다. 상기 센서 운용 모듈 200은 클리핑 잡음 전력을 제외한 PAPR 값을 고려했을 때, 신호의 피크 전력(peak power)을 최소로 하는 신호 설계를 할 수 있다. 상술한 동작은 센서 패널 163에 적용되는 구동 신호가 특정 의미를 가지는 데이터를 전달하는 것이 아니라, 터치 물체에 의한 변화 감지만을 고려하는 것일 수 있다. 상기 센서 운용 모듈 200은 PAPR 저감(reduction)을 위한 알고리듬을 사전 수행해서 최적의 구동 신호를 결정한 뒤, 구동신호 시퀀스를 메모리 130에 저장하여 재사용할 수 있다.
도 8은 다양한 실시 예에 따른 왜곡된 직교 신호의 처리를 설명하는 도면이다.
도 8을 참조하면, 센서 운용 모듈 200은 부반송파 X 신호에 대한 클리핑 처리를 통해 생성된 신호 X+Nc를 지정된 방식의 프로세싱을 적용하여 신호 변환할 수 있다. 예컨대, 센서 운용 모듈 200은 부반송파 X 신호에 대하여 클리핑 및 최대치 저감 송신신호 합성 적용을 수행하여 그래프 801에서와 같은 신호 X+Nc 신호를 획득할 수 있다. 여기서 획득된 신호 X+Nc를 보면, 주변 노이즈에 의하여 확인하고자 하는 신호들이 왜곡(예: 신호 감쇄)된 것을 알 수 있다. 이에 따라, 센서 운용 모듈 200은 왜곡된 직교 신호에 원래의 직교신호를 적용하여(Processing) 새로운 신호 X’을 생성할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 새로운 신호 X’은 예를 들면, 예컨대 주변 노이즈들을 신호 값 보다 상대적으로 크게 감쇄시키고, 신호 값이 존재하는 부반송파 영역을 강조(예: 증폭)하는 형태일 수 있다.
도 9a는 다양한 실시 예에 따른 클리핑과 최대치 저감 송신신호 합성 적용에 따른 신호 변화를 나타낸 도면이다.
도 9a를 참조하면, 클리핑 이전 시간 영역 신호 Xi는 센서 운용 모듈 200에 의한 클리핑 처리를 통해 Xic 시간 영역 신호로 표현될 수 있다. 또한 클리핑 이전 시간 영역 신호 Xi는 센서 운용 모듈 200에 의한 클리핑 및 프로세싱 처리를 통해 Xi+1 시간 영역 신호로 표현될 수 있다. 도시된 바와 같이, 최대값을 갖는 데이터 부분이 감소됨으로써 PAPR 역시 감소됨을 알 수 있다.
도 9b는 다양한 실시 예에 따른 구동 신호의 최적 변환 처리와 관련한 도면이다.
도 9b를 참조하면, 도 9a에서 설명한 클리핑 동작과 프로세싱 동작은 PAPR이 목표로 하는 값을 가지면서도 잡음이 지정된 값 이하로 감소된 형태의 신호 획득까지 반복 운용될 수 있다. 이와 관련하여, 센서 운용 모듈 200은 도시된 도면에서와 같이 신호 Xic에 대한 클리핑 처리, DCT 변환, DCT 변환된 신호의 프로세싱 처리, 프로세싱된 신호의 IDCT 처리, IDCT 처리된 신호의 PADPR 값 저장, 새로운 신호에 대한 저장 동작을 지정된 횟수(Max_iter) 동안 반복 수행할 수 있다. 상기 지정된 횟수는 통계적으로 또는 실험적으로 획득되는 값일 수 있다. 예컨대, 센서 운용 모듈 200은 다양한 부반송파들에 대한 클리핑과 프로세싱 처리를 통해 PAPR이 목표하는 값(또는 목표하는 범위 값)을 유지하면서 잡음 레벨이 지정된 값 이하로 감소되는 일정 횟수의 값(또는 일정 범위 값)들을 검출할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 센서 운용 모듈 200은 예를 들면, 지정된 정책에 따라 다양한 부반송파들에 대한 횟수의 평균 값을 특정 부반송파들에 대해 적용하거나 또는 전체 검출 값들 중 최대 값을 특정 부반송파들에 적용할 수 있다.
도 10은 다양한 실시 예에 따른 수신 신호 처리와 관련한 도면이다.
도 10을 참조하면, 센서 운용 모듈 200의 수신 모듈 260은 수신 아날로그 신호에 채널 추정 알고리듬을 적용하여 주파수 영역 채널 값 추정을 수행할 수 있다. 상기 센서 운용 모듈 200은 추정 값과 채널의 변화량 기준으로 터치의 유무를 판단할 수 있다. 이와 관련하여, 센서 운용 모듈 200의 수신 모듈 260은 센서 패널 163으로부터 획득된 수신 신호 yj(t)에 대하여 다운 컨버젼, ADC 샘플링, DCT 변환 및 LS 채널 평가 수행을 처리할 수 있다. 센서 패널 163에서 획득된 수신 신호 yj(t)는 다음 수학식 2로 표현될 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112014102935133-pat00002
여기서, i값의 크기는 센서 패널 163의 수신 채널의 개수일 수 있다. 수신 채널은 전자 장치 100 운용 설정 또는 사용자 설정 등에 의해 변경될 수 있다. yj(t)는 채널 평가 결과이며, hij(t)는 센서 패널 163에 대응하는 특성 값, xi(t)는 구동 신호, zj(t)는 노이즈 신호 일 수 있다. ADC를 통과한 신호는 수신 신호에 대한 시간 영역 신호로서 추정 값이 yj로 표현될 수 있으며, DCT 적용된 신호는 수신 신호에 대한 주파수 영역 신호로서 추정 값이 Yj로 표현될 수 있다.
도 11은 다양한 실시 예에 따른 수신 신호의 DCT 변환과 관련한 도면이다.
도 11을 참조하면, 도 10에서 언급한 바와 같이 센서 패널 163에서 획득된 신호 yj(t)는 다운 변환 및 ADC 샘플링되어 신호 yj로 표현될 수 있으며, 신호 yj는 아래 수학 3에서와 같이 DCT 변환될 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112014102935133-pat00003
여기서 L은 부반송파의 개수일 수 있다. s는 도4의 그래프 401에서 나타낸 코드 시퀀스 중 데이터 값을 가지는 시작점 위치 값(예: 직교 신호 주파수 인덱스 중 가장 낮은 인덱스)에 대응되며, L 값은 데이터 값을 가지는 종료점 위치 값에 대응할 수 있다. 예컨대, s와 L은 센서 운용 모듈 200은 직교 코드 [1 1 -1 -1 1 1 -1 -1]이 위치한 범위 값에 대응할 수 있다.
부반송파들의 개수 L에 대한 DCT 처리는 다음 수학식 4로 표현될 수 있다.
[수학식 4]
Figure 112014102935133-pat00004
Yj[k]는 DCT 처리된 결과 값이며, s는 직교신호 주파수 인덱스 중 가장 낮은 인덱스, A는 스케일링 팩터(scaling factor), L은 직교 신호의 주파수 인덱스 중 가장 높은 인덱스 값이자 부반송파의 개수일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 센서 운용 모듈 200은 DCT 변환된 신호에 대한 채널 추정을 수행할 수 있다. 예컨대, 센서 운용 모듈 200은 다음 수학식 5에서와 같이 주파수 영역에서의 수신 신호와 구동 신호의 차이의 제곱을 최소화하는 채널 값 추정을 수행할 수 있다.
[수학식 5]
Figure 112014102935133-pat00005
여기서,
Figure 112014102935133-pat00006
Figure 112014102935133-pat00007
이다.
상술한 수학식 5로 표현되는 LS(Least square) 채널 추정은 다음 수학식 6으로 표현되는 매치 필터링으로 구현될 수 있다.
[수학식 6]
Figure 112014102935133-pat00008
도 12는 다양한 실시 예에 따른 반송파의 선택적 운용이 가능한 전자 장치의 블록도이다.
도 12를 참조하면, 다양한 실시 예에 따른 전자 장치 100은 센서 패널 163, 송신 모듈 230, 수신 모듈 260, 제어 모듈 210을 포함할 수 있다.
상기 센서 패널 163은 제1 방향에 M개의 전극라인들이 배치되고, 제1 방향에 교차되는 제2 방향에 N개의 전극라인들이 배치될 수 있다. M개의 전극라인들은 예컨대 구동 신호 공급 라인으로 이용되며, N개의 전극라인들은 예컨대 수신 신호 획득 라인으로 이용될 수 있다. 상술한 센서 패널 163은 채널 선택 스위치들 50, 60에 의해 일부 전극라인들(예: m x n개의) 단위로 운용될 수도 있다.
상기 송신 모듈 230은 예컨대 송신 디지털 블록 30, 송신 아날로그 블록 40, 제1 채널 선택 스위치 50을 포함할 수 있다.
송신 디지털 블록 30은 예컨대, 다중 채널 구동 신호(예: OFDM 신호를 획득하는 모듈)를 생성하는 신호 생성 모듈 31과 코드 할당 모듈 33(예: OFDM 신호에 할당할 CDMA 신호를 획득하고 할당하는 모듈)을 포함할 수 있다. 신호 생성 모듈 31은 예컨대, 도 3에서 설명한 직교주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM) 방식에 따른 신호를 생성할 수 있다. 신호 생성 모듈 31은 생성된 신호를 코드 할당 모듈 33에 전달할 수 있다. 코드 할당 모듈 33은 예컨대, 도 3에서 설명한 바와 같이 직교주파수에 코드 할당된 신호를 복수의 부반송파들에 실어서 송신 아날로그 블록 40에 전달할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 송신 디지털 블록 30은 예를 들면, 다채널 구동을 위해 준비된 신호 시퀀스를 메모리 130에 저장해 놓았다가 호출해서 DAC 41의 파형을 생성하는 데에 사용할 수도 있다.
송신 아날로그 블록 40은 예컨대, DAC 41, 제1 반송파 생성부 43, 제1 믹서 44, 제1 바이패스 스위치 45, 송신 드라이버 46을 포함할 수 있다. DAC 41은 코드 할당 모듈 33이 제공한 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환할 수 있다. DAC 41이 출력한 신호는 설정에 따라 제1 믹서 44에 공급될 수 있다. 제1 반송파 생성부 43은 일정 주파수(예: 지정된 고주파수) 신호를 생성하여 제1 믹서 44에 공급할 수 있다. 지정된 고주파수 신호는 일정 주파수 대역의 신호로서 예컨대 500KHz 이상의 신호일 수 있다. DAC 41의 출력 신호는 제1 믹서 44를 통하여 지정된 주파수 대역의 신호에 실려져 송신 드라이버 46에 전달될 수 있다. 상술한 제1 믹서 44는 업 컨버터 역할을 수행할 수 있다.
송신 드라이버 46은 제1 믹서 44의 출력을 증폭하여 제1 채널 선택 스위치 50에 전달할 수 있다. 제1 바이패스 스위치 45는 DAC 41 출력 신호를 송신 드라이버 46에 직접 전달할 수 있는 경로를 제공할 수 있다. 전자 장치 100은 설정에 따라 구동 신호를 반송파에 싣지 않고 송신 드라이버 46에 직접 전달할 수 있다. 이와 관련하여, 센서 운용 모듈 200은 제1 바이패스 스위치 45의 상태를 변경하여 제1 믹서 44를 운용하거나 또는 제1 믹서 44를 운용하지 않도록 제어(예: 바이패스 되도록 제어)할 수 있다.
제1 채널 선택 스위치 50은 송신 드라이버 46에서 전달된 구동 신호를 센서 패널 163에 배치된 제1 전극층 163a의 복수의 전극라인들 중 적어도 하나에 전달할 수 있다. 이때, 제1 채널 선택 스위치 50은 설정에 따라, 복수의 전극라인들 각각 또는 일정 그룹(예: 일정 개수의 전극라인들)에 개별 구동 신호를 공급할 수 있다. 예컨대, 송신 아날로그 블록 40에서 6개의 구동 신호가 공급되면, 제1 채널 선택 스위치 50은 복수의 전극라인들에 6개의 구동 신호를 구분하여 공급할 수 있다. 또는 제1 채널 선택 스위치 50은 복수개의 전극라인들을 6개의 그룹으로 구분하고, 각 그룹에 서로 다른 구동 신호를 공급할 수 있다.
상기 수신 모듈 260은 제2 채널 선택 스위치 60과 수신 아날로그 블록 70을 포함할 수 있다.
상기 제2 채널 선택 스위치 60은 센서 패널 163의 제2 전극층 163b와 연결될 수 있다. 제2 채널 선택 스위치 60은 예컨대 제2 전극층 163b의 복수의 전극라인들 각각의 수신 신호를 수신하거나 또는 복수의 전극라인들 중 일부 전극라인들의 수신 신호를 선택적으로 수신하도록 스위칭될 수 있다. 또는 제2 채널 선택 스위치 60은 예컨대, 제2 전극층 163b의 복수의 전극라인들을 일정 그룹별로 스캐닝하고, 각 그룹 단위로 수신된 수신 신호를 수신 아날로그 블록 70에 전달할 수 있다.
수신 아날로그 블록 70은 증폭 모듈 71, 하이패스필터 72, 제2 믹서 74, 제2 바이패스 스위치 75, 제2 반송파 생성부 73, VGA 76, 로우패스필터 77, ADC 78을 포함할 수 있다.
증폭 모듈 71은 제2 채널 선택 스위치 60이 전달한 수신 신호를 증폭할 수 있다. 예컨대, 증폭 모듈 71은 낮은 주파수 대역의 신호를 증폭하는 LNA(low noise amplifier)일 수 있다. 증폭 모듈 71이 증폭한 신호는 하이패스필터 72에 전달될 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 증폭 모듈 71은 예를 들면, STDO(single to differential converter) 역할을 수행할 수도 있다.
하이패스필터 72는 증폭 모듈 71이 증폭한 수신 신호 중 지정된 주파수 대역 이하의 신호를 필터링할 수 있다. 예컨대, 송신 모듈 230에서 신호는 제1 믹서 44를 거치면서 수MHz의 반송파(Carrier)에 실린 구동 신호가 될 수 있으며, 이러한 구동 신호는 패널을 통과하면서 수백KHz 이하 대역의 각종 노이즈가 유입되어 수신 모듈 260에 수신될 수 있다. 하이패스필터 72는 기저대역 신호는 영향을 받지 않으면서 센서 패널 163에서 유입된 에너지 예컨대 수백KHz 대역의 신호를 필터링할 수 있다.
하이패스필터 72를 통과한 수신 신호는 수신 모듈 260의 제2 믹서 74에서 기저대역 신호(baseband signal)로 복원될 수 있다. 이와 관련하여, 제2 믹서 74는 제2 반송파 생성부 73이 생성한 반송파를 수신한 수신 신호에 곱하여 제1 반송파 생성부 43이 생성한 반송파를 상쇄시킬 수 있다.
제2 바이패스 스위치 75는 하이패스필터 72를 통과한 신호를 제2 믹서 74를 거치지 않고 VGA 76에 전달하는 경로를 제공할 수 있다. 송신 모듈 230에서 제1 믹서 44를 통한 지정된 주파수 곱셈 작업이 수행되지 않는 경우, 예컨대, 제1 바이패스 스위치 45를 통해 구동 신호가 송신 드라이버 46에 전달될 경우, 제2 바이패스 스위치 75가 활성화될 수 있다. 송신 모듈 230에서 지정된 주파수에 신호가 실려 공급된 경우 예컨대, 제1 믹서 44를 통해 지정된 주파수 곱셈이 발생한 경우, 제2 바이패스 스위치 75는 비활성화될 수 있다.
VGA 76은 가변 이득 증폭을 수행할 수 있다. VGA 76은 제2 믹서 74를 통과한 신호에 대하여 지정된 이득을 가지도록 수회 가변 이득 증폭을 수행할 수 있다. VGA 76에 의해 가변 이득이 증폭된 신호는 로우패스필터 77에 전달될 수 있다. 로우패스필터 77은 지정된 고주파수 대역의 에너지를 제거하고, 이를 ADC 78에 전달할 수 있다. ADC 78은 전달된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한 뒤 제어 모듈 210에 전달할 수 있다.
제어 모듈 210은 예컨대, 신호 처리 모듈 10과 신호 평가 모듈 20을 포함할 수 있다.
신호 평가 모듈 20은 예컨대, 수신 모듈 260의 구성으로 배치될 수도 있다. 신호 평가 모듈 20은 디지털 필터 21 및 채널 평가 모듈 23을 포함할 수 있다. 수신 모듈 260에서 제공된 신호에는 백그라운드 백색 잡음이 포함될 수 있다. 이에 따라, 이동 평균 필터 등의 디지털 필터 21은 백그라운드 백색 잡음 등의 노이즈를 제거하기 위하여, 또는 아날로그-디지털 변환에서 제거되지 못한 노이즈를 추가로 제거하여기 위하여 사용되어 신호의 형태(shape)가 보다 분명하게 나오도록 처리할 수 있다.
채널 평가 모듈 23은 지정된 알고리듬 예컨대 LS 채널 추정 알고리듬 등을 이용하여 변환된 신호 검출과 그에 따른 채널 평가를 수행하여 어떠한 채널에 터치 수단이 인접하였는지를 평가할 수 있다. 채널 평가 모듈 23이 평가한 결과는 프로세서 120 등에 제공되어 현재 운용되는 기능에 적용되거나 새로운 기능 실행의 입력 이벤트로 동작할 수 있다. 또는 운용되는 기능에 따라 무효화될 수도 있다.
신호 처리 모듈 10은 구동 신호 제어 모듈 11, 동기화 제어 모듈 13, 수신 신호 제어 모듈 15를 포함할 수 있다.
구동 신호 제어 모듈 11은 송신 디지털 블록 30 및 송신 아날로그 블록 40, 제1 채널 선택 스위치 50을 제어하여, 구동 신호가 센서 패널 163에 공급되도록 제어할 수 있다. 예컨대, 구동 신호 제어 모듈 11은 센서 패널 163의 적어도 일부 전극라인들에 신호가 공급되도록 제1 채널 선택 스위치 50의 스위치 상태를 제어할 수 있다. 또한, 구동 신호 제어 모듈 11은 송신 디지털 블록 30을 제어하여 직교 주파수와 코드 할당된 신호를 생성하도록 제어하거나 또는 메모리 130에 저장된 코드 시퀀스를 획득하도록 제어할 수 있다. 상기 구동 신호 제어 모듈 11은 송신 아날로그 블록 40의 제1 믹서 44 운용 여부를 제어하고 그에 따른 지정된 주파수 곱셈 제어를 수행할 수 있다.
동기화 제어 모듈 13은 구동 신호 제어 모듈 11과 수신 신호 제어 모듈 15의 신호 동기화를 제어할 수 있다. 예컨대, 동기화 제어 모듈 13은 구동 신호의 제1 반송파 생성부 43의 신호 생성과 제2 반송파 생성부 73의 신호 생성 동기화를 제어할 수 있다. 제 1 반송파 생성부 43과 제 2 반송파 생성부 73은 통합하여 하나의 반송파 생성부로 운용할 수 있으며, 이 경우 구동신호의 기저대역 신호 및 반송파 생성부의 동작을 제어할 수 있다. 또한 동기화 제어 모듈 13은 구동 신호 제어 모듈 11의 신호 공급과 신호 평가 모듈 20의 신호 평가에 대한 동기화를 처리할 수 있다.
수신 신호 제어 모듈 15는 수신 모듈 260의 제어 또는 신호 평가 모듈 20의 제어를 수행할 수 있다. 예컨대, 수신 신호 제어 모듈 15는 설정에 따라 제2 채널 선택 스위치 60의 스위칭 상태를 제어하여 동시에 확인할 수신 채널의 개수를 조정할 수 있다. 수신 신호 제어 모듈 15는 수신 아날로그 블록 70을 제어하여, 제2 믹서 74의 운용을 제어할 수 있다. 예컨대, 수신 신호 제어 모듈 15는 구동 신호 제어 모듈 11의 제1 믹서 44 운용에 대응하여 동일하게 운용될 수 있도록 제어할 수 있다.
상술한 바와 같이, 다양한 실시 예에 따른 전자 장치 200은 송신 모듈 230에서 직교 주파수와 코드 할당된 신호를 기반으로 생성된 적어도 하나 이상의 구동 신호를 채널별로 할당하여 센서 패널 163에 공급하고, 수신 신호의 복원을 처리할 수 있다. 이에 따라, 신호가 직교 특성을 가지는 구동 신호를 이용하여 복수의 채널들 각각에 동시에 구동 신호를 공급할 수 있으며, 수신된 신호 구분을 신뢰성 있게 처리할 수 있다. 또한 다양한 실시 예에 따른 전자 장치 200은 예를 들면, 구동 신호를 지정된 주파수에 실어서 센서 패널 163에 공급할 수 있도록 함으로써 노이즈가 발생할 수 있는 주파수 대역을 회피하여 센서 패널 163을 구동할 수 있다.
도 13은 다양한 실시 예에 따른 신호 생성 모듈과 DAC가 배치된 송신 모듈을 포함하는 전자 장치 블록도이다.
도 13을 참조하면, 다양한 실시 예에 따른 전자 장치 100은 센서 패널 163, 송신 모듈 230, 수신 모듈 260, 제어 모듈 210을 포함할 수 있다.
센서 패널 163은도 12에서 설명한 센서 패널 163과 동일 또는 유사한 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 센서 패널 163은 제1 방향으로 다수개가 지정된 간격을 가지며 배치되는 제1 전극층 163a, 상기 제1 전극층 163a와 소정의 거리만큼 이격되며, 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 다수개가 지정된 간격을 가지며 배치되는 제2 전극층 163b를 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 전극층 163a는 세로 방향으로 지정된 간격을 가지며 배치되는 다수개의 송신 전극(또는 채널)을 포함하고, 제2 전극층 163b는 제1 전극층 163a와 교차되는 가로 방향으로 지정된 간격을 가지며 배치되는 다수개의 수신 전극(또는 채널)을 포함할 수 있다.
상기 제1 전극층 163a는 송신 모듈 230과 연결될 수 있다. 예컨대, 제1 전극층 163a는 송신 모듈 230의 제1 채널 선택 스위치 50과 연결될 수 있다. 제1 전극층 163a에 포함된 복수의 전극라인들은 송신 모듈 230이 제공한 구동 신호에 대응하는 크기의 전기장을 발생시킬 수 있다.
상기 제2 전극층 163b는 수신 모듈 260과 연결될 수 있다. 예컨대, 제2 전극층 163b는 수신 모듈 260의 제2 채널 선택 스위치 60과 연결될 수 있다. 상기 제2 전극층 163b에 포함된 복수의 전극라인들은 상기 전기장을 통해 신호가 인가되고, 이 신호는 수신 모듈 260에 수신 신호로 전달될 수 있다. 상기 제2 전극층 163b에 포함된 복수의 전극라인들(예: 센싱 채널들)은 사용자 터치가 가능한 영역(예: 전자 장치 100의 표시 패널 전면이나 측면 또는 후면 일측)에 배치될 수 있다.
송신 모듈 230은 예컨대, 다중 채널 구동 신호를 생성하는 신호 생성 모듈 31, 부반송파 생성 또는 코드 할당을 수행하는 코드 할당 모듈 33, DAC 41과 제1 채널 선택 스위치 50을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로 상기 DAC 41은 송신 드라이버 46을 포함할 수 있다. 코드 할당 모듈 33은 직교 주파수에 코드가 할당된 복수개의 부반송파들의 합으로 구성된 송신신호들을 DAC 41에 전달할 수 있다. 부반송파들의 개수는 복수개의 채널 운용(예: 센서 패널 163에 배치된 송신 전극라인들을 복수개의 구동 신호로 구동)에 대응하여 정의될 수 있다. 상기 DAC 41은 코드 할당 모듈 33이 제공한 디지털 신호를 아날로그 신호로 변경하고 지정된 크기로 증폭한 후 제1 채널 선택 스위치 50에 전달할 수 있다. 제1 채널 선택 스위치 50은 설정에 따라 센서 패널 163의 적어도 일부 영역(예: m개의 송신 전극들)에 구동 신호를 공급할 수 있다.
수신 모듈 260은 센서 패널 163의제2 전극층 163b와 연결되는 제2 채널 선택 스위치 60, 증폭 모듈 71, 로우패스필터 77, VGA 76, ADC 78, 수신 신호 버퍼 79를 포함할 수 있다. 제2 채널 선택 스위치 60은 설정에 따라 적어도 하나의 수신 전극들(예: n개의 수신 전극들) 단위로 동시 스캔을 할 수 있도록 스위칭 상태를 조절할 수 있다. 증폭 모듈 71은 낮은 주파수 대역의 노이즈 증폭을 수행하고, VGA 76은 가변 이득 증폭을 수행한다. ADC 78은 가변 이득 증폭된 신호를 디지털 신호로 변환하고 이를 수신 신호 버퍼 79에 전달할 수 있다. 수신 신호 버퍼 79는 ADC 78들이 제공한 신호를 일시적으로 저장하고, 이를 제어 모듈 210에 전달하는 역할을 수행할 수 있다.
제어 모듈 210은 신호 제어 모듈 10 및 신호 평가 모듈 20을 포함할 수 있다. 신호 제어 모듈 10은 구동 신호 제어 모듈 11, 동기화 제어 모듈 13, 수신 신호 제어 모듈 15를 포함할 수 있다. 구동 신호 제어 모듈 11은 다중 채널 구동 신호 생성과 관련하여 송신 디지털 블록 30을 제어할 수 있다. 수신 신호 제어 모듈 15는 가변 이득 증폭의 크기와 ADC 78을 제어할 수 있다.
신호 평가 모듈 20은 디지털 필터 21 및 채널 평가 모듈 23을 포함할 수 있다. 디지털 필터 21은 복수개의 디지털 필터들 21 을 기반으로 전술한 바와 같이 신호의 인식률 개선과 관련하여 파형 복원을 위한 추가 신호처리를 수행할 수 있다. 채널 평가 모듈 23은 지정된 채널 추정 알고리듬을 적용하여 터치가 발생한 지점을 평가할 수 있다.
도 14는 다양한 실시 예에 따른 반송파 운용이 적용된 전자 장치의 블록도이다.
도 14를 참조하면, 다양한 실시 예에 따른 상기 전자 장치 100은 센서 패널 163, 송신 모듈 230, 수신 모듈 260, 제어 모듈 210을 포함한다.
상기 센서 패널 163은 도13에서 설명한 센서 패널 163과 유사한 형태를 가질 수 있다. 예컨대, 센서 패널 163은 제1방향으로 다수개가 지정된 간격을 가지며 배치되는 제1 전극층 163a, 상기 제1 전극층 163a와 소정의 거리만큼 이격되며, 상기 제1방향과 다른 제2방향으로 다수개가 지정된 간격을 가지며 배치되는 제2 전극층 163b를 포함할 수 있다.
송신 모듈 230은 예컨대, 다중 채널 구동 신호와 부반송파를 생성하는 신호 생성 모듈 32, 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하고 추가적으로 또는 대체적으로 구동 신호 증폭을 수행하는 DAC 41, 제어 모듈 210이 제공하는 반송파를 구동 신호에 믹싱하는 제1 믹서 44, 제1 채널 선택 스위치 50을 포함할 수 있다. 제1 믹서 44들은 순차적으로 또는 동시에 반송파가 공급되는 경로를 포함할 수 있다. 예컨대, m 번째 제1 믹서 44에 지정된 주파수 대역의 반송파가 공급되면, m 번째 제1 믹서 44는 해당 반송파를 인접한 m-1 번째 제1 믹서에 전달할 수 있다. 이에 따라, 제1 믹서 44들은 반송파가 순차적으로 전달될 수 있다. 또는 송신 신호의 동기화를 위해서 동시에 반송파가 공급되도록 경로를 포함할 수 있다. 신호 생성 모듈 32는 이에 대응하여, m 번째 DAC 41부터 첫 번째 DAC 41 까지 고유 코드 시퀀스를 각각 공급할 수 있다.
수신 모듈 260은 증폭 모듈 71, 하이패스필터 72, 제2 믹서 74, 차동 증폭기 80, 로우패스필터 77, ADC 78 및 수신 신호 버퍼 79를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 증폭 모듈 71은 예를 들면, 상기 제2 채널 선택 스위치를 거치지 않고 센서 패널 163의 제2 전극층 163b와 일대일로 연결될 수 있다. 증폭 모듈 71의 출력은 복수개의 하이패스필터 72에 일대일로 전달될 수 있다.
하이패스필터 72에 의해 저주파수 대역의 노이즈가 제거된 신호들은 제2 믹서 74에 전달될 수 있다. 제2 믹서 74는 복수개의 하이패스필터 72들에 일대일로 배치될 수 있다. 제2 믹서 74들은 인접한 다른 믹서에 반송파 생성부 17이 제공한 반송파 또는 또 다른 믹서가 제공한 반송파를 전달할 수 있다.
상기 차동 증폭기 80은 예컨대, 복수개(예: 2개)의 제2 믹서 74들의 출력 신호를 입력 신호로 수신하고, 두 입력 신호의 차이 값을 증폭하여 로우패스필터 77에 전달할 수 있다. 이에 따라, 차동 증폭기 80은 2개의 하이패스필터 72의 출력 처리를 위해 하나가 배치될 수 있다. 또는 차동 증폭기 80은 복수개의 하이패스필터 72들 각각에 대응하도록 마련되고, 이웃한 하이패스필터 72의 출력이 차동 증폭기 80들에 중복 입력될 수 있다. 예를 들어, 첫 번째 하이패스필터 72의 출력 및 두 번째 하이패스필터 72의 출력은 첫 번째 차동 증폭기 80에 공급되고, 두 번째 하이패스필터 72의 출력과 세 번째 하이패스필터 72의 출력은 두 번째 차동 증폭기 80에 공급될 수 있다.
상술한 차동 증폭기 80은 복수개의 제2 믹서 74들의 출력 신호를 입력 신호들로 받음으로써, 각 수신 전극라인들에 형성되는 백그라운드 백색 잡음 및 공통 잡음을 상쇄시키고, 신호 변화 값만을 로우패스필터 77에 전달할 수 있다. 로우패스필터 77은 차동 증폭기 80에 일대일 대응되도록 배치되고, 차동 증폭기 80이 출력한 신호의 고주파수 대역을 필터링할 수 있다. 로우패스필터 77에 의해 필터링된 신호는 ADC 78에 전달되어 디지털 신호로 변환된 후 수신 신호 버퍼 79에 전달될 수 있다.
제어 모듈 210은 신호 제어 모듈 10 및 신호 평가 모듈 20을 포함할 수 있다. 신호 제어 모듈 10은 구동 신호 제어 모듈 11, 수신 신호 제어 모듈 15, 동기화 제어 모듈 13을 포함할 수 있다. 구동 신호 제어 모듈 11은 송신 모듈 230의 신호 생성 모듈 32의 제어를 수행할 수 있다. 수신 신호 제어 모듈 15는 예컨대, ADC 78의 운용을 제어할 수 있다. 동기화 제어 모듈 13은 구동 신호 제어 모듈 11과 수신 신호 제어 모듈 15의 동기화 처리 및 반송파 생성부 17의 반송파 공급 동기화를 제어할 수 있다.
상기 신호 평가 모듈 20은 디지털 필터 21, 채널 평가 모듈 23을 포함할 수 있다. 상기 신호 평가 모듈 20은 예컨대, 도 12 및 도 13 등에서 설명한 신호 평가 모듈 20과 같이 지정된 채널 추정 알고리듬을 사용하여 터치 입력에 따라 변환된 지점을 검출할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 신호 평가 모듈 20은 예를 들면, 매치 필터링을 기반으로 채널 추정을 수행할 수 있다.
도 15는 다양한 실시 예에 따른 참조 전극이 배치된 전자 장치의 블록도이다.
도 15를 참조하면, 다양한 실시 예에 따른 전자 장치 100은 센서 패널 163, 송신 모듈 230, 수신 모듈 260, 제어 모듈 210을 포함한다.
상기 센서 패널 163은 도13에서 설명한 센서 패널 163에 레퍼런스 전극 163c가 추가로 배치된 형태를 가질 수 있다. 예컨대, 센서 패널 163은 제1방향으로 다수개가 지정된 간격을 가지며 배치되는 제1 전극층 163a, 상기 제1 전극층 163a와 소정의 거리만큼 이격되며, 상기 제1방향과 다른 제2방향으로 다수개가 지정된 간격을 가지며 배치되는 제2 전극층 163b를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로 상기 센서 패널 163의 제2 전극층 163b는 레퍼런스 전극 163c를 포함할 수 있다. 레퍼런스 전극 163c에서 출력되는 신호는 수신 모듈 260에 전달될 수 있다. 상기 레퍼런스 전극 163c는 사용자에 의한 터치가 발생하지 않은 영역에 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 레퍼런스 전극 163c는 전자 장치 100의 예컨대, 기구물(예: 케이스 등) 내부에 배치될 수 있다.
송신 모듈 230은 예컨대, 다중 채널 구동 신호와 부반송파를 생성하는 신호 생성 모듈 32, 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하고 추가적으로 또는 대체적으로 구동 신호 증폭을 수행하는 DAC 41, 제어 모듈 210이 제공하는 반송파를 구동 신호에 믹싱하는 제1 믹서 44, 제1 채널 선택 스위치 50을 포함할 수 있다. 제1 믹서 44들은 순차적으로 반송파가 공급되는 경로를 포함할 수 있다. 예컨대, m 번째 제1 믹서 44에 지정된 주파수 대역의 반송파가 공급되면, m 번째 제1 믹서 44는 해당 반송파를 인접한 m-1 번째 제1 믹서에 전달할 수 있다. 이에 따라, 제1 믹서 44들은 반송파가 순차적으로 전달될 수 있다. 반송파는 제 1 믹서 44들에 경로 상으로 순차적으로 전달되더라도 신호처리 상의 관점에서 사실상 동기화가 되어야 한다. 신호 생성 모듈 32는 이에 대응하여, m 번째 DAC 41부터 첫 번째 DAC 41 순으로 고유 코드 시퀀스를 각각 공급할 수 있다.
수신 모듈 260은 제2 채널 선택 스위치 60, 증폭 모듈 71, 하이패스필터 72, 제2 믹서 74, 로우패스필터 77, 차동 증폭기 80, ADC 78 및 수신 신호 버퍼 79를 포함할 수 있다. 상기 제2 채널 선택 스위치, 증폭 모듈 71, 하이패스필터 72, 로우패스필터 77, ADC 78 중 적어도 하나는 앞서 설명한 도 12 내지 도 14 등에서 설명한 구성들과 동일한 또는 유사한 역할을 수행할 수 있다. 예컨대, 상기 하이패스필터 72 또는 로우패스필터 77은 상기 송신 모듈 230에서 제공되는 신호의 대역 외에 분포되어 있는 추가적인 잡음 성분을 제거하기 위하여, 잡음 성분이 포함된 미리 정해진 주파수 대역을 제거할 수 있다. 상기 제2 믹서 74는 제어 모듈 210에 배치된 반송파 생성부 17이 제공한 반송파를 하이패스필터 72를 통과한 신호에 곱셈 처리할 수 있다. 제2 믹서 74에 공급되는 반송파는 동기화 제어 모듈 13의 제어에 따라 제1 믹서 44에 공급된 반송파와 동일한 반송파일 수 있다. 제2 믹서 74는 각각의 하이패스필터 72의 출력 신호를 수신 처리하도록 배치될 수 있으며, 이웃한 다른 제2 믹서에 반송파를 전달할 수 있다.
상기 차동 증폭기 80은 예컨대, 레퍼런스 전극 163c를 통해 전달된 신호와 로우패스필터 77을 통과한 신호의 차등된 전압을 증폭할 수 있다. 이와 관련하여, 수신 모듈 260은 레퍼런스 전극 163c와 관련한 제1 증폭 모듈, 하이패스필터, 제2 믹서, 로우패스필터를 가지는 경로를 포함할 수 있다. 레퍼런스 전극 163c에 형성된 전압이 각 차동 증폭기 80의 참조 전압으로 제공될 수 있다. 전자 장치 100은 레퍼런스 전극 163c와 차동 증폭기 80을 운용함으로써, 센서 패널 163 자체적으로 가지는 물리적 특성에 의한 노이즈를 감쇄시킬 수 있다. 상기 레퍼런스 전극 163c는 전자 장치 100의 기구물(예: 케이스 등) 내부에 배치될 수 있으며, 송신신호의 변화를 유지하고 공통 잡음 성분만 차동 증폭기에서 제거될 수 있게 하기 위해 다른 수신신호에서 수신되는 신호의 반전된 형태의 신호를 별도로 준비하여 상기 레퍼런스 전극만을 위한 송신신호로 사용할 수 있다.
제어 모듈 210은 신호 제어 모듈 10 및 신호 평가 모듈 20을 포함할 수 있다. 신호 제어 모듈 10은 구동 신호 제어 모듈 11, 수신 신호 제어 모듈 15, 동기화 제어 모듈 13을 포함할 수 있다. 구동 신호 제어 모듈 11은 송신 모듈 230의 신호 생성 모듈 32의 제어를 수행할 수 있다. 수신 신호 제어 모듈 15는 예컨대, 차동 증폭기 80 및 ADC 78의 운용을 제어할 수 있다. 동기화 제어 모듈 13은 구동 신호 제어 모듈 11과 수신 신호 제어 모듈 15의 동기화 처리 및 반송파 생성부 17의 반송파 공급 동기화를 제어할 수 있다.
상기 신호 평가 모듈 20은 디지털 필터 21, 채널 평가 모듈 23을 포함할 수 있다. 상기 신호 평가 모듈 20은 예컨대, 도 12 내지 도 14 등에서 설명한 신호 평가 모듈 20과 같이 지정된 채널 추정 알고리듬을 사용하여 터치 입력에 따라 변환된 지점을 검출할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 신호 평가 모듈 20은 매치 필터링을 기반으로 채널 추정을 수행할 수 있다.
상술한 바와 같이, 다양한 실시 예에 따르면, 한 실시 예에 따른 전자 장치는 구동 신호에 따른 전기장을 형성하고, 상기 전기장 변화에 따른 센싱 기능을 지원하는 센서 패널, 직교주파수 분할 다중 방식 및 코드 분할 다중 방식이 혼용된 코드 시퀀스를 가지며 상기 센서 패널 구동과 관련하여 PAPR이 지정된 값 이상인 구동 신호를 상기 센서 패널에 공급하도록 제어하는 센서 운용 모듈을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 센서 운용 모듈은 상기 PAPR이 2 이상인 구동 신호를 상기 센서 패널에 공급하도록 제어할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 센서 운용 모듈은 상기 코드 시퀀스에 대응하는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변경하여 공급하도록 제어할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 센서 운용 모듈은 상기 센서 패널에 동시 구동되는 채널들의 수에 대응하는 코드 시퀀스들을 기반으로 구동 신호들을 생성하여 상기 각 채널들에 동시 공급하도록 제어할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 센서 운용 모듈은 상기 채널들의 수 변경 시 상기 코드 시퀀스들의 개수를 조정하고, 조정된 코드 시퀀스들에 대응하는 구동 신호들을 생성하여 해당 채널들에 동시 공급하도록 제어할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 센서 운용 모듈은 상기 혼용된 코드 시퀀스에 대응하는 신호 정보를 저장한 메모리로부터 상기 센서 패널에서 동시 구동되는 채널의 개수에 대응하는 신호 정보들을 획득하도록 제어할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 센서 운용 모듈은 상기 코드 시퀀스에 대응하는 신호의 PAPR 또는 잡음 레벨이 지정된 값이 되도록 하는 신호의 진폭 클리핑, 상기 코드 시퀀스에 대응하는 신호의 PAPR 또는 잡음 레벨이 지정된 값이 되도록 PRS를 상기 코드 시퀀스로 생성된 신호에 곱셈하는 최대치 저감 송신신호 합성, 상기 클리핑된 신호의 왜곡된 직교 신호의 보상 처리 중 적어도 하나를 지정된 횟수만큼 수행하도록 제어할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 센서 운용 모듈은 상기 구동 신호를 지정된 주파수 대역의 반송파에 실어서 상기 신호 패널에 공급하도록 제어할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 센서 운용 모듈은 하이패스필터를 이용하여 상기 센서 패널로부터 수신된 수신 신호의 저주파수 대역의 신호를 필터링하고, 믹서를 이용하여 상기 필터링된 수신 신호에 상기 구동 신호의 반송파와 동일한 반송파를 믹싱하도록 제어할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 센서 운용 모듈은 지정된 개수의 수신 채널 단위로 상기 센서 패널로부터 수신 신호를 수신하고, 상기 수신 신호에 지정된 매치 필터링을 수행하여 채널 평가를 하도록 제어할 수 있다.
도 16은 다양한 실시 예에 따른 센서 패널 운용 방법을 도시한다.
도 16을 참조하면, 다양한 실시 예에 따른 센서 패널 운용 방법에 있어서, 동작 1601에서 센서 운용 모듈 200은 OFDM 및 CDMA 방식의 코드 정보를 획득할 수 있다. 예컨대, 센서 운용 모듈 200은 직교 주파수 분할 다중화 방식과 신호 분할 다중화 방식이 혼용된 코드 시퀀스를 생성하거나 또는 메모리 130으로부터 획득할 수 있다. 또는, 센서 운용 모듈 200은 혼용된 코드 시퀀스에 대응하는 신호에 클리핑, 최대치 저감 송신신호 합성 또는 왜곡된 직교 신호의 보상 중 적어도 하나를 지정된 횟수만큼 적용한 신호 정보를 메모리 130으로부터 획득하고, 그에 대응하는 구동 신호를 생성할 수 있다. 또는 상기 센서 운용 모듈 200은 상기 혼용된 코드 시퀀스에 대응하는 신호에 클리핑, 최대치 저감 송신신호 합성, 왜곡된 직교 신호 보상을 지정된 횟수만큼 적용한 구동 신호를 생성할 수 있다. 상술한 구동 신호 생성과 관련하여, 센서 운용 모듈 200은 상기 혼용된 코드 시퀀스 또는 상기 혼용된 코드 시퀀스에 대응하는 신호 정보를 저장한 메모리 130만을 포함하거나 또는 상기 혼용된 코드 시퀀스 또는 상기 혼용된 코드 시퀀스 관련 신호 정보에 대응하는 구동 신호를 생성하는 생성 모듈들(예: 송신 모듈)을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 센서 패널 163의 복수의 채널을 동시 구동하기 위하여, 센서 운용 모듈 200은 복수개의 구동 신호를 해당 채널들에 동시 공급하기 위해 마련할 수 있다. 이와 관련하여, 센서 운용 모듈 200은 복수의 혼용된 코드 시퀀스들 또는 복수의 신호 정보들을 메모리 130으로부터 획득하거나, 생성할 수 있다. 이에 따라, 다중 채널 동시 구동과 관련하여 생성된 구동 신호는 복수개의 부반송파들을 포함함에 대응하여 PAPR이 2 이상일 수 있다. 센서 운용 모듈 200은 PAPR이 지정된 값이 되도록 또는 잡음 레벨이 지정된 값이 되도록 상술한 클리핑, 최대치 저감 송신신호 합성, 왜곡된 직교 신호 보상을 지정된 횟수만큼 적용하거나 또는 지정된 횟수만큼 적용된 신호 정보를 획득할 수 있다. 상기 구동 신호 생성과 관련하여 상기 센서 운용 모듈 200은 DAC를 포함하고, 코드 시퀀스 또는 신호 정보 등의 디지털 신호에 대응하는 아날로그 신호를 생성할 수 있다.
동작 1603에서, 센서 운용 모듈 200은 코드 정보에 대응하는 구동 신호를 센서 패널의 지정된 채널에 공급할 수 있다. 이와 관련하여, 센서 운용 모듈 200은 잡음 제거와 관련하여 구동 신호를 지정된 주파수 대역의 반송파에 싣는 동작을 수행할 수 있다. 또는 센서 운용 모듈 200은 구동 신호를 별도의 반송파 싣는 동작 없이 센서 패널 163에 공급할 수도 있다. 구동 신호 공급 동작에서 센서 운용 모듈 200은 채널 선택 스위치에 의해 설정된 채널들에 구분된 구동 신호를 각각 공급할 수 있다. 또한 센서 운용 모듈 200은 복수개의 전극라인들이 하나의 채널에 포함되도록 설정된 경우 동일한 구동 신호가 복수개의 전극라인들에 동시 공급될 수 있다.
동작 1605에서, 센서 운용 모듈 200은 지정된 채널 센싱 및 수신 신호 평가를 수행할 수 있다. 이 동작에서 센서 운용 모듈 200은 설정에 따라 지정된 개수의 수신 채널을 동시 센싱할 수 있다. 센서 운용 모듈 200은 수신 신호의 처리 과정에서 레퍼런스 전극의 신호와 수신 전극의 신호를 차동 증폭하거나, 복수개의 수신 전극의 신호들을 차동 증폭할 수 있다. 또한 센서 운용 모듈 200은 구동 신호가 지정된 주파수 실려 공급되는 경우 해당 신호 상쇄를 위한 반송파 곱셈 처리를 수행할 수 있다. 센서 운용 모듈 200은 센서 패널 163이 운용되는 동안 상술한 동작을 반복수행하고 그에 따른 채널 평가를 처리할 수 있다. 채널 평가 수행 시, 센서 운용 모듈 200은 매치 필터링을 통한 채널 평가를 수행하여 간단하고 신속한 채널 평가를 수행할 수 있다.
상술한 바와 같이, 다양한 실시 예에 따르면, 한 실시 예에 따른 센서 패널 운용 방법은 직교주파수 분할 다중 방식 및 코드 분할 다중 방식이 혼용된 코드 시퀀스를 가지며 센서 패널 구동과 관련하여 PAPR이 지정된 값 이상인 구동 신호를 센서 패널에 공급하는 동작, 상기 센서 패널에 공급된 구동 신호에 대응하는 수신 신호를 획득하는 동작, 상기 수신 신호의 채널 평가를 기반으로 센싱 여부 또는 센싱 지점을 검출하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 구동 신호를 공급하는 동작은 상기 PAPR이 2 이상인 구동 신호를 센서 패널에 공급하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 구동 신호를 공급하는 동작은 상기 코드 시퀀스에 대응하는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변경하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 구동 신호를 공급하는 동작은 상기 혼용된 코드 시퀀스들을 상기 센서 패널에 동시 구동되는 채널들의 수에 대응하여 획득하는 동작, 상기 코드 시퀀스들에 대응하는 구동 신호들을 생성하여 각 채널들에 동시 공급하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 구동 신호를 공급하는 동작은 상기 채널들의 수 변경에 대응하여 상기 혼용된 코드 시퀀스들의 개수를 조정하는 동작, 조정된 코드 시퀀스들에 대응하는 구동 신호들을 생성하여 해당 채널들에 동시 공급하는 동작을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 구동 신호를 공급하는 동작은 상기 혼용된 코드 시퀀스에 대응하는 신호 정보를 저장한 메모리로부터 상기 센서 패널에서 동시 구동되는 채널의 개수에 대응하는 신호 정보를 획득하는 동작, 상기 채널 개수에 대하여 획득된 신호 정보를 기반으로 각 채널들에 공급할 구동 신호를 생성하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 방법은 상기 코드 시퀀스에 대응하는 신호의 PAPR 또는 잡음 레벨이 지정된 값이 되도록 신호의 진폭 클리핑을 지정된 횟수만큼 수행하는 동작, 상기 코드 시퀀스에 대응하는 신호의 PAPR 또는 잡음 레벨이 지정된 값이 되도록 PRS (PAPR Reducing Signal)를 상기 코드 시퀀스로 생성된 신호에 곱셈하는 최대치 저감 송신신호 합성을 지정된 횟수만큼 수행하는 동작, 상기 클리핑된 신호의 왜곡된 직교 신호의 보상 처리를 지정된 횟수만큼 수행하는 동작 중 적어도 하나의 동작을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 구동 신호를 공급하는 동작은 상기 구동 신호를 지정된 주파수 대역의 반송파에 실어서 상기 신호 패널에 공급하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 방법은 하이패스필터를 이용하여 상기 센서 패널로부터 수신된 수신 신호의 저주파수 대역의 신호를 필터링하는 동작, 믹서를 이용하여 상기 필터링된 수신 신호에 상기 구동 신호의 반송파와 동일한 반송파를 믹싱하는 동작을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 방법은 지정된 수신 채널 단위로 상기 센서 패널로부터 수신 신호를 수신하는 동작, 상기 수신 신호를 기반으로 지정된 매치 필터링을 수행하여 채널 평가를 하는 동작을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 방법은 상기 센서 패널로부터 수신된 수신 신호를 기반으로 지정된 매치 필터링을 수행하여 채널 평가를 하는 동작을 더 포함할 수 있다.
도 17은 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 블록도를 나타낸다.
도 17을 참조하면, 전자 장치 1700은, 예를 들면, 도 1에 도시된 전자 장치 100의 전체 또는 일부를 포함할 수 있다. 전자 장치 1700은 하나 이상의 프로세서(예: 어플리케이션 프로세서(AP)) 1710, 통신 모듈 1720, 가입자 식별 모듈 1724, 메모리 1730, 센서 모듈 1740, 입력 장치 1750, 디스플레이 1760, 인터페이스 1770, 오디오 모듈 1780, 카메라 모듈 1791, 전력 관리 모듈 1795, 배터리 1796, 인디케이터 1797, 및 모터 1798을 포함할 수 있다.
프로세서 1710은, 예를 들면, 운영 체제 또는 응용 프로그램을 구동하여 프로세서 1710에 연결된 다수의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 각종 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 프로세서 1710은, 예를 들면, SoC(system on chip)로 구현될 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 프로세서 1710은 GPU(graphic processing unit) 및/또는 이미지 신호 프로세서(image signal processor)를 더 포함할 수 있다. 프로세서 1710은 도 17에 도시된 구성요소들 중 적어도 일부(예: 셀룰러 모듈 1721)를 포함할 수도 있다. 프로세서 1710은 다른 구성요소들(예: 비휘발성 메모리) 중 적어도 하나로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리에 로드(load)하여 처리하고, 다양한 데이터를 비휘발성 메모리에 저장(store)할 수 있다.
통신 모듈 1720은, 도 1의 상기 통신 인터페이스 170과 동일 또는 유사한 구성을 가질 수 있다. 통신 모듈 1720은, 예를 들면, 셀룰러 모듈 1721, Wi-Fi 모듈 1723, 블루투스 모듈 1725, GPS 모듈 1727, NFC 모듈 1728 및 RF(radio frequency) 모듈 1729를 포함할 수 있다.
셀룰러 모듈 1721은, 예를 들면, 통신망을 통해서 음성 통화, 영상 통화, 문자 서비스, 또는 인터넷 서비스 등을 제공할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 셀룰러 모듈 1721은 가입자 식별 모듈(예: SIM 카드) 1724를 이용하여 통신 네트워크 내에서 전자 장치 1700의 구별 및 인증을 수행할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 셀룰러 모듈 1721은 프로세서 1710이 제공할 수 있는 기능 중 적어도 일부 기능을 수행할 수 있다. 한실시 예에 따르면, 셀룰러 모듈 1721은 커뮤니케이션 프로세서(CP)를 포함할 수 있다.
Wi-Fi 모듈 1723, 블루투스 모듈 1725, GPS 모듈 1727 또는 NFC 모듈 1728 각각은, 예를 들면, 해당하는 모듈을 통해서 송수신되는 데이터를 처리하기 위한 프로세서를 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에 따르면, 셀룰러 모듈 1721, Wi-Fi 모듈 1723, 블루투스 모듈 1725, GPS 모듈 1727 또는 NFC 모듈 1728 중 적어도 일부(예: 두 개 이상)는 하나의 IC(integrated chip) 또는 IC 패키지 내에 포함될 수 있다.
RF 모듈 1729는, 예를 들면, 통신 신호(예: RF 신호)를 송수신할 수 있다. RF 모듈 1729는, 예를 들면, 트랜시버(transceiver), PAM(power amp module), 주파수 필터(frequency filter), LNA(low noise amplifier), 또는 안테나 등을 포함할 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 셀룰러 모듈 1721, Wi-Fi 모듈 1723, 블루투스 모듈 1725, GPS 모듈 1727 또는 NFC 모듈 1728 중 적어도 하나는 별개의 RF 모듈을 통하여 RF 신호를 송수신할 수 있다.
가입자 식별 모듈 1724는, 예를 들면, 가입자 식별 모듈을 포함하는 카드 및/또는 내장 SIM(embedded SIM)을 포함할 수 있으며, 고유한 식별 정보(예: ICCID (integrated circuit card identifier)) 또는 가입자 정보(예: IMSI (international mobile subscriber identity))를 포함할 수 있다.
메모리 1730(예: 메모리 130)는, 예를 들면, 내장 메모리 1732 또는 외장 메모리 1734를 포함할 수 있다. 내장 메모리 1732는, 예를 들면, 휘발성 메모리(예: DRAM(dynamic RAM), SRAM(static RAM), 또는 SDRAM(synchronous dynamic RAM) 등), 비-휘발성(non-volatile) 메모리 (예: OTPROM(one time programmable ROM), PROM(programmable ROM), EPROM(erasable and programmable ROM), EEPROM(electrically erasable and programmable ROM), 마스크(mask) ROM, 플래시(flash) ROM, 플래시 메모리(예: 낸드플래시(NAND flash) 또는 노아플래시(NOR flash) 등), 하드 드라이브, 또는 SSD(solid state drive) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
외장 메모리 1734는 플래시 드라이브(flash drive), 예를 들면, CF(compact flash), SD(secure digital), Micro-SD, Mini-SD, xD(extreme digital), MMC(MultiMediaCard), 또는 메모리 스틱(memory stick) 등을 더 포함할 수 있다. 외장 메모리 1734는 다양한 인터페이스를 통하여 전자 장치 1700과 기능적으로 및/또는 물리적으로 연결될 수 있다.
센서 모듈 1740은, 예를 들면, 물리량을 계측하거나 전자 장치 1700의 작동 상태를 감지하여, 계측 또는 감지된 정보를 전기 신호로 변환할 수 있다. 센서 모듈 1740은, 예를 들면, 제스처 센서 1740A, 자이로 센서 1740B, 기압 센서 1740C, 마그네틱 센서 1740D, 가속도 센서 1740E, 그립 센서 1740F, 근접 센서 1740G, 컬러 센서 1740H(예: RGB 센서), 생체 센서 1740I, 온/습도 센서 1740J, 조도 센서 1740K, 또는 UV(ultra violet) 센서 1740M 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 센서 모듈 1740은, 예를 들면, 후각 센서(E-nose sensor), EMG(electromyography) 센서, EEG(electroencephalogram) 센서, ECG(electrocardiogram) 센서, IR(infrared) 센서, 홍채 센서 및/또는 지문 센서를 포함할 수 있다. 센서 모듈 1740은 그 안에 속한 적어도 하나 이상의 센서들을 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 전자 장치 1700은 프로세서 1710의 일부로서 또는 별도로, 센서 모듈 1740을 제어하도록 구성된 프로세서를 더 포함하여, 프로세서 1710이 슬립(sleep) 상태에 있는 동안, 센서 모듈 1740을 제어할 수 있다.
입력 장치 1750은, 예를 들면, 터치 패널(touch panel) 1752, (디지털) 펜 센서(pen sensor) 1754, 키(key) 1756, 또는 초음파(ultrasonic) 입력 장치 1758을 포함할 수 있다. 터치 패널 1752는, 예를 들면, 정전식, 감압식, 적외선 방식, 또는 초음파 방식 중 적어도 하나의 방식을 사용할 수 있다. 또한, 터치 패널 1752는 제어 회로를 더 포함할 수도 있다. 터치 패널 1752는 택타일 레이어(tactile layer)를 더 포함하여, 사용자에게 촉각 반응을 제공할 수 있다.
(디지털) 펜센서 1754는, 예를 들면, 터치 패널의 일부이거나, 별도의 인식용 시트(sheet)를 포함할 수 있다. 키 1756은, 예를 들면, 물리적인 버튼, 광학식 키, 또는 키패드를 포함할 수 있다. 초음파 입력 장치 1758은 마이크(예: 마이크 1788)를 통해, 입력 도구에서 발생된 초음파를 감지하여, 상기 감지된 초음파에 대응하는 데이터를 확인할 수 있다.
디스플레이 1760(예: 디스플레이 160)은 패널 1762, 홀로그램 장치 1764, 또는 프로젝터 1766을 포함할 수 있다. 패널 1762는, 도 1의 디스플레이 160과 동일 또는 유사한 구성을 포함할 수 있다. 패널 1762는, 예를 들면, 유연하게(flexible), 투명하게(transparent), 또는 착용할 수 있게(wearable) 구현될 수 있다. 패널 1762는 터치 패널 1752와 하나의 모듈로 구성될 수도 있다. 홀로그램 장치 1764는 빛의 간섭을 이용하여 입체 영상을 허공에 보여줄 수 있다. 프로젝터 1766은 스크린에 빛을 투사하여 영상을 표시할 수 있다. 스크린은, 예를 들면, 전자 장치 1700의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 디스플레이 1760은 상기 패널 1762, 상기 홀로그램 장치 1764, 또는 프로젝터 1766을 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함할 수 있다.
인터페이스 1770은, 예를 들면, HDMI 1772, USB 1774, 광 인터페이스(optical interface) 1776, 또는 D-sub(D-subminiature) 1778을 포함할 수 있다. 인터페이스 1770은, 예를 들면, 도1에 도시된 통신 인터페이스 170에 포함될 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 인터페이스 1770은, 예를 들면, MHL(mobile high-definition link) 인터페이스, SD 카드/MMC 인터페이스, 또는 IrDA(infrared data association) 규격 인터페이스를 포함할 수 있다.
오디오 모듈 1780은, 예를 들면, 소리(sound)와 전기 신호를 쌍방향으로 변환시킬 수 있다. 오디오 모듈 1780의 적어도 일부 구성요소는, 예를 들면, 도 1에 도시된 입출력 인터페이스 150에 포함될 수 있다. 오디오 모듈 1780은, 예를 들면, 스피커 1782, 리시버 1784, 이어폰 1786, 또는 마이크 1788 등을 통해 입력 또는 출력되는 소리 정보를 처리할 수 있다.
카메라 모듈 1791은, 예를 들면, 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있는 장치로서, 한 실시 예에 따르면, 하나 이상의 이미지 센서(예: 전면 센서 또는 후면 센서), 렌즈, ISP(image signal processor), 또는 플래시(flash)(예: LED 또는 제논 램프(xenon lamp))를 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈 1795는, 예를 들면, 전자 장치 1700의 전력을 관리할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 전력 관리 모듈 1795는 PMIC(power management integrated circuit), 충전 IC(charger integrated circuit), 또는 배터리 또는 연료 게이지(battery or fuel gauge)를 포함할 수 있다. PMIC는, 유선 및/또는 무선 충전 방식을 가질 수 있다. 무선 충전 방식은, 예를 들면, 자기공명 방식, 자기유도 방식 또는 전자기파 방식 등을 포함하며, 무선 충전을 위한 부가적인 회로, 예를 들면, 코일 루프, 공진 회로, 또는 정류기 등을 더 포함할 수 있다. 배터리 게이지는, 예를 들면, 배터리 1796의 잔량, 충전 중전압, 전류, 또는 온도를 측정할 수 있다. 배터리 1796은, 예를 들면, 충전식 전지(rechargeable battery) 및/또는 태양 전지(solar battery)를 포함할 수 있다.
인디케이터 1797은 전자 장치 1700 혹은 그 일부(예: 프로세서 1710)의 특정 상태, 예를 들면, 부팅 상태, 메시지 상태 또는 충전 상태 등을 표시할 수 있다. 모터 1798은 전기적 신호를 기계적 진동으로 변환할 수 있고, 진동(vibration), 또는 햅틱(haptic) 효과 등을 발생시킬 수 있다. 도시되지는 않았으나, 전자 장치 1700은 모바일 TV 지원을 위한 처리 장치(예: GPU)를 포함할 수 있다. 모바일 TV 지원을 위한 처리 장치는, 예를 들면, DMB(digital multimedia broadcasting), DVB(digital video broadcasting), 또는 미디어플로(MediaFloTM) 등의 규격에 따른 미디어 데이터를 처리할 수 있다.
본 문서에서 기술된 구성요소들 각각은 하나 또는 그 이상의 부품(component)으로 구성될 수 있으며, 해당 구성 요소의 명칭은 전자 장치의 종류에 따라서 달라질 수 있다. 다양한 실시 예에서, 전자 장치는 본 문서에서 기술된 구성요소 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있으며, 일부 구성요소가 생략되거나 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 또한, 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 구성 요소들 중 일부가 결합되어 하나의 개체(entity)로 구성됨으로써, 결합되기 이전의 해당 구성 요소들의 기능을 동일하게 수행할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은, 예를 들면, 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어(firmware) 중 하나 또는 둘 이상의 조합을 포함하는 단위(unit)를 의미할 수 있다. "모듈"은, 예를 들면, 유닛(unit), 로직(logic), 논리 블록(logical block), 부품(component), 또는 회로(circuit) 등의 용어와 바꾸어 사용(interchangeably use)될 수 있다. "모듈"은, 일체로 구성된 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. "모듈"은 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수도 있다. "모듈"은 기계적으로 또는 전자적으로 구현될 수 있다. 예를 들면, "모듈"은, 알려졌거나 앞으로 개발될, 어떤 동작들을 수행하는 ASIC(application-specific integrated circuit) 칩, FPGAs(field-programmable gate arrays) 또는 프로그램 가능 논리 장치(programmable-logic device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 장치(예: 모듈들 또는 그 기능들) 또는 방법(예: 동작들)의 적어도 일부는, 예컨대, 프로그램 모듈의 형태로 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체(computer-readable storage media)에 저장된 명령어로 구현될 수 있다. 상기 명령어가 프로세서(예: 프로세서 120)에 의해 실행될 경우, 상기 하나 이상의 프로세서가 상기 명령어에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체는, 예를 들면, 메모리 130이 될 수 있다.
도 18은 다양한 실시 예에 따른 프로그램 모듈의 블록도를 나타낸다.
도 18을 참조하면, 한 실시 예에 따르면, 프로그램 모듈 1810(예: 프로그램 140)은 전자 장치(예: 전자 장치 100)에 관련된 자원을 제어하는 운영 체제(operating system, OS) 및/또는 운영 체제 상에서 구동되는 다양한 어플리케이션(예: 어플리케이션 프로그램 147)을 포함할 수 있다. 운영 체제는, 예를 들면, 안드로이드(android), iOS, 윈도우즈(windows), 심비안(symbian), 타이젠(tizen), 또는 바다(bada) 등이 될 수 있다.
프로그램 모듈 1810은 커널 1820, 미들웨어 1830, API 1860, 및/또는 어플리케이션 1870을 포함할 수 있다. 프로그램 모듈 1810의 적어도 일부는 전자 장치 상에 프리로드(preload) 되거나, 외부 전자 장치(예: 전자 장치 104, 서버 106 등)로부터 다운로드 가능하다.
커널 1820(예: 커널 141)은, 예를 들면, 시스템 리소스 매니저 1821 또는 디바이스 드라이버 1823을 포함할 수 있다. 시스템 리소스 매니저 1821은 시스템 리소스의 제어, 할당, 또는 회수 등을 수행할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 시스템 리소스 매니저 1821은 프로세스 관리부, 메모리 관리부, 또는 파일 시스템 관리부 등을 포함할 수 있다. 디바이스 드라이버 1823은, 예를 들면, 디스플레이 드라이버, 카메라 드라이버, 블루투스 드라이버, 공유 메모리 드라이버, USB 드라이버, 키패드 드라이버, Wi-Fi 드라이버, 오디오 드라이버, 또는 IPC(inter-process communication) 드라이버를 포함할 수 있다.
미들웨어 1830은, 예를 들면, 어플리케이션 1870이 공통적으로 필요로 하는 기능을 제공하거나, 어플리케이션 1870이 전자 장치 내부의 제한된 시스템 자원을 효율적으로 사용할 수 있도록 API 1860을 통해 다양한 기능들을 어플리케이션 1870으로 제공할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 미들웨어 1830(예: 미들웨어 143)은 런타임 라이브러리 1835, 어플리케이션 매니저(application manager) 1841, 윈도우 매니저(window manager) 1842, 멀티미디어 매니저(multimedia manager) 1843, 리소스 매니저(resource manager) 1844, 파워 매니저(power manager) 1845, 데이터베이스 매니저(database manager) 1846, 패키지 매니저(package manager) 1847, 연결 매니저(connectivity manager) 1848, 통지 매니저(notification manager) 1849, 위치 매니저(location manager) 1850, 그래픽 매니저(graphic manager) 1851, 또는 보안 매니저(security manager) 1852 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
런타임 라이브러리 1835는, 예를 들면, 어플리케이션 1870이 실행되는 동안에 프로그래밍 언어를 통해 새로운 기능을 추가하기 위해 컴파일러가 사용하는 라이브러리 모듈을 포함할 수 있다. 런타임 라이브러리 1835는 입출력 관리, 메모리 관리, 또는 산술 함수에 대한 기능 등을 수행할 수 있다.
어플리케이션 매니저 1841은, 예를 들면, 어플리케이션 1870 중 적어도 하나의 어플리케이션의 생명 주기(life cycle)를 관리할 수 있다. 윈도우 매니저 1842는 화면에서 사용하는 GUI 자원을 관리할 수 있다. 멀티미디어 매니저 1843은 다양한 미디어 파일들의 재생에 필요한 포맷을 파악하고, 해당 포맷에 맞는 코덱(codec)을 이용하여 미디어 파일의 인코딩(encoding) 또는 디코딩(decoding)을 수행할 수 있다. 리소스 매니저 1844는 어플리케이션 1870 중 적어도 어느 하나의 어플리케이션의 소스 코드, 메모리 또는 저장 공간 등의 자원을 관리할 수 있다.
파워 매니저 1845는, 예를 들면, 바이오스(BIOS: basic input/output system) 등과 함께 동작하여 배터리 또는 전원을 관리하고, 전자 장치의 동작에 필요한 전력 정보 등을 제공할 수 있다. 데이터베이스 매니저 1846은 어플리케이션 1870 중 적어도 하나의 어플리케이션에서 사용할 데이터베이스를 생성, 검색, 또는 변경할 수 있다. 패키지 매니저 1847은 패키지 파일의 형태로 배포되는 어플리케이션의 설치 또는 업데이트를 관리할 수 있다.
연결 매니저 1848은, 예를 들면, Wi-Fi 또는 블루투스 등의 무선 연결을 관리할 수 있다. 통지 매니저 1849는 도착 메시지, 약속, 근접성 알림 등의 사건(event)을 사용자에게 방해되지 않는 방식으로 표시 또는 통지할 수 있다. 위치 매니저 1850은 전자 장치의 위치 정보를 관리할 수 있다. 그래픽 매니저 1851은 사용자에게 제공될 그래픽 효과 또는 이와 관련된 사용자 인터페이스를 관리할 수 있다. 보안 매니저 1852는 시스템 보안 또는 사용자 인증 등에 필요한 제반 보안 기능을 제공할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 전자 장치(예: 전자 장치 100)가 전화 기능을 포함한 경우, 미들웨어 1830은 전자 장치의 음성 또는 영상 통화 기능을 관리하기 위한 통화 매니저(telephony manager)를 더 포함할 수 있다.
미들웨어 1830은 전술한 구성요소들의 다양한 기능의 조합을 형성하는 미들웨어 모듈을 포함할 수 있다. 미들웨어 1830은 차별화된 기능을 제공하기 위해 운영 체제의 종류 별로 특화된 모듈을 제공할 수 있다. 또한, 미들웨어 1830은 동적으로 기존의 구성요소를 일부 삭제하거나 새로운 구성요소들을 추가할 수 있다.
API 1860(예: API 145)은, 예를 들면, API 프로그래밍 함수들의 집합으로, 운영 체제에 따라 다른 구성으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 안드로이드 또는 iOS의 경우, 플랫폼 별로 하나의 API 셋을 제공할 수 있으며, 타이젠(tizen)의 경우, 플랫폼 별로 두 개 이상의 API 셋을 제공할 수 있다.
어플리케이션 1870(예: 어플리케이션 프로그램 147)은, 예를 들면, 홈 1871, 다이얼러 1872, SMS/MMS 1873, IM(instant message) 1874, 브라우저 1875, 카메라 1876, 알람 1877, 컨택트 1878, 음성 다이얼 1879, 이메일 1880, 달력 1881, 미디어 플레이어 1882, 앨범 1883, 또는 시계 1884, 건강 관리(health care)(예: 운동량 또는 혈당 등을 측정), 또는 환경 정보 제공(예: 기압, 습도, 또는 온도 정보 등을 제공) 등의 기능을 제공할 수 있는 하나 이상의 어플리케이션을 포함할 수 있다.
한 실시 예에 따르면, 어플리케이션 1870은 전자 장치(예: 전자 장치 180)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치 104) 사이의 정보 교환을 지원하는 어플리케이션(이하, 설명의 편의상, "정보 교환 어플리케이션")을 포함할 수 있다. 정보 교환 어플리케이션은, 예를 들면, 외부 전자 장치에 특정 정보를 전달하기 위한 알림 전달(notification relay) 어플리케이션, 또는 외부 전자 장치를 관리하기 위한 장치 관리(device management) 어플리케이션을 포함할 수 있다.
예를 들면, 알림 전달 어플리케이션은 전자 장치의 다른 어플리케이션(예: SMS/MMS 어플리케이션, 이메일 어플리케이션, 건강 관리 어플리케이션, 또는 환경 정보 어플리케이션 등)에서 발생된 알림 정보를 외부 전자 장치(예: 전자 장치 104)로 전달하는 기능을 포함할 수 있다. 또한, 상기 알림 전달 어플리케이션은, 예를 들면, 외부 전자 장치로부터 알림 정보를 수신하여 사용자에게 제공할 수 있다.
장치 관리 어플리케이션은, 예를 들면, 전자 장치와 통신하는 외부 전자 장치(예: 전자 장치 104)의 적어도 하나의 기능(예: 외부 전자 장치 자체(또는 일부 구성 부품)의 턴-온/턴-오프 또는 디스플레이의 밝기(또는 해상도) 조절), 외부 전자 장치에서 동작하는 어플리케이션 또는 외부 전자 장치에서 제공되는 서비스(예: 통화 서비스 또는 메시지 서비스)를 관리(예: 설치, 삭제, 또는 업데이트)할 수 있다.
한 실시 예에 따르면, 어플리케이션 1870은 외부 전자 장치(예: 전자 장치 104)의 속성에 따라 지정된 어플리케이션(예: 모바일 의료 기기의 건강 관리 어플리케이션)을 포함할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 어플리케이션 1870은 외부 전자 장치(예: 서버 106 또는 전자 장치 104)로부터 수신된 어플리케이션을 포함할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 어플리케이션 1870은 프리로드 어플리케이션(preloaded application) 또는 서버로부터 다운로드 가능한 제3자 어플리케이션(third party application)을 포함할 수 있다. 도시된 실시 예에 따른 프로그램 모듈 1810의 구성요소들의 명칭은 운영 체제의 종류에 따라서 달라질 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 프로그램 모듈 1810의 적어도 일부는 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 또는 이들 중 적어도 둘 이상의 조합으로 구현될 수 있다. 프로그램 모듈 1810의 적어도 일부는, 예를 들면, 프로세서(예: 프로세서 120)에 의해 구현(implement)(예: 실행)될 수 있다. 프로그램 모듈 1810의 적어도 일부는 하나 이상의 기능을 수행하기 위한, 예를 들면, 모듈, 프로그램, 루틴, 명령어 세트(sets of instructions) 또는 프로세스 등을 포함할 수 있다.
컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는, 하드디스크, 플로피디스크, 마그네틱 매체(magnetic media)(예: 자기테이프), 광기록 매체(optical media)(예: CD-ROM, DVD, 자기-광 매체(magneto-optical media)(예: 플롭티컬 디스크(floptical disk)), 하드웨어 장치(예: ROM, RAM, 또는 플래시 메모리 등) 등을 포함할 수 있다. 또한, 프로그램 명령에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 상술한 하드웨어 장치는 다양한 실시 예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지다.
다양한 실시 예에 따른 모듈 또는 프로그램 모듈은 전술한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하거나, 일부가 생략되거나, 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따른 모듈, 프로그램 모듈 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱(heuristic)한 방법으로 실행될 수 있다. 또한, 일부 동작은 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 한 실시 예에 따른 컴퓨터 기록 매체는 적어도 하나의 프로세서로 구동 가능한 명령어를 저장하고, 상기 명령어는 직교주파수 분할 다중 방식 및 코드 분할 다중 방식이 혼용된 코드 시퀀스를 가지며 센서 패널 구동과 관련하여 PAPR이 지정된 값 이상인 구동 신호를 센서 패널에 공급하는 동작, 상기 센서 패널에 공급된 구동 신호에 대응하는 수신 신호를 획득하는 동작, 상기 수신 신호의 채널 평가를 기반으로 센싱 여부 또는 센싱 지점을 검출하는 동작을 수행하도록 설정될 수 있다.
그리고 본 문서에 개시된 실시 예는 개시된, 기술 내용의 설명 및 이해를 위해 제시된 것이며, 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 따라서, 본 문서의 범위는, 본 발명의 기술적 사상에 근거한 모든 변경 또는 다양한 다른 실시 예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. 구동 신호에 따른 전기장을 형성하고, 상기 전기장 변화에 따른 센싱 기능을 지원하는 센서 패널;
    직교주파수 분할 다중 방식 및 코드 분할 다중 방식이 혼용된 코드 시퀀스를 가지며 상기 센서 패널 구동과 관련하여 PAPR(peak to average power ratio)이 지정된 값 이상인 구동 신호를 상기 센서 패널에 공급하도록 제어하는 센서 운용 모듈;을 포함하는 전자 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 센서 운용 모듈은
    상기 PAPR이 2 이상인 구동 신호를 상기 센서 패널에 공급하도록 제어하는 전자 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 센서 운용 모듈은
    상기 코드 시퀀스에 대응하는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변경하여 공급하도록 제어하는 전자 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 센서 운용 모듈은
    상기 센서 패널에 동시 구동되는 채널들의 수에 대응하는 코드 시퀀스들을 기반으로 구동 신호들을 생성하여 상기 각 채널들에 동시 공급하도록 제어하는 전자 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 센서 운용 모듈은
    상기 채널들의 수 변경 시 상기 코드 시퀀스들의 개수를 조정하고, 조정된 코드 시퀀스들에 대응하는 구동 신호들을 생성하여 해당 채널들에 동시 공급하도록 제어하는 전자 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 센서 운용 모듈은
    상기 혼용된 코드 시퀀스에 대응하는 신호 정보를 저장한 메모리로부터 상기 센서 패널에서 동시 구동되는 채널의 개수에 대응하는 신호 정보들을 획득하도록 제어하는 전자 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 센서 운용 모듈은
    상기 코드 시퀀스에 대응하는 신호의 PAPR 또는 잡음 레벨이 지정된 값이 되도록 하는 신호의 진폭 클리핑;
    상기 코드 시퀀스에 대응하는 신호의 PAPR 또는 잡음 레벨이 지정된 값이 되도록 PRS를 상기 코드 시퀀스로 생성된 신호에 곱셈하는 최대치 저감 송신신호 합성;
    상기 클리핑된 신호의 왜곡된 직교 신호의 보상 처리; 중 적어도 하나를 지정된 횟수만큼 수행하도록 제어하는 전자 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 센서 운용 모듈은
    상기 구동 신호를 지정된 주파수 대역의 반송파에 실어서 상기 센서 패널에 공급하도록 제어하는 전자 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 센서 운용 모듈은
    상기 센서 패널로부터 수신된 수신 신호의 저주파수 대역의 신호를 필터링하고, 상기 필터링된 수신 신호에 상기 구동 신호의 반송파와 동일한 반송파를 믹싱하도록 제어하는 전자 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 센서 운용 모듈은
    지정된 수신 채널 단위로 상기 센서 패널로부터 수신 신호를 수신하고, 상기 수신 신호에 대해 지정된 매치 필터링을 수행하여 채널 평가를 하도록 제어하는 전자 장치.
  11. 직교주파수 분할 다중 방식 및 코드 분할 다중 방식이 혼용된 코드 시퀀스를 가지며 센서 패널 구동과 관련하여 PAPR(peak to average power ratio)이 지정된 값 이상인 구동 신호를 센서 패널에 공급하는 동작;
    상기 센서 패널에 공급된 구동 신호에 대응하는 수신 신호를 획득하는 동작;
    상기 수신 신호의 채널 평가를 기반으로 센싱 여부 또는 센싱 지점을 검출하는 동작;을 포함하는 센서 패널 운용 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 구동 신호를 공급하는 동작은
    상기 PAPR이 2 이상인 구동 신호를 센서 패널에 공급하는 동작;을 포함하는 센서 패널 운용 방법.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 구동 신호를 공급하는 동작은
    상기 코드 시퀀스에 대응하는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변경하는 동작;을 포함하는 센서 패널 운용 방법.
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 구동 신호를 공급하는 동작은
    상기 혼용된 코드 시퀀스들을 상기 센서 패널에 동시 구동되는 채널들의 수에 대응하여 획득하는 동작;
    상기 코드 시퀀스들에 대응하는 구동 신호들을 생성하여 각 채널들에 동시 공급하는 동작;을 포함하는 센서 패널 운용 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 구동 신호를 공급하는 동작은
    상기 채널들의 수 변경에 대응하여 상기 혼용된 코드 시퀀스들의 개수를 조정하는 동작;
    조정된 코드 시퀀스들에 대응하는 구동 신호들을 생성하여 해당 채널들에 동시 공급하는 동작;을 더 포함하는 센서 패널 운용 방법.
  16. 청구항 11에 있어서,
    상기 구동 신호를 공급하는 동작은
    상기 혼용된 코드 시퀀스에 대응하는 신호 정보를 저장한 메모리로부터 상기 센서 패널에서 동시 구동되는 채널의 개수에 대응하는 신호 정보를 획득하는 동작;
    상기 채널 개수에 대하여 획득된 신호 정보를 기반으로 각 채널들에 공급할 구동 신호를 생성하는 동작;을 포함하는 센서 패널 운용 방법.
  17. 청구항 11에 있어서,
    상기 코드 시퀀스에 대응하는 신호의 PAPR 또는 잡음 레벨이 지정된 값이 되도록 신호의 진폭 클리핑을 지정된 횟수만큼 수행하는 동작;
    상기 코드 시퀀스에 대응하는 신호의 PAPR 또는 잡음 레벨이 지정된 값이 되도록 PRC를 상기 코드 시퀀스로 생성된 신호에 곱셈하는 최대치 저감 송신신호 합성을 지정된 횟수만큼 수행하는 동작;
    상기 클리핑된 신호의 왜곡된 직교 신호의 보상 처리를 지정된 횟수만큼 수행하는 동작; 중 적어도 하나의 동작을 더 포함하는 센서 패널 운용 방법.
  18. 청구항 11에 있어서,
    상기 구동 신호를 공급하는 동작은
    상기 구동 신호를 지정된 주파수 대역의 반송파에 실어서 상기 센서 패널에 공급하는 동작;을 포함하는 센서 패널 운용 방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    하이패스필터를 이용하여 상기 센서 패널로부터 수신된 수신 신호의 저주파수 대역의 신호를 필터링하는 동작;
    믹서를 이용하여 상기 필터링된 수신 신호에 상기 구동 신호의 반송파와 동일한 반송파를 믹싱하는 동작;을 더 포함하는 센서 패널 운용 방법.
  20. 청구항 11에 있어서,
    지정된 수신 채널 단위로 상기 센서 패널로부터 수신 신호를 수신하는 동작;
    상기 수신 신호를 기반으로 지정된 매치 필터링을 수행하여 채널 평가를 하는 동작;을 더 포함하는 센서 패널 운용 방법.
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