KR102251722B1 - 간섭 측정치들을 이용한 전력 소비 최적화 - Google Patents

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Abstract

방법 및 관련된 프로세싱 시스템 및 입력 디바이스가 간섭 측정치들을 이용한 전력 소비 최적화를 위해 개시된다. 방법은, 미리정의된 제 1 저전력 동작 모드 내에서, 적어도 하나의 미리정의된 센싱 파라미터에 대한 그리고 제 1 전력 소비 레벨에 대응하는 값들의 제 1 세트를 적용하는 단계; 제 1 저전력 동작 모드 내에서, 복수의 센서 전극들을 이용하여 제 1 간섭 측정치를 획득하는 단계; 제 1 간섭 측정치가 제 1 간섭 임계 값을 초과한다고 결정 시에, 미리정의된 고전력 동작 모드로 트랜지션하는 단계; 및 고전력 동작 모드 내에서, 적어도 하나의 미리정의된 센싱 파라미터에 대한 그리고 제 1 전력 소비 레벨보다 더 큰 제 2 전력 소비 레벨에 대응하는 값들의 제 2 세트를 적용하는 단계를 포함한다.

Description

간섭 측정치들을 이용한 전력 소비 최적화{POWER CONSUMPTION OPTIMIZATION USING INTERFERENCE MEASUREMENTS}
본 명세서에서 개시된 실시형태들은 일반적으로 전자 디바이스들에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 간섭 측정치들에 기초하여 선택된 동작 모드에서 센싱 모듈을 동작시킴으로써 센싱 모듈의 전력 소비를 감소시키기 위한 기법들에 관한 것이다.
근접 센서 디바이스들 (또한 터치패드들 또는 터치 센서 디바이스들로도 통칭됨) 을 포함하는 입력 디바이스들은 다양한 전자 시스템들에서 널리 이용된다. 근접 센서 디바이스는 통상적으로 표면에 의해 종종 디마킹되는, 센싱 영역을 포함하고, 여기서 근접 센서 디바이스는 하나 이상의 입력 오브젝트들의 존재, 로케이션 및/또는 모션을 결정한다. 근접 센서 디바이스들은 전자 시스템에 대한 인터페이스들을 제공하는데 이용될 수도 있다. 예를 들어, 근접 센서 디바이스들은 (노트북 또는 데스크톱 컴퓨터들에 통합되거나 또는 그 주변에 있는 불투명 터치패드들과 같은) 대형 컴퓨팅 시스템들에 대한 입력 디바이스들로서 종종 이용된다. 근접 센서 디바이스들은 또한 (셀룰러 폰들에 통합된 터치 스크린들과 같은) 소형 컴퓨팅 시스템들에서도 종종 이용된다.
본 명세서에서 개시된 다양한 실시형태들에 따르면, 데이터 획득 (data acquisition; DAQ) 이 간섭의 부재에서 저전력 소비를 위해 최적화된다. 간섭이 존재하는 경우, DAQ 시스템은 더 높은 레벨들의 전력 소비가 허용되는 간섭-최적화된 DAQ 모드로 스위칭한다. 따라서, DAQ 시스템의 동작 모드 (및 대응하는 전력 소비 레벨) 는 간섭 측정치들을 이용하여 제어된다. 일부 경우들에서, 상이한 모드들 간의 세팅들의 상당한 변화들은 전반적인 전력 소비 최적화 및/또는 감소를 달성하기 위하여 DAQ 성능의 트레이드-오프를 야기한다.
본 명세서에서 설명된 하나의 실시형태는 복수의 센서 전극들과 커플링하도록 구성된 센싱 회로부를 포함하는 센싱 모듈을 포함하는 프로세싱 시스템이다. 센싱 모듈은, 미리정의된 제 1 저전력 동작 모드 내에서, 적어도 하나의 미리정의된 센싱 파라미터에 대한 그리고 제 1 전력 소비 레벨에 대응하는 값들의 제 1 세트를 적용하고; 제 1 저전력 동작 모드 내에서, 복수의 센서 전극들을 이용하여 제 1 간섭 측정치를 획득하고; 제 1 간섭 측정치가 제 1 간섭 임계 값을 초과한다고 결정 시에, 미리정의된 고전력 동작 모드로 트랜지션하고; 그리고 고전력 동작 모드 내에서, 적어도 하나의 미리정의된 센싱 파라미터에 대한 그리고 제 1 전력 소비 레벨보다 더 큰 제 2 전력 소비 레벨에 대응하는 값들의 제 2 세트를 적용하도록 구성된다.
본 명세서에서 설명된 다른 실시형태는 복수의 센서 전극들과 커플링된 프로세싱 시스템을 이용하여 수행되는 방법이다. 방법은 미리정의된 제 1 저전력 동작 모드 내에서, 적어도 하나의 미리정의된 센싱 파라미터에 대한 그리고 제 1 전력 소비 레벨에 대응하는 값들의 제 1 세트를 적용하는 단계; 제 1 저전력 동작 모드 내에서, 복수의 센서 전극들을 이용하여 제 1 간섭 측정치를 획득하는 단계; 제 1 간섭 측정치가 제 1 간섭 임계 값을 초과한다고 결정 시에, 미리정의된 고전력 동작 모드로 트랜지션하는 단계; 및 고전력 동작 모드 내에서, 적어도 하나의 미리정의된 센싱 파라미터에 대한 그리고 제 1 전력 소비 레벨보다 더 큰 제 2 전력 소비 레벨에 대응하는 값들의 제 2 세트를 적용하는 단계를 포함한다.
본 명세서에서 설명된 다른 실시형태는 입력 디바이스며, 입력 디바이스는, 복수의 센서 전극들 및 프로세싱 시스템을 포함하고, 프로세싱 시스템은, 미리정의된 제 1 저전력 동작 모드 내에서, 적어도 하나의 미리정의된 센싱 파라미터에 대한 그리고 제 1 전력 소비 레벨에 대응하는 값들의 제 1 세트를 적용하고; 제 1 저전력 동작 모드 내에서, 복수의 센서 전극들을 이용하여 제 1 간섭 측정치를 획득하고; 제 1 간섭 측정치가 제 1 간섭 임계 값을 초과한다고 결정 시에, 미리정의된 고전력 동작 모드로 트랜지션하고; 그리고 고전력 동작 모드 내에서, 적어도 하나의 미리정의된 센싱 파라미터에 대한 그리고 제 1 전력 소비 레벨보다 더 큰 제 2 전력 소비 레벨에 대응하는 값들의 제 2 세트를 적용하도록 구성된다.
예의 실시형태들이 일 예로 예시되고 첨부하는 도면들의 도형들에 의해 제한되도록 의도되지 않고, 여기서 동일한 참조 번호들은 도면들 전반에 걸쳐 대응하는 부분들을 지칭한다.
도 1 은 본 명세서에서 설명된 실시형태들에 따른, 입력 디바이스의 개략적 블록 다이어그램이다.
도 2 및 도 3 은 본 명세서에서 설명된 실시형태들에 따른, 예시적인 센서 전극 구현들의 부분들을 예시한다.
도 4a 는 본 명세서에서 설명된 실시형태들에 따른, 하나 이상의 미리정의된 센싱 파라미터들에 대한 값들의 상이한 세트들을 적용하기 위한 예시적인 프로세싱 시스템을 예시한다.
도 4b 는 본 명세서에서 설명된 실시형태들에 따른, 하나 이상의 미리정의된 센싱 파라미터들에 대한 값들의 상이한 세트들을 예시하는 다이어그램이다.
도 5 는 본 명세서에서 설명된 실시형태들에 따른, 센싱 모듈에 대한 상이한 동작 모드들을 예시하는 상태 다이어그램이다.
도 6 은 본 명세서에서 설명된 실시형태들에 따른, 하나 이상의 미리정의된 센싱 파라미터들에 대한 값들의 상이한 세트들을 적용하기 위한 방법을 예시한다.
도 7 은 본 명세서에서 설명된 실시형태들에 따른, 전류 미러를 가진 예시적인 전류-모드 코어스 베이스라인 정정 회로의 회로 다이어그램이다.
이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 공통인 동일한 엘리먼트들을 지정하기 위해 가능한 곳에 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 하나의 실시형태에서 개시된 엘리먼트들은 특정 상술 없이 다른 실시형태들에 대해 유익하게 활용될 수도 있는 것으로 고려된다. 여기에서 참조된 도면들은 구체적으로 언급하지 않는 한 일정한 비율로 그려진 것으로서 이해되어서는 안된다. 또한, 도면들은 종종 단순화되고 상세들 또는 컴포넌트들이 제시 및 설명의 명료함을 위해 생략되었다. 도면들 및 논의는 아래에 논의된 원리들을 설명하도록 기능하고, 여기서 동일한 지정들은 동일한 엘리먼트들을 나타낸다.
본 기술의 다양한 실시형태들은 전력 소비를 개선시키기 위한 입력 디바이스들 및 방법들을 제공한다. 입력 디바이스는 입력 디바이스와 입력 오브젝트 (예를 들어, 스타일러스 또는 사용자의 손가락) 간의 상호작용을 검출하기 위한 센서 전극들로서 동작되는 전극들을 포함할 수도 있다. 보다 구체적으로는, 입력 디바이스의 프로세싱 시스템은 커패시티브 센싱 신호를 센서 전극들 상에서 드라이빙하고 센서 전극들 중 동일한 센서 전극 또는 다른 센서 전극에 의해 수신된 결과의 신호들에 기초하여 커패시티브 측정치들을 획득한다.
하나 이상의 미리정의된 센싱 파라미터들은 프로세싱 시스템의 송신기 회로부 및/또는 수신기 회로부의 동작을 제어한다. 프로세싱 시스템의 소정의 구현들은 센싱 프레임 및/또는 디스플레이 프레임 타이밍과 정렬하는 것, 안정된 또는 예측가능한 커패시티브 베이스라인 값들을 유지하는 것, 및/또는 간섭의 소스들을 회피하는 것과 같은 소정의 제약들을 충족하기 위하여 하나 이상의 센싱 파라미터들에 대한 값들을 적용할 수 있다. 그러나, 이들 제약들을 충족할 때의 프로세싱 시스템의 전력 소비는 간섭의 존재 또는 부재에 대해 불가지론적 (agnostic) 이다.
본 명세서에서 개시된 다양한 실시형태들에서, 간섭의 부재에서 (예를 들어, 간섭 측정치는 간섭 임계치 미만이다), 프로세싱 시스템은 제 1 동작 모드에서 동작된다. 제 1 동작 모드 내에서, 프로세싱 시스템은 하나 이상의 미리정의된 센싱 파라미터들에 대응하는 값들의 제 1 세트를 적용한다. 프로세싱 시스템은 제 1 동작 모드에서 제 1 전력 소비 레벨을 갖는다. 제 1 동작 모드는, 프로세싱 시스템이 간섭의 부재에서 감소된 프로세싱 (예를 들어, 아날로그 필터링 및/또는 알고리즘적 잡음 감소 기법들) 으로 동작할 수도 있기 때문에, 프로세싱 시스템으로 하여금, 아날로그 간섭에 상대적으로 큰 민감성 (susceptibility) 을 갖게 한다.
후속 간섭 측정치가 간섭 임계치를 초과한다고 결정 시에, 프로세싱 시스템은, 하나 이상의 미리정의된 센싱 파라미터들에 대응하는 값들의 제 2 세트가 적용되는 제 2 동작 모드로 트랜지션한다. 프로세싱 시스템은 제 2 동작 모드에서, 제 1 전력 소비 레벨보다 더 큰 제 2 전력 소비 레벨을 갖는다. 제 2 동작 모드 내에서, 프로세싱 시스템은 제 1 동작 모드와 비교하여 아날로그 간섭에 감소된 민감성을 가지며, 이는 고간섭 컨디션들 하에서 커패시티브 센싱 성능을 개선시킨다.
일부 실시형태들에서, 제 1 동작 모드는 (예를 들어, 하드웨어-기반 잡음 완화 회로부를 통하여) 프로세싱 시스템의 하드웨어에서 구현된다. 일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템은 (레포트 필터링의 이용과 같은) 펌웨어 잡음 완화 방법들을 포함할 수도 있다. 프로세싱 시스템은 상대적으로 저전력 소비 또는 상대적으로 고전력 소비에 대응하는 추가적인 동작 모드들, 예를 들어, 디스플레이 표면 상의 수분 (moisture) 의 존재를 검출하는 것과 연관된 동작 모드 및/또는 연관된 디스플레이 디바이스로부터의 수평 동기 (horizontal sync; HSYNC) 신호의 존재 또는 부재와 연관된 동작 모드를 더 포함할 수도 있다.
예를 들어, 디스플레이 디바이스의 공통 전압 신호 ("VCOM") 는 센싱 측정들에 지장을 주는 간섭을 도입할 수 있다. VCOM 전압은 당업계에 공지된 바와 같이, 주기성 (periodicity) 을 갖는다. HSYNC 신호는 VCOM 전압이 스위칭할 때를 표시하고, 센서 어레인지먼트는 VCOM 의 타이밍에 기초하여 (예를 들어, HSYNC 신호가 트리거된 직후에) 센싱 측정들을 수행할 수 있다.
예시적인 입력 디바이스 구현들
도 1 은 본 개시의 실시형태들에 따른, 입력 디바이스 (100) 의 개략적 블록 다이어그램이다. 다양한 실시형태들에서, 입력 디바이스 (100) 는 센싱 디바이스와 통합된 디스플레이 디바이스를 포함한다. 입력 디바이스 (100) 는 전자 시스템 (150) 에 입력을 제공하도록 구성될 수도 있다. 이 문서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "전자 시스템" (또는 "전자 디바이스") 은 정보를 전자적으로 프로세싱하는 것이 가능한 임의의 시스템을 광범위하게 지칭한다. 전자 시스템들의 일부 비제한적 예들은 모든 사이즈들 및 형상들의 개인 컴퓨터들, 이를 테면 데스크톱 컴퓨터들, 랩톱 컴퓨터들, 넷북 컴퓨터들, 태블릿들, 웹 브라우저들, e-북 리더들, 및 개인 휴대 정보 단말기들 (PDA들) 을 포함한다. 추가적인 예의 전자 시스템들은 복합 입력 디바이스들, 이를 테면 입력 디바이스 (100) 및 별도의 조이스틱들 또는 키 스위치들을 포함하는 물리적 키보드들을 포함한다. 추가의 예의 전자 시스템들은 데이터 입력 디바이스들 (원격 제어들 및 마우스들을 포함함), 및 데이터 출력 디바이스들 (디스플레이 스크린들 및 프린터들을 포함한) 과 같은 주변기기들을 포함한다. 다른 예들은 원격 단말기들, 키오스크들, 및 비디오 게임 머신들 (예를 들어, 비디오 게임 콘솔들, 휴대용 게이밍 디바이스들 등) 을 포함한다. 다른 예들은 통신 디바이스들 (셀룰러 폰들, 이를 테면 스마트 폰들을 포함함), 및 미디어 디바이스들 (레코더들, 에디터들, 및 플레이어들, 이를테면 텔레비전들, 셋-톱 박스들, 뮤직 플레이어들, 디지털 포토 프레임들, 및 디지털 카메라들을 포함함) 을 포함한다. 추가적으로, 전자 시스템은 입력 디바이스에 대해 호스트 또는 슬레이브일 수 있다.
입력 디바이스 (100) 는 전자 시스템 (150) 의 물리적 부분으로서 구현될 수 있거나, 또는 전자 시스템 (150) 과 물리적으로 분리될 수 있다. 적절하게, 입력 디바이스 (100) 는 다음: 버스들, 네트워크들, 및 다른 유선 또는 무선 상호접속들 중 임의의 하나 이상을 이용하여 전자 시스템 (150) 의 부분들과 통신할 수도 있다. 예들은 I2C, SPI, PS/2, 범용 직렬 버스 (Universal Serial Bus; USB), 블루투스, RF, 및 IRDA 를 포함한다.
도 1 에서, 입력 디바이스 (100) 는 센싱 영역 (170) 에서 하나 이상의 입력 오브젝트들 (140) 에 의해 제공된 입력을 센싱하도록 구성된 근접 센서 디바이스 (또한 종종 "터치패드" 또는 "터치 센서 디바이스" 로도 지칭됨) 로서 도시된다. 예의 입력 오브젝트들은 도 1 에 도시한 바와 같이, 손가락 및 스타일러스들을 포함한다.
센싱 영역 (170) 은 입력 디바이스 (100) 가 사용자 입력 (예를 들어, 하나 이상의 입력 오브젝트들 (140) 에 의해 제공된 사용자 입력) 을 검출하는 것이 가능한 입력 디바이스 (100) 의 상방, 주위, 안 및/또는 근방의 임의의 공간을 포괄한다. 특정한 센싱 영역들의 사이즈들, 형상들, 및 로케이션들은 실시형태들마다 폭넓게 가변할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 센싱 영역 (170) 은 신호-대-잡음비들이 충분히 정확한 오브젝트 검출을 방지할 때까지 입력 디바이스 (100) 의 표면으로부터 하나 이상의 방향들에서 공간으로 연장된다. 다양한 실시형태들에서, 이 센싱 영역 (170) 이 특정한 방향으로 연장되는 거리는, 대략 밀리미터 미만, 수 밀리미터, 수 센티미터 또는 그 이상일 수도 있고, 이용되는 센싱 기술의 타입 및 원하는 정확도에 따라 상당히 다를 수도 있다. 따라서, 일부 실시형태들은 입력 디바이스 (100) 의 임의의 표면들과의 비접촉 (no contact), 입력 디바이스 (100) 의 입력 표면 (예를 들어, 터치 표면) 과의 접촉, 어느 정도의 인가된 힘 또는 압력과 커플링된 입력 디바이스 (100) 의 입력 표면과의 접촉, 및/또는 그 조합을 포함하는 입력을 센싱한다. 다양한 실시형태들에서, 입력 표면들은 센서 전극들이 상주하는 케이싱들의 표면들에 의해, 센서 전극들 또는 임의의 케이싱들 위에 도포된 페이스 시트들에 의해, 등등에 의해 제공될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 센싱 영역 (170) 은 입력 디바이스 (100) 의 입력 표면 상으로 프로젝팅될 때 직사각형 형상을 갖는다.
입력 디바이스 (100) 는 센싱 영역 (170) 에서의 사용자 입력을 검출하기 위해 센서 컴포넌트들 및 센싱 기술들의 임의의 조합을 활용할 수도 있다. 입력 디바이스 (100) 는 사용자 입력을 검출하기 위한 복수의 센서 전극들 (120) 을 포함한다. 입력 디바이스 (100) 는 대형 센서 전극들을 형성하기 위해 조합되는 하나 이상의 센서 전극들 (120) 을 포함할 수도 있다. 여러 비제한적 예들로서, 입력 디바이스 (100) 는 커패시티브, 탄성 (elastive), 저항성, 유도성, 자기 음향성, 초음파, 및/또는 광학적 기법들을 이용할 수도 있다.
일부 구현들은 1 차원, 2 차원, 3 차원, 또는 더 높은 차원의 공간들에 걸쳐 있는 이미지들을 제공하도록 구성된다. 일부 구현들은 특정한 축들 또는 평면들에 따라 입력의 프로젝션들을 제공하도록 구성된다.
입력 디바이스 (100) 의 일부 저항성 구현들에서, 가요성 및 전도성 제 1 레이어는 전도성 제 2 레이어로부터 하나 이상의 스페이서 엘리먼트들에 의해 분리된다. 동작 동안, 이 레이어들에 걸쳐서 하나 이상의 전압 구배 (gradient) 들이 생성된다. 가요성 제 1 레이어를 가압하는 것은 그 제 1 레이어를 레이어들 간에 전기 접촉을 생성하기에 충분하게 편향시켜, 레이어들 간의 접촉 포인트(들)를 반영하는 전압 출력들을 초래할 수도 있다. 이들 전압 출력들은 포지션 정보를 결정하는데 이용될 수도 있다.
입력 디바이스 (100) 의 일부 유도성 구현들에서, 하나 이상의 센서 전극들 (120) 은 공진 코일 또는 코일들의 쌍에 의해 유도된 루프 전류들을 검출한다. 전류들의 크기, 위상, 및 주파수의 일부 조합이 그 후 포지션 정보를 결정하는데 이용될 수도 있다.
입력 디바이스 (100) 의 일부 커패시티브 구현들에서, 전압 또는 전류가 전기장을 생성하기 위해 인가된다. 인근의 입력 오브젝트들은 전기장의 변화들을 야기하고, 전압, 전류 등의 변화들로서 검출될 수도 있는 커패시티브 커플링의 검출가능한 변화들을 생성한다.
일부 커패시티브 구현들은 전기장을 생성하기 위해 커패시티브 센서 전극들 (120) 의 어레이들 또는 다른 규칙적인 또는 불규칙적인 패턴들을 활용한다. 일부 커패시티브 구현들에서, 별도의 센서 전극들 (120) 은 더 큰 센서 전극들을 형성하기 위해 함께 오믹 쇼트될 수도 있다. 일부 커패시티브 구현들은 균일하게 저항성일 수도 있는 저항성 시트들을 활용한다.
상기 논의한 바와 같이, 일부 커패시티브 구현들은 센서 전극들 (120) 과 입력 오브젝트 간의 커패시티브 커플링의 변화들에 기초하여 "셀프-커패시턴스 (self-capacitance)" (또는 "절대 커패시턴스 (absolute capacitance)") 센싱 방법들을 활용한다. 하나의 실시형태에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 공지된 진폭을 가진 전압을 센서 전극 (120) 상에서 드라이빙하고 센서 전극을 드라이빙된 전압으로 충전하기 위해 요구되는 전하의 양을 측정하도록 구성된다. 다른 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 공지된 전류를 드라이빙하고 결과의 전압을 측정하도록 구성된다. 다양한 실시형태들에서, 센서 전극들 (120) 근방의 입력 오브젝트는 센서 전극들 (120) 근방의 전기장을 바꾸고, 따라서 측정된 커패시티브 커플링을 변화시킨다. 하나의 구현에서, 절대 커패시턴스 센싱 방법은 변조된 신호를 이용하여 기준 전압 (예를 들어, 시스템 그라운드) 에 대하여 센서 전극들 (120) 을 변조함으로써, 및 센서 전극들 (120) 과 입력 오브젝트들 (140) 간의 커패시티브 커플링을 검출함으로써 동작한다.
추가적으로 상기 논의한 바와 같이, 일부 커패시티브 구현들은 센싱 전극들 간의 커패시티브 커플링의 변화들에 기초하여 "상호 커패시턴스 (mutual capacitance)" (또는 "트랜스커패시턴스 (transcapacitance)") 센싱 방법들을 활용한다. 다양한 실시형태들에서, 센싱 전극들 근방의 입력 오브젝트 (140) 는 센싱 전극들 간의 전기장을 바꾸고, 따라서 측정된 커패시티브 커플링을 변화시킨다. 하나의 구현에서, 트랜스커패시티브 센싱 방법은 이하에 추가로 설명되는 바와 같이 하나 이상의 송신기 센싱 전극들 (또한 "송신기 전극들") 과 하나 이상의 수신기 센싱 전극들 (또한 "수신기 전극들") 간의 커패시티브 커플링을 검출함으로써 동작한다. 송신기 센싱 전극들 상의 신호들은 송신기 신호들을 송신하기 위해 기준 전압 (예를 들어, 시스템 그라운드) 에 대하여 변조될 수도 있다. 수신기 센싱 전극들은 결과의 신호들의 수신을 용이하게 하기 위해 기준 전압에 대하여 실질적으로 일정하게 유지될 수도 있다. 결과의 신호는 하나 이상의 송신기 신호들에, 및/또는 환경적 간섭의 하나 이상의 소스들 (예를 들어, 다른 전자기 신호들) 에 대응하는 영향 (effect) (들)을 포함할 수도 있다. 센싱 전극들은 전용 송신기 전극들 또는 수신기 전극들일 수도 있거나, 또는 송신 및 수신 양자 모두를 행하도록 구성될 수도 있다.
도 1 에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 입력 디바이스 (100) 의 부분으로서 도시된다. 프로세싱 시스템 (110) 은 센싱 영역 (170) 에서의 입력을 검출하기 위해 입력 디바이스 (100) 의 하드웨어를 동작시키도록 구성된다. 프로세싱 시스템 (110) 은 하나 이상의 집적 회로들 (IC들) 및/또는 다른 회로부 컴포넌트들의 부분들 또는 전부를 포함한다. 예를 들어, 상호 커패시턴스 센서 디바이스에 대한 프로세싱 시스템은 송신기 센서 전극들로 신호들을 송신하도록 구성된 송신기 회로부, 및/또는 수신기 센서 전극들로 신호들을 수신하도록 구성된 수신기 회로부를 포함할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 또한 펌웨어 코드, 소프트웨어 코드, 및/또는 등등과 같은 전자적으로-판독가능한 명령들을 포함한다. 일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 을 구성하는 컴포넌트들은 이를 테면 입력 디바이스 (100) 의 센서 전극(들) (120) 근방에, 함께 로케이트된다. 다른 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 의 컴포넌트들은 입력 디바이스 (100) 의 센서 전극(들) (120) 에 가까운 하나 이상의 컴포넌트들, 및 다른 곳의 하나 이상의 컴포넌트들과 물리적으로 분리된다. 예를 들어, 입력 디바이스 (100) 는 데스크톱 컴퓨터에 커플링된 주변기기일 수도 있고, 프로세싱 시스템 (110) 은 데스크톱 컴퓨터의 중앙 프로세싱 유닛 및 중앙 프로세싱 유닛과는 분리된 하나 이상의 IC들 (아마도 연관된 펌웨어를 가짐) 상에서 실행하도록 구성된 소프트웨어를 포함할 수도 있다. 다른 예로서, 입력 디바이스 (100) 는 폰에 물리적으로 통합될 수도 있고, 프로세싱 시스템 (110) 은 폰의 메인 프로세서의 부분인 회로들 및 펌웨어를 포함할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 입력 디바이스 (100) 를 구현하는 것에 전용된다. 다른 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 또한 디스플레이 스크린들을 동작시키는 것, 햅틱 액츄에이터들을 드라이빙하는 것 등과 같은 다른 기능들을 수행한다.
프로세싱 시스템 (110) 은 프로세싱 시스템 (110) 의 상이한 기능들을 핸들링하는 모듈들의 세트로서 구현될 수도 있다. 각각의 모듈은 프로세싱 시스템 (100) 의 부분인 회로부, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 그 조합을 포함할 수도 있다. 다양한 실시형태들에서, 모듈들의 상이한 조합들이 이용될 수도 있다. 예의 모듈들은 센서 전극들 및 디스플레이 스크린들과 같은 하드웨어를 동작시키기 위한 하드웨어 동작 모듈들, 센서 신호들 및 포지션 정보와 같은 데이터를 프로세싱하기 위한 데이터 프로세싱 모듈들, 및 정보를 레포팅하기 위한 레포팅 모듈들을 포함한다. 추가의 예의 모듈들은 입력을 검출하기 위해 센서 전극들 (120) 을 동작시키도록 구성된 센서 동작 모듈들, 모드 변화 제스처들과 같은 제스처들을 식별하도록 구성된 식별 모듈들, 및 동작 모드들을 변화시키기 위한 모드 변화 모듈들을 포함한다. 프로세싱 시스템 (110) 은 또한 하나 이상의 제어기들을 포함할 수도 있다.
일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 하나 이상의 액션들을 야기함으로써 직접적으로 센싱 영역 (170) 에서의 사용자 입력 (또는 사용자 입력의 부족) 에 응답한다. 예의 액션들은 동작 모드들을 변화시키는 것 뿐만 아니라, 커서 이동, 선택, 메뉴 내비게이션, 및 다른 기능들과 같은 GUI 액션들을 포함한다. 일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 입력 (또는 입력의 부족) 에 관한 정보를 전자 시스템의 일부 부분에 (예를 들어, 프로세싱 시스템 (110) 과는 별개인 전자 시스템의 중앙 프로세싱 시스템에, 만약 이러한 별개의 중앙 프로세싱 시스템이 존재한다면) 제공한다. 일부 실시형태들에서, 전자 시스템의 일부 부분은 사용자 입력에 작용하기 위해, 이를 테면 모드 변화 액션들 및 GUI 액션들을 포함하는, 전체 범위의 액션들을 용이하게 하기 위해 프로세싱 시스템 (110) 으로부터 수신된 정보를 프로세싱한다.
예를 들어, 일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 센싱 영역 (170) 에서의 입력 (또는 입력의 부족) 을 나타내는 전기 신호들을 생성하기 위해 입력 디바이스 (100) 의 센서 전극(들) (120) 을 동작시킨다. 프로세싱 시스템 (110) 은 전자 시스템에 제공된 정보를 생성하는데 있어서 전기 신호들에 대해 임의의 적절한 양의 프로세싱을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 프로세싱 시스템 (110) 은 센서 전극들 (120) 로부터 획득된 아날로그 전기 신호들을 디지털화할 수도 있다. 다른 예로서, 프로세싱 시스템 (110) 은 필터링 또는 다른 신호 컨디셔닝을 수행할 수도 있다. 또 다른 예로서, 프로세싱 시스템 (110) 은 정보가 전기 신호들과 베이스라인 간의 차이를 반영하도록, 베이스라인을 감산하거나 또는 다르게는 베이스라인을 고려할 수도 있다. 또 다른 추가의 예들로서, 프로세싱 시스템 (110) 은 포지션 정보를 결정하고, 입력들을 커맨드들로서 인식하고, 핸드라이팅을 인식하며, 등등을 행할 수도 있다.
"포지션 정보 (positional information)" 는 본 명세서에서 사용되는 바와 같이 절대 포지션, 상대 포지션, 속도, 가속도, 및 다른 타입들의 공간 정보를 광범위하게 포괄한다. 예시적인 "0 차원" 포지션 정보는 근방/먼 또는 접촉/비접촉 정보를 포함한다. 예시적인 "1 차원" 포지션 정보는 축을 따르는 포지션들을 포함한다. 예시적인 "2 차원" 포지션 정보는 평면에서의 모션들을 포함한다. 예시적인 "3 차원" 포지션 정보는 공간에서의 순간 또는 평균 속도들을 포함한다. 추가의 예들은 공간 정보의 다른 표현들을 포함한다. 예를 들어, 시간에 걸쳐 포지션, 모션, 또는 순간 속도를 추적하는 이력 데이터를 포함하는, 하나 이상의 타입들의 포지션 정보에 관한 이력 데이터가 또한 결정 및/또는 저장될 수도 있다.
일부 실시형태들에서, 입력 디바이스 (100) 는 프로세싱 시스템 (110) 에 의해 또는 일부 다른 프로세싱 시스템에 의해 동작되는 추가적인 입력 컴포넌트들로 구현된다. 이들 추가적인 입력 컴포넌트들은 센싱 영역 (170) 에의 입력을 위한 리던던트 기능성, 또는 일부 다른 기능성을 제공할 수도 있다. 도 1 은 입력 디바이스 (100) 를 이용하여 아이템들의 선택을 용이하게 하는데 이용될 수 있는 센싱 영역 (170) 근방의 버튼들 (130) 을 도시한다. 다른 타입들의 추가적인 입력 컴포넌트들은 슬라이더들, 볼들, 휠들, 스위치들 등을 포함한다. 반대로, 일부 실시형태들에서, 입력 디바이스 (100) 는 어떤 다른 입력 컴포넌트들 없이도 구현될 수도 있다.
일부 실시형태들에서, 입력 디바이스 (100) 는 터치 스크린 인터페이스를 포함하고, 센싱 영역 (170) 은 디스플레이 디바이스 (160) 의 디스플레이 스크린의 액티브 영역의 적어도 부분을 오버랩한다. 예를 들어, 입력 디바이스 (100) 는 디스플레이 스크린을 오버레이하는 실질적으로 투명한 센서 전극들 (120) 을 포함하고 연관된 전자 시스템에 대한 터치 스크린 인터페이스를 제공할 수도 있다. 디스플레이 스크린은 사용자에게 시각적 인터페이스를 디스플레이하는 것이 가능한 임의의 타입의 동적 디스플레이일 수도 있고, 임의의 타입의 발광 다이오드 (LED), 유기 LED (OLED), 음극선관 (CRT), 액정 디스플레이 (LCD), 플라즈마, 전계발광 (electroluminescence; EL), 또는 다른 디스플레이 기술을 포함할 수도 있다. 입력 디바이스 (100) 및 디스플레이 디바이스 (160) 는 물리적 엘리먼트들을 공유할 수도 있다. 예를 들어, 일부 실시형태들은 디스플레이 및 센싱을 위해 동일한 전기 컴포넌트들의 일부를 활용할 수도 있다. 다른 예로서, 디스플레이 디바이스 (160) 는 프로세싱 시스템 (110) 에 의해 부분적으로 또는 완전히 동작될 수도 있다.
본 기술의 많은 실시형태들이 완전히 기능하는 장치의 문맥에서 설명되지만, 본 기술의 메커니즘들은 다양한 형태들의 프로그램 제품 (예를 들어, 소프트웨어) 으로서 배포되는 것이 가능한 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 기술의 메커니즘들은 전자 프로세서들에 의해 판독가능한 정보 베어링 매체들 (예를 들어, 프로세싱 시스템 (110) 에 의해 판독가능한 비일시적 컴퓨터 판독가능 및/또는 기록가능/기입가능 정보 베어링 매체들) 상의 소프트웨어 프로그램으로서 구현 및 배포될 수도 있다. 추가적으로, 본 기술의 실시형태들은 배포를 수행하기 위해 이용되는 매체의 특정한 타입에 상관없이 동등하게 적용한다. 비일시적 전자적으로 판독가능한 매체들의 예들은 다양한 디스크들, 메모리 스틱들, 메모리 카드들, 메모리 모듈들 등을 포함한다. 전자적으로 판독가능 매체들은 플래시, 광, 자기, 홀로그래픽, 또는 임의의 다른 저장 기술에 기초할 수도 있다.
예시적인 센서 전극 구현들
도 2 및 도 3 은 본 명세서에서 설명된 실시형태들에 따른, 예시적인 센서 전극 구현들의 부분들을 예시한다. 구체적으로, 구현 (200) (도 2) 은 여러 실시형태들에 따른, 패턴과 연관된 센싱 영역 (170) 에서 센싱하도록 구성된 센서 전극들의 패턴의 부분을 예시한다. 예시 및 설명의 명료함을 위해, 도 2 는 단순한 직사각형들의 패턴의 센서 전극들을 도시하고, 다양한 연관된 컴포넌트들을 도시하지 않는다. 센싱 전극들의 이 패턴은 제 1 복수의 센서 전극들 (205) (예를 들어, 205-1, 205-2, 205-3, 205-4), 및 제 2 복수의 센서 전극들 (215) (예를 들어, 215-1, 215-2, 215-3, 215-4) 을 포함한다. 센서 전극들 (205, 215) 은 상기 논의된 센서 전극들 (120) 의 각각의 예들이다. 하나의 실시형태에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 제 1 복수의 센서 전극들 (205) 을 복수의 송신기 전극들로서, 그리고 제 2 복수의 센서 전극들 (215) 을 복수의 수신기 전극들로서 동작시킨다. 다른 실시형태에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 제 1 복수의 센서 전극들 (205) 및 제 2 복수의 센서 전극들 (215) 을 절대 커패시티브 센싱 전극들로서 동작시킨다.
제 1 복수의 센서 전극들 (205) 및 제 2 복수의 센서 전극들 (215) 은 통상적으로 서로 오믹 격리된다. 즉, 하나 이상의 절연체들은 제 1 복수의 센서 전극들 (205) 및 제 2 복수의 센서 전극들 (215) 을 분리시키고, 이들이 서로 전기적으로 쇼트하는 것을 방지한다. 일부 실시형태들에서, 제 1 복수의 센서 전극들 (205) 및 제 2 복수의 센서 전극들 (215) 은 공통 레이어 상에 배치될 수도 있다. 복수의 센서 전극들 (205, 215) 은 크로스-오버 영역들에서 그들 사이에 배치된 절연 재료에 의해 전기적으로 분리될 수도 있다; 이러한 구성들에서, 제 1 복수의 센서 전극들 (205) 및/또는 제 2 복수의 센서 전극들 (215) 은 동일한 전극의 상이한 부분들을 연결하는 점퍼들로 형성될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 제 1 복수의 센서 전극들 (205) 및 제 2 복수의 센서 전극들 (215) 은 절연 재료의 하나 이상의 레이어들에 의해 분리된다. 일부 실시형태들에서, 제 1 복수의 센서 전극들 (205) 및 제 2 복수의 센서 전극들 (215) 은 하나 이상의 기판들에 의해 분리된다; 예를 들어, 그들은 동일한 기판의 반대 측면들 상에, 또는 함께 라미네이트되는 상이한 기판들 상에 배치될 수도 있다.
복수의 센서 전극들 (205, 215) 은 임의의 원하는 형상들로 형성될 수도 있다. 더욱이, 센서 전극들 (205) 의 사이즈 및/또는 형상은 센서 전극들 (215) 의 사이즈 및/또는 형상과는 상이할 수도 있다. 추가적으로, 기판의 동일한 측면 상에 로케이트된 센서 전극들 (205, 215) 이 상이한 형상들 및/또는 사이즈들을 가질 수도 있다. 하나의 실시형태에서, 제 1 복수의 센서 전극들 (205) 은 이것이 요건은 아니지만, 제 2 복수의 센서 전극들 (215) 보다 더 클 수도 있다 (예를 들어, 더 큰 표면적을 가짐). 다른 실시형태들에서, 제 1 및 제 2 복수의 센서 전극들 (205, 215) 은 유사한 사이즈 및/또는 형상을 가질 수도 있다.
하나의 실시형태에서, 제 1 복수의 센서 전극들 (205) 은 실질적으로 제 1 방향으로 연장되는 한편, 제 2 복수의 센서 전극들 (215) 은 실질적으로 제 2 방향으로 연장된다. 예를 들어, 그리고 도 2 에 도시한 바와 같이, 제 1 복수의 센서 전극들은 하나의 방향으로 연장되는 한편, 제 2 복수의 센서 전극들 (215) 은 센서 전극들 (205) 에 실질적으로 직교인 방향으로 연장된다. 다른 배향들이 또한 가능하다 (예를 들어, 병렬 또는 다른 상대적 배향들).
일부 실시형태들에서, 제 1 및 제 2 복수의 센서 전극들 (205, 215) 양자 모두는 디스플레이 디바이스 (160) 를 함께 형성하는 복수 (또는 디스플레이 스택) 의 레이어들 외부에 로케이트된다. 디스플레이 스택의 하나의 예는 레이어들, 이를 테면 렌즈 레이어, 하나 이상의 편광판 레이어들, 컬러 필터 레이어, 하나 이상의 디스플레이 전극들 레이어들, 디스플레이 재료 레이어, 박막 트랜지스터 (TFT) 글래스 레이어, 및 백라이트 레이어를 포함할 수도 있다. 그러나, 디스플레이 스택의 다른 어레인지먼트들이 가능하다. 다른 실시형태들에서, 제 1 및 제 2 복수의 센서 전극들 (205, 215) 중 하나 또는 양자 모두는, 별도의 레이어 또는 디스플레이-관련 레이어의 부분으로서 포함되든, 디스플레이 스택 내에 로케이트된다. 예를 들어, 특정한 디스플레이 전극 레이어 내의 VCOM 전극들은 디스플레이 업데이트 및 커패시티브 센싱 양자 모두를 수행하도록 구성될 수 있다.
도 3 의 구현 (300) 은 여러 실시형태들에 따른, 센싱 영역 (170) 에서 센싱하도록 구성된 센서 전극들의 패턴의 부분을 예시한다. 예시 및 설명의 명료함을 위해, 도 3 은 단순한 직사각형들의 패턴의 센서 전극들 (120) 을 도시하고 다른 연관된 컴포넌트들을 도시하지 않는다. 예시적인 패턴은 X 컬럼들 및 Y 로우들로 배열된 센서 전극들 (120X,Y) 의 어레이를 포함하고, 여기서 X 및 Y 는 포지티브 정수들이지만, X 및 Y 중 하나는 0 일 수도 있다. 센서 전극들 (120) 의 패턴은 다른 구성들, 이를 테면 폴라 (polar) 어레이들, 반복 패턴들, 비-반복 패턴들, 단일 로우 또는 컬럼, 또는 다른 적합한 구현을 가질 수도 있는 것으로 고려된다. 게다가, 다양한 실시형태들에서, 센서 전극들 (120) 의 수는 로우들마다 및/또는 컬럼들마다 다를 수도 있다. 하나의 실시형태에서, 센서 전극들 (120) 의 적어도 하나의 로우 및/또는 컬럼은 다른 것들로부터 오프셋되어, 다른 것들보다도 적어도 하나의 방향으로 더욱 연장된다. 센서 전극들 (120) 은 프로세싱 시스템 (110) 에 커플링되고 센싱 영역 (170) 에서의 입력 오브젝트의 존재 (또는 그 부족) 를 결정하기 위해 활용된다.
제 1 동작 모드에서, 센서 전극들 (120) (1201,1, 1202,1, 1203,1, ..., 120X,Y) 의 구현은 절대 센싱 기법들을 통해 입력 오브젝트의 존재를 검출하기 위해 활용될 수도 있다. 즉, 프로세싱 시스템 (110) 은 입력 오브젝트의 포지션을 결정하기 위해 변조된 센서 전극들 (120) 과 입력 오브젝트 간의 커패시티브 커플링의 변화들의 측정치들을 획득하기 위해 센서 전극들 (120) 을 변조하도록 구성된다. 프로세싱 시스템 (110) 은 변조되는 센서 전극들 (120) 로 수신된 결과의 신호들의 측정치에 기초하여 절대 커패시턴스의 변화들을 결정하도록 추가로 구성된다.
일부 실시형태들에서, 구현 (300) 은 센서 전극들 (120) 중 적어도 2 개 사이에 배치되는 하나 이상의 그리드 전극들 (미도시) 을 포함한다. 그리드 전극(들)은 복수의 센서 전극들 (120) 을 그룹으로서 적어도 부분적으로 한정할 수도 있고, 또한, 또는 대안으로, 센서 전극들 (120) 중 하나 이상을 완전히 또는 부분적으로 한정할 수도 있다. 하나의 실시형태에서, 그리드 전극은 복수의 애퍼처들을 갖는 평면 바디 (planar body) 이고, 각각의 애퍼처는 센서 전극들 (120) 중 개별의 하나의 센서 전극을 한정한다. 다른 실시형태들에서, 그리드 전극(들)은 개별적으로 또는 2 개 이상의 세그먼트들의 그룹들로 드라이빙될 수도 있는 복수의 세그먼트들을 포함한다. 그리드 전극(들)은 센서 전극들 (120) 과 유사하게 제작될 수도 있다. 그리드 전극(들)은, 센서 전극들 (120) 과 함께, 전도성 라우팅 트레이스들을 활용하는 프로세싱 시스템 (110) 에 커플링되고 입력 오브젝트 검출을 위해 이용될 수도 있다.
센서 전극들 (120) 은 서로 오믹 격리될 수도 있고, 또한 그리드 전극(들)으로부터 오믹 격리될 수도 있다. 즉, 하나 이상의 절연체들은 센서 전극들 (120) 과 그리드 전극(들)을 분리시키고 그들이 서로 전기적으로 쇼트하는 것을 방지한다. 일부 실시형태들에서, 센서 전극들 (120) 및 그리드 전극(들)은 전기 절연 재료로 채워질 수도 있거나, 또는 에어 갭일 수도 있는 절연 갭에 의해 분리된다. 일부 실시형태들에서, 센서 전극들 (120) 및 그리드 전극(들)은 절연 재료의 하나 이상의 레이어들에 의해 수직적으로 분리된다. 일부 다른 실시형태들에서, 센서 전극들 (120) 및 그리드 전극(들)은 하나 이상의 기판들에 의해 분리된다; 예를 들어, 그들은 동일한 기판의 반대 측면들 상에, 또는 상이한 기판들 상에 배치될 수도 있다. 또 다른 실시형태들에서, 그리드 전극(들)은 동일한 기판 상에, 또는 상이한 기판들 상에 다수의 레이어들로 구성될 수도 있다. 하나의 실시형태에서, 제 1 그리드 전극은 제 1 기판 (또는 기판의 제 1 측면) 상에 형성될 수도 있고 제 2 그리드 전극은 제 2 기판 (또는 기판의 제 2 측면) 상에 형성될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 그리드 전극은 디스플레이 디바이스 (160) (도 1) 의 박막 트랜지스터 (TFT) 레이어 상에 배치된 하나 이상의 공통 전극들을 포함하고 제 2 그리드 전극은 디스플레이 디바이스 (160) 의 컬러 필터 글래스 상에 배치된다. 제 1 및 제 2 그리드 전극들의 치수들은 적어도 하나의 차원에서 동일하거나 또는 상이할 수도 있다.
제 2 동작 모드에서, 센서 전극들 (120) (1201,1, 1202,1, 1203,1, ..., 120X,Y) 은 송신기 신호가 그리드 전극(들) 상에서 드라이빙될 때 트랜스커패시티브 센싱 기법들을 통해 입력 오브젝트의 존재를 검출하기 위해 활용될 수도 있다. 즉, 프로세싱 시스템 (110) 은 그리드 전극(들)을 송신기 신호로 드라이빙하고 결과의 신호들을 각각의 센서 전극 (120) 으로 수신하도록 구성되고, 여기서 결과의 신호는, 입력 오브젝트의 포지션을 결정하기 위해 프로세싱 시스템 (110) 또는 다른 프로세서에 의해 활용되는 송신기 신호에 대응하는 영향들을 포함한다.
제 3 동작 모드에서, 센서 전극들 (120) 은 트랜스커패시티브 센싱 기법들을 통해 입력 오브젝트의 존재를 검출하기 위해 활용된 송신기 및 수신기 전극들의 그룹들로 스플릿될 수도 있다. 즉, 프로세싱 시스템 (110) 은 센서 전극들 (120) 의 제 1 그룹을 송신기 신호로 드라이빙하고 결과의 신호들을 센서 전극들 (120) 의 제 2 그룹으로 수신할 수도 있고, 여기서 결과의 신호는 송신기 신호에 대응하는 영향들을 포함한다. 결과의 신호는 입력 오브젝트의 포지션을 결정하기 위해 프로세싱 시스템 (110) 또는 다른 프로세서에 의해 활용된다.
입력 디바이스 (100) 는 상기 설명된 모드들 중 임의의 하나의 모드에서 동작하도록 구성될 수도 있다. 입력 디바이스 (100) 는 또한 상기 설명된 모드들 중 임의의 2 개 이상의 모드들 간에 스위칭하도록 구성될 수도 있다.
커패시티브 커플링들의 로컬화된 커패시티브 센싱의 영역들은 "커패시티브 픽셀들", "터치 픽셀들", "틱셀 (tixel) 들" 등으로 지칭될 수도 있다. 커패시티브 픽셀들은 제 1 동작 모드에서 개개의 센서 전극 (120) 과 기준 전압 사이에, 제 2 동작 모드에서 센서 전극들 (120) 과 그리드 전극(들) 사이에, 그리고 제 3 동작 모드에서 송신기 및 수신기 전극들 (예를 들어, 도 2 의 구현 (200)) 로서 이용되는 센서 전극들 (120) 의 그룹들 사이에 형성될 수도 있다. 커패시티브 커플링은 센서 전극들 (120) 과 연관된 센싱 영역 (170) 에서 입력 오브젝트들 (140) 의 근접도 및 모션에 따라 변화하고, 따라서 입력 디바이스 (100) 의 센싱 영역 (170) 에서의 입력 오브젝트 (140) 의 존재의 표시자로서 이용될 수도 있다.
일부 실시형태들에서, 센서 전극들 (120) 은 이들 커패시티브 커플링들을 결정하기 위해 "스캐닝된" 다. 즉, 하나의 실시형태에서, 센서 전극들 (120) 중 하나 이상은 송신기 신호들을 송신하기 위해 드라이빙된다. 송신기들은 하나의 송신기 전극이 한번에 송신하도록, 또는 다수의 송신기 전극들이 동시에 송신하도록 동작될 수도 있다. 다수의 송신기 전극들이 동시에 송신하는 경우, 다수의 송신기 전극들은 동일한 송신기 신호를 송신하고 이로써 효과적으로 더 큰 송신기 전극을 생성할 수도 있다. 대안적으로, 다수의 송신기 전극들은 상이한 송신기 신호들을 송신할 수도 있다. 예를 들어, 다수의 송신기 전극들은 수신기 전극들의 결과의 신호들에 대한 그들의 조합된 영향들이 독립적으로 결정되는 것을 가능하게 하는 하나 이상의 코딩 스킴들에 따라 상이한 송신기 신호들을 송신할 수도 있다. 하나의 실시형태에서, 다수의 송신기 전극들은 동일한 송신기 신호를 동시에 송신할 수도 있는 한편 수신기 전극들은 그 영향들을 수신하고 스캐닝 스킴에 따라 측정된다.
수신기 센서 전극들로서 구성된 센서 전극들 (120) 은 결과의 신호들을 획득하기 위해 개별적으로 또는 함께 동작될 수도 있다. 결과의 신호들은 커패시티브 픽셀들에서 커패시티브 커플링들의 측정치들을 결정하는데 이용될 수도 있다. 프로세싱 시스템 (110) 은 지원하는 전기 구조들의 사이즈 뿐만 아니라 행해질 동시 측정들의 수를 감소시키기 위해 스캐닝 방식 및/또는 멀티플렉싱된 방식으로 센서 전극들 (120) 로 수신하도록 구성될 수도 있다. 하나의 실시형태에서, 하나 이상의 센서 전극들은 멀티플렉서 등과 같은 스위칭 엘리먼트를 통해 프로세싱 시스템 (110) 의 수신기에 커플링된다. 이러한 실시형태에서, 스위칭 엘리먼트는 프로세싱 시스템 (110) 의 내부에 있거나 또는 프로세싱 시스템 (110) 의 외부에 있을 수도 있다. 하나 이상의 실시형태들에서, 스위칭 엘리먼트들은 센서 전극 (120) 을 송신기 또는 다른 신호 및/또는 전압 전위와 커플링하도록 추가로 구성될 수도 있다. 하나의 실시형태에서, 스위칭 엘리먼트는 동시에 공통 수신기에 1 초과의 수신기 전극을 커플링하도록 구성될 수도 있다.
다른 실시형태들에서, 이들 커패시티브 커플링들을 결정하기 위해 센서 전극들 (120) 을 "스캐닝하는 것" 은 센서 전극들 중 하나 이상을 변조하는 것 및 하나 또는 센서 전극들의 절대 커패시턴스를 측정하는 것을 포함한다. 다른 실시형태에서, 센서 전극들은 1 초과의 센서 전극이 한번에 드라이빙 및 수신되도록 동작될 수도 있다. 이러한 실시형태들에서, 절대 커패시티브 측정치는 하나 이상의 센서 전극들 (120) 의 각각으로부터 동시에 얻어질 수도 있다. 하나의 실시형태에서, 센서 전극들 (120) 의 각각은 센서 전극들 (120) 의 각각으로부터 동시에 절대 커패시티브 측정치를 얻는 것과 동시에 드라이빙 및 수신된다. 다양한 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 센서 전극들 (120) 의 부분을 선택적으로 변조하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 센서 전극들은 호스트 프로세서 상에서 실행되는 애플리케이션, 입력 디바이스의 스테이터스, 및 센싱 디바이스의 동작 모드에 적어도 부분적으로 기초하여 선택될 수도 있다. 다양한 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 센서 전극들 (120) 의 적어도 부분을 선택적으로 실드하고 그리고 다른 센서 전극들 (120) 로 선택적으로 수신 및/또는 송신하는 동안 그리드 전극(들)으로 선택적으로 실드 또는 송신하도록 구성될 수도 있다.
커패시티브 픽셀들로부터의 측정치들의 세트는 픽셀들에서의 커패시티브 커플링들을 나타내는 "커패시티브 이미지" (또한 "커패시티브 프레임") 를 형성한다. 다수의 커패시티브 이미지들은 다수의 시간 주기들에 걸쳐 획득될 수도 있고, 그들 사이의 차이들은 센싱 영역에서의 입력에 관한 정보를 도출하는데 이용된다. 예를 들어, 연속적인 시간 주기들에 걸쳐 획득된 연속적인 커패시티브 이미지들은 센싱 영역에 들어가고, 나가고, 그리고 내에 있는 하나 이상의 입력 오브젝트들의 모션(들)을 추적하는데 이용될 수 있다.
상기 실시형태들 중 임의의 실시형태에서, 다수의 센서 전극들 (120) 은 센서 전극들 (120) 이 변조된 신호들로 동시에 드라이빙되거나 또는 결과의 신호들을 동시에 수신하도록 함께 집단화될 수도 있다. 상기 설명된 방법들과 비교하여, 다수의 센서 전극들을 함께 집단화하는 것은 정확한 포지션 정보를 파악하는데 사용가능하지 않을 수도 있는 코어스 (coarse) 커패시티브 이미지를 생성할 수도 있다. 그러나, 코어스 커패시티브 이미지는 입력 오브젝트의 존재를 센싱하는데 이용될 수도 있다. 하나의 실시형태에서, 코어스 커패시티브 이미지는 프로세싱 시스템 (110) 또는 입력 디바이스 (100) 를 "도즈 (doze)" 모드 또는 저전력 모드 밖으로 이동시키는데 이용될 수도 있다. 하나의 실시형태에서, 코어스 커패시티브 이미지는 커패시티브 센싱 IC 를 "도즈" 모드 또는 저전력 모드 밖으로 이동시키는데 이용될 수도 있다. 다른 실시형태에서, 코어스 커패시티브 이미지는 호스트 IC 및 디스플레이 드라이버 중 적어도 하나를 "도즈" 모드 또는 저전력 모드 밖으로 이동시키는데 이용될 수도 있다. 코어스 커패시티브 이미지는 전체 센서 영역에 또는 단지 센서 영역의 부분에 대응할 수도 있다.
입력 디바이스 (100) 의 백그라운드 커패시턴스는 센싱 영역 (170) 에서의 비입력 (no input) 오브젝트와 연관된 커패시티브 이미지이다. 백그라운드 커패시턴스는 환경 및 동작 컨디션들에 따라 변화하고, 다양한 방식들로 추정될 수도 있다. 예를 들어, 일부 실시형태들은 비입력 오브젝트가 센싱 영역 (170) 에 있는 것으로 결정될 때 "베이스라인 이미지들" 을 취하고, 그 베이스라인 이미지들을 그들의 백그라운드 커패시턴스들의 추정들로서 이용한다. 백그라운드 커패시턴스 또는 베이스라인 커패시턴스는 2 개의 센서 전극들 사이의 부유 (stray) 커패시티브 커플링으로 인해 존재하는데, 여기서 하나의 센서 전극은 변조된 신호로 드라이빙되고 다른 것은 시스템 그라운드에 대하여 고정적으로 유지되거나, 또는 수신기 전극과 인근의 변조된 전극들 사이의 부유 커패시티브 커플링으로 인해 존재할 수도 있다. 많은 실시형태들에서, 백그라운드 또는 베이스라인 커패시턴스는 사용자 입력 모션의 시간 주기에 걸쳐 상대적으로 고정적일 수도 있다.
커패시티브 이미지들은 보다 효율적인 프로세싱을 위해 입력 디바이스 (100) 의 백그라운드 커패시턴스에 대해 조정될 수 있다. 일부 실시형태들은 커패시티브 픽셀들에서 커패시티브 커플링들의 측정치들을 "베이스라이닝" 하여 "베이스라이닝된 커패시티브 이미지" 를 생성함으로써 이것을 달성한다. 즉, 일부 실시형태들은 커패시턴스 이미지를 형성하는 측정치들을 그 픽셀들과 연관된 "베이스라인 이미지" 의 적절한 "베이스라인 값들" 과 비교하고, 그 베이스라인 이미지로부터의 변화들을 결정한다.
일부 터치 스크린 실시형태들에서, 센서 전극들 (120) 중 하나 이상은 디스플레이 스크린의 디스플레이를 업데이트하는데 있어서 이용되는 하나 이상의 디스플레이 전극들을 포함한다. 디스플레이 전극들은 액티브 매트릭스 디스플레이의 하나 이상의 엘리먼트들, 이를 테면 세그먼트화된 Vcom 전극 (공통 전극(들)) 의 하나 이상의 세그먼트들, 소스 드라이브 라인, 게이트 라인, 애노드 서브-픽셀 전극 또는 캐소드 픽셀 전극, 또는 임의의 다른 적합한 디스플레이 엘리먼트를 포함할 수도 있다. 이들 디스플레이 전극들은 적절한 디스플레이 스크린 기판 상에 배치될 수도 있다. 예를 들어, 공통 전극들은 일부 디스플레이 스크린들 (예를 들어, IPS (In-Plane Switching), FFS (Fringe Field Switching) 또는 PLS (Plane to Line Switching) 유기 발광 다이오드 (OLED)) 에서의 투명한 기판 (글래스 기판, TFT 글래스, 또는 임의의 다른 투명한 재료) 상에, 일부 디스플레이 스크린들 (예를 들어, PVA (Patterned Vertical Alignment) 또는 MVA (Multi-domain Vertical Alignment)) 의 컬러 필터 글래스의 하부 상에, 또는 발광 레이어 (emissive layer; OLED) 위로 등등에 배치될 수도 있다. 이러한 실시형태들에서, 디스플레이 전극은 또한, "조합 전극" 으로서 지칭될 수 있는데, 그것은 다수의 기능들을 수행하기 때문이다. 다양한 실시형태들에서, 센서 전극들 (120) 의 각각은 하나 이상의 공통 전극들을 포함한다. 다른 실시형태들에서, 적어도 2 개의 센서 전극들 (120) 은 적어도 하나의 공통 전극을 공유할 수도 있다. 다음의 설명은 센서 전극들 (120) 및/또는 그리드 전극(들)이 하나 이상의 공통 전극들을 포함한다는 것을 설명할 수도 있지만, 다양한 다른 디스플레이 전극들은 상기 설명한 바와 같이 또한 공통 전극과 함께 또는 공통 전극들에 대한 대안으로서 이용될 수도 있다. 다양한 실시형태들에서, 센서 전극들 (120) 및 그리드 전극(들)은 전체 공통 전극 레이어 (Vcom 전극) 를 포함한다.
다양한 터치 스크린 실시형태들에서, "커패시티브 프레임 레이트" (연속적인 커패시티브 이미지들이 획득되는 레이트) 는 "디스플레이 프레임 레이트" (동일한 이미지를 재디스플레이하기 위해 스크린을 리프레시하는 것을 포함하여, 디스플레이 이미지가 업데이트되는 레이트) 의 것과 동일하거나 또는 상이할 수도 있다. 다양한 실시형태들에서, 커패시티브 프레임 레이트는 디스플레이 프레임 레이트의 정수배 (integer multiple) 이다. 다른 실시형태들에서, 커패시티브 프레임 레이트는 디스플레이 프레임 레이트의 분수배 (fractional multiple) 이다. 또 다른 추가의 실시형태들에서, 커패시티브 프레임 레이트는 디스플레이 프레임 레이트의 임의의 분수 또는 정수배일 수도 있다. 하나 이상의 실시형태들에서, 디스플레이 프레임 레이트는 터치 프레임 레이트가 일정하게 유지되는 동안 (예를 들어, 전력을 감소시키기 위해 또는 3D 디스플레이 정보와 같은 추가적인 이미지 데이터를 제공하기 위해) 변화할 수도 있다. 다른 실시형태에서, 디스플레이 프레임 레이트는 터치 프레임 레이트가 증가 또는 감소되는 동안 일정하게 유지될 수도 있다.
도 3 을 계속 참조하면, 센서 전극들 (120) 에 커플링된 프로세싱 시스템 (110) 은 센싱 모듈 (310) 및 옵션적으로, 디스플레이 드라이버 모듈 (320) 을 포함한다. 센싱 모듈 (310) 은 입력 센싱이 요망되는 주기들 동안 커패시티브 센싱을 위해 센서 전극들 (120) 중 적어도 하나를 드라이빙하도록 구성된 회로부를 포함한다. 하나의 실시형태에서, 센싱 모듈 (310) 은 적어도 하나의 센서 전극과 입력 오브젝트 사이의 절대 커패시턴스의 변화들을 검출하기 위해 변조된 신호를 적어도 하나의 센서 전극 (120) 상에서 드라이빙하도록 구성된다. 다른 실시형태에서, 센싱 모듈 (310) 은 적어도 하나의 센서 전극과 다른 센서 전극 (120) 사이의 트랜스커패시턴스의 변화들을 검출하기 위해 송신기 신호를 적어도 하나의 센서 전극 (120) 상에서 드라이빙하도록 구성된다. 변조된 및 송신기 신호들은 일반적으로 입력 센싱을 위해 할당된 시간 주기에 걸쳐 복수의 전압 트랜지션들을 포함하는 변동 전압 신호들이다. 다양한 실시형태들에서, 센서 전극들 (120) 및/또는 그리드 전극(들)은 상이한 동작 모드들에서 상이하게 드라이빙될 수도 있다. 하나의 실시형태에서, 센서 전극들 (120) 및/또는 그리드 전극(들)은 위상, 진폭, 및/또는 형상 중 임의의 하나에 있어서 상이할 수도 있는 신호들 (변조된 신호들, 송신기 신호들 및/또는 실드 신호들) 로 드라이빙될 수도 있다. 다양한 실시형태들에서, 변조된 신호 및 송신기 신호는 적어도 하나의 형상, 주파수, 진폭, 및/또는 위상에 있어서 유사하다. 다른 실시형태들에서, 변조된 신호 및 송신기 신호들은 주파수, 형상, 진폭, 및 위상에 있어서 상이하다. 센싱 모듈 (310) 은 센서 전극들 (120) 및/또는 그리드 전극(들) 중 하나 이상에 선택적으로 커플링될 수도 있다. 예를 들어, 센싱 모듈 (310) 은 센서 전극들 (120) 의 선택된 부분들에 커플링되고 절대 또는 트랜스커패시티브 센싱 모드 중 어느 하나의 모드에서 동작할 수도 있다. 다른 예에서, 센싱 모듈 (310) 은 센서 전극들 (120) 의 상이한 부분이고 절대 또는 트랜스커패시티브 센싱 모드 중 어느 하나의 모드에서 동작할 수도 있다. 또 다른 예에서, 센싱 모듈 (310) 은 모든 센서 전극들 (120) 에 커플링되고 절대 또는 트랜스커패시티브 센싱 모드 중 어느 하나의 모드에서 동작할 수도 있다.
센싱 모듈 (310) 은 인근의 컨덕터들의 전기적 영향들로부터 센서 전극들 (120) 을 실드할 수도 있는 실드 전극으로서 그리드 전극(들)을 동작시키도록 구성된다. 하나의 실시형태에서, 프로세싱 시스템은 인근의 컨덕터들의 전기적 영향들로부터 센서 전극들 (120) 을 "실드" 할 수도 있는 실드 전극으로서 그리드 전극(들)을 동작시키고, 그리고 그리드 전극(들)으로부터 센서 전극들 (120) 을 보호하여, 그리드 전극(들)과 센서 전극들 (120) 사이의 기생 커패시턴스를 적어도 부분적으로 감소시키도록 구성된다. 하나의 실시형태에서, 실딩 (shielding) 신호는 그리드 전극(들) 상에서 드라이빙된다. 실딩 신호는 그라운드 신호, 이를 테면 시스템 그라운드 또는 다른 그라운드, 또는 임의의 다른 정전압 (즉, 비-변조된) 신호일 수도 있다. 다른 실시형태에서, 그리드 전극(들)을 실드 전극으로서 동작시키는 것은 그리드 전극을 전기적으로 플로팅 (floating) 시키는 것을 포함한다. 하나의 실시형태에서, 그리드 전극(들)은 다른 센서 전극들에 대한 그의 큰 커플링으로 인해 전기적으로 플로팅되는 동안 효과적인 실드 전극으로서 동작시키는 것이 가능하다. 다른 실시형태들에서, 실딩 신호는 "보호 신호" 로 지칭될 수도 있는데, 여기서 보호 신호는 센서 전극들 상에서 드라이빙되는 변조된 신호와 유사한 위상, 주파수, 및 진폭 중 적어도 하나를 갖는 변동 전압 신호이다. 하나 이상의 실시형태들에서, 라우팅 트레이스 (routing trace) 들은 그리드 전극(들) 및/또는 센서 전극들 (120) 아래로의 라우팅으로 인해 입력 오브젝트에 응답하는 것으로부터 실드될 수도 있고, 그에 따라 센서 전극들 (120) 로부터 전기적으로 격리되는 것으로 간주될 수도 있다.
하나 이상의 실시형태들에서, 커패시티브 센싱 (또는 입력 센싱) 및 디스플레이 업데이팅은 적어도 부분적으로 오버랩하는 주기들 동안 발생할 수도 있다. 예를 들어, 공통 전극이 디스플레이 업데이팅을 위해 드라이빙됨에 따라, 공통 전극은 또한 커패시티브 센싱을 위해 드라이빙될 수도 있다. 다른 실시형태에서, 커패시티브 센싱 및 디스플레이 업데이팅은, 또한 비-디스플레이 업데이트 주기들로도 지칭되는, 비-오버랩하는 주기들 동안 발생할 수도 있다. 다양한 실시형태들에서, 비-디스플레이 업데이트 주기들은 디스플레이 프레임의 2 개의 디스플레이 라인들에 대한 디스플레이 라인 업데이트 주기들 사이에 발생할 수도 있고 적어도 디스플레이 업데이트 주기만큼 시간적으로 길 수도 있다. 이러한 실시형태들에서, 비-디스플레이 업데이트 주기는 "긴 수평 블랭킹 주기 (long horizontal blanking period)", "긴 h-블랭킹 주기 (long h-blanking period)" 또는 "분포된 블랭킹 주기 (distributed blanking period)" 로 지칭될 수도 있고, 여기서 블랭킹 주기는 2 개의 디스플레이 업데이팅 주기들 사이에 발생하고 적어도 디스플레이 업데이트 주기만큼 길다. 하나의 실시형태에서, 비-디스플레이 업데이트 주기는 프레임의 디스플레이 라인 업데이트 주기들 사이에 발생하고 송신기 신호의 다수의 트랜지션들이 센서 전극들 (120) 상에서 드라이빙되는 것을 허용하기에 충분할 정도로 길다. 다른 실시형태들에서, 비-디스플레이 업데이트 주기는 수평 블랭킹 주기들 및 수직 블랭킹 주기들을 포함할 수도 있다. 프로세싱 시스템 (110) 은 상이한 비-디스플레이 업데이트 시간들 중 임의의 하나 이상 또는 그 임의의 조합 동안 커패시티브 센싱을 위해 센서 전극들 (120) 을 드라이빙하도록 구성될 수도 있다. 동기화 신호들은 센싱 모듈 (310) 과 디스플레이 드라이버 모듈 (320) 사이에 공유되어 반복가능하게 코히어런트인 주파수들 및 위상들을 가진 오버랩하는 디스플레이 업데이팅 및 커패시티브 센싱 주기들의 정확한 제어를 제공할 수도 있다. 하나의 실시형태에서, 이들 동기화 신호들은 (예를 들어, 입력 적분기 리셋 시간의 끝 근방과 디스플레이 전하 공유 시간의 끝 근방에서) 상대적으로 안정된 전압들을 가진 디스플레이 업데이트 주기들과 일치하도록 입력 센싱 주기의 시작과 끝에서 상대적으로 안정된 전압들을 허용하도록 구성될 수도 있다. 변조된 또는 송신기 신호의 변조 주파수는 디스플레이 라인 업데이트 레이트의 하모닉 (harmonic) 에 있을 수도 있고, 여기서 위상은 디스플레이 엘리먼트들로부터 수신기 전극으로의 거의 일정한 전하 커플링을 제공하도록 결정되어, 이 커플링이 베이스라인 이미지의 부분인 것을 허용한다.
센싱 모듈 (310) 은 입력 센싱이 요망되는 주기들 동안 변조된 신호들 또는 송신기 신호들에 대응하는 영향들을 포함하는 센서 전극들 (120) 및/또는 그리드 전극(들)으로 결과의 신호들을 수신하도록 구성된 회로부를 포함한다. 센싱 모듈 (310) 은 센싱 영역 (170) 에서의 입력 오브젝트의 포지션을 결정하기 위해, 결과의 신호를 나타내는 정보를 포함하는 신호를 다른 모듈 또는 프로세서, 예를 들어, 연관된 전자 디바이스 (150) 의 결정 모듈 (330) 또는 프로세서 (즉, 호스트 프로세서) 에 제공할 수도 있다.
디스플레이 드라이버 모듈 (320) 은 프로세싱 시스템 (110) 에 포함되거나 또는 프로세싱 시스템 (110) 과 분리될 수도 있다. 디스플레이 드라이버 모듈 (320) 은 비-센싱 (예를 들어, 디스플레이 업데이팅) 주기들 동안 디스플레이 디바이스 (160) 의 디스플레이에 디스플레이 이미지 업데이트 정보를 제공하도록 구성된 회로부를 포함한다.
하나의 실시형태에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 디스플레이 드라이버 모듈 (320) 및 센싱 모듈 (310) 의 적어도 부분 (즉, 송신기 모듈 및/또는 수신기 모듈) 을 포함하는 제 1 통합된 제어기를 포함한다. 다른 실시형태에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 디스플레이 드라이버 모듈 (320) 을 포함하는 제 1 통합된 제어기 및 센싱 모듈 (310) 을 포함하는 제 2 통합된 제어기를 포함한다. 또 다른 실시형태에서, 프로세싱 시스템은 디스플레이 드라이버 모듈 (320) 및 센싱 모듈 (310) 의 제 1 부분 (예를 들어, 송신기 모듈 및 수신기 모듈 중 하나) 을 포함하는 제 1 통합된 제어기 및 센싱 모듈 (310) 의 제 2 부분 (예를 들어, 송신기 및 수신기 모듈들 중 다른 하나) 을 포함하는 제 2 통합된 제어기를 포함한다. 다수의 통합된 회로들을 포함하는 그 실시형태들에서, 동기화 메커니즘은 그들 사이에 커플링되어, 디스플레이 업데이팅 주기들, 센싱 주기들, 송신기 신호들, 디스플레이 업데이트 신호들 등을 동기화하도록 구성될 수도 있다.
예시적인 센싱 구현들
도 4a 는 본 명세서에서 설명된 실시형태들에 따른, 하나 이상의 미리정의된 센싱 파라미터들에 대한 값들의 상이한 세트들을 적용하기 위한 예시적인 프로세싱 시스템을 예시한다. 보다 구체적으로는, 구현 (400) 은 상기 논의된 프로세싱 시스템 (110) 의 하나의 가능한 구현을 제공한다. 게다가, 구현 (400) 은 도 2 및 도 3 에 대하여 상기 논의된 센서 전극들의 구현들 (200, 300) 과 같이, 본 명세서에서 논의된 다양한 실시형태들과 함께 이용가능하다.
프로세싱 시스템 (110) 의 센싱 모듈 (310) 은 송신기 회로부 (405), 수신기 회로부 (410), 및 코어스 베이스라인 정정 (coarse baseline correction; CBC) 회로부 (415) 를 포함한다. 커패시티브 센싱을 수행하기 위해, 송신기 회로부 (405) 는 커패시티브 센싱 신호를 하나 이상의 제 1 센서 전극들 상에서 드라이빙한다. 하나 이상의 제 1 센서 전극들은 하나 이상의 제 2 센서 전극들에 근접하여 있고 그 하나 이상의 제 2 센서 전극들과 커패시티브로 커플링된다. 일부 트랜스커패시티브 구현들에서, 제 1 센서 전극들은 제 2 센서 전극들과 상이하다. 일부 절대 커패시티브 구현들에서, 제 1 센서 전극들은 제 2 센서 전극들과 동일하다. 수신기 회로부 (410) 는 커패시티브 센싱 신호를 제 1 전극들 상에서 드라이빙하는 것에 응답하여 제 2 센서 전극들에 의해 수신된 결과의 신호들을 검출한다. 송신기 회로부 (405) 및 수신기 회로부 (410) 는 본 명세서에서 설명된 다양한 기능들을 수행하기에 적합한 임의의 구현을 가질 수도 있다. CBC 회로부 (415) 는 일반적으로 커패시티브 센싱 신호를 제 1 센서 전극들 상에서 드라이빙하는 것에 의해 야기되는 수신기 회로부 (410) 의 입력에서의 전압 (즉, VRX) 의 변화들을 보상하도록 구성된다. CBC 회로부 (415) 의 동작은 도 7 에 대하여 더 상세히 논의된다.
도시한 바와 같이, 센싱 모듈 (310) 은 커패시티브 센싱 데이터를 획득하기 위해 송신기 회로부 (405) 및/또는 수신기 회로부 (410) 의 동작을 구성하기 위한 임의의 적합한 세팅들을 설명하는 복수의 미리정의된 센싱 파라미터들 (420) 을 더 포함한다. 복수의 미리정의된 센싱 파라미터들 (420) 이 나타내지지만, 실시형태들은 겨우 하나의 미리정의된 센싱 파라미터 (420) 를 포함할 수도 있다. 센싱 파라미터들 (420) 의 일부 비제한적 예들은 (1) 센싱의 타이밍이 연관된 디스플레이 디바이스를 위해 HSYNC 신호 및 수직 동기 (VSYNC) 신호 중 하나에 기초하는지 여부, (2) 센싱 내에서 (예를 들어, 수신기 회로부 (410) 를 이용하여) 수행된 통합 주기 (integration period) 들의 지속기간, (3) 트랜스커패시티브 센싱을 수행하기 위한 타이밍 모드, (4) 센싱과 연관된 버스트 사이즈 (또는 필터 대역폭), (5) 안티-에일리어싱 필터에 대한 세팅, (6) 각각의 센싱 주기 동안의 버스트들의 수, (7) 송신기 회로부 (405) 에서 원하는 송신 전압을 생성하기 위한 전하 펌프의 세팅, (8) 커패시티브 센싱 신호의 코드 분할 멀티플렉싱을 위한 코드 길이, (9) 커패시티브 센싱 신호의 변조 진폭, 및 (10) 기준 채널에 대한 세팅을 포함한다. 교대의 실시형태들은 상이한 센싱 파라미터들 또는 센싱 파라미터들의 조합들을 포함할 수도 있다.
복수의 미리정의된 동작 모드들 (445) 의 각각의 동작 모드는 미리정의된 센싱 파라미터들 (420) 중 적어도 하나에 대한 상이한 값들을 포함한다. 결과로서, 상이한 동작 모드들 (445) 은 일반적으로 프로세싱 시스템 (110) 의 상이한 전력 소비 값들에 대응한다.
센싱 모듈 (310) 은 복수의 미리정의된 인트라모드 센싱 파라미터들 (425) 을 더 포함한다. 일부 실시형태들에서, 하나 이상의 인트라모드 센싱 파라미터들 (425) 은 특정한 동작 모드 (445) 내에 유지되는 동안 조정될 수도 있다. 인트라모드 센싱 파라미터들 (425) 의 일부 비제한적 예들은 통합 지속기간 및/또는 리셋 지속기간 값들이 센싱 주파수의 변화들에 대해 일정하게 유지될 수도 있도록 설정될 수도 있는 "스트레치 (stretch)" 주기들의 길이들을 포함한다. 예를 들어, 센싱 주파수의 감소는 일반적으로 센싱을 수행하기 위한 더 긴 주기들에 대응한다. 스트레치 주기들은 통합 지속기간 및/또는 리셋 지속기간을 유지하기 위해, 예를 들어, 커패시티브 베이스라인의 시프트들을 최소화하기 위해 그 더 긴 주기들 동안 조정될 수도 있다. 일반적으로, 인트라모드 센싱 파라미터들 (425) 에 대한 변화들은 프로세싱 시스템 (110) 에 의한 전력 소비의 비현실적인 (insubstantial) 변화를 초래한다. 일부 실시형태들에서, 전력 소비의 비현실적인 변화는 개개의 인트라모드 센싱 파라미터 (425) 에 대한 변화들에, 또는 복수의 인트라모드 센싱 파라미터들 (425) 에 대한 변화들에 대하여 정의될 수도 있다. 예를 들어, 인트라모드 센싱 파라미터 (425) 에 대한 용인할 수 있는 값들의 범위로부터 상이한 값들을 선택하는 것은 미리정의된 임계량 미만인 전력 소비의 최대 변화를 야기할 수도 있다. 대안적으로, 전력 소비의 최대 변화는 2 개의 상이한 동작 모드들의 전력 소비 간의 차이에 대하여 정의될 수도 있다. 예를 들어, 인트라모드 센싱 파라미터 (425) 는 이 차이의 미리정의된 분수 (fractional) 이하인 전력 소비의 최대 변화를 야기할 수도 있다.
프로세싱 시스템 (110) 의 종래의 구현들 내에서, 센싱 파라미터들 (420) 및/또는 인트라모드 센싱 파라미터들 (425) 의 값들은 통상적으로 센싱 프레임 및/또는 디스플레이 프레임 타이밍과 정렬하는 것, 안정된 또는 예측가능한 커패시티브 베이스라인 값들을 유지하는 것, 및/또는 간섭의 소스들을 회피하는 것과 같은 다른 센싱 제약들을 충족하기 위해 제어된다. 그러나, 프로세싱 시스템 (110) 의 전력 소비는 일반적으로 고려되지 않고 간섭의 존재 또는 부재에 대해 불가지론적이다.
본 명세서의 다양한 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) (또는 센싱 모듈 (310)) 은 복수의 동작 모드들 (445) 중 선택된 하나의 동작 모드에서 동작된다. 유익하게, 저간섭 주기들 동안 저전력 동작 모드에서의 프로세싱 시스템 (110) 의 동작은 프로세싱 시스템 (110) 의 종래의 구현들과 비교할 때, 상당한 전력 절약들을 제공한다. 각각의 동작 모드 (445) 는 프로세싱 시스템 (110) 이 동작 모드 (445) 에 들어갈 때 적용되는 하나 이상의 센싱 파라미터들 (420) 에 대응하는 값들의 세트에 대응한다. 값들의 세트를 적용하는 동안 프로세싱 시스템 (110) (또는 센싱 모듈 (310)) 의 대응하는 전력 소비는 동작 모드가 저전력 레짐 (446) 내에 포함되는지 또는 고전력 레짐 (448) 내에 포함되는지를 결정한다. 일부 실시형태들에서, 각각의 동작 모드 (445) 는 전력 임계 값 (449) 에 대한 전력 소비에 기초하여 저전력 레짐 (446) 및 고전력 레짐 (448) 중 하나에 포함된다.
센싱 모듈 (310) 은 고전력 레짐 (448) 및/또는 저전력 레짐 (446) 내의 추가적인 동작 모드들, 예를 들어, 스크린 상의 수분의 존재를 검출하는 것과 연관된 동작 모드, 및/또는 연관된 디스플레이 디바이스로부터의 HSYNC 신호의 존재 또는 부재와 연관된 동작 모드를 포함할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 저전력 레짐 (446) 에 포함된 하나 이상의 동작 모드들은 센싱 모듈 (310) 내의 하드웨어-기반 잡음 완화 기법들로서 구현된다. 고전력 레짐 (448) 내의 하나 이상의 동작 모드들은 센싱 모듈 (310) 내의 펌웨어-기반 잡음 완화 기법들을 이용하여 구현될 수도 있다.
각각의 동작 모드 (445) 는 베이스라인 커패시턴스 측정치 (430) 와 연관된다. 상이한 동작 모드들 (445) 로부터 커패시티브 측정치들을 획득할 때, 센싱 모듈 (310) 은 상이한 베이스라인 커패시턴스 측정치들 (430) 에 대하여 커패시티브 측정치들을 정상화 (normalizing) 한다. 일부 실시형태들에서, 베이스라인 커패시턴스 측정치들 (430) 의 시프트는 사전에 (예를 들어, 센서 튜닝 동안) 캘리브레이팅되고, 그 시프트는 저전력 레짐 (446) 의 제 1 동작 모드 (445) 와 고전력 레짐 (448) 의 제 2 동작 모드 (445) 사이에서 트랜지션할 때 베이스라인 커패시턴스에 가산된다.
상이한 동작 모드들 (445) 내에 적용된 값들의 세트는 베이스라인 커패시턴스 측정치들 (430) 에 있어서 상대적으로 큰 시프트를 생성할 수도 있는데, 이는 절대 커패시턴스 구현들에 대해 특히 두드러질 수도 있다. 일부 실시형태들에서, CBC 회로부 (415) 에 대한 글로벌 CBC 값들 (450) 및 로컬 CBC 값들 (455) 은 베이스라인의 시프트를 수용하기 위해 적용된다. 글로벌 CBC 값들 (450) 및 로컬 CBC 값들 (455) 은 캘리브레이션 또는 센서 튜닝 프로세스를 이용하여 미리결정될 수도 있다.
일반적으로, 글로벌 CBC 값들 (450) 은 프로세싱 시스템 (110) 과 커플링된 전체 복수의 센서 전극들에 적용되어, 각각의 센서 전극으로부터 획득한 측정치들에 영향을 줄 수 있다. 로컬 CBC 값들 (455) 은 복수의 센서 전극들 중 단지 선택된 센서 전극들로부터의 측정치들에 적용된다. 일부 경우들에서, 글로벌 CBC 값들 (450) 은 프로세싱 시스템 (110) 의 복수의 채널들에 영향을 미치는 한편, 로컬 CBC 값들 (455) 은 단일 채널에 영향을 미친다. 일부 경우들에서, 글로벌 CBC 값들 (450) 은 채널들의 비-오버랩하는 서브세트들에 대응할 수 있다. 일부 실시형태들에서, 글로벌 CBC 값들 (450) 및/또는 로컬 CBC 값들 (455) 은 도 7 에 대하여 더 상세히 논의되는, CBC 회로부 (415) 의 전류 미러들의 스케일링 팩터들을 제어하는데 이용된다.
일부 실시형태들에서, 각각의 동작 모드 (445) 는 개별의 글로벌 CBC 값들 (450) 및/또는 로컬 CBC 값들 (455) 에 대응한다. 이들 실시형태들에서, 저전력 레짐 (446) 의 제 1 동작 모드 (445) 로부터 고전력 레짐 (448) 의 제 2 동작 모드 (445) 로의 트랜지션 시에, 제 2 동작 모드에 대응하는 상이한 글로벌 CBC 값들 (450) 및/또는 로컬 CBC 값들 (455) 이 적용된다.
교대의 실시형태들에서, 상이한 동작 모드들에 대한 로컬 CBC 값들 (455) 은 센싱 모듈 (310) 의 스타트업에서 캘리브레이팅된다. 이것은 일반적으로 최적의 로컬 CBC 값들 (455) (예를 들어, 센서 에이징 또는 다른 동시에 발생하는 컨디션들을 반영함) 이 선택되는 것을 허락한다. 그러나, 로컬 CBC 값들 (455) 의 변화와 베이스라인 커패시턴스 측정치들 (430) 의 변화 사이의 관계는 센싱 모듈 (310) 의 결함들, 동작 컨디션들의 차이들, 및/또는 다른 팩터들로 인해 선형이 아닐 수도 있다. 따라서, 스타트업에서 또는 리캘리브레이션 다음에 계산된 로컬 CBC 값들 (455) 로부터의 베이스라인 커패시턴스 시프트를 예측하는 것은 칩 거동으로 인한 근본적인 불확실성을 가질 수 있다. 그러나, 베이스라인 커패시턴스의 불확실성은 비-선형성을 반영하기 위해 로컬 CBC 값들을 캘리브레이팅함으로써 완화될 수도 있다.
다양한 실시형태들에서, 센싱 모듈 (310) 은 감소된 변조 진폭이 이용되는 것을 요구하지 않고, 그리고 절대 커패시턴스 센싱 및/또는 트랜스커패시턴스 센싱을 위해 상이한 동작 모드들에 대한 센싱 주파수 범위를 제한하지 않고 절대 커패시턴스 센싱 동작 내에서 상대적으로 더 큰 양의 베이스라인 커패시턴스 시프트를 위해 감소된 전력 소비를 허락한다.
센싱 모듈 (310) 은 프로세싱 시스템과 커플링된 센서 전극들을 이용하여 복수의 간섭 측정치들 (435) (또는 "잡음 측정치들") 을 획득하도록 추가로 구성된다. 간섭 측정치들 (435) 은 임의의 적합한 간섭 메트릭들에 따라 결정될 수도 있다. 간섭 메트릭의 하나의 비제한적 예에서, 측정치들은 송신기 회로부가 일정한 신호 (constant signal) 를 드라이빙하는 동안 수신 전극들로부터 획득된다. 다른 비제한적 예에서, 내부 회로부는 수신기 회로부에서의 터치 신호를 측정하는 것과 동시에 간섭을 측정하도록 구성된다. 간섭 측정치들 (435) 은 주기적으로 (예를 들어, 센싱 프레임 당 한번) 및/또는 충족되는 미리결정된 동작 컨디션에 응답하여 획득될 수도 있다.
간섭 측정치들 (435) 은 상이한 동작 모드들 (445) 간에 트랜지션할지 여부를 결정하기 위해 하나 이상의 간섭 임계치들 (440) 과 비교될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 간섭 임계치 (440) 를 초과하는 간섭 측정치 (435) 는 센싱 모듈 (310) 이 저전력 레짐 (446) 내의 제 1 동작 모드 (445) 로부터 고전력 레짐 (448) 내의 제 2 동작 모드 (445) 로 트랜지션되게 한다. 일부 실시형태들에서, 간섭 측정치들 (435) 은 또한 특정한 전력 레짐 내의 동작 모드들 (445) 간에 트랜지션할 뿐만 아니라 고전력 레짐 (448) 으로부터 저전력 레짐 (446) 으로 트랜지션하는데 이용될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 복수의 간섭 임계치들 (440) 은 복수의 동작 모드들 (445) 의 상이한 동작 모드들 (445) 에 대응할 수도 있다. 다시 말해서, 타겟 동작 모드 (445) 는 간섭 측정치가 타겟 동작 모드와 연관된 특정한 간섭 임계치 (440) 를 초과하는 것에 적어도 부분적으로 기초하여 복수의 가능한 동작 모드들 (445) 로부터 선택될 수도 있다.
간섭 측정치들 (435) 에 기초하여 상이한 동작 모드들 (445) 내에서 동작하는 것은 (즉, 다양한 센싱 파라미터들 (420) 에 대한 값들의 상이한 세트들에 따라) 센싱 구성에 변화들을 야기할 수 있다. 차례로, 센싱 구성에 대한 변화들은 간섭 측정치들 (435) 에 영향을 미칠 수도 있다. 보다 구체적으로, 제 1 동작 모드 (445) 동안 획득되는 간섭 측정치들 (435) 은 제 2 동작 모드 (445) 동안 획득된 것들과는 상이할 수도 있다. 예를 들어, 간섭의 동일한 외부 소스(들)를 가정하면, 고전력 동작 모드 (445) 에서 획득된 간섭 측정치 (435) 는 저전력 동작 모드 (445) 에서 획득된 간섭 측정치 (435) 보다 더 클 수도 있다. 이것은 고전력 동작 모드 (445) 에서 간섭 측정치 (435) 에 더 큰 간섭을 기여하는 센싱 모듈 (310) 의 동작으로 인한 것일 수도 있다.
일부 실시형태들에서, 복수의 동작 모드들 (445) 중 제 1 동작 모드에서 동작하는 동안, 값들의 제 1 세트는 센싱 파라미터들 (420) 에 대해 적용된다. 그러나, 제 1 동작 모드 내에서, 간섭 측정치들 (435) 은 값들의 제 1 세트와는 상이한 값들의 제 2 세트를 적용하는 동안 획득된다. 일부 실시형태들에서, 값들의 제 2 세트는 센싱 모듈 (310) 이 트랜지션할 수도 있는 제 2 동작 모드에 대응한다. 이렇게 하여, 제 2 동작 모드에 대응하는 잡음 환경 또는 간섭 레벨은 트랜지션하기 이전에 결정될 수 있다.
예를 들어, 센싱 모듈 (310) 은 고전력 동작 모드 내에서 (예를 들어, 고전력 레짐 (448) 내에서) 동작하고 있을 수도 있다. 고전력 동작 모드 내에서, 센싱 모듈은 센싱 파라미터들 (420) 에 대한 값들의 제 1 세트를 적용한다. 전력을 보존하기 위해, 센싱 모듈 (310) 은 (예를 들어, 저전력 레짐 (446) 내의) 저전력 동작 모드에서의 동작이 실현가능한지 여부를 결정하기 위해 간섭 측정치들 (435) 을 획득할 수도 있다. 따라서, 상대적으로 고전력 동작 모드에서 동작하는 동안, 센싱 모듈 (310) 은 저전력 동작 모드에 대응하는 값들의 제 2 세트를 일시적으로 적용하고 획득된 간섭 측정치 (435) 를 저전력 동작 모드와 연관된 간섭 임계치 (440) 와 비교한다. 획득된 간섭 측정치 (435) 가 저전력 동작 모드에 대한 간섭 임계치 (440) 미만이면, 센싱 모듈 (310) 은 저전력 동작 모드로 트랜지션하는 것이 실현가능하다. 하나의 고전력 동작 모드로부터 하나의 저전력 동작 모드로 트랜지션하는 것에 관하여 예가 논의되지만, 당업자들은 트랜지션이 반대 방향으로 (즉, 더 낮은 전력으로부터 더 높은 전력으로) 발생할 수도 있음을 이해할 것이다. 당업자들은 동작 모드들 간의 트랜지션들이 전력 소비의 점진적 증가들 또는 감소들에 대응할 수도 있도록, 복수의 동작 모드들 (445) 이 전력 소비의 구배를 형성할 수도 있음을 추가로 이해할 것이다. 예를 들어, 센싱 모듈 (310) 은 저전력 동작 모드로의 가능한 트랜지션 전에 고전력 동작 모드로부터 (고전력 동작 모드보다 더 적지만 저전력 동작 모드보다 더 큰 전력 소비를 갖는) 중간 동작 모드로 트랜지션할 수 있다.
상기 논의한 바와 같이, 센싱 모듈 (310) 은 센싱 모듈 (310) 이 특정한 동작 모드 (445) 내에 유지되는 동안 조정될 수도 있는 복수의 미리정의된 인트라모드 센싱 파라미터들 (425) 을 더 포함한다. 일부 실시형태들에서, 특정한 동작 모드 (445) 에 대해, 센싱 모듈 (310) 은 동작 모드 (445) 내의 커패시티브 센싱에 대응하는 값들의 제 1 세트를 적용하는 동안 적어도 제 1 간섭 측정치 (435) 를 획득하고, 그리고 다른 동작 모드 (445) 에 대응하는 값들의 제 2 세트를 적용하는 동안 적어도 제 2 간섭 측정치 (435) 를 획득한다. 하나의 비제한적 예에서, 센싱 모듈 (310) 은 각각의 센싱 프레임 동안에 제 1 및 제 2 간섭 측정치들 (435) 을 획득한다. 이렇게 하여, 센싱 모듈 (310) 은 현재의 동작 모드 (445) 내에서 인트라모드 센싱 파라미터들 (425) 을 조정할지 여부 및/또는 저전력 동작 모드로부터 고전력 동작 모드로 트랜지션하는 것 또는 고전력 동작 모드로부터 저전력 동작 모드로 트랜지션하는 것과 같이, 다른 동작 모드 (445) 로 트랜지션할지 여부를 결정한다.
도 4b 는 본 명세서에서 설명된 실시형태들에 따른, 하나 이상의 미리정의된 센싱 파라미터들에 대한 값들의 상이한 세트들을 예시하는 다이어그램 (460) 이다. 다이어그램 (460) 은 복수의 동작 모드들: 저전력 레짐 (446) 내의 저전력 동작 모드 (445(1)) 및 수분 동작 모드 (445(2)), 및 고전력 레짐 (448) 내의 고전력 동작 모드 (445(3)) 및 비-HSYNC 동작 모드 (445(4)) 를 예시한다. 4 개의 동작 모드들이 나타내지지만, 교대의 실시형태들은 상이한 수들 또는 분포들의 동작 모드들을 포함할 수도 있다.
다이어그램 (460) 은 상이한 동작 모드들에서 상이한 값들을 갖는 4 개의 센싱 파라미터들 (420) 의 세트를 예시한다. 도시한 바와 같이, 센싱 파라미터들 (420) 은 센싱의 타이밍이 HSYNC 신호에 기초하는지 여부를 표시하는 파라미터 (P(1)), 센싱 내의 통합 주기들의 지속기간을 표시하는 파라미터 (P(2)), 센싱과 연관된 버스트 사이즈를 표시하는 파라미터 (P(3)), 및 센싱 주기 동안 수행된 버스트들의 수를 표시하는 파라미터 (P(4)) 를 포함한다. 다른 실시형태들은 상이한 수들 및/또는 조합들의 센싱 파라미터들 (420) 을 가질 수도 있다.
각각의 동작 모드 (445(1), 445(2), 445(3), 445(4)) 는 4 개의 센싱 파라미터들 (420) 에 대한 값들의 개별의 세트 (465(1), 465(2), 465(3), 465(4)) 에 대응한다. 각각의 동작 모드 (445(1), 445(2), 445(3), 445(4)) 는 또한 개별의 글로벌 CBC 값들 (450) 및/또는 하나 이상의 로컬 CBC 값들 (455) 에 대응한다. 각각의 동작 모드 (445(1), 445(2), 445(3), 445(4)) 는 또한 개별의 전력 소비 레벨 (470) 에 대응한다. 도시한 바와 같이, 저전력 레짐 (446) 은 20 마이크로와트 (㎼) 의 전력 소비 레벨 (470(1)) 을 갖는 저전력 동작 모드 (445(1)), 및 40 ㎼ 의 전력 소비 레벨 (470(2)) 을 갖는 수분 동작 모드 (445(2)) 를 포함한다. 고전력 레짐 (448) 은 100 ㎼ 의 전력 소비 레벨 (470(3)) 을 갖는 고전력 동작 모드 (445(3)), 및 80 ㎼ 의 전력 소비 레벨 (470(4)) 을 갖는 비-HSYNC 동작 모드 (445(4)) 를 포함한다. 일부 경우들에서, 저전력 레짐 (446) 및 고전력 레짐 (448) 은 50 ㎼ 와 같은 전력 임계 값에 의해 분리될 수도 있다. 다이어그램 (460) 에서 제공된 값들은 단지 예로서 의도되고 연관된 프로세싱 시스템 또는 센싱 모듈의 기능성의 제한이 아니다.
도 5 는 본 명세서에서 설명된 실시형태들에 따른, 센싱 모듈에 대한 상이한 동작 모드들을 예시하는 상태 다이어그램 (500) 이다. 상태 다이어그램 (500) 은 본 명세서에서 논의된 임의의 실시형태들과 함께 구현될 수도 있다. 일반적으로, 상이한 동작 모드들 (445(1), 445(2), 445(3), 445(4)) 간의 트랜지션들은 획득된 측정치들, 이를 테면 간섭 측정치들, 수분의 존재를 결정하는 것, 및 디스플레이 시스템으로부터의 타이밍 신호들 (이를 테면 HSYNC) 의 존재 또는 부재를 결정하는 것에 기초하여 결정된다.
센싱 모듈은 초기화 상태 (505) 에서 동작을 시작하고, 여기서 센싱 모듈은 저전력 레짐 (446) 에서 동작할지 또는 고전력 레짐 (448) 에서 동작할지를 결정한다. 글로벌 및/또는 로컬 CBC 값들의 초기 캘리브레이션, 초기 커패시티브 베이스라인 측정치들을 획득하는 것 등과 같이, 다른 초기화 기능들이 또한 초기화 상태 (505) 내에서 수행될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 센싱 모듈은 미리-설정된 디폴트 모드를 갖는다. 예를 들어, 센싱 모듈은 저전력 레짐 (446) 내에서 동작하는 것에 대해 디폴트로 될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 센싱 모듈은 하나 이상의 초기 간섭 측정치들에 기초하여 저전력 레짐 (446) 및 고전력 레짐 (448) 중 하나를 선택한다. 예를 들어, 간섭 측정치가 간섭 임계치 미만이라고 결정 시에, 센싱 모듈은 경로 (510A) 를 따라 저전력 모드 (445(1)) 로 간다. 간섭 측정치가 간섭 임계치를 초과하면, 센싱 모듈은 경로 (510B) 를 따라 고전력 모드 (445(3)) 로 간다.
저전력 동작 모드 (445(1)) 로부터, 그리고 획득된 간섭 측정치들에 기초하여, 센싱 모듈은 저전력 동작 모드 (445(1)) 내에 유지될지 또는 다른 동작 모드들 (445(2), 445(3), 445(4)) 중 하나로 트랜지션할지를 결정한다. 예를 들어, 간섭 측정치들이 간섭 임계 값 미만일 때, 센싱 모듈은 저전력 동작 모드 (445(1)) 에 유지된다. 하나의 실시형태에서, 센싱 모듈은 경로 (515B) 를 따라 저전력 동작 모드 (445(1)) 로부터 수분 동작 모드 (445(2)) 로 트랜지션할지 여부를 결정한다. 이 결정은 획득된 센싱 데이터를 이용하여 결정된 수분 추정치들에 적어도 부분적으로 기초하여 수행될 수도 있다. 이 실시형태에서, 센싱 모듈은 수분 동작 모드 (445(2)) 로 트랜지션하지 않기로 결정한 후에만 고전력 레짐 (448) 내의 동작 모드로 트랜지션한다. 교대의 실시형태에서, 센싱 모듈은 수분 동작 모드 (445(2)) 에 비해 고전력 동작 모드 (445(3)) 에 더 높은 우선순위를 할당한다. 이렇게 하여, 획득된 간섭 측정치가 충분히 크다면, 센싱 모듈은 수분이 센서 전극들 상에서 검출되는지 여부에 상관없이 고전력 모드로 트랜지션할 것이다. 도시한 바와 같이, 센싱 모듈은 획득된 간섭 측정치들 및/또는 하나 이상의 다른 미리정의된 컨디션들에 기초하여 경로 (515A) 를 따라 고전력 동작 모드 (445(3)) 또는 경로 (515C) 를 따라 비-HSYNC 동작 모드 (445(4)) 로 트랜지션한다. 미리정의된 컨디션에 기초하여 트랜지션하는 하나의 비제한적 예는 디스플레이로부터의 HSYNC 신호의 부재를 결정 시에 비-HSYNC 동작 모드 (445(4)) 로 트랜지션하는 것이다. 그러나, 다른 미리정의된 컨디션들이 또한 가능하다.
수분 동작 모드 (445(2)) 로부터, 그리고 획득된 간섭 측정치들 및/또는 미리정의된 컨디션들에 기초하여, 센싱 모듈은 수분 동작 모드 (445(2)) 에 유지될지, 또는 경로 (520A) 를 따라 저전력 동작 모드 (445(1)) 로, 경로 (520B) 를 따라 고전력 동작 모드 (445(3)) 로, 또는 경로 (520C) 를 따라 비-HSYNC 모드 (445(4)) 로 트랜지션할지를 결정한다.
고전력 동작 모드 (445(3)) 로부터, 그리고 획득된 간섭 측정치들 및/또는 미리정의된 컨디션들에 기초하여, 센싱 모듈은 고전력 동작 모드 (445(3)) 에 유지될지 또는 경로 (525A) 를 따라 저전력 동작 모드 (445(1)) 로, 경로 (525B) 를 따라 수분 동작 모드 (445(2)) 로, 또는 경로 (525C) 를 따라 비-HSYNC 모드 (445(4)) 로 트랜지션할지를 결정한다.
비-HSYNC 모드 (445(4)) 로부터, 그리고 획득된 간섭 측정치들 및/또는 미리정의된 컨디션들에 기초하여, 센싱 모듈은 비-HSYNC 모드 (445(4)) 에 유지될지 또는 경로 (530) 를 따라 고전력 동작 모드 (445(3)) 로 트랜지션할지를 결정한다.
상기 논의한 바와 같이, 특정한 동작 모드 내의 간섭 측정치들은 동작 모드 내에서 커패시티브 센싱을 수행하기 위한 값들의 세트를 적용하는 동안 획득되고 및/또는 다른 동작 모드 내에서 커패시티브 센싱을 수행하기 위한 값들의 다른 세트를 적용하는 동안 획득될 수도 있다. 예를 들어, 센싱 모듈이 고전력 동작 모드 (445(3)) 내에서 동작하는 동안, 센싱 모듈은 고전력 동작 모드 (445(3)) 에 대한 값들의 세트를 적용한 후 제 1 간섭 측정치들을 획득하고, 저전력 동작 모드 (445(1)) 에 대응하는 값들의 제 2 세트를 적용한 후 제 2 간섭 측정치들을 획득한다.
도 6 은 본 명세서에서 설명된 실시형태들에 따른, 하나 이상의 미리정의된 센싱 파라미터들에 대한 값들의 상이한 세트들을 적용하기 위한 방법 (600) 을 예시한다. 방법 (600) 은 다른 실시형태들, 이를 테면 상기 논의된 센싱 모듈 (310) 또는 임의의 적합한 교대의 프로세싱 시스템과 함께 구현될 수도 있다.
방법 (600) 은 블록 (605) 에서 시작하고, 여기서 센싱 모듈은, 제 1 동작 모드 내에서, 하나 이상의 미리정의된 센싱 파라미터들에 대한 그리고 제 1 전력 소비 레벨에 대응하는 값들의 제 1 세트를 적용한다. 일부 실시형태들에서, 제 1 동작 모드는 미리정의된 저전력 레짐 내의 저전력 동작 모드에, 또는 미리정의된 고전력 레짐 내의 고전력 동작 모드에 대응한다. 블록 (615) 에서, 제 1 동작 모드 내에서, 센싱 모듈은 복수의 센서 전극들을 이용하여 제 1 간섭 측정치를 획득한다. 일부 실시형태들에서, 제 1 간섭 측정치는 제 1 동작 모드에 대응하는 값들의 제 1 세트를 적용하는 동안 획득된다. 다른 실시형태들에서, 제 1 간섭 측정치는 다른 동작 모드에 대응하는 값들의 다른 세트를 일시적으로 적용하는 동안 획득된다. 예를 들어, 고전력 동작 모드에서, 제 1 간섭 측정치는 저전력 동작 모드에 대응하는 값들의 세트를 일시적으로 적용하는 동안 획득될 수도 있다.
블록 (625) 에서, 센싱 모듈은 제 1 간섭 측정치가 제 1 간섭 임계 값을 초과한다고 결정 시에 제 2 동작 모드로 트랜지션한다. 일부 실시형태들에서, 센싱 모듈은 다른 동작 모드로 트랜지션하지 않기로 결정하는 것에 응답하여 제 2 동작 모드로 트랜지션한다. 예를 들어, 센싱 모듈은 미리정의된 수분 동작 모드로 트랜지션하지 않기로 결정 시에 저전력 동작 모드로부터 고전력 동작 모드로 트랜지션하기로 결정할 수도 있다. 블록 (635) 에서, 센싱 모듈은, 제 2 동작 모드 내에서, 하나 이상의 미리정의된 센싱 파라미터들에 대한 그리고 제 1 전력 소비 레벨보다 더 큰 제 2 전력 소비 레벨에 대응하는 값들의 제 2 세트를 적용한다. 일부 실시형태들에서, 블록 (615) 에서 일시적으로 적용된 값들의 세트는 값들의 제 2 세트이다.
옵션적 블록 (645) 에서, 센싱 모듈은 센싱 동작 모드 내에서 제 2 간섭 측정치를 획득한다. 일부 실시형태들에서, 제 2 동작 모드에 있는 동안, 제 2 간섭 측정치는 제 3 동작 모드에 대응하는 값들의 세트를 일시적으로 적용하는 동안 획득된다.
옵션적 블록 (655) 에서, 센싱 모듈은 제 2 간섭 측정치의 제 2 간섭 임계 값과의 비교에 기초하여, 제 2 동작 모드로부터 제 3 동작 모드로 트랜지션할지 여부를 결정한다. 일부 실시형태들에서, 제 3 동작 모드는 제 1 동작 모드와 동일하다. 다른 실시형태들에서, 제 3 동작 모드는 제 1 동작 모드와 상이하다. 제 1 동작 모드 및 제 3 동작 모드가 동일하든 또는 상이하든 간에, 일부 실시형태들에서, 제 2 간섭 임계 값은 제 1 간섭 임계 값과 상이할 수도 있다. 방법 (600) 은 블록 (635) 또는 블록 (655) 의 완료 뒤에 종료한다.
도 7 은 본 명세서에서 설명된 실시형태들에 따른, 전류 미러를 가진 예시적인 전류-모드 CBC 회로부의 다이어그램 (700) 이다. CBC 회로부는 상기 논의된 프로세싱 시스템 (110) 또는 임의의 적합한 교대의 프로세싱 시스템과 같이, 다른 실시형태들과 함께 구현될 수도 있다.
다이어그램 (700) 내에서, 송신기 회로부 (405) 는 센서 (720) 의 송신기 전극 (730) 과 커플링되고, 수신기 회로부 (410) 는 센서 (720) 의 수신기 전극 (740) 과 그리고 CBC 회로부 (415) 와 커플링된다. 송신기 회로부 (405) 및 수신기 회로부 (410) 는 본 명세서에서 설명된 기능들을 수행하기 위한 임의의 적합한 구현을 가질 수도 있다. 더욱이, 도시하지는 않았지만, 송신기 전극 (730) 은 또한 수신기 회로부 (410) 에 커플링될 수도 있는 한편 수신기 전극 (740) 은 또한 송신기 회로부 (405) 에 커플링될 수도 있다.
커패시티브 센싱 동안, 송신기 회로부 (405) 는 송신기 신호를 송신기 전극 (730) 상에서 드라이빙한다. 송신기 전극 (730) 이 수신기 전극 (740) 에 아주 근접하여 있기 때문에, 2 개의 전극들은 CT 로 도시한 바와 같이 커패시티브로 커플링된다. 2 개의 전극들 (730, 740) 은 동일한 표면 상에, 동일한 기판의 상이한 측면들 상에, 또는 상이한 기판들 상에 로케이트될 수도 있다. 더욱이, 전극들 (730, 740) 중 하나 또는 양자 모두는 디스플레이 디바이스에 통합되고 디스플레이된 이미지를 업데이트할 때 이용될 수도 있다.
커패시티브 커플링은 송신기 신호로 하여금, 수신기 전극 (740) 상에서 결과의 신호를 생성하게 한다. 입력 오브젝트가 전극들 (730, 740) 에 가깝게 이동함에 따라, 입력 오브젝트는 상기 논의한 바와 같이 수신기 회로부 (410) 에 의해 검출되는 결과의 신호에 영향을 미칠 수도 있다. CBC 회로부 (415) 는 송신기 전극 (730) 상에서 송신기 신호를 드라이빙함으로써 야기된 수신기 회로부 (410) 의 입력에서의 전압 (즉, VRX) 의 변화를 보상하도록 동작한다. 예를 들어, 간섭 신호들이 수신기 회로부 (410) 가 입력 디바이스와의 사용자 상호작용을 검출하는 것을 방지할 수도 있을 가능성을 줄이기 위해 더 많은 헤드룸을 제공하기 위하여, CBC 회로부 (415) 는 송신기 전극 (730) 상에서 송신기 회로부 (405) 에 의해 소싱 및/또는 싱크된 전류에 기초하는 수신기 회로부 (410) 의 입력에서의 전류를 소싱 및/또는 싱크할 수도 있다. 아래에 더 상세히 논의될 바와 같이, CBC 회로부 (415) 는 커플링 커패시턴스 (CT) 와 유사한 유효 커패시턴스를 포함할 수도 있다. 입력 신호로서 송신기 회로부 (405) 의 출력에서의 전압 (즉, VTX) 을 이용하면, CBC 회로부 (415) 는 그 출력에서, 수신기 회로부 (410) 의 입력 전압 (VRX) 에 대한 송신기 신호의 영향들을 보상하는 전류를 제공한다. 예를 들어, 송신기 신호가 전압 (VRX) 이 VDD/2 로부터 3*VDD/4 로 상승하게 할 것이라면, CBC 회로부 (415) 는 VRX 를 VDD/2 에 유지하는 전류를 싱크할 수도 있다. 이것을 행하기 위해, CBC 회로부 (415) 는 VTX 에서의 전압 값에 따라 전류를 출력하는 전류 미러 및 적어도 하나의 패시브 커패시터를 포함할 수도 있다.
송신기 신호를 드라이빙하는 동안, 입력 오브젝트가 전극들 (730, 740) 에 아주 가까운 범위 안에 있다면 (예를 들어, 입력 오브젝트가 도 1 에 도시된 센싱 영역 (120) 에 접촉하거나 또는 그 영역에 가장 가까움), 전압 (VRX) 은 변화할 수도 있다. 즉, CBC 회로부 (415) 는 입력 오브젝트의 부재에서 송신기 신호에 의해 단지 야기된 전압 변화를 보상할 수도 있다. 예를 들어, 송신기 신호가 구형파 (square wave) 라고 가정하면, 입력 오브젝트의 존재는 VRX 가 1.8V 로부터 2.2V 로 변동하게 할 수도 있지만, 입력 오브젝트가 센싱 영역으로부터 멀어질 때, VRX 는 실질적으로 고정되어 유지될 수도 있다 - 예를 들어, 2.0V. 이 방식으로, 수신기 회로부 (410) 는 예를 들어, 외부 전력 공급기 또는 RF 소스로부터의 간섭 신호가 수신기 회로부 (410) 가 입력 오브젝트를 검출하는 것을 방지할 가능성을 감소시키는 것과 같은 다른 사용들을 위해 송신기 신호에 의해 야기된 전압 변화들에 의해 다르게 이용되고 있을 수도 있는 전압 헤드룸을 예약할 수도 있다.
본 실시형태들은 송신 신호가 송신기 전극 (730) 상에서 드라이빙되고 결과의 신호가 수신기 회로부 (410) 에서 측정되는 트랜스커패시티브 (또는 상호 커패시티브) 센싱의 문맥에서 설명되지만, 본 개시는 또한 절대 커패시티브 센싱에도 적용된다. 예를 들어, 절대 커패시턴스 센싱 경우에서, CBC 회로부 (415) 는 센서 전극 상에서 변조 신호를 송신하는 것으로부터 발생하는 전하의 변화를 완화시키는데 이용될 수도 있다.
다이어그램 (700) 내에서, CBC 회로부 (415) 는 저항 엘리먼트 (RCBC), 커패시터 (CCBC), 전류 센서 (710), 및 전류 미러 (715) 를 포함한다. CBC 회로부 (415) 의 RCBC 및 CCBC 는, 송신기 전극 (730) 과 수신기 전극 (740) 사이의 커플링 커패시턴스 (CT), 송신기 전극 (730) 및 수신기 전극 (740) 의 저항들 (RTX 및 RRX), 및 송신기 전극 (730) 및 수신기 전극 (740) 과 연관된 백그라운드 커패시턴스들 (CTX 및 CRX) 을 포함하는, 센서 (720) 의 시상수에 상당히 매칭하도록 프로그래밍가능하거나 또는 조정가능할 수도 있다. 시상수에 상당히 매칭하는 것은 CBC 회로부 (415) 를 통하여 전달된 전하가 센서 (720) 의 전극들 (730, 740) 을 통하여 전달된 전하에 시간적으로 상당히 정렬되는 것을 의미한다. 인버팅 버퍼 (705) 는 (여기서 구형파로 도시되지만 이것으로 제한되지는 않는) 송신기 신호를 인버팅하기 때문에, 송신기 전극 (730) 으로부터 수신기 전극 (740) 으로 전달되는 동일한 양의 전하가 또한 수신기 회로부 (410) 의 입력으로부터 CBC 회로부 (415) 로 흐르고, 이로써 수신기 전극 (740) 상의 전압 및 수신기 회로부 (410) 의 입력에서의 전압을 실질적으로 변화하지 않은 상태로 둔다. 수신기 회로부 (410) 의 입력 전압에 대한 송신기 신호의 영향을 완화시키는 것은 수신기 회로부 (410) 의 동적 범위를 개선시키고 수신기 회로부 (410) 가 간섭 신호들 및 잡음을 선형으로 핸들링하는 것을 가능하게 할 수도 있다. 게다가 여전히, CCBC 를 통하여 전달된 전하가 CT 를 통하여 전달된 전하의 네거티브이면, 수신기 회로부 (410) 하류의 아날로그-대-디지털 컨버터들 (ADC들) 이 대칭적 ADC 기준 채널 전압들을 고려하는, 센터 코드에 배치될 수 있고 입력 오브젝트의 존재를 검출하는데 이용될 수 있는 코드들의 수를 증가시킬 수도 있다.
하나의 실시형태에서, 저항 (RCBC) 및 커패시턴스 (CCBC) 는 입력 디바이스를 제조할 때 조정될 수도 있다. 예를 들어, 센서 저항들 (RTX 및 RRX) 및 커패시턴스들 (CTX, CRX, 및 CT) 의 값들은 입력 디바이스의 테스팅을 통해 또는 센서 전극들의 공급자에 의해 제공되는 것에 의해, 이미 공지될 수도 있다. 이들 값들에 기초하여, RCBC 및 CCBC 값들은 CBC 회로부 (415) 에 유사한 시상수를 제공하기 위해 예를 들어 디지털 제어 비트들을 이용하여 조정되어, CBC 회로를 통한 전기 경로를 센서 전극들 (730, 740) 을 통한 전기 경로와 동기화할 수도 있다.
추가적으로, 저항 (RCBC) 및/또는 커패시턴스 (CCBC) 는 입력 디바이스를 동작시킬 때 동적으로 조정될 수도 있다. 예를 들어, 값 (CT) 은 센서 전극 (730, 740) 에 가장 가까운 디스플레이 스크린 상에 형성되는 수분과 같은 환경적 컨디션들에 기초하여 변화할 수도 있다. CT 의 값은 주기적으로 재측정될 수도 있고, RCBC 및 CCBC 의 값들은 조정된다. 더욱이, RCBC 및/또는 CCBC 는 센서 (720) 와 연관된 시상수가 변화하는지 여부에 상관없이 다른 이유들로 조정될 수도 있다. 예를 들어, ADC들의 적분 비선형성 및 미분 비선형성을 테스팅하기 위해 RCBC 및/또는 CCBC 를 조정하는 것이 유리할 수도 있다.
도시한 바와 같이, 전류 미러 (715) 는 전류 센서 (710) 를 통하여 흐르는 전류 (IIN) 를 미러링한다. 보다 구체적으로는, 전류 미러 (715) 는 팩터 (K) 에 의해 전류 (IIN) 를 스케일링한다. 하나의 실시형태에서, 전류 미러 (715) 는 팩터 (K) (예를 들어, 정수, 분수, 또는 불합리한 값 (irrational value)) 가 원하는대로 변화될 수도 있도록 프로그래밍가능하거나 또는 조정가능하다. 예를 들어, K 가 10 으로 설정되면, 전류 센서 (710) 를 통하여 흐르는 1 milliamp (mA) 전류는 전류 미러 (715) 에 의해 출력된 10 mA 전류를 초래한다. 유사하게, 전류 센서 (710) 로 주입된 1 피코-쿨롬 (pico-Coulomb; pC) 의 전하는 전류 미러 (715) 에 의해 흡수되는 10 pC 를 초래한다.
전류 미러 (715) 를 이용함으로써, CBC 회로부 (415) 는 일반적으로 IC 에서 다른 타입들의 CBC 회로들보다 더 작은 공간을 요구한다. 예를 들어, CCBC 가 전류 센서 (710) 및 전류 미러 (715) 를 통해 간접적으로라기 보다는 수신기 회로부 (410) 의 입력에 직접적으로 접속되었지만, CCBC 의 커패시턴스 값은 센서 (720) 의 조합된 커패시턴스 값과 실질적으로 동일해야 할 수도 있다. 그러나, 전류 미러 (715) 의 스케일링 팩터 (K) 는 그 대신 커패시터 (CCBC) 가 CT 의 커패시턴스보다 더 작은 커패시턴스를 갖고 수신기 회로부 (410) 의 입력에서, 동일하지만 반대 전하를 여전히 제공하는 것을 가능하게 한다. 예를 들어, CT 의 커패시턴스가 10 피코패러드 (pF) 이면, CCBC 는 1 pF 일 수도 있고 스케일 팩터 (K) 는 10 으로 설정되어 10 pF CCBC 를 이용하는 교대의 CBC 회로와 동일한 전류를 생성할 수도 있다. 이 방식으로, 전류 미러 (715) 의 스케일링 팩터 (K) 는 커패시터 (CCBC) 의 값보다 훨씬 더 클 수 있는 유효 커패시턴스들을 생성한다. 이 스케일링된 전류를 소싱하는 것 (또는 싱크하는 것) 은 송신기 신호에 의해 야기된 수신기 회로부 (410) 의 입력에서의 전하의 변화를 보상한다. 더욱이, CBC 회로부 (415) 는 다른 경우에 요구되는 것보다 (K 에 의해 스케일링되었기 때문에) 더 작은 커패시터 (CCBC) 를 이용한다. CBC 회로부 (415) 는 전류 센서 (710) 및 전류 미러 (715) 를 포함하지만, 이들 디지털 회로들 및 패시브 커패시터 (CCBC) (예를 들어, 1 pF 커패시터) 를 위해 IC 상에서 요구되는 총 면적은 더 큰 커패시터 (CCBC) (예를 들어, 10 pF 커패시터) 를 이용하지만 전류 센서 (710) 및 전류 미러 (715) 를 포함하지 않는 CBC 회로에 의해 요구되는 면적 미만일 수도 있다.
하나의 실시형태에서, CCBC 는 CCBC 의 상이한 값들을 제공하기 위해 조정가능하게 연결될 수도 있는 패시브 커패시터들의 뱅크이다. 예를 들어, 2 개의 1 pF CCBC 커패시터들은 0.5 pF 커패시턴스를 산출하기 위해 직렬로, 또는 2 pF 커패시턴스를 산출하기 위해 병렬로 선택적으로 커플링될 수도 있다. 커패시터들의 뱅크에서의 커패시터들은 동일한 커패시턴스 값들 또는 상이한 커패시턴스 값들을 가질 수도 있다. 이 방식으로, CBC 회로부 (415) 는 CCBC 의 커패시턴스 값, 스케일링 팩터 (K), 또는 양자 모두를 동적으로 조정할 수도 있다.
커패시터 (CCBC) 의 사이즈로 감소시키는 것에 더하여, CBC 회로부 (415) 는 전류 미러를 포함하는 CBC 회로에 대하여 필요한 총 커패시터들의 수를 감소시킬 수도 있다. 단 하나의 패시브 커패시터 (CCBC) (또는 패시브 커패시터들의 하나의 뱅크) 를 이용하면, CBC 회로부 (415) 는 복수의 전류 미러들을 이용하여 복수의 수신기 채널들에 대해 코어스 베이스라인 정정을 수행할 수도 있다. 반대로, 전류 미러들 없이, 다른 CBC 회로들은 입력 디바이스 내의 각각의 수신기에 대해 별도의 CBC 커패시터 또는 CBC 커패시터들의 별도의 뱅크를 요구할 수도 있다. 단 하나의 CBC 커패시터를 이용함으로써 CBC 회로부 (415) 에서의 복수의 전류 미러들은 각각의 수신기 채널에 대해 개별의 패시브 커패시터들을 이용하는 것과 비교하여 더 적은 공간을 요구하고 비용을 감소시킬 수도 있다.
하나의 실시형태에서, 복수의 전류 미러들의 각각은 특정한 전류 미러들에 대응하는 전기 경로의 속성들에 매칭하도록 커스텀화될 수도 있는 개별적으로 프로그래밍가능한 스케일링 팩터 (KN) 를 가질 수도 있다. 예를 들어, 수신기 회로부 (410) 는 20 개의 수신기들을 포함할 수도 있고 따라서, CBC 회로부 (415) 는 수신기 회로부 (410) 의 각각의 수신기의 입력에서의 전하를 정정하기 위해 20 개의 전류 미러들 (715) 을 포함할 수도 있다. 그러나, 이들 수신기들과 연관된 전기 경로들은 상이할 수도 있다. 구체적으로, 하나의 전기 경로에서 수신기 회로부 (410) 의 수신기와 송신기 회로부 (405) 사이에 배치된 센서 (520) 의 저항 및 커패시턴스 값들은 다른 수신기와 송신기 회로부 (405) 사이의 저항들 및 커패시턴스 값들과는 상이할 수도 있다. 이로써, 스케일링 팩터 (K) 는 전류 미러들 (715) 이 그들 개별의 수신기 채널들의 전기적 속성들에 매칭하도록 조정되는 것을 허용한다. 예를 들어, 송신기와 제 1 전류 미러에 커플링된 수신기 사이의 전기 경로가 송신기와 제 2 전류 미러에 커플링된 수신기 사이의 전기 경로와는 상이한 커패시티브 값을 갖는다면, 이들 2 개의 전류 미러들은 CBC 회로를 통하여 흐르는 전하를 송신기 회로부 (405) 와 그들 개별의 수신기들 사이에 흐르는 전하와 매칭시키기 위하여 상이한 스케일링 팩터들 (K1 및 K2) 을 가질 수도 있다. 하나의 실시형태에서, 스케일링 팩터들 (K) 은 디지털 제어 비트들을 이용하여 조정될 수도 있다. 각각의 스케일링 팩터 (KN) 를 조정하는 것은 다수의 CT 값들 중 각각의 하나를 보상한다. 각각의 수신기 전극 (730) 과 각각의 송신기 전극 (740) 사이의 CT 의 값들은 일반적으로 상이하다. 각각의 CT 값에 대응하는 KN 의 값을 조정함으로써, 각각의 CT 의 영향들은 완화될 수도 있다.
본 명세서에서 개시된 양태들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 회로들, 및 알고리즘 단계들은 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 양자의 조합들로서 구현될 수도 있다. 다양한 변화들 및 변형들이 첨부된 청구항들의 범위로부터 벗어남 없이 본 명세서에서 이루어질 수도 있다. 게다가, 본 명세서에서 설명된 양태들에 따라 방법 청구항들에서 설명된 기능들, 단계들, 또는 액션들은 다르게 명확히 언급하지 않는 한 임의의 특정한 순서로 수행될 필요는 없다.
전술한 것을 고려하여, 본 개시의 범위는 다음에 오는 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (21)

  1. 프로세싱 시스템으로서,
    복수의 센서 전극들과 커플링하도록 구성된 센싱 회로부를 포함하는 센싱 모듈을 포함하고,
    상기 센싱 모듈은, 적어도 제 1 저전력 동작 모드 또는 고전력 동작 모드에서 동작가능하고:
    상기 제 1 저전력 동작 모드에서 동작하는 동안 적어도 하나의 미리정의된 센싱 파라미터에 대한 값들의 제 1 세트를 적용하는 것으로서, 상기 값들의 제 1 세트는 제 1 전력 소비 레벨에 대응하는, 상기 값들의 제 1 세트를 적용하고;
    상기 제 1 저전력 동작 모드에서 동작하는 동안 상기 복수의 센서 전극들을 이용하여 제 1 간섭 측정치를 획득하고;
    상기 제 1 간섭 측정치가 제 1 간섭 임계 값을 초과한다고 결정 시에, 상기 제 1 저전력 동작 모드로부터 상기 고전력 동작 모드로 트랜지션하고; 그리고
    상기 고전력 동작 모드에서 동작하는 동안 상기 적어도 하나의 미리정의된 센싱 파라미터에 대한 값들의 제 2 세트를 적용하는 것으로서, 상기 값들의 제 2 세트는 상기 제 1 전력 소비 레벨보다 더 큰 제 2 전력 소비 레벨에 대응하는, 상기 값들의 제 2 세트를 적용하도록
    구성된, 프로세싱 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 미리정의된 센싱 파라미터는,
    센싱의 타이밍이 수평 동기 (HSYNC) 신호 및 수직 동기 (VSYNC) 신호 중 하나에 기초하는지 여부;
    센싱과 연관된 통합 주기들의 지속기간;
    트랜스커패시티브 센싱을 수행하기 위한 타이밍 모드;
    센싱과 연관된 버스트 사이즈;
    안티-에일리어싱 필터에 대한 세팅;
    센싱 주기 동안의 버스트들의 수;
    전하 펌프의 세팅;
    코드 분할 멀티플렉싱을 위한 코드 길이;
    센싱 신호의 변조 진폭; 및
    기준 채널에 대한 세팅
    으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 프로세싱 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 저전력 동작 모드는 복수의 미리정의된 저전력 동작 모드들 중 하나이고, 상기 저전력 동작 모드들의 각각은 상기 고전력 동작 모드의 상기 제 2 전력 소비 레벨 미만인 개별의 전력 소비 레벨을 갖고,
    상기 제 1 저전력 동작 모드로부터 상기 고전력 동작 모드로 트랜지션하는 것은 상기 제 1 저전력 동작 모드로부터 상기 복수의 미리정의된 저전력 동작 모드들 중 미리정의된 수분 동작 모드 (moisture operational mode) 로 트랜지션하지 않기로 결정하는 것에 응답하여 수행되는, 프로세싱 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 센싱 모듈은,
    상기 고전력 동작 모드에서 동작하는 동안 상기 복수의 센서 전극들을 이용하여 제 2 간섭 측정치를 획득하고; 그리고
    상기 제 2 간섭 측정치의 제 2 간섭 임계 값과의 비교에 기초하여, 상기 고전력 동작 모드로부터 제 2 저전력 동작 모드로 트랜지션할지 여부를 결정하도록
    추가로 구성되는, 프로세싱 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 센싱 모듈은,
    상기 제 2 저전력 동작 모드에서 동작할 때 상기 적어도 하나의 미리정의된 센싱 파라미터에 대한 값들의 제 3 세트를 적용하도록 추가로 구성되는, 프로세싱 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 센싱 모듈은,
    상기 제 1 저전력 동작 모드로부터 상기 고전력 동작 모드로 트랜지션 시에, 후속 커패시턴스 측정치들에 베이스라인 시프트 값을 적용하도록 추가로 구성되고,
    상기 베이스라인 시프트 값은 상기 제 1 저전력 동작 모드의 제 1 베이스라인 커패시턴스 측정치와 상기 고전력 동작 모드의 제 2 베이스라인 커패시턴스 측정치 사이의 차이를 반영하는, 프로세싱 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 베이스라인 시프트 값은,
    상기 복수의 센서 전극들 전부에 대응하는 업데이트된 글로벌 코어스 베이스라인 정정 (coarse baseline correction; CBC) 값, 또는
    상기 복수의 센서 전극들 전부보다 적은 센서 전극들에 대응하는 업데이트된 로컬 CBC 값
    중 적어도 하나를 포함하는, 프로세싱 시스템.
  8. 복수의 센서 전극들과 커플링된 프로세싱 시스템을 이용하여 수행되는 방법으로서,
    상기 프로세싱 시스템이 제 1 저전력 동작 모드에서 동작하는 동안 적어도 하나의 미리정의된 센싱 파라미터에 대한 값들의 제 1 세트를 적용하는 단계로서, 상기 값들의 제 1 세트는 제 1 전력 소비 레벨에 대응하는, 상기 값들의 제 1 세트를 적용하는 단계;
    상기 프로세싱 시스템이 상기 제 1 저전력 동작 모드에서 동작하는 동안 상기 복수의 센서 전극들을 이용하여 제 1 간섭 측정치를 획득하는 단계;
    상기 제 1 간섭 측정치가 제 1 간섭 임계 값을 초과한다고 결정 시에, 상기 프로세싱 시스템을 상기 제 1 저전력 동작 모드로부터 고전력 동작 모드로 트랜지션하는 단계; 및
    상기 프로세싱 시스템이 상기 고전력 동작 모드에서 동작하는 동안 상기 적어도 하나의 미리정의된 센싱 파라미터에 대한 값들의 제 2 세트를 적용하는 단계로서, 상기 값들의 제 2 세트는 상기 제 1 전력 소비 레벨보다 더 큰 제 2 전력 소비 레벨에 대응하는, 상기 값들의 제 2 세트를 적용하는 단계
    를 포함하는, 프로세싱 시스템을 이용하여 수행되는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 미리정의된 센싱 파라미터는,
    센싱의 타이밍이 수평 동기 (HSYNC) 신호 및 수직 동기 (VSYNC) 신호 중 하나에 기초하는지 여부;
    센싱과 연관된 통합 주기들의 지속기간;
    트랜스커패시티브 센싱을 수행하기 위한 타이밍 모드;
    센싱과 연관된 버스트 사이즈;
    안티-에일리어싱 필터에 대한 세팅;
    센싱 주기 동안의 버스트들의 수;
    전하 펌프의 세팅;
    코드 분할 멀티플렉싱을 위한 코드 길이;
    센싱 신호의 변조 진폭; 및
    기준 채널에 대한 세팅
    으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 프로세싱 시스템을 이용하여 수행되는 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 저전력 동작 모드는 복수의 미리정의된 저전력 동작 모드들 중 하나이고, 상기 저전력 동작 모드들의 각각은 상기 고전력 동작 모드의 상기 제 2 전력 소비 레벨 미만인 개별의 전력 소비 레벨을 갖고,
    상기 프로세싱 시스템을 상기 제 1 저전력 동작 모드로부터 고전력 동작 모드로 트랜지션하는 단계는 상기 프로세싱 시스템을 상기 제 1 저전력 동작 모드로부터 상기 복수의 미리정의된 저전력 동작 모드들 중 미리정의된 수분 동작 모드로 트랜지션하지 않기로 결정하는 것에 응답하여 수행되는, 프로세싱 시스템을 이용하여 수행되는 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 값들의 제 2 세트를 적용하는 단계 이후에,
    상기 고전력 동작 모드에서 동작하는 동안 상기 복수의 센서 전극들을 이용하여 제 2 간섭 측정치를 획득하는 단계; 및
    상기 제 2 간섭 측정치의 제 2 간섭 임계 값과의 비교에 기초하여, 상기 고전력 동작 모드로부터 제 2 저전력 동작 모드로 트랜지션할지 여부를 결정하는 단계
    를 더 포함하는, 프로세싱 시스템을 이용하여 수행되는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 고전력 동작 모드로부터 제 2 저전력 동작 모드로 트랜지션할지 여부를 결정하는 단계 이후에,
    상기 프로세싱 시스템을 상기 제 2 저전력 동작 모드에서 동작할 때 상기 적어도 하나의 미리정의된 센싱 파라미터에 대한 값들의 제 3 세트를 적용하는 단계를 더 포함하는, 프로세싱 시스템을 이용하여 수행되는 방법.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템을 상기 제 1 저전력 동작 모드로부터 상기 고전력 동작 모드로 트랜지션하는 단계 이후에, 후속 커패시턴스 측정치들에 베이스라인 시프트 값을 적용하는 단계를 더 포함하고,
    상기 베이스라인 시프트 값은 상기 제 1 저전력 동작 모드의 제 1 베이스라인 커패시턴스 측정치와 상기 고전력 동작 모드의 제 2 베이스라인 커패시턴스 측정치 사이의 차이를 반영하는, 프로세싱 시스템을 이용하여 수행되는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 베이스라인 시프트 값은,
    상기 복수의 센서 전극들 전부에 대응하는 업데이트된 글로벌 코어스 베이스라인 정정 (CBC) 값, 또는
    상기 복수의 센서 전극들 전부보다 적은 센서 전극들에 대응하는 업데이트된 로컬 CBC 값
    중 적어도 하나를 포함하는, 프로세싱 시스템을 이용하여 수행되는 방법.
  15. 입력 디바이스로서,
    복수의 센서 전극들; 및
    적어도 제 1 저전력 동작 모드 또는 고전력 동작 모드에서 동작가능한 프로세싱 시스템
    을 포함하고,
    상기 프로세싱 시스템은,
    상기 제 1 저전력 동작 모드에서 동작하는 동안 적어도 하나의 미리정의된 센싱 파라미터에 대한 값들의 제 1 세트를 적용하는 것으로서, 상기 값들의 제 1 세트는 제 1 전력 소비 레벨에 대응하는, 상기 값들의 제 1 세트를 적용하고;
    상기 제 1 저전력 동작 모드에서 동작하는 동안 상기 복수의 센서 전극들을 이용하여 제 1 간섭 측정치를 획득하고;
    상기 제 1 간섭 측정치가 제 1 간섭 임계 값을 초과한다고 결정 시에, 상기 제 1 저전력 동작 모드로부터 상기 고전력 동작 모드로 트랜지션하고; 그리고
    상기 고전력 동작 모드에서 동작하는 동안 상기 적어도 하나의 미리정의된 센싱 파라미터에 대한 값들의 제 2 세트를 적용하는 것으로서, 상기 값들의 제 2 세트는 상기 제 1 전력 소비 레벨보다 더 큰 제 2 전력 소비 레벨에 대응하는, 상기 값들의 제 2 세트를 적용하도록
    구성된, 입력 디바이스.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 미리정의된 센싱 파라미터는,
    센싱의 타이밍이 수평 동기 (HSYNC) 신호 및 수직 동기 (VSYNC) 신호 중 하나에 기초하는지 여부;
    센싱과 연관된 통합 주기들의 지속기간;
    트랜스커패시티브 센싱을 수행하기 위한 타이밍 모드;
    센싱과 연관된 버스트 사이즈;
    안티-에일리어싱 필터에 대한 세팅;
    센싱 주기 동안의 버스트들의 수;
    전하 펌프의 세팅;
    코드 분할 멀티플렉싱을 위한 코드 길이;
    센싱 신호의 변조 진폭; 및
    기준 채널에 대한 세팅
    으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 입력 디바이스.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 저전력 동작 모드는 복수의 미리정의된 저전력 동작 모드들 중 하나이고, 상기 저전력 동작 모드들의 각각은 상기 고전력 동작 모드의 상기 제 2 전력 소비 레벨 미만인 개별의 전력 소비 레벨을 갖고,
    상기 제 1 저전력 동작 모드로부터 상기 고전력 동작 모드로 트랜지션하는 것은 상기 제 1 저전력 동작 모드로부터 상기 복수의 미리정의된 저전력 동작 모드들 중 미리정의된 수분 동작 모드로 트랜지션하지 않기로 결정하는 것에 응답하여 수행되는, 입력 디바이스.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은,
    상기 고전력 동작 모드에서 동작하는 동안 상기 복수의 센서 전극들을 이용하여 제 2 간섭 측정치를 획득하고; 그리고
    상기 제 2 간섭 측정치의 제 2 간섭 임계 값과의 비교에 기초하여, 상기 고전력 동작 모드로부터 제 2 저전력 동작 모드로 트랜지션할지 여부를 결정하도록
    추가로 구성되는, 입력 디바이스.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은,
    상기 제 2 저전력 동작 모드에서 동작할 때 상기 적어도 하나의 미리정의된 센싱 파라미터에 대한 값들의 제 3 세트를 적용하도록 추가로 구성되는, 입력 디바이스.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은,
    상기 제 1 저전력 동작 모드로부터 상기 고전력 동작 모드로 트랜지션할 시에, 후속 커패시턴스 측정치들에 베이스라인 시프트 값을 적용하도록 추가로 구성되고,
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  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 베이스라인 시프트 값은,
    상기 복수의 센서 전극들 전부에 대응하는 업데이트된 글로벌 코어스 베이스라인 정정 (CBC) 값, 또는
    상기 복수의 센서 전극들 전부보다 적은 센서 전극들에 대응하는 업데이트된 로컬 CBC 값
    중 적어도 하나를 포함하는, 입력 디바이스.
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