KR102257170B1 - 디스플레이 및 센싱 데이터의 시간 공유 - Google Patents

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Abstract

본 개시는 일반적으로 상이한 디스플레이 리프레시 레이트에서 동작할 때 실질적으로 동일한 용량성 센싱 프레임 레이트들을 유지하는 터치 센싱을 위한 입력 디바이스들, 프로세싱 시스템들 및 방법들을 제공한다.

Description

디스플레이 및 센싱 데이터의 시간 공유{TIME SHARING OF DISPLAY AND SENSING DATA}
본 발명의 실시형태들은 일반적으로 터치 센싱을 위한 입력 디바이스들에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 상이한 디스플레이 리프레시 레이트들에서 동작할 때 실질적으로 동일한 용량성 센싱 프레임 레포팅 레이트들을 유지하는 입력 디바이스들에 관한 것이다.
근접 센서 디바이스들 (또한 터치패드들 또는 터치 센서 디바이스들이라고도 보통 불림) 을 포함하는 입력 디바이스들은 다양한 전자 시스템들에서 폭넓게 이용된다. 근접 센서 디바이스는 통상적으로 표면에 의해 종종 디마킹되는 센싱 영역을 포함하고, 이 센싱 영역에서 근접 센서 디바이스가 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 이들에 부수적인 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.
태블릿 또는 스마트 폰과 같은 디스플레이 디바이스와 통합할 때, 센싱을 위해 활용되는 시간에는 통상적으로 디스플레이 라인 업데이트들 또는 리프레시가 일부 방식으로 인터리브된다. 공칭 디스플레이 리프레시 레이트는 60Hz (또는 그 미만, 예를 들면, 필름에 대해 24 또는 48, 등) 이고 가변적일 수도 있는 한편, 센싱 프레임 레이트는 통상적으로 100 내지 120Hz 이고 (예를 들어, 간섭을 회피하기 위해) 리프레시 레이트들 및 센싱 주파수들이 가변할 때 센싱 측정 레이트는 상대적으로 고정된 상태인 것이 바람직하다. 그 디스플레이 리프레시 레이트가 변화되는 이벤트에서는, 디스플레이 라인 업데이트들 사이에 고르게 분배된 시간 주기들이 또한 변화하여, 디스플레이 라인 (예를 들어, Vblank 등) 타이밍에 록킹 (locking) 될 때 센싱 프레임 레이트에 있어서 대응하는 변화를 초래한다. 그러나, 센싱 프레임 레이트의 변화들을 고려하는 것은 어려운 문제이며, 이는 디바이스 복잡성을 증가시킨다.
디스플레이 레이트들의 변화들을 보다 용이하게 핸들링하는 향상된 입력 디바이스에 대한 필요성이 있다.
본 개시는 일반적으로 상이한 디스플레이 리프레시 레이트들에서 동작할 때 실질적으로 동일한 용량성 센싱 프레임 레포팅 레이트들을 유지하는 터치 센싱을 위한 입력 디바이스들, 프로세싱 시스템들 및 방법들을 제공한다. 하나의 예에서, 복수의 센서 전극들과 통합된 디스플레이 디바이스, 및 복수의 센서 전극들에 그리고 디스플레이 디바이스에 동작가능하게 커플링된 프로세싱 시스템을 포함하는 입력 디바이스가 제공된다. 프로세싱 시스템은 비-디스플레이 (non-display) 업데이트 주기 동안 용량성 센싱을 위해 센서 전극들을 동작하고, 적어도 제 1 모드 및 제 2 모드에서 동작하도록 구성된다. 제 1 동작 모드에서, 프로세싱 시스템은 제 1 디스플레이 업데이트 주기 동안 제 1 용량성 센싱 프레임 레이트로 제 1 디스플레이 리프레시 레이트에서 디스플레이 디바이스를 업데이트하도록 구성된다. 제 2 동작 모드에서, 프로세싱 시스템은 제 2 디스플레이 업데이트 주기 동안 제 2 용량성 센싱 프레임 레이트로 제 2 디스플레이 리프레시 레이트에서 디스플레이 디바이스를 업데이트하도록 구성되고, 여기서 제 1 디스플레이 리프레시 레이트와 제 2 디스플레이 리프레시 레이트는 실질적으로 상이하고 (예를 들어, 48Hz 와 60Hz 사이의 25% 차이, 등) 제 1 용량성 센싱 프레임 레이트와 제 2 용량성 센싱 프레임 레이트는 제 1 및 제 2 디스플레이 업데이트 주기들의 적어도 1/2 동안 대략 동일하다 (예를 들어, 128Hz 와 120Hz 사이의 < 8% 차이, 등).
다른 예에서, 용량성 센싱을 위한 비-디스플레이 업데이트 주기 동안 복수의 센서 전극들을 동작하도록 구성된 센서 모듈을 포함하는 프로세싱 시스템이 제공된다. 센서 모듈은 적어도 제 1 동작 모드 및 제 2 동작 모드에서 동작하도록 구성되는 센서 회로부를 갖는다. 제 1 동작 모드에서, 센서 회로부는 제 1 디스플레이 업데이트 주기 동안 제 1 용량성 센싱 프레임 레이트로 제 1 디스플레이 리프레시 레이트에서 디스플레이 디바이스를 업데이트하도록 구성된다. 제 2 동작 모드에서, 센서 회로부는 제 2 디스플레이 업데이트 주기 동안 제 2 용량성 센싱 프레임 레이트로 제 2 디스플레이 리프레시 레이트에서 디스플레이 디바이스를 업데이트하도록 구성되고, 여기서 제 1 디스플레이 리프레시 레이트와 제 2 디스플레이 리프레시 레이트는 상이하고 제 1 용량성 센싱 프레임 레이트와 제 2 용량성 센싱 프레임 레이트는 제 1 및 제 2 디스플레이 업데이트 주기들의 적어도 1/2 동안 대략 동일하다.
또 하나의 다른 예에서, 입력 디바이스를 동작하기 위한 방법이 제공되고, 그 방법은, 용량성 센싱을 위한 비-디스플레이 업데이트 주기 동안 복수의 센서 전극들을 동작하는 단계; 제 1 동작 모드에서, 제 1 디스플레이 업데이트 주기 동안 제 1 용량성 센싱 프레임 레이트로 제 1 디스플레이 리프레시 레이트에서 디스플레이 디바이스를 업데이트하는 단계; 및 제 2 동작 모드에서, 제 2 디스플레이 업데이트 주기 동안 제 2 용량성 센싱 프레임 레이트로 제 2 디스플레이 리프레시 레이트에서 디스플레이 디바이스를 업데이트하는 단계로서, 제 1 디스플레이 리프레시 레이트와 제 2 디스플레이 리프레시 레이트는 상이하고 (예를 들어, 일방은 타방보다 10% 보다 많이 더 크다) 제 1 용량성 센싱 프레임 레이트와 제 2 용량성 센싱 프레임 레이트는 제 1 및 제 2 디스플레이 업데이트 주기들의 적어도 1/2 동안 대략 동일한 (예를 들어, 양자 모두 상대방보다 10% 보다 적게 더 크거나 또는 더 작다), 상기 제 2 디스플레이 리프레시 레이트에서 디스플레이 디바이스를 업데이트하는 단계를 포함한다.
본 발명의 상기 언급된 피처들이 상세히 이해될 수 있도록, 상기 간략하게 요약된 본 개시의 더욱 특정한 설명이 실시형태들을 참조하여 이루어질 수도 있으며, 그 실시형태들 중 일부는 첨부된 도면들에서 예시된다. 그러나, 첨부된 도면들은 본 개시의 통상적인 실시형태들만을 예시하므로 그 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않고, 본 개시는 다른 동일하게 유효한 실시형태들을 인정할 수도 있다는 것에 유의한다.
도 1 은 디스플레이 디바이스와 통합된 예시적인 입력 디바이스의 개략적 다이어그램이다.
도 2a 는 프로세싱 시스템에 커플링된 입력 디바이스의 센서 전극들의 예시적인 패턴을 예시하는 도 1 의 입력 디바이스의 개략적 평면도이다.
도 2b 는 프로세싱 시스템에 커플링된 입력 디바이스의 센서 전극들의 다른 예시적인 패턴을 예시하는 도 1 의 입력 디바이스의 개략적 평면도이다.
도 3 은 프로세싱 시스템의 동기화 모듈의 하나의 실시형태의 블록 다이어그램이다.
도 4 는 도 3 의 동기화 모듈의 동작의 개략적 다이어그램이다.
도 4a 는 동일한 일정한 디스플레이 라인 업데이트 시간을 갖는 타이밍 시퀀스들에서 상이한 수평 블랭킹 주기 (blanking period) 들을 대비시키는 2 개의 타이밍 다이어그램들을 예시한다.
도 5 는 터치 센싱 및 디스플레이 업데이트 이벤트들의 스케줄링을 예시하는 타이밍 다이어그램이다.
도 6 은 입력 디바이스를 동작하기 위한 방법의 플로우 다이어그램이다.
도 7 은 입력 디바이스가 실질적으로 유사한 용량성 센싱 프레임 레포트들 레이트들을 가지면서 상이한 디스플레이 리프레시 레이트들에서 동작하는 것의 타이밍 비교이다.
도 8 은 입력 디바이스가 실질적으로 유사한 용량성 센싱 프레임 레포트들 레이트들을 가지면서 상이한 디스플레이 리프레시 레이트들에서 동작하는 것의 다른 타이밍 비교이다.
이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 공통인 동일한 엘리먼트들을 지정하기 위해 가능한 곳에 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 하나의 실시형태에서 개시된 엘리먼트들은 특정 설명 없이 다른 실시형태들에 대해 유익하게 활용될 수도 있다는 것이 고려된다. 여기에서 참조되는 도면들은 구체적으로 언급하지 않는 한 일정 비율로 그려진 것으로서 이해되어서는 안된다. 또한, 도면들은 종종 단순화되고 상세들 또는 컴포넌트들은 제시 및 설명의 명료성을 위해 생략된다. 도면들 및 논의는 아래에 논의된 원리들을 설명하도록 기능하고, 여기서 동일한 지정들은 동일한 엘리먼트들을 나타낸다.
다음의 상세한 설명은 사실상 예시적일 뿐이며 본 개시 또는 그의 애플리케이션 및 이용들을 제한하도록 의도되지 않는다. 더욱이, 선행하는 기술분야, 배경, 간략한 개요 또는 다음의 상세한 설명에서 제시된 임의의 표현된 또는 암시된 이론에 의해 속박되도록 하려는 의도는 없다.
본 개시의 다양한 실시형태들은 상이한 디스플레이 리프레시 레이트들에서 동작할 때 실질적으로 동일한 용량성 센싱 프레임 (예를 들어, 터치 영역을 커버하는 용량성 측정들의 세트) 레포팅 레이트들을 유지하는 터치 센싱을 위한 입력 디바이스들, 프로세싱 시스템들 및 방법들을 제공한다. 실질적으로 동일한 용량성 센싱 프레임 레포팅 레이트들에서의 동작의 하나의 예에서, 제 1 디스플레이 업데이트 주기에 걸쳐 제 1 디스플레이 리프레시 레이트에서 동작할 때의 제 1 용량성 센싱 프레임 레포팅 레이트는, 디스플레이 업데이트 주기들의 적어도 1/2 이상 동안, 제 2 디스플레이 업데이트 주기에 걸쳐 제 2 디스플레이 리프레시 레이트에서 동작할 때의 제 2 용량성 센싱 프레임 레포팅 레이트와 대략 동일할 수도 있다. 이러한 입력 디바이스들, 프로세싱 시스템들 및 방법들은, 보다 효율적이고 예측가능한 터치 센싱을 가능하게 하는 실질적으로 일정한 용량성 센싱 프레임 레포팅 레이트를 유지하면서 여러 가지 이유들로 디스플레이 리프레시 레이트를 변화시키는 것이 유리하다. 본 명세서에서 활용한 바와 같이, 용량성 센싱은 용량성 센싱 전극들로부터 수신된 정보를 활용하는 터치 센싱 기법으로서 설명된다.
이제 도면들로 돌아가면, 도 1 은 본 발명의 실시형태들에 따른, 예시적인 입력 디바이스 (100) 의 블록 다이어그램이다. 입력 디바이스 (100) 는 전자 시스템 (150) 에 입력을 제공하도록 구성될 수도 있다. 본 문헌에서 사용한 바와 같이, 용어 "전자 시스템" (또는 "전자 디바이스") 은 대체로 정보를 전자적으로 프로세싱하는 것이 가능한 임의의 시스템을 지칭한다. 전자 시스템들 (150) 의 일부 비제한적 예들은 모든 사이즈들 및 형상들의 개인용 컴퓨터들, 이를 테면 데스크톱 컴퓨터들, 랩톱 컴퓨터들, 넷북 컴퓨터들, 태블릿들, 웹 브라우저들, e-북 리더들, 및 PDA (personal digital assistant) 들을 포함한다. 추가적인 예의 전자 시스템들 (150) 은 입력 디바이스 (100) 및 별개의 조이스틱들 또는 키 스위치들을 포함하는 물리적 키보드들과 같은 복합 입력 디바이스들을 포함한다. 추가의 예의 전자 시스템들 (150) 은 데이터 입력 디바이스들 (리모컨 (remote control) 들 및 마우스들을 포함) 및 데이터 출력 디바이스들 (디스플레이 스크린들 및 프린터들을 포함) 과 같은 주변장치들을 포함한다. 다른 예들은 원격 단말기들, 키오스크들, 및 비디오 게임 머신들 (예를 들어, 비디오 게임 콘솔들, 휴대용 게이밍 디바이스들, 및 등등) 을 포함한다. 다른 예들은 통신 디바이스들 (셀룰러 폰들, 이를 테면 스마트 폰들을 포함), 및 미디어 디바이스들 (레코더들, 에디터들, 및 플레이어들, 이를 테면 텔레비전들, 셋-톱 박스들, 뮤직 플레이어들, 디지털 포토 프레임들, 및 디지털 카메라들을 포함) 을 포함한다. 추가적으로, 전자 시스템 (150) 은 입력 디바이스에 대해 호스트이거나 또는 슬레이브일 수 있다.
입력 디바이스 (100) 는 전자 시스템 (150) 의 물리적 부분으로서 구현될 수 있고, 또는 전자 시스템 (150) 과는 물리적으로 별개일 수 있다. 적절하게, 입력 디바이스 (100) 는 다음 : 버스들, 네트워크들, 및 다른 유선 또는 무선 상호연결들 중 임의의 하나 이상을 이용하여 전자 시스템 (150) 의 부분들과 통신할 수도 있다. 예들은 I2C, SPI, PS/2, USB (Universal Serial Bus), 블루투스, RF, 및 IRDA 를 포함한다.
도 1 에서, 입력 디바이스 (100) 는 센싱 영역 (120) 에 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, 손가락들 및 스타일러스들을 포함한다.
센싱 영역 (120) 은 입력 디바이스 (100) 가 사용자 입력 (예를 들어, 하나 이상의 입력 오브젝트들 (140) 에 의해 제공된 사용자 입력) 을 검출할 수 있는 입력 디바이스 (100) 의 상방, 주위, 내 및/또는 근방의 임의의 공간을 포괄한다. 특정한 센싱 영역들의 사이즈들, 형상들, 및 로케이션들은 실시형태 간에 폭넓게 가변할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 센싱 영역 (120) 은 신호-대-잡음비들이 충분히 정확한 오브젝트 검출을 방지할 때까지 입력 디바이스 (100) 의 표면으로부터 하나 이상의 방향들에서 공간으로 연장한다. 이 센싱 영역 (120) 이 특정한 방향으로 연장하는 거리는, 다양한 실시형태들에서, 대략 밀리미터 미만, 수 밀리미터, 수 센티미터 이상일 수도 있고, 이용되는 센싱 기술의 타입 및 원하는 정확도에 의해 상당히 가변할 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, 약간의 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, 임의의 케이싱들 또는 센서 전극들 상에 제공된 페이스 시트들에 의해, 등등에 의해 제공될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 센싱 영역 (120) 은 입력 디바이스 (100) 의 입력 표면 상으로 프로젝트될 때 직사각형 형상을 갖는다.
입력 디바이스 (100) 는 센싱 영역 (120) 에서의 사용자 입력을 검출하기 위해 센서 컴포넌트들 및 센싱 기술들의 임의의 조합을 활용할 수도 있다. 입력 디바이스 (100) 는 사용자 입력을 검출하기 위한 하나 이상의 센싱 엘리먼트들을 포함한다. 여러 비제한적 예들로서, 입력 디바이스 (100) 는 용량성, 탄성, 저항성, 유도성, 자성, 음향, 초음파, 및/또는 광학 기법들을 이용할 수도 있다.
일부 구현들은 1, 2, 3, 또는 그 보다 더 높은 차원의 공간들에 걸쳐 있는 이미지들을 제공하도록 구성된다. 일부 구현들은 특정한 축들 또는 평면들을 따라 입력의 프로젝션들을 제공하도록 구성된다.
입력 디바이스 (100) 의 일부 용량성 구현들에서, 전압 또는 전류는 전기장을 생성하기 위해 인가된다. 인근의 입력 오브젝트들은 전기장의 변화들을 야기하고, 전압, 전류, 또는 등등의 변화들로서 검출될 수도 있는 용량성 커플링의 검출가능한 변화들을 일으킨다.
일부 용량성 구현들은 전기장들을 생성하기 위해 어레이들 또는 다른 규칙적인 또는 불규칙적인 패턴들의 용량성 센싱 엘리먼트들을 활용한다. 일부 용량성 구현들에서, 별개의 센싱 엘리먼트들은 대형 센서 전극들을 형성하기 위해 함께 오믹 쇼트될 수도 있다. 일부 용량성 구현들은 균일하게 저항성일 수도 있는 저항성 시트들을 활용한다.
일부 용량성 구현들은 센서 전극들과 입력 오브젝트 사이의 용량성 커플링의 변화들에 기초한 "셀프 커패시턴스" (또는 "절대 커패시턴스") 센싱 방법들을 활용한다. 다양한 실시형태들에서, 센서 전극들 근방의 입력 오브젝트는 센서 전극들 근방의 전기장을 바꾸며, 따라서 측정된 용량성 커플링을 변화시킨다. 하나의 구현에서, 절대 커패시턴스 센싱 방법은 레퍼런스 전압 (예를 들어, 시스템 그라운드) 에 대하여 센서 전극들을 변조하는 것에 의해, 그리고 센서 전극들과 입력 오브젝트들 사이의 용량성 커플링을 검출하는 것에 의해 동작한다.
일부 용량성 구현들은 센서 전극들 사이의 용량성 커플링의 변화들에 기초한 "상호 커패시턴스" (또는 "트랜스커패시턴스") 센싱 방법들을 활용한다. 다양한 실시형태들에서, 센서 전극들 근방의 입력 오브젝트는 센서 전극들 사이의 전기장을 바꾸며, 따라서 측정된 용량성 커플링을 변화시킨다. 하나의 구현에서, 트랜스용량성 센싱 방법은 하나 이상의 송신기 센서 전극들 (또한 "송신기 전극들" 또는 "송신기들") 과 하나 이상의 수신기 센서 전극들 (또한 "수신기 전극들" 또는 "수신기들") 사이의 용량성 커플링을 검출하는 것에 의해 동작한다. 송신기 센서 전극들은 송신기 신호들을 송신하기 위해 레퍼런스 전압 (예를 들어, 시스템 그라운드) 에 대하여 변조될 수도 있다. 수신기 센서 전극들은 결과의 신호들의 수신을 용이하게 하기 위해 레퍼런스 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 효과(들)를 포함할 수도 있다. 센서 전극들은 전용 송신기들 또는 수신기들일 수도 있고, 또는 송신기와 수신기 양자 모두로 구성될 수도 있다.
도 1 에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 입력 디바이스 (100) 의 부분으로서 도시된다. 프로세싱 시스템 (110) 은 센싱 영역 (120) 에서의 입력을 검출하기 위해 입력 디바이스 (100) 의 하드웨어를 동작하도록 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 함께, 이를 테면 입력 디바이스 (100) 의 센싱 엘리먼트(들) 근방에 위치된다. 다른 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 의 컴포넌트들은 입력 디바이스 (100) 의 센싱 엘리먼트(들)에 가까운 하나 이상의 컴포넌트들, 및 다른 곳의 하나 이상의 컴포넌트들과 물리적으로 별개이다. 예를 들어, 입력 디바이스 (100) 는 데스크톱 컴퓨터에 커플링된 주변장치일 수도 있고, 프로세싱 시스템 (110) 은 데스크톱 컴퓨터의 중앙 프로세싱 유닛 및 그 중앙 프로세싱 유닛과는 별개인 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, 다른 기능들, 이를 테면 디스플레이 스크린들을 동작하는 것, 햅틱 액추에이터들을 드라이빙하는 것 등을 수행한다.
프로세싱 시스템 (110) 은 프로세싱 시스템 (110) 의 상이한 기능들을 핸들링하는 모듈들의 세트로서 구현될 수도 있다. 각각의 모듈은 프로세싱 시스템 (110) 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 동작하기 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 센싱 엘리먼트(들)를 동작하도록 구성된 센서 동작 모듈들, 모드 변화 제스처들과 같은 제스처들을 식별하도록 구성된 식별 모듈들, 및 동작 모드들을 변화시키기 위한 모드 변화 모듈들을 포함한다.
일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 하나 이상의 액션들을 야기함으로써 직접적으로 센싱 영역 (120) 에서의 사용자 입력 (또는 사용자 입력의 결여) 에 응답한다. 예의 액션들은 동작 모드들을 변화시키는 것 (예를 들어, 풀 터치 레포트 레이트 모드, 낮은 디스플레이 전력 모드, 높은 간섭 모드, 낮은 터치 전력 모드 등), 뿐만 아니라 GUI 액션들, 이를 테면 커서 이동, 선택, 메뉴 내비게이션, 및 다른 기능들을 포함한다. 일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 입력 (또는 입력의 결여) 에 관한 정보를 전자 시스템 (150) 의 일부 부분에 (예를 들어, 프로세싱 시스템 (110) 과는 별개인 전자 시스템의 중앙 프로세싱 시스템에, 이러한 별개의 중앙 프로세싱 시스템이 존재하는 경우,) 제공한다. 일부 실시형태들에서, 전자 시스템 (150) 의 일부 부분은 사용자 입력에 대해 작용하기 위해, 이를 테면 모드 변화 액션들 및 GUI 액션들을 포함한 풀 범위의 액션들을 용이하게 하기 위해, 프로세싱 시스템 (110) 으로부터 수신된 정보를 프로세싱한다.
예를 들어, 일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 센싱 영역 (120) 에서의 입력 (또는 입력의 결여) 을 나타내는 전기 신호들을 생성하기 위해 입력 디바이스 (100) 의 센싱 엘리먼트(들)를 동작한다. 프로세싱 시스템 (110) 은 전자 시스템 (150) 에 제공된 정보를 생성하는데 있어서 전기 신호들에 대해 임의의 적절한 양의 프로세싱을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 프로세싱 시스템 (110) 은 센서 전극들로부터 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 사이의 차이를 반영하도록 베이스라인을 빼거나 또는 다르게는 베이스라인을 고려할 수도 있다. 또 다른 추가의 예들로서, 프로세싱 시스템 (110) 은 포지션 정보를 결정하고, 입력들을 커맨드들로서 인식하고, 핸드라이팅을 인식하는 것 등등을 행할 수도 있다.
"포지션 정보" 는 본 명세서에서 사용한 바와 같이, 대체로 절대 포지션, 상대 포지션, 속도, 가속도, 및 다른 타입들의 공간 정보를 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 (120) 에서의 입력에 대한 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 (120) 근방의 버튼들 (130) 을 도시한다. 다른 타입들의 추가적인 입력 컴포넌트들은 슬라이더들, 볼들, 휠들, 스위치들, 및 등등을 포함한다. 반대로, 일부 실시형태들에서, 입력 디바이스 (100) 는 어떤 다른 입력 컴포넌트들 없이 구현될 수도 있다.
일부 실시형태들에서, 입력 디바이스 (100) 는 터치 스크린 인터페이스를 포함하고, 센싱 영역 (120) 은 디스플레이 스크린의 액티브 영역의 적어도 부분을 오버랩한다. 예를 들어, 입력 디바이스 (100) 는 디스플레이 스크린을 오버레이하는 실질적으로 투명한 센싱 전극들을 포함하고 연관된 전자 시스템 (150) 에 대한 터치 스크린 인터페이스를 제공할 수도 있다. 디스플레이 스크린은 사용자에게 시각 인터페이스를 디스플레이하는 것이 가능한 임의의 타입의 동적 디스플레이일 수도 있고, 임의의 타입의 발광 다이오드 (LED), OLED (organic LED), 음극선관 (CRT), 액정 디스플레이 (LCD), 플라즈마, EL (electroluminescence), 또는 다른 디스플레이 기술을 포함할 수도 있다. 입력 디바이스 (100) 및 디스플레이 스크린은 물리적 엘리먼트들을 공유할 수도 있다. 예를 들어, 일부 실시형태들은 디스플레이 및 센싱을 위해 동일한 전기 컴포넌트들 중 일부 (예를 들어, AMOLED 및 AMLCD 에 대한 박막 a-Si 트랜지스터들의 액티브 매트릭스, 등) 를 활용할 수도 있다. 다른 예로서, 디스플레이 스크린은 프로세싱 시스템 (110) 에 의해 부분적으로 또는 완전히 동작될 수도 있다.
본 발명의 많은 실시형태들이 완전히 기능하는 장치의 맥락에서 설명되지만, 본 발명의 메커니즘들은 다양한 형태들의 프로그램 제품 (예를 들어, 소프트웨어) 으로서 배포되는 것이 가능한 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 발명의 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 발명의 실시형태들은 배포를 수행하는데 이용되는 매체의 특정한 타입에 상관없이 동일하게 적용한다. 비일시적, 전자적으로 판독가능한 매체들의 예들은 다양한 디스크들, 메모리 스틱들, 메모리 카드들, 메모리 모듈들, 및 등등을 포함한다. 전자적으로 판독가능한 매체들은 플래시, 광, 자기, 홀로그래픽, 또는 임의의 다른 저장 기술에 기초할 수도 있다.
도 2a 는 일부 실시형태들에 따른 센싱 엘리먼트들의 예시적인 패턴의 부분을 예시한다. 예시 및 설명의 명료성을 위해, 도 2a 는 단순한 직사각형들의 패턴으로 센싱 엘리먼트들을 도시하고 센싱 엘리먼트들과 프로세싱 시스템 (110) 사이의 다양한 상호연결들과 같은 다양한 컴포넌트들을 도시하지 않는다. 센싱 영역 (120) 하방에 배치된 센싱 엘리먼트들은 전극 패턴 (210) 으로 배열될 수도 있다. 전극 패턴 (210) 은 제 1 복수의 센서 전극들 (220) 및 제 2 복수의 센서 전극들 (230) 을 포함한다. 센서 전극들 (230) 은 제 1 복수의 전극들 (220) 위에 직교하여 배치될 수 있다. 전극 패턴 (210) 은 다른 적합한 패턴들로 배열된 전극들 (220, 230) 로 구성될 수도 있다는 것이 고려된다. 게다가, 센서 전극들 (230) 의 형상은 직사각형 차원에 제약되지 않을 수도 있고, 테셀레이트된 또는 대략 공간 채움 반복 어레이 구조일 수도 있다. 다양한 실시형태들에서, 제 1 복수의 센서 전극들 (220) 은 복수의 송신기 전극들 (구체적으로 "송신기 전극들 (220)" 로 지칭됨) 로서 동작되고, 제 2 복수의 센서 전극들 (230) 은 복수의 수신기 전극들 (구체적으로 "수신기 전극들 (230)" 로 지칭됨) 로서 동작된다. 다른 실시형태에서, 하나의 복수의 센서 전극들은 송신 및 수신하도록 구성될 수도 있고 다른 복수의 센서 전극들은 또한 송신 및 수신하도록 구성될 수도 있다. 추가의 프로세싱 시스템 (110) 은 제 1 및/또는 제 2 복수의 센서 전극들의 하나 이상의 센서 전극들로 결과의 신호들을 수신하는 한편 하나 이상의 센서 전극들은 절대 용량성 센싱 신호들로 변조된다. 제 1 복수의 센서 전극들 (220), 제 2 복수의 센서 전극들 (230), 또는 양자 모두는 센싱 영역 (120) 내에 배치될 수 있다. 전극 패턴 (210) 의 센서 전극들 (220, 230) 은 프로세싱 시스템 (110) 에 커플링될 수 있다.
제 1 복수의 전극들 (220) 및 제 2 복수의 전극들 (230) 은 통상적으로 서로 오믹 격리된다. 즉, 하나 이상의 절연체들이 제 1 복수의 전극들 (220) 과 제 2 복수의 전극들 (230) 을 분리하고 그들이 서로 전기적으로 쇼트하는 것을 방지한다. 일부 실시형태들에서, 제 1 복수의 전극들 (220) 및 제 2 복수의 전극들 (230) 은 크로스-오버 영역들에서 그들 사이에 배치된 절연 재료에 의해 분리되고; 이러한 구성들에서, 제 1 복수의 전극들 (220) 및/또는 제 2 복수의 전극들 (230) 은 동일한 전극의 상이한 부분들을 연결하는 점퍼들 및/또는 비아들로 형성될 수 있다. 일부 실시형태들에서, 제 1 복수의 전극들 (220) 및 제 2 복수의 전극들 (230) 은 절연 재료의 하나 이상의 층들에 의해 분리된다. 이러한 실시형태들에서, 제 1 복수의 전극들 (220) 및 제 2 복수의 전극들 (230) 은 공통 기판의 별개의 층들 상에 배치될 수 있다. 일부 다른 실시형태들에서, 제 1 복수의 전극들 (220) 및 제 2 복수의 전극들 (230) 은 하나 이상의 기판들에 의해 분리되고; 예를 들어, 제 1 복수의 전극들 (220) 및 제 2 복수의 전극들 (230) 은 동일한 기판의 대향 면들 상에, 또는 함께 라미네이트되는 상이한 기판들 상에 배치될 수 있다. 일부 실시형태들에서, 제 1 복수의 전극들 (220) 및 제 2 복수의 전극들 (230) 은 단일의 기판의 동일한 면 상에 배치될 수 있다.
제 1 복수의 센서 전극들 (220) 과 제 2 복수의 센서 전극들 (230) 사이의 로컬화된 용량성 커플링의 영역들은 "용량성 이미지" 의 형태 "용량성 픽셀들" 일 수도 있다. 제 1 복수의 센서 전극들 (220) 과 제 2 복수의 센서 전극들 (230) 사이의 용량성 커플링은 센싱 영역 (120) 에서의 입력 오브젝트들의 근접도 및 모션에 의해 변화한다. 게다가, 다양한 실시형태들에서, 제 1 복수의 센서 전극들 (220) 및 제 2 복수의 센서 전극들 (230) 의 각각과 입력 오브젝트 사이의 로컬화된 용량성 커플링은 "용량성 이미지" 의 "용량성 픽셀들" 로 (예를 들어, 센싱 측정 이미지 프레임의 부분 등으로서) 칭해질 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 제 1 복수의 센서 전극들 (220) 및 제 2 복수의 센서 전극들 (230) 의 각각과 입력 오브젝트 사이의 로컬화된 용량성 커플링은 (예를 들어, 프로파일이 전극들의 어레이의 선형 프로젝션일 수도 있는, 등등) "용량성 프로파일들" 의 "용량성 측정들" 로 칭해질 수도 있다.
프로세싱 시스템 (110) 은 센서 회로부를 갖는 센서 모듈 (208) 을 포함할 수 있다. 센서 모듈 (208) 은 센싱 제어기 (250), 및 하나 이상의 소스 드라이버들 (예를 들어, COG (Chip On Glass) 또는 COF (Chip On Flex) ASIC들 등) (252) (2521 내지 252N 으로서 도시됨, 여기서 N 은 2 보다 더 큰 정수이다) 을 포함할 수도 있다. 센싱 제어기 (250) 는 센싱 주파수 (예를 들어, 구형파, 사인파 또는 다른 협대역 캐리어 등) 를 갖는 용량성 센싱 신호를 이용하여 센서 전극 패턴의 센서 전극들로부터 결과의 신호들을 수신하도록 센서 전극 패턴 (210) 을 동작하기 위해 센서 회로부를 이용한다. 하나 이상의 실시형태들에서, 센서 모듈 (208) 은 동기화 모듈 (254) 을 포함할 수도 있다. 프로세싱 시스템 (110) 은 또한 센서 전극들 (220, 230) 에 커플링된 하나 이상의 멀티플렉서들을 포함할 수도 있다. 센서 전극들 (220 또는 230) 로부터의 하나 이상의 센서 전극은 각각의 멀티플렉서에 커플링될 수도 있고, 멀티플렉서는 적어도 하나가 하나 이상의 센서 전극들을 센싱 회로부 및 소스 드라이버 (252) 에 커플링한다. 게다가, 멀티플렉서는 센서 모듈 (208) 내에 또는 센서 모듈 (208) 외부에 배치될 수도 있다. 프로세싱 시스템 (110) 은 타이밍 제어기 (258) 를 포함할 수도 있다. 프로세싱 시스템 (110) 은 각각의 라인에 대해 적절한 시퀀스 (예를 들어, 디스플레이 프레임의 제 1 라인, 디스플레이 프레임의 마지막 라인, 수직 블랭크 시간, 디스플레이 라인 투 비-디스플레이 라인 트랜지션, 비-디스플레이 라인 투 디스플레이 라인 트랜지션, 디스플레이 라인 투 디스플레이 라인 트랜지션, 및 비-디스플레이 라인 투 비-디스플레이 라인 트랜지션, 반복된 동일한 라인 등) 로 게이트 클록킹 및 구성 신호들 (예를 들어, Clock1, Clock2, Clock3, Clock4, 리셋, 시작 펄스, 방향, 출력 가능 (output enable), 게이트 전압 제어, 등) 을 타이밍 제어기 (258) 및/또는 동기화 모듈 (254) 에 의해 제어된 프레임 동안 게이트 로직 (예를 들어, COG - 게이트 IC 또는 TFT - 게이트 인 패널) 에 제공하는 게이트 제어 모듈 (259) 을 포함할 수도 있다.
결정 모듈 (256) 은 펌웨어 및/또는 회로부를 포함하고, 결과의 신호들로부터 용량성 측정들을 결정하도록 구성된다. 결정 모듈 (256) 은 센싱 영역 (120) 에서의 입력 오브젝트(들)를 검출하기 위해 용량성 측정들의 변화들을 추적하고, 용량성 측정들의 변화들로부터, 센싱 영역 (120) 에서의 입력 오브젝트(들)의 로케이션을 나타내는 신호를 제공할 수 있다. 프로세싱 시스템 (110) 은 다른 모듈식 구성들을 포함할 수 있고, 센서 모듈 (208) 에 의해 수행된 기능들은, 일반적으로, 프로세싱 시스템 (110) 에서 하나 이상의 모듈들에 의해 수행될 수 있다. 프로세싱 시스템 (110) 은 모듈들을 포함할 수 있고, 아래에 일부 실시형태들로 설명한 바와 같은 다른 기능들을 수행할 수 있다.
프로세싱 시스템 (110) 의 센싱 모듈 (208) 은 절대 용량성 센싱 모드 또는 트랜스용량성 센싱 모드에서 동작할 수 있다. 절대 용량성 센싱 모드에서, 센서 회로부에서의 수신기(들)는 전극 패턴 (210) 에서의 센서 전극(들)에 대한 전압, 전류, 또는 전하를 측정하는 한편, 센서 전극(들)은 결과의 신호들을 생성하기 위해 절대 용량성 센싱 신호들로 변조된다. 결정 모듈 (256) 은 결과의 신호들로부터 절대 용량성 측정들을 생성한다. 결정 모듈 (256) 은 센싱 영역 (120) 에서의 입력 오브젝트(들)를 검출하기 위해 절대 용량성 측정들의 변화들을 추적할 수 있다.
트랜스용량성 센싱 모드에서, 센싱 모듈 (208) 의 센서 회로부에서의 송신기(들)는 용량성 센싱 신호 (또한 트랜스용량성 센싱 모드에서의 송신기 신호 또는 변조된 신호로도 지칭됨) 로 제 1 복수의 전극들 (220) 중 하나 이상을 드라이빙한다. 결정 모듈 (256) 의 센서 회로부에서의 수신기(들)는 결과의 신호들을 생성하기 위해 제 2 복수의 전극들 (230) 중 하나 이상에 대한 전압, 전류, 또는 전하를 측정한다. 결과의 신호들은 센싱 영역 (120) 에서의 용량성 센싱 신호 및 입력 오브젝트(들)의 효과들을 포함한다. 결정 모듈 (256) 은 결과의 신호들로부터 트랜스용량성 측정들을 생성한다. 결정 모듈 (256) 은 센싱 영역 (120) 에서의 입력 오브젝트(들)를 검출하기 위해 트랜스용량성 측정들의 변화들을 추적할 수 있다. 다양한 실시형태들에서, 하나 이상의 전극들은 전극들 사이의 외래 전하 커플링을 감소시키기 위해 차폐 신호 (shield signal) 로 변조될 수도 있다. 이들 전극들은 다른 센서 전극들, 디스플레이 전극들 또는 입력 디바이스 (100) 에서의 임의의 다른 전극일 수도 있다. 게다가, 변조된 차폐 신호는 가드 신호로 지칭될 수도 있고 센서 전극로 드라이빙된 센싱 신호와 공동으로 진폭, 주파수 및/또는 위상 중 적어도 하나를 가질 수도 있다.
일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 용량성 측정들을 결정하기 위해 전극 패턴 (210) 을 "스캐닝" 한다. 전극 패턴 (210) 의 스캐닝된 각각의 라인은 센싱 이벤트로 지칭될 수도 있다. 트랜스용량성 센싱 모드에서, 프로세싱 시스템 (110) 의 센싱 제어기 (250) 는 송신기 신호(들)를 송신하기 위해 제 1 복수의 전극들 (220) 을 드라이빙할 수 있다. 센서 전극들의 패턴의 라인은 센서 전극들의 그룹화 (grouping) 를 지칭할 수도 있다. 라인은 로우 (row), 컬럼 (column) 또는 센서 전극들의 임의의 다른 그룹화일 수도 있다. 라인 레이트는 디스플레이 업데이트를 위해 또는 용량성 센싱을 위해 둘 중 어느 하나를 위해, 라인을 업데이트하는데 활용되는 주기를 지칭한다. 멀티플렉서들은 센서 전극들이 스캐닝되는 순서를 정의하는데 이용될 수도 있다. 멀티플렉서들은 어느 센서 전극 또는 센서 전극들이 결정 모듈 (256) 의 센싱 회로부에 커플링되는지를 선택적으로 구성할 수도 있다. 센서 회로부는 각각이 멀티플렉서에 커플링되는 복수의 아날로그 전단들 (AFE들) 을 포함할 수도 있다. 아날로그 전단은 센서 전극로 드라이빙된 전하의 양을 통합하도록 구성된 인테그레이터 (integrator) 및 다른 회로부를 포함할 수도 있다. 아날로그 측정은 통상적으로 디지털 프로세싱이 일어날 수도 있도록 아날로그 투 디지털 컨버터 (예를 들어, 연속 근사 ADC, 시그마 델타 ADC 또는 다른 ADC 등) 에 의해 디지털 데이터로 컨버팅된다. 프로세싱 시스템 (110) 의 센싱 제어기 (250) 는 하나의 송신기 전극이 한번에 송신하거나, 다수의 송신기 전극들이 동시에 송신하도록 제 1 복수의 전극들 (220) 을 동작할 수 있다. 다수의 송신기 전극들이 동시에 송신하는 경우, 이들 다수의 송신기 전극들은 동일한 송신기 신호를 송신하고 더 큰 송신기 전극을 효과적으로 생성할 수도 있거나, 또는 이들 다수의 송신기 전극들은 상이한 송신기 신호들을 송신할 수도 있다. 예를 들어, 다수의 송신기 전극들은 제 2 복수의 전극들 (230) 의 결과의 신호들에 대한 그들의 결합된 효과들이 독립적으로 결정되는 것을 가능하게 하는 하나 이상의 코딩 스킴들에 따라 상이한 송신기 신호들을 송신할 수도 있다. 절대 용량성 센싱 모드에서, 프로세싱 시스템 (110) 의 결정 모듈 (256) 은 한번에 하나의 센서 전극 (220, 230) 으로부터, 또는 한번에 복수의 센서 전극들 (220, 230) 로부터 결과의 신호들을 수신할 수 있다. 어느 모드에서도, 프로세싱 시스템 (110) 의 센싱 제어기 (250) 는 결과의 신호들을 취득하기 위해 개별적으로 또는 집합적으로 제 2 복수의 전극들 (230) 을 동작할 수 있다. 절대 용량성 센싱 모드에서, 프로세싱 시스템 (110) 의 센싱 제어기 (250) 는 하나 이상의 축들을 따르는 모든 전극들을 동시에 드라이빙할 수 있다. 일부 예들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 하나의 축을 따르는 (예를 들어, 제 1 복수의 센서 전극들 (220) 을 따르는) 전극들을 드라이빙할 수 있는 한편, 다른 축을 따르는 전극들은 차폐 신호, 가드 신호, 또는 등등으로 드라이빙된다. 일부 예들에서, 하나의 축을 따르는 일부 전극들 및 다른 축을 따르는 일부 전극들이 동시에 드라이빙될 수 있다. 절대 용량성 센싱 모드에서, 소스 드라이버의 전력 공급기 또는 PMIC 는 시스템 그라운드로부터 격리되고 시스템 그라운드에 대하여 변조될 수도 있다. 호스트 디스플레이 데이터 인터페이스는 여전히 시스템 그라운드에 대한 레퍼런스일 수도 있는 한편 소스 드라이버 프로세싱된 디스플레이 데이터 및/또는 게이트 제어 신호들은 시스템 그라운드에 대하여 변조된다.
트랜스용량성 센싱 모드에서, 프로세싱 시스템 (110) 의 결정 모듈 (256) 은 용량성 픽셀들에서의 용량성 측정들을 결정하기 위해 결과의 신호들을 이용할 수 있다. 용량성 픽셀들로부터의 측정들의 세트는 픽셀들에서의 용량성 측정들을 나타내는 "용량성 이미지" (또한 "용량성 프레임") 를 형성한다. 프로세싱 시스템 (110) 의 결정 모듈 (256) 은 다수의 시간 주기들에 걸쳐 다수의 용량성 이미지들을 취득할 수 있고 (즉, 센싱 이벤트들), 센싱 영역 (120) 에서의 입력에 관한 정보를 유도하기 위해 용량성 이미지들 사이의 차이들을 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세싱 시스템 (110) 의 결정 모듈 (256) 은 센싱 영역 (120) 에 들어가고, 빠져나오고, 그리고 내에 있는 하나 이상의 입력 오브젝트들의 모션(들)을 추적하기 위해 연속 시간 주기들에 걸쳐 취득된 연속 용량성 이미지들을 이용할 수 있다.
절대 용량성 센싱 모드에서, 프로세싱 시스템 (110) 의 결정 모듈 (256) 은 센서 전극들 (220) 의 축 및/또는 센서 전극들 (230) 의 축을 따르는 (예를 들어, 하나 이상의 컬럼들 또는 로우들을 따르는) 용량성 측정들을 결정하기 위해 결과의 신호들을 이용할 수 있다. 이러한 측정들의 세트는 축을 따르는 용량성 측정들을 나타내는 "용량성 프로파일" 을 형성한다. 프로세싱 시스템 (110) 의 결정 모듈 (256) 은 다수의 시간 주기들에 걸쳐 축들 중 하나 또는 양자 모두를 따르는 다수의 용량성 프로파일들을 취득할 수 있고 센싱 영역 (120) 에서의 입력에 관한 정보를 유도하기 위해 용량성 프로파일들 사이의 차이들을 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세싱 시스템 (110) 의 결정 모듈 (256) 은 센싱 영역 (120) 내의 입력 오브젝트들의 로케이션 또는 근접도를 추적하기 위해 연속 시간 주기들에 걸쳐 취득된 연속 용량성 프로파일들을 이용할 수 있다. 다른 실시형태들에서, 각각의 센서 전극은 용량성 이미지의 용량성 픽셀일 수 있고 절대 용량성 센싱 모드는 용량성 프로파일들에 더하여 또는 그 대신에 용량성 이미지(들)를 생성하는데 이용될 수 있다.
입력 디바이스 (100) 의 베이스라인 커패시턴스는 센싱 영역 (120) 에서의 입력 오브젝트 없음과 연관된 용량성 이미지 또는 용량성 프로파일이다. 베이스라인 커패시턴스는 환경 및 동작 조건들에 의해 변화하고, 프로세싱 시스템 (110) 의 결정 모듈 (256) 은 다양한 방식들로 베이스라인 커패시턴스를 추정할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 의 결정 모듈 (256) 은 어떤 입력 오브젝트도 센싱 영역 (120) 에 있는 것으로 결정되지 않을 때 "베이스라인 이미지들" 또는 "베이스라인 프로파일들" 을 취하고, 그 베이스라인 이미지들 또는 베이스라인 프로파일들을 베이스라인 커패시턴스들의 추정치들로서 이용한다. 결정 모듈 (256) 은 용량성 측정들의 베이스라인 커패시턴스를 고려할 수 있고 따라서 용량성 측정들은 "델타 용량성 측정들" 로 지칭될 수 있다. 따라서, 용어 "용량성 측정들" 은 본 명세서에서 사용한 바와 같이 결정된 베이스라인에 대한 델타-측정들을 포괄한다.
센싱 영역 (120) 에 걸쳐서 모든 용량성 픽셀들을 스캐닝하는 것에 의해 완전한 용량성 프레임을 획득하도록 요구되는 시간을 신중한 용량성 스캐닝 이벤트들의 수로 나눈 것은 용량성 센싱 프레임 레이트를 정의한다. 용량성 센싱 프레임 레포트 레이트는 센싱 모듈 (208) 의 듀티 사이클 및 입력 디바이스 (100) 와 통신하는 전자 시스템 (150) 의 호스트 디바이스에 의해 표시된 듀티 사이클에 기초한다. 상기 논의한 바와 같이, 용량성 센싱 프레임 레이트는, 디스플레이 리프레시 레이트 및/또는 센싱 주파수가 변화되는 경우에도, 실질적으로 일정하게 유지되는 것이 유리하다. 상당히 일정한 용량성 센싱 프레임 레이트를 유지하는 방법론은 아래에 더욱 설명된다.
일부 터치 스크린 실시형태들에서, 제 1 복수의 센서 전극들 (220) 및 제 2 복수의 센서 전극들 (230) 중 적어도 하나는 디스플레이 스크린의 디스플레이를 업데이트하는데 있어서 이용되는 디스플레이 디바이스 (280) 의 하나 이상의 디스플레이 전극들, 이를 테면 "Vcom" 전극 (공통 전극들), 게이트 전극들, 소스 전극들, 애노드 전극 및/또는 캐소드 전극의 하나 이상의 세그먼트들을 포함한다. 디스플레이 디바이스 (280) 의 패널의 각각의 라인의 업데이트 또는 리프레시는 디스플레이 라인 업데이트 이벤트로 지칭될 수도 있다. 이들 디스플레이 전극들은 적절한 디스플레이 스크린 기판 상에 배치될 수도 있다. 예를 들어, 디스플레이 전극들은 일부 디스플레이 스크린들 (예를 들어, ISP (In Plane Switching), FFS (Fringe Field Switching) 또는 PLS (Plane to Line Switching) 유기 발광 다이오드 (OLED)) 에서의 투명 또는 가요성 기판 (글래스 기판, TFT (예를 들어, 비정질 실리콘, 인듐 갈륨 아연 산화물, 저온 폴리실리콘 또는 다른 박막 트랜지스터) 글래스, 폴리이미드 가요성 기판, 또는 임의의 다른 투명 및/또는 가요성 재료) 상에, 일부 디스플레이 스크린들 (예를 들어, PVA (Patterned Vertical Alignment) 또는 MVA (Multi-domain Vertical Alignment)) 의 컬러 필러 글래스의 하부 상에, 또는 발광 층 (OLED) 위 등에 배치될 수도 있다. 센서 전극들에 커플링된 전도성 라우팅 트레이스들이 디스플레이 스택-업의 금속 층에 배치될 수도 있는 한편 센서 전극들은 별개의 층 상에 배치되고 투명 재료 (예를 들어, 인듐 주석 산화물, 다른 금속 산화물들 등) 로 구성될 수도 있다. 대안으로, 센싱 전극들은 불투명한 금속성 재료들 (예를 들어, 몰리브덴, 알루미늄, 티타늄 등) 로 완전히 구성될 수도 있다. 디스플레이 전극들은 디스플레이 전극들이 디스플레이 업데이트 및 용량성 센싱의 기능들을 수행하기 때문에 "조합 전극들" 로도 또한 지칭될 수도 있다. 다양한 실시형태들에서, 제 1 및 제 2 복수의 센서 전극들 (220 및 230) 의 각각의 센서 전극은 하나 이상의 조합 전극들을 포함한다. 다른 실시형태들에서, 제 1 복수의 센서 전극들 (220) 중 적어도 2 개의 센서 전극들 또는 제 2 복수의 센서 전극들 (230) 중 적어도 2 개의 센서 전극들은 적어도 하나의 조합 전극을 공유할 수도 있다. 더욱이, 하나의 실시형태에서, 제 1 복수의 센서 전극들 (220) 및 제 2 복수의 센서 전극들 (230) 양자 모두는 디스플레이 스크린 기판 상의 디스플레이 스택 내에 배치된다. 추가적으로, 디스플레이 스택에서의 센서 전극들 (220, 230) 중 적어도 하나는 조합 전극을 포함할 수도 있다. 그러나, 다른 실시형태들에서, 단지 제 1 복수의 센서 전극들 (220) 또는 제 2 복수의 센서 전극들 (230) 만 (그러나 양자 모두는 아님) 이 디스플레이 스택 내에 배치되는 한편, 다른 센서 전극들은 디스플레이 스택 밖에 있다 (예를 들어, 컬러 필터 글래스의 대향 면 상에 배치된다).
실시형태에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 단일의 IC 칩 상에 형성된 적어도 하나의 센싱 제어기 (250), 소스 드라이버들 (252), 동기화 모듈 (254), 및 결정 모듈 (256) 을 갖는 주문형 집적 회로 (ASIC) 와 같은 단일의 통합된 제어기를 포함한다. 다른 실시형태에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 복수의 집적 회로 (IC) 칩들을 포함할 수 있고, 여기서 센싱 제어기 (250), 소스 드라이버들 (252), 및 동기화 모듈 (254) (및 옵션적으로 결정 모듈 (256)) 은 2 개 이상의 IC 칩들 사이에서 분할될 수 있다. 예를 들어, 적어도 센싱 제어기 (250) 및 동기화 모듈 (254) 은 하나의 집적 회로 칩으로서 구성될 수 있다. 일부 실시형태들에서, 센서 모듈 (208) 의 제 1 부분은 하나의 집적 회로 상에 있을 수 있고 센서 모듈 (208) 의 제 2 부분은 제 2 집적 회로 상에 있을 수 있다. 이러한 실시형태들에서, 제 1 및 제 2 집적 회로들 중 적어도 하나는 터치 드라이버 모듈 및/또는 디스플레이 (즉, 소스) 드라이버 모듈과 같은 다른 모듈들의 적어도 부분들을 포함한다. 다양한 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 타이밍 제어기 (258) (예를 들어, TCON IC) 및 소스 드라이버 (예를 들어, COG) 집적 회로들을 포함하는 복수의 집적 회로들을 포함한다. 타이밍 제어기는 통상적으로 입력 디바이스 (100) 와 통신하는 전자 시스템 (150) 의 호스트 디바이스로부터 디스플레이 업데이트 데이터 및 센싱 구성 데이터를 수신하도록 구성된다. 디스플레이 데이터는 또한, 사용자 입력 및 사용자 인터페이스 (UI) 업데이트 사이의 레이턴시를 최소화하기 위해 센싱 제어기 (250) 에 의해 내부적으로 생성될 수도 있지만, 통상적으로 이것은 호스트 디스플레이 이미지들 (예를 들어, 렌더링된 비디오, 이메일 애플리케이션, 웹 페이지 등) 위의 오버레이 (예를 들어, 팝-업 버튼, 무빙 슬라이더, 커서 텍스트 선택 등) 이다. 사용자 입력 (예를 들어, 사용자 터치 입력 로케이션 또는 모션) 에 대한 오버레이 디스플레이 이미지 콘텐츠 (즉, 리프레시 레이트와는 별개임) 및 센싱 제어기 (250) 디스플레이 오버레이 응답은 또한 전자 시스템 (150) 에 의해 제어될 수도 있다. 타이밍 제어는 수신된 디스플레이 업데이트 데이터 및 센싱 구성 데이터를 프로세싱하고 프로세싱된 디스플레이 데이터를 소스 드라이버 집적 회로들의 각각에 통신한다. TCON IC 는 디스플레이 데이터 버퍼 (예를 들어, 프레임 또는 라인 버퍼들) 를 포함할 수도 있고 호스트와 소스 드라이버 사이에 디스플레이 데이터를 프로세싱 (예를 들어, 압축) 및 재동기화할 수도 있다. 소스 드라이버 집적 회로들은 각각이 디스플레이 업데이트를 위해 디스플레이 디바이스의 소스 라인을 드라이빙하도록 커플링되고 구성되는 하나 이상의 소스 드라이버들을 포함한다. 게다가, 소스 드라이버 집적 회로는 센서 전극들을 변조하고 및/또는 용량성 센싱을 위해 센서 전극으로부터 결과의 신호들을 수신하도록 구성된 센싱 회로를 포함할 수도 있다. TCON IC, 소스 드라이버 IC 또는 호스트는 포지션 정보를 결정하기 위해 결과의 신호들을 프로세싱하도록 구성된 결정 모듈 (256) 을 포함할 수도 있다. 소스 드라이버 집적 회로들은 원시 센싱 데이터, 부분적으로 프로세싱된 센싱 데이터 또는 포지션 정보를 추가 프로세싱을 위해 타이밍 제어기에 통신하도록 구성될 수도 있고 또는 타이밍 제어기는 이 정보를 호스트에 직접 통신할 수도 있다. 다른 실시형태들에서, 타이밍 제어는 하나 이상의 입력 오브젝트들에 대한 포지션 정보를 결정하기 위해 소스 드라이버 집적 회로들로부터 수신된 센싱 데이터를 프로세싱하도록 구성될 수도 있다. 다양한 실시형태들에서, 각각의 소스 드라이버 집적 회로는 복수의 디지털-투-아날로그 컨버터들 (DAC), 감마 제어, 소스 버퍼, Vcom 레퍼런스, 데이터 수신기, 버퍼, 변조기, AFE들, 등 중 하나 이상을 포함할 수도 있다. 타이밍 제어기는 프레임 버퍼 (풀 또는 부분), 호스트 데이터 수신기, 게이트 제어, 결정 모듈 등 중 하나 이상을 포함할 수도 있다. 프레임 버퍼를 위해 RAM (예를 들어, 정적 또는 동적 랜덤 액세스 메모리) 을 포함하는 별개의 다이는 다이 (예를 들어, 그들을 연결하는 유선 본드들을 가짐) 로서 또는 웨이퍼 (예를 들어, 그들을 연결하는 실리콘 관통 비아들을 가짐) 로서 둘 중 어느 하나로서 TCON 상에 스택될 수도 있다. 전력 관리 집적 회로 (PMIC) 는 타이밍 제어기 및 각각의 소스 드라이버 집적 회로 중 적어도 하나에 커플링될 수도 있고 높은 게이트 전압, 낮은 게이트 전압, Vcom 전압, 디스플레이 전압 공급 변조 등을 제공 (예를 들어, 유도성 또는 용량성 부스트 회로들 등에 의해 다른 공급 전압으로부터 생성) 하도록 구성될 수도 있다.
도 2b 는 일부 실시형태들에 따른 센싱 엘리먼트들의 다른 예시적인 패턴의 부분을 예시한다. 예시 및 설명의 명료성을 위해, 도 2b 는 직사각형들의 매트릭스로 센싱 엘리먼트들을 제시하고 프로세싱 시스템 (110) 과 센싱 엘리먼트들 사이의 다양한 상호연결들 (예를 들어, 라우팅, 점퍼들, 비아들 등) 과 같은 다양한 컴포넌트들을 도시하지 않는다. 전극 패턴 (210) 은 직사각형 매트릭스, 또는 다른 적합한 테셀레이트된 또는 대략 공간 채움 반복 어레이 구조로 배치된 복수의 센서 전극들 (260) 을 포함한다. 전극 패턴 (210) 은 J 개의 로우들 및 K 개의 컬럼들로 배열된 센서 전극들 (260J,K) (센서 전극들 (260) 로 집합적으로 지칭됨) 을 포함하고, 여기서 J 및 K 는 양의 정수들이지만, J 및 K 중 하나는 0 일 수도 있다. 전극 패턴 (210) 은 센서 전극들 (260) 의 다른 패턴들, 이를 테면 폴라 (polar) 어레이들, 반복 패턴들, 비-반복 패턴들, 비-균일 어레이들, 단일의 로우 또는 컬럼, 또는 다른 적합한 배열체를 포함할 수도 있다는 것이 고려된다. 게다가, 센서 전극들 (260) 은 임의의 형상, 이를 테면 원형, 직사각형, 다이아몬드, 별, 정사각형, 비볼록, 볼록, 비오목, 오목, 깍지형, 인터로킹 등일 수도 있다. 게다가, 센서 전극들 (260) 은 복수의 별개의 서브-전극들로 서브-분할될 수도 있다. 전극 패턴 (210) 은 도 2a 를 참조하여 상기 논의한 바와 같이 프로세싱 시스템 (110) 에 커플링된다.
센서 전극들 (260) 은 통상적으로 서로 오믹 격리된다. 추가적으로, 센서 전극 (260) 이 다수의 서브-전극들을 포함하는 경우, 서브-전극들은 서로 오믹 격리될 수도 있다. 더욱이, 하나의 실시형태에서, 센서 전극들 (260) 은 센서 전극들 (260) 사이에 있는 그리드 전극 (218) 으로부터 오믹 격리될 수도 있다. 하나의 예에서, 그리드 전극 (218) 은 그리드 전극 (218) 내에 형성된 윈도우들 (216) 에 배치되는 센서 전극들 (260) 중 하나 이상을 둘러쌀 수도 있다. 그리드 전극 (218) 은 차폐로서 이용되거나 또는 센서 전극들 (260) 과 용량성 센싱을 수행할 때 이용을 위한 가딩 신호를 반송하는데 이용될 수도 있다. 대안으로 또는 추가적으로, 그리드 전극 (218) 은 용량성 센싱을 수행할 때 센서 전극으로서 이용될 수도 있다. 더욱이, 그리드 전극 (218) 은 센서 전극들 (260) 과 동일-평면상에 있을 수도 있지만, 이것이 요건은 아니다. 예를 들어, 그리드 전극 (218) 은 상이한 기판 상에 또는 센서 전극들 (260) 과 동일한 기판의 상이한 면 상에 위치될 수도 있다. 다른 실시형태들에서, 그리드 전극 (218) 은 복수의 그리드 전극 세그먼트들로 세그먼트화될 수도 있다. 다른 실시형태들에서, 입력 디바이스 (100) 는 복수의 그리드 전극들 (218) 을 포함할 수도 있다. 프로세싱 시스템 (110) 은 하나 이상의 그리드 전극들 (218) 에 커플링되고 그리드 전극들로부터 센싱 데이터를 취득할 수도 있다. 센싱 데이터는 용량성 센싱을 위해 어느 모드 또는 어느 센서 전극들을 드라이빙할지를 (예를 들어, 스타일러스 데이터, 외부 간섭, 또는 사용자 입력 커플링 터치 신호의 변화 등에 기초하여) 결정하는데 이용될 수도 있다. 다른 실시형태들에서, 센서 전극들 중 하나 이상으로부터 수신된 센싱 데이터는 하나 이상의 그리드 전극들 중 어느 것이 용량성 센싱을 위해 드라이빙되는지를 결정하는데 이용될 수도 있다. 그리드 전극 (218) 은 옵션이고 일부 실시형태들에서, 그리드 전극 (218) 은 존재하지 않는다.
제 1 타입의 동작에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 절대 용량성 센싱을 통해 입력 오브젝트의 존재를 검출하기 위해 적어도 하나의 센서 전극 (260) 을 이용할 수 있다. 센서 모듈 (208) 은 센서 전극(들) (210) 과 입력 오브젝트 사이의 커패시턴스를 나타내는 결과의 신호들을 획득하기 위해 센서 전극(들) (210) 에 대한 전압, 전하, 또는 전류를 측정할 수 있다. 결정 모듈 (222) 은 절대 용량성 측정들을 결정하기 위해 결과의 신호들을 이용한다. 전극 패턴 (210) 이 매트릭스 어레이로 배열될 때, 절대 용량성 측정들은 용량성 이미지들을 형성하는데 이용될 수 있다.
제 2 타입의 동작에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 트랜스용량성 센싱을 통해 입력 오브젝트의 존재를 검출하기 위해 센서 전극들 (260) 의 그룹들을 이용할 수 있다. 센서 모듈 (208) 은 송신기 신호로 센서 전극들 (260) 중 적어도 하나 (또는 그리드 전극 (218)) 를 드라이빙할 수 있고, 센서 전극들 (260) 중 적어도 하나의 다른 센서 전극으로부터 결과의 신호를 수신할 수 있다. 결정 모듈 (222) 은 트랜스용량성 측정들을 결정하고 용량성 이미지들 (또는 프로파일들 등) 을 형성하기 위해 결과의 신호들을 이용한다.
입력 디바이스 (100) 는 상기 설명된 모드들 중 임의의 하나에서 동작하도록 구성될 수도 있다. 입력 디바이스 (100) 는 또한 상기 설명된 모드들 중 임의의 2 개 이상 사이에서 스위칭하도록 구성될 수도 있다. 프로세싱 시스템 (110) 은 도 2a 에 대하여 상기 설명한 바와 같이 구성될 수 있다. 게다가, 입력 디바이스 (100) 는 추가적인 모드들에서 동작하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 입력 디바이스 (100) 는 간섭 측정 모드에서 동작하도록 구성될 수도 있다. 간섭 측정 모드에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 센서 전극들 및/또는 그리드 전극들 중 하나 이상으로 결과의 신호들을 수신하도록 구성되는 한편 센서 전극들 및/또는 그리드 전극은 시스템 그라운드에 대하여 실질적으로 변조되지 않는다. 결과의 신호들은 간섭 측정들을 결정하는데 이용될 수도 있다. 간섭은 시스템 전력 소스들, 커플링된 입력 오브젝트, 로컬 전력 공급기들 등으로부터의 것일 수도 있다. 대안으로, 결과의 신호들은 저전력 모드에 들어가거나 또는 그 모드를 그만두기 위해 시간 주기에 걸쳐 사용자 입력의 존재를 신속히 결정하는데 이용될 수도 있다.
도 3 은 프로세싱 시스템 (110) 의 동기화 모듈 (254) 의 하나의 실시형태의 블록 다이어그램이다. 동기화 모듈 (254) 은 용량성 센싱 프레임 레포팅 레이트를 제어하도록 구성된 동기화 회로부를 포함한다. 동기화 모듈 (254) 의 동기화 회로부는 또한, 디스플레이 라인 업데이트 이벤트들 및 센싱 이벤트들을 스케줄링하도록 구성될 수도 있다. 추가적으로, 동기화 모듈 (254) 의 동기화 회로부는 또한, 센싱 이벤트들 (예를 들어, 터치 픽셀 이미지들의 ADC 캡처) 이 발생하는 디스플레이 라인 업데이트들 (즉, 디스플레이 소스 데이터 리프레시 및 게이트 선택) 에 대하여 시간 주기 및 시퀀스를 제어하도록 구성될 수도 있다.
동기화 모듈 (254) 의 동기화 회로부는 입력 블록 (302) (예를 들어, 호스트 디스플레이 데이터 인터페이스 클록 도메인에서 동작함), 동기화 제어 블록 (304), 출력 블록 (306) (예를 들어, 소스 드라이버 프로세싱된 데이터 도메인 상에서 동작함) 및 버퍼 블록 (308) 을 포함한다. 입력 블록 (302) 은 동기화 제어 블록 (304) 및 출력 블록 (306) 과 통신한다. 입력 블록 (302) 은 타이밍 제어기 (258), 센싱 제어기 (250) 에 의해 제공되거나 또는 (예를 들어, 타이밍 제어기 및/또는 센싱 제어기를 바이패스하는 것에 의해) 호스트 디스플레이 데이터 인터페이스로부터 직접 제공된 터치 및/또는 디스플레이 업데이트 정보를 동기화 제어 블록 (304) 에 제공한다. 입력 블록 (302) 은 또한, 디스플레이 타이밍 신호 (예를 들어, 수직 블랭크, STV - 비디오의 시작, 라인 신호 등) 를 동기화 제어 블록 (304) 및/또는 출력 블록 (306) 에 제공한다.
출력 블록 (306) 은 동기화 제어 블록 (304) 과 소스 드라이버(들) (252) 및 게이트 드라이버 (259) 사이에 커플링된다. 출력 블록 (306) 은 라인 기반 터치 센싱 및/또는 디스플레이 업데이트 이벤트 스케줄링을 위해 (예를 들어, 소스 및 게이트 드라이버 클록 도메인에서) 주로 이용된다.
동기화 제어 블록 (304) 은 버퍼 블록 (308), 입력 블록 (302) 및 출력 블록 (306) 에 커플링된다. 동기화 제어 블록 (304) 은 입력 블록 (302) 및 출력 블록 (306) 으로부터의 판독/기입 요청들 사이를 중재한다. 동기화 제어 블록 (304) 은 출력 블록 (306) 에서의 디스플레이-라인-당-시간이 인위적으로 감소 또는 증가 - 드라이빙되는 디스플레이 디바이스 (280) 의 패널 사이즈 및 블록 (308) 의 버퍼 사이즈에 의해 제한됨 - 되는 것을 허용하고 디스플레이를 위해 이용되지 않는 가외의 라인들 (또는 추가적인 프랙셔널 라인들) 은 터치 또는 비-터치 동작을 위해 할당될 수 있다.
버퍼 블록 (308) 은 동기화 모듈 (245) 의 입력 블록 (302) 및 출력 블록 (306) 을 격리시킨다. 버퍼 블록 (308) 은 입력 블록 (302) 및 출력 블록 (306) 으로부터 수신된 정보 사이의 라인 시간 (라인 레이트) 차이를 조절 (regulating) 하도록 활용된다. 버퍼 블록 (308) 은 버퍼가 완전한 디스플레이 라인을 업데이트 또는 리프레시할 정도로 충분한 데이터를 갖지 않는 것에 응답하여 동기화 모듈 (254) 이 터치 및 디스플레이 타이밍 시퀀스에 하나 이상의 동기화 지연 라인들을 삽입 (또는 제거) 할 수도 있도록, 디스플레이 업데이트 데이터의 적어도 하나의 라인 가치를 동기화 제어 블록 (304) 이 저장하는 것을 허용하도록 충분히 사이징되는 데이터 버퍼를 포함한다. 버퍼 블록 및 동기화 모듈은 별개의 버퍼 클록 도메인에서 동작할 수도 있거나 또는 입력 또는 출력 클록 도메인들 중 어느 하나에 상주할 수도 있다. 일부 경우들에서, 버퍼는 동기화 모듈에 의해 바이패스되어 디스플레이 라인 데이터가 (예를 들어, 버퍼 오버플로우, 저전력 모드 등등의 경우에) 입력 블록 (302) 으로부터 출력 블록 (306) 으로 직접 전달되는 것을 허용할 수도 있다.
하나 이상의 실시형태들에서, 버퍼는 디스플레이 업데이트가 시작하기 전의 가장 긴 블랭킹 주기 동안 호스트 디스플레이 데이터 인터페이스로부터 (예를 들어, 전자 시스템 (150) 으로부터) 수신된 입력 디스플레이 데이터 라인 레이트에 대한 오버플로우를 제한할 정도로 클 수도 있다. 출력 라인 레이트는 디스플레이 프레임 동안의 블랭킹 주기의 가장 큰 프랙션 동안 수신된 데이터에 대한 오버플로우를 제한할 정도로 빠를 수도 있다. 블랭킹 주기는 디스플레이 프레임의 디스플레이 라인 업데이트 주기들 사이의 시간이다. 블랭킹 주기들은 그들이 게이트 비-오버랩을 회피하기 위한 시간을 제공하도록 수평 블랭킹 주기들일 수도 있다. 게다가, 일부 블랭킹 주기들은, 사용자 입력 센싱이 수행될 수도 있는, 디스플레이 라인 업데이트 주기들 사이에 발생하는 긴 수평 블랭킹 주기들 (즉, 적어도 비-블랭킹 디스플레이 업데이트 라인만큼 길다) 일 수도 있다. 일부 긴 수평 블랭킹은 리프레시 레이트들, 센싱 주파수들, 및 용량성 센싱 프레임 레이트들이 변화할 때 동기화를 유지하는, 동기화 블랭킹 주기들 (즉, 디스플레이 업데이트 라인과 실질적으로 동일한 길이임) 일 수도 있다. 동기화 블랭킹 주기들은 사용자 입력 센싱, 간섭 센싱 등을 위해 이용될 수도 있다. 블랭킹 주기들은 또한, 디스플레이 프레임들 사이에 발생할 수도 있고 이는 인습적으로 수직 블랭킹 주기 (도 4 에 참조 번호 401 로 도시됨) 로서 알려져 있고 통상적으로 길이가 1 개의 디스플레이 라인 업데이트 주기보다 더 크다. 하나 이상의 실시형태들에서, 긴 수평 블랭킹 주기는 디스플레이 프레임의 2 개의 디스플레이 라인 업데이트 주기들 사이에 발생하며 적어도 디스플레이 라인 업데이트 주기만큼 길다. 게다가, 각각의 디스플레이 프레임은 복수의 수평 블랭킹 주기들, 적어도 하나의 긴 수평 블랭킹 주기 및 적어도 하나의 수직 블랭킹 주기를 포함할 수도 있다. 게이트 제어 로직 (259) 은 디스플레이 이미지 또는 터치 센싱 아티팩트들을 최소화하기 위해 다양한 라인들 (예를 들어, 수직 블랭킹 라인들, 디스플레이 업데이트 라인들, 긴 수평 블랭킹 라인들, 및 동기화 라인들) 사이에 트랜지션하도록 패널 게이트 드라이버에, 상이한 시퀀싱 신호들 (예를 들어, 클록들, 인에이블들, 리셋들) 을 제공할 수도 있다. 프로세싱 시스템 (110) 은 긴 수평 블랭킹 주기들 동안 용량성 센싱을 위해 센서 전극들 중 하나 이상을 드라이빙하도록 구성될 수도 있다. 다른 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 하나 이상의 긴 수평 블랭킹 주기들 동안 하나 이상의 센서 전극들로부터 간섭 측정들을 취득하도록 구성된다. 또 다른 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 스타일러스 데이터 (예를 들어, 힘, 스타일러스 버튼 상태, 스타일러스 ID 번호 등) 를 취득하도록 구성된다.
하나의 실시형태에서, 디스플레이 리프레시 주기의 적어도 1/2 이상 동안 입력 라인 레이트가 일정하고 출력 라인 레이트가 고정될 때, 디스플레이 전극들이 용량성 센싱을 위해 드라이빙되지 않는 다수의 추가적인 출력 라인들 및/또는 프랙셔널 라인들이 존재한다. 예를 들어, 게이트 라인 선택은 블랭킹 주기 동안 다음의 디스플레이 라인으로 증분하지 않을 수도 있다 (예를 들어, 시프트 레지스터에서의 토큰은 게이트 드라이버 상의 다음의 게이트 라인 출력 버퍼로 클록킹하지 않을 수도 있다). 더욱이, 디스플레이 아티팩트들을 최소화 (및 센싱 프레임 레포트 레이턴시를 향상) 하도록 동기화 라인들을 분배하면서 입력 라인 레이트 및 출력 라인 레이트를 동기화하는데 이용되는 버퍼 사이즈를 최소화하기 위하여, 블랭킹 주기 버퍼가 포함될 수도 있다. 이러한 경우에, 입력 라인 레이트는 디스플레이 프레임의 처음에 알려져 있지 않을 수도 있고 (즉, 아마도 단지 최대 및 최소 레이트들만이 알려져 있다) 또는 입력 라인 레이트는 디스플레이 프레임 내에 가변한다. 추가적으로, 버퍼 사용량은 디스플레이 프레임 동안 버퍼를 다수 회 채우고 비우는 것을 허용하기 위해, 디스플레이 프레임 리프레시를 통해 분배될 수도 있다.
예를 들어, 동기화 모듈 (254) 이 입력 디스플레이 리프레시 라인 레이트의 변화가 현재의 디스플레이 라인 레이트에서 용량성 센싱 프레임 레이트를 증가시킬 것이라고 결정하면, 동기화 모듈 (254) 은 그 변화에도 불구하고 실질적으로 용량성 센싱 프레임 레이트를 유지하기 위해 하나 이상의 동기화 지연 라인들을 삽입할 수도 있다. 다른 예에서, 동기화 모듈 (254) 이 디스플레이 리프레시 레이트의 변화가 용량성 센싱 프레임 레이트를 감소시킬 것이라고 결정하면, 동기화 모듈 (254) 은 그 변화에도 불구하고 실질적으로 용량성 센싱 프레임 레이트를 유지하기 위해 하나 이상의 동기화 지연 라인들을 제거할 수도 있다. 다른 실시형태들에서, 동기화 모듈은 측정된 간섭에 기초하여 용량성 센싱 프레임 레이트 또는 용량성 센싱 주파수 및/또는 디스플레이 라인 레이트를 변화시키도록 구성될 수도 있다. 이러한 실시형태들에서, 디스플레이 업데이트 및 용량성 센싱은 적어도 부분적으로 오버랩하는 주기들 동안 발생할 수도 있다. 게다가, 디스플레이 업데이트 및 용량성 센싱은 완전히 오버랩중일 수도 있다. 이러한 실시형태들에서, 적어도 하나의 센서 전극은 용량성 센싱을 위해 드라이빙 (예를 들어, Vcom 전압은 시스템 그라운드에 대하여 변화한다) 되는 한편 적어도 하나의 디스플레이 전극은 디스플레이 업데이트를 위해 드라이빙된다 (예를 들어, 소스 전압은 변화되고 및/또는 게이트는 선택된다). 용량성 센싱 프레임 레이트 (예를 들어, 용량성 센싱 측정 당 디스플레이 라인 횟수) 가 디스플레이 프레임 레이트 (예를 들어, 풀 디스플레이 업데이트 당 디스플레이 업데이트 라인 횟수) 에 커플링되고 센싱 신호의 주파수가 용량성 센싱 프레임 레이트 (예를 들어, 디스플레이 라인 당 2 개의 센싱 주파수 사이클들, 2 개의 디스플레이 라인들 당 1 개의 센싱 주파수 사이클, 또는 다른 비율) 에 기초할 때, 하나 이상의 동기화 지연 라인들을 추가하거나 또는 제거하는 것에 의해, 센싱 신호의 용량성 센싱 프레임 레이트 및/또는 주파수는 실질적으로 일정한 디스플레이 리프레시 레이트에서 변화될 수도 있다. 하나의 실시형태에서, 디스플레이 디바이스 및 센싱 디바이스의 전력 공급 신호들은 사용자 입력을 측정하기 위해 시스템 그라운드에 대하여 변조될 수도 있다. 변조된 신호들은 전력 관리 집적 회로 (PMIC) 에 의해 제공될 수도 있다. 센싱 디바이스의 센서 전극들이 디스플레이 디바이스의 하나 이상의 디스플레이 전극들 (예를 들어, LCD 에 대한 VCOM, OLED 에 대한 캐소드 등) 을 포함할 수도 있음에 따라, 전력 공급 신호들이 변조되기 때문에, 디스플레이 업데이트 및 용량성 센싱은 적어도 부분적으로 오버랩하는 주기들에서 발생할 수도 있다.
동기화 지연 라인들 동안, 프로세싱 시스템 (110) 은 용량성 센싱을 위한 센서 전극들 및 디스플레이 업데이트를 위한 디스플레이 전극들을 드라이빙하지 않도록 구성될 수도 있다. 게다가, 긴 수평 블랭킹 주기는 긴 수평 블랭킹 주기의 처음에, 긴 수평 블랭킹 주기들의 마지막에 및/또는 긴 수평 블랭킹 주기의 중간에 발생할 수도 있는 하나 이상의 동기화 지연 라인들을 포함할 수도 있다. 동기화 모듈 (254) 은 긴 수평 블랭킹 주기가 적어도 하나의 동기화 지연 라인만큼 길 수도 있도록, 긴 수평 블랭킹 주기에 임의의 수의 동기화 지연 라인들을 삽입할 수도 있다.
도 4 및 도 5 는 도 3 의 동기화 모듈 (254) 의 동작의 예들을 예시하는 개략적 타이밍 다이어그램들이다. 도 4 는 터치 센싱 및 디스플레이 업데이트 이벤트들을 예시하는 개략적 타이밍 다이어그램인 한편, 도 5 는 터치 센싱 및 디스플레이 업데이트 이벤트들의 스케줄링을 예시하는 타이밍 다이어그램이다. 먼저 도 4 를 참조하면, 중심 박스 (400) 는 박스 (400) 상방에 팬텀 (phantom) 으로 도시된 이전에 업데이트된 디스플레이 프레임의 부분 및 박스 (400) 하방에 팬텀으로 도시된 업데이트될 다음의 디스플레이 프레임의 부분과 함께, 디스플레이 업데이트 주기 (406) 를 나타낸다. 박스 (400) 좌측의 440 으로서 라벨링된 타이밍 라인들은 입력 블록 (302) 에 대한 입력으로서 제공되는 한편, 박스 (400) 우측의 450 으로서 라벨링된 타이밍 라인들은 출력 블록 (306) 에 대한 입력으로서 제공된다.
각각의 디스플레이 업데이트 주기 (406) 동안, 디스플레이 디바이스 (280) 의 패널에서의 모든 라인들은 단일의 디스플레이 리프레시 사이클에 걸쳐 업데이트된다. 업데이트될 제 1 디스플레이 라인과 업데이트될 마지막 디스플레이 라인 사이의 시간은 디스플레이 프레임 시간 (402) 을 정의한다. 통상적으로, 디스플레이 업데이트 주기 (406) 는 약 60Hz 의 디스플레이 리프레시 레이트로 지칭되는 레이트에서 업데이트된다. 그러나, 디스플레이 리프레시 레이트는 디스플레이 또는 센싱 요구들 (예를 들어, 초당 24 개의 프레임들에서의 시네마 비디오 샷의 디스플레이 등) 을 충족시키기 위해 원할 때 조정될 수도 있다. 각각의 디스플레이 라인을 업데이트하기 위한 정보는 라인 시간 (404) 에 의해 정의한 바와 같이 일반적으로 주기적으로 발생한다. 일부 실시형태들에서, 디스플레이 업데이트 주기 (406) 는 입력 프레임 레이트에 의해 가변할 수도 있다. 게다가 지연은 디스플레이 프레임 시간 (402) 의 시작 시에 또는 그 전에 삽입될 수도 있다. 각각의 디스플레이 라인을 업데이트하기 위한 정보는 TCON (258) 에 의해 각각의 라인 시간 (404) 에 의해 나타내진 주기에 입력 블록 (302) 에 제공된다. 디스플레이 프레임 시간 (402) 은 (예를 들어, 게이트가 선택되고 소스 출력 전압이 그 디스플레이 라인의 값을 설정하는 동안) 각각의 디스플레이 라인 업데이트 주기 사이의 (예를 들어, 전 또는 후의) 수평 블랭킹 주기를 포함한다. 게다가, 디스플레이 프레임 시간 (402) 의 마지막에 (즉, 프레임들 사이에), 프레임 시작 신호가 전송될 수도 있고 이것은 게이트 드라이버 시프트 레지스터를 리셋하는데 이용될 수도 있다. 호스트 디스플레이 데이터 인터페이스는 디스플레이 입력 리프레시 레이트가 변화될 때 일정한 또는 가변적인 입력 라인 레이트 (404) 및 일정한 또는 가변적인 수직 블랭킹 시간 (401) 중 어느 하나를 제공할 수도 있다. 도 4a 에 도시한 바와 같이, 가변적인 수평 블랭킹 주기가 411a 및 411b 로 도시되고 일정한 디스플레이 라인 업데이트 시간은 410a 및 410b 로 도시된다. 이러한 가변적인 수평 블랭킹 시간은 블록 306 에 의해 생성된 출력 타이밍에서 존재할 수도 있다.
동기화 모듈 (254) 은 디스플레이 라인들을 업데이트하고 용량성 센싱을 수행하기 위한 시간들을 스케줄링하기 위해 입력 블록 (302) 에 의해 수신된 정보 및 버퍼 블록 (308) 에 저장된 디스플레이 데이터를 활용한다. 디스플레이를 업데이트하고 용량성 센싱을 수행하는 것이 단순히 디스플레이 단독 (즉, 단지 디스플레이 출력 라인들 및 수직 블랭킹 라인들만) 을 업데이트하는 것보다 상당히 더 많은 (예를 들어, 50 개의 라인들, 수백 개의 라인들, 수천 개의 라인들 등) 라인 시간 드라이빙 이벤트들 (예를 들어, 디스플레이 출력 라인들, 긴 수평 블랭킹 라인들, 또는 동기화 라인들 등) 을 요구할 수 있기 때문에, 출력 블록 (306) 에 의해 제공된 (입력 블록 (302) 에 의해 생성된 재동기 트리거 펄스들 (420) 사이에 정의한 바와 같은) 라인 업데이트 시간 (410) 은 입력 블록 (302) 에 제공된 라인 시간 (404) 보다 지속기간에 있어서 상당히 더 짧다. 더 짧은 라인 시간 (410) 은 디스플레이 프레임 시간 (402) 이 복수의 센싱 간격들 (412) 및 복수의 디스플레이 업데이트 간격들 (414) 로 세그먼트화되는 것을 허용한다. 버퍼 블록 (308) 과 커플링된, 동기화 제어 블록 (304) 은, 각각의 센싱 간격 (412) 에 걸쳐 발생하는 용량성 센싱 프레임 레이트가 디스플레이 리프레시 레이트가 변화하는 경우라도 실질적으로 일정한 상태가 되도록, 센싱 간격들 (412) 및 디스플레이 업데이트 간격들 (414) 양자 모두에 할당된 시간이 조정되는 것을 허용한다. 센싱 간격들 (412) 의 타이밍들은 (예를 들어, 구성의 용이함을 위해) 라인들 또는 라인 타이밍들에서 측정될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 그것은 프랙셔널 라인들로 또한 구성될 수도 있다. 수평 블랭킹 주기들 (411a 및 411b) 은 디스플레이 아티팩트들을 최소화하기 위해 디스플레이 라인 업데이트 주기들 (예를 들어, 413a 및 413b) 이 실질적으로 일정한 상태일 때에도 가변 수의 출력 라인들을 허용하도록 가변될 수도 있다.
이제 도 5 를 참조하면, 재동기 트리거 펄스들 (420) 은 터치 센싱, 디스플레이 업데이트 및 동기화 지연 이벤트들의 카덴스 (cadence) 를 확립한다. 제 1 재동기 트리거 펄스 (420) 는 "0" 으로서 라벨링되고, 이는 제 1 입력 디스플레이 라인에 대한 정보가 버퍼 블록 (308) 에 기입되는 때에 대응하며, 이는 또한 디스플레이 업데이트 주기 (406) 및 디스플레이 프레임 시간 (402) 의 처음으로 생각할 수도 있다 (파선 (500) 으로 도시된다). 후속 재동기 트리거 펄스들 (402) 은 디스플레이 프레임 시간 (402) 의 마지막에 디스플레이 업데이트 주기 (406) 가 완료할 때까지 "0" 으로부터 순차적으로 증가한다. 하나 이상의 실시형태들에서, 출력 디스플레이 라인들의 수는 입력 디스플레이 라인들의 수와 동일하다 (즉, 수직 블랭킹 라인들을 포함하지 않음). 동기화 라인들은 버퍼의 언더플로우가 존재할 때 추가될 수도 있다.
디스플레이 업데이트 주기 (406) 는 터치 센싱, 디스플레이 업데이트 및 동기화 지연 이벤트 중 적어도 하나 이상이 발생하는 신중한 스케줄링 윈도우들 (집합적으로 스케줄링 윈도우들 (502) 로 지칭됨) 로 세그먼트화될 수도 있다. 대부분의 스케줄링 윈도우들 (502) 동안, 터치 센싱 및 디스플레이 업데이트 이벤트들 양자 모두가 발생한다. 일부 스케줄링 윈도우들 (502) 동안, 동기화 지연 이벤트는 원하는 용량성 센싱 프레임 레포팅 레이트를 유지하기 위해 삽입되거나 또는 조정될 수도 있다. 파선들 (510) 은 인접한 스케줄링 윈도우들 (502) 의 처음과 마지막을 나타내기 위해 활용된다.
도 5 에 나타낸 타임라인에서, 초기 (예를 들어, 제 1) 스케줄링 윈도우 (5021) 는 제 1 재동기 트리거 펄스 (420) (0) 에서 시작한 후 이어서 순차적으로 스케줄링 윈도우 (502N) 가 후속되고, 여기서 N 은 미리정의된 디스플레이 프레임 시간 (402) 내에 단일의 디스플레이 업데이트 주기 (406) 를 포함하는 스케줄링 윈도우들 (502) 의 수이다. 도 5 에 나타낸 실시형태에서, 각각의 스케줄링 윈도우들 (502) 은 적어도 터치 센싱 간격 (506), 및 옵션적으로 (및 대부분) 디스플레이 업데이트 간격 (504) 을 포함한다. 터치 센싱 간격 (506) 은 또한 도시한 바와 같이 디스플레이 리프레시 업데이트 주기 (406) 의 비-디스플레이 업데이트 주기이거나 또는 디스플레이 업데이트 주기 (406) 의 비-디스플레이 업데이트 간격일 수도 있다.
디스플레이 업데이트 간격 (504) 동안, 디스플레이의 그 부분에서의 라인들은 소스 드라이버들 (252) 로부터의 정보로 리프레시된다 (예를 들어, 게이트 드라이버들은 액티브 매트릭스 디스플레이에서 그 디스플레이 픽셀들에서의 저장된 전하를 업데이트하기 위해 선택된다). 터치 센싱 간격 (506) 의 적어도 부분 동안, 디스플레이의 그 부분에서의 라인들 (즉, 센서 전극들 (230)) 은 터치 센싱을 위해 터치 제어기 (250) 에 의해 드라이빙되는 한편, 센서 전극들 (230) 상에서 드라이빙된 신호의 효과들을 포함하는 결과의 신호들이 센서 전극들 (220) 에 의해 수신되고 센싱 영역 (120) 에서의 입력 오브젝트 (140) 의 존재를 결정하기 위해 결정 모듈 (256) 에 제공된다.
제 1 스케줄링 윈도우 (5021) 의 지속기간은, 제 1 스케줄링 윈도우 (5021) 가 용량성 센싱 간격 (506) 에 걸쳐 용량성 센싱 동작을 위해 본질적으로 완전히 할당되도록, 버퍼 블록 (308) 에서의 데이터의 단지 하나의 라인 가치만 존재하는 것으로 인해 후속 스케줄링 윈도우들 (502) (예를 들어, 윈도우들 (5022 내지 502N-1)) 과는 다르게 처리될 수도 있다. 후속 스케줄링 윈도우들 (5022 내지 502N-1) 은 디스플레이 업데이트를 위해 추가적인 시간 (즉, 더 긴 디스플레이 업데이트 간격들 (504)) 을 할당하는데 이용될 수도 있는 한편, 스케줄링 윈도우들 (5022 내지 502N-1) 내의 용량성 센싱 간격들 (506) 은 동기화 지연을 추가 또는 조정하는 것에 의해 조정된다. 이것은 디스플레이 리프레시 레이트가 가변할 수도 있는 방법에 상관없이, 단위 시간 당 얼마나 많은 터치 주기들이, 대략 일정한 상태이거나 또는 항상 디스플레이 리프레시 레이트보다 더 높은 레이트에 있는지로서 정의된, 용량성 센싱 프레임 레이트 (및 결과적으로 용량성 센싱 프레임 레포트 레이트) 를 허용한다. 일부 실시형태들에서, 용량성 센싱 프레임 레이트는 디스플레이 프레임 레이트보다 적어도 10Hz 더 크다. 스케줄링 윈도우들 (502N) 은 디스플레이 프레임 시간 (402) 이 남은 것에 의존하여, 그리고 디스플레이 라인 정보가 다음의 디스플레이 프레임에서 제 1 디스플레이 라인을 업데이트하기 위해 이용가능하다면 다르게 처리될 수도 있다. 윈도우 (502N) 에서의 센싱 주기 (506) 가 다음의 디스플레이 리프레시 프레임의 제 1 라인이 수신되기 전에 완료되지 않은 경우, 그것은 다음의 리프레시 프레임의 제 1 윈도우 (5021) 내의 센싱 주기가 취소될 수도 있는 동안 계속할 수도 있다. 대안으로, 센싱 주기 (506) 는 이전의 프레임의 마지막 윈도우 (502N) 로부터의 센싱 주기 (506) 가 다음의 디스플레이 리프레시 프레임의 제 1 라인이 수신되기 전에 완료할 수 없는 경우를 제외하고는, 제 1 센싱 윈도우 (5021) 에서 보통 스케줄링되지 않을 수도 있다.
동기화 모듈 (254) 의 버퍼 블록 (308) 은 출력 블록 (306) 의 출력에서 더 높은 라인 레이트를 제공하고, 따라서 입력 블록 (302) 에서의 디스플레이 리프레시 레이트 (라인 당 더 많은 시간 또는 더 적은 수직 블랭킹 라인들) 는, 출력 블록 (306) 의 출력에 어떤 디스플레이 데이터도 없을 때 터치 동작을 지원하면서, 짧은 시간 주기에 걸쳐 출력 블록 (306) 의 출력에 대해 밸런싱될 수 있다 (라인 당 더 적은 시간). 예를 들어, 60Hz 의 공칭 디스플레이 리프레시 레이트에서 제 1 모드에서 동작하는 것으로부터 제 2 모드에서 동작할 때 상이한, 이를 테면 감소된 디스플레이 리프레시 레이트로 변화할 때 또는 센싱 주파수가 간섭을 회피하기 위해 변화할 때, 출력 블록 (306) 의 출력에서의 프레임 당 출력 라인 횟수는 비례하여 증가할 것이고 (즉, 출력 라인 레이트가 증가할 것이다), 그리고 (예를 들어, 용량성 센싱 시간으로 구성된 디스플레이 업데이트 라인들과 동기화 지연 라인들 사이의 비-디스플레이 시간에 할당된) 제 2 동작 모드 동안의 터치 센싱 간격 (506) 동안 더 많은 라인들이 터치 동작들에 자동적으로 이용가능해지게 될 것이다. 대안으로, 출력 블록 (306) 은 가장 짧은 입력 라인 주기 (404) 동안 최대 요구된 입력 디스플레이 리프레시 라인 레이트에서 최대 요구된 비-디스플레이 센싱 시간을 제공하고 필요에 따라 동기화 라인들을 삽입하는데 충분한 상대적으로 일정한 출력 라인 레이트 및 주기 (410) 를 유지할 수도 있다. 결과는 용량성 센싱 프레임 레이트가 디스플레이 프레임 시간에 걸쳐 디스플레이 업데이트 주기의 적어도 1/2 에 걸쳐 거의 일정할 것이라는 것이다. 일부 실시형태들에서, 용량성 센싱 프레임 레이트는 디스플레이 리프레시 레이트보다 변함없이 더 높은 레이트를 유지할 수도 있다. 작은 변동은 디스플레이 업데이트 주기 (406) 의 처음과 마지막에 발생하는 예를 들어 스케줄링 윈도우들 (5021 및 502N) 에서의 프레임 바운더리 조건들로 인해 발생할 수도 있고, 이는 용량성 센싱 프레임 레이트들이 각각의 동작 모드의 전체 디스플레이 업데이트 주기 (406) 에 대해 정확하게 동일한 것을 방지하지만, 용량성 센싱 프레임과 디스플레이 프레임 사이의 동기화를 허용한다.
도 6 은 입력 디바이스, 그 중에서도 이를 테면 상기 설명된 입력 디바이스 (100) 를 동작하기 위한 방법 (600) 의 플로우 다이어그램이다. 방법 (600) 은 동작 (602) 에서, 용량성 센싱을 위한 비-디스플레이 업데이트 주기 동안 복수의 센서 전극들을 동작하는 것에 의해 시작한다. 센서 전극들, 이를 테면 센서 전극들 (220, 230, 260) 중 하나 이상 등은 트랜스용량성 또는 절대 센싱 기법 중 어느 하나를 이용하여 동작될 수도 있다.
동작 (604) 에서, 입력 디바이스 (100) 는, 제 1 동작 모드에서 동작하고 있다. 제 1 동작 모드에서 동작하는 동안, 디스플레이 디바이스 (280) 는 용량성 센싱이 제 1 디스플레이 업데이트 주기에 걸쳐 제 1 용량성 센싱 프레임 레이트에서 수행되는 동안 제 1 디스플레이 리프레시 레이트에서 업데이트된다. 통상적으로, 용량성 센싱 프레임 레이트 취득을 위한 시간의 주기 (예를 들어, 100Hz 에 대해 10ms) 는 디스플레이 리프레시 미만일 것이다 (예를 들어, 50Hz 내지 62.5Hz 에 대해 20ms 내지 16ms). 제 1 동작 모드에서, 디스플레이 디바이스는 용량성 센싱을 위한 센서 전극들이 제 1 디스플레이 프레임 동안 제 1 용량성 센싱 프레임 레이트에서 드라이빙되는 동안 제 1 디스플레이 리프레시 레이트에서 업데이트되고, 여기서 제 1 용량성 센싱 프레임 레이트는 제 1 디스플레이 리프레시 레이트보다 더 크다.
후속하여 동작 (606) 에서, 입력 디바이스 (100) 의 동작 모드는 제 2 동작 모드로 변화한다. 제 2 동작 모드에서 동작하는 동안, 디스플레이 디바이스 (280) 는 제 2 디스플레이 리프레시 레이트에서 업데이트된다. 제 2 디스플레이 리프레시 레이트는 제 1 디스플레이 리프레시 레이트와는 상이하다. 예를 들어, 제 1 디스플레이 리프레시 레이트는 약 60Hz 일 수도 있는 한편 제 2 디스플레이 리프레시 레이트는 더 낮은 리프레시 레이트 또는 더 높은 리프레시 레이트로 감소될 수도 있다. 용량성 센싱은 제 2 디스플레이 업데이트 주기에 걸쳐 제 2 용량성 센싱 프레임 레이트에서 수행된다. 제 1 디스플레이 업데이트 주기 및 제 2 디스플레이 업데이트 주기 동안 수행되는 용량성 센싱 프레임 레이트 사이의 차이는 양으로서 표현될 수도 있고 그 양은 제 1 및 제 2 디스플레이 리프레시 레이트들 사이의 차이 미만이다. 리프레시 레이트들이 제 1 및 제 2 모드들에서 동작하는 동안 상이하지만, 제 2 용량성 센싱 프레임 레이트는 제 1 및 제 2 디스플레이 업데이트 주기들의 적어도 1/2 에 걸쳐 제 1 용량성 센싱 프레임 레이트와 실질적으로 동일하게 유지된다.
상기 논의한 바와 같이, 디스플레이 리프레시 레이트들이 변화하는 동안 용량성 센싱 프레임 레이트들을 실질적으로 동일하게 유지하기 위하여, 동기화 지연이 용량성 센싱 프레임 레이트를 제 1 동작 모드의 용량성 센싱 프레임 레이트에 대하여 실질적으로 일정하게 유지하도록 선택된다. 동기화 지연에 의해 제공된 지연 시간은 하나 이상의 신중한 동기화 지연 라인들로서, 또는 동기화 지연 라인에 대해 적절한 시간 길이를 선택하는 것에 의해 구성될 수도 있다. 동기화 지연 라인(들)의 존재 및/또는 지속기간은 동기화 모듈 (254) 의 동기화 제어 블록 (304) 에 의해 제어된다. 동기화 제어 블록 (304) 은 단일의 디스플레이 업데이트 주기 (406) 를 포함하는 스케줄링 윈도우들 (502) 의 적어도 1/2 의 비-디스플레이 업데이트 주기들 동안 (즉, 터치 센싱 간격들 (506) 동안) 동기화 지연 라인의 지속기간을 삽입 또는 조정할 수도 있다. 동기화 제어 블록 (304) 은 디스플레이 업데이트 간격들 사이에 동기화 지연 라인을 삽입할 수도 있다. 동기화 제어 블록 (304) 은 터치 센싱 간격들 사이에 동기화 지연 라인을 삽입할 수도 있다. 동기화 제어 블록 (304) 은 순차적인 디스플레이 업데이트 및 터치 간격들 사이에 동기화 지연 라인을 삽입할 수도 있다. 대안으로, 또는 추가로, 동기화 제어 블록 (304) 은 마지막 디스플레이 업데이트 간격 (504) 후 그러나 후속의 디스플레이 업데이트 주기 (406) 의 처음 전에 발생하는 비-디스플레이 업데이트 주기 동안 동기화 지연 라인의 지속기간을 삽입 또는 조정할 수도 있다: 이 비-디스플레이 업데이트 주기는 수직 블랭킹 주기로도 또한 알려져 있다.
다음은 디스플레이 업데이트 주기에 삽입될 수도 있는 동기화 지연 라인의 이용의 일부 비제한적 예들이다. 제 1 예에서, 제 1 소스 라인은 제 2 동작 모드 동안의 제 1 시간 주기 동안 디스플레이에서 픽셀을 업데이트하기 위해 디스플레이 데이터로 드라이빙되는 한편 복수의 센서 전극들 중 적어도 하나는 제 2 시간 주기 동안 드라이빙된다. 적어도 하나의 동기화 지연 라인은 제 1 시간 주기와 제 2 시간 주기 사이에 삽입되고, 동기화 지연 라인의 길이 또는 수는 용량성 센싱 프레임 레이트를 제 1 동작 모드의 용량성 센싱 프레임 레이트에 대하여 실질적으로 일정하게 유지하도록 선택된다.
제 2 예에서, 프로세싱 시스템은 제 3 시간 주기 동안 디스플레이에서 픽셀을 업데이트하기 위해 디스플레이 데이터로 제 2 소스 라인을 드라이빙하도록 추가로 구성되고, 여기서 제 2 시간 주기는 제 1 및 제 3 시간 주기 사이에 있다.
제 3 예에서, 프로세싱 시스템은, 제 2 동작 모드에 있는 동안, 단일의 디스플레이 업데이트 프레임의 부분들 사이의 비-디스플레이 업데이트 주기 동안 복수의 센서 전극들 중 적어도 하나를 드라이빙하도록 추가로 구성된다.
제 4 예에서, 프로세싱 시스템은, 디스플레이 업데이트 주기 동안 및 제 2 동작 모드에 있는 동안, 디스플레이 데이터로 소스 라인들 전부를 드라이빙한 후에 동기화 지연을 삽입하도록 추가로 구성된다.
제 5 예에서, 프로세싱 시스템은, 디스플레이 업데이트 주기 동안 및 제 2 동작 모드에 있는 동안, 단일의 디스플레이 업데이트 사이클 내에 디스플레이 데이터로 제 2 소스 라인을 드라이빙하기 이전에 동기화 지연을 삽입하도록 추가로 구성된다.
제 6 예에서, 프로세싱 시스템은, 제 2 동작 모드에 있는 동안, 라인 리프레시 데이터의 완전한 세트가 버퍼에서 이용가능한 것에 응답하여 라인 리프레시 데이터로 소스 라인을 드라이빙하고, 라인 리프레시 데이터의 완전한 세트가 버퍼에서 이용가능하지 않은 것에 응답하여 동기화 지연을 삽입하도록 추가로 구성된다.
제 7 예에서, 프로세싱 시스템은, 디스플레이 업데이트 주기 동안 및 제 2 동작 모드에 있는 동안, 제 1 시간 주기 동안 디스플레이 데이터로 제 1 소스 라인을 드라이빙하고, 제 2 시간 주기 동안 디스플레이 데이터로 제 2 소스 라인을 드라이빙하고, 제 3 시간 주기 동안 동기화 지연으로 제 2 소스 라인을 드라이빙하는 것으로서, 제 3 시간 주기의 길이는 용량성 센싱 프레임 레이트를 제 1 및 제 2 동작 모드들 동안 실질적으로 일정하게 유지하도록 선택되는, 상기 제 2 소스 라인을 드라이빙하고, 그리고 제 2 시간 주기 후 그리고 단일의 디스플레이 업데이트 프레임의 부분들 사이의 비-디스플레이 업데이트 주기 동안 복수의 센서 전극들 중 적어도 하나를 드라이빙하도록 추가로 구성된다.
제 8 예에서, 프로세싱 시스템은 디스플레이 디바이스를 리프레시하기 위한 디스플레이 업데이트 주기들 동안 및 용량성 센싱을 위한 비-디스플레이 업데이트 주기들 동안 복수의 센서 전극들을 드라이빙하도록 추가로 구성된다.
제 9 예에서, 디스플레이 디바이스는 용량성 센싱을 위해 센서 전극들을 드라이빙하도록 구성된 복수의 소스 드라이버들 및 게이트 드라이버들, 및 적어도 하나의 와이어를 통해 각각의 소스 드라이버에 커플링된 터치 제어기를 포함하고, 터치 제어기는 적어도 하나의 와이어를 통해 디스플레이 및 터치 데이터를 통신하도록 구성된다.
동기화 지연 동안, 게이트 라인은 디스플레이 디바이스 (280) 의 패널의 다음의 라인으로 이동하도록 진행되지 않는다. 일부 구현들에서, 동기화 지연은 어떤 비디오 데이터 정보도 동기화 모듈 (254) 에 들어가지 않는 것에 응답하여, 및/또는 버퍼 블록 (308) 에 존재하는 라인 리프레시 데이터의 완전한 세트가 존재하지 않거나 또는 버퍼 블록 (308) 에서의 데이터가 미리정의된 임계치에 미치지 않는 것에 응답하여 삽입된다. 하나의 실시형태에서, 동기화 지연 라인들 동안, 터치 센싱은 발생하지 않는다. 게다가, 다른 실시형태들에서, 동기화 지연 라인들 동안, 디스플레이 라인은, 디스플레이 아티팩트들 (예를 들어, 전하 손실 또는 연장된 세틀링 시간 (settling time) 들로 인한 디스플레이 라인 브라이트닝 또는 디밍) 을 감소시키기 위해, 이전의 비디오 데이터 정보, 다음의 비디오 데이터 정보로 소스 드라이버들 (252) 에 의해 드라이빙될 수도 있거나, 또는 옵션적으로 고-Z/아이들이 될 수도 있다 (즉, 고 임피던스에 전기적으로 플로팅 또는 커플링됨). 게다가, 일부 실시형태들에서, 동기화 지연 라인들 동안, 디스플레이 전극들이 디스플레이 업데이트를 위해 드라이빙되지도 않고 센서 전극들이 용량성 센싱을 위해 드라이빙되지도 않는다. 게다가, 일부 실시형태들에서, 동기화 지연 라인들 동안, 소스 드라이버들 (252) 은 그라운드 전압, 레일 전압 또는 임의의 다른 전압으로 드라이빙될 수도 있다.
도 7 은 입력 디바이스가 실질적으로 유사한 용량성 센싱 프레임 레이트들을 유지하기 위한 동기화 지연들의 효과를 예시하는 상이한 디스플레이 리프레시 레이트들에서 동작하는 것의 타이밍 비교이다. 타이밍 다이어그램 (702) 은 입력 디바이스 (100) 가 제 1 동작 모드에서 동작하는 것을 예시한다. 상기 논의한 바와 같이, 제 1 동작 모드에서 디스플레이 디바이스 (280) 는 제 1 디스플레이 업데이트 주기 (706) 에 걸쳐 제 1 디스플레이 리프레시 레이트에서 업데이트되는 한편, 용량성 센싱은 제 1 용량성 센싱 프레임 레이트에서 수행된다. 타이밍 다이어그램 (704) 은 입력 디바이스 (100) 가 제 2 동작 모드에서 동작하는 것을 예시한다. 상기 논의한 바와 같이, 제 2 동작 모드에서 디스플레이 디바이스 (280) 는 제 1 디스플레이와는 상이한 제 2 디스플레이 업데이트 주기 (708) 에 걸쳐 제 2 디스플레이 리프레시 레이트에서 업데이트되는 한편 용량성 센싱은 제 2 용량성 센싱 프레임 레이트에서 수행된다. 도 7 의 예에서, 제 2 디스플레이 리프레시 레이트는 60Hz 와 비교하여 제 1 디스플레이 리프레시 레이트, 예를 들어, 30Hz 보다 더 느리다. 30Hz 의 디스플레이 리프레시 레이트에서, 디스플레이 프레임 시간은 60Hz 의 디스플레이 리프레시 레이트보다 2 배 길다.
제 2 모드에서 동작하는 입력 디바이스 (100) 는 더 긴 제 2 디스플레이 업데이트 주기 (708) 를 갖기 때문에, 제 2 용량성 센싱 프레임 레이트는 조정되지 않는다면 감소할 것이다. 도 7 에 나타낸 실시형태에서, 동기화 모듈 (254) 은 센싱 이벤트들이 일정한 레이트에 유지되는 것을 허용하면서 라인 업데이트 이벤트들을 스페이싱하기 위해 각각의 스케줄링 윈도우 (502) 에 하나 이상의 동기화 지연 라인들을 삽입하는 것에 의해 입력 라인 레이트를 늦춘다. 동기화 지연 라인들은 참조 번호 730 으로 나타내지고, 디스플레이 라인 업데이트 이벤트들은 참조 번호 750 으로 나타내지는 한편, 센싱 이벤트들은 참조 번호 740 으로 나타내진다. 동기화 지연 라인들의 수 및 지속기간은 제 1 및 제 2 용량성 센싱 프레임 레이트들을 입력 디바이스 (100) 가 제 1 및 제 2 모드들에서 동작하고 있는 동안 디스플레이 업데이트 주기들의 적어도 1/2 에 걸쳐 실질적으로 동일하게 유지하도록 선택된다.
반대로, 제 2 디스플레이 리프레시 레이트는 대안으로 제 1 디스플레이 리프레시 레이트보다 더 빠를 수도 있다는 것이 고려된다. 제 2 디스플레이 리프레시 레이트가 제 1 디스플레이 리프레시 레이트보다 더 빠를 때, 동기화 지연들은 제 1 및 제 2 용량성 센싱 프레임 레이트들을 입력 디바이스 (100) 가 제 1 및 제 2 모드들에서 동작하고 있는 동안 디스플레이 업데이트 주기들의 적어도 1/2 에 걸쳐 실질적으로 동일하게 유지하도록 단축 또는 제거될 수도 있다.
일부 실시형태들에서, 동기화 지연 라인들의 순차적 포지션, 수 및/또는 지속기간은 예를 들어, 각각의 스케줄링 윈도우 (502) 에 하나 이상의 동기화 지연들을 삽입할 수 있는 알고리즘 또는 룩-업을 이용하여 미리결정될 수도 있다. 다른 실시형태들에서, 동기화 지연 라인은 입력 데이터의 완전한 세트가 디스플레이의 다음의 라인을 업데이트하기 위해 이용가능하지 않다 (예를 들어, 버퍼 언더플로우) 는 것에 응답하여 삽입된다.
도 8 은 입력 디바이스가 실질적으로 유사한 용량성 센싱 프레임 레이트들을 유지하기 위한 동기화 지연(들)의 효과를 예시하는 상이한 디스플레이 리프레시 레이트들에서 동작하는 것의 다른 타이밍 비교이다. 타이밍 다이어그램 (802) 은 입력 디바이스 (100) 가 제 1 동작 모드에서 동작하는 것을 예시한다. 상기 논의한 바와 같이, 제 1 동작 모드에서 디스플레이 디바이스 (280) 는 제 1 디스플레이 업데이트 주기 (806) 에 걸쳐 제 1 디스플레이 리프레시 레이트에서 업데이트되는 한편, 용량성 센싱은 제 1 용량성 센싱 프레임 레이트에서 수행된다. 타이밍 다이어그램 (804) 은 입력 디바이스 (100) 가 제 2 동작 모드에서 동작하는 것을 예시한다. 상기 논의한 바와 같이, 제 2 동작 모드에서 디스플레이 디바이스 (280) 는 제 1 디스플레이와는 상이한 제 2 디스플레이 업데이트 주기 (808) 에 걸쳐 제 2 디스플레이 리프레시 레이트에서 업데이트되는 한편 용량성 센싱은 제 2 용량성 센싱 프레임 레이트에서 수행된다. 도 8 의 예에서, 제 2 디스플레이 리프레시 레이트는 60Hz 와 비교하여 제 1 디스플레이 리프레시 레이트, 예를 들어, 30Hz 보다 더 느리다.
도 8 에 나타낸 실시형태에서, 동기화 모듈 (254) 은 즉, 참조 번호 850 으로 나타낸 마지막 라인 업데이트 이벤트가 디스플레이 주기 (408) 동안 수행된 후에 수직 블랭킹 주기 (810) 내에 참조 번호 830 으로 나타낸 하나 이상의 동기화 지연 라인들을 삽입함으로써 센싱 이벤트들을 일정한 레이트에 유지한다. 참조 번호 840 으로 나타낸 센싱 이벤트들은 입력 디바이스 (100) 가 제 1 및 제 2 모드들에서 동작하고 있는 동안 제 2 용량성 센싱 프레임 레이트가 디스플레이 업데이트 주기들 (406) 의 적어도 1/2 에 걸쳐 제 1 용량성 센싱 프레임 레이트와 실질적으로 동일하게 유지되도록 동기화 지연 라인들 (830) 에 의해 분리되면서 수직 블랭킹 주기 (810) 동안 계속 발생한다. 다른 실시형태들에서, 디스플레이 라인들 및 센싱 라인들은 적어도 부분적으로 오버랩할 수도 있는 한편, 동기화 라인들이 가변적인 리프레시 레이트들에 일정한 디스플레이 라인 주기들과 함께 일정한 용량성 센싱 프레임 레이트들을 유지하거나 또는 일정한 리프레시 레이트들에 가변적인 라인 주기들과 함께 일정한 용량성 센싱 프레임 레이트들을 유지하기 위해 삽입된다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시형태들 및 예들은 본 기술 및 그의 특정한 애플리케이션에 따라 실시형태들을 최상으로 설명하고 그것에 의하여 당업자들이 본 기술을 제조 및 이용하는 것을 가능하게 하기 위하여 제시되었다. 그러나, 당업자들은 전술한 설명 및 예들이 예시 및 예의 목적들 만을 위해 제시되었다는 것을 인지할 것이다. 여기에 기재된 설명은 철저한 것으로 의도되지 않고 또는 개시된 정확한 형태로 본 개시를 제한하도록 의도되지 않는다.
전술한 것을 비추어, 본 개시의 범위는 다음에 오는 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (28)

  1. 입력 디바이스로서,
    복수의 센서 전극들;
    상기 복수의 센서 전극들과 통합된 복수의 소스 라인들을 포함하는 디스플레이 디바이스; 및
    상기 복수의 센서 전극들에 그리고 상기 디스플레이 디바이스에 동작가능하게 커플링된 프로세싱 시스템
    을 포함하고,
    상기 프로세싱 시스템은 :
    제 1 모드에서 동작하여 제 1 디스플레이 리프레시 레이트에서 상기 디스플레이 디바이스를 업데이트하고 제 1 디스플레이 프레임 동안 제 1 용량성 센싱 프레임 레이트에서 용량성 센싱을 위해 상기 센서 전극들을 드라이빙하고; 그리고
    제 2 모드에서 동작하여 제 2 디스플레이 리프레시 레이트에서 상기 디스플레이 디바이스를 업데이트하고 제 2 디스플레이 프레임 동안 제 2 용량성 센싱 프레임 레이트에서 용량성 센싱을 위해 상기 센서 전극들을 드라이빙하도록
    구성되고,
    상기 제 1 용량성 센싱 프레임 레이트는 상기 제 1 디스플레이 리프레시 레이트보다 더 크고,
    상기 제 2 용량성 센싱 프레임 레이트는 상기 제 2 디스플레이 리프레시 레이트보다 더 크고, 상기 제 1 디스플레이 리프레시 레이트와 상기 제 2 디스플레이 리프레시 레이트는 제 1 양만큼 상이하고, 상기 제 1 용량성 센싱 프레임 레이트와 상기 제 2 용량성 센싱 프레임 레이트는 제 2 양만큼 상이하며, 상기 제 2 양은 상기 제 1 양 미만인, 입력 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은, 동작의 상기 제 2 모드에 있는 동안 :
    제 1 디스플레이 업데이트 간격 동안 디스플레이 데이터로 상기 복수의 소스 라인들 중 제 1 소스 라인을 드라이빙하고; 그리고
    긴 수평 블랭킹 주기 동안 용량성 센싱을 위해 상기 복수의 센서 전극들 중 적어도 하나를 드라이빙하도록 추가로 구성되고, 상기 긴 수평 블랭킹 주기는 적어도 하나의 동기화 지연 주기를 포함하는, 입력 디바이스.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은, 동작의 상기 제 2 모드에 있는 동안 :
    제 2 디스플레이 업데이트 간격 동안 디스플레이 데이터로 상기 복수의 소스 라인들 중 제 2 소스 라인을 드라이빙하도록 추가로 구성되고, 터치 센싱 간격은 상기 제 1 디스플레이 업데이트 간격과 상기 제 2 디스플레이 업데이트 간격 사이에 있는, 입력 디바이스.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은, 동작의 상기 제 2 모드에 있는 동안 :
    단일의 디스플레이 업데이트 프레임의 부분들 사이의 비-디스플레이 업데이트 간격 동안 상기 복수의 센서 전극들 중 적어도 하나를 드라이빙하도록 추가로 구성되는, 입력 디바이스.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은, 제 2 디스플레이 업데이트 간격 동안 및 동작의 상기 제 2 모드에 있는 동안 :
    디스플레이 데이터로 상기 복수의 소스 라인들의 모든 소스 라인들을 드라이빙한 후에 상기 적어도 하나의 동기화 지연 주기를 삽입하도록 추가로 구성되는, 입력 디바이스.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은, 제 2 디스플레이 업데이트 간격 동안 및 동작의 상기 제 2 모드에 있는 동안 :
    단일의 디스플레이 업데이트 사이클 내에 디스플레이 데이터로 상기 복수의 소스 라인들 중 제 2 소스 라인을 드라이빙하기 이전에 상기 적어도 하나의 동기화 지연 주기를 삽입하도록 추가로 구성되는, 입력 디바이스.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은, 동작의 상기 제 2 모드에 있는 동안 :
    라인 리프레시 데이터의 완전한 세트가 버퍼에서 이용가능한 것에 응답하여 라인 리프레시 데이터로 상기 복수의 소스 라인들 중의 소스 라인을 드라이빙하고; 그리고
    라인 리프레시 데이터의 상기 완전한 세트가 상기 버퍼에서 이용가능하지 않은 것에 응답하여 동기화 지연을 삽입하도록
    추가로 구성되는, 입력 디바이스.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은, 디스플레이 업데이트 주기 동안 및 동작의 상기 제 2 모드에 있는 동안 :
    상기 제 1 디스플레이 업데이트 간격 동안 디스플레이 데이터로 상기 복수의 소스 라인들 중 상기 제 1 소스 라인을 드라이빙하고;
    제 2 디스플레이 업데이트 간격 동안 디스플레이 데이터로 상기 복수의 소스 라인들 중 제 2 소스 라인을 드라이빙하고;
    동기화 지연으로 상기 제 2 소스 라인을 드라이빙하는 것으로서, 상기 동기화 지연으로 상기 제 2 소스 라인이 드라이빙되는 시간의 길이는 상기 제 1 용량성 센싱 프레임 레이트 및 상기 제 2 용량성 센싱 프레임 레이트를 동작의 상기 제 1 모드 및 상기 제 2 모드 동안 실질적으로 일정하게 유지하도록 선택되는, 상기 제 2 소스 라인을 드라이빙하고; 그리고
    상기 제 2 디스플레이 업데이트 간격 후 그리고 단일의 디스플레이 업데이트 프레임의 부분들 사이의 비-디스플레이 업데이트 간격 동안 상기 복수의 센서 전극들 중 적어도 하나를 드라이빙하도록
    추가로 구성되는, 입력 디바이스.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은 :
    상기 디스플레이 디바이스를 리프레시하기 위한 디스플레이 업데이트 간격들 동안 및 용량성 센싱을 위한 비-디스플레이 업데이트 간격들 동안 상기 복수의 센서 전극들을 드라이빙하도록 추가로 구성되는, 입력 디바이스.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이 디바이스는 :
    용량성 센싱을 위해 상기 센서 전극들을 드라이빙하도록 구성된 복수의 소스 드라이버들; 및
    단일의 와이어를 통해 상기 복수의 소스 드라이버들의 각각의 소스 드라이버에 커플링된 터치 제어기로서, 상기 터치 제어기는 상기 단일의 와이어를 통해 디스플레이 및 터치 데이터를 통신하도록 구성된, 상기 터치 제어기
    를 포함하는, 입력 디바이스.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 센서 전극들은 매트릭스 어레이로 배열되는, 입력 디바이스.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은, 상기 제 1 모드에서 동작하는 동안, 긴 수평 블랭킹 주기들 동안 용량성 센싱을 위해 상기 센서 전극들을 드라이빙하도록 추가로 구성되는, 입력 디바이스.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 양은 상기 제 1 양의 프랙션인, 입력 디바이스.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 양은 0 인, 입력 디바이스.
  15. 프로세싱 시스템으로서,
    용량성 센싱을 위한 비-디스플레이 업데이트 주기 동안 복수의 센서 전극들을 동작하도록 구성된 센서 모듈로서, 상기 센서 모듈은 센서 회로부를 갖는, 상기 센서 모듈을 포함하고,
    상기 센서 회로부는 :
    제 1 동작 모드에서, 제 1 디스플레이 업데이트 주기 동안 제 1 용량성 센싱 프레임 레이트로 제 1 디스플레이 리프레시 레이트에서 복수의 소스 라인들을 포함하는 디스플레이 디바이스를 업데이트하고; 그리고
    제 2 동작 모드에서, 제 2 디스플레이 업데이트 주기 동안 제 2 용량성 센싱 프레임 레이트로 제 2 디스플레이 리프레시 레이트에서 상기 디스플레이 디바이스를 업데이트하는 것으로서, 상기 제 1 디스플레이 리프레시 레이트와 상기 제 2 디스플레이 리프레시 레이트는 상이하고 상기 제 1 용량성 센싱 프레임 레이트와 상기 제 2 용량성 센싱 프레임 레이트는 상기 제 1 디스플레이 업데이트 주기 및 상기 제 2 디스플레이 업데이트 주기의 적어도 1/2 동안 동일한, 상기 제 2 디스플레이 리프레시 레이트에서 상기 디스플레이 디바이스를 업데이트하도록
    구성된, 프로세싱 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 센서 회로부는, 상기 제 2 동작 모드에 있는 동안 :
    상기 제 1 디스플레이 업데이트 주기 동안 디스플레이 데이터로 상기 복수의 소스 라인들 중 제 1 소스 라인을 드라이빙하고;
    터치 센싱 주기 동안 상기 복수의 센서 전극들 중 적어도 하나를 드라이빙하고; 그리고
    상기 제 1 디스플레이 업데이트 주기와 상기 터치 센싱 주기 사이에 동기화 지연을 삽입하는 것으로서, 상기 동기화 지연의 길이는 상기 제 2 용량성 센싱 프레임 레이트를 상기 제 1 용량성 센싱 프레임 레이트에 대하여 실질적으로 일정하게 유지하도록 선택된, 상기 동기화 지연을 삽입하도록
    추가로 구성되는, 프로세싱 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 센서 회로부는, 상기 제 2 동작 모드에 있는 동안 :
    상기 제 2 디스플레이 업데이트 주기 동안 디스플레이 데이터로 상기 복수의 소스 라인들 중 제 2 소스 라인을 드라이빙하는 것으로서, 상기 터치 센싱 주기는 상기 제 1 디스플레이 업데이트 주기와 상기 제 2 디스플레이 업데이트 주기 사이에 있는, 상기 제 2 소스 라인을 드라이빙하도록 추가로 구성되는, 프로세싱 시스템.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 센서 회로부는, 상기 제 2 동작 모드에 있는 동안 :
    단일의 디스플레이 업데이트 프레임의 부분들 사이의 상기 비-디스플레이 업데이트 주기 동안 상기 복수의 센서 전극들 중 적어도 하나를 드라이빙하도록 추가로 구성되는, 프로세싱 시스템.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 센서 회로부는, 상기 제 2 동작 모드에 있는 동안 :
    라인 리프레시 데이터의 완전한 세트가 버퍼에서 이용가능한 것에 응답하여 라인 리프레시 데이터로 상기 복수의 소스 라인들 중의 소스 라인을 드라이빙하고; 그리고
    라인 리프레시 데이터의 상기 완전한 세트가 상기 버퍼에서 이용가능하지 않은 것에 응답하여 동기화 지연을 삽입하도록
    추가로 구성되는, 프로세싱 시스템.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 센서 회로부는, 상기 제 2 디스플레이 업데이트 주기 동안 및 상기 제 2 동작 모드에 있는 동안 :
    상기 제 1 디스플레이 업데이트 주기 동안 디스플레이 데이터로 상기 복수의 소스 라인들 중 제 1 소스 라인을 드라이빙하고;
    상기 제 2 디스플레이 업데이트 주기 동안 디스플레이 데이터로 상기 복수의 소스 라인들 중 제 2 소스 라인을 드라이빙하고;
    동기화 지연으로 상기 제 2 소스 라인을 드라이빙하는 것으로서, 상기 동기화 지연의 길이는 상기 제 1 용량성 센싱 프레임 레이트 및 상기 제 2 용량성 센싱 프레임 레이트를 상기 제 1 동작 모드 및 상기 제 2 동작 모드 동안 실질적으로 일정하게 유지하도록 선택되는, 상기 제 2 소스 라인을 드라이빙하고; 그리고
    상기 제 2 디스플레이 업데이트 주기 후 및 단일의 디스플레이 업데이트 프레임의 부분들 사이의 상기 비-디스플레이 업데이트 주기 동안 상기 복수의 센서 전극들 중 적어도 하나를 드라이빙하도록
    추가로 구성되는, 프로세싱 시스템.
  21. 제 15 항에 있어서,
    상기 센서 회로부는, 상기 제 2 디스플레이 업데이트 주기 동안 및 상기 제 2 동작 모드에 있는 동안 :
    단일의 디스플레이 업데이트 사이클 내에 디스플레이 데이터로 상기 복수의 소스 라인들 중 제 2 소스 라인을 드라이빙하기 이전에 동기화 지연을 삽입하도록 추가로 구성되는, 프로세싱 시스템.
  22. 제 15 항에 있어서,
    상기 센서 회로부는, 상기 제 2 디스플레이 업데이트 주기 동안 및 상기 제 2 동작 모드에 있는 동안 :
    디스플레이 데이터로 상기 복수의 소스 라인들의 모든 소스 라인들을 드라이빙한 후에 동기화 지연을 삽입하도록 추가로 구성되는, 프로세싱 시스템.
  23. 제 15 항에 있어서,
    상기 센서 회로부는 :
    상기 디스플레이 디바이스를 리프레시하기 위한 디스플레이 업데이트 주기들 동안 및 용량성 센싱을 위한 비-디스플레이 업데이트 주기들 동안 상기 복수의 센서 전극들을 드라이빙하도록 추가로 구성되는, 프로세싱 시스템.
  24. 제 15 항에 있어서,
    상기 센서 회로부는 :
    용량성 센싱을 위해 상기 센서 전극들을 드라이빙하도록 구성된 복수의 소스 드라이버들; 및
    단일의 와이어를 통해 각각의 소스 드라이버에 커플링된 터치 제어기로서, 상기 터치 제어기는 상기 단일의 와이어를 통해 디스플레이 및 터치 데이터를 통신하도록 구성된, 상기 터치 제어기
    를 더 포함하는, 프로세싱 시스템.
  25. 제 15 항에 있어서,
    상기 센서 회로부는, 동기화 지연 동안 :
    상기 디스플레이 디바이스를 업데이트하지 않도록 추가로 구성되는, 프로세싱 시스템.
  26. 제 15 항에 있어서,
    상기 센서 회로부는, 동기화 지연 동안 :
    상기 센서 전극들로 이전에 드라이빙된 버퍼로부터의 디스플레이 데이터로 상기 디스플레이 디바이스를 업데이트하도록 추가로 구성되는, 프로세싱 시스템.
  27. 입력 디바이스를 동작하기 위한 방법으로서,
    용량성 센싱을 위한 비-디스플레이 업데이트 주기 동안 복수의 센서 전극들을 동작하는 단계;
    제 1 동작 모드에서, 제 1 디스플레이 업데이트 주기 동안 제 1 용량성 센싱 프레임 레이트로 제 1 디스플레이 리프레시 레이트에서 복수의 소스 라인들을 포함하는 디스플레이 디바이스를 업데이트하는 단계; 및
    제 2 동작 모드에서, 제 2 디스플레이 업데이트 주기 동안 제 2 용량성 센싱 프레임 레이트로 제 2 디스플레이 리프레시 레이트에서 상기 디스플레이 디바이스를 업데이트하는 단계로서, 상기 제 1 디스플레이 리프레시 레이트와 상기 제 2 디스플레이 리프레시 레이트는 상이하고 상기 제 1 용량성 센싱 프레임 레이트와 상기 제 2 용량성 센싱 프레임 레이트는 상기 제 1 디스플레이 업데이트 주기 및 상기 제 2 디스플레이 업데이트 주기의 적어도 1/2 동안 동일한, 상기 제 2 디스플레이 리프레시 레이트에서 상기 디스플레이 디바이스를 업데이트하는 단계
    를 포함하는, 입력 디바이스를 동작하기 위한 방법.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 제 1 디스플레이 업데이트 주기 동안 디스플레이 데이터로 상기 복수의 소스 라인들 중 제 1 소스 라인을 드라이빙하는 단계;
    터치 센싱 주기 동안 상기 복수의 센서 전극들 중 적어도 하나를 드라이빙하는 단계; 및
    상기 제 1 디스플레이 업데이트 주기와 상기 터치 센싱 주기 사이에 동기화 지연을 삽입하는 단계로서, 상기 동기화 지연의 길이는 상기 제 2 용량성 센싱 프레임 레이트를 상기 제 1 동작 모드의 상기 제 1 용량성 센싱 프레임 레이트에 대하여 실질적으로 일정하게 유지하도록 선택된, 상기 동기화 지연을 삽입하는 단계
    를 더 포함하는, 입력 디바이스를 동작하기 위한 방법.
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