KR102321235B1 - 용량성 버튼의 물 로버스트성 및 검출 - Google Patents

용량성 버튼의 물 로버스트성 및 검출 Download PDF

Info

Publication number
KR102321235B1
KR102321235B1 KR1020187013925A KR20187013925A KR102321235B1 KR 102321235 B1 KR102321235 B1 KR 102321235B1 KR 1020187013925 A KR1020187013925 A KR 1020187013925A KR 20187013925 A KR20187013925 A KR 20187013925A KR 102321235 B1 KR102321235 B1 KR 102321235B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sensor
touch
value
threshold
sequence
Prior art date
Application number
KR1020187013925A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180121869A (ko
Inventor
악셀 하임
요아오 페레이라
Original Assignee
마이크로칩 테크놀로지 저머니 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 마이크로칩 테크놀로지 저머니 게엠베하 filed Critical 마이크로칩 테크놀로지 저머니 게엠베하
Publication of KR20180121869A publication Critical patent/KR20180121869A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102321235B1 publication Critical patent/KR102321235B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/0418—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for error correction or compensation, e.g. based on parallax, calibration or alignment
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0441—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using active external devices, e.g. active pens, for receiving changes in electrical potential transmitted by the digitiser, e.g. tablet driving signals
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/0418—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for error correction or compensation, e.g. based on parallax, calibration or alignment
    • G06F3/04182—Filtering of noise external to the device and not generated by digitiser components
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/0418—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for error correction or compensation, e.g. based on parallax, calibration or alignment
    • G06F3/04186—Touch location disambiguation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04108—Touchless 2D- digitiser, i.e. digitiser detecting the X/Y position of the input means, finger or stylus, also when it does not touch, but is proximate to the digitiser's interaction surface without distance measurement in the Z direction
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

터치 검출을 위한 방법은, 복수의 센서 측정값들로부터 고역통과 필터링된 시퀀스(810, 830)를 확인하는 것, 제1 고역통과 필터링된 시퀀스로부터의 다수의 샘플들을 누적하여 누적값을 생성하는 것(825, 845), 제1 누적값을 누적값들의 임계치와 비교하게 하는 것, 그리고, 누적값이 누적값들의 임계치보다 큰지 여부의 판정에 근거하여 센서에 접근이 있었는지 여부를 확인하게 하는 것을 포함한다.

Description

용량성 버튼의 물 로버스트성 및 검출
본 출원은 2016년 3월 29일자로 출원된 미국 가출원 제62/314,886호의 우선이익을 주장하며, 상기 가출원은 모든 목적을 위해 본 출원에 참조함으로써 통합된다.
본 개시는 근접 및 터치 감지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 용량성 버튼들에서의 물 로버스트성(robustness) 및 검출에 관한 것이다.
많은 서로 다른 터치, 근접 및 제스처 감지 디바이스들이 서로 다른 응용물들에서 이용가능하다. 예를 들어, 다양한 용량성 터치 검출 기술들이 본 출원의 출원인으로부터 얻어질 수 있다. 이러한 디바이스들은 용량성 전압 분배(CVD: Capacitive Voltage Division) 또는 충전 시간 측정 기술의 원리에 따라 기능한다. 예를 들어, Microchip Technology Inc.에서 발행한 애플리케이션 노트 AN1478(명칭: "mTouch™ Sensing Solution Acquisition Methods Capacitive Voltage Divider")를 참조할 수 있다. Microchip Technology Inc.에서 발행한 애플리케이션 노트 AN1375는 "See Waht You Can Do with the CTMU"를 개시한다. 터치 및 근접 감지 버튼들은 처리 능력이 아주 저급한(low end) 마이크로컨트롤러에 의해 일반적으로 얻어진다. 전형적으로, 가장 간단하고 복잡하지 않은 솔루션은 위의 선택된 솔루션이다.
본 발명은 근접 및 터치 감지, 특히, 용량성 버튼들에서의 물 로버스트성 및 검출을 제공한다.
본 개시의 실시예들은 명령어들을 포함하는 적어도 하나의 컴퓨터판독가능 매체를 포함하고, 상기 명령어들은 프로세서에 의해 로딩되고 실행될 때 상기 프로세서로 하여금 복수의 센서 측정값들로부터 제1 고역통과 필터링된 시퀀스를 확인하게 한다. 상기 실시예 중 임의의 것과 조합하여, 상기 명령어들은 상기 프로세서로 하여금 상기 제1 고역통과 필터링된 시퀀스로부터의 복수의 샘플들을 누적하게 하여 제1 누적값을 생성하게 한다. 상기 실시예 중 임의의 것과 조합하여, 상기 명령어들은 상기 프로세서로 하여금 상기 제1 누적값을 누적된 센서 측정들 또는 값들의 제1 임계치와 비교하게 한다. 상기 실시예 중 임의의 것과 조합하여, 상기 명령어들은 상기 프로세서로 하여금 상기 제1 누적값이 누적된 센서 측정들 또는 값들의 상기 제1 임계치보다 큰지 여부의 판정에 근거하여 상기 센서에 접근이 있었는지 여부를 확인하게 한다. 상기 실시예 중 임의의 것과 조합하여, 상기 명령어들은 상기 프로세서로 하여금 상기 고역통과 필터링의 이전 또는 이후에, 상기 센서 측정값들의 제1 저역통과 필터링을 수행하게 한다. 상기 실시예 중 임의의 것과 조합하여, 상기 명령어들은 상기 프로세서로 하여금 상기 복수의 센서 측정값들로부터 제2 고역통과 필터링된 시퀀스를 확인하게 한다. 상기 실시예 중 임의의 것과 조합하여, 상기 명령어들은 상기 프로세서로 하여금 상기 제2 고역통과 필터링된 시퀀스로부터의 복수의 샘플들을 누적하게 하여 제2 누적값을 생성한다. 상기 실시예 중 임의의 것과 조합하여, 상기 명령어들은 상기 프로세서로 하여금 상기 제2 누적값을 누적된 센서 측정값들 또는 값들의 상기 제2 임계치과 비교하게 한다. 상기 실시예 중 임의의 것과 조합하여, 상기 명령어들은 상기 프로세서로 하여금 상기 제2 누적값이 상기 누적된 센서 측정값들 또는 값들의 제2 임계치보다 큰지 여부의 판정에 근거하여 상기 센서에 접근이 있었는지 여부를 확인하게 한다. 상기 실시예 중 임의의 것과 조합하여, 상기 명령어들은 상기 프로세서로 하여금 센서 측정값들 사이의 차분을 계산함으로써 상기 제1 고역통과 필터링된 시퀀스를 계산하게 한다. 상기 실시예 중 임의의 것과 조합하여, 상기 명령어들은 상기 프로세서로 하여금 상기 제1 고역통과 필터링된 시퀀스의 부호가 변할 때 상기 제1 누적값을 리셋하게 한다. 상기 실시예 중 임의의 것과 조합하여, 상기 명령어들은 상기 프로세서로 하여금 상기 고역통과 필터링된 시퀀스를 저역통과 필터링한 결과값의 부호가 변할 때 상기 제1 누적값을 리셋하게 한다. 상기 실시예 중 임의의 것과 조합하여, 상기 명령어들은 상기 프로세서로 하여금 상기 제1 누적값의 리셋된 횟수를 카운팅하게 하고, 소정의 시간 간격 동안 상기 제1 누적값이 누적 임계치를 초과한 이후에 소정의 리셋이 발생한다. 상기 실시예 중 임의의 것과 조합하여, 상기 명령어들은 상기 프로세서로 하여금 상기 고역통과 필터링된 시퀀스가 리셋 임계치에 도달할 때 상기 제1 누적값을 리셋하게 한다. 상기 실시예 중 임의의 것과 조합하여, 상기 명령어들은 상기 프로세서로 하여금 상기 고역통과 필터링된 시퀀스 또는 상기 제1 저역통과 필터에 의해 처리된 센서 측정값들을 사용자에 의해 정의된 트리거 히스테리시스 임계치들을 갖는 슈미트 트리거에 입력하게 하고, 여기서, 상기 제1 누적값은 상기 슈미트 트리거 출력값이 2개의 가능한 출력 레벨들 중 하나의 미리정의된 레벨에 있을 때 리셋된다. 상기 실시예 중 임의의 것과 조합하여, 상기 명령어들은 상기 프로세서로 하여금 상기 소정의 시간 간격 내에서 상기 누적값의 리셋들의 횟수와 카운팅 임계치를 비교하는 것에 의해 상기 센서 상에 이동하는 물기가 존재하는지 여부를 판정하게 한다. 상기 실시예 중 임의의 것과 조합하여, 상기 명령어들은 상기 프로세서로 하여금 상기 센서 측정값들을 통해 상기 센서 상에 이동하는 물기가 존재하는지 여부를 판정하게 한다. 상기 실시예 중 임의의 것과 조합하여, 상기 명령어들은 상기 프로세서로 하여금 상기 센서 상에 이동하는 물기가 존재하는지 여부에 근거하여 상기 센서에 접근이 있었는지 여부의 확인을 디바운싱(debounce)하게 한다. 상기 실시예 중 임의의 것과 조합하여, 상기 명령어들은 상기 프로세서로 하여금 상기 제1 누적값이 감소되었는지 여부에 근거하여 상기 센서에 접근이 있었는지 여부의 확인을 디바운싱하게 한다. 상기 실시예 중 임의의 것과 조합하여, 상기 명령어들은 상기 프로세서로 하여금 상기 센서 상에 이동하는 물기가 존재하는지 여부에 근거하여 상기 센서에 접근이 있었는지 여부의 확인을 디바운싱하기 위한 시간을 연장하게 한다.
본 개시의 실시예들은, 컴퓨터로 판독가능한 매체에 관한 실시예들 중 임의의 것의 명령어들을 실행하기 위한 프로세서를 포함하는 장치를 포함한다.
본 개시의 실시예들은 상기 장치들 또는 프로세서들의 실시예들 중 임의의 것에 의해 수행되는 방법들을 포함한다.
도 1은 본 개시의 실시예들에 따른, 용량성 센서들 상의 터치 및 근접 감지를 위한 예시 시스템에 대한 도면이다.
도 2는 본 개시의 실시예들에 따른, 2개의 적분기들을 도시한다.
도 3은 본 개시의 실시예들에 따른, 센서 판독값들에 대한 도면이다.
도 4는 본 개시의 실시예들에 따른, 빠른 터치들, 느린 터치들 및 빗물 또는 물기 형성에 관련된 시스템의 동작을 도시한다.
도 5는 본 개시의 실시예들에 따른, 상태 머신의 동작에 대한 보다 상세한 도면이다.
도 6은 본 개시의 실시예들에 따른, 상태 머신의 또 하나의 동작에 대한 보다 상세한 도면이다.
도 7은 본 개시의 실시예들에 따른, 터치를 검출하기 위한 예시 방법을 도시한다.
도 8은 본 개시의 실시예들에 따른, 센서, 저역통과 필터, 고역통과 필터, 누산기 및 상태 머신을 도시한다.
도 1은 본 개시의 실시예들에 따른, 용량성 센서들 상의 터치 및 근접 감지를 위한 예시 시스템(100)에 대한 도면이다. 일 실시예에서, 시스템(100)은 물 또는 기타 물기가 센서에 존재하는 동안에도 터치 및 근접 감지를 수행할 수 있다. 또 하나의 실시예에서, 물 또는 기타 물기가 터치 및 근접 검출에서 고려될 수 있지만, 그것이 존재하는 것으로 명확하게 확인되지 않을 수도 있다. 따라서, 이러한 실시예들은, 존재하는 물 또는 기타 물기에 대해 안정된 터치 및 근접 검출을 달성할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 시스템(100)은 물 또는 기타 물기의 명확한 검출을 터치 및 근접 감지에 포함시킬 수 있다. 추가 실시예에서, 시스템(100)은 터치 또는 근접의 거짓-포지티브 검출(false-positive detection)을 일으킬 수도 있는 빗물와 같은 이동하는 물 또는 물기를 확인할 수 있다. 본 명세서에서 빗물을 예로 들었지만, 어떤 이동하는 물이라도 검출될 수 있다. 물 또는 기타 물기는 시스템(100) 내의 센서들 상에 존재할 수 있다. 시스템(100)은 자체의 센서들 상의 물 또는 기타 물기의 존재를 안정적으로 처리할 수 있다. 센서들은 용량성 센서들을 포함할 수 있다. 용량성 센서 상의 터치 또는 접근 검출은 센서를 둘러쌀 수 있는 물 또는 기타 물기와 같은 전도성 물질들에 매우 민감할 수 있다. 실외용 응용물들에서, 물은 시스템(100)에서의 안정된 감지의 주요 관심사일 수 있다. 시스템(100)의 구성이 이러한 물 또는 기타 물기를 처리하지 못한다면, 센서들 상의 물 특히 센서들 상의 빗물와 같은 이동하는 물은 센서 측정값을 손상시킬 수 있고 시스템(100)에서 거짓(false) 터치 또는 접근 검출들을 일으킬 수 있다.
시스템(100)은 임의의 적절한 터치 또는 근접 감지 시스템용으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 빗물 또는 응결과 같은 요소들이 센서들의 표면에 물기를생기게 할 수 있는 곳의 야외에서, 시스템(100)이 용량성 터치 또는 근접 감지 시스템들을 구현할 수 있다. 이러한 시스템들은, 예시로서, 자동 판매기, 자동 현금 지급기 또는 보안 시스템 상의 버튼 또는 키패드 아래에 있는 센서를 포함할 수 있다. 또한, 이러한 시스템들은 터치스크린, 가상 키패드, 또는 키오스크, 태블릿들, 컴퓨터, 모바일 디바이스 또는 기타 적절한 전자 디바이스의 유사한 입력부를 포함할 수 있다. 추가로, 이러한 시스템들은 자동차의 핸들, 레버, 노브, 또는 터치 또는 근접 감지가 수행될 임의의 기타 기계적 또는 전기-기계적 오브젝트 포함할 수 있다. 또한, 이 시스템들은 백색 가전제품, 세탁기, 주방 설비, 배기 후드 또는 커피 머신 내에 구현될 수도 있다.
일 실시예에서, 시스템(100)은 하나 이상의 감지 데이터를 누적하거나 적분하도록 구성된 하나 이상의 적분기들의 세트들을 가지도록 구현될 수 있다. 적분기들은 가변의 차단(cut-off) 주파수들을 갖는 저역통과 필터링 및 시간에 대한 차분(differentiation)과 같은 전처리가 수행된 데이터를 적분하거나 누적할 수 있다. 한 세트 내의 각 적분기는, 차분이 취해지는 저역통과 필터링된 데이터들 사이의 시간뿐만 아니라 동일한 세트의 원래(original) 감지 데이터에 적용된 저역통과 필터링의 양에 따라, 변할 수 있다. 예를 들어, 시스템(100)의 적분기들은 차분된 데이터가 증가하는 동안에는 저역통과 필터링 및 차분된 측정값들을 누적하고, 그리고 적분기는 차분된 데이터가 감소할 때에 리셋될 수 있다. 한 세트의 적분기들은 하나 이상의 센서들로부터의 입력값들을 수용할 수 있다. 한 세트의 적분기들은, 데이터 세트에 적용된 저역통과 필터링의 양이 서로 다를지라도 또는 차분이 취해진 저역통과 필터링된 데이터들 사이의 시간이 서로 다를지라도, 동일한 센서 또는 센서들로부터의 전처리된 데이터를 적분하거나 누적할 수 있다. 적분기들에 의해 컴파일된 값들은 터치 또는 접근을 검출하는 데에 사용될 수 있다. 그 값들은 예를 들어 상태 머신에 의해 평가될 수 있다. 이것은 임계치에 대한 센서 측정값들의 간단한 비교만이 수행될 수 있는 다른 솔루션들과 다를 수 있다. 일 실시예에서, 적분기들은 물이 센서들의 표면 상에 존재하는지 또는 센서들의 표면 상에서 이동하고 있는지 여부를 명시적으로 또는 암시적으로 판정하는 데에 사용되는 값들을 누적하도록 구성될 수 있다. 이러한 판정은 예를 들어 상태 머신에 의해 이루어질 수 있다. 또 하나의 실시예에서, 적분기들에 의해 생성된 값들에 행해진 터치 또는 접근 검출 분석은, 물이 존재하는지 또는 이동하는지의 여부를 계산에 넣을 수 있다.
일 실시예에서, 감지 데이터에 저역통과 필터링 및 차분이 적용된 후에, 적분기들은 그 감지 데이터를 적분하거나 누적할 수 있다. 또 하나의 실시예에서, 제1 적분기는, 차분에 앞서서 어떤 저역통과 필터링도 하지 않은 감지 데이터를 적분하거나 누적할 수 있다. 반면에, 제2 적분기 및 추가 적분기들은, 동일하지만 차분에 앞서서 저역통과 필터링이 적용된 감지 데이터를 적분하거나 누적할 수 있다. 서로 다른 적분기들은, 서로 다른 저역통과 필터링이 적용되고 또한 차분이 취해진 저역통과 필터링된 데이터들 사이의 시간이 서로 다른 감지 데이터를 적분할 수 있다. 예를 들어, 제1 적분기는 소량의 저역통과 필터링이 적용된 감지 데이터를 적분하거나 누적할 수 있는 반면, 제2 적분기는 증가된 양의 저역통과 필터링이 적용된 동일한 감지 데이터를 적분하거나 누적할 수 있다. 저역통과 필터링이 강할수록, 제공된 누산기에 의해 검출될 수 있는 접근 및 터치가 느려진다. 특정 적분기에 적용된 저역통과 필터링의 양은 검출되거나 안정하게 관리되어야할 특정 조건에 따라 또는 센서들의 특성들에 따라 설정될 수 있다. 저역통과 필터링은, 예를 들어, 누적에 이용가능한 데이터의 서브 세트만 선택하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 저역통과 필터링되지 않은 데이터는, 샘플 속도(rate)로 획득되고 또한 제공된 센서로부터 입수할 수 있는만큼의 데이터 요소들을 포함할 수 있다. 2개의 이러한 데이터 요소들 간의 차분의 누적은, 원래 샘플 속도에 의해 정의된 제시간의 연속적인 순간들에서의 데이터 요소들의 차분을 계산함으로써 이루어질 수 있다. 저역통과 필터링된 데이터는 일부 샘플들이 생략된 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 샘플 속도를 절반으로 효율적으로 나누어, 하나 걸러 하나의 데이터 요소만을 고려할 수 있다. 다른 예시들에서, 매 n번째의 저역통과 필터링된 데이터 요소가 사용될 수 있다. 또 다른 예시들에서, 데이터 요소들의 차분들의 누적이 현재 데이터 유닛과 현재 데이터 유닛 이전에 샘플링된 데이터 유닛 L에 관하여 행해질 수 있다.
전술한 바와 같이, 용량성 센서들에서의 터치 검출은, 다른 솔루션들에서도 센서로부터의 측정 신호를 고정된 임계치와 비교함으로써 간단하게 이루어진다. 하지만, 시스템(100)의 적분기들은 제로(0) 레벨의 느린 업데이트를 담당할 수 있다. 제로 레벨은 신체의 접근 또는 터치가 없을 때의 시스템(100) 센서들로부터의 신호들의 측정값 레벨을 나타낼 수 있다. 제로 레벨은 기준선(baseline) 레벨 또는 주변(ambient) 레벨이라고도 지칭될 수 있다. 일부 상황들에서는 측정값의 느린 드리프트들(drifts)을 담당하는, 시스템(100)에서의 제로 레벨의 느린 업데이트가 있을 수 있다. 이러한 드리프트들은 온도 변화, 환경으로부터의 전자기 신호 또는 간섭, 또는 센서의 표면을 구성하는 재료의 변경으로 인해 발생할 수 있다. 또한, 센서들 상에 물이 떨어지거나 결로가 형성되면, 센서들로부터의 측정된 신호 레벨이 급격하게 변할 수 있다. 따라서, 기준 측정값을 조정할 수 있는 시스템들조차도 이러한 물기 조건들을 터치로 잘못 인식할 수 있다.
시스템(100)은 물기가 터치 또는 근접 표면 상에 존재하는지 또는 이동하는지 여부를 고려에 넣고 터치 또는 근접을 인식하는 임의의 적절한 방식으로 구현될 수 있다. 시스템(100)은 임의의 적절한 갯수 및 종류의 센서(106)와 같은 터치 또는 근접 센서를 포함할 수 있다. 센서(106)는 오브젝트(114)가 센서(106)에 접근하거나 터치할 때 측정값이 변하도록, 적절한 전자 디바이스에 의해 구현될 수 있다. 측정값은 전압, 전류 또는 다른 물리 현상을 포함하여, 센서로부터 얻어지는 임의의 적절한 데이터 표현일 수 있다. 측정값은 또한 예를 들어, 2개의 신호 레벨들 사이를 교번하는 교호 특성(alternating nature)을 나타낼 수 있다. 오브젝트(114)에 의한 센서(106)에의 접근 또는 터치는, 측정 신호가 교번하는 사이에 신호 레벨들 중 적어도 하나의 변경을 가져온다. 오브젝트(114)는 예를 들어, 손, 손가락, 스타일러스 또는 이것의 일부분을 포함할 수 있다. 센서(106)는 오브젝트(114)의 근접 또는 터치에 따라 측정 신호를 생성할 수 있다. 센서(106)는 시간에 걸쳐 변하는 기준선(baseline) 측정 신호를 생성할 수 있다. 또한, 센서(106)는, 물기가 센서(106)의 표면에 형성될 때 또는 물기가 시스템(100)의 표면에 형성되고 오브젝트(114)가 센서(106)에 접촉 또는 근접하면서 이러한 물기 및 표면에 접촉할 때에 변하는 측정값을 생성할 수 있다. 이러한 물기는 예를 들어, 응결, 빗물(110) 또는 다른 소스로부터 형성될 수 있다. 센서(106)는 사용자 인터페이스(112)에 포함될 수 있다. 사용자 인터페이스(112)는 예를 들어, 대형 터치스크린, 버튼, 레버, 핸들을 포함할 수 있다. 센서(106)의 측정값 출력에 영향을 미치는 물기가 사용자 인터페이스(112)에 접촉될 수 있다.
센서(106)로부터 얻어진 출력 신호들은, 전술한 바와 같은 데이터 전처리를 위한 메커니즘들을 포함하는 적분기들을 형성하는 아날로그 회로망, 디지털 회로망, 또는 그것들의 조합으로 전송(routing)될 수 있다. 아날로그-디지털 변환기들은 상기 출력 신호를 디지털 측정값들로 최초 변환하는 데에 사용될 수 있는데, 여기서, 상기 디지털 측정값들은 본 개시의 교시들에 따른 동작을 수행하도록 분석되고 조작될 수 있다. 따라서, 적분기들은 아날로그 또는 디지털 회로망의 임의의 적절한 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 적분기들은, 적절한 카운터 및 로직 회로들에 의해 전부가 또는 부분적으로 구현될 수 있다. 또 하나의 예시에서, 적분기들은 메모리(104)에 결합된 프로세서(102) 내에 구현된 회로망에 의해 구현될 수 있다. 이러한 예시에서, 시스템(100)의 적분기들 및 다른 동작은 메모리(104) 내의 명령어들에 의해 구현될 수 있으며, 상기 명령어들은 프로세서(102)에 의해 로딩되고 실행될 때 프로세서(102)로 하여금 본 개시에 설명한 바와 같은 시스템(100)의 기능을 수행하게 한다. 프로세서(102)는 예를 들어, 8-비트 마이크로컨트롤러 또는 그것의 프로세서를 포함할 수 있다. 메모리(104)는 RAM, ROM 또는 FLASH와 같은 휘발성 또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
센서(106)는 폴링(poll)되거나 임의의 적절한 주파수에서 이산 측정값들을 나타내는 새로운 신호들을 생성할 수 있다. 예를 들어, 센서(106)는 대략 수백 헤르츠의 속도(rate)로 새로운 신호들을 생성할 수 있다.
시스템(100)에 구현된 적분기들(116)은 시간에 걸쳐서 센서(106)에 의해 제공된 값들을 기록(record))할 수 있다. 특히, 적분기들(116)은 센서(106)에 의해 제공된 값들의 차분값들을 기록할 수 있으며, 여기서 제1 시간에서의 값과 제2 시간에서의 값 사이의 차분이 기록된다. 다양한 레벨들의 적분기들(116)은, 센서(106)를 통해서 시스템(100)의 표면의 물기를 검출할 수 있고, 또한 동일한 센서(106)를 통해서 터치 또는 근접이 감지되는 때를 검출할 수 있다. 적분기 동작으로부터의 특정 추론들(inferences)은 상태 머신(108)을 통해서 제어될 수 있다. 상태 머신(108)과 적분기들(116)은, 프로세서(102)에 의한 실행을 위한 메모리(104) 내의 명령어들에 의한 구현을 포함하며, 아날로그 또는 디지털 회로망의 임의의 적절한 조합으로 구현될 수 있다.
시스템(100)은 적분기들(116)과 상태 머신(108)을 통해서, 터치들뿐만 아니라 센서(106)에 물기가 존재하는지 또는 이동하고 있는지의 여부를 판정하도록 구성될 수 있다. 따라서, 예를 들어 자동차 핸들에서의 시스템(100)의 사용은 자동차 자체의 빗물 표시기로서 사용될 수 있다. 자동차의 다른 빗물 표시기들은 자동차가 시동된 후 특정 시간이 지난 후에서야 또는 최소한의 주행 속도에서만 빗물을 검출할 수 있다. 센서(106)가 용량성 센서로서 구현되면, 그것은 광학 또는 적외선 센서들과 비교하여 일반적으로 전력 소모가 적고, 특히 그것이 키리스 엔트리 목적으로 동작하고 있을 때에는 특히 차량이 주차된 때에도 연속적으로 빗물을 검출한다. 그래서, 엔진을 시동하기 전의 빗물 검출 이력으로부터, 예를 들어, 자동차가 이동하기 전에 미리 윈드 쉴드 또는 리어 윈도우에서 빗물을 닦아내는 것이 유용한지 또는 필요한지를 추정할 수 있다. 또한, 자동차가 주차되어 있는 중에 비가 내리고 있을 때에는, 빗물 표시가 루프나 윈도우들을 닫는 데에 사용될 수 있다. 윈드 쉴드에 있는 광학 또는 적외선 센서들과 비교하여, 터치 또는 접근 검출을 위한 용량성 센서를 양쪽의 앞문들에 구비하면, 바람이 부는 상태에서 비가 어느 방향으로부터 내리든지 관계없이 도어의 핸들들 중 적어도 하나에서 빗물이 검출되는 것이 보장된다. 센서(106)는 또한, 빗물 검출 또는 표시의 주요 목적, 예컨대 비가 내리기 시작할 때 루프 윈도우들을 자동으로 닫기 위한 목적으로 이용될 수 있다. 이러한 윈도우들은 가정이나 건물들에도 존재할 수 있다.
도 2는 본 개시의 실시예들에 따른, 2개의 적분기들을 도시한다. 비록 2개의 적분기들이 도시되어 있지만, 임의의 적절한 갯수 및 계층의 적분기들이 사용될 수 있다. 제1 적분기(레벨 1 적분기; 204)는 센서(106)로부터의 신호들을 수신할 수 있다. 보다 구체적으로, 레벨 1 적분기(204)는 센서(106)로부터의 입력을 수신할 수 있는데, 여기서 입력은 센서(106)로부터의 값들의 서로 다른 시간 사이의 차분 입력(differential input)을 구하는 비교기(206)에 의해 변형된 것이다. 예를 들어, 시간(t)에서, 센서(106)는 측정 신호값을 출력할 수 있다. 이 값은 메모리(208)에 저장될 수 있다. 시간(t-1)에서 이전에 기록된 값이 검색되어 새로 획득된 값과 비교될 수 있다. 비교기(206)는 센서(106)로부터의 새로운 값과 시간(t-1)에서 직전에 이전에 저장된 값과의 차분을 반영하는 값을 발행(issue)할 수 있다. 차분값은 레벨 1 적분기(204) 내에 누적될 수 있다. 차분값을 누적함으로써, 센서(106)의 공칭 출력값에 영향을 미치는 온도 및 전자기 노이즈와 같은 완만하게 변하는 조건들이 고려될 수 있다. 비교기(206)는 적절한 아날로그 또는 디지털 회로들에 의해서 또는 프로세서에 의해 실행되는 명령어들에 의해서 구현될 수 있다.
일 실시예에서, 레벨 1 적분기(204)는, 차분 판독값 Δ1이 양(positive)이거나 0인 경우에, 하나의 시점부터 다음 시점(t 및 t-1)까지 검출된 센서 판독값들에서의 변화(Δ1 = xt - xt-1)를 누적하도록 구성될 수 있다. 또한, 레벨 1 적분기(204)는 센서 판독값을 레벨 2 적분기(202)와 같은 또 하나의 적분기로 포워딩하도록 구성될 수 있다. 레벨 2 적분기(202)에서, 그 값은, 적절한 아날로그 또는 디지털 회로들에 의해 또는 프로세서에 의해 실행되는 명령어들에 의해 구현될 수 있는 또 하나의 비교기(210)를 통해서 평가될 수 있다. 또한, 차분 센서 판독값은 메모리(212)에 저장될 수 있다.
또 하나의 실시예에서, 레벨 1 적분기(204)는, 그것이 수신한 차분 센서 입력값이 음(negative)이면, 누적값을 리셋할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 레벨 1 적분기(204)는 그것이 수신한 차분 입력값이 임계치 아래이면, 누적된 차분값을 리셋할 수 있다.
유사하게, 레벨 2 적분기(202)는 자신의 입력값들의 차분들을 누적할 수 있다. 레벨 2 적분기(202)로의 입력값들은 비교기(210)에 의해 판정될 수 있다. 비교기(210)에서, 센서(106)로부터의 값들의 서로 다른 시간들 사이의 차분 입력이 결정될 수 있다. 비교를 위해서 비교기(210)에 의해 선택된 값들은, 비교기(206)에 의해 선택된 것들과 다를 수 있다. 일 실시예에서, 시간(t)에서, 이전에 시간(t-L)에서 기록된 측정값이 읽어내져서 새로 획득된 측정값과 비교될 수 있다. 비교기(210)는 센서(106)로부터의 새로운 값과 이전에 시간(t-L)에서 저장된 값과의 차분을 나타내는 값을 발행할 수 있다. 차분값은 레벨 2 적분기(202)에서 누적될 수 있다. L의 값은 1보다 클 수 있다. 그 값은, 다양한 조건들에서의 시스템들의 응답에 대한 설계상의 선택에 따라 선택될 수 있다. L의 값이 클수록, 접근이 발생했는지 여부를 평가하는 데에 사용되는 룩백(look-back)이 길어진다.
따라서, 일 실시예에서, 레벨 2 적분기(202)는 서로 다른 시점들에서 취해진 측정값들 사이의 차분을 입력으로서 수용하는데, 여기서, 적어도 하나의 측정 간격(gap)이 입력 포인트들 사이에서 발생한다. 또 하나의 실시예에서, 비교기(210)에 의해 확인된 차분이 양 또는 0이면, 이 차분은 레벨 2 적분기(202)에 누적될 수 있다. 하지만, 비교기(210)에 의해 확인된 차분이 음이면, 레벨 2 적분기(202)에 의해 누적값은 0으로 설정된다.
누적함으로써, 레벨 2 적분기(202)와 레벨 1 적분기(204)는 이러한 차분들이 양의 값들일 때 입력 차분값들을 누계(running total)에 더할 수 있다. 또한, 레벨 2 적분기(202)와 레벨 1 적분기(204)는 입력 차분값들이 음일 때 누계들을 리셋할 수 있다. 적분기들(202, 204) 각각에서의 누계 또는 누적값들은 터치 또는 접근이 발생했는지 여부를 판정하는 데에 사용될 수 있다. 레벨 1 적분기(204)에서의 누계 또는 누적값들은, 마지막 리셋후부터의 차분 센서 판독값들의 누적 합계를 정의하는 임계치와 비교될 수 있다. 이러한 임계치는 임계치(T1)로 지칭될 수 있다. 상기 임계치는 실험 결과들에 따라 설정될 수 있다. 또한, 레벨 2 적분기(202)에서의 누계 또는 누적값은, 마지막 리셋후부터의 차분 센서 판독값들의 누적 합계를 정의하는 임계치와 비교될 수 있다. 이러한 임계치는 임계치(T2)로 지칭될 수 있다. 일 실시예에서, 적분기들(202, 204) 중 하나 또는 둘 다가 그들 각자의 임계치들에 도달하면, 터치 또는 판정이 확인될 수 있다.
따라서, 일 실시예에서, 각각의 적분기들은 차분 측정 입력값들을 누적할 수 있는데, 여기서, 누적값은 측정값이 증가함에 따라 증가하지만 측정값이 감소할 때는 리셋된다.
또 하나의 실시예에서, 적분기들은 차분이 임계치 미만일 때까지, 심지어 0이 아닐 때까지는, 차분 측정값들을 누적할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 적분기들은 차분 측정 입력값들을 누적할 수 있는데, 여기서, 접근 또는 터치는 측정 신호를 감소시킨다. 이러한 경우에, 신호들, 임계치들 및 기준치들의 양의 및 음의 방향(positive and negative aspect)이 역전될 수 있다. 누산기들은 차분이 0보다 클 때 재설정될 수 있다.
따라서, 슈미트 트리거(Schmitt trigger)가 채용될 수 있고, 누산기들은 차분 입력 신호가 누산기 출력의 부호와 반대 부호일 때 리셋된다.
적분기들(202, 204)의 값들은 상기 신호에 경미한 단조 시프트들(light monotonic shifts)을 가져올 수 있다. 신호에서의 이러한 단조 시프트들은 오브젝트(114)에 의한 터치들 또는 근접을 나타낼 수 있다. 적분기(202)의 출력값은 임계치와 비교될 수 있다. 적분기(202)의 출력값이 임계치 위에 있으면, 센서 판독값은 터치로 간주될 수 있다. 이 출력값은 주어진 시간에서의 센서 판독값들의 변화일 수 있다.
도 3은 본 개시의 실시예들에 따른, 센서 판독값들에 대한 도면이다. 그래프(302)는 본 개시의 교시들을 구현하는 데에 실패한 터치 또는 근접 센서의 동작을 도시할 수 있다. 일 실시예에서, 그래프(304)는 시스템(100)의 동작을 도시할 수 있다. 그래프들(302, 304)은 예를 들어 초, 분 또는 시간(hour)으로 도시된 시간에 대한, (센서(106)와 같은) 터치 또는 근접 센서로부터 수신된 측정 신호들을 도시할 수 있다. 그래프들(302, 304)의 기본(underlying) 측정 신호들은 동일할 수 있다. "누름(PRESS)"으로 표시된 각 그래프 상의 점들은, 터치 또는 접근이 확인된 시점을 나타낼 수 있다. 따라서, 그래프들(302, 304)은, 다른 시스템들과 본 개시의 실시예들 사이의, 동일한 센서 신호들에 대한 해석에서의 상기 차분을 반영한다.
각각의 그래프들(302, 304)에서 시작으로부터 182초까지는, (센서(106)와 같은) 터치 또는 근접 센서의 표면은 건조상태일 수 있다. 각각의 그래프들(302, 304)에서 182초 이후에, 터치 또는 근접 센서의 표면은 그 위에 비가 내렸거나 또는 그렇지 않으면 그 위에 물기가 형성되었을 수 있다.
182초 이전에, 양 시스템들의 센서 상에 터치들이 이루어질 수 있다. 이것들은 각각의 그래프들(302, 304)에서 점들로써 보여진다. 그래프들(302, 304)에서의 측정값의 각 피크는 오브젝트의 센서(106)에의 터치 또는 가까운 근접을 나타낼 수 있다. 그래프(304)에 도시된 바와 같이, 시스템(100)은 182초 이전에 각 피크에서 단일 터치 또는 접근을 정확하게 검출할 수 있다. 그래프(302)에 도시된 바와 같이, 다른 시스템들은 182초 이전에 각 피크에서 터치들 또는 접근들을 검출할 수 있다. 하지만, 약간의 바운싱(bouncing), 앨리어싱(aliasing), 이중 터치(double-touch), 또는 기타 관련없는(extraneous) 거짓-포지티브 터치(false-positive touch) 또는 접근 검출이 존재할 수 있는데, 여기서,단일 측정 피크로부터 다수의 터치들이 확인된다. 기타 시스템들은 측정 신호 자체가 임계치에 대해 비교되는 비교들에 의존할 수 있다.
하지만, 182초 이후에, 센서(106)에 빗물이 떨어지거나 그 위에 물기가 형성되는 동안에, 센서에 어떤 터치들도 이루어지지 않을 수 있다. 따라서, 일정하지 않은 측정 신호들이 센서(106)로부터 생길 수 있고, 이 측정 신호들은 다른 시스템들에서는 오브젝트에 의한 터치들 또는 접근들이라고 부정확하게 해석될 수 있다. 그래프들(302, 304)에 도시된 바와 같이 빗물 또는 물기가 급격한 스파이크들을 유발할 수 있기 때문에, 센서(106)로부터의 이동 기준선 신호는 다른 시스템들에서 터치들의 거짓-포지티브 검출들을 제거하기에 충분하지 않을 수 있다. 측정값에서의 스파이크들은 물기에 의해 유발되는 커패시턴스 또는 임피던스의 변화에 기인할 수 있다. 빗물로 인한 측정값에서의 스파이크들은, 심지어 182초 표지(mark) 이전의 실제 터치들 또는 접근들에 기인한 측정값에서의 스파이크들보다 훨씬 높을 수 있다.
그럼에도 불구하고, 시스템(100)은 어떠한 이러한 거짓-포지티브들의 검출을 경험하지 않을 수 있다. 시스템(100)은, 센서로부터의 측정값들을 처리하기 위해 자체의 적분기들을 사용함으로써, 터치들을 확인할 수 있고, 신호에서의 단조 시프트들(monotonic shifts)(터치들의 특징임)을 강조할 수 있다. 시스템(100)은, 센서로부터의 차분 측정값들을 처리하기 위해 자체의 적분기들을 사용함으로써, 빗물 또는 물에 의해 유발된 통상의 단조롭지 않은(non-monotonic) 드리프트들 및 스파이크들을 제거할 수 있다.
일 실시예에서, 시스템(100)은 센서(106)로부터의 측정 신호들을 평가할 때 빗물 또는 물기가 센서(106) 상에 또는 인접하여 존재하는지 또는 이동하는지의 여부를 고려하도록(take into account) 구성될 수 있다. 또 하나의 실시예에서, 시스템(100)은 동일한 센서(106)의 측정 신호들을 통해, 빗물 또는 물기가 센서(106) 상에 또는 인접하여 존재하는지 또는 이동하는지 여부에 대한 판정을 행하도록 구성될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 시스템(100)은, 센서(106)로부터의 측정 신호들을 통해, 센서(106)가 터치되었는지 또는 접근되었는지 여부뿐만 아니라, 빗물 또는 물기가 센서(106) 상에 또는 인접하여 존재하는지 또는 이동하는지 여부에 대한 판정을 행하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 시스템(100)은 센서(106)로부터의 이동 기준선 또는 주변 측정값을 사용하지 않으면서, 센서(106)가 터치되었는지 또는 접근되었는지 여부에 대한 판정들을 행하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 시스템(100)은 후속 해제(release)를 탐지하기 위해서, 터치 또는 접근 검출시에 조정된 기준선을 이용하도록 구성될 수 있다.
도 4는 본 개시의 실시예들에 따른, 빠른 터치, 느린 터치, 및 빗물 또는 물기 형성(formation)에 대한 시스템(100)의 동작을 도시한다. 그래프(402)는 시스템(100)에 의해 확인된 터치들 및 해제들뿐만 아니라, 센서(106)로부터의 측정 신호 출력값을 도시할 수 있다. 그래프(404)는 레벨 1 적분기(204)의 출력값을 도시할 수 있는데, 여기서, 접근은 적분기 출력값이 임계치(T1)를 초과할 때 확인된다. 그래프(406)는 레벨 2 적분기(202)의 출력값을 도시할 수 있는데, 접근은 적분기 출력값이 임계치(T2)를 초과할 때 확인된다. 접근 검출 이후에 터치를 검출하기 위해서는, 측정 신호가 디바운스 구간(debounce period) 동안 특정 레벨 아래로 떨어지지 않아야 한다. 터치를 검출하기 위해 상기 측정 신호가 상기 디바운스 구간 동안 떨어질 수 있는 최대량은, 접근이 확인된 시점에서의 측정 신호 레벨에 의존한다. 접근이 확인된 시점에서는, 기준선값은 측정 신호 레벨로부터 출력값이 자신의 임계치를 초과한 적분기의 적분기 출력값을 뺀 값으로 갱신될 수 있다. 이 기준선은 디바운스 구간 동안의 평가에 사용될 수 있다.
대략 0초부터 1초의 직후까지, 오브젝트는 빠른 방식으로 센서(106)에 터치할 수 있는데, 빠른 방식은 초기 터치 그리고 이 터치의 후속 해제가 상당히 뚜렷하게 발생함을 의미한다. 센서(106)에의 오브젝트의 접근은, 상당히 신속하여, 도 4의 빠른 터치 부분에서의 터치 이전에 도시된 바와 같이, 센서(106)에 의해 생성된 측정값의 증가에 있어서 결과적으로 날카로운 기울기를 가져올 수 있다. 유사하게, 빠른 해제는 센서(106)로부터 멀어지는 상당히 신속하고 명확한 이동을 수반할 수 있으며, 결과적으로 측정 신호의 빠른 하강(drop-off)을 초래한다.
4초의 직전부터 5초의 직후까지는, 오브젝트가 느린 방식으로 센서에 터치할 수 있는데, 느린 방식은 초기 터치가 상당히 덜 명확한 방식으로 발생함을 의미한다. 센서(106)에의 오브젝트의 접근은, 상당히 느릴 수 있으며, 도 4의 느린 터치 부분에서의 터치 이전에 도시된 바와 같이, 센서(106)에 의해 생성된 측정 신호의 증가에 있어서 결과적으로 덜 날카로운 기울기를 가져올 수 있다. 유사하게, 느린 해제는 센서(106)로부터 멀어지는 상당히 느린 이동을 수반할 수 있으며, 해제가 판정된 후에도 그 오브젝트가 아직 완전히 멀리 이동하지 않아서 센서(106)에 의해 생성되는 측정값에 여전히 기여하여 결과적으로 잡음 신호를 초래한다.
도 4에 도시된 빠른 터치와 느린 터치 사이에서, 빗물이 센서(106)에 떨어질 수 있다. 도시된 바와 같이, 빗물은 다른 시스템들에서는 터치들로 보고될 수 있는 측정 신호에서의 점프들 또는 스파이크들을 일으킬 수 있다.
빠른 터치시, 그래프(404)에 도시된 바와 같이, 레벨 1 적분기(204)는 센서(106)의 측정값으로부터 급격하게 상승하는 차분값들을 누적할 수 있다. 이것으로 인해 레벨 1 적분기(204)는 자체의 임계치(T1)를 초과할 수 있다. 이것으로 인해 시스템(100)은 접근 또는 터치의 1차(primary) 표시가 발생했음을 확인할 수 있다.
또한, 빠른 터치시, 그래프(406)에 도시된 바와 같이, 레벨 2 적분기(202)는 센서(106)의 측정값으로부터 급격하게 상승하는 차분값들을 누적할 수 있다. 이것으로 인해, 레벨 2 적분기(202)는 임계치(T2)를 초과할 수 있다. 이것으로 인해 또한, 시스템(100)은 접근 또는 터치의 1차 표시가 발생했음을 확인할 수 있다.
특히, 그래프(406)는 레벨 2 적분기(202)에 의한 누적이 레벨 1 적분기(204)에 의한 누적보다 느리게 상승하는 것을 보여준다.
일 실시예에서, 터치가 확인된 후, 레벨 2 적분기(202)와 레벨 1 적분기(204)에 의한 누적은 해제가 확인될 때까지 일시정지할 수 있다.
비가 내리는 구간 동안, 그래프(402)에 도시된 측정 신호 레벨에서의 스파이크들로 인해, 다른 시스템들에서는 달리 터치들로 확인될 수 있다. 하지만, 이러한 스파이크들이 신속하게 떨어지는(그리고 음 입력시 적분기들이 리셋됨) 측정값 레벨의 비지속적인 변화를 나타내는 정보(skinny)임을 고려해볼 때, 측정값 차분들은 터치 또는 접근의 확인을 트리거할 정도로 시스템(100)에 누적되지 않는다.
느린 터치 동안, 측정값들의 레벨 1 적분기(204)로 하여금 센서(106)의 측정값들로부터의 차분값들을 임계치(T1)를 초과하는 레벨까지 누적시킬 연속적인 증가가 불충분하다. 센서(106)에의 오브젝트의 느린 터치 또는 접근은 센서(106)의 출력의 급격한 상승을 일으키지 않을 수 있다. 하지만, 레벨 2 적분기(202)는 센서(106)로부터의 전처리된(예를 들어, 저역통과 필터링된) 출력의 차분값들을 충분히 누적할 수 있다. 차분 입력값들은 모두 양이므로, 적분기의 리셋을 일으키지 않았다. 따라서, 느린 터치는 레벨 2 적분기(202)가 자체의 임계치(T2)를 초과하는 것에 의해 확인된다. 이것으로 인해, 시스템(100)은 터치 또는 접근이 발생했음을 확인할 수 있다. 느린 터치동안에 얻어진 어떠한 차분값도 레벨 1 적분기(204)로 하여금 자체의 임계값(T1)을 초과하게 하는 데에는 충분하지 않을 수 있지만, 센서(106)로부터의 신호 상승의 단조롭지 않은 특성(non-monotonic nature)은 레벨 2 적분기(202)에서 어떤 음의 입력값들(즉, 음의 차분들)도 일으키지 않을 것이다. 따라서, 레벨 2 적분기(202)는 리셋되지 않고 그것의 전처리된 입력값을 계속 누적할 수 있다. 또한, 레벨 2 적분기(202)는 저역통과 필터링된 데이터에 의존하기 때문에 원래 입력 신호의 더 길고 점진적인 변화들을 관찰할 수 있다. 따라서, 레벨 2 적분기(204)는 값들을 누적하여 자체의 임계치(T2)에 도달할 수 있고, 따라서 터치 또는 접근을 확인할 수 있다.
이러한 예시의 실시예들에서는 비록 2개의 적분기들이 도시되어 있지만, 2개 이상의 적분기들이 적분기들의 세트로 사용될 수 있다. 모든 적분기들은, 서로 다른 레벨들의 저역통과 필터링과 같이 서로 다르게 전처리될지라도, 센서로부터의 동일한 원래 데이터로부터의 차분들을 누적할 수 있다. 서로 다른 레벨들의 저역통과 필터링은 다수의 서로 다른 터치 속도(velocity)들을 고려할 수 있다. 전처리 레벨들이 서로 다른 다수의 적분기들을 채용함으로써, 전처리가 거의 또는 전혀 없는 적분기 입력을 사용하여 짧은 대기시간(latency)에서 터치들의 검출을 처리하는 것 및 강하게 전처리된 입력값들을 사용하는 적분기들을 사용하여 느린 터치들과 잡음 환경들을 처리하는 것 둘 다가 가능하게 되므로, 터치 검출에서의 높은 로버스트성과 높은 잠재성(latency)을 제공한다.
도 4에 도시된 기준선은 터치들의 해제를 확인하는 데에 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 이러한 기준선은 터치 자체들을 확인하기 위한 센서(106)의 출력과의 비교 수단으로는 사용되지 않는다. 또 하나의 실시예에서, 이러한 기준선은 터치 자체들을 확인하기 위한 센서(106)의 출력값의 차분들과의 비교 수단으로는 사용되지 않는다. 기준선은 터치에 근거하여 계산될 수 있다. 기준선은, 센서(106)로부터의 현재 측정값에서 각자의 적분기값을 뺌으로써 계산될 수 있다. 측정 신호가 측정된 값과 기준선값 사이의 소정의 백분율(예를 들어, 50%) 차분 아래로 떨어질 때, 해제가 확인될 수 있다.
접근 이후, 타임아웃 동안에 신호 레벨이 너무 많이 감소하지 않는다면 터치로 확인된다. 일 실시예에서, 타임아웃의 값과 신호 레벨이 감소할 수 있는 양은, 물이 존재하는지의 여부에 의존한다. 터치가 확인되지 않으면, 터치는 실패되고 알고리즘은 새로운 접근들, 즉, 각자의 임계치를 초과하는 누산기값의 교차(crossing)를 계속 대기한다.
물 검출은 특정 구간에 걸친 본래라면 거짓인 터치들의 갯수에 근거할 수 있다. 적분기값이 특정 임계치 위에 있음에도 적분기가 리셋될 때, 거짓 접근 검출이 생길 수 있다. 거짓 접근들의 갯수가 많으면 물이 검출되었다고 표시하고, 그렇지 않으면 시스템(100)은 물이 없다고 추정할 수 있다.
도 5는 본 개시의 실시예들에 따른, 상태 머신(108)의 동작에 대한 보다 상세한 도면이다. 적분기들(202,204)에 의해 생성된 값들 및 적분기들(202, 204)의 동작 상태들의 해석들은 상태 머신(108)에 의해 부분적으로 제어될 수 있다. 상태 머신(108)은 도 5에 도시된 바와 같이 디바운싱을 수행할 수 있다.
도 5에서, "SD"와 "SDelta"는 기준선과 현재 신호 레벨 사이의 차분을 나타낼 수 있다. "SDmax"는, 접근 또는 터치를 검출한 후에 신호 "SDelta"가 달성할 수 있는 최대값을 나타낼 수 있다.
최초 상태인 TD_start로부터, 상태 머신(108)은 A1을 통해 TD_idle 상태로 이동할 수 있다. 접근 또는 터치의 1차 표시시에, 상태 머신(108)은 A2를 통해 TD_approach_normal로 이동할 수 있다. 이 1차 표시는, 그들 각자의 임계치들을 초과한 임의의 적분기에 의해 누적된 값들일 수 있다. 이 지점에서, 상태 머신(108)은 마주하는 조건들에 따라서 A3, A4 또는 A5를 통해 다른 상태들로 이동할 수 있다. 접근 인증(validation) 타임아웃 구간이 시작될 수 있으며, 그 구간 동안, 상태 머신(108)은 터치가 검출되지 말아야 함을 알려주는 금지사유들(contraindication)을 대기한다.
이러한 금지사유 중 하나는, 상태 머신(108)이 접근 인증 구간의 끝에 도달하기 전에, 터치가 곧바로(immediately) 제거되었다고 측정 신호가 표시하는 것이다. 측정 신호는 값이 떨어졌을 수 있다. 거짓 접근은 누적되는 것과 같은 스파이크들을 포함할 수 있지만, 오랫동안 값을 유지하지는 않는다. 이러한 경우에, 상태 머신(108)은 A4를 통해서 TD_idle 상태로 복귀할 수 있다.
이러한 금지사유 중 또 하나는 빗물의 존재를 포함할 수 있다. 빗물의 검출은, 아래에서 추가로 설명되는 도 6에 있는 상태 머신 동작에 의해, 도시될 수 있다. 평균 감소 조건이 관측되었는지 여부가 또한 판정될 수도 있는데, 여기서, 레벨 1 적분기 또는 레벨 2 적분기는 자체의 값을 감소시킨다. 일 실시예에서, 빗물 및 접근 인증 타임아웃이 발생하면, 상태 머신(108)은 A5를 통해 TD_approach_extend 상태로 이동할 수 있다. 또 하나의 실시예에서, 평균 감소 조건, 빗물, 및 접근 인증 타임아웃이 발생하면, 상태 머신(108)은 A5를 통해 TD_approach_extend 상태로 이동할 수 있다. 이 상태는 시스템(100)의 성능을 나타낼 수 있는데, 여기서, 터치가 검출되어야 하는 타임아웃 윈도우가 빗물로 인해 확장될 수 있다. 접근 인증 타임아웃을 위해 원래 설정된 타임아웃은 이 상태에서 확장될 수 있다.
TD_approach_extend에서, 상태 머신(108)은 확장된 인증 타임아웃 동안에 추가적인 금지사유들을 검사할 수 있다. 이러한 금지사유들은, SD가 SDmax의 75% 아래로 떨어졌는지 여부뿐만 아니라, (TD_approach_normal에서 검사된 것과 같은) 제거(removal) 또는 거짓 접근들도 포함할 수 있다. 이 마지막 조건은, 느린 제거와 유사한 경우이지만, 접근이 빗물에 의해 초래되어 실수로 검출된 경우를 반영할 수 있다.
(TD_approach_normal에서) 접근 인증 타임아웃이 만료되거나 또는 (TD_approach_extend에서) 확장 인증 타임아웃이 만료되면, 상태 머신(108)은 A3 또는 A7 각각을 통해 TD_Pressed로 이동할 수 있다. 이들은, 시스템(100)으로 하여금 초기 터치에 대한 금지사유를 확인하게 하기 위해, 어떤 것도 일어나지 않은 동작들을 나타낸다.
TD_pressed에서, 터치가 실제로 발생했다고 판정될 수 있다. 추가적인 상태들은 추가 디바운싱을 제공할 수 있다. 누름 타임아웃이 개시될 수 있으며, 다른 상태들에 먼저 진입(enter)하지 않으면(결국 해제로 이어짐), 상태 머신은 A8을 통해 TD_idle로 탈출할 수 있다.
일단 SD값이 SDmax의 50% 아래로 떨어지면, 상태 머신(108)은 A9를 통해 터치의 해제를 나타내는 TD_release에 처음으로 진입할 수 있다. 디바운스 타이머가 개시될 수 있다. TD_release에서, 디바운스 타이머가 만료하기 전에 SD값이 SDmax의 50% 위로 다시 상승하면, 상태 머신(108)은 TD_pressed로 복귀할 수 있다. 일단 TD_release에서 디바운스 타이머의 만료가 발생하면, 상태 머신(108)은 A11을 통해 TD_blocked로 탈출할 수 있다.
TD_blocked에서, 상태 머신(108)은 블로킹 타임아웃에 의해 설정된 시간 동안 다른 시도된 터치들을 무시할 수 있다. 블로킹 타임아웃이 만료된 후, 상태 머신은 A12를 통해 TD_idle로 복귀할 수 있다.
도 6은 본 개시의 실시예들에 따른, 상태 머신(108)의 또 하나의 동작에 대한 상세한 도면이다. 상태 머신(108)은 도 6에 도시된 바와 같이 빗물이 검출되었는지 여부를 검사할 수 있다. 빗물 검출은, 도 5에 도시된 상태들에서와 같이, 터치 또는 접근 검출을 조정하는 데에 사용될 수 있다. 빗물 검출은, 센서(106)의 출력 신호가 터치들을 검출하는 데에 사용되는 임의의 시스템에서, 거짓-포지티브 터치들을 달리 다른 방법으로 보상하기 위해 사용될 수 있다.
상태 머신(108)은, RAIN_off와 같은, 센서(106)의 표면에 빗물 또는 물기가 존재하지 않는다고 추정되는 초기 상태에서 시작할 수 있다. 빗물 타임아웃이 개시될 수 있으며, RAIN_off와 RAIN_on 사이의 시프트가 검출되지 않으면, 새로운 시간 구간이 시작될 수 있고 상태 머신(108)은 동일한 상태로 유지될 수 있다.
빗물 타임아웃의 완료시, 거짓 시작들의 갯수에 도달하지 않았으면, 상태 머신(108)은 동일한 상태로 유지될 수 있다. 빗물 타임아웃이 다시 시작될 수 있다. 빗물 타임아웃의 완료시, 거짓 시작들의 임계 갯수에 도달했으면, 상태 머신(108)은 RAIN_on으로 천이할 수 있다. 거짓 시작들은, 센서(106)의 표면의 빗물이나 물기로 인해 검출된 그밖의 거짓 포지티브 터치들에 기인할 수 있다. 주어진 분량의 시간 내에서의 거짓 시작들의 임계 갯수는, 시스템(100)이 비가 내리는지 또는 물기 조건인지를 확인할 수 있는 조건을 나타낼 수 있다.
일단 RAIN_on 상태에 있으면, 빗물 타임아웃이 다시 시작될 수 있다. 빗물 타임아웃의 완료시, 거짓 시작들의 갯수의 하한 임계치를 여전히 초과하면, 빗물 또는 물기가 여전히 존재할 수 있기 때문에, 상태 머신(108)은 동일한 상태로 유지될 수 있다. 빗물 타임아웃이 다시 시작될 수 있다. 빗물 타임아웃의 완료시, 거짓 시작들의 하한 임계 갯수(예를 들면, 2일 수 있음)가 초과되지 않았으면, 상태 머신(108)은 RAIN_off로 천이할 수 있다. 천이에 대한 거짓 시작들의 갯수에 대한 임계값들은 RAIN_off와 RAIN_on 간에 다를 수 있는데, 그 이유는 상태 머신(108)이 일단 빗물 또는 물기가 검출되면 빗물 또는 물기가 안전하게 이미 지나갔다고(pass) 판정하는 것보다, 초기에 빗물 또는 물기가 존재한다고 판정하는 것에 더 관대할 수 있기 때문이다.
거짓 시작 카운트들은, 다른 시스템들에서 임계치에 대해 적용된다면 터치로서 간주(count)될 센서(106)의 측정값들에 의해 추적될 수 있다. 예를 들어, 도 3의 그래프(302)에서의 빗물 조건들 동안에 검출된 모든 터치들은 거짓 터치들일 수 있고 거짓 시작들로서 간주될 수 있다. 또한, 도 5의 맥락에서, 거짓 접근들 또는 제거들이 거짓 시작들로서 간주될 수 있다. 거짓 접근은, 적분기값이 특정 임계치 위에 있지만 적분기가 리셋될 때(예를 들어 음의 차분 입력시)를 포함할 수 있다. 거짓 접근들의 갯수가 많으면 물이 검출되고, 그렇지 않으면 시스템은 어떠한 물도 없다고 추정한다.
따라서, 접근 이후에, 타임아웃 동안 신호 레벨이 너무 많이 감소하지 않으면, 터치가 확인된다. 타임아웃의 값과 신호 레벨이 감소할 수 있는 양은 물의 존재 여부에 의존한다. 터치가 확인되지 않으면, 터치는 실패되고 알고리즘은 새로운 접근들을 계속 대기한다.
도 7은 본 개시의 실시예들에 따른, 터치 검출을 위한 예시의 방법(700)을 도시한다.
단계(705)에서, 터치 시스템 내의 적분기들은 0으로 초기화될 수 있다. 단계(710)에서, 터치 센서에 의해 제공된 측정 신호들이 검출될 수 있다.
단계(715)에서, 전처리로서의 저역통과 필터링이 거의 또는 전혀 수행되지 않은 측정값들에 대해, 차분(Δ1로 표시됨)이 계산될 수 있다. 예를 들어, 터치 센서의 측정값과 시간적으로 이전 순간에서의 측정값, 예를 들어 최근에 샘플링된 측정값 또는 최근에 분석된 측정값 간의 차분이 수행될 수 있다.
단계(720)에서, 단계(715)에서의 차분을 위해 수행된 전처리보다 더많은 저역통과 필터링이 전처리로서 수행된 측정값들에 대해, 차분(Δ2로 표시됨)이 계산될 수 있다. 예를 들어, 터치 센서의 측정값과 시간적으로 더 먼 이전 시점에서의 측정값과의 차분이 계산될 수 있다. 시간적으로 더 먼 이전 시점에서의 측정값은 예를 들어, 이전의 L 샘플들로부터일 수 있다.
단계(725)에서, Δ1이 음인지 또는 Δ1이 누산기 출력값에 대해 극성이 반전되었는지 여부가 판정될 수 있다. 그렇지 않은 경우에는, 단계(730)에서 Δ1이 레벨 1 적분기에 가산될 수 있지만, 그런 경우에는, 단계(735)에서 레벨 1 적분기의 값이 리셋될 수 있다.
단계(740)에서, Δ2가 음인지 또는 Δ2가 누산기 출력값에 대해 극성이 반전되었는지 여부가 판정될 수 있다. 그렇지 않은 경우에는, 단계(745)에서 Δ2가 레벨 2 적분기에 가산될 수 있지만, 그런 경우에는, 단계(750)에서 레벨 2 적분기가 리셋될 수 있다. 증가된 측정값들이 센서들에 대한 오브젝트의 접근보다는 제거에 관련되어 있다면, Δ1과 Δ2의 음-양 방향들은 역전될 수 있다.
단계(755)에서, 제1 레벨 적분기의 값이 터치를 나타낼 임계치(T1)를 초과했는지 여부가 판정될 수 있다. 그렇다면, 방법(700)은 단계(765)로 진행할 수 있다.
단계(760)에서, 제2 레벨 적분기의 값이 터치를 나타낼 임계치(T2)를 초과했는지 여부가 판정될 수 있다. 그렇다면, 방법(700)은 단계(765)로 진행할 수 있다. 그렇지 않으면, 방법(700)은 단계(784)로 진행할 수 있다. 증가된 측정값들이 센서들에 대한 오브젝트의 접근보다는 제거에 관련되어 있다면, T1 및 T2 임계치들의 음-양 방향들은 역전될 수 있다.
단계(765)에서, 터치 또는 접근의 예비 표시가 이루어질 수 있다. 방법(700)은, 거짓 터치들이 이루어졌는지 여부를 판정하기 위해서 신호 정보를 더 처리할 수 있으며, 터치가 처리될 때까지 추가적인 처리를 유지할 수 있다.
단계(770)에서, 후속 해제 판정을 위한 기준선이 설정될 수 있다. 기준선은 센서(106)의 현재 측정값으로부터 각자의 적분기값을 뺀 값을 포함할 수 있다. 추가의 터치 확인은 단계(786)까지 일시정지될 수 있다. 단계(775)에서, 터치 데이터가 터치로서 등록될만큼 충분히 오래 지속되지 않았는지, 터치가 터치 레벨과 비터치 레벨 사이에서 변동하는지(이 경우에, 과잉의(superfluous) 터치들은 무시됨), 또는 빗물이 존재하는지를 처리하기 위한 추가 시간이 허용되어야 하는지 여부를 판정하기 위해서 후속하는 측정값들이 평가된다는 점에서, 터치가 디바운싱(debounce)될 수 있다. 빗물 판정은, 예를 들어, 단계(784 내지 788)의 실행에 의해 병렬로 이루어질 수 있다. 단계(775)에 의해 확인된 거짓 접근들은, 거짓 접근들의 카운트를 통해 빗물 판정들에 기여할 수 있다. 방법(700)은 터치에 상응하는 후속 해제를 확인하기 위해 대기할 수 있다.
단계(780)에서, 터치 데이터가 디바운싱 기준을 통과하면, 단계(782)에서 터치 및 해제가 확정될 수 있다. 그렇지 않으면, 터치는 터치로서 확정되지 않을 수 있다.
단계(784)에서는, 단계(786)에서 빗물 또는 물기가 확인되었음을 또는 단계(788)에서 이러한 빗물 또는 물기가 존재하지 않음을 탐지하기 위해서, 거짓 시작들 또는 접근들의 충분한 갯수가 제한된 시간 내에서 확인되었는지 여부가 판정될 수 있다. 빗물 확인과 빗물 없음 확인 간을 이동하기 위해서 서로 다른 임계치들이 사용될 수 있다. 단계(784 내지 788)는 방법(700)의 다른 부분들과 병렬로 실행될 수 있다.
단계(790)에서, 방법(700)은, 예를 들어 단계(710)에서 반복되거나 선택적으로 종료될 수 있다.
방법(700)은 시스템(100) 및 도 1 내지 도 6의 하나 이상의 상기 요소들과 같은 적절한 임의의 메커니즘에 의해 구현될 수 있다. 방법(700)은 선택적으로 임의의 적절한 지점에서 반복되거나 종료될 수 있다. 또한, 비록 특정 갯수의 단계들이 방법(700)을 구현하기 위해 도시되어 있지만, 방법(700)의 단계들은 선택적으로 반복될 수 있고, 필요에 따라서는 서로 병렬로 또는 반복적으로, 생략되거나, 또는 다르게 수정되어 수행될 수도 있다. 방법(700)은 단계(705)와 같은 임의의 적절한 지점에서 개시될 수 있다.
상기 방법은 이산 시간들 k에서의 시퀀스 x의 값들 x[k]을 수신하는 것으로 형식적으로 표현될 수 있으며, 여기서, 상기 시퀀스는 용량성 터치 또는 근접 센서로부터의 일련의 측정값들이다. 그리고 상기 방법은, x[k]의 함수들 y(n)[k] = f ( n)(x[k])로써 다수 시퀀스들 y(n)[k]을 계산하는 것을 포함할 수 있다. 각 시퀀스 y(n)에 대해, 이 방법은 d(n)[k]에 의해 주어진 고역통과 필터링 시퀀스를 계산하는 것을 포함할 수 있다. 각각의 시퀀스 y(n)에 대해, 상기 방법은, 누산기 a(n)[k]에서 n번째 고역통과(HP) 필터의 출력값들을 누적하는 것, HP값들을 슈미트 트리거에 입력하는 것, 그리고 해당하는 슈미트 트리거 출력값이 변할 때 누산기들 a(n)[k]을 리셋하는 것을 포함할 수 있다. HP값들 d(n)[k]은 델타값들 d(n)[k] = y(n)[k] - y(n)[k-L] 또는 스케일링된(scaled) 델타값들 d(n)[k] = F * (y(n)[k] - y(n)[k-L])일 수 있으며, 여기서, F는 상수 인자이고, L은 지연값이다. HP값들 d(n)[k]은 y(n)[k]의 임의의 고역통과 필터링된 버전일 수 있다. 저역통과 필터링과 고역통과 필터링의 차수(order) x[k]는 교환될 수 있다. 슈미트 트리거 히스테리시스의 임계치들은 사용자에 의해 정의될 수 있다. 누산기들은 슈미트 트리거 출력값이 그것의 2개의 가능한 출력 레벨들 중 하나의 미리정의된 레벨에 있을 때 리셋될 수 있다. 누산기 a(n)[k]를 리셋하는 것은, 그것의 값을 미리정의된 초기값 예를 들어 a(n)[k] = 0으로 설정하는 것을 포함할 수 있다. 누산기값들 중 어떤 것이 임계치를 초과(또는 동일)하면, 접근이 검출될 수 있다. 접근 검출시에 기준선 b[k] = x[k] - a(i)[k]가 취해질 수 있으며, 여기서 i는 시간 k에서 각자의 임계치를 초과하는 임의의 누산기들의 인덱스이다. 검출된 거짓 접근들의 갯수가 지속시간 D4 이내에 임계치 T4를 초과하면, 빗물이 검출될 수 있다. 거짓 접근은 누산기 리셋시 발생할 수 있으며, 여기서, 리셋 이전의 그것의 값은 임계치 T5를 초과한다. 검출된 거짓 접근들의 갯수가 지속시간 D6(예를 들면, D6 = D4) 이내에 임계치 T6의 아래에 있으면, "빗물 없음"의 조건이 검출될 수 있다. 상기 방법은, 접근이 검출될 때 디바운스 상태로 변하는 상태 머신을 사용할 수 있다. 디바운스 상태에서, x[k] - b[k]가 주어진 지속시간 D3[k]의 타임아웃 구간 동안에 적응가능한 임계치 T3[k]를 초과하면, 누름이 검출될 수 있는데, 여기서 T3 및 D3는 추가적인 변수들에 의존한다. T3[k] 및 D3[k]는, 빗물 또는 (뿌려지는) 물 또는 액체의 검출을 나타내는 변수들에 의존할 수 있다.
도 8은 본 개시의 실시예들에 따른, 센서(805), 저역통과 필터(LPF)(815), 고역통과 필터들(HPF)(810,830), 누산기들(825,845) 및 상태 머신(850)을 도시한다. 도 8은 시스템(100)의 보다 상세한 도면을 도시한다. 센서(805)는 센서(106)의 구현일 수 있다. 상태 머신(850)은 도 5 내지 6의 상태 머신들의 구현일 수 있다. LPF(815), HPF(810, 830) 및 누산기들(825, 845)은 아날로그 회로, 디지털 회로, 프로세서에 의한 실행을 위한 명령어들, 또는 이들의 임의의 적절한 조합으로 구현될 수 있다. 상태 머신(850)은 프로세서에 의한 실행을 위한 명령어들에 의해 구현될 수 있다.
센서(805)의 센서 측정값들은 LPF(815) 및 HPF(810)를 통과할 수 있다. 결과값에 따라, 이 값들이 누산기(825)에 가산될 수 있고, 또는 누산기가 리셋될 수 있다.
병렬로, 센서 측정값들은 HPF(830)를 통과할 수 있다. 결과값에 따라, 이 값들이 누산기(845)에 가산될 수 있고, 또는 누산기가 리셋될 수 있다. 일부 실시예들에서, 센서 측정값들은 또한, 누산기(845)로의 가산을 위해 분석되기 전에, LPF(815)와는 다른 차단 주파수를 갖는 또 하나의 LPF를 통과할 수 있다.
상태 머신(850)에서, 누산기들(825, 845)의 누적값들과 센서 측정값들이 터치 또는 접근을 검출하기 위해 평가될 수 있다.
비록 예시의 실시예들이 위에서 설명되었지만, 다른 변형들 및 다른 실시예들이 이러한 실시예들의 정신과 범위를 벗어나지 않으면서 본 개시로부터 만들어질 수 있다.

Claims (27)

  1. 명령어들을 포함하는 적어도 하나의 컴퓨터판독가능 매체로서, 상기 명령어들은 프로세서에 의해 로딩되어 실행될 때 상기 프로세서로 하여금:
    단일 센서의 복수의 센서 측정값들로부터 고역통과 필터링된 제1 시퀀스를 확인하게 하고;
    상기 센서와 관련된 상기 고역통과 필터링된 제1 시퀀스로부터의 복수의 샘플들을 누적하여 제1 누적값을 생성하게 하고;
    상기 제1 누적값을 누적값들의 제1 임계치와 비교하게 하고; 그리고
    상기 제1 누적값이 상기 누적값들의 제1 임계치보다 큰지 여부의 판정에 근거하여, 상기 센서에 접근이 있었는지 여부를 확인하게 하는, 컴퓨터판독가능 매체.
  2. 제1항에 있어서,
    고역통과 필터링하기 이전 또는 이후에, 상기 복수의 센서 측정값들을 제1 저역통과 필터링하게 하는 명령어들을 더 포함하는, 컴퓨터판독가능 매체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서로 하여금:
    상기 복수의 센서 측정값들로부터 고역통과 필터링된 제2 시퀀스를 확인하게 하고;
    상기 고역통과 필터링된 제2 시퀀스로부터의 복수의 샘플들을 누적하여 제2 누적값을 생성하게 하고;
    상기 제2 누적값을 누적값들의 제2 임계치와 비교하게 하고; 그리고
    상기 제2 누적값이 상기 누적값들의 제2 임계치보다 큰지 여부의 판정에 근거하여, 상기 센서에 접근이 있었는지 여부를 확인하게 하는 명령어들을 더 포함하는, 컴퓨터판독가능 매체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 고역통과 필터링된 제1 시퀀스는, 용량성인 단일의 상기 센서로부터의 상기 복수의 센서 측정값들 사이의 차분들의 시퀀스를 계산함으로써 계산되는, 컴퓨터판독가능 매체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 고역통과 필터링된 제1 시퀀스의 부호가 변할 때; 또는
    상기 고역통과 필터링된 제1 시퀀스를 저역통과 필터링한 결과값의 부호가 변할 때, 상기 프로세서로 하여금 상기 제1 누적값을 리셋하게 하는 명령어들을 더 포함하는, 컴퓨터판독가능 매체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 누적값이 리셋된 횟수를 카운팅하는 명령어들 - 소정의 리셋은, 소정의 시간 간격 동안에 상기 제1 누적값이 누적 임계치를 초과한 이후에 발생하였음 - 을 더 포함하는, 컴퓨터판독가능 매체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 고역통과 필터링된 제1 시퀀스가 리셋 임계치에 도달할 때, 상기 프로세서로 하여금 상기 제1 누적값을 리셋하게 하는 명령어들을 더 포함하는, 컴퓨터판독가능 매체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서로 하여금 상기 고역통과 필터링된 제1 시퀀스를 사용자정의된 트리거 히스테리시스 임계치들을 갖는 슈미트 트리거에 입력하게 하는 명령어들을 더 포함하며, 상기 제1 누적값은 상기 슈미트 트리거의 출력값이 2개의 가능한 출력 레벨들 중 미리정의된 하나의 레벨에 있을 때 리셋되는, 컴퓨터판독가능 매체.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 프로세서로 하여금 상기 소정의 시간 간격 내에서 상기 제1 누적값이 리셋된 횟수와 카운팅 임계치를 비교하게 하는 명령어들을 더 포함하는, 컴퓨터판독가능 매체.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 프로세서로 하여금 상기 비교의 결과로부터 이동하는 물기가 상기 센서 상에 존재하는지 여부를 판정하게 하는 명령어들을 더 포함하는, 컴퓨터판독가능 매체.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서로 하여금, 디바운싱 윈도우(debounce window) 동안에,
    터치 또는 접근이 터치라고 등록될 정도까지 유지되지 않았는지 여부를 판정하기 위해, 후속하는 측정값들을 평가하게 하는 명령어들을 더 포함하는, 컴퓨터판독가능 매체.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서로 하여금, 디바운싱 윈도우 동안에, 터치 또는 접근이 터치 레벨과 비터치(non-touch) 레벨 사이에서 변동하는지 여부를 판정하게 하는 명령어들을 더 포함하는, 컴퓨터판독가능 매체.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 프로세서로 하여금 이동하는 물기가 상기 센서 상에 존재하는지 여부에 근거하여 상기 디바운싱 윈도우를 확장시키게 하는 명령어들을 더 포함하는, 컴퓨터판독가능 매체.
  14. 프로세서; 및
    상기 프로세서와 결합된 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 상기 컴퓨터판독가능 매체를 포함하는, 장치.
  15. 센서 상에 물기가 존재하는지 여부를 판정하기 위한 방법으로서:
    복수의 센서 측정값들로부터 고역통과 필터링된 제1 시퀀스를 확인하는 것;
    상기 고역통과 필터링된 제1 시퀀스로부터의 복수의 샘플들을 누적하여 제1 누적값을 생성하는 것;
    상기 제1 누적값을 누적값들의 제1 임계치와 비교하는 것; 및
    상기 제1 누적값이 상기 누적값들의 제1 임계치보다 큰지 여부의 판정에 근거하여, 상기 센서가 접근되었는지 여부를 확인하는 것을 포함하는, 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    고역통과 필터링하기 이전 또는 이후에, 상기 복수의 센서 측정값들을 제1 저역통과 필터링하는 것을 더 포함하는, 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 복수의 센서 측정값들로부터 고역통과 필터링된 제2 시퀀스를 확인하는 것;
    상기 고역통과 필터링된 제2 시퀀스로부터의 복수의 샘플들을 누적하여 제2 누적값을 생성하는 것;
    상기 제2 누적값을 누적값들의 제2 임계치와 비교하는 것; 및
    상기 제2 누적값이 상기 누적값들의 제2 임계치보다 큰지 여부의 판정에 근거하여, 상기 센서가 접근되었는지 여부를 확인하는, 방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 고역통과 필터링된 제1 시퀀스는, 용량성인 단일의 상기 센서로부터의 상기 복수의 센서 측정값들 사이의 차분들의 시퀀스를 계산함으로써 계산되는, 방법.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 고역통과 필터링된 제1 시퀀스의 부호가 변할 때; 또는
    상기 고역통과 필터링된 제1 시퀀스의 저역통과 필터링한 결과값의 부호가 변할 때, 상기 제1 누적값을 리셋하는 것을 더 포함하는, 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1 누적값이 리셋된 횟수를 카운트하는 것 - 소정의 리셋은, 소정의 시간 간격 동안에 상기 제1 누적값이 누적 임계치를 초과한 이후에 발생하였음 - 을 더 포함하는, 방법.
  21. 제15항에 있어서,
    상기 고역통과 필터링된 제1 시퀀스가 리셋 임계치에 도달할 때, 상기 제1 누적값을 리셋하는 것을 더 포함하는, 방법.
  22. 제15항에 있어서,
    상기 고역통과 필터링된 제1 시퀀스를 사용자정의된 트리거 히스테리시스 임계치들을 갖는 슈미트 트리거 내에 입력하는 것을 더 포함하며, 상기 제1 누적값은 상기 슈미트 트리거 출력값이 2개의 가능한 출력 레벨들 중 미리정의된 하나의 레벨에 있을 때 리셋되는, 방법.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 소정의 시간 간격 내에서 상기 제1 누적값이 리셋된 횟수와 카운팅 임계치를 비교하는 것을 더 포함하는, 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 비교의 결과로부터 이동하는 물기가 상기 센서 상에 존재하는지 여부를 판정하는 것을 더 포함하는, 방법.
  25. 제15항에 있어서,
    디바운싱 윈도우 동안에, 터치 또는 접근이 터치라고 등록될 정도까지 유지되었는지 여부를 판정하기 위해, 후속하는 측정값들을 평가하는 것을 더 포함하는, 방법.
  26. 제15항에 있어서,
    디바운싱 윈도우 동안에, 터치 또는 접근이 터치 레벨과 비터치 레벨 사이에서 변동하는지 여부를 판정하는 것을 더 포함하는, 방법.
  27. 제25항 또는 제26항에 있어서,
    이동하는 물기가 상기 센서 상에 존재하는지 여부에 근거하여 상기 디바운싱 윈도우를 확장시키는 것을 더 포함하는, 방법.
KR1020187013925A 2016-03-29 2017-03-29 용량성 버튼의 물 로버스트성 및 검출 KR102321235B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662314886P 2016-03-29 2016-03-29
US62/314,886 2016-03-29
US15/471,322 2017-03-28
US15/471,322 US10146371B2 (en) 2016-03-29 2017-03-28 Water robustness and detection on capacitive buttons
PCT/EP2017/057444 WO2017167818A1 (en) 2016-03-29 2017-03-29 Water robustness and detection on capacitive buttons

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180121869A KR20180121869A (ko) 2018-11-09
KR102321235B1 true KR102321235B1 (ko) 2021-11-04

Family

ID=59961496

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187013925A KR102321235B1 (ko) 2016-03-29 2017-03-29 용량성 버튼의 물 로버스트성 및 검출

Country Status (7)

Country Link
US (2) US10146371B2 (ko)
EP (1) EP3436904A1 (ko)
JP (2) JP6866364B2 (ko)
KR (1) KR102321235B1 (ko)
CN (2) CN108431746B (ko)
TW (1) TWI731056B (ko)
WO (1) WO2017167818A1 (ko)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6585907B2 (ja) * 2015-03-17 2019-10-02 ローム株式会社 静電スイッチコントローラおよびその制御方法、ドア開閉装置、および電子キーシステム
TWI628569B (zh) 2015-09-30 2018-07-01 蘋果公司 具有適應性輸入列之鍵盤
US10146371B2 (en) 2016-03-29 2018-12-04 Microchip Technology Incorporated Water robustness and detection on capacitive buttons
US10976278B2 (en) 2017-08-31 2021-04-13 Apple Inc. Modifying functionality of an electronic device during a moisture exposure event
US10461746B2 (en) * 2018-03-20 2019-10-29 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch assembly and method therefor
DE102018121932A1 (de) 2018-09-07 2020-03-26 Irlbacher Blickpunkt Glas Gmbh Bedieneinheit für einen Einsatz unter Wasser und ein Verfahren zu ihrer Herstellung
US10949021B2 (en) * 2019-03-08 2021-03-16 Chargepoint, Inc. Electric field touchscreen
TWI724628B (zh) * 2019-11-14 2021-04-11 紘康科技股份有限公司 電容式觸控面板的多模式作業方法
US11811398B2 (en) * 2020-04-05 2023-11-07 Sensortek Technology Corp Capacitance sensing device operation method
CN113613138A (zh) * 2021-09-06 2021-11-05 合肥松豪电子科技有限公司 一种实现耳机的佩戴反馈、触摸检测、手持识别的方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101314580B1 (ko) 2012-05-09 2013-10-07 주식회사 실리콘웍스 터치신호 처리회로, 터치신호 처리시스템 및 터치신호 처리방법

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0816304A (ja) * 1994-06-29 1996-01-19 Nec Home Electron Ltd タブレット装置
CN1313912C (zh) * 2004-04-15 2007-05-02 汉王科技股份有限公司 用于计算机录入的无线、有源手写板
US7388487B2 (en) * 2004-06-17 2008-06-17 Honeywell International, Inc. Method of eliminating impact/shock related false alarms in an acoustical glassbreak detector
JP5034365B2 (ja) * 2006-08-09 2012-09-26 パナソニック株式会社 入力装置
KR100859669B1 (ko) * 2006-11-08 2008-09-23 전자부품연구원 터치센서
JP4987680B2 (ja) 2007-12-07 2012-07-25 三菱自動車工業株式会社 タッチセンサ装置及びタッチセンサ用のプログラム
EP2269367A4 (en) * 2008-03-20 2012-04-04 Hewlett Packard Development Co IMAGE QUALITY STUDY ON THUMBNAIL BASIS
US8378981B2 (en) * 2008-05-19 2013-02-19 Atmel Corporation Capacitive sensing with high-frequency noise reduction
DE102008057823A1 (de) * 2008-11-18 2010-08-19 Ident Technology Ag Kapazitives Sensorsystem
CN102498514B (zh) * 2009-08-04 2014-06-18 诺基亚公司 用于音频信号分类的方法和装置
CN101866023B (zh) * 2010-05-28 2012-12-05 中国乐凯胶片集团公司 一种光学聚酯薄膜及其制造方法
KR101738540B1 (ko) * 2010-11-01 2017-05-23 인터디지탈 패튼 홀딩스, 인크 동적 스펙트럼 관리
US8665231B2 (en) * 2010-11-29 2014-03-04 Chimei Innolux Corporation Sensing methods for touch sensing devices
JP2012233783A (ja) * 2011-04-28 2012-11-29 Sharp Corp 光検出装置および電子機器
US8873026B2 (en) 2011-08-05 2014-10-28 Qualcomm Incorporated Proximity sensor distance detection ambiguity removal
US9444452B2 (en) * 2012-02-24 2016-09-13 Parade Technologies, Ltd. Frequency hopping algorithm for capacitance sensing devices
EP2841132B1 (en) * 2012-05-24 2021-10-20 DEKA Products Limited Partnership Apparatus for infusing fluid
US8913033B2 (en) * 2012-05-29 2014-12-16 Elo Touch Solutions, Inc. Projected capacitive touch sensor circuit
US8744418B2 (en) * 2012-08-31 2014-06-03 Analog Devices, Inc. Environment detection for mobile devices
US8890841B2 (en) * 2013-03-13 2014-11-18 3M Innovative Properties Company Capacitive-based touch apparatus and method therefor, with reduced interference
US9569054B2 (en) 2013-08-19 2017-02-14 Touchsensor Technologies, Llc Capacitive sensor filtering apparatus, method, and system
US8823399B1 (en) * 2013-10-07 2014-09-02 Cypress Semiconductor Corporation Detect and differentiate touches from different size conductive objects on a capacitive button
TWI489365B (zh) * 2013-11-01 2015-06-21 Holtek Semiconductor Inc 電容式觸控感測器及其自容與互容的切換方法
KR102175304B1 (ko) * 2013-11-15 2020-11-09 주식회사 실리콘웍스 터치스크린의 신호 처리 회로 및 그의 제어 방법
US20150180493A1 (en) * 2013-12-23 2015-06-25 Yu-Ren Liu Capacitor Sensor Circuit with Rectifier and Integrator
US10146371B2 (en) 2016-03-29 2018-12-04 Microchip Technology Incorporated Water robustness and detection on capacitive buttons

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101314580B1 (ko) 2012-05-09 2013-10-07 주식회사 실리콘웍스 터치신호 처리회로, 터치신호 처리시스템 및 터치신호 처리방법

Also Published As

Publication number Publication date
JP6866364B2 (ja) 2021-04-28
US20170285866A1 (en) 2017-10-05
US10146371B2 (en) 2018-12-04
US10528190B2 (en) 2020-01-07
JP2021121099A (ja) 2021-08-19
US20190163323A1 (en) 2019-05-30
CN114637426A (zh) 2022-06-17
JP2019512895A (ja) 2019-05-16
CN108431746B (zh) 2022-03-25
WO2017167818A1 (en) 2017-10-05
TWI731056B (zh) 2021-06-21
KR20180121869A (ko) 2018-11-09
JP7210633B2 (ja) 2023-01-23
TW201737049A (zh) 2017-10-16
CN108431746A (zh) 2018-08-21
EP3436904A1 (en) 2019-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102321235B1 (ko) 용량성 버튼의 물 로버스트성 및 검출
US9219472B2 (en) Proximity switch assembly and activation method using rate monitoring
US20150229305A1 (en) Proximity switch assemby with signal drift rejection and method
US8217666B2 (en) Capacitance detection apparatus
JP2010139362A (ja) 静電容量式接触検知装置、ドアハンドル、およびスマートエントリーシステム
CN107330308B (zh) 终端锁定/解锁方法、装置、终端及计算机可读存储介质
KR101185145B1 (ko) 터치 센서 기준 감지 범위의 적응적 설정 장치 및 방법
CN110739953B (zh) 一种电容触摸按键的场景式信号自适应处理方法及电子装置
CN108512542A (zh) 触摸按键信号处理方法及装置、计算机可读存储介质
EP3141990B1 (en) Threshold adaptation for a multi-touch input device
JP2010034828A (ja) 静電容量式接触検知装置
US9975521B2 (en) Hands-free system for motor vehicles
JP2018096883A (ja) 静電容量センサ
JP6236351B2 (ja) 入力装置
CN108549480B (zh) 一种基于多通道数据的触发判断方法及装置
CN105700734A (zh) 触控操作检测装置
US11175774B2 (en) Method for determining a time of contact on a capacitive sensor element
JP2010025815A (ja) 静電容量式接触検知装置
CN109690461B (zh) 用于识别电容式传感器元件的接触的方法
KR102325027B1 (ko) 접근 검출 센서에의 의사 접촉의 결정
RU2669655C2 (ru) Способ активации бесконтактного переключателя в транспортном средстве
JP6381803B2 (ja) 電気容量式に作用するタッチ感応式の入力面を有するデジタル入力装置への入力を実施するための電子スタイラス、方法およびシステム
JP7506088B2 (ja) 静電容量式センサ、静電容量検出方法、及び、静電容量検出プログラム
JP7161449B2 (ja) タッチセンサ、制御装置、およびコンピュータプログラム
CN116149475A (zh) 手势识别方法及装置、设备、计算机可读存储介质

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant