KR20060074868A - 용량 센서 - Google Patents

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KR20060074868A
KR20060074868A KR1020050129711A KR20050129711A KR20060074868A KR 20060074868 A KR20060074868 A KR 20060074868A KR 1020050129711 A KR1020050129711 A KR 1020050129711A KR 20050129711 A KR20050129711 A KR 20050129711A KR 20060074868 A KR20060074868 A KR 20060074868A
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row wiring
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준이치 사이토
다쿠오 이토
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알프스 덴키 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 인체로부터 전파되는 노이즈를 용이하게 제거할 수 있는 감압형 용량 센서를 제공하는 것이다.
본 발명에서는 이를 위하여 복수의 열배선(22)이 형성된 제 1 기판(20)과, 복수의 행배선(32)이 구성된 제 2 기판(30)이 간극을 설치하여 대향하도록 구성되고, 상기 열배선(22) 및 행배선(32)에 의하여 구성되는 매트릭스형상을 이루고, 외부로부터 가해지는 압력에 따라 상기 열배선과 상기 행배선의 교차점의 용량이 변화되는 센서부와, 상기 열배선과 상기 행배선과의 교차점의 용량의 변화를 검출하고, 상기 검출결과에 의거하여 외부로부터 가해진 압력분포를 검출하는 검출부를 가지는 감압형 용량 센서로서, 상기 제 2 기판의 상기 행배선이 형성된 면에 노이즈검출용 행배선(50)이 배치되어 있다.

Description

용량 센서{CAPACITY SENSOR}
도 1은 본 발명에 관한 감압형 용량 센서의 전기적 구성을 나타내는 회로도,
도 2는 도 1에 나타낸 용량 센서의 단면구조를 나타내는 도,
도 3은 도 1에 나타낸 용량 센서로 지문을 채취할 때의 사용상태를 나타내는 설명도,
도 4는 도 1에 나타낸 용량 센서의 열배선과 행배선의 배선상태와, 센서부를 손가락으로 눌렀을 때의 열배선과 행배선과의 사이 및 손가락과 행배선과의 사이의 용량이 변화하는 상태를 나타내는 설명도,
도 5는 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 감압형 용량 센서의 구조를 나타내는 평면도 및 단면도,
도 6은 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 감압형 용량 센서의 구조를 나타내는 평면도 및 단면도,
도 7은 본 발명의 제 3 실시형태에 관한 감압형 용량 센서의 구조를 나타내는 평면도 및 단면도,
도 8은 본 발명의 제 4 실시형태에 관한 감압형 용량 센서의 구조를 나타내는 평면도 및 단면도,
도 9는 본 발명의 제 5 실시형태에 관한 감압형 용량 센서의 구조를 나타내 는 평면도 및 단면도,
도 10은 본 발명의 제 5 실시형태에 관한 감압형 용량 센서의 구조를 나타내는 평면도,
도 11은 도 10에 있어서의 A부의 확대도,
도 12는 도 11에 있어서의 G-G'절단선에 의한 단면도,
도 13은 커런트 컨베이어회로의 기본특성을 나타내는 설명도,
도 14는 커런트 컨베이어회로를 신호검출에 사용한 기본검출회로의 구성을 나타내는 회로도,
도 15는 본 발명의 실시형태에 관한 용량 센서의 검출회로로서 커런트 컨베이어회로를 사용하여 구성한 일례를 나타내는 회로도,
도 16은 본 발명의 실시형태에 관한 용량 센서의 검출회로로서 커런트 컨베이어회로를 사용하여 구성한 다른 예를 나타내는 회로도,
도 17은 종래의 지문 판독장치의 개략 구성을 나타내는 단면도 및 평면도이다.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 용량 센서 10 : 구동회로
11 : 검출회로(검출부) 20 : 제 1 기판
21, 231 : 필름
22, 22A, 22B, 22C, 22D, 201 : 열배선
23, 80, 100 : 시일드층 24, 33 : 절연막
30 : 제 2 기판 31 : 기초대
32, 32A, 32B, 32C, 32D, 202 : 행배선
50, 60, 70, 90, 210 : 노이즈검출용 행배선
80A : 개구부 203 : 보조전극
230 : 보강판
본 발명은 용량 센서에 관한 것으로, 특히 지문센서로서 사용하는 데에 적합한 감압형 용량 센서에 관한 것이다.
미세한 요철을 검출하는 면압 분포센서는 지문센서 등에 응용되고 있다. 도 17에 종래예를 나타낸다. 상기 도 17에 나타내는 바와 같이 이 지문 판독장치(지문센서)는, 제 1 방향으로 연장하여 설치된 복수열의 제 1 전극군(12)과, 이 제 1 전극군(12)의 위에 층간 절연막(13)을 거쳐 상기 제 1 방향과는 교차하는 제 2 방향으로 연장하여 설치된 복수열의 제 2 전극군(14)과, 이 제 2 전극군(14)의 위에 설치된 유전체로 이루어지는 표면 보호막(15)을 가지는 지문 판독센서와, 상기 제 1 전극(12) 및 상기 제 2 전극(14)의 어느 한쪽의 각각에 차례로 소정의 전압을 인가함과 동시에, 다른쪽에 차례로 전압을 인가하고, 각 전극(12, 14)과 상기 표면 보호막(15)에 맞닿은 지문과의 사이의 정전용량을 측정함으로써 상기 제 1 전극(12)과 상기 제 2 전극(14)과의 교점 근방의 상기 정전용량의 변화를 측정하는 구 동회로(18, 19)를 가지고 있다(특허문헌 1 참조).
[특허문헌 1]
일본국 특개2001-46359호 공보
상기한 감압형 용량 센서를 사용한 지문 판독장치에서는, 지문 채취시에 지문 검출부에 손가락을 눌렀을 때에 손가락을 거쳐 인체로부터 검출부에 노이즈가 혼입한다.
즉, 매트릭스형상으로 상하에 간격을 두고 배치되는 구동배선(열전극)과, 검출배선(행배선)이 교차하지 않는 부분에 있어서의 검출배선부분과 손가락과의 사이에서 형성되는 기생용량에 의하여 노이즈가 혼입하나, 이 노이즈에 의하여 검출 정밀도가 저하한다는 문제가 있다.
종래의 이와 같은 종류의 감압형 용량 센서에 있어서는, 인체로부터 혼입하는 노이즈를 제거하도록 구성되어 있지 않았다.
본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 인체로부터 전파되는 노이즈를 용이하게 제거할 수 있는 감압형 용량 센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 복수의 열배선이 형성된 제 1 기판과, 복수의 행배선이 구성된 제 2 기판이 간극을 설치하여 대향하도록 구성되고, 상기 열배선 및 행배선에 의해 구성되는 매트릭스형상을 이루고, 외부로부터 가해 지는 압력에 따라 상기 열배선과 상기 행배선과의 교차점의 용량이 변화되는 센서부와, 상기 열배선과 상기 행배선과의 교차점의 용량의 변화를 검출하여, 상기 검출결과에 의거하여 외부로부터 가해진 압력분포를 검출하는 검출부를 가지는 감압형 용량 센서로서, 상기 제 2 기판의 상기 행배선이 형성된 면에 노이즈검출용 행배선이 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 구성의 용량 센서에서는 복수의 열배선이 형성된 제 1 기판과, 복수의 행배선이 구성된 제 2 기판이 간극을 설치하여 대향하도록 구성되고, 상기 열배선 및 행배선에 의해 매트릭스형상으로 구성됨과 동시에, 상기 제 2 기판의 상기 행배선이 형성된 면에 노이즈검출용 행배선이 배치되어 있다.
또, 상기 용량 센서는 센서부와 검출부를 가지고 있고, 센서부는 외부로부터 가해지는 압력에 따라 상기 열배선과 상기 행배선과의 교차점의 용량의 변화를 검지하고, 검출부에 의하여 상기 열배선과 상기 행배선과의 교차점의 용량의 변화를 검출하고, 상기 검출결과에 의거하여 외부로부터 가해진 압력분포를 검출한다.
따라서, 본 구성에 의하면 상기 노이즈검출용 행배선의 면적을 행배선 1개에 있어서의 상기 행배선이 열배선과 교차하고 있지 않은 부분(간극부분)의 배선면적의 총합과 거의 같아지도록 설정함으로써, 상기 용량 센서를 지문센서로서 사용하는 경우에는 검출 대상물인 손가락을 센서부에 맞닿게 하였을 때에, 손가락과 상기 행배선과의 사이의 용량값과, 손가락과 상기 노이즈검출용 행배선과의 사이의 용량값이 대략 같아지도록 손가락으로부터 상기 행배선에 전파되는 노이즈량과, 손가락으로부터 상기 노이즈검출용 행배선에 전파되는 노이즈량이 대략 같아진다. 이 결 과, 후단의 검출부에 있어서의 신호처리에 의해 각 행배선에 전파되는 노이즈량과, 상기 노이즈검출용 행배선에 전파되는 노이즈량과의 차분을 취함으로써, 인체로부터 전파되는 노이즈를 용이하게 제거할 수 있다.
또, 상기 감압형 용량 센서에 있어서, 상기 노이즈검출용 행배선에 대향하는 위치에 상기 열배선이 형성되어 있지 않은 것을 특징으로 한다.
상기 구성의 용량 센서에서는 상기 노이즈검출용 행배선에 대향하는 위치에 상기 열배선이 형성되어 있지 않게 구성된다.
따라서, 본 구성에 의하면 노이즈검출용 행배선이 열배선과 교차하는 일이 없기 때문에, 열배선으로부터 신호성분이 노이즈검출용 행배선에 혼입하지 않게 할 수있고, 상기 용량 센서를 지문센서로서 사용하는 경우에는, 손가락을 거쳐 인체로부터 전파되는 노이즈만을 노이즈검출용 행배선을 거쳐 검출할 수 있다. 그 때문에 후단의 신호처리를 행하는 검출회로의 구성을 간단화할 수 있다.
또, 상기 감압형 용량 센서에 있어서, 상기 제 1 기판은 가요성을 가짐과 동시에, 상기 제 1 기판의 일면을 검출대상물의 접촉면으로 하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성의 용량 센서에서는, 상기 제 1 기판은 가요성을 가지고 있고, 상기 제 1 기판의 일면이 검출대상물의 접촉면이 되도록 구성되어 있다.
따라서, 본 구성에 의하면 상기 용량 센서를 지문센서로서 사용하는 경우에는 검출 대상물인 손가락의 지문의 요철에 따라 상기 제 1 기판이 변형하여, 그 압력분포를 정밀도 좋게 검출할 수 있다.
또 상기 감압형 용량 센서에 있어서, 상기 노이즈검출용 행배선의 면적이, 상기 행배선의 1개의 면적으로부터 이 행배선의 1개에 있어서의 행배선 및 열배선과의겹침부분의 면적의 총합을 감산한 검출면적인 것을 특징으로 한다.
상기 용량 센서에서는 상기 노이즈검출용 행배선의 면적이, 상기 행배선의 1개의 면적으로부터 이 행배선의 1개에 있어서의 행배선 및 열배선과의 겹침부분의 면적의 총합을 감산한 검출면적이도록 설정된다.
따라서 본 구성에 의하면 상기 용량 센서를 지문센서로서 사용하는 경우에는 손가락을 센서부에 맞닿게 하였을 때에 지문에 의한 제 1 기판(필름기판)의 요철의 변화에 관계 없이 손가락과 상기 행배선과의 사이의 용량값과, 손가락과 상기 노이즈검출용 행배선과의 사이의 용량값이 대략 같아져 손가락으로부터 상기 행배선에 전파되는 노이즈량과, 손가락으로부터 상기 노이즈검출용 행배선에 전파되는 노이즈량이 대략 같아진다. 이 결과, 후단의 신호처리에 의하여 각 행배선에 전파되는 노이즈량과, 상기 노이즈검출용 행배선에 전파되는 노이즈량과의 차분을 취함으로써 인체로부터 전파되는 노이즈를 용이하게 제거할 수 있다.
또, 상기 감압형 용량 센서에 있어서, 상기 노이즈검출용 행배선이 상기 행배선과 동일한 형상으로 형성되어, 상부에 노이즈를 차폐하는 시일드판이 설치되어 있고, 상기 시일드판이 상기 제 1 기판에 설치됨과 동시에 상기 노이즈검출용 행배선의 검출면적에 상당하는 영역이 노출되는 개구부를 가지고 있는 것을 특징으로 한다.
상기 구성의 용량 센서에서는 상기 노이즈검출용 행배선이 제 2 기판상에 상 기행배선과 동일한 형상으로 형성되고, 또 상기 제 1 기판에는 열배선과 함께 노이즈를 차폐하는 시일드판이 설치되어 있고, 상기 시일드판은 상기 노이즈검출용 행배선의 검출면적에 상당하는 영역이 노출되는 개구부를 가지고 있다.
따라서 본 구성에 의하면 또한 노이즈검출용 행배선의 배선폭 제약(디자인룰)을 상기 행배선(검출선) 또는 열배선(구동선)과 동일하게 할 수 있기 때문에, 비용제약이 적다는 효과를 얻을 수 있다.
또, 상기 감압형 용량 센서에 있어서, 상기 행배선과 열배선과의 매트릭스에 있어서 행배선이 열배선과 겹치지 않는 부분의 형상과 같아지도록 상기 노이즈용 행배선상의 시일드판을 열배선과 동일 피치의 빗살형상으로 형성하여 노이즈용 행배선의 검출면적에 상당하는 영역이 노출되도록 구성한 것을 특징으로 한다.
상기 구성의 용량 센서에서는 상기 행배선과 열배선과의 매트릭스에 있어서 행배선이 열배선과 겹치지 않는 부분의 형상과 같아지도록 상기 노이즈용 행배선상의 시일드판을 열배선과 동일 피치의 빗살형상으로 형성하여 노이즈용 행배선의 검출면적에 상당하는 영역이 노출하도록 구성된다.
따라서 본 구성에 의하면 노이즈검출용 행배선과, 각 행배선이 구조상, 아주 비슷하게 형성되기 때문에 상기 용량 센서를 지문센서로서 사용하는 경우에는 또한 센서부에 있어서의 손가락이 맞닿는 장소 부근의 제 1 기판(필름기판)의 요철의 방식이 센서부에 있어서의 다른 장소에 있어서의 요철 방식과 같아지므로 행배선(검출선)에 전달하는 노이즈량과, 노이즈검출용 행배선에 전달하는 노이즈량이 더욱 가까워져 검출부에 의한 신호처리에 의한 노이즈저감효과의 향상을 도모할 수 있 다. 또한 손가락으로 센서부를 누렀을 때의 위화감이 없다는 효과도 있다.
또, 상기 감압형 용량 센서에 있어서 상기 제 1 및 제 2 기판은 단일의 가요성필름기판으로 이루어지고, 상기 가요성 필름기판상에 상기 열배선 및 상기 행배선이 형성되고, 상기 가요성 필름기판을 소정위치에서 굴절함으로써 상기 열배선 및 상기 행배선이 교차하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성의 용량 센서에서는 상기 제 1 및 제 2 기판은, 단일의 가요성 필름기판으로 이루어지고, 상기 가요성 필름기판상에 상기 열배선 및 상기 행배선이 형성되고, 상기 가요성 필름기판을 소정위치에서 굴절함으로써 상기 열배선 및 상기 행배선이 교차하도록 형성된다.
따라서 본 구성에 의하면 상기 용량 센서의 조립이 용이하게 되고, 제조비용을 저감할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시형태에서는 감압형 용량 센서를 지문센서에 적용하는 경우를 예로 들어 설명한다. 본 발명에 관한 감압형 용량 센서의 동작원리에 대하여 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한다. 도 1에 본 발명에 관한 감압형 용량 센서의 전기적 구성을 개념적으로 나타낸다. 상기 도면에 있어서 본 발명에 관한 용량 센서(1)는 열배선(DL1∼DLn)과, 행배선(SL1∼SLn)과, 노이즈검출용 행배선(DD)과, 열배선(DL1∼DLn)에 구동전압을 공급하는 구동회로(10)와, 행배선(SL1∼SLn)으로부터 신호전류를 검출하는 검출회로(11)를 가지고 있다.
또, 용량(CX)은 열배선과 행배선과의 사이에서 형성되는 신호검출용 용량이 고, 용량(CS)은 행배선에 있어서의 상기 행배선과 열배선과 교차하지 않는 간극부분과 지문 채취시에 있어서의 손가락과의 사이에 형성되는 기생용량이다. 또한 용량 (CN)은 노이즈검출용 행배선(DD)과 지문 채취시에 있어서의 손가락과의 사이에 형성되는 기생용량이다.
도 2는 용량 센서(1)의 단면구조를 나타내고 있다. 도 2에서는 열배선(DL1∼DLn)의 각각을 열배선(22)으로 하고, 행배선(SL1∼SLn)을 행배선(32)으로 하고 있다. 또 도 2에서는 노이즈검출용 행배선에 대해서는 도시하고 있지 않다.
용량 센서(1)는 필름(21)의 한 면에 복수의 열배선(22)이 형성된 제 1 기판(필름기판)(20)과, 복수의 행배선(32)이 기초대(31)상에 형성된 제 2 기판(30)이 간극을 설치하여 대향하도록 구성되어 있다. 열배선(22) 및 행배선(32)은 매트릭스형상으로 배치되어 있고, 도시 생략한 노이즈검출용 행배선은, 행배선(32)이 형성되어 있는 제 2 기판(30)에 있어서의 기초대(31)상에 열배선과 교차하지 않도록 형성되어 있다. 33은 절연막이다.
도 3에 나타내는 바와 같이 용량 센서(1)의 위쪽에 위치하는 제 1 기판(필름형상 기판)(20) 표면에 손가락(40)을 맞닿게 하면, 손가락(40)의 지문의 요철에 따라 가해지는 외력에 의해 제 1 기판(20)이 변형되어 제 1 기판(20)과, 제 2 기판(30)과의 간격이 변화되고, 이 압력분포가 상기 열배선과 상기 행배선과의 교차점의 용량변화로서 나타나 검출회로(11)에 의해 검출된다.
한편, 손가락(40)을 제 1 기판에 대어 접촉시킴으로써 인체로부터 용량 센서(1)에 노이즈가 혼입한다. 도 4(a)는 용량 센서(1)에 있어서 열배선(22)과 행배선 (32)이 매트릭스상에 배치되어 있는 상태를 나타내고 있고, 도 4(b), 도 4(c)는 도 4(a)에 있어서의 A-A'절단선에 의한 횡단면을 나타내고 있다.
도 4(b)에 나타내는 바와 같이 손가락(40)을 제 1 기판(20)의 필름(21)에 접촉시킨 상태에서는 열배선(22)과 행배선(32)과의 사이에 신호검출용 용량(CX)이 형성됨과 동시에, 손가락(40)과 행배선(32)에 있어서의 상기 행배선(32)과 열배선(22)이 교차하지 않는 부분, 즉 간극부분과의 사이에 기생용량(CS)이 형성된다.
다음에 도 4(c)에 나타내는 바와 같이 손가락(40)을 제 1 기판(20)상에서 누른상태에서는 제 1 기판(20)과 제 2 기판(30)과의 간격이 좁아지고, 열배선(22)과 행배선(32)과의 간격 및 손가락(40)과 행배선(32)과의 거리가 손가락(40)을 제 1 기판(20)상에 누르고 있지 않을 때에 비하여 짧아지기 때문에, 신호검출용 용량 및 기생용량은 커져 신호검출용 용량(CX') 및 기생용량(CS')이 된다. 따라서 손가락(40)을 제 1 기판(20)상에서 누른 상태에서는 손가락(40)을 제 1 기판(20)상에 가압하지 않을 때 보다도 인체로부터 전파되어 혼입하는 노이즈량이 커진다.
본 발명에 관한 용량 센서(1)에서는 노이즈검출용 행배선(DD)을 열배선과 교차하지 않도록 제 2 기판(30)의 기초대(31)상에 형성하고 있기 때문에 노이즈검출용 행배선에 의해 기생용량(CN)을 거쳐 인체로부터 전파되는 노이즈만이 검지된다.
따라서 노이즈검출용 행배선(DD)과 손가락(40)과의 사이에서 형성되는 기생용량(CN)의 총합과 1개의 행배선과 손가락(40)과의 사이에서 형성되는 기생용량(CS)의 총합이 같아지도록, 예를 들면 노이즈검출용 행배선의 면적이 상기 행배선의 1개의 면적으로부터 이 행배선의 1개에 있어서의 행배선 및 열배선과의 겹침부 분의 면적의 총합을 감산한 검출면적이도록 함으로써 검출회로(11)로 각 행배선으로부터 검출되는 출력과 노이즈검출용 배선으로부터 출력되는 노이즈성분과의 차분을 취함으로써 인체로부터 전파되는 노이즈성분을 제거할 수 있다.
[제 1 실시형태]
본 발명의 제 1 실시형태에 관한 감압형 용량 센서의 구조를 도 5에 나타낸다. 또한 본 발명의 요지는 용량 센서의 구조부분에 있기 때문에, 본 실시형태에 한정하지 않고 각 실시형태에 있어서 전기적 구성은 생략하고 있다. 도 5(a)는 용량 센서의 제 1 기판(필름형상 기판)(20)측에서 본 평면도, 도 5(b)는 도 5(a)에 있어서의 B-B'절단선에 의한 단면도이다. 도 2 내지 도 4에 나타낸 용량 센서와 동일한 부재에는 동일한 참조부호를 붙이고 있다.
본 발명의 제 1 실시형태에 관한 감압형 용량 센서(1)는 복수의 열배선(22)이 형성된 제 1 기판(20)과, 복수의 행배선(32)이 구성된 제 2 기판(30)이 스페이서(45)에 의하여 간극을 설치하여 대향하도록 구성되고, 열배선(22) 및 행배선(32)이 매트릭스형상으로 배치되어 있다. 이 열배선(22) 및 행배선(32)에 의해 매트릭스형상으로 형성된 부분은 센서부를 형성하고 있다. 이 센서부는 제 1 기판(20)에 도전막으로 형성된 시일드층(23)에 의하여 포위되어 있다.
이 센서부에서는 외부로부터 가해지는 압력에 따라 열배선과 상기 행배선과의 교차점의 용량이 변화되어 검출부로서의 검출회로(도시 생략)에 의해 열배선(22)과 행배선(32)과의 교차점의 용량의 변화를 검출하고, 상기 검출결과에 의거하여 외부로부터 가해진 압력분포를 검출하도록 구성되어 있다.
또, 제 2 기판(30)의 행배선(32)이 형성된 면에 노이즈검출용 행배선(50)이 배치되어 있다. 상기 구성의 용량 센서(1)에서는 노이즈검출용 행배선(50)에 대향하는 위치에 열배선(22)이 형성되어 있지 않게 구성된다.
따라서 노이즈검출용 행배선(50)이 열배선(22)과 교차하는 일이 없기 때문에 열배선(22)으로부터 신호성분이 노이즈검출용 행배선(50)에 혼입하지 않도록 할 수 있고, 상기 용량 센서를 지문센서로서 사용하는 경우에는 손가락을 거쳐 인체로부터 전파되는 노이즈만을 노이즈검출용 행배선(50)을 거쳐 검출할 수 있다. 그 때문에 후단의 신호처리를 행하는 검출회로의 구성을 간단화할 수 있다.
상기 구성의 용량 센서(1)에서는 제 1 기판(20)은 필름(21)에 행배선(22)이 형성되어 있기 때문에, 가요성을 가지고 있고, 상기 제 1 기판(20)의 일면이 검출대상물(예를 들면 손가락의 지문)의 접촉면이 되도록 구성되어 있다. 24, 33은 절연막이다.
따라서, 상기 용량 센서(1)를 지문센서로서 사용하는 경우에는 검출대상물인 손가락의 지문의 요철에 따라 제 1 기판(20)이 변형되어 그 압력분포를 정밀도 좋게 검출할 수 있다.
또, 상기 용량 센서(1)에서는 노이즈검출용 행배선(50)의 면적이, 행배선(32)의 1개의 면적으로부터 이 행배선(32)의 1개에 있어서의 행배선 및 열배선과의 겹침부분의 면적의 총합을 감산한 검출면적이도록 설정된다.
따라서 상기 용량 센서(1)를 지문센서로서 사용하는 경우에는, 손가락을 센서부에 맞닿게 하였을 때에 지문에 의한 제 1 기판(필름기판)(20)의 요철의 변화에 상관없이 손가락과 행배선(32)과의 사이의 용량값과, 손가락과 상기 노이즈검출용 행배선(50)과의 사이의 용량값이 대략 같아지고, 손가락으로부터 행배선(32)에 전파되는 노이즈량과, 손가락으로부터 상기 노이즈검출용 행배선(50)에 전파되는 노이즈량이 대략 같아진다.
이 결과, 도시 생략한 검출회로에 의하여 행하여지는 후단의 신호처리에 의해 각 행배선에 전파되는 노이즈량과, 상기 노이즈검출용 행배선에 전파되는 노이즈량과의 차분을 취함으로써 인체로부터 전파되는 노이즈를 용이하게 제거할 수 있다.
[제 2 실시형태]
다음에 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 감압형 용량 센서의 구조를 도 6에 나타낸다.
도 6(a)는 용량 센서의 센서부의 평면도, 도 6(b)는 도 6(a)에 있어서의 C-C'절단선에 의한 단면도이다.
본 발명의 제 2 실시형태에 관한 용량 센서가, 제 1 실시형태에 관한 용량 센서와 구성상 다른 것은 제 1 기판 및 제 2 기판에 있어서, 각각 열배선, 행배선을 2개의 영역으로 분할하고, 형성하여 매트릭스형상으로 배치하고, 제 2 기판(30)에 있어서의 이들 2개의 영역의 경계부(중앙부)에 상당하는 위치에 열배선에 교차하지 않도록 노이즈검출용 행배선(50)을 형성한 점이며, 그 밖의 구성은 동일하기 때문에 중복되는 설명은 생략한다.
도 6에 있어서 도 5에 나타낸 용량 센서와 동일한 구성요소에는 동일한 참조 부호를 나타내고 있다. 이하의 실시형태에서도 동일하다. 도 6에 있어서 제 1 기판(20)은 도 6(a)의 좌우에 2개의 영역으로 분할되고, 필름(21)상의 각각의 영역에 열배선(22A, 22B)이 형성되어 있다.
또, 제 1 기판(20)의 열배선이 형성되어 있는 측에 대향하여 소정의 간극을 설치하여 배치되는 제 2 기판(30)에는 제 1 기판과 마찬가지로 좌우로 2개의 영역으로 분할되어 상기 열배선(22A, 22B)과 매트릭스형상을 이루도록 행배선(32A, 32B)이 형성되어 있다.
또한 제 2 기판에는 상기 2개의 영역의 경계부에 노이즈검출용 행배선(50)이 형성되어 있다. 이 노이즈검출용 행배선(50)의 면적은 제 1 실시형태와 마찬가지로 행배선(32A)[또는 행배선(32B)]의 1개의 면적으로부터 이 행배선(32A)[또는 행배선(32B)]의 1개에 있어서의 행배선(32A)[또는 행배선(32B)] 및 이것과 교차하는 열배선(22A)[또는 열배선(22B)]과의 겹침부분의 면적의 총합을 감산한 검출면적이도록 설정된다.
본 실시형태에 있어서도 제 1 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한 본 실시형태에서는 열배선 및 행배선을 2개의 영역으로 분할하고 있기 때문에, 각 영역에 형성된 2개의 검출회로를 설치하거나, 또는 단일의 검출회로로 하기 위해서는, 예를 들면 둘러치는 배선을 다층화함으로써 설치할 수 있다.
[제 3 실시형태]
다음에 본 발명의 제 3 실시형태에 관한 감압형 용량 센서의 구조를 도 7에 나타낸다.
도 7(a)는 용량 센서의 센서부의 평면도, 도 7(b)는 도 7(a)에 있어서의 D-D'절단선에 의한 단면도이다.
본 발명의 제 3 실시형태에 관한 용량 센서가, 제 2 실시형태에 관한 용량 센서와 구성상 다른 것은 제 1 기판(20) 및 제 2 기판(30)에 있어서 각각 열배선, 행배선을 경사방향의 영역을 경계영역으로 하여 2개의 영역으로 분할 형성하여 매트릭스형상으로 배치하고, 제 2 기판(30)에 있어서의 이들 2개의 영역의 경계영역에 상당하는 위치에 열배선에 교차하지 않도록 노이즈검출용 행배선(60)을 형성한 점이며, 그 밖의 구성은 동일하기 때문에 중복되는 설명은 생략한다.
도 7에 있어서 제 1 기판(20)은 도 7(a)의 경사방향의 영역을 경계영역으로하여 2개의 영역으로 분할되고, 필름(21)상의 각각의 영역에 단계적으로 길이가 변화되도록 열배선(22C, 22D)이 형성되어 있다.
또, 제 1 기판(20)의 열배선이 형성되어 있는 측에 대향하여 소정의 간극을 설치하여 배치되는 제 2 기판(30)에는 제 1 기판(20)과 마찬가지로 경사방향의 영역을 경계영역으로 하여 2개의 영역으로 분할되어 상기 열배선(22C, 22D)과 매트릭스형상을 이루도록 단계적으로 길이가 다른 행배선(32C, 32D)이 형성되어 있다.
또한 제 2 기판(30)에는 상기 2개의 영역의 경계부에 노이즈검출용 행배선(60)이 계단형상으로 형성되어 있다. 이 노이즈검출용 행배선(50)의 면적은 제 2 실시형태와 마찬가지로 행배선(32C)[또는 행배선(32D)]의 1개의 면적으로부터 이 행배선(32C) [또는 행배선(32D)]의 1개에 있어서의 행배선(32C)[또는 행배선(32D)] 및 이것과 교차하는 열배선(22C)[또는 열배선(22D)]과의 겹침부분의 면적의 총합을 감산한 검출면적이도록 설정된다.
본 실시형태에 있어서도 제 2 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
[제 4 실시형태]
다음에 본 발명의 제 4 실시형태에 관한 감압형 용량 센서의 구조를 도 8에 나타낸다.
도 8(a)는 용량 센서의 센서부의 평면도, 도 8(b)는 도 8(a)에 있어서의 E-E'절단선에 의한 단면도이다.
도 8에 나타내는 바와 같이 본 발명의 제 4 실시형태에 관한 감압형 용량 센서(1)는 제 1 실시형태에 관한 용량 센서와 마찬가지로 복수의 열배선(22)이 형성된 제 1 기판(20)과, 복수의 행배선(32)이 구성된 제 2 기판(30)이 스페이서(45)에 의하여 간극을 설치하여 대향하도록 구성되고, 열배선(22) 및 행배선(32)이 매트릭스형상으로 배치되어 있다. 이 열배선(22) 및 행배선(32)에 의해 매트릭스형상으로 형성된 부분은 센서부를 형성하고 있다.
본 발명의 제 4 실시형태에 관한 용량 센서가, 제 1 실시형태에 관한 용량 센서와 구성상 다른 것은 노이즈검출용 행배선(70)이 제 2 기판(30)상에 행배선(32)과 동일한 형상으로 형성되고, 또 제 1 기판(20)에는 열배선(22)과 함께 노이즈를 차폐하는 시일드판(시일드층)(80)이 설치되어 있으며, 상기 시일드판(80)은 노이즈검출용 행배선(70)의 검출면적에 상당하는 영역이 노출되는 개구부(80A)를 가지고 있는 점 이고, 다른 구성은 제 1 실시형태와 동일하기 때문에, 중복되는 설명은 생략한다.
따라서 본 실시형태에 관한 용량 센서에 의하면, 제 1 실시형태에 의해 얻어지는 효과에 더하여 노이즈검출용 행배선(70)의 배선폭 제약(디자일룰)을 상기 행배선 (검출선)(32) 또는 열배선(구동선)(22)과 동일하게 할 수 있기 때문에, 비용제약이 적다는 효과를 얻을 수 있다.
[제 5 실시형태]
다음에 본 발명의 제 5 실시형태에 관한 감압형 용량 센서의 구조를 도 9에 나타낸다.
도 9(a)는 용량 센서의 센서부의 평면도, 도 9(b)는 도 9(a)에 있어서의 F-F'절단선에 의한 단면도이다.
도 9에 나타내는 바와 같이 본 발명의 제 5 실시형태에 관한 감압형 용량 센서(1)는 제 4 실시형태에 관한 용량 센서와 마찬가지로 복수의 열배선(22)이 형성된 제 1 기판(20)과, 복수의 행배선(32)이 구성된 제 2 기판(30)이 스페이서(45)에 의하여 간극을 설치하여 대향하도록 구성되고, 열배선(22) 및 행배선(32)이 매트릭스형상으로 배치되어 있다. 이 열배선(22) 및 행배선(32)에 의해 매트릭스형상으로 형성된 부분은 센서부를 형성하고 있다.
본 발명의 제 5 실시형태에 관한 용량 센서가, 제 4 실시형태에 관한 용량 센서와 구성상 다른 것은 행배선(32)과 열배선(22)과의 매트릭스에 있어서 행배선(32)이 열배선(22)과 겹치지 않는 부분의 형상과 동일하게 되도록 노이즈검출용 행배선(90)상의 시일드판(시일드층)(100)을 열배선(22)과 동일 피치의 빗살형상으로 형성하고, 즉 열배선(22)과 동일 피치의 빗살형상의 볼록부(100A)를 가지도록 형성 함으로써 노이즈검출용 행배선(90)의 검출면적에 상당하는 영역이 노출하도록 구성한 점이며, 다른 구성은 제 4 실시형태와 동일하기 때문에 중복되는 설명은 생략한다.
따라서 본 실시형태에 관한 용량 센서에 의하면, 노이즈검출용 행배선과, 각 행배선이 구조상 아주 비슷하게 형성되기 때문에 상기 용량 센서를 지문센서로서 사용하는 경우에는 제 4 실시형태에 의해 얻어지는 효과에 더하여, 센서부에 있어서의 손가락이 맞닿는 장소 부근의 제 2 기판(필름기판)의 요철의 방식이 센서부에 있어서의 다른 장소에 있어서의 요철의 방식과 같아지므로, 행배선(검출선)에 전달되는 노이즈량과, 노이즈검출용 행배선에 전달되는 노이즈량이 더욱 가까워져 검출부에 의한 신호처리에 의한 노이즈저감효과의 향상을 도모할 수 있다. 또한 손가락으로 센서부를 눌렀을 때의 위화감이 없다는 효과도 있다.
[제 6 실시형태]
본 발명의 제 6 실시형태에 관한 감압형 용량 센서에 대하여 도 10 내지 도 12를 참조하여 설명한다. 상기한 본 발명의 제 1 내지 제 5 실시형태에 관한 감압형 용량 센서에서는 열전극이 형성되는 제 1 기판(20)과, 행전극 및 노이즈검출용 행전극이 형성되는 제 2 기판(30)을 별개로 하도록 하였으나, 제 6 실시형태에 관한 감압형 용량 센서에서는 상기 제 1 및 제 2 기판은, 단일한 가요성 필름기판(200)으로 이루어지고, 상기 가요성 필름기판(200)상에 열배선(201) 및 행배선(202)이 형성되고, 가요성 필름기판을 소정위치에서 굴절함으로써 상기 열배선 및 상기 행배선이 교차하도록형성한 것을 특징으로 하고 있다.
즉, 도 10에 있어서 본 실시형태에 관한 용량 센서에서는 단일의 가요성 필름기판(200)을 2개의 영역(200A, 200B)으로 나누어 도 10의 위쪽의 영역(200A)에는 열배선(201)이 형성되고, 아래쪽의 영역(200B)에는 행배선(202) 및 노이즈검출용 행배선(210)이 형성됨과 동시에, 구동회로 및 검출회로를 포함하는 회로부(220)가 형성되어 있다.
상기 가요성 필름기판(200)은, 도 12에 나타내는 바와 같이 보강판(230)의 상면에 필름(231)을 배치한 것이고, 이 필름(231)의 위에 각 배선이 형성되어 있다. 여기서 도 11은 도 10에 있어서의 A부를 확대한 도면이고, 도 12는 도 11에 있어서의 G-G'절단선에 의한 단면도이다.
열배선(201), 행배선은 인출배선(211)에 의하여, 또 행배선(202) 및 노이즈검출용 행배선(210)은 인출배선(212)에 의하여 회로부(220)의 입출력 단자에 접속되어 있다. 221은 외부의 회로부에 접속하기 위한 배선이다.
이와 같이 열배선(201), 행배선(202) 및 노이즈검출용 행배선(210)이 형성된 단일의 가요성 필름기판(200)을 상기 가요성 필름기판(200)의 대략 중앙부에서 굴절시킴으로써 열배선(201) 및 행배선(202)이 교차하도록 형성할 수 있다.
이에 의하여 감압형 용량 센서의 조립이 용이하게 되어 제조비용을 저감할 수있다.
또, 상기 가요성 필름기판(200)을 구성하는 보강판은 금속이 바람직하고, 회로의 그라운드에 접속하는 것이 바람직하다.
이에 의하여 도 12에 나타내는 바와 같이 보강판(230)과, 각 배선과의 사이 에서 형성되는 용량을 거쳐 금속의 보강판(230)으로부터 노이즈가 혼입되는 것을 방지할 수 있다.
금속의 보강판(230)을 회로부의 그라운드에 접속하지 않은 경우에는, 도 11에 나타내는 바와 같이 행배선(202)에 보조전극(203)을 설치하는 것이 바람직하다.
보조전극(203)의 면적은 노이즈검출용 행배선과 이것에 접속되어 있는 인출배선 등의 모든 배선의 면적으로부터 1개의 행배선에 대하여, 상기 행배선과, 이것에 접속되어 있는 인출배선 등의 모든 면적을 감산한 값이 되도록 하는 것이 바람직하다. 물론, 이 보조전극은 센서부, 즉 용량 센서의 용량 검출영역 이외의 영역에서 또한 열배선이 없는 어느 장소에 배치하여도 좋다. 예를 들면 회로부(IC로 구성된다)와 접속하는 패드에 설치하여도 좋다.
또, 이 보조전극 대신에, 인출배선의 굵기를 도중에 바꾸거나, 인출배선을 우회시켜 배치하도록 하여도 좋다.
이에 의하여 도 12에 나타내는 금속의 보강판(230)과 각 배선과의 사이에 형성되는 용량에 의하여 보강판(230)으로부터 각 행배선(202)에 혼입되는 노이즈량과, 보강판(230)으로부터 노이즈검출용 행배선(210)에 혼입하는 노이즈량이 같아져 후단의 검출회로에서 용이하게 노이즈를 제거할 수 있다.
또, 본 실시형태에 있어서도 제 1 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있는 것은 물론이다.
다음에 본 발명의 실시형태에 관한 용량 센서의 검출회로의 구성예에 대하여 설명한다. 도 13에 본 발명의 실시형태에 관한 용량 센서의 검출회로에 사용되는 커런트 컨베이어회로를 기능적으로 나타낸다. 상기 도면에 있어서 커런트 컨베이어회로(300)는 입력단자(X, Y)와, 출력단자(Z+, Z-)의 4단자 망회로로 나타낸다.
이 커런트 컨베이어회로(300)는 입력단자(X, Y)에 유입하는 전류를 iX, iY 입력단자 출력단자(Z+, Z-)에 유입하는 전류를 iZ+, iZ- 라 하면, 단자(X)에 유입하는 전류는 출력단자(Z+)에 유입하는 전류와 같아지고(iZ+ = iX), 또한 입력단자(X)의 전압(vX)은 입력단자(Y)의 전압(vY)과 같아져(vX = vY), 일정하게 됨과 함께 입력단자 (Y)에는 전류가 흐르지 않음(iY = 0)과 동시에, 출력단자(Z-)로부터는 전류(iX)가 빨아내진다는 특성을 가지고 있다.
이 커런트 컨베이어회로(300)를 용량 센서의 검출회로에 사용한 기본구성을 도 14에 나타낸다. 상기 도면에 있어서 SG는 신호원이고, 구체적으로는 열전극을 구동하는 구동회로로부터 출력되는 펄스신호이다. C1, C2는 모두 열배선과 행배선에 의해 형성되는 용량이나, C1은 행배선의 검출하고자 하는 1개의 용량이고, C2는 행배선의 그것 이외의 용량이다. 단, 이 예에서는 노이즈검출용 행배선은 고려하고 있지 않다. C2는 C1에 비하여 큰 값이고, 열배선의 개수를 Ln이라 하면, 최대로 (C1의 최대값)× Ln이 된다. C3은 검출전압 유지용 용량이고, S1, S2는 스위치이며, 스위치(S1)는 지문검출시 이외의 상태에서는 오프상태에 있고, 검출시에만 온상태가 된다. S2는 지문검출시에 잔류 전하를 방전시키기 위한 리세트 스위치이다.
상기 구성에 있어서 지문 검출시에는 스위치(S2)를 온상태로 하고, 신호검출용 용량(C3)의 잔류 전하를 방전시킨 후, 스위치(S2)를 오프상태로 하고, 이어서 스위치(S1)를 온상태로 한다. 여기서 SG로부터 펄스신호가 출력되고, 신호검출용 용량 (C1)을 거쳐 지문의 요철에 따른 레벨의 신호가 입력되면, 커런트 컨베이어회로의 입력단자(X)에는 검출한 신호에 따른 전류가 흘러 들어와, 이 검출전류와 동일한 전류값의 전류가 출력단자(Z+)로부터 스위치(S1)를 거쳐 검출전압 유지용 용량(C3)으로 흘러 들어와 신호전압이 유지된다.
다음에 지문 검출시에 손가락과 행전극에 의해 형성되는 간극용량(C10) 및 손가락과 노이즈검출용 행배선과의 사이에 형성되는 기생용량(C11)을 거쳐 노이즈가 입력되는 경우를 고려한 커런트 컨베이어회로를 사용한 검출회로의 구성예를 도 15 및 도 16에 나타낸다. 이들 도면에 있어서, NG는 노이즈발생원이고 구체적으로는 용량 센서의 센서부에 손가락을 맞닿대었을 때에 손가락으로부터 혼입되는 노이즈를 나타내고 있다. 도 15에 나타낸 검출회로는 전류모드로 동작하는 검출회로이다. 도 15에서는 도 14의 회로구성에 더하여 다시 별도의 커런트 컨베이어회로(301)를 설치하고 있다.
노이즈원(NG)의 출력은, 간극용량(C10)을 거쳐 커런트 컨베이어회로(300)의 입력단자(X)에 접속됨과 동시에, 노이즈검출용 행배선의 기생용량(C11)을 거쳐 커런트 컨베이어회로(301)의 입력단자(X)에 접속되어 있다. 커런트 컨베이어회로(300)의 출력단자(Z+)와, 커런트 컨베이어회로(301)의 출력단자(Z-)는 공통 접속되어 있다.
도 15에 있어서, 노이즈원(NG)으로부터 입력된 노이즈전류는, 한쪽은 간극용량(C10)을 거쳐 커런트 컨베이어회로(300)의 입력단자(X)로 흘러 들어오고, 다른쪽 은 노이즈검출용 행배선의 기생용량(C11)을 거쳐 커런트 컨베이어회로(301)의 입력단자 (X)로 흘러 들어 온다. 이 결과, 커런트 컨베이어회로(300, 301)의 입력단자(X)에는 동일한 전류가 흘러 들기 때문에, 커런트 컨베이어회로(300)의 출력단자(Z+), 커런트 컨베이어회로(301)의 출력단자(Z-)에 있어서 동일한 전류값으로 역방향으로 전류가 흐르기 때문에, 검출회로의 출력측에서 노이즈가 제거된다.
다음에, 커런트 컨베이어회로를 사용한 전압모드로 동작하는 검출회로의 구성예를 도 16에 나타낸다. 도 16에 나타내는 검출회로는, 도 15의 회로구성에 있어서 커런트 컨베이어회로(301)를 제거하고, 노이즈원(NG)의 출력을 노이즈검출용 행배선의 기생용량(C11)을 거쳐 커런트 컨베이어회로(300)의 입력단자(Y)에 접속하도록 한 것이다.
상기 구성에 있어서, 노이즈원(NG)으로부터 입력된 노이즈전류는 커런트 컨베이어회로(300)의 입력단자(X)측이 로우 임피던스상태에 있기 때문에, 노이즈전류가 흐르나, 입력단자(Y)는 하이 임피던스상태에 있기 때문에, 전류가 흐르지 않는 상태가 되고, 이 결과 노이즈전류에 의한 간극용량(C10)의 충전전압과, 노이즈검출용 행배선의 기생용량의 충전전압이 서로 역극성이 되기 때문에, 커런트 컨베이어회로(300)의 입력측에서 노이즈가 제거되게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 인체로부터 전파되는 노이즈를 용이하게 제거할 수 있는 감압형 용량 센서를 얻을 수 있다.

Claims (7)

  1. 복수의 열배선이 형성된 제 1 기판과, 복수의 행배선이 구성된 제 2 기판이 간극을 설치하여 대향하도록 구성되고,
    상기 열배선 및 행배선에 의해 구성되는 매트릭스형상(매트릭스)을 이루고, 외부로부터 가해지는 압력에 따라 상기 열배선과 상기 행배선과의 교차점의 용량이 변화되는 센서부와,
    상기 열배선과 상기 행배선과의 교차점의 용량의 변화를 검출하고, 검출결과 에 의거하여 외부로부터 가해진 압력분포를 검출하는 검출부를 가지는 감압형 용량 센서에 있어서,
    상기 제 2 기판의 상기 행배선이 형성된 면에 노이즈검출용 행배선이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 감압형 용량 센서.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 노이즈검출용 행배선에 대향하는 위치에 상기 열배선이 형성되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 감압형 용량 센서.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 기판은 가요성을 가짐과 동시에, 상기 제 1 기판의 일면을 검출대상물의 접촉면으로 하는 것을 특징으로 하는 감압형 용량 센서.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 노이즈검출용 행배선의 면적이, 상기 행배선의 1개의 면적으로부터 이 행배선의 1개에 있어서의 행배선 및 열배선과의 겹침부분의 면적의 총합을 감산한 검출면적인 것을 특징으로 하는 감압형 용량 센서.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 노이즈검출용 행배선이 상기 행배선과 동일한 형상으로 형성되고, 상부에 노이즈를 차폐하는 시일드판이 설치되어 있으며,
    상기 시일드판이, 상기 제 1 기판에 설치됨과 동시에 상기 노이즈검출용 행배선의 검출면적에 상당하는 영역이 노출되는 개구부를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 감압형 용량 센서.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 행배선과 열배선과의 매트릭스에 있어서, 행배선이 열배선과 겹치지 않는 부분의 형상과 동일하게 되도록 상기 노이즈용 행배선상의 시일드판을 열배선과 동일한 피치의 빗살형상으로 형성하여, 노이즈용 행배선의 검출면적에 상당하는 영역이 노출되도록 구성한 것을 특징으로 하는 감압형 용량 센서.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 기판은, 단일의 가요성 필름 기판으로 이루어지고, 상기 가요성 필름 기판상에 상기 열배선 및 상기 행배선이 형성되고, 상기 가요성 필름 기판을 소정위치에서 굴절함으로써 상기 열배선 및 상기 행배선이 교차하는 것을 특징으로 하는 감압형 용량 센서.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190035481A (ko) * 2017-09-25 2019-04-03 엘지디스플레이 주식회사 2차원 센서 및 터치 센서
KR20200006833A (ko) 2018-07-11 2020-01-21 인하대학교 산학협력단 압력 센서를 포함하는 의지용 소켓 및 그 제조방법

Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2111148B1 (en) * 2007-01-19 2015-08-12 Given Imaging (Los Angeles) LLC Micro-remote gastrointestinal physiological measurement device
US7584068B2 (en) * 2007-02-22 2009-09-01 Teradyne, Inc. Electrically stimulated fingerprint sensor test method
CN101730841B (zh) * 2007-04-23 2012-12-26 基文影像（洛杉矶）有限公司 悬式膜压力传感阵列
WO2009070814A2 (en) * 2007-11-27 2009-06-04 Frederick Johannes Bruwer Capacitive sensing circuit with noise rejection
KR100943989B1 (ko) * 2008-04-02 2010-02-26 (주)엠아이디티 정전용량식 터치스크린
US8605037B2 (en) * 2008-10-21 2013-12-10 Atmel Corporation Noise reduction in capacitive touch sensors
JP5448423B2 (ja) * 2008-11-18 2014-03-19 東海ゴム工業株式会社 触覚センサおよびその製造方法
US8487639B1 (en) 2008-11-21 2013-07-16 Cypress Semiconductor Corporation Receive demodulator for capacitive sensing
US20100156838A1 (en) * 2008-12-18 2010-06-24 Han Sang-Youl Capacitive input display device
CN101782953B (zh) * 2009-01-16 2012-11-21 深圳富泰宏精密工业有限公司 具有指纹识别功能的便携式电子装置
US8866500B2 (en) * 2009-03-26 2014-10-21 Cypress Semiconductor Corporation Multi-functional capacitance sensing circuit with a current conveyor
JP2011017626A (ja) * 2009-07-09 2011-01-27 Sony Corp 力学量検知部材及び力学量検知装置
NO20093601A1 (no) 2009-12-29 2011-06-30 Idex Asa Overflatesensor
US8421890B2 (en) 2010-01-15 2013-04-16 Picofield Technologies, Inc. Electronic imager using an impedance sensor grid array and method of making
US8791792B2 (en) * 2010-01-15 2014-07-29 Idex Asa Electronic imager using an impedance sensor grid array mounted on or about a switch and method of making
US8866347B2 (en) 2010-01-15 2014-10-21 Idex Asa Biometric image sensing
TW201205404A (en) * 2010-07-16 2012-02-01 Elan Microelectronics Corp Three-dimensional touch sensor and application thereof
US9268441B2 (en) 2011-04-05 2016-02-23 Parade Technologies, Ltd. Active integrator for a capacitive sense array
US8692798B1 (en) * 2011-12-15 2014-04-08 Wei Zhang Light activated input panel
US20130155630A1 (en) * 2011-12-20 2013-06-20 Esat Yilmaz Touch Sensor with Passive Electrical Components
EP2958052B1 (en) 2012-04-10 2020-10-07 Idex Asa Biometric sensing
US9465459B2 (en) 2013-02-19 2016-10-11 Blackberry Limited Electronic device including touch-sensitive display and method of detecting noise
EP2767890B1 (en) * 2013-02-19 2020-01-22 BlackBerry Limited Electronic device including touch-sensitive display and method of detecting noise
KR101452302B1 (ko) * 2013-07-29 2014-10-22 주식회사 하이딥 터치 센서 패널
CN104423738A (zh) * 2013-08-30 2015-03-18 天津富纳源创科技有限公司 电容式触控装置的控制方法
KR101712346B1 (ko) 2014-09-19 2017-03-22 주식회사 하이딥 터치 입력 장치
JP6150431B2 (ja) * 2013-12-05 2017-06-21 アルプス電気株式会社 入力装置
KR102143352B1 (ko) * 2013-12-13 2020-08-11 엘지디스플레이 주식회사 햅틱 일체형 터치스크린, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 표시장치
CN103714330B (zh) 2014-01-06 2017-12-19 苏州迈瑞微电子有限公司 电容指纹传感器
JP2015185173A (ja) * 2014-03-24 2015-10-22 株式会社 ハイヂィープ タッチ圧力及びタッチ面積による動作対象の臨時操作方法及び端末機
US9746974B2 (en) * 2014-08-21 2017-08-29 Cypress Semiconductor Corporation Providing a baseline capacitance for a capacitance sensing channel
US10429998B2 (en) * 2014-07-23 2019-10-01 Cypress Semiconductor Corporation Generating a baseline compensation signal based on a capacitive circuit
JP6527343B2 (ja) 2014-08-01 2019-06-05 株式会社 ハイディープＨｉＤｅｅｐ Ｉｎｃ． タッチ入力装置
US20160206237A1 (en) * 2015-01-18 2016-07-21 Enhanced Surface Dynamics, Inc. System and method for monitoring pressure distribution over a pressure-detection mat with discontinuities
CN104881238A (zh) 2015-06-25 2015-09-02 京东方科技集团股份有限公司 一种触控显示装置及其触控方法
US9733062B2 (en) * 2015-11-20 2017-08-15 General Electric Company Systems and methods for monitoring component strain
US10120509B2 (en) * 2015-12-29 2018-11-06 Stmicroelectronics Asia Pacific Pte Ltd Common mode noise reduction in capacitive touch sensing
TWI597670B (zh) * 2016-01-06 2017-09-01 晨星半導體股份有限公司 指紋辨識電極結構
KR101909044B1 (ko) * 2017-01-31 2018-10-25 주식회사 인터메트릭스 전류 컨베이어를 이용하여 센서 입력을 감지하는 장치 및 방법
SE1750159A1 (sv) 2017-02-17 2018-08-18 Fingerprint Cards Ab Cancelling out impairment data in fingerprint images
WO2021217164A1 (en) * 2020-04-22 2021-10-28 Microchip Technology Incorporated Amplified charge cancellation in a touch sensor, and related systems, methods and devices

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3642088A1 (de) * 1986-12-10 1988-06-23 Wolfgang Brunner Anordnung zur messung von kraftverteilungen
DE60032286T8 (de) * 1999-06-10 2007-09-27 Nippon Telegraph And Telephone Corp. Gerät zur Erkennung von Oberflächengestalten
JP4440603B2 (ja) * 2003-11-06 2010-03-24 アルプス電気株式会社 容量検出回路及び検出方法並びにそれを用いた指紋センサ
JP2006071579A (ja) * 2004-09-06 2006-03-16 Alps Electric Co Ltd 容量検出回路及び容量検出方法
US7460697B2 (en) * 2005-07-19 2008-12-02 Validity Sensors, Inc. Electronic fingerprint sensor with differential noise cancellation

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190035481A (ko) * 2017-09-25 2019-04-03 엘지디스플레이 주식회사 2차원 센서 및 터치 센서
KR20200006833A (ko) 2018-07-11 2020-01-21 인하대학교 산학협력단 압력 센서를 포함하는 의지용 소켓 및 그 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006184104A (ja) 2006-07-13
US20060138574A1 (en) 2006-06-29
CN1796953A (zh) 2006-07-05

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