KR20100107477A - 펄스 커패시턴스 측정 회로 및 방법 - Google Patents

펄스 커패시턴스 측정 회로 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20100107477A
KR20100107477A KR1020107016568A KR20107016568A KR20100107477A KR 20100107477 A KR20100107477 A KR 20100107477A KR 1020107016568 A KR1020107016568 A KR 1020107016568A KR 20107016568 A KR20107016568 A KR 20107016568A KR 20100107477 A KR20100107477 A KR 20100107477A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
capacitance
voltage signal
ramping
pulse
voltage level
Prior art date
Application number
KR1020107016568A
Other languages
English (en)
Inventor
버나드 오 기아그한
Original Assignee
쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
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 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 filed Critical 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Publication of KR20100107477A publication Critical patent/KR20100107477A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/24—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying capacitance
    • 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
    • G06F3/04166—Details of scanning methods, e.g. sampling time, grouping of sub areas or time sharing with display driving
    • 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
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/96—Touch switches
    • H03K17/962—Capacitive touch switches
    • 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
    • G06F2203/04107—Shielding in digitiser, i.e. guard or shielding arrangements, mostly for capacitive touchscreens, e.g. driven shields, driven grounds
    • 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
    • G06F3/0444—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a single conductive element covering the whole sensing surface, e.g. by sensing the electrical current flowing at the corners
    • 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
    • G06F3/0446—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a grid-like structure of electrodes in at least two directions, e.g. using row and column electrodes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)
  • Measurement Of Unknown Time Intervals (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

커패시턴스 측정 회로 및 방법은 전압 역치를 통해서 전압 신호를 램핑하기 위해 전하 펄스를 인가하고 커패시턴스를 판단하기 위해 펄스의 개수를 이용한다. 복수의 위치에서의 커패시턴스는 각 전압 신호가 역치를 통과할 때 펄스 카운터 값을 그 전압 신호 채널과 연관된 레지스터에 저장함으로써 측정될 수 있다. 커패시턴스 측정에 대한 전극 저항의 영향은 전압 신호를 램핑하기 위해 전하 펄스를 이용하고 펄스들 간에 신호 정지에 대기함으로써 완화될 수 있다.

Description

펄스 커패시턴스 측정 회로 및 방법{PULSED CAPACITANCE MEASURING CIRCUITS AND METHODS}
관련 출원과의 상호 참조
본 출원은 명칭이 "복수의 커패시턴스 측정 회로 및 방법"이며 2007년 12월 28일에 출원된 미국 가출원 제 61/017,451호의 35 U.S.C. § 119(e) 하에서 우선권을 주장한다.
본 발명은 일반적으로 펄스를 이용하여 커패시턴스를 측정하기 위한 회로 및 방법에 관한 것으로서, 특히, 회로 저항을 수용하기 위해 펄스 타이밍을 변경하는 것과 신호를 증분적으로 역치로 램핑하는 것에 관한 것이다.
터치 감응식 디바이스는 기계적 버튼, 키패드, 키보드 및 포인팅 디바이스들에 대한 필요성을 줄이거나 제거함으로써 사용자가 전자 시스템 및 디스플레이와 편리하게 인터페이스하도록 한다. 예를 들어, 사용자는 온-디스플레이 터치 스크린 상의 아이콘에 의해 식별되는 위치를 단순히 터치함으로써 복잡한 일련의 명령을 실행할 수 있다. 많은 터치 감응식 디바이스에서, 센서의 전도성 대상이 사용자의 손가락과 같은 전도성 터치 도구에 용량적으로 접속될 때 입력이 감지된다. 그러한 디바이스는 터치 외란으로 인해 복수의 위치에서 커패시턴스를 측정하며, 터치 위치를 판단하기 위해 측정된 커패시턴스를 이용한다.
소정 실시예에서, 본 발명은 복수의 각 위치에 연관된 각 전압 신호를 램핑하도록 전하를 인가함으로써 각 위치에서 커패시턴스를 측정하는 디바이스에서의 사용을 위한 방법을 제공한다. 그러한 방법은 램핑된 전압 신호가 역치 전압 레벨을 통과할 때까지 커패시턴스 각각을 충전시키기 위해 일련의 전하 펄스를 이용하여 각 전압 신호를 증분적으로 램핑하는 단계를 포함한다. 방법은 각 펄스에 대해서 펄스 카운트 값을 증가시키고, 펄스 카운트 값을 전압 신호의 정지에 대기한 후 역치 전압 레벨을 통과한 것으로 판단되는 임의의 전압 신호와 연관된 레지스터에 저장하는 단계를 포함한다. 방법은 연관된 레지스터에 저장된 카운트 값을 이용하여 커패시턴스를 판단하는 단계를 추가로 포함한다.
소정 실시예에서, 본 발명은 전극 저항을 통해 전하를 전극에 인가하여 전압 신호를 램핑함으로써 전극의 커패시턴스를 측정하는 디바이스에서의 사용을 위한 방법을 제공하며, 여기에서 방법은 제 1 기준 레벨로부터 제 2 기준 레벨로의 전압 신호의 초기 램핑 동안 클럭 사이클 카운트를 누적하는 단계,전압 신호가 역치 전압 레벨을 통과할 때까지 커패시턴스를 충전하기 위해 일련의 전하 펄스를 이용하여 전압 신호를 증분적으로 램핑하는 단계를 포함하며, 각 펄스에 대해서 펄스 카운트 값이 증가되고 다른 펄스를 시작하기 전에 전압 신호 정지가 이루어진다. 커패시턴스는 누적된 클럭 사이클 카운트와 펄스 카운트 값을 이용하여 판단될 수 있다.
소정 실시예에서, 본 발명은 복수의 위치 각각에 연관되는 각 전압 신호를 램핑하도록 전하를 인가함으로써 각 위치에서 커패시턴스를 측정하는 디바이스를 제공한다. 그러한 디바이스는 일련의 전하 펄스를 이용하여 전압 신호를 증분적으로 램핑하기 위한 램프 제어 회로, 각 전하 펄스 이후에 펄스 카운트 값을 증가시키기 위한 펄스 카운터, 및 전압 신호 정지에 대기한 후 연관된 전압 신호가 역치 전압 레벨을 통과한 것으로 판단될 때 펄스 카운트 값을 저장하기 위해 각 레지스터가 전압 신호 중 하나와 연관되는 복수의 레지스터를 포함한다. 커패시턴스는 저장된 펄스 카운트 값을 이용하여 판단될 수 있다.
소정 실시예에서, 본 발명은 전극 저항을 통해 전하를 전극에 인가함으로써 전극의 커패시턴스를 측정하는 디바이스에서의 사용을 위해, 커패시턴스 측정에 대한 전극 저항의 영향을 완화시키는 방법을 제공한다. 그러한 방법은 커패시턴스를 충전시키고 결과적인 전압 신호를 역치 전압 레벨로 램핑하기 위해 일련의 펄스를 이용하는 단계, 전압 신호 전압의 정지를 위해 각 펄스 간에 대기하는 단계, 및 전압 신호가 역치 전압 레벨에 도달하기 위해 필요한 펄스 개수를 이용하여 커패시턴스를 판단하는 단계를 포함한다.
본 발명의 상기의 개요는 본 발명의 각각의 실시예 또는 모든 구현예를 설명하고자 하는 것은 아니다. 본 발명의 보다 완전한 이해와 더불어 이점 및 효과는 첨부 도면과 관련하여 취해진 이하의 상세한 설명 및 청구의 범위를 참조함으로써 명백해지고 이해될 것이다.
본 명세서는 첨부된 다음의 도면과 관련하여 다음의 다양한 실시예의 상세한 설명을 고려하여 보다 완전하게 이해되고 평가될 수 있다:
도 1a 내지 1c는 본 발명의 소정 실시예에 유용한 예시적인 터치 센서 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 소정 실시예에 따른 커패시턴스 측정을 위한 펄스 전류를 제공하기 위한 예시적인 회로를 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 발명의 소정 실시예에 따른 커패시턴스 측정을 위한 펄스 전류를 제공하기 위한 예시적인 회로를 개략적으로 도시한다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 소정 실시예에 유용한 예시적인 제어 회로의 부분을 개략적으로 도시한다.
도 5는 본 발명의 소정 실시예에 유용한 예시적인 제어 회로를 개략적으로 도시한다.
도 6은 본 발명의 소정 실시예에 따른 복수의 커패시턴스 측정 회로의 동작을 나타내는 타이밍 다이어그램을 개략적으로 도시한다.
도 7은 본 발명의 소정 실시예에 따른 복수의 커패시턴스 측정 회로의 동작을 나타내는 타이밍 다이어그램을 개략적으로 도시한다.
본 발명은 다양한 변형 및 대안적인 형태로 될 수 있지만, 그 구체적 사항은 도면에 예시적으로 도시되어 있으며 상세하게 설명될 것이다. 그러나, 본 발명을 설명되는 특정 실시예로 한정하고자 의도한 것이 아님을 이해해야 한다. 오히려, 첨부된 청구의 범위에 의해 한정되는 발명의 범주 내에 속하는 모든 변형, 균등물 및 대안예를 포함하고자 한다.
예시된 실시예의 하기의 설명에서, 본 명세서의 일부를 구성하며 본 발명이 실시될 수 있는 다양한 실시예가 예시로서 도시된 첨부 도면을 참조한다. 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 실시예들이 이용될 수도 있으며 구조적 변경이 이루어질 수도 있음을 이해하여야 한다.
일부 실시예에서, 본 명세서는 전압 역치를 통해서 전압 신호를 램핑하기 위해 전하 펄스를 인가하고 커패시턴스를 판단하기 위해 펄스의 개수를 사용하는 커패시턴스 측정 회로 및 방법에 관한 것이다. 복수 위치에서의 커패시턴스는 각 전압 신호가 역치를 통과할 때 펄스 카운터 값을 그 전압 신호 채널과 연관된 레지스터에 저장함으로써 측정될 수 있다. 커패시턴스 측정에 대한 전극 저항의 영향은 전압 신호를 램핑하기 위해 전하 펄스를 사용하고 펄스 간 신호 정지에 대기함으로써 완화될 수 있다. 본 발명의 회로 및 방법은 특히 복수의 센싱 전극 및/또는 복수의 구동 회로를 포함하는 터치 센서와 같은 복수의 커패시턴스 측정 시스템을 포함하는 커패시턴스 측정 시스템과의 사용을 위해 적합하다. 본 발명의 소정 실시예에서, 펄스 전류를 이용하여 커패시턴스를 측정하는 것은 측정 채널에서 전극 저항에 강하다.
본 발명의 방법 및 회로는 펄스 전류 또는 전압을 인가하여 계단형 램프를 생성함으로써 구현될 수 있다. 예를 들어, 미국특허 제 6,466,036호는 기지의 커패시터와 미지의 커패시턴스의 직렬 조합 상에 전압을 펄스화하는 회로를 개시한다. 기지의 커패시터는 펄스들 사이에서 방전되어 각 펄스로 재충전되는 반면, 미지의 커패시턴스는 모든 펄스의 전하를 누적하여 미지의 커패시턴스에 증분적 계단형 전압 램프를 생성한다. 많은 펄스 이후에, 미지의 커패시턴스의 전압은 고정 역치에 도달한다. 역치에 도달하는데 필요한 펄스의 개수는 기지의 커패시턴스와 미지의 커패시터의 비율에 대략적으로 비례한다. 공동 양도된 미국특허 출원 제11/612,790호는 두 개의 기지의 커패시턴스를 통해 교대로 전하를 전달함으로써 미지의 커패시턴스에 증분적 계단형 전압 램프를 생성하기 위한 회로를 개시한다.
보편성의 상실없이 또한 효율적인 설명을 위해서는, 터치 센서 시스템 환경의 관점에서 본 발명의 다양한 태양을 기재하는 것이 유용하다. 그러나, 그러한 기재는 단지 예시적인 것일 뿐 제한적인 것이 아니며 본 발명의 태양은 커패시턴스가 측정되고 측정된 커패시턴스의 상대적인 크기 또는 비율이 계산되는 많은 응용에서 적절히 구현될 수 있다는 것이 인식될 것이다. 예는 기구, 압력계, 및 단거리, 영역 및 수분의 측정을 포함한다.
도 1a 내지 1c는 본 발명의 다양한 실시예를 구현하기에 적합한 커패시턴스 측정 디바이스의 터치 센서 예를 도시한다. 소정 응용에서, 도시된 디바이스는 터치 대상의 존재로 인해 센서 표면 상의 하나 이상의 위치에서 커패시턴스, 또는 상대적 커패시턴스를 측정함으로써 센서 표면에 연결된 터치 대상과 관련된 정보를 판단한다. 예를 들어, 도 1a의 디바이스(10)는 센서(12)의 모서리에 위치하는 것으로 도시된 커패시턴스 Cx1 내지 Cx4가 제어기(14)에 의해 측정되는 4-선 용량성(아날로그 용량성이라고도 하는) 센서 시스템을 나타낸다. 센서(12)는 (3M 터치 시스템사(3M Touch Systems, Inc.)에서 Cleartek이라는 상표명으로 구입가능한 용량성 터치 센서와 같은) 연속 저항층이거나, (2007년 4월 12일에 출원된 공동 양도된 미국 특허 출원 제 11/734,553호에 개시된 센서와 같은) 패턴화된 또는 분할된 저항층이거나, 또는 임의의 다른 적합한 센서일 수 있다. 다른 예로서, 도 1b의 디바이스(20)는 전극의 직교 세트와, (미국 특허 공개 제 2007/0074913호에 개시된 것과 같은) 각 전극에서 커패시턴스를 측정하는 제어기(24)를 포함하는 매트릭스 용량성 센서 시스템을 나타낸다. 본 발명의 실시예는 또한 버튼과 스위치 응용(개별적으로 또는 어레이로), 선형 슬라이더 제어, 등을 위한 커패시턴스를 측정하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 1c의 디바이스(30)는 센싱 표면(32)과 센서 표면의 커패시턴스를 측정하는 제어기(34)를 포함하는 용량성 버튼 센서 시스템(30)을 나타낸다.
도시된 바와 같이, 도 1a의 시스템(10)은 마이크로프로세서(16)와 아날로그 용량성 센서(12)에 연결된 터치 제어기(14)를 포함하는 4-선 터치 실시예를 도시한다. 예시적 실시예에서, 제어기(14)는 터치 신호 조절, 데이터 변환, 및 실시간 처리와 같은 기능을 수행하는 반면, 마이크로프로세서(16)는 필터링 및 터치 좌표 계산과 같은 기능을 수행한다. 제어기(14)는 전류원(18a 내지 18d)을 이용하여 커패시턴스 측정 위치에서 센서(12)를 구동한다. 전도성 터치 대상이 센서(12)와 연결되면, 결과적인 커패시턴스가 각 모서리에서 측정되며, 집중(lumped) 커패시턴스 Cx1 내지 Cx4로 나타낸다. 설명의 편의를 위해, 예시적인 실시예가 전류 구동 회로의 형태로 여기에 기재된다.
도시된 바와 같이, 도 1b의 시스템(20)은 마이크로프로세서(26)와 매트릭스 용량성 센서(30)에 연결된 터치 제어기(24)를 포함하는 매트릭스 터치 센서 실시예를 도시한다. 예시적 실시예에서, 제어기(24)는 터치 신호 조절, 데이터 변환, 및 실시간 처리와 같은 기능을 수행하는 반면, 마이크로프로세서(26)는 필터링 및 터치 좌표 계산과 같은 기능을 수행한다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 설명을 위해서 제어기(24)는 9개의 전류원(28a 내지 28i)을 통해서 센서(30)를 구동하며, 각 전류원은 서로 다른 센싱 전극과 연결된다. 전극은 하부 전극(32)과 상부 전극(36 내지 39)을 포함하는 선형 바(bar)의 직교 세트로 배열된다. 기생 커패시턴스(미도시)는 하부 전극(32)을 접지에 연결하며 상부 전극(36 내지 39)을 접지에 연결한다. 각 하부 전극(32)을 인접한 하부 전극과 연결하고 각 하부 전극(32)을 각 상부 전극(36 내지 39)과 연결하는 상호 커패시턴스(미도시)가 또한 존재할 수 있다. 소정 실시예에서, 센서(30)는 그렇지 않다면 기생 커패시턴스로 인해 흐를 수 있는 전류를 완화시키기 위해 전기 전도성 실드(31)를 포함한다. 실드(30)는 고정 전압(미도시)과 연결되거나 또는 AC 전기 신호 Vs로 구동될 수 있으며, 이 AC 전기 신호 Vs는 예를 들어 전극(32)에 인가된 전압 신호와 대략적으로 동일할 수 있다. 실드(31)와 전극(32) 및 실드(31)와 전극(36 내지 39) 사이의 AC 전압 차를 감소시키는 것은 상호(기생) 커패시턴스를 통해 흐를 수 있는 용량성 전류를 감소시킨다. 이는 기생 커패시턴스가 터치 커패시턴스의 변화에 대한 감도를 줄이는 경향이 있기 때문에 바람직하다.
도시된 바와 같이, 도 1c의 시스템(40)은 마이크로프로세서(46)와 센서 표면(42)에 연결된 터치 제어기(44)를 포함하는 용량성 버튼 실시예를 도시한다. 예시적 실시예에서, 제어기(44)는 터치 신호 조절, 데이터 변환, 및 실시간 처리와 같은 기능을 수행하는 반면, 마이크로프로세서(46)는 필터링 및 터치 좌표 계산과 같은 기능을 수행한다. 제어기(44)는 전류원(48)을 이용하여 센서 표면(42)을 구동한다. 전도성 터치 대상이 센서(42)와 연결되면, 결과적인 커패시턴스 Cx가 측정된다. 전술한 바와 같이, 시스템(40)은 전압 구동 회로를 이용할 뿐만 아니라, 전류 구동 회로를 이용하여 구현될 수 있다. Cx는 기생 커패시턴스와 터치 커패시턴스의 조합이다.
도 2에 도시된 회로(200)는 커패시턴스를 측정하기 위한 미지의 커패시턴스에 펄스 전류를 공급하기 위해 소정 실시예에서 사용될 수 있는 회로의 예를 도시한다. 회로(200)는 커패시턴스 Cx를 전압 Va 및 Vb와 각각 연결하기 위한 두 개의 스위치(S1 및 S2)를 포함한다. 예를 들어, 전압 Va는 전압 Vcc (예를 들어, 5V)와 동일할 수 있고, 전압 Vb는 접지일 수 있다. 스위치(S1)가 폐쇄되고 스위치(S2)가 개방되면, 커패시턴스 Cx는 저항(R)을 통해서 전압 Va과 연결되어 커패시턴스 Cx를 전류 I로 충전시킨다. 스위치(S1)가 개방되고 스위치(S2)가 폐쇄되면, 커패시턴스 Cx는 레벨 Vb, 예를 들어 접지로 방전된다. 도시된 바와 같이, 비교기(G)는 전압 신호 Vm가 역치에 도달할 때 트리거를 일으키기 위해 사용된다. 트리거는 예를 들어 충전 및 방전 모드 간에 전환하기 위해 사용될 수 있다. 회로(200)는 외부 스위치를 이용하여 구성될 수도 있고, 또는 선택적으로 두 개의 표준 병렬 입력/출력(PIO) 포트와 외부 저항으로부터 구성될 수도 있다. 예를 들어, 스위치(S1)는 PIO 포트의 풀 업 전계 효과 트랜지스터(FET)일 수 있고 스위치(S2)는 제 2 PIO 포트의 풀 다운 FET일 수 있다.
충전 중(S1 폐쇄, S2 개방)에는, 커패시턴스 Cx가 R-C 시정수 R×Cx로 충전될 것이다. 전압 신호 Vm가 비교기(G)의 스위칭 역치에 도달하면, 충전 사이클을 중지하기 위해 트리거가 사용될 수 있다. 충전 중 경과된 시간은 커패시턴스 Cx에 비례하며, 기지의 R이 주어지면, Cx가 계산될 수 있다. 부가적으로, Cx의 변화는 충전 시간의 비례적인 변화를 일으킨다. 전압 역치에 도달된 후, 또다른 충전 사이클에 대비하여 Cx를 예를 들어 접지로 방전시키도록 S1은 개방될 수 있고 S2는 폐쇄될 수 있다.
터치 패널 응용에 대해서, 통상적인 터치 커패시턴스는 약 1 내지 20pf이 될 수 있는 반면, 동일 시스템에서 기생 커패시턴스는 20pf로부터 2000pf를 초과하여 변동할 수 있다. 충전 시간 측정에서, 실제적인 고려사항은 약 40nsec로 시간 분해능을 제한할 수 있다. 따라서, 상대적으로 큰 잡음이 있을 때 커패시턴스의 매우 작은 변화가 측정된다고 가정하면 원하는 측정 분해능(0.1%)을 얻을 수 있도록 40μsec를 초과하는 충전 사이클 시간이 바람직하다. 역치 전압 신호 Vth = 1/2Va 라는 점에서, R-C 시정수 R×Cx는 50 μsec = 200pf ×R 보다 커야 한다. 따라서, R = 250KΩ이 최소한으로 요구될 수 있다. 유사하게, 2000pf의 기생 커패시턴스가 존재할 때 2pf 터치 신호가 측정된다면, 0.01% 분해능이 필요할 것이며, 따라서, R = 2.5MΩ이 된다.
회로(200)는 스위치(S1)를 폐쇄된 상태로 유지하기 보다는 충전 시간 동안 S1를 펄싱 온 및 오프함으로써 동작될 수 있다. 스위치(S1)를 펄싱함으로써, 저항(R)은 S1 펄스의 듀티 사이클에 반비례하는 유효 값을 갖는 회로에 의해 보여진다. 따라서, R의 유효 저항은 원하는 측정 분해능을 제공하기 위해 프로그램 제어 하에 변경될 수 있다. 회로(200)의 펄스 동작을 위한 예시적 시간 순서는: (1) Cx를 0V로 리셋하기 위해 S2를 폐쇄하는 단계; (2) 펄스 카운터를 리셋시키는 단계; (3) 펄스 주기 동안 스위치(S1)를 폐쇄하고, 이후에 스위치(S1)를 개방하는 단계; (4) 펄스 카운터를 증가시키는 단계; (5) 비교기 역치 트리거가 로우에서 하이로 변화했는지를 검사하는 단계; (6) 검사가 긍정이면, 값을 카운터에 저장하고 종료하는 단계; (7) 검사가 긍정이 아니면, 단계(3)에서 시작을 반복하는 단계에 의해 주어진다. 카운터의 저장된 값은 커패시턴스 Cx를 판단하기 위해 사용될 수 있다. 단계(1) 내지 (7)은 예를 들어 소정 측정 분해능을 얻기 위해 원하는 만큼 많은 횟수를 반복할 수 있다. 그러한 회로 동작에 대한 예시적 값은: R = 1MΩ; 단계(3)에서의 펄스 지속 시간 = 200nsec; 단계(3) 내지 (5)를 위한 측정 루프 지속 시간 = 1μsec; 0.1% 분해능을 얻기 위한 펄스 개수 = 1000; 및 총 측정 시간 = 1msec로 주어진다.
동시에 복수의 커패시턴스를 측정하기 위해 회로(200)와 같은 복수개의 회로를 구비하는 시스템의 경우, 유사한 단계가 수행될 수 있다. 소정 실시예에서, 하나의 펄스 카운터가 사용될 수 있고, 각 회로의 비교기가 그 전압 역치로의 도달로 인해 트리거됨에 따라, 카운터의 값은 그 회로와 연관된 레지스터에 저장될 수 있다. 단계는 모든 회로의 전압 신호에서 역치에 도달할 때까지 반복된다.
회로(200)는 Va = Vcc 및 Vb = 접지인 것으로 설명되지만, 이러한 상태는 Va = 접지 및 Vb = Vcc가 되도록 반전될 수 있다. 이러한 경우, 전압 신호 램프는 (0V가 아니라) Vcc에서 시작하여, (Vcc를 향해서가 아니라) 접지를 향해서 램핑되겠지만, 기본적인 기능은 변경되지 않는다. 일부 실시예에서, 높아진 전압 레벨로부터 시작되는 램핑은 특히 개방 스위치(S2)가 요구될 때 개방 콜렉터로서 PIO를 구성함으로써 스위치(S2)의 기능이 수행되는 상태에서 스위치(S1)가 PIO 풀다운 FET를 이용하여 펄싱될 때 바람직할 수 있다.
일부 실시예에서, 상승된 전압으로부터의 램핑과 접지로부터의 램핑을 교대로 하는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 교대의 Cx 측정으로부터의 결과를 평균하는 것은 저주파 잡음의 영향을 줄일 수 있다.
펄스 전류를 이용하여 커패시턴스를 충전하는 것에 추가하여 또는 선택적으로, 정전류 충전 위상이 예를 들어 펄싱에 요구되는 레벨로 전압 신호를 더 빨리 램핑하기 위해 사용될 수 있다.
도 3에 도시된 회로(300)는 커패시턴스를 측정하기 위한 미지의 커패시턴스에 펄스 전류를 공급하기 위해 소정 실시예에서 사용될 수 있는 다른 예시적 회로를 도시한다. 회로(300)는 하나의 PIO 포트를 이용하여 구현될 수 있고, 따라서 설명을 위해, 다른 구성 요소들은 외부에 또는 온-칩으로 제공되는 상태에서, 온-칩 구성요소가 박스(310) 내에 도시된다. 회로(300)는 커패시턴스 Cx를 Vcc 또는 접지에 각각 연결하기 위해 두 개의 스위치(S1 및 S2)를 구비한다. 양쪽 스위치(S1 및 S2)는 노드 Vo와 전압 신호 Vm 사이에 배치된 저항(R)을 통해서 커패시턴스 Cx와 연결된다. 기생 커패시턴스 Cp는 PIO 회로 커패시턴스를 포함하며, R로부터 PIO로 연결된다. Cp의 통상적인 크기는 약 10 pf이다. 회로(300)는 또한 도 2에 도시된 회로(200)와 유사하게 비교기(G)를 포함한다.
회로(300)는 회로(200)에 대해 설명된 동일한 순서를 이용하여 동작할 수 있다. 회로를 동작시키는 데에 있어서 추가적인 고려사항들은: 리셋 단계에서, 고 저항(R)을 통해 Cx를 방전시킬 만큼 충분히 오래 스위치(S2)를 폐쇄하는 단계; 및 노드 Vo에서의 기생 커패시턴스 Cp가 Cx에 비해 크다면, Cp가 R을 통해서 Cx로 소멸될 수 있도록 펄스 간에 충분한 시간을 허용하는 단계를 포함할 수 있다.
소정 실시예에서, 회로(300)(및 유사하게, 회로(200))는 양(positive) 전류 램프(예를 들어, 스위치(S1)를 펄싱)와 음(negative) 전류 램프(예를 들어, 스위치(S2)를 펄싱)를 교대로 일으킴으로써 동작되며, 이는 저주파 잡음의 영향을 줄이도록 도울 수 있다. 회로(300)의 펄스 동작에 대한 예시적인 시간 순서는: (1) Cx를 0V로 리셋하도록 스위치(S2)가 폐쇄되는 단계; (2) 펄스 카운터를 리셋하는 단계; (3) 펄스 주기 동안 스위치(S1)를 폐쇄하고, 그 후 스위치(S1)를 개방하는 단계; (4) 펄스 카운터를 증가시키는 단계; (5) 비교기 역치 트리거가 로우에서 하이로 변화되었는지를 검사하는 단계; (6) 검사가 긍정이면, 카운터의 값을 메모리 위치(Mp)에 저장하고 단계(8)로 진행함으로써 양의 램프를 종료하는 단계; (7) 검사가 긍정이 아니면, 단계(3)에서 시작을 반복하는 단계; (8) 모든 Cx를 Vcc로 리셋하기 위해 스위치(S1)가 폐쇄되는 단계; (9) 펄스 카운터를 리셋하는 단계; (10) 펄스 주기 동안 스위치(S2) 폐쇄하고, 그 후 스위치(S2)를 개방하는 단계; (11) 비교기 역치 트리거가 하이에서 로우로 변화되었는지를 검사하는 단계; (12) 검사가 긍정이면, 카운터의 값을 다른 메모리 위치(Mn)에 저장하고 음의 램프를 종료하는 단계; (13) 검사가 긍정이 아니면, 단계(10)에서 시작을 반복하는 단계; (14) 메모리 위치(Mp 및 Mn)에 저장된 값을 예를 들어, 그 값들을 함께 평균함으로써 조합하는 단계에 의해 주어진다. 단계(1) 내지 (14)는 저주파 및 스위치(S1 및 S2)의 누설 전류에 대한 향상된 잡음 내성을 갖는 결과를 얻기 위해 원하는 횟수만큼 반복될 수 있다.
도 4a 및 4b는 예시적인 전류 구동 회로(100A 및 100B)를 도시하며, 이는 센서 표면들 상의 하나 이상의 전극 및/또는 하나의 센서 표면의 전극 상에 있는 하나 이상의 측정 위치를 구동하기 위해 사용될 수 있다. 도 4a에서, 변환기(104A)는 양 및/음 펄스 전류를 전류원(IS+ 및 IS-)으로부터 커패시턴스 Cx에 주입함으로써 양 및 음 전압 램프 신호를 생성한다. 변환기(104A)는 전압 역치에 도달할 때 트리거 Trig를 제어 로직(106A)에 제공하는 비교기(A)를 포함한다. 커패시턴스 Cx는 누적된 램프 시간 및/또는 다양한 램핑 사이클을 완료하기 위해 필요한 램프 펄스의 개수와 연관될 수 있다. 카운터(108)(Ctr로도 표시됨)는 클럭 사이클 카운트 및/또는 펄스 카운트를 증가시키기 위해 사용될 수 있다. 저 및 고 전압 역치(여기에서는 -Vth 및 +Vth로 표시)는 이력(hysteresis) 비교기(A) (Schmitt trigger)의 스위칭 지점으로서 사용될 수 있다. 램프 신호 V는 정방향 및 역방향 전류 발생기 IS+ 및 IS-를 원하는 비율로 펄싱함으로써 생성된다. IS+가 펄싱하면, 전류 펄스는 Cx로 흘러서, 계단형으로 증가하는 전압 신호 램프를 생성한다. 램핑 사이클은 요구되는 측정 분해능, 응답 시간 등에 따라서 원하는 횟수만큼 교대로 반복될 수 있다.
도 4b는 도 4a에 도시된 변환기(104A)와 상당히 유사하게, 카운터(108B)의 중지와 시작을 조절하는 제어 로직(106B)에 트리거 신호 Trig를 제공하는 비교기(A)를 구비한 변환기(104B)를 포함하는 예시적인 구동 회로(100B)를 도시한다. 구동 회로(100B)는 전류를 커패시터 Cx 내부에 생성하기 위해, 도 4a의 변환기(104A)에 도시된 전류원(IS+ 및 IS-)을 대신하는 3-상 구동기(D) 및 저항(R)을 추가적으로 포함한다. 회로(100B)는 제어기의 아날로그 전류원이 아닌 간단한 스위치로 구현될 수 있다.
도 5는 각각 커패시턴스 Cx1 내지 Cx4를, 예를 들어, 4-선 아날로그 용량성 터치 센서의 센서 표면, 또는 매트릭스 용량성 터치 센서의 전극 중 4개 상의 서로 다른 위치에서 측정하기 위해 사용되는 4개의 구동 회로(1421 내지 1424)를 구비하는 제어기(1230)를 예시한다. 도시된 바와 같이, 구동 회로(1421 내지 1424)는 각각 도 4a에 도시된 변환기(104A)와 유사한 아날로그-디지털 변환기이다. 전압 구동 회로 뿐만 아니라, 도 4b에 도시된 바와 같은 변환기가 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 하나의 변환기(1421) 만이 도 5에 구체적으로 도시되었으나, 변환기(1422, 1423 및 1424) 각각이 대응하는 구성 요소를 포함한다는 것이 이해될 것이다. 일반적인 경우에, 분리된 측정 채널은 각 커패시턴스 측정 위치에 사용되며, 이 경우 커패시턴스 측정 위치의 개수는 매트릭스 터치 센서의 경우에 개별적인 전극의 개수와 동일할 수 있다 (예를 들어, 8x8 전극 매트릭스의 경우 16개의 측정 위치).
변환기(1421 내지 1424) 각각은 정방향 및 역방향 펄스 전류를 전류원으로부터 커패시턴스 Cx1 내지 Cx4로 교대로 주입함으로써 정방향(+) 및 역방향(-) 펄스 램프 신호를 생성하도록 구성된다. 예를 들어, 변환기(1421)는 전류원 IS1+과 IS1-을 포함한다(그리고 도시되지는 않았으나, 일관된 명명법에 의해, 변환기(1422)는 전류원 IS2+과 IS2-을, 변환기(1423)는 전류원 IS3+과 IS3-을, 그리고 변환기(1424)는 전류원 IS4+과 IS4-을 포함하며, 여기에서 IS+ 및 IS-는 문맥에 의해 나타나는 바와 같이 전류원의 일부 또는 전체를 나타내도록 사용된다). 예시적인 실시예에서, IS1+ = IS1- = IS2+ = IS2- = IS3+ = IS3- = IS4+ = IS4-가 되도록 전류원은 그 크기에 있어 동일하다. 변환기(1421)는 또한 역치에 도달할 때 트리거를 제어 로직(1439)에 제공하는 비교기(A1a)를 포함한다. 고 및 저 트리거는 고 및 저 역치를 기반으로 제공될 수 있다. 유사하게 각 변환기는 비교기를 포함한다.
측정된 커패시턴스가 또한 동일하다고 가정하면, 즉 Cx1 = Cx2 = Cx3 = Cx4이면, 전압 신호 V1, V2, V3, 및 V4는 동일한 기울기의 램프를 가질 것이다. 아날로그 용량성 터치 패널 응용의 경우, Cx1 내지 Cx4는 통상적으로 (예를 들어, 서로의 약 30% 이내에서) 값이 유사하다. 많은 매트릭스 용량성 센서 측정에 있어서, 각 치수에서 3 내지 5개의 가장 높은 커패시턴스 전극을 이용하는 것이 일반적이며 다른 것들은 충분히 영에 가깝기 때문에 무시될 수 있다. 센서에 입력되는 터치는 일반적으로 커패시턴스 중 하나(또는 그 이상)를 다른 것들에 비해 증가시키는 효과를 갖게 되어, 더 큰 커패시턴스를 갖는 채널의 전압 신호에서 더 완만한 램프를 나타낸다. 기울기의 차이는 역치 전압 레벨로 (예를 들어, 1/3 Vcc와 같은 저 기준 레벨에서 상승하거나 또는 2/3 Vcc와 같은 고 기준 레벨에서 하강하는 것과 같이) 램핑하기 위해 필요한 시간의 차이를 야기한다. 전압 신호 V1 내지 V4에 대해 누적된 램프 시간들이 동시에 측정될 수 있고, 측정된 누적 램프 시간 차이는 Cx1 내지 Cx4 간의 커패시턴스 차이를 나타내기 위해 사용된다.
램프 신호 V1 내지 V4는 IS1+ 및 IS1-와 같은 정방향 및/또는 역방향 전류 발생기를 턴 온시키고 원하는 비율로 펄싱함으로써 생성된다. 변환기(1421)를 참조하면, IS1+이 펄싱될 때, 전류 펄스는 커패시턴스 Cx1로 흘러서 계단형으로 증가하는 전압 신호 램프를 생성한다. 너무 일찍 종료되지 않는다면, V1 신호는 비교기(A1a)가 +Vth에서 트리거될 때까지 상승 램핑할 것이다. 그 지점에서, IS1+는 턴 오프된다. 소정 실시예에서, 전압 신호 램프 하강은 비교기(A1a)가 적정 역치에서 트리거될 때까지 IS1-을 펄싱함으로써 수행될 수 있다. 소정 실시예에서, 커패시턴스 측정을 달성하기 위해 고 전압 및 저 전압 역치 간에 교대의 상승 램프 및 하강 램프 사이클이 수행될 수 있다. 교대의 상승 램프 및 하강 램프 사이클은 또한 도 6 및 7에 대해서 더 구체적으로 논의되는 바와 같이 하나의 역치 초과 및 미만인 신호들을 램핑시키기 위해 수행될 수 있다. 램핑 사이클은 요구되는 측정 분해능, 응답 시간 등에 따라 원하는 횟수 만큼 교대로 일어날 수 있고 그리고/또는 반복될 수 있다. 시간-기울기 변환기 각각은 여기에서 설명된 과정을 실행하기 위해 마이크로컨트롤러, 메모리 및 프로그램된 알고리즘을 포함할 수 있는 회로(1425)에 연결된다. 직렬 I/O 포트(SI/O) 및 인터럽트 요청 포트(IRQ)는 예를 들어, 마이크로프로세서 또는 컴퓨터(미도시)에 연결될 수 있다.
도 6은 도 5에 도시된 회로에 의해 발생될 수 있는 예시적인 회로 동작을 위한 시간 순서를 나타낸다. 도 6의 경우에, 저항(R1 내지 R4)은 무시할 수 있을 만큼 작다고 간주된다. 제 1 국면(phase) 동안, 전압 신호(V1 내지 V4)는 다음과 같이 Vmin으로부터 +Vth로 비교적 빠르게 펄싱된다. 시간 t1에서, 동일한 전류원 IS1+ 내지 IS4+는 고정 지속 시간 동안 펄싱 온 되어, (무시할 수 있을 만큼 작은) 저항(R1 내지 R4)을 통해 각각 Cx1 내지 Cx4로 흐르는 전류 I1 내지 I4를 생성한다.
V1 및 V2는 전류의 각 펄스를 갖는 계단 형태로 I1/Cx1 및 I2/Cx2에 비례하는 비율로 상승 램핑된다. 전압 신호 V3 및 V4 각각은 이 경우 서로 같다고 가정되는 그들의 각 Cx에 반비례하는 비율로 램핑된다. 전압 V1, V2 및 V3 -V4 램프는 그들이 VMin으로부터 Vth를 향해 증분적으로 이동함에 따라 분산됨으로써 커패시턴스 Cx1이 Cx2보다 크고, 이는 차례로 커패시턴스 Cx3 및 Cx4 보다 크다는 것을 나타낸다. 공통 램프 카운터(1435)(CRC)는 시간 t1으로부터 시간 t6까지 국면 1 램핑 동안 주 클럭 카운트를 누적하며, 여기에서 t6는 신호 V1 내지 V4 중 첫 번째 신호가 +Vth를 통과한 후 다음의 상승 클럭 에지이다. 그 지점에서, CRC는 누적을 중지하며, 모든 전류원 IS1+ 내지 IS4+는 턴 오프된다.
시간 t6에서, 국면 1 램핑이 완료되고, CRC의 값(이 예에서는 10개의 주 클럭 카운트)이 공통 레지스터 CRC에 저장된다. 레지스터 CRC에 저장된 값은 측정 채널 간 커패시턴스의 최소 공통치를 나타낸다. 이후의 측정은 총 커패시턴스 값을 산출하기 위해 곧 RegCRC에 추가될 수 있다.
국면 2 동안, 램핑은 다음과 같이 일어난다. 도 6의 시간 범위는 시간 t6에서 변경되며 이로 인해 MClk 사이클은 더 이상 표시되지 않는다는 것에 주의한다. 전압 신호 V1 내지 V4는 그들 중 어느 신호가 아직 역치 +Vth 미만인지 판단하도록 검사한다. 예를 들어, 시간 t7, t8, t9, t10, t11, t12, t13 및 t14 각각에서 신호가 검사된다. +Vth 미만으로 유지되는 것으로 판단되는 각 전압 신호에 대해서, 그 전압 신호와 연관된 레지스터 값이 증가될 수 있다(예를 들어, 도 5에 표시된 RegA1 내지 RegA4). 일단 전압 신호가 +Vth를 통과하면, 그 연관된 레지스터 값은 국면의 나머지를 위해 더 이상 갱신되지 않는다. 레지스터는 각 새로운 펄스에 따라 증가되는 펄스 카운터 또는 공통 카운터에 누적된 값을 저장함으로써 증가될 수 있다. 검사 후에, 전류원 IS1+ 내지 IS4+ 각각은 소정 구간 동안 펄싱 온 된 후 다시 턴 오프된다. 신호 정지에 대기한 후 또다른 검사가 수행된다. 전류 펄스의 온 지속 시간(on duration)과 곱해진 전류원 IS1 내지 IS4로부터의 전류는 각 펄스 동안에 Cx1 내지 Cx4들 각각에 인가된 기지의 전하량을 생성한다. 전류 레벨 및/또는 펄스 지속 시간은 조정될 수 있으므로, 각 펄스가 원하는 양 만큼 전압 V1 내지 V4를 증가시킨다. 이러한 양은 적어도 한 채널의 터치 커패시턴스가 터치된 그리고 터치되지 않은 상태들 간에 5 내지 50개 또는 그 이상의 펄스 변화를 일으키도록 변경될 수 있다.
검사를 통해 모든 신호 V1 내지 V4가 +Vth를 초과했다는 것을 알려주면, 국면 2 램핑이 완료된다. 도 6에서, 이것은 시간 t11에서 나타난다. 국면 2 램핑의 끝에서, 커패시턴스 Cx1 내지 Cx4는 국면 1 램핑 동안 카운터(CRC)에 누적된 공통치 및 각 레지스터(RegA1 내지 RegA4)에 저장된 값을 이용하여 판단될 수 있다. 예를 들어, 레지스터(RegA1)의 값은 이 예에서는 14인 Cx1에 비례하는 총 램핑 값을 산출하기 위해 CRC의 값에 더해질 수 있다. RegA2의 값은 Cx2(이 예에서는 12)에 비례하는 총 램핑 값을 산출하기 위해 CRC 값에 더해질 수 있다. RegA3의 값은 Cx3(이 예에서는 10)에 비례하는 총 램핑 값을 산출하기 위해 CRC 값에 더해질 수 있고, RegA14의 값은 Cx4(값 10)에 비례하는 총 램핑 값을 산출하기 위해 CRC의 값에 더해질 수 있다.
절대적 커패시턴스 값이 국면 2 이후에 계산될 수 있다. 계산된 커패시턴스 값은 동일하거나 반대의 램핑 방향으로 국면 1 및 2를 반복함으로써 정제 및/또는 조정될 수 있거나, 추가적인 펄스 램핑 사이클에 걸쳐서 커패시턴스의 상대적 변화를 계속 측정함으로써 정제 및/또는 조정될 수 있다. 많은 터치 센서 시스템, 특히 매트릭스 터치 센서 시스템에 있어서, 상대적인 커패시턴스 값 및/또는 기준선(baseline)에 대한 커패시턴스 값의 변화가 필요한 전부이다.
도 6의 국면 3 및 4는 역치, 여기에서는 시간 t11까지 모든 채널에 의해 통과되는 역치 +Vth를 통해서 앞뒤로 일어나는 펄스 램핑을 예시한다. 국면 3은 전류 펄스가 음 전류, 예를 들어, 전류원 IS-로부터의 전류라는 것을 제외하고, 국면 2와 상당히 유사하게 진행되며, 램핑은 모든 신호 채널이 역치 +Vth 미만이 될 때 종료된다. 국면 4는 모든 신호 채널이 역치+Vth를 다시 초과할 때까지 양 전류를 펄싱함으로써 진행된다. 국면 동안 역치를 통과하기 위해 주어진 신호 채널에 필요한 펄스의 개수는 그 신호 채널과 연관된 레지스터에 저장된다. 소정 실시예에서, 절대적 커패시턴스 측정 국면이 아닌 상대적 커패시턴스 측정 국면 동안에 다른 레지스터가 사용될 수 있다. 예를 들어, 국면 3 및 4 동안, 국면 2의 끝에서 절대적 커패시턴스에 관련되었던 레지스터(RegA1 내지 RegA4)의 값은 유지될 수 있다. 따라서, 각 신호 채널은 상대적 커패시턴스 값을 포함하게 될 또다른 레지스터, 예를 들어, 레지스터(RegB1 내지 RegB4)와 연관될 수 있으며, 이러한 상대적 커패시턴스는 다음과 같이 판단될 수 있다.
시간 t12에서, 전류 I1 내지 I4가 각각 커패시턴스 Cx1 내지 Cx4로 흐르도록 전류원 IS1- 내지 IS4-로부터의 동일한 음 전류가 짧은 구간(예를 들어, 약 50 내지 100nSec) 동안 펄싱 온 된다. 전압 신호는 시간 t12에 있었던 것보다 증분적으로 더 낮은 새로운 레벨에서 정지에 있도록 허용된다. 주어진 채널에서 전류 펄스로 인한 전압의 증분적인 변화는 그 채널에 의해 측정되는 커패시턴스에 반비례한다. 시간 t13에서의 다음 펄스보다 앞서, 전압 신호 레벨은 +Vth에 대해서 검사되며, 여전히 +Vth를 초과하는 임의의 채널에 대해, 각 레지스터 RegB(RegB1 내지 RegB4) 값은 증가된다. 동일한 절차가 따르게 되어 시간 t17에서의 검사가 모든 전압 신호 V1 내지 V4가 +Vth 미만임을 나타낼 때까지 시간 t14, t15, 및 t16 각각에서 하나 이상의 레지스터를 측정 및 증가시킨다. 이 지점에서, 국면 3이 완료되고, 국면 4가 시작될 수 있다.
시간 t18에서, 전류 I1 내지 I4가 각각 커패시턴스 Cx1 내지 Cx4로 흐르도록 전류원 IS1+ 내지 IS4+로부터의 동일한 양 전류가 짧은 구간(예를 들어, 약 50 내지 100nSec) 동안 펄싱 온 된다. 전류 펄스 이후에, 전압 신호는 시간 t18에 있었던 것보다 증분적으로 더 높은 새로운 레벨에서 정지에 있도록 허용된다. 주어진 채널에서 전류 펄스로 인한 전압의 증분적인 변화는 그 채널에 의해 측정되는 커패시턴스에 반비례한다. 시간 t19에서의 다음 펄스보다 앞서, 전압 신호 레벨은 +Vth에 대해서 검사되며, 여전히 +Vth 미만인 임의의 채널에 대해, 각 레지스터(RegB) 값은 증가된다. 동일한 절차가 따르게 되어 시간 t23에서의 검사가 모든 전압 신호 V1 내지 V4가 +Vth를 초과한다는 것을 나타낼 때까지 시간 t20, t21, 및 t22 각각에서 하나 이상의 레지스터를 측정 및 증가시킨다. 이 지점에서, 국면 4가 완료된다. 단순한 예에서, V1 내지 V4의 증분 값들은 국면 2, 3, 및 4를 통해서 일정하게 유지된다; 즉, V1 = 4, V2 = 2, 및 V3 = V4 = 0. 통상적인 예에서, V1 내지 V4 중 하나 이상의 증분 값은 센서 전극이 터치될 때 변경될 것이다.
레지스터(RegB1 내지 RegB4)의 총 카운트는 각 신호 채널에 의해 측정되는 상대적 커패시턴스 차이를 나타낸다. 유사한 램핑이 바람직하게는 예를 들어 측정 분해능을 증가시킬 만큼 오랫동안 수행될 수 있다. 절대적 커패시턴스는 국면 1 및 2 또는 그들의 음 램프 등가물에서 설명된 작동 절차를 반복함으로써 언제든지 재측정될 수 있다. 동일한 방향으로 국면 1 및 국면 2 램핑을 수행하는 것(즉, 양쪽 모두 양 전류를 사용하거나 양쪽 모두 음 전류를 사용)은 전류원 IS+ 및 IS-로부터의 누설 전류의 영향을 포함하는, 저주파 잡음을 줄이는 데에 있어 도움을 줄 수 있다.
전압 신호의 증분적 단계를 초과하는 불규칙 잡음은 일반적으로 역치 레벨을 디더링(dithering)하는 효과를 가지며, 따라서 역치를 통과하고 다시 통과하기 위해 필요한 펄스의 개수는 측정되는 커패시턴스의 레벨이 일정하게 유지되더라도 변경될 수 있다. 다수의 측정 사이클(즉, 오버샘플링)은 역치 디더링의 평균을 내기 위해 사용될 수 있어서, 증가된 측정 분해능을 얻는다. 충분한 잡음이 존재하지 않으면, 동일한 효과에 이르도록 다른 디더링 방법이 이용될 수 있고, 예를 들어, 역치가 무작위로 변경될 수 있고, 전류 펄스의 펄스 폭은 무작위로 디더링될 수 있다. 본 발명의 소정 실시예에서, 국면 3 및 4의 단계들을 여러 번 반복하고 결과를 조합함으로써 오버샘플링이 달성된다. 각 측정 사이클로부터의 결과는 이전 측정 사이클에 더해지거나 이전 측정 사이클과 평균이 구해질 수도 있고, 또는 추가적인 측정이 이루어짐에 따라 증가하는 분해능을 가진 갱신 값을 산출하기 위해 boxcar 필터링과 같은 방법에 의해 필터링될 수 있다.
도 7은 저항(R1 내지 R4)이 큰 저항을 가질 때 도 5에 도시된 회로에 의해 발생될 수 있는 예시적 회로 동작에 대한 시간 순서를 나타낸다. 제 1 국면 동안, 전압 신호(V1 내지 V4)는 다음과 같이 Vmin으로부터 +Vth로 비교적 빠르게 펄싱된다. 시간 t1에서, 동일한 전류원 IS1+ 내지 IS4+는 고정 지속 시간 동안 펄싱 온 되어, 저항(R1 내지 R4)을 통해 각각 Cx1 내지 Cx4로 흐르는 전류 I1 내지 I4를 생성한다. 전압 신호(V1 내지 V4)는 저항(R1 내지 R4)을 통해 흐르는 전류로 인해 시간 t1에서 빠르게 VR까지 상승한다. VR의 크기는 저항의 크기를 토대로 변화될 수 있고, 일부 경우, VR는 터치 센서 전극의 저항을 조정함으로써 또는 예를 들어 터치 센서 전극과 직렬로 저항을 부가함으로써 원하는 레벨로 조정될 수 있다. 전극 저항(R1 내지 R4)은 간략화를 위해 분리된 저항으로 도시되지만, 전극 저항, 기생 커패시턴스, 및 터치 커패시턴스까지도 전극의 길이를 따라 분포될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 도 7에 대해서 설명된 방법은 또한 분포된 저항과 커패시턴스에 적용된다.
초기 단계에서, V1은 전류의 각 펄스를 갖는 계단 형태로 I1/Cx1에 비례하는 비율로 상승 램핑된다. 전압 신호 V2 내지 V4는 여기에서 서로 같다고 가정되는 그들 각각의 Cx에 반비례하는 비율로 램핑된다. 공통 램프 카운터(1435)(CRC)는 시간 t1으로부터 시간 t6까지 국면 1 램핑 동안 주 클럭 카운트를 누적하며, 여기에서 t6는 신호 V1 내지 V4 중 첫 번째 신호가 +Vth를 통과한 후(이는 시간 t5에서 일어난다) 다음의 상승 클럭 에지이다. 그 지점에서, CRC는 누적을 중지하며, 모든 전류원 IS1+ 내지 IS4+는 턴 오프된다. 전류원을 턴 오프시키는 것은 저항(R1 내지 R4)을 통해서 전압이 저하됨에 따라 신호 V1 내지 V4에 빠른 하강 램프를 일으킨다. 그러한 하강 신호 레벨 조정은 신호 V1 내지 V4가 다시 +Vth 미만으로 떨어지도록 한다.
시간 t6에서, 국면 1 램핑이 완료되고, CRC의 값(이 예에서는 10개의 주 클럭 카운트)이 공통 레지스터 RegCRC에 저장된다. RegCRC에 저장된 값은 측정 채널 간 커패시턴스의 최소 공통치를 나타낸다. 이후의 측정은 총 커패시턴스 값을 산출하기 위해 곧 RegCRC에 추가될 수 있다.
국면 2 동안, 램핑은 다음과 같이 일어난다. 우선, 시간 t6 이후에, 저항(R1 내지 R4)을 통한 전압이 영에 근접하도록 충분한 대기 시간이 허용된다. 충분한 시간은 일반적으로 복수의 평균 R-C 시정수와 유사하다. 도시된 예에서, 4개의 MClk 사이클이 신호 정지를 이루기 위해 대기 시간에 사용된다(도 7의 시간 범위는 시간 t6에서 변경된다는 것에 주의한다). 대기 시간은 마이크로프로세서에 의해 제어될 수 있으며, MClk에 동기될 필요가 없거나 어떤 식으로든 MClk와 연관될 필요가 없다. 신호 정지를 설정한 후, 전압 신호 V1 내지 V4는 (전류가 흐르지 않는 상태에서) 그들 중 어느 신호가 아직 역치 +Vth 미만인지 검사한다. 예를 들어, 시간 t7, t8, t9, t10, t11, t12, t13 및 t14 각각에서 신호가 검사된다. +Vth 미만으로 유지되는 것으로 판단되는 각 전압 신호에 대해서, 그 전압 신호와 연관된 레지스터 값이 증가될 수 있다(예를 들어, 도 5에 표시된 RegA1 내지 RegA4). 일단 전압 신호가 +Vth를 통과하면, 그 연관된 레지스터 값은 국면의 나머지를 위해 더 이상 갱신되지 않는다. 레지스터는 각 새로운 펄스에 따라 증가되는 펄스 카운터 또는 공통 카운터에 누적된 값을 저장함으로써 증가될 수 있다. 검사 후에, 전류원 IS1+ 내지 IS4+ 각각은 소정 구간 동안 펄싱 온 된 후 다시 턴 오프된다. 신호 정지에 대기한 후 또다른 검사가 수행된다. 전류 펄스의 온 지속 시간(on duration)과 곱해진 전류원 IS1 내지 IS4로부터의 전류는 각 펄스 동안에 Cx1 내지 Cx4들 각각에 인가된 기지의 전하량을 생성한다. 전류 레벨 및/또는 펄스 지속 시간은 조정될 수 있으므로, 각 펄스가 원하는 양 만큼 V1 내지 V4를 증가시킨다. 이러한 양은 적어도 한 채널의 터치 커패시턴스가 터치된 그리고 터치되지 않은 상태들 간에 5 내지 50개 또는 그 이상의 펄스 변화를 일으키도록 변경될 수 있다.
검사를 통해 모든 신호 V1 내지 V4가 +Vth를 초과했다는 것을 알려주면, 국면 2 램핑이 완료된다. 도 7에서, 이것은 시간 t15에서 일어난다. 국면 2 램핑의 끝에서, 커패시턴스 Cx1 내지 Cx4는 국면 1 램핑 동안 카운터(CRC)에 누적된 공통치 및 레지스터(RegA1 내지 RegA4) 각각에 저장된 값을 이용하여 판단될 수 있다. 예를 들어, RegA1의 값은 Cx1에 비례하는 총 램핑 값을 산출하기 위해 CRC의 값에 더해질 수 있고, RegA2의 값은 Cx2에 비례하는 총 램핑 값을 산출하기 위해 CRC의 값에 더해질 수 있고, RegA3의 값은 Cx3에 비례하는 총 램핑 값을 산출하기 위해 CRC의 값에 더해질 수 있고, RegA4의 값은 Cx4에 비례하는 총 램핑 값을 산출하기 위해 CRC의 값에 더해질 수 있다.
절대적 커패시턴스 값이 국면 2 이후에 계산될 수 있다. 계산된 커패시턴스 값은 동일하거나 반대의 램핑 방향으로 국면 1 및 2를 반복함으로써 정제 및/또는 조정될 수 있거나, 추가적인 펄스 램핑 사이클에 걸쳐서 커패시턴스의 상대적 변화를 계속 측정함으로써 정제 및/또는 조정될 수 있다. 많은 터치 센서 시스템, 특히 매트릭스 터치 센서 시스템에 있어서, 상대적인 커패시턴스 값 및/또는 기준선(baseline)에 대한 커패시턴스 값의 변화가 필요한 전부이다.
도 7의 국면 3 및 4는 역치, 여기에서는 시간 t15까지 모든 채널에 의해 통과되는 역치 +Vth를 통해서 앞뒤로 일어나는 펄스 램핑을 예시한다. 국면 3은 전류 펄스가 음 전류, 예를 들어, 전류원 IS-로부터의 전류라는 것을 제외하고, 국면 2와 상당히 유사하게 진행되며, 램핑은 모든 신호 채널이 역치 +Vth 미만이 될 때 종료된다. 국면 4는 모든 신호 채널이 역치+Vth를 다시 초과할 때까지 양 전류를 펄싱함으로써 진행된다. 국면 동안 역치를 통과하기 위해 주어진 신호 채널에 필요한 펄스의 개수는 그 신호 채널과 연관된 레지스터에 저장된다. 소정 실시예에서, 절대적 커패시턴스 측정 국면이 아닌 상대적 커패시턴스 측정 국면 동안에 다른 레지스터가 사용될 수 있다. 예를 들어, 국면 3 및 4 동안, 국면 2의 끝에서 절대적 커패시턴스에 관련되었던 레지스터(RegA1 내지 RegA4)의 값은 유지될 수 있다. 따라서, 각 신호 채널은 상대적 커패시턴스 값을 포함하게 될 또다른 레지스터, 예를 들어, 레지스터(RegB1 내지 RegB4)와 연관될 수 있으며, 이러한 상대적 커패시턴스는 다음과 같이 판단될 수 있다.
시간 t16에서, 전류원 IS1- 내지 IS4-로부터의 동일한 음 전류는 전류 I1 내지 I4가 저항(R1 내지 R4)을 통해서 각각 Cx1 내지 Cx4로 흐르도록 짧은 기간(예를 들어, 약 50 내지 100nSec) 동안 펄싱 온 된다. 전압 신호 V1 내지 V4는 저항을 통해 흐르는 전류로 인해, 시간 t16 이후에 급격히 감소한다. 초기 하강 서지 이후에, 전압 신호 V1 내지 V4는 전류 펄스들이 종료될 때 다시 상승한다. 전압 신호는 시간 t16에 있었던 것보다 증분적으로 더 낮은 새로운 레벨에서 정지에 있도록 허용된다. 주어진 채널에서 전류 펄스로 인한 전압의 증분적인 변화는 그 채널에 의해 측정되는 커패시턴스에 반비례한다. 시간 t17에서의 다음 펄스보다 앞서, 전압 신호 레벨은 +Vth에 대해서 검사되며, 여전히 +Vth를 초과하는 임의의 채널에 대해, 각 레지스터 RegB (RegB1 내지 RegB4) 값은 증가된다. 동일한 절차가 따르게 되어 시간 t21에서의 검사가 모든 전압 신호 V1 내지 V4가 +Vth 미만임을 나타낼 때까지 시간 t18, t19, 및 t20 각각에서 하나 이상의 레지스터를 측정 및 증가시킨다. 이 지점에서, 국면 3이 완료되며, 국면 4가 시작될 수 있다.
시간 t22에서, 전류원 IS1+ 내지 IS4+로부터의 동일한 양 전류는 전류 I1 내지 I4가 저항(R1 내지 R4)을 통해서 각각 Cx1 내지 Cx4로 흐르도록 짧은 기간(예를 들어, 약 50 내지 100nSec) 동안 펄싱 온 된다. 전류 펄스 이후에, 전압 신호는 시간 t22에 있었던 것보다 증분적으로 더 높은 새로운 레벨에서 정지에 있도록 허용된다. 주어진 채널에서 전류 펄스로 인한 전압의 증분적인 변화는 그 채널에 의해 측정되는 커패시턴스에 반비례한다. 시간 t23에서의 다음 펄스보다 앞서, 전압 신호 레벨은 +Vth에 대해서 검사되며, 여전히 +Vth 미만인 임의의 채널에 대해, 각 레지스터(RegB) 값은 증가된다. 동일한 절차가 따르게 되어 시간 t27에서의 검사가 모든 전압 신호 V1 내지 V4가 +Vth를 초과한다는 것을 나타낼 때까지 시간 t24, t25, 및 t26 각각에서 하나 이상의 레지스터를 측정 및 증가시킨다. 이 지점에서, 국면 4가 완료된다.
레지스터(RegB1 내지 RegB4)의 총 카운트는 각 신호 채널에 의해 측정되는 상대적 커패시턴스 차이를 나타낸다. 유사한 램핑이 바람직하게는 예를 들어 측정 분해능을 증가시킬 만큼 오랫동안 수행될 수 있다. 절대적 커패시턴스는 국면 1 및 2 또는 그들의 음 램프 등가물에서 설명된 작동 절차를 반복함으로써 언제든지 재측정될 수 있다. 동일한 방향으로 국면 1 및 국면 2 램핑을 수행하는 것(즉, 양쪽 모두 양 전류를 사용하거나 양쪽 모두 음 전류를 사용)은 전류원 IS+ 및 IS-로부터의 누설 전류의 영향을 포함하는, 저주파 잡음을 줄이는 데에 있어 도움을 줄 수 있다.
전압 신호의 증분적 단계를 초과하는 불규칙 잡음은 일반적으로 역치 레벨을 디더링하는 효과를 가지며, 따라서 역치를 통과하고 다시 통과하기 위해 필요한 펄스의 개수는 측정되는 커패시턴스의 레벨이 일정하게 유지되더라도 변경될 수 있다. 다수의 측정 사이클(즉, 오버샘플링)을 이용하는 것은 역치 디더링의 평균을 내기 위해 사용될 수 있어서, 분해능을 증가시킨다. 충분한 잡음이 존재하지 않으면, 동일한 효과에 이르도록 다른 디더링 방법이 이용될 수 있고, 예를 들어, 역치가 무작위로 변경될 수 있고, 전류 펄스의 펄스 폭은 무작위로 디더링될 수 있다. 본 발명의 소정 실시예에서, 국면 3 및 4의 단계들을 여러 번 반복하고 결과를 조합함으로써 오버샘플링이 달성된다. 각 측정 사이클로부터의 결과는 이전 측정 사이클에 더해지거나 이전 측정 사이클과 평균이 구해질 수도 있고, 또는 추가적인 측정이 이루어짐에 따라 증가하는 분해능을 가진 갱신 값을 산출하기 위해 boxcar 필터링과 같은 방법에 의해 필터링될 수 있다.
선택적으로, 도 6 및 7에 도시된 바와 같은 국면 1 램핑은 동시에 공통 램프 카운터(CRC)를 시작하고 전류원 IS+을 턴 온시킴으로써 발생될 수 있으며, 따라서 V1 내지 V4 중 하나가 역치 +Vth를 통과할 때까지 카운터 및 전류원을 턴 온 상태로 둔다. 이후에, 상기에서 기술한 절차가 전술한 바와 같은 펄스 램프를 이용하여 추가적인 램핑 국면에 대해서 실행될 수 있다. 이는 국면 1 동안, 측정 채널 간 커패시턴스의 최소 공통치 측정 시 대응하는 분해능 감소에 따라 더 빠른 램핑을 일으킬 수 있다.
회로 동작이 양방향 램핑(즉, 고 역치로의 상승 램핑과 뒤이은 저 역치로의 하강 램핑, 하나의 역치를 통해서 앞뒤로 일어나는 펄스 램핑 등)이 설명되고 도시되지만, 본 발명의 방법 및 회로는 미국특허 제 6,466,036호에 개시된 커패시턴스 측정 회로에서 사용되는 것과 같은 단방향 램프를 이용하여 구현될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 소정 실시예에서, 전압 신호가 역치에 도달하거나 통과할 때, 신호 채널은 동시에 기준 레벨(예를 들어, 영)로 리셋될 수 있으며, 뒤이어 신호 램프가 재 실행된다.
신호 램프는 특히 전압원 및 도 4b의 저항 조합과 같은 비교적 낮은 저항 전류원이 사용되면 지수적일 수 있고, 따라서 측정 결과(Δ카운트/Δ커패시턴스)가 커패시턴스의 범위에 걸쳐서 선형적이 아닐 것이다. 추가적인 선형성은 만약 원한다면 펄스 폭 또는 펄스 간격을 증분적으로 또는 연속적으로 변경함으로써 얻을 수 있다. 예를 들어, 램프 기울기가 10% 만큼 늦어지면, 펄스 비율이 더 밀접하게 램프 기울기를 추종하도록 펄스 간격은 10% 만큼 증가될 수 있다.
소정 실시예에서, 예를 들어 전압 레벨 차이로 인해 커패시턴스 측정 위치들 간에 흐르는 전류를 완화시키기 위해, 각 전압 신호를 동일 레벨로 또는 동일 레벨에 근접하도록 유지하는 것이 바람직할 수 있다. 신호는 위상 조정, 예를 들어, 이전 램프의 결과를 토대로 다음 신호 램프의 상대적 시작 시간을 개별적으로 조정함으로써 일련의 측정을 통해서 균일해질 수 있다(더 큰 커패시턴스를 측정하는 채널에 대한 신호 램프가 다른 채널의 신호 램프보다 늦게 될 것이라는 점에 주의한다). 램프 시작 시간을 조정하는 것에 선택적으로 또는 추가적으로, 램핑 중에 하나 이상의 채널로부터 전류 펄스를 선택적으로 생략함으로써 램프가 조정될 수 있다. 어느 펄스를 생략할 것인지 선택하는 것은 반복적으로, 즉 이전 램프의 결과를 토대로 다음 램프를 조정함으로써 수행될 수 있다. 예를 들어, 가장 큰 커패시턴스를 측정하는 채널은 펄스의 총 개수를 설정하기 위해 사용될 수 있고, 펄스는 그것을 늦추기 위해 다른 각 채널로부터 펄스들의 상대적 커패시턴스 차이를 토대로 생략될 수 있다. 펄스는 임의의 원하는 방식으로, 예를 들어 램프 주기에 걸쳐 균일하게 또는 무작위로 제거될 수 있다. 그에 따라 얻은 상대적인 위상 조정 효과는 공동 양도된 가출원 제 61/017,451호 에 기술된 것과 유사하다.
이 명세서에 기술된 바와 같이, 커패시턴스 측정 위치 간 전류 흐름은 구동 신호의 위상을 제어함으로써 완화될 수 있다. 도 1a 및 1b에 도시된 터치 센서 시스템과 같은 공통 커패시턴스-대-접지 측정 시스템의 경우 동 위상으로 신호를 구동하는 것은 상호 (전극 내) 커패시턴스를 바람직하게 최소화시키도록 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 다른 시스템에서, 인접 커패시턴스 측정 위치를 역 위상(out of phase)으로 구동하는 것은 전극 내 상호 커패시턴스 측정 효과를 향상시키도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 아날로그 디바이스 사(Analog Devices, Inc.)에서 구입가능한 AD7142와 같은 측로 커패시턴스 측정을 이용하는 터치 검출 제품에서 전극 내 상호 커패시턴스를 측정하여 향상시키는 것이 바람직할 수 있다. 여기에 기술된 위상 제어 방법은 측정 채널을 동 위상 또는 역 위상으로 조정하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들의 전술한 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제공되었다. 이는 모두 망라하거나 본 발명을 개시된 정확한 형태로 한정하려고 의도한 것이 아니다. 상기 교시에 비추어 많은 변경예 및 변형예가 가능하다. 예를 들어, 여기 기술된 검출 방법론은 한정된 수단 및 배터리 또는 다른 동력원을 수용하는 수단을 포함한 매우 다양한 터치 수단과 관련되어 사용될 수 있다. 본 발명의 범주가 이러한 상세한 설명에 의해 한정되지 않고 오히려 본 명세서에 첨부된 청구의 범위에 의해 한정되도록 의도된다.

Claims (17)

  1. 복수의 위치 각각에 연관되는 각 전압 신호를 램핑하도록 전하를 인가함으로써 각 위치에서 커패시턴스를 측정하는 디바이스에서의 사용을 위한 방법에 있어서,
    램핑된 전압 신호 각각이 역치 전압 레벨을 통과할 때까지 각 커패시턴스를 충전하기 위해 일련의 전하 펄스를 이용하여 각 전압 신호를 증분적으로 램핑하며, 각 펄스에 대하여, 펄스 카운트 값을 증가시키고 전압 신호에서의 정지에 대기한 후 역치 전압 레벨을 통과한 것으로 판단되는 임의의 전압 신호와 연관된 레지스터에 펄스 카운트 값을 저장하는 단계; 및
    연관된 레지스터에 저장된 카운트 값을 이용하여 커패시턴스를 판단하는 단계를 포함하는 커패시턴스 측정 디바이스에서의 사용을 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 복수의 램핑 사이클에 걸쳐서 램핑 단계를 반복하는 단계를 추가로 포함하는 커패시턴스 측정 디바이스에서의 사용을 위한 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 복수의 램핑 사이클은 역치 전압 레벨을 통한 전압 신호의 상승 램핑과 역치 전압 레벨을 통한 전압 신호의 하강 램핑 사이에서 교대로 일어나는 커패시턴스 측정 디바이스에서의 사용을 위한 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 전압 신호를 증분적으로 램핑하는 단계 이전에 전압 신호를 저 기준 전압 레벨로부터 역치 전압 레벨에 있거나 역치 전압 레벨에 근접한 고 기준 전압 레벨로 램핑하는 단계를 포함하는 커패시턴스 측정 디바이스에서의 사용을 위한 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 저 기준 전압 레벨로부터 고 기준 전압 레벨로의 램핑 동안 일어나는 것으로 판단되는 주 클럭 사이클의 개수를 공통 레지스터에 저장하는 단계를 추가로 포함하는 커패시턴스 측정 디바이스에서의 사용을 위한 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 커패시턴스를 판단하는 단계는 공통 레지스터에 저장된 주 클럭 사이클의 개수와 조합하여 연관된 레지스터에 저장된 카운트 값을 이용하는 단계를 포함하는 커패시턴스 측정 디바이스에서의 사용을 위한 방법.
  7. 제 4 항에 있어서, 정전류가 저 기준 전압 레벨로부터 고 기준 전압 레벨로 전압 신호를 램핑하기 위해 인가되는 커패시턴스 측정 디바이스에서의 사용을 위한 방법.
  8. 제 4 항에 있어서, 펄스 전류가 저 기준 전압 레벨로부터 고 기준 전압 레벨로 전압 신호를 램핑하기 위해 인가되는 커패시턴스 측정 디바이스에서의 사용을 위한 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 복수의 위치 각각은 복수의 터치 센서 전극 중 하나와 연관되는 커패시턴스 측정 디바이스에서의 사용을 위한 방법.
  10. 전극 저항을 통해 전하를 전극에 인가하여 전압 신호를 램핑함으로써 전극의 커패시턴스를 측정하는 디바이스에서의 사용을 위한 방법에 있어서,
    제 1 기준 레벨로부터 제 2 기준 레벨로의 전압 신호의 초기 램핑 동안 클럭 사이클 카운트를 누적하는 단계;
    전압 신호가 역치 전압 레벨을 통과할 때까지 커패시턴스를 충전하기 위해 일련의 전하 펄스를 이용하여 전압 신호를 증분적으로 램핑하며, 각 펄스에 대해서 펄스 카운트 값을 증가시키고 다른 펄스를 시작하기 전에 전압 신호의 정지에 대기하는 단계; 및
    누적된 클럭 사이클 카운트와 펄스 카운트 값을 이용하여 커패시턴스를 판단하는 단계를 포함하는 커패시턴스 측정 디바이스에서의 사용을 위한 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 전하 펄스는 커패시턴스 및 전극 저항과 연관된 RC 시정수 미만의 펄스 지속 시간을 갖는 커패시턴스 측정 디바이스에서의 사용을 위한 방법.
  12. 제 10 항에 있어서, 전압 신호의 정지에 대기하는 단계는 커패시턴스 및 전극 저항과 연관된 RC 시정수보다 긴 지속 시간 동안 대기하는 단계를 포함하는 커패시턴스 측정 디바이스에서의 사용을 위한 방법.
  13. 제 10 항에 있어서, 열거된 단계를 복수의 측정 채널 각각에서 수행하는 단계를 추가로 포함하며, 각 측정 채널은 서로 다른 커패시턴스 측정 위치와 연관되는 커패시턴스 측정 디바이스에서의 사용을 위한 방법.
  14. 제 10 항에 있어서, 복수의 램핑 사이클에 걸쳐서 전압 신호를 증분적으로 램핑하는 단계를 반복하는 단계를 추가로 포함하는 커패시턴스 측정 디바이스에서의 사용을 위한 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 복수의 램핑 사이클은 역치 전압 레벨을 통한 전압 신호의 상승 램핑과 역치 전압 레벨을 통한 전압 신호의 하강 램핑 사이에서 교대로 일어나는 커패시턴스 측정 디바이스에서의 사용을 위한 방법.
  16. 복수의 위치 각각에 연관되는 각 전압 신호를 램핑하도록 전하를 인가함으로써 각 위치에서 커패시턴스를 측정하는 디바이스에 있어서,
    일련의 전하 펄스를 이용하여 전압 신호를 증분적으로 램핑함으로써 각 커패시턴스를 충전하는 램프 제어 회로;
    각 전하 펄스 이후에 펄스 카운트 값을 증가시키기 위한 펄스 카운터; 및
    전압 신호 정지에 대기한 후 연관된 전압 신호가 역치 전압 레벨을 통과한 것으로 판단될 때 펄스 카운트 값을 저장하기 위해 각 레지스터가 전압 신호 중 하나와 연관되는 복수의 레지스터를 포함하는 커패시턴스 측정 디바이스.
  17. 전극 저항을 통해 전하를 전극에 인가함으로써 전극의 커패시턴스를 측정하는 디바이스에서의 사용을 위해, 커패시턴스 측정에 대한 전극 저항의 영향을 완화시키는 방법에 있어서,
    커패시턴스를 충전시키고 결과적인 전압 신호를 역치 전압 레벨로 램핑하기 위해 일련의 펄스를 이용하는 단계;
    전압 신호 전압의 정지를 위해 각 펄스 간에 대기하는 단계; 및
    전압 신호가 역치 전압 레벨에 도달하기 위해 필요한 펄스 개수를 이용하여 커패시턴스를 판단하는 단계를 포함하는 전극 저항의 영향을 완화시키는 방법.
KR1020107016568A 2007-12-28 2008-12-08 펄스 커패시턴스 측정 회로 및 방법 KR20100107477A (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US1745107P 2007-12-28 2007-12-28
US61/017,451 2007-12-28
US12/027,838 US7830157B2 (en) 2007-12-28 2008-02-07 Pulsed capacitance measuring circuits and methods
US12/027,838 2008-02-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20100107477A true KR20100107477A (ko) 2010-10-05

Family

ID=40797399

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020107016568A KR20100107477A (ko) 2007-12-28 2008-12-08 펄스 커패시턴스 측정 회로 및 방법
KR1020107016566A KR20100109935A (ko) 2007-12-28 2008-12-12 시간 경사 커패시턴스 측정 회로 및 방법
KR1020107016565A KR20100121605A (ko) 2007-12-28 2008-12-16 복수의 커패시턴스 측정 회로 및 방법

Family Applications After (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020107016566A KR20100109935A (ko) 2007-12-28 2008-12-12 시간 경사 커패시턴스 측정 회로 및 방법
KR1020107016565A KR20100121605A (ko) 2007-12-28 2008-12-16 복수의 커패시턴스 측정 회로 및 방법

Country Status (5)

Country Link
US (3) US7830157B2 (ko)
EP (3) EP2232275A2 (ko)
KR (3) KR20100107477A (ko)
CN (3) CN101925827B (ko)
WO (3) WO2009085571A2 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160040944A (ko) * 2014-10-06 2016-04-15 삼성전자주식회사 다단계 오프셋 커패시턴스 조정이 가능한 터치 디스플레이 장치
KR20170126569A (ko) * 2016-05-09 2017-11-20 엘지디스플레이 주식회사 터치 디스플레이 장치 및 프레임 구조물

Families Citing this family (81)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8059103B2 (en) * 2007-11-21 2011-11-15 3M Innovative Properties Company System and method for determining touch positions based on position-dependent electrical charges
US7830157B2 (en) * 2007-12-28 2010-11-09 3M Innovative Properties Company Pulsed capacitance measuring circuits and methods
JP5191769B2 (ja) * 2008-03-27 2013-05-08 ルネサスエレクトロニクス株式会社 容量検出装置及び方法
US20090277696A1 (en) * 2008-05-09 2009-11-12 Reynolds Joseph K Gradient sensors
TWI387914B (zh) * 2008-08-13 2013-03-01 Au Optronics Corp 投影式電容觸控裝置、及識別不同接觸位置之方法
CN102187236B (zh) * 2008-09-24 2015-04-22 3M创新有限公司 互电容测量电路和方法
CN101393502B (zh) * 2008-10-31 2012-03-07 敦泰科技有限公司 互电容式触摸屏及组合式互电容触摸屏
US8183875B2 (en) * 2008-11-26 2012-05-22 3M Innovative Properties Company System and method for determining touch positions based on passively-induced position-dependent electrical charges
US20100141591A1 (en) * 2008-12-09 2010-06-10 Lin Chien-Huang Composite touch panel and method for operating the same
JP2010263411A (ja) * 2009-05-07 2010-11-18 Renesas Electronics Corp タッチセンサシステム及びマイクロコンピュータ
EP2435895A1 (en) 2009-05-29 2012-04-04 3M Innovative Properties Company High speed multi-touch touch device and controller therefor
JP2010282471A (ja) * 2009-06-05 2010-12-16 Sanyo Electric Co Ltd 静電容量型タッチパネルの信号処理回路
JP5295008B2 (ja) * 2009-06-18 2013-09-18 株式会社ワコム 指示体検出装置
JP5396167B2 (ja) * 2009-06-18 2014-01-22 株式会社ワコム 指示体検出装置及び指示体検出方法
US9323398B2 (en) 2009-07-10 2016-04-26 Apple Inc. Touch and hover sensing
AU2014202291B2 (en) * 2009-07-10 2015-11-05 Apple Inc. Touch and hover sensing
US8390582B2 (en) 2009-08-25 2013-03-05 Apple Inc. Integrated touch screen
US8481873B2 (en) * 2009-09-30 2013-07-09 Freescale Semiconductor, Inc. Capacitive touch sensor device configuration systems and methods
US9753586B2 (en) * 2009-10-08 2017-09-05 3M Innovative Properties Company Multi-touch touch device with multiple drive frequencies and maximum likelihood estimation
JP5439114B2 (ja) 2009-10-21 2014-03-12 株式会社ジャパンディスプレイ 静電容量型入力装置および入力装置付き電気光学装置
US8773366B2 (en) * 2009-11-16 2014-07-08 3M Innovative Properties Company Touch sensitive device using threshold voltage signal
JP5295090B2 (ja) * 2009-12-18 2013-09-18 株式会社ワコム 指示体検出装置
US8411066B2 (en) 2010-01-05 2013-04-02 3M Innovative Properties Company High speed noise tolerant multi-touch touch device and controller therefor
KR101127550B1 (ko) 2010-01-20 2012-03-23 주식회사 애트랩 신호 커플링을 이용한 커패시턴스 측정 회로, 이 회로를 구비하는 입력 장치, 및 커패시턴스 측정 방법
US9391607B2 (en) * 2010-04-22 2016-07-12 Qualcomm Technologies, Inc. Use of random sampling technique to reduce finger-coupled noise
US8493356B2 (en) 2010-04-22 2013-07-23 Maxim Integrated Products, Inc. Noise cancellation technique for capacitive touchscreen controller using differential sensing
US8542215B2 (en) * 2010-04-30 2013-09-24 Microchip Technology Incorporated Mutual capacitance measurement in a multi-touch input device
US8933907B2 (en) 2010-04-30 2015-01-13 Microchip Technology Incorporated Capacitive touch system using both self and mutual capacitance
CN102906679B (zh) * 2010-05-25 2015-11-25 3M创新有限公司 高速低功率多点触摸装置及其控制器
US9268431B2 (en) * 2010-08-27 2016-02-23 Apple Inc. Touch and hover switching
CN102402316B (zh) * 2010-09-07 2015-04-15 群康科技(深圳)有限公司 触控面板的感测值辨识方法与驱动装置
US9823785B2 (en) 2010-09-09 2017-11-21 3M Innovative Properties Company Touch sensitive device with stylus support
US10019119B2 (en) 2010-09-09 2018-07-10 3M Innovative Properties Company Touch sensitive device with stylus support
US9389724B2 (en) 2010-09-09 2016-07-12 3M Innovative Properties Company Touch sensitive device with stylus support
KR101755601B1 (ko) * 2010-11-04 2017-07-10 삼성디스플레이 주식회사 터치 스크린 패널 일체형 액정표시장치
US20120313890A1 (en) * 2011-06-09 2012-12-13 Maxim Integrated Products, Inc. Inter-symbol interfence reduction for touch panel systems
KR101434004B1 (ko) 2011-10-21 2014-08-27 삼성전기주식회사 접촉 감지 장치 및 접촉 감지 방법
CN102522975B (zh) * 2011-11-29 2014-08-20 四川长虹电器股份有限公司 按键触摸检测方法
FR2985017B1 (fr) * 2011-12-23 2015-01-02 Continental Automotive France Dispositif de mesure d'une variation d'une capacite a faible consommation et procede associe
DE102012201596A1 (de) * 2012-02-03 2013-08-08 Robert Bosch Gmbh Empfangsanordnung für ein Steuergerät in einem Fahrzeug und Verfahren zum Erzeugen eines Synchronisationspulses
CN102636699A (zh) * 2012-03-29 2012-08-15 广州大学 一种电容测量装置
US9184745B2 (en) * 2012-04-11 2015-11-10 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch assembly and method of sensing user input based on signal rate of change
US9201547B2 (en) 2012-04-30 2015-12-01 Apple Inc. Wide dynamic range capacitive sensing
US9086768B2 (en) 2012-04-30 2015-07-21 Apple Inc. Mitigation of parasitic capacitance
WO2013177760A1 (en) * 2012-05-30 2013-12-05 Murata Manufacturing Co., Ltd. Module and capacitance detecting method
JP5449464B2 (ja) * 2012-06-27 2014-03-19 シャープ株式会社 タッチパネルコントローラ、タッチパネル装置および電子情報機器
CN103513114B (zh) * 2012-06-29 2016-03-23 汉王科技股份有限公司 一种电容测量方法、装置及触控设备
JP5774555B2 (ja) * 2012-08-02 2015-09-09 株式会社東海理化電機製作所 入力装置
TWI509560B (zh) * 2012-08-31 2015-11-21 Egalax Empia Technology Inc 影像分割的方法與裝置
US8810546B1 (en) 2012-09-26 2014-08-19 Cypress Semiconductor Corporation Touchscreen panel frequency response determination
JP6067302B2 (ja) * 2012-09-28 2017-01-25 シナプティクス・ジャパン合同会社 半導体装置
JP6091833B2 (ja) * 2012-10-04 2017-03-08 株式会社ワコム 信号処理回路、信号処理方法、位置検出装置、及び電子機器
US8723586B1 (en) 2012-11-02 2014-05-13 Atmel Corporation Charge measurement
KR101964845B1 (ko) 2013-01-30 2019-04-04 삼성디스플레이 주식회사 터치 스크린 표시 장치
US8890841B2 (en) 2013-03-13 2014-11-18 3M Innovative Properties Company Capacitive-based touch apparatus and method therefor, with reduced interference
US9310931B2 (en) * 2013-03-15 2016-04-12 Apple Inc. Dynamic cross-talk mitigation for integrated touch screens
EP2790326A1 (en) * 2013-04-08 2014-10-15 Renesas Electronics Europe GmbH Digital-to-analogue converter
JP5754468B2 (ja) * 2013-06-13 2015-07-29 トヨタ自動車株式会社 キャパシタ配置構造及びキャパシタ実装方法
US8836669B1 (en) 2013-09-13 2014-09-16 Cypress Semiconductor Corporation High resolution capacitance to code converter
US9933879B2 (en) 2013-11-25 2018-04-03 Apple Inc. Reconfigurable circuit topology for both self-capacitance and mutual capacitance sensing
KR101659789B1 (ko) * 2013-11-26 2016-09-26 셈테크 코포레이션 근접 검출을 위한 용량성 감지 인터페이스
US20150145535A1 (en) * 2013-11-26 2015-05-28 Semtech Corporation Capacitive sensing interface for proximity detection
US9164136B2 (en) * 2013-12-02 2015-10-20 Atmel Corporation Capacitive measurement circuit for a touch sensor device
US9197167B2 (en) * 2014-01-27 2015-11-24 Pixart Imaging Inc. Amplifying circuit and touch control sensing system
CN106461711A (zh) * 2014-03-17 2017-02-22 麦格纳覆盖件有限公司 用于驱动电容传感器的方法和系统
DE102014007236A1 (de) * 2014-05-16 2015-11-19 Leopold Kostal Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Messen eines Kapazitätswertes
US9778798B2 (en) * 2014-06-30 2017-10-03 Synaptics Incorporated Techniques to determine X-position in gradient sensors
KR102357768B1 (ko) * 2014-09-26 2022-02-04 엘지디스플레이 주식회사 터치 센싱 장치
EP3215921A4 (en) 2014-11-05 2018-06-06 3M Innovative Properties Company Force-sensing capacitor elements, deformable membranes and electronic devices fabricated therefrom
EP3040823B1 (en) * 2014-12-31 2017-09-27 LG Display Co., Ltd. Display device and driving method thereof
US9285913B1 (en) 2014-12-31 2016-03-15 Lg Display Co., Ltd. Display device and driving method thereof
KR20180024500A (ko) * 2016-08-30 2018-03-08 삼성전자주식회사 적분 회로 장치 및 그의 동작방법
US10656191B2 (en) 2017-12-18 2020-05-19 Microsoft Technology Licensing, Llc Capacitance measuring circuit
EP3542899A1 (en) 2018-03-20 2019-09-25 Yara International ASA Method and reactor for producing urea ammonium sulphate
EP3621047B1 (en) * 2018-09-06 2021-04-28 Nxp B.V. System and method for detecting tampering with a product
US10498993B1 (en) * 2019-02-27 2019-12-03 Omnivision Technologies, Inc. Ramp signal settling reduction circuitry
CN113711064B (zh) * 2019-04-10 2024-03-08 Iee国际电子工程股份公司 多通道电容感测测量电路
CN110879314A (zh) * 2019-12-12 2020-03-13 苏州市运泰利自动化设备有限公司 电容测量方法、系统、电子设备及存储介质
JP7400509B2 (ja) * 2020-02-04 2023-12-19 ヤマハ株式会社 フェーダ装置
CN112485640B (zh) * 2020-11-18 2023-06-27 苏州华兴源创科技股份有限公司 内置电容器的检测方法、装置、检测设备和存储介质
US11914831B1 (en) * 2023-02-05 2024-02-27 Shenzhen GOODIX Technology Co., Ltd. Self-capacitor sensing for capacitive touch panels

Family Cites Families (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2223672C2 (de) * 1972-05-16 1974-03-14 Hewlett-Packard Gmbh, 7030 Boeblingen Triggerschaltung, insbesondere für Oszillografen
GB8409877D0 (en) * 1984-04-17 1984-05-31 Binstead Ronald Peter Capacitance effect keyboard
JP2661693B2 (ja) * 1987-10-27 1997-10-08 アイシン精機株式会社 人員検出装置
US5136251A (en) * 1988-09-23 1992-08-04 John Fluke Mfg. Co., Inc. Capacitance measurement
US5880411A (en) * 1992-06-08 1999-03-09 Synaptics, Incorporated Object position detector with edge motion feature and gesture recognition
US5861583A (en) * 1992-06-08 1999-01-19 Synaptics, Incorporated Object position detector
EP0574213B1 (en) * 1992-06-08 1999-03-24 Synaptics, Inc. Object position detector
US5543590A (en) * 1992-06-08 1996-08-06 Synaptics, Incorporated Object position detector with edge motion feature
US6239389B1 (en) * 1992-06-08 2001-05-29 Synaptics, Inc. Object position detection system and method
US5461321A (en) * 1993-09-17 1995-10-24 Penberthy, Inc. Apparatus and method for measuring capacitance from the duration of a charge-discharge charge cycle
US5650597A (en) * 1995-01-20 1997-07-22 Dynapro Systems, Inc. Capacitive touch sensor
CN1202624A (zh) * 1997-06-13 1998-12-23 巫锦洞 利用延迟累加方式侦测微小静电容变动量的方法及其电路
US5926409A (en) * 1997-09-05 1999-07-20 Information Storage Devices, Inc. Method and apparatus for an adaptive ramp amplitude controller in nonvolatile memory application
US6466036B1 (en) * 1998-11-25 2002-10-15 Harald Philipp Charge transfer capacitance measurement circuit
US6275047B1 (en) * 1999-03-12 2001-08-14 Fluke Corporation Capacitance measurement
US6356086B1 (en) * 1999-04-12 2002-03-12 Sencore, Inc. Method and apparatus for the in-circuit testing of a capacitor
US6934669B1 (en) * 1999-08-26 2005-08-23 Roberto Suaya Capacitance measurements for an integrated circuit
US7099808B2 (en) * 1999-08-26 2006-08-29 Mentor Graphics Corp. Capacitance and transmission line measurements for an integrated circuit
EP1274972B1 (en) * 2000-04-14 2005-07-06 Robertshaw Controls Company Capacitance level measurement circuit and system
US6516672B2 (en) * 2001-05-21 2003-02-11 Rosemount Inc. Sigma-delta analog to digital converter for capacitive pressure sensor and process transmitter
ITTO20010705A1 (it) * 2001-07-18 2003-01-18 St Microelectronics Srl Modulatore elettromeccanico a sovracampionamento autocalibrante e relativo metodo di autocalibrazione.
US7254775B2 (en) * 2001-10-03 2007-08-07 3M Innovative Properties Company Touch panel system and method for distinguishing multiple touch inputs
DE10223364A1 (de) * 2002-05-25 2003-12-04 Bosch Gmbh Robert Steuergerät in einem Fahrzeug und Sensor
US7092265B2 (en) * 2002-11-14 2006-08-15 Fyre Storm, Inc. Switching power converter controller
JP4385664B2 (ja) * 2003-07-08 2009-12-16 パナソニック株式会社 車両用電源装置
US7148697B2 (en) * 2004-06-04 2006-12-12 Doljack Frank A System and method for measuring electrical characteristics of a capacitor
JP4363281B2 (ja) * 2004-09-08 2009-11-11 オムロン株式会社 容量計測装置および方法、並びにプログラム
GB2428306B (en) * 2005-07-08 2007-09-26 Harald Philipp Two-dimensional capacitive position sensor
CN101014207A (zh) * 2005-09-30 2007-08-08 哈拉尔德·菲利普 耳机及耳机的功率管理
US20070074913A1 (en) * 2005-10-05 2007-04-05 Geaghan Bernard O Capacitive touch sensor with independently adjustable sense channels
CN100426211C (zh) * 2005-10-19 2008-10-15 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 触摸式感应装置
DE102005061090B3 (de) * 2005-12-21 2007-08-30 Atmel Germany Gmbh Messeinrichtung zur kapazitiven Druckmessung
US8207944B2 (en) * 2006-12-19 2012-06-26 3M Innovative Properties Company Capacitance measuring circuit and method
US7973771B2 (en) * 2007-04-12 2011-07-05 3M Innovative Properties Company Touch sensor with electrode array
US8493330B2 (en) * 2007-01-03 2013-07-23 Apple Inc. Individual channel phase delay scheme
US7986193B2 (en) * 2007-01-03 2011-07-26 Apple Inc. Noise reduction within an electronic device using automatic frequency modulation
CN101082644B (zh) * 2007-01-30 2011-02-09 王悦 镜像恒流源测电容的方法
US7920134B2 (en) * 2007-06-13 2011-04-05 Apple Inc. Periodic sensor autocalibration and emulation by varying stimulus level
US7830157B2 (en) * 2007-12-28 2010-11-09 3M Innovative Properties Company Pulsed capacitance measuring circuits and methods

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160040944A (ko) * 2014-10-06 2016-04-15 삼성전자주식회사 다단계 오프셋 커패시턴스 조정이 가능한 터치 디스플레이 장치
KR20170126569A (ko) * 2016-05-09 2017-11-20 엘지디스플레이 주식회사 터치 디스플레이 장치 및 프레임 구조물

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100109935A (ko) 2010-10-11
US7830158B2 (en) 2010-11-09
US20090167326A1 (en) 2009-07-02
WO2009085656A2 (en) 2009-07-09
WO2009085571A2 (en) 2009-07-09
WO2009085727A2 (en) 2009-07-09
US20090167325A1 (en) 2009-07-02
EP2232276A2 (en) 2010-09-29
WO2009085571A3 (en) 2009-10-01
EP2232275A2 (en) 2010-09-29
EP2232277A2 (en) 2010-09-29
KR20100121605A (ko) 2010-11-18
CN101910850A (zh) 2010-12-08
CN101925827B (zh) 2015-04-22
US20090167720A1 (en) 2009-07-02
WO2009085727A3 (en) 2009-09-03
CN101925827A (zh) 2010-12-22
CN101910849A (zh) 2010-12-08
US7830157B2 (en) 2010-11-09
WO2009085656A3 (en) 2009-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20100107477A (ko) 펄스 커패시턴스 측정 회로 및 방법
JP5285423B2 (ja) 近接度の検出のために電荷移動静電容量センサを保護するための方法およびシステム
US9830035B2 (en) Semiconductor device
US7750649B2 (en) Methods and systems for detecting a capacitance using switched charge transfer techniques
US7449895B2 (en) Methods and systems for detecting a capacitance using switched charge transfer techniques
US9367179B2 (en) Capacitive voltage divider touch sensor
US8174273B2 (en) Capacitance measurement circuit with dynamic feedback
EP2223199A2 (en) System and method for determining touch positions based on position-dependent electrical charges
TW201018928A (en) Mutual capacitance measuring circuits and methods
EP2577434A2 (en) High speed low power multi-touch touch device and controller therefor
US9128554B2 (en) Chained differential sensing for touch sensors
TWI408593B (zh) 電容式觸控裝置及其感測裝置
JP2011166240A (ja) 静電容量検出方式および静電容量検出装置
US8492665B1 (en) Apparatus and methods for capacitive sensing and capacitance measuring
Stojanović et al. FPGA based capacitive touch pad/interface
KR101566886B1 (ko) 다중 터치 스위치를 지원하는 용량성 센서

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid