KR20130075771A - 터치 및 호버 감지를 위한 동시 발생 신호 검출 - Google Patents

터치 및 호버 감지를 위한 동시 발생 신호 검출 Download PDF

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오마르 륭
폴 지. 푸스카리치
제프리 트레이어 번스테인
안드레아 무시그나트
아비 이. 시에플린스키
무하마드 유. 초우드리
프라빈 알. 서브라마니
마크 제이. 피체
데이비드 티. 암
둔칸 로버트 케르
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Abstract

터치 및 호버 감지 장치로부터 동시 발생 터치 이벤트 및/또는 호버 이벤트를 나타낼 수 있는 신호를 검출하는 것이 개시된다. 터치 이벤트는 이 감지 장치를 터치하는 객체를 나타낼 수 있다. 호버 이벤트는 이 감지 장치 위에서 호버하는 객체를 나타낼 수 있다. 터치 및 호버 감지 장치는 양 이벤트를 나타내는 검출 신호에서 터치 이벤트를 보상함으로써 원하는 호버 이벤트가 부수적인 터치 이벤트, 예컨대 장치를 붙잡고 있는 손에 의해 차단되지 않도록 할 수 있다. 반대로, 호버 이벤트와 터치 이벤트 모두를 원한다면, 터치 및 호버 감지 장치는 장치 센서 및/또는 검출 신호를 조정함으로써 양 이벤트가 검출되게 할 수 있다. 터치 및 호버 감지 장치는 호버 객체의 위치에 대응하는 검출 신호 중의 복수의 피크를 식별함으로써 동시 발생 호버 이벤트를 검출할 수도 있다.

Description

터치 및 호버 감지를 위한 동시 발생 신호 검출{CONCURRENT SIGNAL DETECTION FOR TOUCH AND HOVER SENSING}
관련 출원의 상호 인용
본 출원은 2010년 8월 27일자 출원된 미국 임시 특허출원 61/377,829와 2010년 9월 30일자 출원된 미국 정규 특허출원 12/895,778의 우선권을 주장하며, 그 전체 내용은 본 명세서에 인용으로 포함된다.
분야
본 발명은 일반적으로 터치 및 호버 감지에 관한 것으로, 특히, 터치 및 호버 감지 모두를 수행할 수 있는 장치에 관한 것이다.
터치 감지 장치는 조작이 쉽고 용도가 다양할 뿐만 아니라 가격도 하락하고 있어 컴퓨팅 시스템의 입력 장치로서 널리 보급되고 있다. 터치 감지 장치는 터치 감지면을 가진 투명 패널일 수 있는 터치 센서 패널과, 터치 감지면이 디스플레이 장치의 가시 영역의 적어도 일부를 덮을 수 있도록 패널 뒤에 부분적으로 또는 전체적으로 배치되거나 패널과 일체화될 수 있는 액정 디스플레이(LCD)와 같은 디스플레이 장치를 포함할 수 있다. 사용자는 터치 감지 장치를 통해 손가락, 스타일러스, 기타 다른 객체를 이용하여 디스플레이 장치에 표시되는 사용자 인터페이스(UI)가 자주 지시하는 위치에서 터치 센서 패널을 터치하여 여러 가지 기능을 수행할 수 있다. 일반적으로, 터치 감지 장치는 터치 센서 패널 상의 터치 이벤트와 그 위치를 인식할 수 있으며, 그러면 컴퓨팅 시스템은 터치 이벤트 시에 나타나는 표시에 따라서 터치 이벤트를 해석하고, 그 터치 이벤트에 따라서 한 가지 이상의 동작을 수행할 수 있다.
어떤 터치 감지 장치는 호버(hover) 이벤트(즉, 터치 센서 패널 가까이에 있으나 이에 닿지는 않는 객체)와 패널에서의 호버 이벤트의 위치를 인식할 수 있다. 그러면, 터치 감지 장치는 그 호버 이벤트를 터치 이벤트에 대한 처리와 유사한 방식으로 처리할 수 있으며, 컴퓨팅 시스템은 호버 이벤트 시에 나타나는 표시에 따라서 호버 이벤트를 해석하고, 그 호버 이벤트에 따라서 한 가지 이상의 동작을 수행할 수 있다.
터치 감지 장치의 터치 및 호버 기능은 바람직하기는 하나 이 2가지 기능은 정확하고 신뢰할 수 있는 터치 및 호버 이벤트 검출을 위해 서로 협력하여 수행되기는 쉽지 않을 수 있다.
본원은 터치 및 호버 감지 장치로부터 이 장치에서의 동시 발생 터치 이벤트 및/또는 호버 이벤트를 나타낼 수 있는 신호 검출에 관한 것이다. 터치 이벤트는 이 감지 장치를 터치하는 객체를 나타낼 수 있다. 호버 이벤트는 이 장치 위에서 호버하는 객체를 나타낼 수 있다. 일부 실시예들에서, 터치 및 호버 감지 장치는 양 이벤트를 나타내는 검출 신호에서 터치 이벤트를 보상함으로써 원하는 호버 이벤트가 부수적인 터치 이벤트, 예컨대 장치를 붙잡고 있는 손에 의해 차단되지 않도록 할 수 있다. 반대로, 일부 실시예들에서, 호버 이벤트들과 터치 이벤트들 모두를 원한다면, 이 장치는 양 이벤트가 검출되는 것을 확실히 하기 위해 장치의 센서 및/또는 검출된 신호를 조정할 수 있다. 일부 실시예들에서, 이 장치는 호버 객체의 위치에 대응하는 검출 신호 중의 복수의 피크를 식별함으로써 동시 발생 호버 이벤트를 검출할 수도 있다. 동시 발생 터치 및/또는 호버 이벤트들을 검출하는 능력은 향상된 터치 및 호버 감지를 유리하게 제공할 수 있다.
도 1은 여러 가지 실시예에 따른 예시적인 터치 및 호버 감지 장치를 도시한 도면.
도 2는 여러 가지 실시예에 따른, 보상가능한 근접 터치를 감지하는 예시적인 터치 및 호버 감지 장치를 도시한 도면.
도 3은 여러 가지 실시예에 따른, 터치 신호를 보상할 수 있는 예시적인 터치 및 호버 감지 장치를 도시한 도면.
도 4는 여러 가지 실시예에 따른 터치 및 호버 감지 장치에서 터치 신호를 보상하는 예시적인 방법을 보여주는 도면.
도 5는 여러 가지 실시예에 따른 터치 및 호버 감지 장치에서 터치 신호를 보상하는 다른 예시적인 방법을 보여주는 도면.
도 6은 여러 가지 실시예에 따른, 터치 신호를 보상할 수 있는 다른 예시적인 터치 및 호버 감지 장치를 도시한 도면.
도 7은 여러 가지 실시예에 따른 터치 및 호버 감지 장치에서 터치 신호를 보상하는 다른 예시적인 방법을 보여주는 도면.
도 8은 여러 가지 실시예에 따른 터치 및 호버 감지 장치에서 터치 신호를 보상하는 다른 예시적인 방법을 보여주는 도면.
도 9는 여러 가지 실시예에 따른, 형상 프로파일링(shape profiled)될 수 있는 근접 객체를 감지하는 예시적인 터치 및 호버 감지 장치를 도시한 도면.
도 10은 여러 가지 실시예에 따른 터치 및 호버 감지 장치에서 객체 형상을 프로파일링하는 예시적인 방법을 보여주는 도면.
도 11은 여러 가지 실시예에 따른 터치 및 호버 감지 장치에서 객체 형상을 프로파일링하는 다른 예시적인 방법을 보여주는 도면.
도 12는 여러 가지 실시예에 따른 터치 및 호버 감지 장치에서 객체 형상을 프로파일링하는 다른 예시적인 방법을 보여주는 도면.
도 13은 여러 가지 실시예에 따른, 서로 구별될 수 있는 작은 가까운 객체와 큰 먼 객체를 감지하는 터치 및 호버 감지 장치를 도시한 도면.
도 14는 여러 가지 실시예에 따른, 작은 가까운 객체와 큰 먼 객체 간을 구별할 수 있는 예시적인 터치 및 호버 감지 장치를 도시한 도면.
도 15는 여러 가지 실시예에 따른, 작은 가까운 객체와 큰 먼 객체 간을 구별할 수 있는 다른 예시적인 터치 및 호버 감지 장치를 도시한 도면.
도 16은 여러 가지 실시예에 따른, 터치 및 호버 감지 장치에서 작은 가까운 객체와 큰 먼 객체 간을 구별하는 예시적인 방법을 보여주는 도면.
도 17은 여러 가지 실시예에 따른, 터치 객체와 호버 객체를 동시에 감지하는 예시적인 터치 및 호버 감지 장치를 도시한 도면.
도 18은 여러 가지 실시예에 따른, 터치 객체와 호버 객체를 동시에 감지할 수 있는 다른 예시적인 터치 및 호버 감지 장치를 도시한 도면.
도 19는 여러 가지 실시예에 따른, 터치 및 호버 감지 장치에서 터치 객체와 호버 객체를 동시에 감지하는 예시적인 방법을 보여주는 도면.
도 20은 여러 가지 실시예에 따른, 터치 및 호버 감지 장치에서 터치 객체와 호버 객체를 동시에 감지하는 다른 예시적인 방법을 보여주는 도면.
도 21은 여러 가지 실시예에 따른, 복수의 호버 객체를 감지하는 예시적인 터치 및 호버 감지 장치를 도시한 도면.
도 22는 여러 가지 실시예에 따른, 터치 및 호버 감지 장치에서 용량 측정치 대 센서 위치를 나타낸 예시적인 그래프를 보여주는 도면.
도 23은 여러 가지 실시예에 따른, 터치 및 호버 감지 장치에서 복수의 호버 객체를 감지하는 예시적인 방법을 보여주는 도면.
도 24는 여러 가지 실시예에 따른, 신호 드리프트(drift)를 보상할 수 있는 예시적인 터치 및 호버 감지 장치를 도시한 도면.
도 25는 여러 가지 실시예에 따른, 신호 드리프트를 보상할 수 있는 다른 예시적인 터치 및 호버 감지 장치를 도시한 도면.
도 26은 여러 가지 실시예에 따른, 신호 시프트를 보상하는 예시적인 터치 및 호버 감지 장치를 도시한 도면.
도 27은 여러 가지 실시예에 따른, 터치 및 호버 감지 장치에서 신호 드리프트를 보상하는 예시적인 방법을 보여주는 도면.
도 28은 여러 가지 실시예에 따른, 센서 저항을 보상할 수 있는 예시적인 터치 및 호버 감지 장치를 도시한 도면.
도 29는 여러 가지 실시예에 따른, 센서 저항을 보상할 수 있는 다른 예시적인 터치 및 호버 감지 장치를 도시한 도면.
도 30은 여러 가지 실시예에 따른, 센서 저항을 보상할 수 있는 다른 예시적인 터치 및 호버 감지 장치를 도시한 도면.
도 31은 여러 가지 실시예에 따른, 센서 저항을 보상할 수 있는 다른 예시적인 터치 및 호버 감지 장치를 도시한 도면.
도 32는 여러 가지 실시예에 따른, 터치 및 호버 감지 장치에서 용량 변화 대 센서 위치를 나타낸 예시적인 그래프를 보여주는 도면.
도 33은 여러 가지 실시예에 따른, 터치 및 호버 감지 장치에서 용량 변화 대 센서 위치의 보상을 나타낸 그래프를 보여주는 도면.
도 34는 여러 가지 실시예에 따른, 터치 및 호버 감지 장치에서 위치 함수로서의 용량 변화를 보상하는 예시적인 방법을 보여주는 도면.
도 35는 여러 가지 실시예에 따른, 터치 모드와 호버 모드 간에 스위칭할 수 있는 예시적인 터치 및 호버 감지 장치를 도시한 도면.
도 36은 여러 가지 실시예에 따른, 터치 모드와 호버 모드 간에 스위칭할 수 있는 다른 예시적인 터치 및 호버 감지 장치를 도시한 도면.
도 37은 여러 가지 실시예에 따른, 터치 모드와 호버 모드 간에 스위칭할 수 있는 다른 예시적인 터치 및 호버 감지 장치를 도시한 도면.
도 38은 여러 가지 실시예에 따른, 터치 모드와 호버 모드 간에 스위칭할 수 있는 다른 예시적인 터치 및 호버 감지 장치를 도시한 도면.
도 39는 여러 가지 실시예에 따른, 터치 모드와 호버 모드 간에 스위칭하는 예시적인 방법을 보여주는 도면.
도 40은 여러 가지 실시예에 따른, 터치 모드와 호버 모드 간에 스위칭하는 다른 예시적인 방법을 보여주는 도면.
도 41은 여러 가지 실시예에 따른, 장치 터치 및 호버 패널에서 장치 디스플레이로부터의 간섭을 최소화하는 접지 쉴드를 가진 예시적인 터치 및 호버 감지 장치를 도시한 도면.
도 42는 여러 가지 실시예에 따른, 최적 거리를 제공함으로써 장치 터치 및 센서 패널에서 장치 디스플레이로부터의 간섭을 최소화할 수 있는 예시적인 터치 및 호버 감지 장치를 도시한 도면.
도 43은 여러 가지 실시예에 따른, 터치 및 호버 감지를 수행할 수 있는 예시적인 컴퓨팅 시스템을 도시한 도면.
도 44는 여러 가지 실시예에 따른, 터치 및 호버 감지를 수행할 수 있는 예시적인 이동 전화를 도시한 도면.
도 45는 여러 가지 실시예에 따른, 터치 및 호버 감지를 수행할 수 있는 예시적인 디지털 미디어 플레이어를 도시한 도면.
도 46은 여러 가지 실시예에 따른, 터치 및 호버 감지를 수행할 수 있는 예시적인 컴퓨터를 도시한 도면.
이하, 본 명세서의 일부를 구성하며 실시될 수 있는 특정 실시예가 예시적으로 도시된 첨부 도면을 참조로 여러 가지 실시예에 대해서 설명한다. 다른 실시예도 이용될 수 있으며 그 여러 가지 실시예의 범위로부터 벗어남이 없이 구조적 변경이 가능함을 알아야 한다.
본 발명은 터치 및 호버 감지를 개선하는 것에 관한 것이다. 터치 및 호버 감지의 여러 가지 양상은 터치 및 호버 이벤트의 검출을 개선하는 것에 관한 것일 수 있다. 일부 실시예에서, 터치 및 호버 감지 장치는 양 이벤트를 나타내는 감지 신호에서 터치 이벤트를 보상함으로써 원하는 호버 이벤트가 부수적인 터치 이벤트, 예컨대 장치를 붙잡고 있는 손에 의해 가리지 않도록 할 수 있다. 반대로, 일부 실시예에서, 호버 이벤트와 터치 이벤트 모두를 원한다면, 장치는 양 이벤트가 검출되는 것을 보증하도록 그 센서 및/또는 감지 신호를 조정할 수 있다. 일부 실시예에서, 장치는 객체 형상을 프로파일링함으로써, 호버 객체가 지시하고 있는 사용자 장치 인터페이스 위치의 결정 정확도를 개선할 수 있다. 일부 실시예에서, 장치는 대응하는 감지 신호를 적절히 처리하고 이어서 의도하는 동작을 수행하기 위해 객체 거리들 간과 객체 면적들(즉, 크기들) 간을 구별할 수 있다. 일부 실시예에서, 장치는 동시 발생 호버 이벤트들의 검출을 개선할 수 있다. 일부 실시예에서, 장치는 장치의 기준 용량을 조정함으로써 감지 신호에서의 신호 드리프트를 보상할 수 있다. 일부 실시예에서, 장치는 센서 및/또는 장치 구동 전압 패턴을 조정함으로써 터치 및 호버 센서로부터의 저항을 보상할 수 있다. 일부 실시예에서, 장치는 호버 이벤트의 위치 함수로서의 이득 계수를 감지 신호에 적용함으로써 (일반적으로 호버 이벤트 중에 문제가 되는) 센서의 감도 변화에 대해 감지 신호를 보상할 수 있다. 일부 실시예에서, 장치는 감지 신호에서 스위칭 구성 부품에 의해 생긴 기생 용량을 보상함으로써 터치 모드와 호버 모드 간의 센서 스위칭을 개선할 수 있다. 일부 실시예에서, 감지 장치는 센서에서의 디스플레이로부터의 간섭을 저감함으로써 센서와 디스플레이의 일체화를 개선할 수 있다.
이들 및 기타 다른 방식은 양호하게 터치 및 호버 감지를 개선할 수 있다.
도 1은 여러 가지 실시예에 따른 예시적인 터치 및 호버 감지 장치를 도시한 것이다. 상징적으로 묘사된 도 1의 예에서, 터치 및 호버 감지 장치(100)는 터치 객체 및/또는 호버 객체를 감지하는 센서를 구성하도록 서로 교차할 수 있는 수평선(101)과 수직선(102) 어레이를 가진 센서 패널(111)을 포함할 수 있다. 또는, 수평선(101)과 수직선(102)은 전기적으로 직접적으로 접촉하지 않고 동일층에서 서로 간에 가까이 배치되어 센서를 구성할 수 있다. 장치(100)의 필요에 따라서는 상기 선들(101, 102)의 다른 비직교적 배치도 이용될 수 있다. 수평선(101)과 수직선(102)은 도전재, 예컨대 인듐 주석 산화물(ITO)로 이루어진 도전성 트레이스일 수 있다. 이 도전재는 장치(100)의 필요에 따라서, 투명, 반투명 또는 불투명일 수 있다. 터치 및 호버 감지 장치(100)는 수평선(101) 및/또는 수직선(102)에 전기 신호, 예컨대 AC 신호가 인가된 상태에서 센서 패널(111)을 구동할 수 있는 터치 및 호버 제어 시스템(107)을 포함할 수도 있다. 센서 패널(111)에 전송된 AC 신호는 이 센서 패널로부터 나오는 전기장을 만들어 낼 수 있으며, 이 전기장을 이용하여 그 패널 위에서 호버하거나 이에 터치하는 객체를 감지할 수 있다. 그러면, 터치 및 호버 제어 시스템(107)은 수평선(101) 및/또는 수직선(102) 상의 호버 또는 터치하는 객체에 의해 의해 생긴 용량 변화를 측정하여 그 센서 패널(111)에서의 호버 이벤트 또는 터치 이벤트를 검출할 수 있다.
터치 및 호버 감지 장치(100)는 자기(self) 용량 및/또는 상호(mutual) 용량에 따라서 동작할 수 있다. 자기 용량의 경우, 센서 패널(111)의 자기 용량은 어떤 기준, 예컨대 접지면에 대해서 측정될 수 있다. 전기장 속에서 센서 패널(111) 근처에 놓인 객체는 센서 패널의 자기 용량 변화를 유발할 수 있으며, 이러한 변화는 여러 가지 기술로 측정될 수 있다. 예컨대, 터치 및 호버 제어 시스템(107)은 각 수평선(101)과 수직선(102)을 구동하여 센서 패널(111)로부터 나오는 전기장을 만들어낼 수 있다. 그러면, 터치 및 호버 제어 시스템(107)은 각 수평선(101)과 수직선(102) 상의 자기 용량을 측정할 수 있으며, 이 수평선과 수직선 상의 최고 측정치, 예컨대 최대 자기 용량 변화는 호버 이벤트 또는 터치 이벤트의 (x, y) 위치를 나타낼 수 있다.
상호 용량의 경우, 센서 패널(111)의 상호 용량은 교차하는 또는 인접하는 수평선(101)과 수직선(102) 간에 형성될 수 있다. 전기장 속에서 센서 패널(111) 근처에 놓인 객체는 센서 패널의 상호 용량 변화를 유발할 수 있으며, 이러한 변화는 여러 가지 기술로 측정될 수 있다. 예컨대, 터치 및 호버 제어 시스템(107)은 각 수평선(101)을 구동하여 센서 패널(111)로부터 나오는 전기장을 만들어낼 수 있다. 그러면, 터치 및 호버 제어 시스템(107)은 그 수직선(102) 상의 상호 용량 변화를 측정할 수 있으며, 이 수평선과 수직선의 교차하는 또는 인접하는 위치에서의 최고 측정치, 예컨대 최대 상호 용량 변화는 호버 이벤트 또는 터치 이벤트의 (x, y) 위치를 나타낼 수 있다.
일부 실시예에서, 터치 및 호버 감지 장치(100)는 자기 용량을 이용하여 호버 이벤트를 검출하고 상호 용량을 이용하여 터치 이벤트를 검출할 수 있다. 다른 실시예에서, 장치(100)는 자기 용량을 이용하여 모든 이벤트를 검출할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 이 장치는 상호 용량을 이용하여 모든 이벤트를 검출할 수 있다. 장치의 필요에 따라서 여러 가지 용량 구성이 이용될 수 있다.
여기서 설명되는 바와 같이, 일부 실시예에서, 용량 측정치는 절대 용량을 나타낼 수 있으며, 일부 실시예에서, 용량 측정치는 용량 변화를 나타낼 수 있다.
이하, 여러 가지 실시예에 따라서 터치 및 호버 이벤트의 검출을 개선할 수 있는 터치 및 호버 감지의 여러 가지 양상에 대해서 설명한다.
터치 신호 보상
일반적으로, 감치 장치를 터치하는 객체는 그 장치 위에서 호버하는 객체보다 더 강한 신호를 만들어 내며, 따라서, 터치 신호와 호버 신호가 동시에 발생하면 터치 신호가 호버 신호의 검출 가능성을 없애거나 줄어들게 할 수 있다. 이는 터치 신호는 부수적인 것이고 호버 신호가 목적하는 것인 경우에 특히 문제가 될 수 있다. 도 2는 그와 같은 경우의 일례를 보여준다. 여기서, 사용자는 터치 및 호버 감지 장치(200)를 왼손(212)으로 잡고, 엄지 손가락(212-a)으로 장치 감지면을 터치하는 동시에, 오른손(214)이 그 장치 위에서 호버하고 그 손가락(214-b)이 그 장치의 UI 디스플레이 상의 영역을 지시하여 특정 동작을 유발할 수 있다. 엄지 손가락(212-a)이 장치(200)를 터치하고 있기 때문에, 그 엄지 손가락에 근접한 센서는 강한 신호를, 어떤 경우에는 포화된(saturated) 신호를 발생할 수 있다. 대안적으로, 손가락(214-b)은 장치(200) 위에서 호버하고 있기 때문에, 그 손가락을 검출한 센서는 약한 신호, 어떤 경우에는 매우 약한 신호를 발생할 수 있다. 이 약한 호버 신호를 적절하게 복구하기 위해서 장치(200)는 강한 터치 신호의 효과를 보상할 수 있다.
도 3은 여러 가지 실시예에 따른, 터치 신호를 보상할 수 있는 예시적인 터치 및 호버 감지 장치를 도시한 것이다. 도 3의 예에서, 터치 및 호버 감지 장치(300)의 센서 라인(301, 302)으로 구성된 센서는 4분면(300-a, 300-b, 300-c, 300-d)으로 구획되고(상징적으로 파선으로 표시함), 그에 따라서, 이들 사분면 내의 센서와 관련된 감지 신호도 구획될 수 있다. 강한 터치 신호를 가진 사분면은 검출되어 약한 호버 신호를 가진 사분면과 분리될 수 있으며, 그에 따라서, 약한 호버 신호는 복구되어 더 처리될 수 있고 강한 터치 신호는 무시되거나 폐기될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 구획은 소프트웨어 및/또는 펌웨어로 수행될 수 있으며, 이 경우, 사분면은 센서 라인(301, 302)을 공유할 수 있다. 일부 대안적인 실시예에서, 상기 구획은 하드웨어로 수행될 수 있으며, 이 경우, 각 사분면은 독립적인 센서 라인(301, 302)을 가질 수 있다.
도 3의 터치 및 호버 감지 장치는 사분면으로 구획되지만, 각 구획이 센서 라인을 구동 및 감지 회로에 연결하는 적어도 하나의 장치 에지를 포함한다면 다른 여러 가지 구획 및/또는 구성도 가능하다.
도 4는 도 3의 터치 및 호버 감지 장치에서 터치 신호를 보상하는 예시적인 방법을 보여준다. 도 4의 예에서, 각 구획에서의 용량이 측정될 수 있다(410). 용량 측정치가 소정 임계치를 넘는 지에 대해 판단될 수 있다(420). 이 측정치가 이 임계치를 넘는다면(강한 또는 포화된 신호를 나타냄), 그 용량 측정치는 부수적인 터치 신호로서 (예컨대, 엄지 손가락이 장치를 터치하는 것으로) 무시될 수 있다(430). 반면에, 이 측정치가 이 임계치를 넘지 않는다면(약한 신호를 나타냄), 그 용량 측정치는 원하는 호버 신호로서 (예컨대, 손가락이 장치 위에 호버하는 것으로) 유지되어 더 처리될 수 있다(440).
도 5는 도 3의 터치 및 호버 감지 장치에서 터치 신호를 보상하는 다른 예시적인 방법을 보여준다. 도 5의 예에서, 장치 센서 라인은 터치가 센서 라인으로 구성된 관련 센서를 포화시키는 것을 보증하기 위해 특정 전압으로 구동될 수 있다(505). 소프트웨어 및/또는 펌웨어로 센서가 구획될 수 있는 일부 실시예에서, 모든 구획에 대한 구동 전압은 같을 수 있다. 하드웨어로 센서가 구획될 수 있는 일부 대안적인 실시예에서, 부수적 터치가 일어날 가능성이 있는(be likely to) 구획에서의 구동 전압은 그 구획 내의 센서를 포화시키기 위한 특정 전압일 수 있는 반면에, 나머지 구획에서의 구동 전압은 장치 위에서 호버하는 손가락을 적절하게 감지하기 위해 다를 수 있다. 각 구획에서의 용량이 측정될 수 있다(510). 용량 측정치가 소정 임계치를 넘는 지에 대해 판단될 수 있다(520). 이 측정치가 이 임계치를 넘는다면(포화된 신호를 나타냄), 그 용량 측정치는 부수적인 터치 신호로서 무시될 수 있다(530). 반면에, 이 측정치가 이 임계치를 넘지 않는다면, 그 용량 측정치는 원하는 호버 신호로서 유지되어 더 처리될 수 있다(540).
도 6은 여러 가지 실시예에 따른, 터치 신호를 보상할 수 있는 다른 예시적인 터치 및 호버 감지 장치를 도시한 것이다. 도 6의 예에서, 터치 및 호버 감지 장치(600)는 장치의 경계 주위에 접지 쉴드(shield)(610)를 포함할 수 있다. 많은 경우에, 부수적인 터치는 장치(600)를 에지에서 잡는 엄지 손가락 또는 기타 다른 객체로부터 나온다. 따라서, 경계 주위의 접지 쉴드(610)는 그 엄지 손가락 또는 다른 객체가 센서 라인(601, 602)으로 구성된 장치 센서와 접촉하는 것을 차단할 수 있으며, 이로부터 터치 신호가 발생하게 된다. 접지 쉴드(610)는 임의의 용량을 장치 센서 내로가 아니라 터치 객체로부터 접지로 분기시키기 위해 접지에 연결된 임의의 도전재일 수 있다.
도 3에서와 같이 장치를 구획하는 것 또는 도 6에서와 같이 접지 쉴드를 구비하는 것 이외에 또는 이들에 대한 대안으로서, 장치의 구동 전압 구성은 도 7에 도시된 바와 같이 터치 신호를 보상하도록 조작될 수 있다.
도 7은 여러 가지 실시예에 따른, 구동 전압의 주파수를 조정함으로써 터치 및 호버 감지 장치에서 터치 신호를 보상하는 다른 예시적인 방법을 보여준다. 센서 라인의 도전재로부터의 저항으로 인해, 구동 전압이 센서 라인을 따라 진행할 수 있는 능력은 구동 전압의 주파수에 영향을 받으며, 이 경우, 고주파가 저주파보다 센서 라인의 저항에 의해 더 악영향을 받을 수 있다. 그 결과, 고주파 구동 전압에서는, 센서 라인이 시작하는 곳에서의 센서는 센서 라인이 끝나는 곳에서의 센서보다 구동 전압이 더 강할 수 있으며, 따라서 더 강한 전기장을 발생하고 따라서 더 강한 터치 및 호버 신호를 발생한다. 저주파 구동 전압에서는, 센서 라인을 따른 모든 센서가 유사하게 구동될 수 있으며, 따라서 어디서나 수용가능한 전기장을 발생하고 따라서 터치 및 호버 신호를 발생한다. 구동 전압 주파수에 미치는 이러한 센서 저항의 효과는 터치 신호를 보상하는데 이용될 수 있다.
도 7의 예에서, 센서 라인은 고주파 구동 전압으로 구동될 수 있다(710). 센서 라인으로 구성된 센서의 용량이 측정될 수 있다(720). 그런 다음에, 센서 라인이 저주파 구동 전압으로 구동될 수 있다(730). 그 센서의 용량은 다시 측정될 수 있다(740). 센서 라인이 시작하는 곳에서 부수적인 터치가 생길 가능성이 크다고 가정하면, 고주파 용량 측정치와 저주파 용량 측정치는 거의 유사할 수 있다. 반대로, 센서 라인이 시작하는 곳에서부터 떨어진 곳에서 원하는 호버가 생길 가능성이 크다고 가정하면, 고주파 용량 측정치와 저주파 용량 측정치는 크게 다를 수 있으며, 이 경우, 저주파 용량 측정치가 더 높을 수 있다. 따라서, 고주파 용량 측정치는 저주파 용량 측정치로부터 감산되어 실질적으로 부수적인 터치 신호는 제거하고 원하는 호버 신호를 남겨둘 수 있다(750).
도 8은 여러 가지 실시예에 따른, 장치 센서 라인을 복수의 방향으로부터 구동함으로써 터치 및 호버 감지 장치에서 터치 신호를 보상하는 다른 예시적인 방법을 보여준다. 전술한 바와 같이, 센서 라인의 도전재로부터의 저항은 구동 전압에 간섭할 수 있다. 센서 라인을 여러 방향으로부터 구동함으로써, 장치는 수용가능한 감지 신호들을 합산하는 것을 보증할 수 있다. 도 8의 예에서, 수평 센서 라인은 우측에서 좌측으로 교대로 구동될 수 있다(810). 예컨대, 최상단의 수평 센서 라인은 좌측에서부터 구동될 수 있고, 그 다음 센서 라인은 우측에서부터 구동될 수 있다. 따라서, (구동 전압이 센서 라인의 저항에 의해 적어도 어느 정도는 악영향을 받는 다는 가정 하에) 좌측 구동 센서 라인으로 구성된 센서는 장치의 좌측에서 더 강한 신호를 발생할 수 있는 반면에, 우측 구동 센서 라인으로 구성된 센서는 장치의 우측에서 더 강한 신호를 발생할 수 있다. 장치의 좌측에 있는 센서에서 부수적인 터치가 생길 가능성이 크다고 가정하면, 좌측 구동 센서 라인으로 구성된 센서에 대한 용량 측정치는 부수적인 터치 신호를 나타낼 수 있다(820). 반면에, 장치의 우측에 있는 센서에서 원하는 호버가 생길 가능성이 크다고 가정하면, 우측 구동 센서 라인으로 구성된 센서에 대한 용량 측정치는 원하는 호버 신호를 나타낼 수 있다(830). 따라서, 좌측 구동 센서로부터의 용량 측정치는 무시 또는 폐기될 수 있다(840). 아니면, 우측의 센서에서 부수적인 터치가 생길 가능성이 크고 좌측의 센서에서 원하는 호버가 생길 가능성이 클 수 있다. 따라서, 우측 구동 센서로부터의 용량 측정치는 무시 또는 폐기될 수 있다.
도 2 내지 도 8의 예는 장치의 측면에서 부수적인 터치가 생길 가능성이 있는 것을 보여주지만, 다른 위치, 예컨대 상부, 하부, 중앙 등도 가능하며 여러 가지 실시예에 따라서 용이하게 보상될 수 있음을 알아야 한다.
객체 형상 프로파일링
감지 장치 위에서 호버하는 객체는 장치의 UI 디스플레이 상의 소정 영역을 지시하여 소정 동작을 유발할 수 있다. 의도한 동작을 유발하기 위해 객체가 지시하는 장소를 특정하는데 어려움이 있는 경우가 있을 수 있다. 도 9는 그러한 경우의 일례를 보여준다. 여기서, 손(914)의 손가락(914-b)이 터치 및 호버 감지 장치(900) 위에 호버할 수 있는데, 이 경우, 손가락은 장치 UI 디스플레이의 영역(928) 중의 어느 곳을 지시하고 있다. 이 영역(928) 내에서 손가락(914-b)이 지시하고 있는 곳을 식별하기 위해 손 형상 프로파일링과 관련된 여러 가지 방법이 이용될 수 있다.
도 10은 여러 가지 실시예에 따른 터치 및 호버 감지 장치에서 객체 형상을 프로파일링하는 예시적인 방법을 보여준다. 도 10의 예에서, 장치의 상부 우측 또는 좌측 코너 또는 중앙쪽으로 정립 배향된 객체, 장치의 하부 우측 또는 좌측 코너 또는 중앙쪽으로 도립 배향된 객체 등과 같은, 터치 및 호버 감지 장치에 대한 호버 객체(예컨대, 손)의 배향에 대한 판단이 이루어질 수 있다(1010). 이 판단은 예컨대, 사용자가 객체 배향을 입력함으로써 또는 적당한 배향 알고리즘이 호버 신호에 기초하여 배향을 산출함으로써 이루어질 수 있다. 객체의 무게 중심이 산출될 수 있다(1020). 이 무게 중심을 산출하기 위해, 호버 객체를 검출한 센서 위치가 식별되어 객체 영역을 결정할 수 있다. 그러면, 객체 영역의 무게 중심과 그 대응 센서 위치가 임의의 적당한 무게 중심 검출 알고리즘을 이용하여 산출될 수 있다. 이 무게 중심에는 객체가 지시하고 있는 곳의 초기 추정치를 나타내는 포인터가 설정될 수 있다(1030). 포인터 위치는 무게 중심 위치로부터, 객체가 지시하는 곳을 더 잘 나타내며 객체의 배향에 따르는 객체의 다른 센서 위치로 이동될 수 있다(1040). 예컨대, 객체가 장치 UI 디스플레이의 상부 우측으로 배향된다면, 포인터 위치는 결정된 객체 영역의 무게 중심에 대응하는 센서 위치로부터 그 영역의 상부 우측 센서 위치로 상부 우측 방향으로 이동될 수 있다. 마찬가지로, 다른 예에서, 객체가 장치 UI 디스플레이의 상단쪽으로 배향된다면, 포인터 위치는 무게 중심으로부터 그 객체 영역의 최상단 센서 위치로 상향 이동될 수 있다. 이 포인터로부터 UI 디스플레이로의 궤적 또는 기타 다른 외삽(extrapolation)이 만들어져 지시된 영역을 추정할 수 있다(1050).
일부 실시예에서, 터치 및 호버 감지 장치가 거의 정립 자세를 취할 때에, 그 장치의 가속도계 또는 유사한 검출기를 이용하여 포인터 위치를 어디로 이동시킬 지를 판단할 수 있다(1040). 예컨대, 가속도계는 장치에 대한 중력 방향을 검출할 수 있다. 장치를 지시하는 객체가 도립이 아니라 정립해 있다고 가정하면, 포인터 위치는 반중력 방향으로 무게 중심 위치로부터 다른 센서 위치로 이동될 수 있다. 그러면, 이동된 포인터를 이용하여 UI 디스플레이 상의 지시된 영역을 추정할 수 있다(1050).
도 11은 여러 가지 실시예에 따른 터치 및 호버 감지 장치에서 객체 형상을 프로파일링하는 다른 예시적인 방법을 보여준다. 도 11의 예에서, 호버 객체(예컨대, 손)의 형상은 호버 신호에 기초하여 결정될 수 있다(1110). 예컨대, 호버 객체를 검출한 센서 위치는 임의의 적당한 형상 식별 알고리즘을 이용하여 그 영역, 따라서 그 객체의 형상을 결정할 수 있다. 객체의 무게 중심이 산출될 수 있다(1120). 결정된 영역의 무게 중심과 그 대응 센서 위치는 임의의 적당한 무게 중심 검출 알고리즘을 이용하여 산출될 수 있다. 이 무게 중심에는 객체가 지시하고 있는 곳의 초기 추정치를 나타내는 포인터가 설정될 수 있다(1130). 포인터 위치는 무게 중심 위치로부터, 객체가 지시하는 곳을 더 잘 나타내며 객체 영역의 형상에 따르는 객체의 다른 센서 위치로 이동될 수 있다(1140). 예컨대, 객체가 장치 UI 디스플레이의 상부 우측으로 확장된 부분을 갖는다면, 포인터 위치는 무게 중심에서 그 객체 영역의 상부 우측의 센서 위치로 이동될 수 있다. 이 이동된 포인터로부터 UI 디스플레이로의 궤적 또는 기타 다른 외삽이 만들어져 지시된 영역을 추정할 수 있다(1150).
일부 실시예에서, 결정된 객체 영역에서의 호버 신호는, 터치 및 호버 감지 장치에 가장 가까운 객체의 부분, 따라서 객체가 지시하고 있는 곳을 나타내는 신호 최대치를 결정하기 위해 곡선 맞춤될(curve-fitted) 수 있다. 따라서, 포인터 위치는 무게 중심 위치로부터 그 신호 최대치에 대응하는 센서 위치로 이동될 수 있다(1140). 그러면, 이동된 포인터를 이용하여 UI 디스플레이 상의 지시된 영역을 추정할 수 있다(1150).
도 12는 여러 가지 실시예에 따른 터치 및 호버 감지 장치에서 객체 형상을 프로파일링하는 다른 예시적인 방법을 보여준다. 도 12의 예에서, 장치에 대한 호버 객체(예컨대, 손)의 동작을 이용하여 객체가 지시하고 있는 위치를 결정할 수 있다. 시각 t와 t+1에서의 용량을 측정하여 그 시각들에서 호버 객체를 검출할 수 있다(1210). 측정치들을 비교하여 호버 객체의 동작 방향을 추정할 수 있다(1220). 예컨대, 그 객체를 검출한 센서 위치를 이용하여 시각 t와 t+1에서의 객체 위치를 결정할 수 있다. 시각 t와 t+1 간의 위치 이동량을 이용하여 임의의 동작 검출 알고리즘에 따라서 객체 동작 방향을 결정할 수 있다. 시각 t+1 측정의 무게 중심이 산출될 수 있다(1230). 예컨대, 그 객체에 대응하는 센서 위치를 이용하여 객체 영역을 결정할 수 있다. 그러면, 객체 영역의 무게 중심과 그 대응 센서 위치는 임의의 적당한 무게 중심 검출 알고리즘을 이용하여 산출될 수 있다. 이 무게 중심에는 객체가 지시하고 있는 위치의 초기 추정치를 나타내는 포인터가 설정될 수 있다(1240). 포인터 위치는 결정된 동작 방향에서의 무게 중심 위치로부터, 객체가 지시하는 위치를 더 잘 나타내며 객체 동작에 따르는 객체 영역의 다른 센서 위치로 이동될 수 있다(1250). 예컨대, 객체가 장치 UI 디스플레이의 상단쪽으로 상향 이동하고 있다면, 포인터 위치는 무게 중심에서 그 객체 영역의 최상단 센서 위치로 상향 이동될 수 있다. 이 이동된 포인터로부터 장치 UI 디스플레이로의 궤적 또는 기타 다른 외삽이 만들어져 지시된 영역을 추정할 수 있다(1260).
장치의 필요에 따라서 객체 형상을 프로파일링하는데는 다른 방법도 가능함을 알아야 한다.
거리 및 영역 구분
감지 장치에 가까운 작은 객체와 감지 장치로부터 먼 큰 객체는 유사한 감지 신호를 발생할 수 있으며, 따라서 그 영역 및/또는 장치로부터의 거리를 결정하는데 있어 그들 간을 구별하기가 어려울 수 있으며, 이는 그 신호에 기초한 후속 장치 동작에 악영향을 미칠 수 있다. 도 13은 그 예를 보여준다. 면적(a)을 가진 작은 객체(1314)는 터치 및 호버 감지 장치(1300)로부터 거리(d)에 있을 수 있고, 반면에 면적(A)을 가진 큰 객체(1324)는 그 장치로부터 거리(D)에 있을 수 있다. 여기서, A>a이고 D>d이다. 그러나, 각자의 거리(d, D)와 면적(a, A)에서의 차들이 구별되지 않을 정도로 작은 객체(1314)에 대한 호버 신호(1312)가 큰 객체(1324)에 대한 호버 신호(1322)와 거의 같을 수 있다.
도 14는 여러 가지 실시예에 따른, 작은 가까운 객체와 큰 먼 객체 간을 구별할 수 있는 예시적인 터치 및 호버 감지 장치를 도시한 것이다. 도 14의 예에서, 터치 및 호버 감지 장치(1400)의 센서 라인에 근접한 위치에 시각 캡쳐(visual capture) 장치(1430)가 배치되어 호버 객체의 이미지(들) 및/또는 비디오를 캡쳐할 수 있다. 그러면, 캡쳐된 이미지(들) 및/또는 비디오를 이용하여 객체의 거리와 면적을 결정할 수 있다. 터치 및 호버 감지 장치로부터의 객체의 거리는 임의의 적당한 이미지/비디오 객체 인식 알고리즘을 이용하여 그 갭쳐된 이미지(들)/비디오 내의 객체와 장치 위치에 따라서 결정될 수 있다. 객체의 면적은 임의의 적당한 이미지/비디오 객체 인식 알고리즘을 이용하여 그 갭쳐된 이미지/비디오 내의 객체의 크기에 따라서 결정될 수 있다. 시각 캡쳐 장치의 예로는 스틸 카메라, 비디오 카메라 등이 있다. 일부 실시예에서, 캡쳐 장치(1430)는 터치 및 호버 감지 장치(1400)와 일체화될 수 있다. 다른 실시예에서, 캡쳐 장치(1430)는 터치 및 호버 감지 장치(1400)와 근접한 곳에 떨어져 있을 수 있다.
도 15는 여러 가지 실시예에 따른, 작은 가까운 객체와 큰 먼 객체 간을 구별할 수 있는 다른 예시적인 터치 및 호버 감지 장치를 도시한 것이다. 도 15의 예에서, 터치 및 호버 감지 장치(1500)의 센서 라인에 근접한 위치에 검출기(1530)가 배치되어 호버 객체를 검출할 수 있다. 객체의 거리와 면적은 임의의 적당한 신호 처리 알고리즘을 이용하여 검출기의 신호의 여러 가지 특징에 따라서 결정될 수 있다. 검출기의 예로는 소나(sonar), 적외선, 광학, 무선 장치 등이 있다. 일부 실시예에서, 검출기(1530)는 터치 및 호버 감지 장치(1500)와 일체화될 수 있다. 다른 실시예에서, 검출기(1530)는 터치 및 호버 감지 장치(1500)와 근접한 곳에 떨어져 있을 수 있다.
캡쳐 장치와 검출기를 이용하는 것에 더하여 또는 이에 대한 대안으로서, 도 16에 도시된 바와 같이, 감지 신호를 이용하여 객체 거리들 간과 객체 면적들 간을 구별할 수 있다.
도 16은 여러 가지 실시예에 따른, 터치 및 호버 감지 장치에서 작은 가까운 객체와 큰 먼 객체 간을 구별하는 예시적인 방법을 보여준다. 도 16의 예에서, 시각 t와 t+1에서의 용량을 측정하여 그 시각에서의 호버 객체를 검출할 수 있다(1610). 이 측정치들을 이용하여 객체 면적을 결정할 수 있다(1620). 예컨대, 객체를 검출한 센서 위치를 이용하여 시각 t와 t+1에서의 객체 면적을 결정할 수 있다. 이 면적들을 비교하여 시각 t에서 시각 t+1까지의 면적 변화를 결정할 수 있다(1630). 이 면적 변화에 기초하여 객체의 거리를 추정할 수 있다(1640). 예컨대 시각 t+1에서의 결정된 객체 면적과 추정된 거리 중 하나를 후속 장치 동작에 이용하여, 예컨대 디스플레이 사용자 인터페이스 상의 소정 요소를 선택할 수 있다.
여러 가지 실시예에 따라 객체 감지 신호에 기초하여 객체 면적과 거리를 결정하는데는 다른 방법도 이용될 수 있음을 알아야 한다.
동시 터치 및 호버
전술한 바와 같이, 감지 장치를 터치하는 객체는 일반적으로, 장치 위에서 호버하는 객체보다 더 강한 신호를 발생할 수 있으며, 따라서, 터치 신호와 호버 신호가 동시에 발생하면 터치 신호가 호버 신호의 검출 가능성을 없애거나 줄어들게 할 수 있다. 도 2의 경우와는 달리, 이 경우에는, 터치 신호는 호버 신호와 함께 의도적이며 원하는 것이다. 그러므로, 약한 호버 신호를 막는 강한 터치 신호가 문제가 될 수 있다. 도 17은 그 예를 보여준다. 여기서, 사용자는 터치 및 호버 감지 장치(1700)를 왼손(1712)으로 잡고, 엄지 손가락(1712-a)으로 장치 감지면을 터치하여 터치 입력을 제공하고, 동시에, 오른손(1714)이 그 장치 위에서 호버하고 그 손가락(1714-b)을 이용하여 그 장치의 UI 디스플레이 상의 영역을 지시하여 호버 입력을 제공할 수 있으며, 이 경우, 터치 입력과 호버 입력은 함께 작동하여 특정 동작을 유발할 수 있다. 엄지 손가락(1712-a)이 장치(1700)를 터치하고 있기 때문에, 그 엄지 손가락에 근접한 센서는 강한 신호를, 어떤 경우에는 포화된 신호를 발생할 수 있다. 반면에, 손가락(1714-b)은 장치(1700) 위에서 호버하고 있기 때문에, 그 손가락에 근접한 센서는 약한 신호, 어떤 경우에는 매우 약한 신호를 발생할 수 있다. 터치 신호와 호버 신호가 동시에 감지되도록 장치 및/또는 신호에 대한 조정이 이루어질 수 있다.
동시 발생 터치 및 호버 감지의 적용 예는 엄지 손가락 터치를 이용하여 장치의 특정 동작 모드로 변경하는 버튼을 선택하면서, 손가락 호버를 이용하여 그 동작 모드 중에 수행할 소정 동작을 선택하는 것을 포함할 수 있다.
도 18은 여러 가지 실시예에 따른, 터치 객체와 호버 객체를 동시에 감지할 수 있는 예시적인 터치 및 호버 감지 장치를 도시한 것이다. 도 18의 예에서, 터치 및 호버 감지 장치(1800)는 4분면(1800-a, 1800-b, 1800-c, 1800-d)으로 구획되고(상징적으로 파선으로 표시함), 그에 따라서, 이들 사분면 내의 센서와 관련된 감지 신호도 구획될 수 있다. 강한 터치 신호를 가진 사분면은 검출되어 약한 호버 신호를 가진 사분면과 분리될 수 있으며, 그에 따라서, 터치 신호와 호버 신호 모두 복구되어 더 처리될 수 있다. 터치 신호가 생길 가능성이 있는 사분면들 중의 하나 이상은 터치 사분면으로 지정될 수 있다. 마찬가지로, 호버 신호가 생길 가능성이 있는 사분면들 중의 하나 이상은 호버 사분면으로 지정된다. 어떤 사분면은 터치 신호나 호버 신호가 발생할 가능성이 있는 이중(dual) 사분면으로 지정될 수도 있다. 이 예에서, 최좌측 사분면은, 사용자가 이 영역에서 장치(1800)를 잡고 그 잡은 손 중 엄지 손가락을 사용하여 터치 입력을 제공할 가능성이 크기 때문에, 터치 사분면으로 지정된다. 나머지 사분면은, 사용자가 지시 손 또는 다른 객체를 가지고 이들 영역에서 장치 UI 디스플레이를 지시할 가능성이 크기 때문에, 호버 사분면으로 지정된다. 일부 실시예에서, 상기 구획은 소프트웨어 및/또는 펌웨어로 수행될 수 있으며, 이 경우, 사분면은 센서 라인(미도시)을 공유할 수 있다. 일부 대안적인 실시예에서, 상기 구획은 하드웨어로 수행될 수 있으며, 이 경우, 각 사분면은 독립적인 센서 라인을 가질 수 있다. 터치 신호와 호버 신호를 적절하게 감지하기 위해서 장치(1800)는 상호 용량 모드로 동작할 수 있으며, 이 경우, 센서 라인은 상호 용량을 측정한다. 대안적으로, 일부 실시예에서, 장치(1800)는 자기 용량 모드로 동작할 수 있으며 전술한 방식과 유사한 방식을 이용하여 호버 신호와 함께 터치 신호를 유지 검출할 수 있다.
도 18의 터치 및 호버 감지 장치는 사분면으로 구획되지만, 각 구획이 센서 라인을 구동 및 감지 회로에 연결하는 적어도 하나의 장치 에지를 포함한다면 다른 여러 가지 구획 및/또는 구성도 가능하다.
도 19는 도 18의 장치를 이용하여 터치 객체와 호버 객체를 동시에 감지하는 예시적인 방법을 보여준다. 도 19의 예에서, 구획은 터치, 호버 또는 이 둘 다가 그 구획에서 발생할 가능성에 따라서 터치 구획, 호버 구획, 및/또는 이중(dual) 구역으로 지정될 수 있다(1910). 각 구획에서 상호 용량이 측정될 수 있다(1920). 대부분의 경우에, 상호 용량 감지는 자기 용량 감지보다 복수의 객체, 예컨대, 동시 터치 및 호버 객체를 더 쉽게 검출할 수 있다. 검출된 객체를 나타내는 지정된 터치 구획에서의 측정치는 터치 신호로 식별될 수 있고, 반면에, 검출된 객체를 나타내는 지정된 호버 구획에서의 측정치는 호버 신호로 식별될 수 있다(1930). 이중 구획에서의 검출된 신호의 경우, 일부 실시예에서, 이 신호는 확정될 수 없어 무시 또는 폐기될 수 있다. 다른 실시예에서, 이 신호의 크기는 소정 임계치와 비교될 수 있으며, 이 임계치를 넘으면 터치 신호로, 이 임계치 이하이면 호버 신호로 간주될 수 있다.
도 20은 여러 가지 실시예에 따른, 터치 및 호버 감지 장치에서 터치 객체와 호버 객체를 동시에 감지하는 다른 예시적인 방법을 보여준다. 여기서는 장치는 구획될 수는 있으나 반드시 그럴 필요는 없다. 도 20의 예에서, 장치에 터치가 있는 동안에 용량이 측정될 수 있다(2005). 측정값이 센서 라인을 포화시킨다면, 측정값은 터치 포화 신호로 지정될 수 있다(2010). 이 포화된 측정값에 기초하여 장치가 재조정될 수 있으며, 이에 따라서, 장치에의 후속 터치는 센서 라인을 포화시키지 않는다(2020). 일부 실시예에서, 장치를 재조정하기 위해, 센서 구동 전압의 크기는 불포화(unsaturated) 용량 측정치를 제공하도록 터치 포화 신호에 비례하여 감소될 수 있다. 일부 실시예에서, 장치를 재조정하기 위해, 용량 측정치는 불포화 용량 측정치를 제공하도록 터치 포화 신호에 비례하여 감소될 수 있다. 재조정 중에는 터치 신호를 불포화시키는 것과 호버 신호의 검출 가능성을 눈에 띄게 감소시키는 것은 물론 신호의 총 신호 대 잡음비 간에 균형을 이루도록 주의해야 한다. 재조정 후에는 후속 터치 신호는 호버 신호와 함께 불포화되고 검출될 수 있다(2030).
여러 가지 실시예에 따라서 동시 호버 및 터치 이벤트를 검출하는 다른 방법도 이용될 수 있음을 알아야 한다.
멀티 호버 검출
복수의 입력을 필요로 하는 장치 동작을 위해 감지 장치에서 복수의 호버 객체를 검출하는 것이 바람직할 수 있다. 도 21은 그 예를 보여준다. 여기서, 손가락(2112-b)은 터치 및 호버 감지 장치(2100)의 일 영역 위에 호버하고, 손가락(2114-b)은 그 장치의 다른 영역 위에 호버할 수 있다. 그러면, 장치(2100)는 이 손가락들을 검출하여 호버 신호를 발생하여 더 처리할 수 있다.
도 22는 여러 가지 실시예에 따른, 터치 및 호버 감지 장치에서 복수의 호버 객체로부터 발생된 호버 신호의 예시적인 그래프를 보여준다. 도 22의 예에서, 센서 라인을 따른 용량 측정치는 호버 객체에 근접한 센서 위치에 피크를 가질 수 있다. 이 측정치는 예컨대, 도 23에 도시된 바와 같이 호버 객체에 대한 호버 신호를 결정하도록 처리될 수 있다. 일부 실시예에서, 복수의 호버 신호를 적절히 감지하기 위해 장치는 상호 용량 모드로 동작할 수 있다.
도 23의 예에서, 용량이 측정될 수 있다(2310). 복수의 호버 객체를 나타내는 용량 측정치의 피크가 식별될 수 있다(2320). 임의의 적당한 피크 검출 알고리즘을 이용하여 피크를 식별할 수 있다. 표류하는 또는 작은 식별된 피크는 오검출을 방지하기 위해 무시되거나 폐기될 수 있다. 각 식별된 피크는 호버 객체의 호버 신호로 간주되고 유지되어 더 처리될 수 있다(2330).
일부 실시예에서, 터치 및 호버 감지 장치는 사분면(또는 다른 구획들)로 구획될 수 있으며, 그에 따라서, 멀티 호버가 각 사분면에서 실현되어, 검출가능한 호버 객체의 수를 증가시킬 수 있다.
신호 드리프트 보상
감지 장치가 환경적 변화, 예컨대 주위 온도, 습도 또는 압력 변화; 동작 변화, 예컨대 구성 부품 기동, 정지, 장기적(prolonged) 동작 또는 소음; 또는 기계적 변화, 예컨대 구성 부품 시프트, 팽창 또는 수축을 겪으면, 장치의 기준(baseline) 용량이 시간에 따라 변할 수 있다. 기준 용량은 장치에 터치나 호버가 없을 때의 장치의 용량을 말한다. 결과적으로, 장치에서 터치나 호버를 나타내는 용량 측정치도 마찬가지로 변할 수 있다. 이는 신호 드리프트로 알려져 있다. 신호 드리프트는 특히 장치 동작이 특정 용량 측정치 또는 특정 용량값 범위에 응답하는 경우에 그 장치 동작에 악영향을 미칠 수 있다. 신호 드리프트를 보상하기 위해, 환경적, 동작, 기계적 및 기타 다른 변화를 고려하여 주기적으로 재설정될 수 있다. 그러면, 새로운 기준이 터치 또는 호버 용량 측정치에 적용되어 측정을 보정할 수 있다.
도 24는 여러 가지 실시예에 따른, 신호 드리프트를 보상할 수 있는 예시적인 터치 및 호버 감지 장치를 도시한 것이다. 도 24의 예에서, 터치 및 호버 감지 장치(2400)는 터치 및 호버 센서 패널(2426)과 커버판(2428)을 포함할 수 있다. 패널(2426)은 터치 객체 및/또는 호버 객체를 나타내는 용량 측정치를 발생하는 센서 라인을 포함할 수 있다. 커버판(2428)은 접지될 수 있으며 패널로부터 거리(d)에서 패널(2426)을 덮을 수 있다. 커버판(2428)은 예컨대 사용자가 일시적으로 장치(2400)로 작업을 마친 후에 패널(2426)을 끌어 내리거나 슬라이딩식으로 올릴 수 있는 장치 커버일 수 있다. 또는, 커버판(2428)은 예컨대 사용자가 일시적으로 장치(2400)로 작업을 마친 후에 저장 또는 운송을 위해 장치(2400)을 넣을 수 있는 하우징의 일 측면일 수 있다. 이러한 불사용 기간 중에도 장치는 신호 드리프트를 보상할 수 있다. 예컨대, 커버판(2428)이 패널(2426)을 덮으면, (커버판이 닫혀있어 패널을 이용할 수 없으므로) 패널에 터치 객체나 호버 객체가 있을 가능성이 없으며, 따라서, 그 패널에서의 센서 라인의 용량 변화는 오로지 또는 실질적으로 신호 드리프트에 기인한 것일 수 있다. 용량 측정치를 얻을 수 있으며 패널(2426)은 이 측정치를 새로운 기준으로 하여 조정될 수 있다. 커버판(2428)이 패널(2426)을 덮지 않은 경우에는 패널에 터치 객체나 호버 객체가 있을 가능성이 크며, 따라서, 그 커버판이 다시 한번 패널을 덮을 때까지 기준 용량 재설정은 중지될 수 있다.
도 25는 여러 가지 실시예에 따른, 신호 드리프트를 보상할 수 있는 다른 예시적인 터치 및 호버 감지 장치를 도시한 것이다. 도 25의 예에서, 터치 및 호버 감지 장치(2500)는 도킹 스테이션(2535)에 있을 수 있다. 도킹 스테이션(2535)은 접지될 수 있다. 장치(2500)가 도킹되어 있으면, 장치에 터치 객체나 호버 객체가 있을 가능성이 없으며, 따라서, 그 장치(2500)에서의 용량 변화는 오로지 또는 실질적으로 신호 드리프트에 기인한 것일 수 있다. 용량 측정치를 얻을 수 있으며 장치(2500)는 이 측정치를 새로운 기준으로 하여 조정될 수 있다. 장치(2500)가 도킹 스테이션으로부터 분리되면, 장치에 터치 객체나 호버 객체가 있을 가능성이 크며, 따라서, 그 장치가 다시 한번 도킹될 때까지 기준 용량 재설정은 중지될 수 있다.
일부 실시예에서, 터치 및 호버 감지 장치는 커버나 도킹 스테이션을 갖고 있지 않을 수 있다. 그와 같은 실시예에서, 터치 또는 호버가 검출되지 않으면, 용량 측정치를 얻을 수 있으며 장치는 이 측정치를 새로운 기준으로 하여 조정될 수 있다. 이는 장치가 긴 기간 동안 사용되고 있지 않은 경우, 사용 중이지만 터치 검출 또는 호버 검출들 사이에 있은 경우, 또는 비터치나 비호버 상황에 있을 때에 실시될 수 있다.
또는, 장치에 터치 또는 호버가 없을 때까지 기다리지 않고, 터치 또는 호버 중에 새로운 기준 용량이 설정될 수 있다. 도 26은 그 예를 보여준다. 여기서, 손가락(2614-b)이 움직이지 않고 소정 기간 동안 터치 및 호버 감지 장치(2600)를 터치하고 있는 동안에, 그 기간 동안에 용량 측정치를 얻어 용량이 시간에 따라 얼마나 드리프트하는 지를 판단할 수 있다. 그 드리프트의 평균이 새로운 기준이 될 수 있다. 마찬가지로, 움직이지 않고 호버하는 손가락을 이용하여 기준 용량을 재설정할 수 있다.
도 27은 여러 가지 실시예에 따른, 터치 및 호버 감지 장치에서 신호 드리프트를 보상하는 예시적인 방법을 보여준다. 도 27의 예에서, 터치 및 호버 감지 장치에 터치 또는 호버가 있는 지에 대해 판단될 수 있다(2710). 일부 실시예에서, 사용자는 터치 또는 호버가 없다는 표시 또는 기준 용량을 재설정하는 표시를 입력할 수 있다. 일부 실시예에서, 터치 및 호버 감지 장치는 예컨대 (도 24에서처럼) 장치 위의 커버판, (도 25에서처럼) 도킹 스테이션 내의 장치, 또는 비터치와 비호버 상태를 나타내는 기타 다른 장치 파라미터를 검출함으로써 장치에 터치 또는 호버가 없다고 판단할 수 있다.
장치에 터치 또는 호버가 없다면, 장치가 실질적으로 고정되어 있는 지에 대해 판단될 수 있다(2715). 통상적으로, 실질적으로 고정된 장치는 용량 측정치가 장치 동작에 의해 악영향을 받는 것을 피하기 위해 기준 용량을 재설정하는 것이 더 바람직할 수 있다. 장치 동작은 장치의 필요에 따라서 임의의 적당한 동작 검출기 또는 검출 알고리즘을 이용하여 결정될 수 있다. 장치가 움직이고 있다면, 상태가 더 좋아질 때까지 기준 용량 재설정이 중지될 수 있다. 장치가 움직이고 있지 않다면, 신호 드리프트를 보상하기 위해 용량 측정치를 얻을 수 있다(2720). 용량 측정치가 어떤 수용할 수 없는 상태를 나타내는 지에 대해, 예컨대 이 측정치가 음수인지 즉, 음의 방향에서 드리프트하고 있는 지에 대해 판단될 수 있다(2725). 수용할 수 없는 상태를 나타낸다면, 상태가 더 좋아질 때까지 기준 용량 재설정이 중지될 수 있다. 그렇지 않고 용량 측정치가 수용가능한 것이라면, 그 측정치는 장치에 대한 새로운 기준 용량으로 설정되어 신호 드리프트를 보상할 수 있다(2730).
장치에 터치 또는 호버가 있다면, 터치 객체 또는 호버 객체가 실질적으로 정지된 것인 지에 대해 판단될 수 있다(2750). 정지된 것이 아니라면, 장치는 동작 중에 있을 가능성이 크거나 객체가 흔들리고 있는 것이며, 따라서, 상태가 더 좋아질 때까지 기준 용량 재설정이 중지될 수 있다. 터치 객체 또는 호버 객체가 실질적으로 정지된 것이라면, 그 객체는 (도 26에서처럼) 터치 또는 호버하여 기준 용량을 재설정할 수 있다. 장치에서 용량이 측정될 수 있다(2755). 용량 측정치가 수용할 수 없는 상태를 나타내는 지에 대해, 예컨대 이 측정치가 음수인지 즉, 음의 방향에서 드리프트하고 있는 지에 대해 판단될 수 있다(2760). 수용할 수 없는 상태를 나타낸다면, 상태가 더 좋아질 때까지 기준 용량 재설정이 중지될 수 있다. 그렇지 않고 용량 측정치가 수용가능한 것이라면, 그 기준 용량 재설정에 관련된 소정 기간이 만료했는 지에 대해 판단될 수 있다(2765). 소정 기간이 만료하지 않았다면, 객체가 정지 상태를 유지하고 있는 한 추가적인 용량 측정치를 얻을 수 있다(2750 내지 2765). 소정 기간이 만료되었다면, 소정 기간 동안 얻은 용량 측정치는 평균될 수 있다(2770). 이 평균은 장치에 대한 새로운 기준 용량으로 설정되어 신호 드리프트를 보상할 수 있다(2775).
일부 실시예에서, 사용자는 신호 드리프트를 보상하기 위해 새로운 기준 용량을 수동으로 입력할 수 있다.
기준 용량이 재설정된 후에, 장치에의 터치 또는 호버를 나타내는 용량이 측정될 수 있다(2780). 신호 드리프트를 보상한 새로운 기준 용량은 용량 측정치로부터 감산되어 용량 변화를 터치 또는 호버의 결과로서 결정할 수 있다(2785).
장치의 필요에 따라서 신호 드리프트를 보상하기 위해 기준 용량을 재설정하는데는 다른 방법도 이용될 수 있음을 알아야 한다.
센서 저항 보상
전술한 바와 같이, 터치 및 호버 감지 장치 센서 라인의 도전재로부터의 저항으로 인해, 구동 전압이 센서 라인을 따라 진행할 수 있는 능력은 구동 전압의 주파수에 영향을 받으며, 이 경우, 고주파가 저주파보다 센서 라인의 저항에 의해 더 악영향을 받을 수 있다. 그 결과, 고주파 구동 전압에서는, 센서 라인이 시작하는 곳에서의 센서는 센서 라인이 끝나는 곳에서의 센서보다 구동 전압이 더 강할 수 있으며, 따라서 더 강한 전기장을 발생하고 따라서 더 강한 터치 및 호버 신호를 발생한다. 저주파 구동 전압에서는, 센서 라인을 따른 모든 센서가 유사하게 구동될 수 있으며, 따라서 어디서나 수용가능한 전기장을 발생하고 따라서 터치 및 호버 신호를 발생한다. 고주파 구동 전압이 바람직할 수 있지만, 큰 터치 및 호버 감지 장치는 긴 센서 라인을 따른 모든 센서를 구동하기가 어려울 수 있다. 센서 라인의 저항을 보상하기 위해, 여러 가지 센서 구성이 아래 설명하는 바와 같이 이용될 수 있다.
도 28은 여러 가지 실시예에 따른, 센서 저항을 보상할 수 있는 예시적인 터치 및 호버 감지 장치를 도시한 것이다. 도 28의 예에서, 터치 및 호버 감지 장치(2800)의 인접 센서 라인들(2801-a 내지 2801-d)은 센서 저항을 낮추도록 서로 무리짓기(ganging)될 수 있다. 센서 라인들(2801-a, 2801-b)을 서로 무리짓기하면 단일 센서 라인(2810-a)을 효과적으로 구성할 수 있는데, 이 경우, 센서 라인의 개별적 저항은 이제 병렬로 되어, 무리짓기된 센서 라인의 총 저항을 절반으로 만든다. 마찬가지로, 센서 라인들(2801-c, 2801-d)은 단일 센서 라인(2810-b)을 구성하도록 서로 무리짓기될 수 있다. 이렇게 무리짓기하는 것은 2개의 센서 라인을 하나로 조합함으로써 장치(2800)의 해상도를 저하시킬 수도 있다. 따라서, 강한 신호를 발생하기 위해 저항을 낮추는 것은 그 신호의 해상도를 저하시키는 것과 균형을 이룰 수 있다. 그러므로, 적당한 감지 해상도를 유지하면서 센서 라인의 저장을 감소시키도록 무리짓기 양이 결정될 수 있다.
이 예에서, 수평 센서 라인들이 서로 무리짓기된다. 그러나, 장치의 필요에 따라서 수직 센서 라인들로 마찬가지로 서로 무리짓기될 수 있음을 알아야 한다.
도 29는 여러 가지 실시예에 따른, 센서 저항을 보상할 수 있는 다른 예시적인 터치 및 호버 감지 장치를 도시한 것이다. 도 29의 예에서, 터치 및 호버 감지 장치(2900)는 호버 객체(2914)의 거리에 따라서 센서 라인들을 동적으로 무리짓기할 수 있다. 객체(2914)에 대한 장치(2900)의 감도는 객체 면적과 거리의 함수일 수 있다. 객체(2914)가 거리(D)로 멀리 떨어져 있을수록, 그 면적은 더 작아질 수 있으며, 따라서, 장치(2900)에서의 용량 측정치가 더 작아질 수 있다. 멀리 떨어져 있는 객체를 제대로 감지하기 위해서는 센서 해상도가 높은 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 센서 라인(2901-a 내지 2901-d)은 독립적으로 유지되어 높은 해상도를 제공할 수 있다. 반대로, 객체(2914)가 거리(d)로 가까이 있다면, 그 면적은 더 클 수 있으며, 따라서, 장치(2900)에서의 용량 측정치는 더 클 수 있다. 센서 해상도가 낮더라도 객체를 제대로 감지할 수 있다. 따라서, 센서 라인들(2901-a, 2901-b)은 단일 센서 라인(2910-a)으로 서로 무리짓기될 수 있고 센서 라인들(2901-c, 2901-d)은 단일 센서 라인(2910-b)으로 서로 무리짓기될 수 있어 낮은 센서 저항을 실현할 수 있다. 이렇게 무리짓기하는 것은 수평 센서 라인, 주직 센서 라인 또는 이 둘 다에 대해 실시될 수 있다.
도 30은 여러 가지 실시예에 따른, 센서 저항을 보상할 수 있는 다른 예시적인 터치 및 호버 감지 장치를 도시한 것이다. 도 30의 예에서, 터치 및 호버 감지 장치(3000)의 센서 라인(3001)을 따른 센서에 구동 전압(V1)이 양방향에서 동시에 인가될 수 있고, 따라서, 그 전압이 그 라인을 따라 진행해야 하는 거리는 절반으로 될 수 있어 센서 저항의 효과를 감소시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 센서 라인(3002)을 따른 센서에 구동 전압이 상부 방향과 하부 방향에서 동시에 인가될 수 있다.
도 31은 여러 가지 실시예에 따른, 센서 저항을 보상할 수 있는 다른 예시적인 터치 및 호버 감지 장치를 도시한 것이다. 도 31의 예에서, 터치 및 호버 감지 장치(3100)는 물리적으로 4분면(3100-a, 3100-b, 3100-c, 3100-d)으로 구획될 수 있으며(상징적으로 구획선으로 나타냄), 이 경우, 각 사분면은 독립적인 센서 라인(3101, 3102)을 가질 수 있다. 이러한 구획은 센서 라인의 길이를 절반으로 줄일 수 있으며, 따라서, 각 라인을 따른 저항은 절반으로 되어 센서 저항의 효과를 감소시킬 수 있다.
도 31의 터치 및 호버 감지 장치는 사분면으로 구획되지만, 각 구획이 센서 라인을 구동 및 감지 회로에 연결하는 적어도 하나의 장치 에지를 포함한다면 다른 여러 가지 구획 및/또는 구성도 가능하다.
감도 변화 보상
터치 또는 호버 감도는 터치 및 호버 감지 장치에서의 센서 위치 함수로서 변할 수 있다. 일반적으로 장치의 에지에 있는 센서 위치는 장치의 중앙에 있는 센서 위치보다 감도가 떨어질 수 있다. 도 32는 그와 같은 감도 변화의 장치 내의 센서 위치의 함수로서의 예를 보여준다. 여기서, 장치 중앙에 있는 센서는 에지에 있는 센서보다 감도가 더 클 수 있으며, 이 경우, 감도는 중앙에서 에지로 감에 따라 감소한다. 이는 장치 중앙 위에서 호버하는 객체는 장치 에지 위에서 호버하는 객체보다 더 멀리 떨어져도 감지될 수 있고, 감지 거리는 중앙에서의 최대로부터 에지에서의 최소로 감소한다는 것을 의미한다. 이는 일관성이 없는 호버 신호를 발생할 수 있으며, 장치 에지에서 호버 신호를 유실할 수도 있다. 그러므로, 여러 위치에서의 센서들이 실질적으로 동일한 감도를 갖고 있는 것을 보여주는 도 33에 도시된 바와 같이 그와 같은 감도 변화를 보상하는 것이 바람직하다.
감도 변화를 보상하기 위해, 용량 측정치에 호버 위치 함수로서의 이득 계수를 적용하여 장치 상의 임의 위치에서 일관된 호버 신호를 발생시킬 수 있다. 도 34는 여러 가지 실시예에 따른, 터치 및 호버 감지 장치에서 감도 변화를 보상하는 예시적인 방법을 보여준다. 도 34의 예에서, 장치에서의 호버를 나타내는 용량이 장치에서 측정될 수 있다(3410). 이 측정치의 센서 위치가 결정될 수 있다(3420). 결정된 위치에 기초하여, 이 측정치에 이득 계수를 적용하여, 임의의 변화를 보상하기 위해 이 위치가 마치 장치 중앙에 있는 것처럼 이 측정치를 증가시킬 수 있다(3430). 일부 실시예에서, 이 측정치에 이득 계수가 곱해질 수 있다. 이득 계수는 호버 검출 위치에서의 감도가 장치의 중앙에서의 감도로부터 감소되는 량을 나타내는 비(ratio)로서 산출될 수 있다.
장치의 필요에 따라서 감도 변화를 보상하는데 다른 방법도 이용될 수 있음을 알아야 한다.
터치 및 호버 스위칭
전술한 바와 같이, 터치 및 호버 감지 장치의 센서 라인으로 구성된 센서는 터치 객체와 호버 객체 모두를 감지할 수 있다. 일부 실시예에서, 터치 객체를 감지하기 위해, 상호 용량에 기초하여 센서들이 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 호버 객체를 감지하기 위해, 자기 용량에 기초하여 센서들이 구성될 수 있다. 터치 모드와 호버 모드 간의 센서 스위칭은 소프트웨어, 펌웨어 또는 하드웨어를 통해 달성될 수 있다.
도 35는 여러 가지 실시예에 따른, 터치 모드와 호버 모드 간에 스위칭할 수 있는 예시적인 터치 및 호버 감지 장치를 도시한 것이다. 도 35의 예에서, 터치 및 호버 감지 장치(3500)는, 센서 라인으로 구성되며 터치 모드와 호버 모드 간의 센서 스위칭을 제어할 수 있는 터치 및 호버 제어 시스템(3507)에 연결된 센서(3512)를 가질 수 있다. 이 제어 시스템(3507)은 스위치(3539), 터치 감지 회로(3516), 호버 감지 회로(3518) 및 컨트롤러(3520)를 포함할 수 있다. 스위치(3539)는 센서(3512)를 감지 회로(3516, 3518) 중 하나에 연결할 수 있다. 터치 모드에서, 스위치(3539)는 센서(3512)를 터치 감지 회로(3516)에 연결하여 터치 신호를 처리할 수 있다. 호버 모드에서, 스위치(3539)는 센서(3512)를 호버 감지 회로(3518)에 연결하여 호버 신호를 처리할 수 있다. 컨트롤러(3520)는 임의의 적당한 제어 방식에 따라서 스위치(3539)를 제어할 수 있다. 일부 실시예에서, 컨트롤러(3520)는 소정 타이머에 응답하여 이 2개의 모드 간에 스위칭할 수 있으며, 이 경우, 스위칭은 타이머가 만료될 때마다 발생한다. 그 때에 타이머는 리셋되어 다음 스위칭으로 카운트 다운할 수 있다. 일부 실시예에서, 컨트롤러(3520)는 사용자로부터의 수동 입력이나, 특정 조건 발생시 장치로부터의 논리적 입력과 같은 소정 입력에 응답하여 이 2개의 모드 간에 스위칭할 수 있다.
스위치(3539)는 센서(3512)로부터의 터치 신호 또는 호버 신호와 간섭할 수 있는 상당한 용량을 가질 수 있다. 이 간섭은 호버 신호에 더 악영향을 미칠 수 있으며, 이 경우, 호버 감지 회로는 절대 용량을 측정할 수 있다. 그에 반해서, 이 간섭은 터치 신호에는 악영향을 덜 미칠 수 있으며, 어떤 경우에는 유리할 수도 있으며, 이 경우, 터치 감지 회로는 차동 용량(differential capacitance)(또는 용량 변화)를 측정할 수 있다. 예컨대, 일부 실시예에서, 스위치 용량은 그 신호의 동적 범위일 수 있는 약 20pF일 수 있다. 이 스위치 용량은 하기 도 36 및 37에 도시된 바와 같이 장치 구성 부품으로 상쇄될 수 있다.
도 36은 터치 모드와 호버 모드 간에 스위칭할 수 있는 다른 예시적인 터치 및 호버 감지 장치를 도시한 것으로, 여기서, 이 장치는 2가지 모드 간에 스위칭하는데 이용되는 스위치에 의해 장치 내로 들어올 수 있는 용량을 상쇄할 수 있는 이득 증폭기를 갖고 있다. 도 36의 예에서, 호버 감지 회로(3618)의 이득 증폭기(3644)는 센서(3612)에서의 호버와 스위치(3639)에서의 용량을 나타내는 호버 감지 신호를 한 핀에서 수신할 수 있고, 증폭기가 호버 감지 신호부터 감산할 수 있는 기준 신호를 다른 핀에서 수신할 수 있다. 이득 증폭기(3644)로부터의 출력은 센서(3612)에서 측정된 호버의 불포화 보정된 호버 신호일 수 있다.
도 37은 터치 모드와 호버 모드 간에 스위칭할 수 있는 다른 예시적인 터치 및 호버 감지 장치를 도시한 것으로, 여기서, 이 장치는 2가지 모드 간에 스위칭하는데 이용되는 스위치에 의해 장치 내로 들어올 수 있는 용량을 상쇄할 수 있는 커패시터를 갖고 있다. 도 37의 예에서, 커패시터(3756)는 센서(3712)와 스위치(3739) 사이에 위치할 수 있다. 커패시터의 용량은 스위치 용량과 직렬로 되어 있을 수 있으며, 따라서 호버 감지 회로(3718)가 겪는 총 용량을 절반으로 효과적으로 감소시킬 수 있다. 호버 감지 회로(3718)로의 최종 신호는 저감된 감도를 가지고 불포화될 수 있다.
터치 모드와 호버 모드 간의 스위칭을 위한 스위치에 대한 대안으로서, 로직을 이용하여 이들 모드 간을 스위칭할 수 있다. 도 38은 여러 가지 실시예에 따른, 터치 모드와 호버 모드 간에 스위칭할 수 있는 다른 예시적인 터치 및 호버 감지 장치를 도시한 것이다. 도 38의 예에서, 터치 및 호버 감지 장치(3800)는, 센서 라인으로 구성되며 터치 모드와 호버 모드 간의 센서 스위칭을 제어할 수 있는 터치 및 호버 제어 시스템(3807)에 연결된 센서(3812)를 가질 수 있다. 이 제어 시스템(3807)은 터치 감지 회로(3816), 호버 감지 회로(3818) 및 컨트롤러(3820)를 포함할 수 있다. 터치 감지 회로(3816)와 호버 감지 회로(3818)는 센서(3812)에 연결된 라인 상에서 서로 연결될 수 있다. 컨트롤러(3820)는 모드에 따라서 감지 회로들(3816, 3818)을 디스에이블 및 인에이블시킬 수 있다. 터치 모드에서, 컨트롤러(3820)는 터치 감지 회로(3816)에 인에이블 신호를, 호버 감지 회로(3818)에 디스에이블 신호를 전송할 수 있으며, 이에 따라서, 터치 감지 회로는 센서 신호를 처리할 수 있고 호버 감지 회로는 부동(float)될 수 있다. 호버 모드에서, 컨트롤러(3820)는 터치 감지 회로(3816)에 디스에이블 신호를, 호버 감지 회로(3818)에 인에이블 신호를 전송할 수 있으며, 이에 따라서, 호버 감지 회로는 센서 신호를 처리할 수 있고 터치 감지 회로는 부동될 수 있다. 컨트롤러(3820)는 임의의 적당한 제어 방식에 따라서 디스에이블 신호와 인에이블 신호를 생성하여 전송할 수 있다. 일부 실시예에서, 컨트롤러(3820)는 소정 타이머의 만료 시에 디스에이블 신호와 인에이블 신호를 생성하여 전송할 수 있다. 컨트롤러(3820)는 그 신호의 전송 시에 타이머를 리셋할 수 있다. 일부 실시예에서, 컨트롤러(3820)는 장치의 특정 상태에 응답하여, 예컨대 센서(3812)에의 객체의 근접에 따라서 디스에이블 신호와 인에이블 신호를 생성하여 전송할 수 있다.
터치 감지 회로(3816)와 호버 감지 회로(3818)를 서로 연결시키는 라인 상에는, 센서(3812)로부터의 터치 신호 및 호버 신호와 간섭할 수 있는 기생 용량이 있을 수 있다. 전술한 바와 같이, 이 간섭은 터치 신호보다 호버 신호에 더 악영향을 미칠 수 있다. 일 실시예에서, 기생 용량이 호버 신호에 미치는 영향을 줄이기 위해, 터치 감지 회로에서의 저항을 통해 고임피던스 상태를 제공하여 센서로부터의 전압 경로가 호버 감지 회로에 머물도록 하고 터치 감지 회로에서의 기생 용량이 간섭하는 것을 방지하도록 터치 감지 회로와 호버 감지 회로의 특성이 조정될 수 있다. 기생 용량을 줄이는 데는 다른 해법도 이용될 수 있다.
도 39는 여러 가지 실시예에 따른, 장치에의 객체의 근접에 기초하여 터치 및 호버 감지 장치의 터치 모드와 호버 모드 간에 스위칭하는 예시적인 방법을 보여준다. 이 방법은, 도 35 내지 도 37에서처럼 스위치가 모드에 따라서 센서를 적당한 감지 회로에 연결하게 하거나 도 38에서처럼 모드에 따라서 감지 회로를 인에이블 또는 디스에이블시키도록 장치의 필요에 따라 소프트웨어, 펌웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있다. 도 39의 예에서, 터치 감지 장치의 컨트롤러는 장치의 호버 감지 회로가 장치의 센서에서의 호버 용량을 측정할 수 있도록 호버 모드로 스위칭할 수 있다(3910). 일부 실시예에서, 컨트롤러는 호버 감지 회로와 결합하도록 스위치를 작동시키는 제어 신호를 전송할 수 있다. 일부 실시예에서, 컨트롤러는 호버 감지 회로에 인에이블 신호를, 터치 감지 회로에 디스에이블 신호를 전송할 수 있다.
호버 측정치에 기초하여, 객체가 장치로부터 멀리 떨어져 있는 지에 대해 판단될 수 있다(3920). 이 판단을 수행하기 위해, 호버 측정치는 임계 호버 측정치와 비교될 수 있다. 호버 측정치가 호버 임계치 이하이면, 객체가 멀리 떨어져 있는 것으로 판단될 수 있다. 호버 측정치가 호버 임계치보다 높으면, 객체는 가까이 있는 것으로 판단될 수 있다.
객체가 멀리 떨어져 있는 것으로 판단되면, 장치는 계속해서 호버 모드에 있을 수 있으며, 호버 측정치가 호버 임계치를 초과(이는 객체가 장치를 터치, 또는 거의 터치하고 있음을 나타냄)할 때까지 호버 용량 측정을 반복하고(3910) 객체가 여전히 멀리 떨어져 있는 지에 대해 판단한다(3920).
그러나 객체가 가까이 있는 것으로 판단되면, 컨트롤러는 장치의 터치 감지 회로가 센서에서의 터치 용량을 측정할 수 있도록 터치 모드로 스위칭할 수 있다(3930). 일부 실시예에서, 컨트롤러는 터치 감지 회로와 결합하도록 스위치를 작동시키는 제어 신호를 전송할 수 있다. 일부 실시예에서, 컨트롤러는 터치 감지 회로에 인에이블 신호를, 호버 감지 회로에 디스에이블 신호를 전송할 수 있다.
터치 측정치에 기초하여, 객체가 장치를 터치하고 있는 지에 대해 판단될 수 있다(3940). 이 판단을 수행하기 위해, 터치 측정치는 임계 터치 측정치와 비교될 수 있다. 터치 측정치가 터치 임계치 이상이면, 객체가 장치를 터치하고 있는 것으로 판단될 수 있다. 터치 측정치가 터치 임계치보다 낮으면, 객체는 장치를 터치하고 있지 않은 것으로 판단될 수 있다.
객체가 장치를 터치하고 있는 것으로 판단되면, 장치는 계속해서 터치 모드에 있을 수 있으며, 터치 측정치가 터치 임계치 아래로 떨어질(이는 객체가 장치를 더 이상 터치하고 있지 않음을 나타냄) 때까지 터치 용량 측정을 반복하고(3930) 객체가 여전히 장치를 터치하고 있는 지에 대해 판단한다(3940).
그러나 객체가 장치를 터치하고 있지 않은 것으로 판단되면, 터치 측정치는 임계 호버 측정치와 임계 터치 측정치 사이에 있기 때문에 애매한 것으로 생각될 수 있다. 따라서, 장치는 이 측정치가 이들 임계치들 중 하나를 만족할 때까지 이 2가지 모드 간에 스위칭할 수 있다. 따라서, 컨트롤러는 다시 호버 모드로 스위칭할 수 있고, 상기 방법은 단계(3910 내지 3940)를 반복할 수 있다.
도 39의 방법은 도시된 것에 한정되지 않으며 장치의 필요에 따라서 추가적인 및/또는 다른 동작을 포함할 수 있음을 알아야 한다.
도 40은 여러 가지 실시예에 따른, 타이머에 기초하여 터치 및 호버 감지 장치의 터치 모드와 호버 모드 간에 스위칭하는 다른 예시적인 방법을 보여준다. 이 방법은, 도 35 내지 도 37에서처럼 스위치가 모드에 따라서 센서를 적당한 감지 회로에 연결하게 하거나 도 38에서처럼 모드에 따라서 감지 회로를 인에이블 또는 디스에이블시키도록 장치의 필요에 따라 소프트웨어, 펌웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있다. 도 40의 예에서, 터치 및 호버 감지 장치의 컨트롤러는 타이머가 만료했는 지를 판단할 수 있다(4010). 타이머가 만료하지 않았다면, 장치는 현재 모드에서 계속할 수 있다(4020). 장치가 터치 모드에 있으면, 장치의 센서는 터치 감지 회로에 연결될 수 있다. 장치가 호버 모드에 있으면, 그 센서는 호버 감지 회로에 연결될 수 있다.
타이머가 만료하였다면, 컨트롤러는 타이머를 리셋할 수 있다(4030). 컨트롤러는 다른 모드로 스위칭할 수 있다(4040). 장치가 터치 모드에 있었다면, 장치는 호버 모드로 스위칭할 수 있다. 일부 실시예에서, 이 스위칭을 수행하기 위해, 컨트롤러는 터치 감지 회로와 분리하여 호버 감지 회로와 연결하도록 스위치를 작동시키는 제어 신호를 전송할 수 있다. 다른 실시예에서, 이 스위칭을 수행하기 위해, 컨트롤러는 호버 감지 회로에 인에이블 신호를, 터치 감지 회로에 디스에이블 신호를 전송할 수 있다. 그러나, 장치가 호버 모드에 있었다면, 장치는 터치 모드로 스위칭할 수 있다. 일부 실시예에서, 이 스위칭을 수행하기 위해, 컨트롤러는 호버 감지 회로와 분리하여 터치 감지 회로와 연결하도록 스위치를 작동시키는 제어 신호를 전송할 수 있다. 다른 실시예에서, 이 스위칭을 수행하기 위해, 컨트롤러는 터치 감지 회로에 인에이블 신호를, 호버 감지 회로에 디스에이블 신호를 전송할 수 있다.
컨트롤러는 다른 모드로 스위칭한 후에 상기 방법(단계(4010 내지 4040))을 반복하여 타이머의 만료를 체크하고, 만료 시에, 타이머를 리셋하고 다른 모드로 스위칭할 수 있다.
도 40의 방법은 도시된 것에 한정되지 않으며 장치의 필요에 따라서 추가적인 및/또는 다른 동작을 포함할 수 있음을 알아야 한다.
터치와 호버 스위칭 시에, 센서의 일부 또는 전부가 2개 모드 간에 스위칭될 수 있다. 예컨대, 일부 실시예에서, 센서들 중 일부는 호버 감지 회로와 연결되도록 호버 모드로 스위칭될 수 있고, 센서들 중 일부는 터치 감지 회로와 연결되도록 터치 모드로 스위칭될 수 있다. 이는 전술한 바와 같은 패널 구획을 구현할 수 있다. 다른 실시예에서, 센서 모두가 호버 감지 회로와 연결되도록 호버 모드로, 또는 터치 감지 회로와 연결되도록 터치 모드로 스위칭될 수 있다.
디스플레이 일체화(Integration)
일부 실시예에서, 터치 및 호버 감지 장치는 디스플레이 장치를 터치 및 호버 감지 패널과 일체화시킬 수 있으며, 이 경우, 디스플레이는 패널로부터의 터치 또는 호버 신호를 통해 선택될 수 있는 여러 가지 그래픽을 가진 그래픽 사용자 인터페이스를 제공하여 감지 장치가 그 선택된 그래픽과 관련된 동작을 수행할 수 있도록 할 수 있다. 디스플레이 장치는 패널에 근접해 있기 때문에, 디스플레이는 그 패널에 의해 발생된 터치 또는 호버 신호와 간섭하여 잡음을 유발하고, 터치 또는 호버 감도를 저하시키고, 또는 그 신호에 악영향을 미칠 수 있다. 이는 의도하지 않은 장치 동작을 유발할 수 있다.
도 41은 여러 가지 실시예에 따른, 장치 디스플레이와 장치 터치 및 호버 감지 패널 간의 간섭을 줄일 수 있는 예시적인 터치 및 호버 감지 장치를 도시한 것이다. 도 41의 예에서, 접지 쉴드(4138)는 터치 및 호버 감지 패널(4126)과 디스플레이(4128) 사이에 배치될 수 있다. 접지 쉴드(4138)는 패널(4126)을 디스플레이(4128)로부터 절연시켜 디스플레이가 패널에 미치는 원치 않는 영향을 줄일 수 있다.
도 42는 여러 가지 실시예에 따른, 장치 디스플레이와 장치 터치 및 호버 감지 패널 간의 간섭을 줄일 수 있는 다른 예시적인 터치 및 호버 감지 장치를 도시한 것이다. 도 42의 예에서, 터치 및 호버 감지 패널(4226)과 디스플레이(4228)는 최적 거리(d)만큼 서로 떨어져 있을 수 있다. 이 최적 거리는 터치 및 호버 신호가 거의 영향을 받지 않도록 디스플레이가 패널에 미치는 영향이 크게 감소되거나 없어지는 거리일 수 있다. 일부 실시예에서, 최적 거리(d)는 1mm이다. 이렇게 최적 거리(d)가 설정되면 접지 쉴드는 없어도 된다.
예시적인 터치 및 호버 감지 장치
도 43은 전술한 여러 가지 실시예에 따른 터치 및 호버 감지 동작을 수행할 수 있는 예시적인 컴퓨팅 시스템(4300)을 도시한 것이다. 도 43의 예에서, 컴퓨팅 시스템(4300)은 터치 및 호버 제어 시스템(4306)을 포함할 수 있다. 터치 및 호버 제어 시스템(4306)은 ARM968 프로세서나 기타 다른 유사한 기능과 능력을 가진 프로세서와 같은 하나 이상의 메인 프로세서를 포함할 수 있는 하나 이상의 프로세서 서브시스템(4302)을 포함할 수 있는 단일의 주문형 집적 회로(ASIC)일 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 프로세서 기능은 상태 머신과 같은 전용 로직으로 대신 구현될 수 있다. 프로세서 서브시스템(4302)은 RAM(Random Access Memory)이나 기타 다른 유형의 메모리나 스토리지, 와치독 타이머 등과 같은 주변 장치(미도시)를 포함할 수도 있다. 터치 및 호버 제어 시스템(4306)은 하나 이상의 감지 채널(미도시)의 터치 및 호버 신호(4303), 센서(4311)와 같은 다른 센서로부터의 다른 신호 등과 같은 신호를 수신하는 수신부(4307)를 포함할 수도 있다. 수신부(4307)는 터치 감지 회로, 호버 감지 회로, 및 수신된 터치 및 호버 신호(4303)에 따라서 이들 감지 회로들 간을 스위칭하는 스위칭 메커니즘을 포함할 수 있다. 터치 및 호버 제어 시스템(4306)은 다단 벡터 복조 엔진과 같은 복조부(4309), 패널 스캔 로직(4310), 및 터치 및 호버 센서 패널(4324)을 구동하기 위한 자극 신호(4316)를 이 패널에 송신하는 송신부(4314)를 포함할 수도 있다. 패널 스캔 로직(4310)은 RAM(4312)에 액세스하여 감지 채널로부터 데이터를 자율적으로 읽어내고 그 감지 채널을 제어할 수 있다. 그 외에도, 패널 스캔 로직(4310)은 센서 패널(4324)의 수평선 및/또는 수직선에 선택적으로 인가될 수 있는 여러 가지 주파수와 위상의 자극 신호(4316)를 발생하도록 송신부(4314)를 제어할 수 있다.
터치 및 호버 제어 시스템(4306)은 송신부(4314)에 대한 공급 전압을 발생하는데 이용될 수 있는 차지 펌프(4315)를 포함할 수도 있다. 2개의 전하 축적 소자, 예컨대 커패시터를 직렬 연결시켜 차지 펌프(4315)를 구성함으로써 자극 신호(4316)는 최대 전압보다 높은 진폭을 가질 수 있다. 그러므로, 자극(stimulus) 전압은 단일의 커패시터가 처리할 수 있는 전압 레벨(예컨대 3.6V)보다 높을(예컨대 43V) 수 있다. 도 43은 차지 펌프(4315)가 송신부(4314)와 분리되어 있는 것을 보여주지만, 차지 펌프는 송신부의 일부일 수 있다.
터치 및 호버 센서 패널(4324)은 이 패널에서의 터치 이벤트와 호버 이벤트를 검출하는 센서를 가진 용량성 감지 매체를 포함할 수 있다. 이 센서는 인듐 주석 산화물(ITO)이나 안티몬 주석 산화물(ATO)과 같은 투명 도전성 매체로 구성될 수 있지만, 다른 투명재나 구리와 같은 불투명재도 이용될 수 있다. 각 센서는 용량성 감지 노드를 나타낼 수 있으며, 센서 패널(4324)이 터치 또는 호버의 "이미지"를 캡쳐하는 것으로 보일 때에 특히 유용할 수 있는 화상 요소(화소)(4326)로 보일 수 있다(즉, 터치 및 호버 제어 시스템(4306)이 센서 패널 내의 각 센서에서 터치 이벤트 또는 호버 이벤트가 검출되었는 지를 판단한 후에, 터치 이벤트 또는 호버 이벤트가 발생했던 패널 내의 센서의 패턴이 터치 또는 호버의 "이미지"(예컨대 패널을 터치하거나 이 위에 호버하는 객체의 패턴)로 보일 수 있다).
컴퓨팅 시스템(4300)은 프로세서 서브시스템(4302)로부터 출력을 수신하여 그 출력에 기초하여 각종 동작(커서나 포인터와 같은 객체를 이동시키는 것, 스크롤링 또는 패닝하는 것, 제어 설정을 조정하는 것, 파일 또는 문서를 여는 것, 메뉴를 보는 것, 선택하는 것, 명령을 실행하는 것, 호스트 장치에 연결된 주변 장치를 동작시키는 것, 전화를 받는 것, 전화를 거는 것, 전화를 종료하는 것, 볼륨 또는 오디오 설정을 변경하는 것, 주소, 자주 사용되는 번호, 받은 전화, 받지 못한 전화와 같은 전화 통화와 관련된 정보를 저장하는 것, 컴퓨터 또는 컴퓨터 네트워크에 로그인 하는 것, 컴퓨터 또는 컴퓨터 네트워크의 제한 구역에의 인가된 개별 접근을 허용하는 것, 컴퓨터 데스크톱의 사용자 선호 구성과 관련된 사용자 프로파일을 로드하는 것, 웹 콘텐츠에의 접근을 허용하는 것, 특정 프로그램을 론칭하는 것, 메시지를 암호화하거나 디코딩하는 것 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아님)을 수행하는 호스트 프로세서(4328)도 포함할 수 있다. 호스트 프로세서(4328)는 패널 처리와는 관련이 없을 수 있는 부가적인 기능도 수행할 수 있으며, 프로그램 스토리지(4332)와, 장치 사용자에게 UI를 제공하는 LCD 디스플레이와 같은 디스플레이 장치(4330)에 연결될 수 있다. 일부 실시예에서, 호스트 프로세서(4328)는 도시된 바와 같이 터치 및 호버 제어 시스템(4306)과는 별개의 구성 부품일 수 있다. 다른 실시예에서, 호스트 프로세서(4328)는 터치 및 호버 제어 시스템(4306)의 일 부품으로서 포함될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 호스트 프로세서(4328)의 기능은 프로세서 서브시스템(4302)에 의해 실행되고 그리고/또는 터치 및 호버 제어 시스템(4306)의 다른 구성 부품 간에 분산될 수 있다. 디스플레이 장치(4330)는 터치 및 호버 센서 패널(4324)과 함께 센서 패널 아래에 부분적으로 또는 전체적으로 위치될 때에 터치 스크린과 같은 터치 감지 장치를 구성할 수 있다.
전술한 기능들 중 한 가지 이상은 메모리(예컨대, 주변 장치들 중 하나)에 저장되어 프로세서 서브시스템(4302)에 의해 실행되거나, 프로그램 스토리지(4332)에 저장되고 호스트 프로세서(4328)에 의해 실행되는 펌웨어에 의해 수행될 수 있다. 펌웨어는 컴퓨터 기반 시스템이나 프로세서 내장 시스템과 같은 명령어 실행 시스템, 장치 또는 디바이스, 또는 이 명령어 실행 시스템, 장치 또는 디바이스로부터 명령어를 페치하여 실행할 수 있는 다른 시스템에 의해 이용되거나 이들과 연관된 임의의 컴퓨터 판독 매체 내에 저장 및/또는 전송될 수 있다. 본 명세서에서, "컴퓨터 판독 저장 매체"는 명령어 실행 시스템, 장치 또는 디바이스에 의해 이용되거나 이들과 연관된 프로그램을 포함하거나 저장할 수 있는 임의의 매체일 수 있다. 컴퓨터 판독 저장 매체는 전자적, 자기적, 광학적, 전자기적, 적외선 또는 반도체 시스템, 장치 또는 디바이스, 휴대형 컴퓨터 디스켓(자기적), RAM(Random Access Memory)(자기적), ROM(Read-Only Memory)(자기적), EPROM(Erasable Programmable Read-Only Memory)(자기적), CD, CD-R, CD-RW, DVD, DVD-R 또는 DVD-RW와 같은 휴대형 광 디스크, 또는 컴팩트 플래시 카드, 보안 디지털 카드, USB 메모리 디바이스, 메모리 스텍 등과 같은 플래시 메모리를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
펌웨어는 컴퓨터 기반 시스템이나 프로세서 내장 시스템과 같은 명령어 실행 시스템, 장치 또는 디바이스, 또는 이 명령어 실행 시스템, 장치 또는 디바이스로부터 명령어를 페치하여 실행할 수 있는 다른 시스템에 의해 이용되거나 이들과 연관된 임의의 전송 매체 내에 전파될 수 있다. 본 명세서에서, "전송 매체"는 명령어 실행 시스템, 장치 또는 디바이스에 의해 이용되거나 이들과 연관된 프로그램을 전달, 전파 또는 전송할 수 있는 임의의 매체일 수 있다. 이 전송 매체는 전자적, 자기적, 광학적, 전자기적 또는 적외선 유선 또는 무선 전파 매체를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 44는 여러 가지 실시예에 따른, 디스플레이(4436)와 터치 및 호버 센서 패널(4424)을 포함할 수 있는 예시적인 이동 전화(4400)를 도시한 것이다.
도 45는 여러 가지 실시예에 따른, 디스플레이(4536)와 터치 및 호버 센서 패널(4524)을 포함할 수 있는 예시적인 디지털 미디어 플레이어(4500)를 도시한 것이다.
도 46은 여러 가지 실시예에 따른, 터치 및 호버 감지 디스플레이(4636)와 터치 및 호버 센서 패널(트랙패드)(4624)을 포함할 수 있는 예시적인 개인용 컴퓨터(4600)를 도시한 것이다.
도 44 내지 46의 이동 전화, 미디어 플레이어 및 개인용 컴퓨터는 여러 가지 실시예에 따라 개선된 터치 및 호버 감지를 양호하게 제공할 수 있다.
상기 예들에서, 용량 측정치는 특정 시각에서의 용량, 즉 절대 용량의 척도, 또는 특정 기간에 걸친 용량차, 즉 용량 변화의 척도일 수 있다. 따라서, 일부 실시예에서, 터치 이벤트 또는 호버 이벤트는 터치 및 호버 감지 장치의 감지 라인에서의 절대 용량의 측정치로서 검출될 수 있다. 다른 실시예에서, 터치 이벤트 또는 호버 이벤트는 터치 및 호버 감지 장치의 감지 라인에서의 용량 변화의 측정치로서 검출될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 터치 이벤트 또는 호버 이벤트는 터치 및 호버 감지 장치의 감지 라인에서의 절대 용량의 측정치와 용량 변화의 측정치의 조합으로서 검출될 수 있다. 장치에 의해 수행되고 있는 특정 기능, 예컨대 신호 보상, 신호 검출 등에 따라서 특정 측정치가 결정될 수 있다.
지금까지 첨부 도면을 참조로 본 발명의 실시예들에 대해 자세히 설명하였지만, 당업자라면 이들 실시예들을 여러 가지로 수정하고 변형할 수 있을 것이다. 그러한 수정과 변형도 첨부된 청구범위에 기재된 본 발명의 실시예들의 범위 내에 포함되는 것은 물론이다.

Claims (33)

  1. 터치 및 호버 감지 장치로서,
    상기 장치를 터치하는 제1 객체와 상기 장치 위에서 호버하는 제2 객체를 동시에 검출하도록 구성된 복수의 센서; 및
    터치 객체 및 호버 객체와 연관된 센서들 중 하나 이상에서의 용량을 측정하고 측정치 중에서 상기 터치 객체에 의해 유발된 일부를 폐기함으로써 상기 터치 객체에 대한 측정치를 보상하도록 구성된 터치 및 호버 제어 시스템
    을 포함하는 터치 및 호버 감지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서들은 상기 터치 객체를 검출하기 위한 적어도 하나의 구획(partition)과 상기 호버 객체를 검출하기 위한 적어도 하나의 다른 구획을 제공하도록 구획되고,
    상기 제어 시스템은 상기 터치 객체를 검출하는 구획 내의 측정치 부분을 폐기하는 터치 및 호버 감지 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 터치 객체는 상기 장치의 경계 부근에 있고, 상기 장치는 상기 경계에서 접지 쉴드를 더 포함하고 상기 터치 객체를 상기 센서들로부터 차폐하도록 구성된 터치 및 호버 감지 장치.
  4. 감지 패널에서 호버 객체와 터치 객체를 나타내는 신호를 검출하는 방법으로서,
    상기 감지 패널의 복수의 센서의 용량 측정치들의 세트를 얻는 단계 - 상기 용량 측정치들은 상기 검출된 신호를 구성함 -;
    상기 호버 객체를 나타내는 용량 측정치들과 상기 터치 객체를 나타내는 용량 측정치들을 식별하는 단계; 및
    상기 호버 객체를 나타내는 용량 측정치들을 유지하고 상기 터치 객체를 나타내는 용량 측정치들을 폐기하도록 상기 검출된 신호를 조정하는 단계
    를 포함하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 용량 측정치들을 식별하는 단계는,
    상기 용량 측정치들을 미리 결정된 임계치와 비교하는 단계;
    상기 임계치보다 작은 용량 측정치들을 상기 호버 객체를 나타내는 것으로 식별하는 단계; 및
    상기 임계치보다 큰 용량 측정치들을 상기 터치 객체를 나타내는 것으로 식별하는 단계
    를 포함하는 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 용량 측정치들의 세트를 얻는 단계는,
    상기 터치 객체를 검출하는 센서들을 포화시키기 위해 상기 센서들을 특정 전압에서 구동하는 단계; 및
    상기 터치 객체에 의해 유발된 포화값들을 갖고 상기 호버 객체에 의해 유발된 불포화값들을 갖는 용량 측정치들의 세트를 얻는 단계
    를 포함하는 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 용량 측정치들의 세트를 얻는 단계는,
    상기 센서들을 고주파 전압으로 구동하는 단계;
    상기 고주파 전압에 기초하여 용량 측정치들의 제1 세트를 얻는 단계;
    상기 센서들을 저주파 전압으로 구동하는 단계; 및
    상기 저주파 전압에 기초하여 용량 측정치들의 제2 세트를 얻는 단계
    를 포함하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 용량 측정치들을 식별하는 단계는,
    상기 용량 측정치들의 제1 세트를 상기 터치 객체를 나타내는 것으로 식별하는 단계; 및
    상기 용량 측정치들의 제2 세트를 상기 터치 객체와 상기 호버 객체 모두를 나타내는 것으로 식별하는 단계
    를 포함하는 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 검출된 신호를 조정하는 단계는 상기 터치 객체와 연관된 용량 측정치들을 폐기하기 위해 상기 용량 측정치들의 제2 세트로부터 상기 용량 측정치들의 제1 세트를 감산하는 단계를 포함하는 방법.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 센서들은 상기 감지 패널에서 라인들로 형성되고, 상기 용량 측정치들의 세트를 얻는 단계는,
    교호하는(alternate) 센서 라인들을 서로 반대 방향으로부터 구동하는 단계;
    일 방향으로부터 구동된 센서들의 용량 측정치들의 제1 세트를 얻는 단계; 및
    반대 방향으로부터 구동된 센서들의 용량 측정치들의 제2 세트를 얻는 단계
    를 포함하는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 용량 측정치들의 세트를 식별하는 단계는,
    상기 용량 측정치들의 제1 세트를 상기 터치 객체를 나타내는 것으로 식별하는 단계; 및
    상기 용량 측정치들의 제2 세트를 상기 호버 객체를 나타내는 것으로 식별하는 단계
    를 포함하는 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 검출된 신호를 조정하는 단계는,
    상기 용량 측정치들의 제1 세트를 상기 터치 객체와 연관된 것으로서 폐기하는 단계; 및
    상기 용량 측정치들의 제2 세트를 상기 호버 객체와 연관된 것으로서 유지하는 단계
    를 포함하는 방법.
  13. 터치 및 호버 감지 장치로서,
    상기 장치를 터치하는 제1 객체와 상기 장치 위에서 호버하는 제2 객체를 동시에 검출하도록 구성된 복수의 센서; 및
    터치 객체 및 호버 객체와 연관된 센서들 중 하나 이상에서의 용량을 측정하고 그 측정치들에 기초하여 상기 터치 객체의 터치 위치와 상기 호버 객체의 호버 위치를 결정하도록 구성된 터치 및 호버 제어 시스템
    을 포함하는 터치 및 호버 감지 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 센서들은 상기 터치 객체를 검출하기 위한 적어도 하나의 구획과 상기 호버 객체를 검출하기 위한 적어도 하나의 다른 구획을 제공하도록 구획되고,
    상기 제어 시스템은 상기 터치 객체를 검출하기 위한 구획에서 상기 측정치의 일부에 기초하여 상기 터치 위치를 결정하고, 상기 호버 객체를 검출하기 위한 구획에서 상기 측정치의 일부에 기초하여 상기 호버 위치를 결정하는 터치 및 호버 감지 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    각 구획은 상기 장치의 적어도 하나의 에지를 포함하는 터치 및 호버 감지 장치.
  16. 감지 패널의 복수의 센서에서 제1 객체의 호버 위치와 제2 객체의 터치 위치를 나타내는 신호를 검출하는 방법으로서,
    상기 복수의 센서를 하나 이상의 터치 구획과 호버 구획으로 구획하는 단계;
    상기 구획들 각각에서 상기 센서들에서의 용량을 측정하는 단계; 및
    호버 구획에서의 측정치에 대응하는 호버 위치와 터치 구획에서의 측정치에 대응하는 터치 위치를 식별하는 단계
    를 포함하는 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 터치 구획들은 터치 객체를 받을 가능성이 있는(likely) 센서를 포함하는 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 호버 구획들은 호버 객체를 받을 가능성이 있는 센서들을 포함하는 방법.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 복수의 센서를 하나 이상의 이중(dual) 구획들로 구획하는 단계를 더 포함하고, 상기 이중 구획들은 터치 객체 또는 호버 객체를 받을 가능성이 있는 센서들을 포함하는 방법.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 센서들은 상호 용량에 기초하는 방법.
  21. 감지 패널에서 동시 발생 터치 신호 및 호버 신호를 검출하는 방법으로서,
    불포화 터치 신호를 검출하기 위해 상기 감지 패널을 재조정(recalibrating)하는 단계;
    상기 감지 패널에서 용량을 측정하는 단계; 및
    측정치에 기초하여 불포화값을 갖는 터치 신호와, 보다 더 작은 값을 갖는 호버 신호를 식별하는 단계
    를 포함하는 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    포화 터치 신호를 결정하기 위해 상기 감지 패널에서, 상기 감지 패널에서의 터치에 의해 유발된 용량을 측정하는 단계를 더 포함하고, 상기 감지 패널을 재조정하는 단계는 상기 재조정에 상기 포화 터치 신호를 이용하는 단계를 포함하는 방법.
  23. 터치 및 호버 감지 장치로서,
    감지 패널 위에서 동시에 호버하는 복수의 객체를 검출하도록 구성된 복수의 센서를 갖는 감지 패널; 및
    상기 호버 객체들과 연관된 용량을 측정하고, 측정치에 기초하여 상기 호버 객체들 중 하나의 호버 객체의 제1 호버 위치와 상기 호버 객체들 중 다른 하나의 호버 객체의 제2 호버 위치를 결정하도록 구성된 터치 및 호버 제어 시스템
    을 포함하는 터치 및 호버 감지 장치.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 용량의 측정치는 상호 용량 측정치인 터치 및 호버 감지 장치.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 감지 패널은 구획되고, 각 구획은 그 안의 복수의 객체를 검출하도록 구성된 터치 및 호버 감지 장치.
  26. 감지 패널의 복수의 센서에서 객체들의 동시 호버 위치들을 나타내는 신호를 검출하는 방법으로서,
    상기 복수의 센서에서의 용량을 측정하는 단계;
    측정치 내의 복수의 피크를 식별하는 단계; 및
    상기 식별된 피크에 대응하는 객체들의 호버 위치들을 결정하는 단계
    를 포함하는 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 복수의 피크를 식별하는 단계는 상기 피크들에 대응하는 상기 감지 패널 내의 센서 위치들을 식별하는 단계를 포함하는 방법.
  28. 제26항에 있어서,
    상기 용량을 측정하는 단계는 상기 복수의 센서에서의 상호 용량을 측정하는 단계를 포함하는 방법.
  29. 터치 및 호버 감지 장치로서,
    터치 및 호버 감지 패널에 근접하는 복수의 객체를 검출하도록 구성된 복수의 센서를 포함하는 터치 및 호버 감지 패널 - 상기 객체들은 상기 패널을 터치하여 동시 발생 터치 이벤트들을 유발하거나, 상기 패널 위에서 호버하여 동시 발생 호버 이벤트들을 유발하거나, 또는 상기 패널을 동시에 터치 및 호버하여 터치 및 호버 이벤트들을 유발함 -; 및
    상기 근접한 객체들과 연관된 용량을 측정하고, 상기 동시 발생 터치 이벤트들, 동시 발생 호버 이벤트들 또는 동시 발생 터치 및 호버 이벤트들 중 적어도 하나에 따라서 상기 패널을 구성하거나 용량 측정치를 조정하는 것 중 적어도 하나를 수행하도록 구성된 터치 및 호버 제어 시스템
    을 포함하는 터치 및 호버 감지 장치.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 제어 시스템은 상기 패널을 복수의 구획으로 구성하고, 각 구획은 터치 이벤트 또는 호버 이벤트 중 적어도 하나를 검출하도록 구성된 터치 및 호버 감지 장치.
  31. 제29항에 있어서,
    상기 제어 시스템은 동시 발생 터치 및/또는 호버 이벤트들 간을 구별하기 위해 상기 용량 측정치를 조정하는 터치 및 호버 감지 장치.
  32. 제29항에 있어서,
    상기 터치 및 호버 이벤트들에 응답하여 선택할 그래픽 정보를 표시하도록 구성된 디스플레이를 더 포함하는 터치 및 호버 감지 장치.
  33. 제29항에 있어서,
    이동 전화, 디지털 미디어 플레이어 또는 컴퓨터 중 적어도 하나에 내장된 터치 및 호버 감지 장치.
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