KR20140010949A

KR20140010949A - 터치 센서에서의 잡음 제거

Info

Publication number: KR20140010949A
Application number: KR1020137023131A
Authority: KR
Inventors: 조나단 웨스트휴스
Original assignee: 퍼셉티브 픽셀 인코포레이티드
Priority date: 2011-03-02
Filing date: 2011-11-17
Publication date: 2014-01-27
Also published as: CN103415827B; US8564565B2; US20120223911A1; EP2681643A1; WO2012118540A1; JP2014507041A; JP5968922B2; CN103415827A; KR101903810B1; EP2681643B1

Abstract

용량성 터치 센서에서 잡음 없는 신호를 제공하기 위한 기술들이 설명된다. 용량성 터치 센서의 입력 상에서 주기적인 잡음의 위상이 결정되며, 주기적인 잡음의 결정된 위상에 동기화된 위상을 갖는 주기적인 여기 신호가 생성된다. 주기적인 여기 신호는 터치 센서의 제1 어레이 내의 여기된 도체에 인가된다. 여기 신호가 인가되는 동안, 터치 센서의 제2 어레이 내의 응답 도체 상의 응답 신호가 검출되고, 검출된 응답 신호에 기초하여, 여기된 도체와 응답 도체 사이의 측정된 용량을 나타내는 값이 생성된다. 임계치가 액세스되고, 상기 값과 임계치 간의 차에 기초하여 응답 신호가 터치에 대응하는지에 대한 판정이 이루어진다.

Description

터치 센서에서의 잡음 제거{REDUCTION OF NOISE IN TOUCH SENSORS}

관련 출원의 상호 참조

본 출원은 2011년 3월 2일자로 출원된 미국 가출원 제61/448,502호의 이익을 주장하며, 이 출원은 모든 목적을 위해 전체적으로 참조로서 본 명세서에 통합된다.

기술 분야

본 발명은 터치 센서들에서 잡음을 줄이기 위한 기술들에 관한 것이다.

터치 감지 시스템들은 표면 상의 하나 이상의 접촉 포인트를 검출하며 그에 응답한다. 터치 감지 시스템은 사용자가 스크린과 접촉하는 하나 이상의 입력을 이용하여 객체들을 보고 조작할 수 있게 해주는 터치 스크린 디스플레이의 형태로 전자 디바이스 내에 포함될 수 있다.

본 명세서는 일반적으로 터치 센서들에서의 잡음의 감소 또는 제거와 관련된 기술들을 설명한다.

일반적으로, 본 명세서에서 설명되는 본 발명의 일부 양태들은 센서와 관련된 방법들에서 구현될 수 있다. 이러한 양태의 다른 구현들은 방법들의 액션들을 수행하도록 구성되는 대응하는 시스템들, 장치들 및 컴퓨터 프로그램들을 포함한다. 컴퓨터 프로그램들은 컴퓨터 저장 디바이스들 상에 인코딩된다.

일반적으로, 본 명세서에서 설명되는 본 발명의 다른 양태는 용량성 터치 센서에서 잡음 없는 신호(cleaned signal)를 제공하는 것과 관련된 액션들을 포함하는 방법들에서 구현될 수 있다. 용량성 터치 센서는 도체들의 제1 어레이 및 도체들의 제2 어레이를 포함한다. 제1 어레이 내의 도체들은 실질적으로 서로 평행하게 배열되며, 제2 어레이 내의 도체들은 실질적으로 서로 평행하게 배열된다. 제1 어레이 내의 도체들은 제2 어레이 내의 도체들과 실질적으로 수직으로 배치되어 행렬을 형성한다. 용량성 터치 센서의 입력 상에서 주기적인 잡음의 위상이 결정되며, 주기적인 잡음의 결정된 위상에 동기화된 위상을 갖는 주기적인 여기 신호가 생성된다. 주기적인 여기 신호는 제1 어레이 내의 여기된 도체에 인가된다. 여기 신호가 인가되는 동안, 제2 어레이 내의 응답 도체 상의 응답 신호가 검출되며, 검출된 응답 신호에 기초하여 여기된 도체와 응답 도체 사이의 측정된 용량을 나타내는 값이 생성된다. 임계치가 액세스되고, 상기 값과 임계치 간의 차이에 기초하여 응답 신호가 터치에 대응하는지에 대한 결정이 이루어지며, 응답 신호가 터치에 대응하는지에 대한 결정의 결과들을 반영하는 신호가 생성된다.

이들 및 다른 구현들은 각각 옵션으로서 다음 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 응답 신호가 터치에 대응하는지를 결정하는 것은 입력 메커니즘이 행렬에 대한 그의 근접으로 인해 여기된 도체와 응답 도체 간의 용량 변화를 줄 정도로 입력 메커니즘이 행렬에 물리적으로 근접하는 것에 응답 신호가 대응하는지를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 응답 신호가 터치에 대응하는지를 결정하는 것은 여기된 도체와 응답 도체 간의 용량 변화가 발생할 정도로 입력 메커니즘이 행렬과 직접 물리적으로 접촉하는 것에 응답 신호가 대응하는지를 결정하는 것을 포함할 수 있다.

주기적인 잡음의 결정된 위상에 동기화된 위상을 갖는 주기적인 여기 신호를 생성하는 것은 생성되는 주기적인 여기 신호와 주기적인 잡음 간의 위상차가 시간상 일정하게 유지되도록 주기적인 여기 신호를 생성하는 것을 포함할 수 있다.

임계치는 용량성 터치 센서의 교정(calibration) 동안 결정될 수 있으며, 응답 신호에 대한 주기적인 잡음의 영향을 반영하는 일정한 오프셋을 포함할 수 있다. 터치 센서는 임계치를 결정하기 위해 교정될 수 있다.

제2 어레이 내의 응답 도체 상에서 응답 신호를 검출하는 것은, 결정론적이고 센서 프레임들에 걸쳐 어떠한 상태도 유지하지 않는 검출기를 이용하여 응답 신호를 검출하는 것을 포함할 수 있다. 검출된 응답 신호에 기초하여, 여기된 도체와 응답 도체 간의 측정된 용량을 나타내는 값을 생성하는 것은 검출기가 응답 신호에 기초하여 검출기 신호를 생성하고, 여기된 도체와 응답 도체 간의 측정된 용량을 나타내는 값에 도달하도록 검출기 신호를 샘플링하는 것을 포함할 수 있다. 주파수 선택 필터를 이용하여 응답 신호로부터 잡음을 필터링한 후에, 검출기 신호를 생성하기 위해 필터링된 응답 신호를 검출기에 제공할 수 있다. 주파수 선택 필터를 이용하여 잡음을 필터링하는 것은 주파수 선택 필터를 이용하여 주기적인 여기 신호의 주파수보다 낮은 주파수를 갖는 잡음을 필터링하고/하거나, 주파수 선택 필터를 이용하여 주기적인 여기 신호의 주파수보다 높은 주파수를 갖는 잡음을 필터링하는 것을 포함할 수 있다.

검출기는 응답 신호의 피크를 검출하는 피크 검출기 회로를 포함할 수 있으며, 검출기 신호를 생성하는 것은 피크 검출기 회로가 응답 신호의 피크를 반영하는 신호를 생성하는 것을 포함할 수 있다.

검출기는 응답 신호와 예상 응답 신호 간의 상관성을 계산하는 상관성 검출기 회로를 포함할 수 있으며, 검출기 신호를 생성하는 것은 상관성 검출기 회로가 응답 신호와 예상 응답 신호 간의 상관성을 반영하는 신호를 생성하는 것을 포함할 수 있다.

여기 신호는 전압일 수 있으며, 응답 신호는 전류일 수 있다. 검출기는 전류 응답 신호를 전류, 전압, 디지털 코드 또는 다른 양으로 변환하는 증폭기를 더 포함할 수 있다. 응답 신호에 기초하여 검출기 신호를 생성하는 것은 증폭기에 의해 전류 응답 신호를 전류, 전압, 디지털 코드 또는 다른 양으로 변환하고, 검출기가 경시적으로 전류, 전압, 디지털 코드 또는 다른 양을 검출함으로써 검출기 신호를 생성하는 것을 포함할 수 있다. 증폭기는 전류 응답 신호를 나중에 검출기에 의해 경시적으로 검출되는 전압으로 변환하도록 구성되는 트랜스임피던스 증폭기일 수 있다.

여기된 도체와 응답 도체 간의 측정된 용량을 나타내는 값에 도달하도록 검출기 신호를 샘플링하는 것은 센서 프레임의 측정 주기 동안 검출기 신호를 샘플링하는 것을 포함할 수 있다. 검출기 신호의 샘플은 다수의 센서 프레임의 각각의 측정 주기 동안 동일 시점에 취해지며, 다수의 센서 프레임 각각의 측정 주기는 주기적인 여기 신호와 위상이 같을 수 있고, 따라서 검출기 신호의 샘플은 각각의 센서 프레임 동안 주기적인 여기 신호의 동일 위상에서 취해진다.

터치 센서는 디스플레이 디바이스에 대해 배치될 수 있으며, 디스플레이 디바이스로부터 커플링되는 잡음은 디스플레이 디바이스의 라인-스캔 주파수 또는 프레임 주파수에 걸쳐 주기적일 수 있다. 주기적인 잡음의 위상을 결정하는 것은 디스플레이 디바이스로부터 동기화 신호를 수신하고, 동기화 신호에 기초하여 주기적인 잡음의 위상을 결정하는 것을 포함할 수 있다. 주기적인 여기 신호를 생성하는 것은 동기화 신호를 이용하여, 생성되는 주기적인 여기 신호의 위상을 주기적인 잡음의 위상에 동기화하는 것을 포함할 수 있다. 동기화 신호는 디스플레이 디바이스의 라인 동기화 신호 또는 프레임 동기화 신호일 수 있다. 디스플레이 디바이스는 액정 디스플레이 디바이스, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이 디바이스 또는 플라즈마 디스플레이 디바이스일 수 있다.

임계치는 센서의 교정 루틴 동안 결정될 수 있으며, 데이터 저장소에 저장될 수 있다. 임계치는 데이터 저장소로부터 액세스될 수 있다. 임계치가 결정되는 교정 루틴은 센서가 제조될 때 수행될 수 있고/있거나, 센서의 수명 동안 한 번만 수행될 수 있다.

일반적으로, 본 명세서에서 설명되는 본 발명의 다른 양태는 디스플레이 디바이스에 대해 배치된 용량성 터치 센서를 갖는 용량성 터치 스크린 디스플레이에서 잡음 없는 신호를 제공하는 것과 관련된 액션들을 포함하는 방법들에서 구현될 수 있다. 용량성 터치 센서는 도체들의 제1 어레이 및 도체들의 제2 어레이를 포함한다. 제1 어레이 내의 도체들은 실질적으로 서로 평행하게 배열되며, 제2 어레이 내의 도체들은 실질적으로 서로 평행하게 배열된다. 제1 어레이 내의 도체들은 제2 어레이 내의 도체들과 실질적으로 수직으로 배치되어 행렬을 형성한다. 디스플레이 디바이스로부터 동기화 신호가 수신된다. 터치 센서는 디스플레이 디바이스의 프레임 레이트의 유리 배수(rational multiple)와 동일한 센서 프레임 레이트를 갖도록 구성되며, 디스플레이 디바이스에 의해 생성되는 주기적인 잡음의 위상이 동기화 신호에 기초하여 결정된다. 터치 센서의 제1 센서 프레임 동안, 주기적인 잡음의 결정된 위상에 동기화된 위상을 갖는 제1의 주기적인 여기 신호가 생성되고, 제1의 주기적인 여기 신호는 제1 어레이 내의 여기된 도체에 인가된다. 제1 여기 신호가 제1 센서 프레임 동안 인가되는 동안에, 제2 어레이 내의 응답 도체 상에서 제1 응답 신호가 검출된다. 응답 도체는 여기된 도체에 용량적으로 결합되며, 검출된 제1 응답 신호에 기초하여, 여기된 도체와 응답 도체 간의 측정된 용량을 나타내는 제1 값이 생성된다. 제1 임계치가 액세스되며, 제1 값과 제1 임계치 간의 차이에 기초하여 제1 응답 신호가 터치에 대응하는지에 대한 결정이 행해진다. 제1 응답 신호가 터치에 대응하는지에 대한 결정의 결과들을 반영하는 신호가 생성된다.

이들 및 다른 구현들은 각각 옵션으로서 다음 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 디스플레이 디바이스의 프레임 레이트의 유리 배수와 동일한 센서 프레임 레이트를 갖도록 터치 센서를 구성하는 것은 x:y와 동일한 센서 프레임 레이트 대 디스플레이 디바이스의 프레임 레이트의 비율을 갖도록 터치 센서를 구성하는 것을 포함할 수 있으며, x 및 y는 정수들이고, x는 1보다 크다. 제1 센서 프레임 후에 발생하는 터치 센서의 제2 센서 프레임 동안, 주기적인 잡음의 결정된 위상에 동기화된 위상을 갖는 제2의 주기적인 여기 신호가 생성될 수 있으며, 제2의 주기적인 여기 신호는 여기된 도체에 인가될 수 있다. 제2 여기 신호가 제2 센서 프레임 동안 인가되는 동안에, 응답 도체 상의 제2 응답 신호가 검출되며, 검출된 제2 응답 신호에 기초하여, 여기된 도체와 응답 도체 간의 측정된 용량을 나타내는 제2 값이 생성된다. 제1 임계치와 다른 제2 임계치가 액세스된다. 제2 값과 제2 임계치 간의 차이에 기초하여 제2 응답 신호가 터치에 대응하는지에 대한 결정이 행해지며, 제2 응답 신호가 터치에 대응하는지에 대한 결정의 결과들을 반영하는 신호가 생성된다.

제1 임계치 및 제2 임계치는 센서의 교정 루틴 동안 결정될 수 있으며, 제1 임계치 및 제2 임계치는 데이터 저장소에 저장될 수 있다. 제1 임계치에 액세스하는 것은 데이터 저장소로부터 제1 임계치에 액세스하는 것을 포함할 수 있으며, 제2 임계치에 액세스하는 것은 데이터 저장소로부터 제2 임계치에 액세스하는 것을 포함할 수 있다. 제1 임계치 및 제2 임계치가 결정되는 교정 루틴은 센서가 제조될 때 수행될 수 있고/있거나, 센서의 수명 동안 한 번만 수행될 수 있다.

검출된 제2 응답 신호에 기초하여, 여기된 도체와 응답 도체 간의 측정된 용량을 나타내는 제2 값을 생성하는 것은 제2 응답 신호에 기초하여 제2 검출기 신호를 생성하고, 여기된 도체와 응답 도체 간의 측정된 용량을 나타내는 제2 값에 도달하도록 제2 검출기 신호를 샘플링하여는 것을 포함할 수 있다.

일반적으로, 본 명세서에서 설명되는 본 발명의 다른 양태는 디스플레이 디바이스에 대해 배치된 용량성 터치 센서를 갖는 용량성 터치 스크린 디스플레이에서 잡음 없는 신호를 제공하는 것과 관련된 액션들을 포함하는 방법들에서 구현될 수 있다. 용량성 터치 센서는 도체들의 제1 어레이 및 도체들의 제2 어레이를 포함한다. 제1 어레이 내의 도체들은 실질적으로 서로 평행하게 배열되며, 제2 어레이 내의 도체들은 실질적으로 서로 평행하게 배열된다. 제1 어레이 내의 도체들은 제2 어레이 내의 도체들과 실질적으로 수직으로 배치되어 행렬을 형성한다. 디스플레이 디바이스로부터 동기화 신호가 수신되며, 터치 센서는 x:y와 동일한 센서 프레임 레이트 대 디스플레이 디바이스의 프레임 레이트의 비율을 갖도록 구성되고, x 및 y는 정수들이고, x는 1보다 크다. 디스플레이 디바이스에 의해 생성되는 주기적인 잡음의 위상이 동기화 신호에 기초하여 결정된다. x개의 임계치가 데이터 저장소에 저장되며, x개의 임계치 각각은 x개의 순차적인 센서 프레임 각각 동안 터치들을 결정하는 데 사용될 수 있다. x개의 순차적인 센서 프레임 중 각각의 제n 센서 프레임 동안, 여기서 n은 1에서 x까지의 정수로서, 주기적인 잡음의 결정된 위상에 동기화된 위상을 갖는 제n의 주기적인 여기 신호가 생성되며, 제1 어레이 내의 여기된 도체에 인가된다. 제n 센서 프레임 동안 제n 여기 신호가 인가되는 동안에, 제2 어레이 내의 응답 도체 상의 제n 응답 신호가 검출된다. 응답 도체는 여기된 도체에 용량적으로 결합된다. 검출된 제n 응답 신호에 기초하여, 여기된 도체와 응답 도체 간의 측정된 용량을 나타내는 제n 값이 생성된다. 데이터 저장소로부터 제n 임계치가 액세스된다. 제n 값과 제n 임계치 간의 차이에 기초하여 제n 응답 신호가 터치에 대응하는지에 대한 결정이 행해지며, 제n 응답 신호가 터치에 대응하는지에 대한 결정의 결과들을 반영하는 신호가 생성된다.

이들 및 다른 구현들은 각각 옵션으로서, 다음 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. x개의 임계치 중 적어도 2개는 서로 상이할 수 있다. x개의 임계치 각각은 서로 상이할 수 있다.

검출된 제n 응답 신호에 기초하여, 여기된 도체와 응답 도체 간의 측정된 용량을 나타내는 제n 값을 생성하는 것은 제n 응답 신호에 기초하여 제n 검출기 신호를 생성하고, 여기된 도체와 응답 도체 간의 측정된 용량을 나타내는 제n 값에 도달하도록 제n 검출기 신호를 샘플링하여는 것을 포함할 수 있다.

x개의 임계치는 센서의 교정 루틴 동안 결정될 수 있다. 교정 루틴은 센서가 제조될 때 수행될 수 있고/있거나, 센서의 수명 동안 한 번만 수행될 수 있다.

본 명세서에서 설명되는 본 발명의 하나 이상의 구현의 상세들이 첨부 도면들 및 아래의 설명에서 제공된다. 본 발명의 다른 특징들 및 양태들이 명세서, 도면 및 청구범위로부터 명백해질 것이다.

도 1은 향상된 잡음 감소 능력을 갖는 터치 센서 시스템의 도면이다.
도 2는 피크 검출기 회로의 회로도이다.
도 3은 피크 검출기 회로의 회로도이다.
도 4는 잡음이 없는 경우 피크 검출기 회로의 입력 전압 및 대응하는 출력 전압을 나타내는 그래프이다.
도 5는 일정한 진폭의 협대역 잡음이 존재할 때의 피크 검출기 회로의 입력 전압 및 대응하는 출력 전압을 나타내는 그래프이다.
도 6은 일정한 진폭의 협대역 잡음이 존재할 때의 피크 검출기 회로의 입력 전압 및 대응하는 출력 전압을 나타내는 그래프이다.
도 7은 잡음의 소스가 디스플레이 디바이스인 경우에 향상된 잡음 감소 능력을 갖는 터치 센서 시스템의 도면이다.
도 8은 주기적이고 충격적인 잡음이 존재할 때의 피크 검출기 회로의 입력 전압 및 대응하는 출력 전압을 나타내는 그래프이다.
도 9는 액정 디스플레이(LCD) 프레임 레이트에 대한 센서 프레임 레이트를 나타내는 도면이다.
다양한 도면들 내의 동일한 참조 번호들 및 표시들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

터치 센서는 이차원 격자 또는 행렬로 배열된 도전성 행들 및 열들을 포함할 수 있다. 행 및 열 도체들의 특정 기하 구조는 그들을 실현하는 데 사용되는 도전성 재료에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 행들 및 열들은 인듐 주석 산화물이 도전성 재료인 경우에 다이아몬드 패턴으로 배열될 수 있으며, 행들 및 열들은 터치 센서가 디스플레이의 전면에 배치될 때 눈에 띄지 않을 만큼 충분히 얇은 금속 와이어들(예로서, 구리 또는 은 와이어들)을 이용하여 형성될 수 있다. 일부 터치 센서들은 행렬 내의 특정 위치의 행과 그 위치의 열 사이의 용량을 측정함으로써 손가락(또는 예를 들어 스타일러스와 같은 다른 입력 메커니즘)이 그 위치를 "터치"하고 있는지를 결정한다. 특히, 입력 메커니즘은 행렬을 "터치"하기 위해 행렬과 물리적으로 접촉할 수 있지만 이를 필요로 하지 않을 수도 있다. 오히려, 입력 메커니즘은 행렬 상의 위치에서 용량 변화를 제공하기 위해 행렬과의 물리적 근접만을 필요로 한다. 따라서, 아래의 명세서에서 언급되는 "터치"는 직접적인 물리적 접촉을 필요로 하는 것이 아니라, 오히려 더 일반적으로 입력 메커니즘이 (예로서, 행렬과 직접 물리적으로 접촉하거나 물리적으로 근접함으로써) 행렬과 연동하여 입력 메커니즘에 의해 행렬 상의 위치에서 용량 변화를 제공하는 것을 요한다는 것을 이해해야 한다. 이어서, 용량 변화를 측정하여 터치의 존재를 결정할 수 있다.

용량 측정은 열에 시변(time-varying) 전압을 인가하고, 행에 용량적으로 결합된 결과적인 전류를 측정함으로써 행해질 수 있다. 이 전류는 행과 열 사이의 용량에 비례할 수 있다. 터치가 터치된 위치에서의 용량의 증가 또는 감소를 유발할 수 있으므로, 행렬 내의 특정 위치가 터치되고 있는지에 대한 결정은 측정된 용량과 기준선 값(예로서, 임계치의 일례)을 비교함으로써 가능하다. 따라서, 측정된 용량이 사전 결정된 양만큼 기준선 값으로부터 벗어나는 경우, 터치 센서는 특정 위치가 터치되고 있는 것으로 추정한다. 이와 달리, 측정된 용량이 사전 결정된 양만큼 기준선 값으로부터 벗어나지 않는 경우, 터치 센서는 특정 위치가 터치되고 있지 않는 것으로 추정한다. 터치를 지시하는 사전 결정된 편차의 양은 센서의 기하 구조 및 다른 상세들에 의존한다. 터치 센서 제어기 내의 소프트웨어 또는 전자 디바이스들은 통상적으로 행렬 내의 각각의 위치(즉, 열-행 교점)에서의 기준선 용량의 테이블을 유지할 수 있으며, 그 기준선과 관련하여 용량의 증가 또는 감소를 계산할 수 있다.

일부 구현들에서, 터치 센서는 행렬 내의 각각의 열에 시변 여기 전압을 인가하고 행 전류를 측정함으로써 터치 센서 행렬의 각각의 행-열 교점에서 한 열씩 용량을 측정한다. 시변 여기 전압이 행렬 내의 특정 열(즉, 테스트 열)에 인가될 때, 행렬 내의 모든 나머지 열들은 일정한 전압으로 유지될 수 있고, 행렬 내의 모든 행들도 일정한 전압으로 유지될 수 있다. 특정 열이 테스트될 때 행들 및 나머지 열들을 일정한 전압으로 유지함으로써, 행과 테스트중인 열의 각각의 교점에서의 용량의 측정은 임의의 다른 용량들과 무관할 수 있다. 이러한 방식으로, 각각의 행이 테스트중인 열과 교차하는 행렬 내의 위치들에서의 용량들이 측정될 수 있다. 행렬 내의 나머지 열들 각각을 순차적으로 테스트하면서 대응하는 행 전류들을 측정함으로써, 행렬 내의 특정 위치에서의 용량 변화들이 그 특정 위치에서의 터치를 지시하는 비트맵 이미지가 생성될 수 있다. 이러한 상황은 각각의 행을 트랜스임피던스 증폭기에, 또는 그의 입력 전압을 일정하게 유지하면서 그 입력 내의 전류를 측정하는 다른 회로에 접속함으로써 실제로 달성될 수 있다. 트랜스임피던스 증폭기의 경우, 회로의 출력은 전압일 수 있지만, 다른 회로들의 경우에 그 출력은 전류, 디지털 코드 또는 다른 양일 수 있다.

터치들을 정확하게 검출하고 터치들의 위치들을 결정하기 위한 터치 센서의 능력은 잡음에 의해 제한된다. 즉, 잡음으로 인해 모든 행들 내로 언제든지 소정의 전류가 흐를 수 있다. 본 명세서에서 "잡음"이라는 단어는 신호의 특성들이 완전히 확률론적인지에 관계없이 또는 신호가 소정의 주기적인 또는 다른 구조를 갖는지에 관계없이 임의의 원하지 않는 신호를 지칭하는 데 사용된다. 후자의 신호들은 때로는 별도로 "간섭"으로 지칭되지만, 여기서는 이러한 구별은 행해지지 않는다.

잡음 전류 대 여기 전압으로부터 발생하는 전류의 비율은 터치 센서의 신호 대 잡음 비율을 결정할 수 있다. 따라서, 터치 센서의 성능은 용량 측정의 신호 대 잡음 비율에 의해 제한될 수 있다. 잡음 진폭이 터치에 의해 유발되는 용량 변화의 진폭을 초과하는 경우, 시스템은 거짓 터치 이벤트들을 보고할 수 있거나, 실제 터치 이벤트들을 무시할 수 있다. 터치의 위치 (x,y)가 보간에 의해 행렬의 피치보다 양호한 공간 해상도로 계산되는 한도에서, 측정되는 용량들에 대한 잡음은 계산되는 위치에 대한 잡음으로 귀착될 것이다.

아래에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 터치 센서 시스템은 주기적인 잡음의 위상을 검출하거나 결정하고, 주기적인 잡음의 결정된 위상에 동기화된 위상들을 갖는 시변 여기 전압을 인가하도록 센서의 전압 구동기들을 변경함으로써 센서 성능에 대한 주기적인 잡음의 부정적인 영향을 줄일 수 있다. 검출된 잡음의 위상에 대한 시변 여기 전압들의 위상들의 동기화는 주기적인 잡음의 영향이 일정한 오프셋으로 변환되게 하며, 이어서 이 오프셋은 후속 교정 단계 동안 용량 측정으로부터 감산되어, 용량 측정에 대한 주기적인 잡음의 영향을 보상할 수 있다.

도 1은 향상된 잡음 감소 능력을 갖는 터치 센서 시스템(100)의 도면이다. 터치 센서 시스템(100)은 한 세트의 행들 및 열들을 포함하는 센서 행렬(105)을 포함한다. 시스템(100)은 센서 행렬(105)의 각각의 열에 대한 열 전압 구동기(110)를 더 포함한다. 전압 구동기들(110)은 열이 현재 테스트되고 있는지에 기초하여 그들의 대응하는 열에 일정한 전압을 인가하는 것과 여기 전압을 인가하는 것 사이에서 스위칭하도록 구성되는 전자 회로들이다. 시스템(100)은 센서 행렬(105)의 각각의 행에 대한 트랜스임피던스 증폭기(115) 및 검출기(120)도 포함한다. 특히, 한 축의 행들로서의 지정 및 다른 축의 열들로서의 지정은 임의로 선택될 수 있거나, 터치 센서 시스템(110)의 근본적인 변화 없이 반전될 수도 있다.

트랜스임피던스 증폭기(115)는 행 전류를 전압으로 변환하며, 이어서 이 전압은 검출기(120)에 의해 검출될 수 있다. 검출기(120)는 트랜스임피던스 증폭기들(115)로부터 수신되는 전압을 경시적으로 검출하고, 전압을 신호로 변환하도록 구성되며, 이어서 이 신호는 행과 테스트중인 열 사이의 용량을 나타내는 값을 생성하기 위해 샘플러(125)에 의해 샘플링될 수 있다. 다른 구현들에서, 트랜스임피던스 증폭기들(115)은 검출기(120)의 일부로서 포함된다. 일부 구현들에서, 트랜스임피던스 증폭기들(115)은 전류 입력 증폭기들로 대체되며, 이러한 전류 입력 증폭기들은 행 전류를 측정하는 동안 그들의 입력 전압을 일정하게 각각 유지하고, 전압 대신에 전류, 디지털 코드 또는 다른 양을 출력한다. 이어서, 출력된 다른 양은 검출기(120)에 의해 경시적으로 검출되고, 이어서 전술한 용량을 나타내는 값을 생성하기 위해 샘플러(125)에 의해 샘플링될 수 있다. 행 신호의 변환, 검출 및 샘플링 중 하나 이상 전 또는 후의 소정 시점에서, 신호가 아날로그 신호로부터 디지털 신호로 변환될 수 있다. 예를 들어, 시스템(100)은 샘플러(125)의 일부로서 또는 각각의 검출기(120)의 일부로서 아날로그/디지털 변환기(ADC)를 포함할 수 있다.

시스템(100)은 시스템(100)의 동작을 제어하도록 구성되는 제어기(130) 및 시스템의 동작 동안 제어기에 의해 액세스되는 데이터 저장소(132)를 더 포함한다. 구체적으로, 제어기(130)는 센서 행렬(105)의 열들의 순차적인 테스트를 조정하기 위해 전압 구동기들(110)과 통신하도록 구성되며, 샘플러(125)로부터 측정된 용량들을 나타내는 검출된 값들을 수신하도록 구성된다. 제어기(130)는 샘플러(125)로부터 수신된 값들에 기초하여 교정 루틴을 수행하여 기준선 값들을 결정하고, 아래에 더 상세히 설명되는 바와 같이 터치들을 검출하기 위한 후속 액세스를 위해 기준선 값들을 데이터 저장소(132)에 저장할 수 있다. 이러한 교정 루틴은 센서 구성의 기계적 변동, 전자 컴포넌트 파라미터들의 변동 및 정적 오프셋의 다른 소스를 보상하는 데 사용될 수 있다. 아래에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 교정 루틴은 주기적인 잡음의 영향을 줄이는 데에도 사용될 수 있다.

제어기(130)는 샘플러(125)로부터 수신된 값들을 행렬(105)의 각각의 행 및 열 교점에 대해 저장된 대응하는 기준선 용량 값들과 비교함으로써 센서 행렬(105) 상의 터치들의 위치들을 결정하도록 더 구성된다. 예를 들어, 열 "a"가 테스트되고 있을 때 행 "b"에 대한 값이 수신되는 경우, 비교기(130)는 그 값을 행렬(105) 상의 (a,b) 위치에 대해 이전에 저장된 기준선 값과 비교할 수 있다. 전술한 바와 같이, 그 값이 기준선 값으로부터 사전 결정된 양만큼 벗어나는 경우, 제어기(130)는 행렬(105) 상의 (a,b) 위치에 또는 그 근처에 터치가 존재하는 것으로 추정할 수 있다. 센서 행렬(105)의 각각의 열의 순차적인 테스트, 행 전류들의 대응하는 검출, 검출된 행 전류들의 값들로의 변환 및 이 값들과 기준선 값들의 비교를 통해, 시스템(100)은 제어기(130)의 제어하에 센서 행렬(105)의 비트맵 이미지를 생성할 수 있으며, 이 비트맵 이미지에서 센서 행렬(105) 상의 각각의 터치 포인트의 위치가 식별된다.

그러나, 주기적인 잡음 소스(135)는 센서 행렬(105)에 결합하여 행들 내에 잡음 전류들을 생성함으로써 시스템(100)의 성능에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 잡음 전류들은 거짓 터치 이벤트들, 실제 터치 이벤트들의 무시, 및/또는 위치 보간이 이용될 때의 부정확한 터치 위치를 유발할 수 있다.

특히, 잡음 전류들은 많은 상이한 타입의 잡음 소스들로부터 발생할 수 있다. 예를 들어, 시스템(100)의 전력 본선에 의해 형성되는 전압 기울기로 인해 50 Hz 또는 60 Hz의 큰 전류가 흐를 수 있다. 그러나, 이러한 큰 전류는 주파수에 있어서 (통상적으로 100 kHz 정도일 수 있는) 전압 구동기들(110)의 통상적인 여기 주파수들로부터 잘 분리되며, 따라서 주파수 선택 필터들의 사용을 통해 아주 쉽게 제거될 수 있다. 예를 들어 라디오 및 텔레비전 방송으로 인해 고주파 전류가 추가로 또는 대신 흐를 수 있다. 그러나 이러한 전류는 통상적으로 약 1 MHz 이상의 주파수를 가지며, 따라서 주파수 선택 필터들의 사용을 통해 또한 쉽게 제거될 수 있다.

따라서, 가장 심각한 간섭은 전압 구동기들(110)의 여기 주파수에 가까운 주파수를 갖는 잡음 신호들을 생성하는 잡음 소스들로부터 발생할 수 있다. 이러한 잡음 신호들은 통상적으로 그 정도의 스위칭 주파수로 동작하는 스위치 모드 전원들에 의해 생성되는 잡음, 및 높은 전압 출력을 갖는 전원들(예로서, 형광 램프 전원들)에 의해 생성되는 큰 진폭의 잡음을 포함할 수 있다.

센서 행렬(105)이 액정 디스플레이(LCD) 또는 다른 디스플레이 디바이스와 근접하여 사용될 때, 특히 디스플레이 디바이스가 공기 틈새에 의해 이격되는 것이 아니라 투명 접착제를 이용하여 센서 행렬(105)에 광학적으로 본딩될 때, 디스플레이 디바이스는 최대 잡음 소스일 수 있다. 광학적으로 투명한 접착제는 가장 얇은 실제 공기 틈새보다 얇을 수 있으며, 따라서 센서 행렬(105)이 디스플레이 디바이스에 더 가까이 이동됨에 따라 잡음이 증가할 수 있다. 잡음은 또한 공기의 유전율보다 높은 접착제의 유전율로 인해 증가할 수 있다. 즉, 접착제의 상대 유전율은 통상적으로 3과 4 사이일 수 있는 반면, 공기의 상대 유전율은 자유 공간의 유전율, 즉 1에 매우 가깝다. 잡음은 용량적으로 결합되므로, 그 잡음 전류의 진폭은 그 잡음이 커플링되는 매개체인 절연 재료의 유전율에 대략 비례하며, 그 재료의 두께의 역에 대략 비례한다.

디스플레이 디바이스로부터 커플링되는 잡음은 다수의 컴포넌트로 구성될 수 있다. 이러한 컴포넌트들 중 일부는 디스플레이 디바이스 상에 표시된 이미지에 의존할 수 있지만, 다른 컴포넌트들은 의존하지 않을 수 있다. 잡음은 비디오의 라인-스캔 주파수에서 강한 컴포넌트를 가질 수 있으며, 이 주파수는 약 100 kHz일 수 있고, 따라서 시스템(100)의 여기 주파수에 매우 가까울 수 있다. 이러한 라인 스캔 주파수 근처의 잡음은 전술한 이유들로 인해 가장 중요한 컴포넌트일 수 있다. 라인 스캔 주파수 근처의 잡음은 경시적으로 그리고 표시되는 이미지에 관계없이 상수에 매우 가까운 진폭 및 주파수를 가질 수 있다. 이러한 라인 스캔 잡음은 예를 들어 LCD, 플라즈마 및 OLED 디스플레이들에서 발생할 수 있다.

검출기(120)는 그의 아키텍처에 따라 잡음에 대한 상이한 면역성을 가질 수 있다. 이상적으로, 검출기(120)는 수신 신호와 예상 신호를 포인트별로 곱하고 그 양의 적분을 전체 여기 기간에 걸쳐 계산하는 회로일 수 있다. 이것은 예상 신호에 대한 수신 신호의 상관성을 계산하는 것과 동등하며, 잡음이 소정의 특성들을 가질 때(예로서, 잡음이 부가 백색 가우스 잡음으로서 최상으로 특성화될 수 있을 때) 최적의 검출기이다. 그러나 실제로는, 통상적으로 잡음은 이러한 종류의 검출기에 의해 최적으로 제거되는 특성들을 갖지 않으며, 따라서 이러한 상관 동작을 수행하는 검출기(120)는 실제로 최적이 아닐 수 있다. 그러나, 모든 목적을 위해 본 명세서에 참고로 포함되는 미국 특허 출원 제12/838,422호에 설명된 바와 같이, 이러한 상관 동작을 수행하는 검출기들(120)을 사용할 때 전압 구동기들(110)에 의해 전송되는 여기 파형은 실제로 예상되는 소정 타입의 잡음을 최대로 제거하는 특성들을 갖도록 선택될 수 있다. 그러나, 상관 동작은 복잡할 수 있으며, 따라서 정확히 수행하기 위해서는 비용이 많이 들 수 있다. 그러나, 스위치형 커패시터 또는 다른 회로들을 이용하여 상관 동작을 근사화함으로써 저가 검출기가 가능하다.

훨씬 더 저가의 검출기가 요구되는 경우, 검출기(120)는 그 대신에 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같은 피크 검출기 회로(220)와 같은 광대역 검출기일 수 있다. 피크 검출기 회로(220)는 전술한 상관 동작을 수행하는 검출기 회로보다 가격 및 복잡성 면에서 낮지만, 잡음에 덜 강하기도 하다. 회로(220)는 저임피던스 전압 소스로부터 구동되며, 그의 출력은 고임피던스 회로에 접속되는 것으로 가정할 수 있다. 피크 검출기 회로(220)의 입력은 예를 들어 트랜스임피던스 증폭기(115)에 의해 구동되는 전압 입력 Vin일 수 있다.

피크 검출기 회로(220)는 그의 입력 전압 Vin의 최대값(- 다이오드 D1 양단의 전압 강하)을 기록하며, 그 전압을 Vout에서 무기한 유지한다. 회로를 리셋하기 위해, 예를 들어 스위치 SW를 이용하여 Vout을 접지에 간단히 접속함으로써 커패시터 C1이 단락될 수 있다. 회로를 명백히 리셋할 필요가 없는 경우, 스위치 SW는 접지에 대한 저항기에 의해 대체될 수 있다. 이어서, 측정된 피크 전압은 시상수 R*C에 따라 경시적으로 기하급수적으로 감소할 수 있다.

피크 검출기 회로(220)에 대한 많은 변경이 존재할 수 있다. 예를 들어, 다이오드 D1과 직렬인 저항기는 커패시터 C로 하여금 즉석이 아니라 다이오드 D1이 전도할 때 소정의 시상수에 따라 충전되게 할 수 있다. 이것은 빠른 순간 잡음에 대한 회로의 응답을 줄일 수 있다. 또한, 피크 검출기 회로(220) 뒤에는 다른 신호 처리 회로, 예를 들어 저역 통과 필터가 이어질 수 있으며, 이는 측정된 피크 전압을 입력 신호의 다수의 사이클에 걸쳐 평균하여 잡음을 줄이는 효과를 가질 수 있다.

우선, 피크 검출기 회로(220)는 주파수 선택성을 갖지 않을 수 있는데, 즉 주어진 진폭의 사인파 입력 전압 Vin에 대해 그 사인파의 주파수에 관계없이 동일한 출력 전압 Vout을 제공할 수 있다. 소정의 효과들, 예를 들어 피크 검출기가 명백히 리셋되지 않을 때의 RC 감소 또는 컴포넌트들의 비이상성은 소정의 주파수 선택성을 유발할 수 있지만, 일반적으로 피크 검출기 회로(220)의 주파수 응답은 매우 넓어서 적어도 하나 또는 2개의 옥타브를 커버할 수 있다. 따라서, 피크 검출기 회로(220)는 주파수가 Vin 여기 신호의 주파수로부터 매우 잘 분리되지 않는다면 그 주파수에 기초하는 잡음을 제거하기 위한 명확한 수단을 제공하지 못할 수 있다. 피크 검출기 회로(220)는 그 앞에 필터들을 추가함으로써 주파수 선택적이게 될 수 있지만, 이것은 회로의 복잡성 및 가격을 크게 증가시킬 수 있으며, 통상적인 아날로그 필터 기술들의 경우에 여전히 매우 광대역일 수 있다.

도 3은 스위치 SW가 제1 저항기 R1로 대체되고, 회로가 제2 저항기 R2 및 제2 커패시터 C2에 의해 형성된 1차 저역 통과 필터를 더 포함한다는 점 외에는 피크 검출기 회로(220)와 동일한 피크 검출기 회로(320)의 일례를 나타낸다. 도 4-6 및 8을 참조하여 아래에 상세히 설명되는 바와 같이, 피크 검출기 회로(320)는 여기 신호 Vin의 위상을 주기적인 잡음 소스(135)에 의해 생성되는 잡음의 위상과 동기화시킴으로써 잡음에 더 강해질 수 있다. 이러한 방식으로 여기 신호 Vin의 위상을 동기화함으로써, 주기적인 잡음 소스(135)로부터의 잡음이 단순한 전압 오프셋으로 변환될 수 있으며, 따라서 전술한 교정 단계 동안 그 전압 오프셋을 간단히 보상함으로써 제거될 수 있다.

도 4-6 및 8은 이러한 기술이 피크 검출기 회로(320)를 사용하는 시스템(100)에서 어떻게 동작하는지를 도시하지만, 이 기술은 또한 검출기(120)가 결정론적이고 센서 프레임들에 걸쳐 어떠한 상태도 유지하지 않는다면 임의 타입의 검출기(120)를 사용하는 시스템(100)에서 더 일반적으로 이용될 수 있다. 즉, 이 기술은 동일한 입력에 대해 동일한 출력을 생성하는 임의 타입의 검출기(120)를 사용하는 시스템(100)에서 더 일반적으로 이용될 수 있으며, 따라서 피크 검출기뿐만 아니라, 다른 광대역 검출기(예를 들어, 이러한 동작들이 아날로그 또는 디지털 회로에서 발생하는지에 관계없이 측정 기간에 걸쳐 신호의 제곱 또는 절대 값을 적분하는 "에너지 검출기") 또는 협대역 검출기(예를 들어, 전술한 상관성 기반 검출기)에서도 이용될 수 있다.

도 4는 잡음이 존재하지 않을 때의 피크 검출기 회로(320)에 대한 입력 전압 Vin 및 대응하는 출력 전압 Vout을 나타내는 그래프(400)를 도시하며, 입력 전압 Vin은 일정한 10V 진폭을 갖는 100 kHz에서의 10 사이클의 버스트이다. 전술한 바와 같이, 입력 전압 Vin은 트랜스임피던스 증폭기(115)에 의해 출력되고, 센서 행렬(105)로부터 트랜스임피던스 증폭기(115)에 의해 수신되는 행 전류의 순간값에 비례하는 전압일 수 있다. 특히, 도 4(및 도 5-7)는 사인 파형인 입력 전압 Vin을 도시하지만, 실제로는 동일한 주기를 갖는 다른 파형(예로서, 사각파)이 사용될 수도 있다.

그래프(400)에 도시된 바와 같이, 잡음의 부재시에, 피크 검출기 회로(320)는 입력 전압 Vin에 비례하고, 따라서 수신된 행 전류의 진폭에 비례하는 전압 Vout을 출력할 수 있다. 그래프(400)에 도시된 거동을 보이는 피크 검출기 회로(320)는 스위치 SW가 아니라 접지에 대한 저항기를 갖도록 구성되며, 따라서 명백히 리셋되지 않는다. 더욱이, 피크 검출기 회로(320)는 1차 저역 통과 필터를 포함한다. 이러한 저역 통과 특성은 입력의 진폭에 있어서의 단계적 변화에 응답하여 Vout의 느린 기하급수적 증가를 유발한다.

통상적인 응용에서, 피크 검출기 회로(320)의 출력은 측정 기간 P의 끝에 가까운(즉, 전압 구동기(110)에 의해 시변 여기 전압이 인가되는 기간의 끝에 가까운) 순간에 샘플러(125)에 의해 한 번 샘플링될 수 있다. 하나의 샘플이 ADC의 사용을 통해 디지털 값으로 변환될 수 있고, 이어서 측정된 용량들의 비트맵 내의 대응하는 (행, 열) 위치에 대한 측정된 용량 값으로서 디지털 값을 지정하는 방식으로 제어기(130)에 의해 저장될 수 있다. 도 4에 도시된 예에서, 전압 출력 Vout이 샘플링되는 순간은 두꺼운 화살표로 표시된다. 단일 센서 프레임에서, 이러한 측정은 통상적으로 센서 행렬(105) 내의 모든 행-열 교점에 대해 행해진다. 따라서, 센서 행렬(105) 내의 주어진 행-열 교점에 대해, 이러한 측정은 센서 프레임마다 반복된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 출력 전압 Vout에는 소정의 리플(ripple)이 존재할 수 있다. 이러한 리플로 인해, 출력 전압 Vout이 시변 여기 신호 Vin에 대해 임의 위상으로 샘플링되는 경우, 센서 프레임마다 시변 에러(즉, 잡음)가 발생할 수 있다. 즉, 그래프(400)에 도시된 바와 같이, Vout의 값은 시변 여기 신호 Vin이 인가되는 측정 기간 P 동안 변한다. 따라서, 샘플러(125)가 각각의 센서 프레임에 대한 측정 기간 P 동안 임의 시점에서 샘플을 취하는 경우, Vout의 샘플의 값도 센서 프레임마다 임의로 변하여 임의의 잡음을 유발할 것이다. 그러나, 동일 시스템(100)이 열 여기 신호를 생성하고 결과적인 행 전류를 측정하므로, 시스템(100)은 출력 전압 Vout의 샘플링과 시변 여기 신호 Vin 간의 위상 관계를 일정하게 유지할 수 있다. 이러한 방식으로, 시스템(100)은 샘플러(125)가 센서 프레임마다 시변 여기 신호 Vin에 대해 동일한 시점에 출력 전압 Vout을 샘플링하는 것을 보증할 수 있다. 따라서, 출력 전압 Vout에 존재하는 리플에 의해 발생하는 에러는 경시적으로 일정해질 수 있으며, 따라서 제거되거나 교정 단계 동안 결정된 기준선 값 내에 통합될 수 있다. 전술한 바와 같이, 그러한 교정 단계는 센서 구성의 기계적 변동, 전자 컴포넌트 파라미터들의 변동 및 정적 오프셋의 다른 소스를 보상하기 위해 이미 필요했을 수 있다. 시스템(100)은 센서 행렬(105) 내의 각각의 행-열 교점에 대한 개별 기준선 용량(또는 용량을 지시하는 다른 기준선 값)을 데이터 저장소(132)에 저장할 수 있다.

도 5는 120 kHz에서의 1V의 일정한 진폭의 협대역 잡음이 존재하지만, 입력 전압 Vin이 도 4에 도시된 것과 동일할 때의 피크 검출기 회로(320)에 대한 입력 전압 Vin 및 대응하는 출력 전압 Vout을 나타내는 그래프(500)를 도시한다. 그래프(500)에 도시된 바와 같이, 일정한 진폭의 협대역 잡음의 존재시에, 피크 검출기(320)의 출력 전압 Vout은 경시적으로 변하는 것으로 관찰될 수 있는데, 이는 잡음과 여기 신호의 위상이 서로 드리프트되고, 신호들이 보강 및 파괴 간섭하기 때문이다.

출력 전압 Vout은 2개의 신호 사이의(즉, 여기 신호와 협대역 잡음 신호 사이의) 비트 주파수(beat frequency)에서 변할 수 있다. 이러한 변화는 바람직하지 않을 수 있지만, 피크 검출기 회로(320)가 항상 동일한 순간에 출력 전압 Vout을 샘플링하고 그러한 타이밍이 여기 신호 대해 취해지는 경우에는 반드시 문제가 되는 것은 아닐 수 있다. 도 4와 관련하여 전술한 바와 같이, 시변 여기 신호 Vin에 대해 동일한 순간에 샘플을 취하도록 샘플러(125)를 구성하는 것은 여기 신호 Vin이 센서 프레임마다 일정하게 유지될 때 출력 전압 Vout 내의 리플들이 교정 동안 기준선 값 내에 통합되는 일정한 오프셋으로서 제거되게 할 수 있다. 그러나, 여기 신호 Vin이 잡음의 존재로 인해 센서 프레임마다 변하는 경우, 오프셋도 경시적으로 변하여, 각각의 센서 프레임에서 시변 여기 신호 Vin에 대해 동일 순간에 샘플링이 발생함에도 불구하고 바람직하지 않은 잡음을 다시 유발할 것이다.

예를 들어, 피크 검출기 회로(320)가 하나의 센서 프레임 동안 센서 행렬(105)의 하나의 특정 행-열 교점에 대해 도 5의 그래프(500)에 도시된 출력 전압 Vout을 생성하는 것으로 가정한다. 샘플러(125)는 그래프(500)에서 화살표에 의해 표시된 바와 같이 약 9 볼트에 대응하는 측정 기간 p의 끝에서 샘플을 캡처한다. 시스템(100)의 전압 구동기들(110)에 의해 인가되는 여기 전압들은 도 5에 도시된 협대역 잡음 신호로부터 완전히 분리되므로, 여기 전압과 잡음 신호 간의 위상차는 센서 프레임마다 임의로 변할 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 그래프(600)에 도시된 바와 같이, 후속 센서 프레임은 여기 전압과 잡음 신호 간의 새로운 위상차, 이 그래프에서 180도의 위상차를 보일 수 있다. 새로운 위상차는 그래프(500)에 도시된 바와 같이 시변 여기 전압 Vin에 대해 동일 순간에 샘플이 취해짐에도 불구하고 그래프(600)에 도시된 바와 같이 약 8 볼트의 새로운 값에 대응하는 측정 기간 p의 끝에서 샘플러(125)가 그러한 샘플을 캡처하게 할 수 있다. 따라서, 샘플링시의 전압은 여기 신호에 대한 잡음의 위상차로 인해 두 가지 사례에서 다를 수 있다. 이것은 측정된 용량에 대한 잡음을 유발할 수 있다.

일반적으로, 잡음의 위상은 제어기(130)의 그것들과 다른 주파수 또는 시간 기준들(예로서, 크리스탈들 또는 RC 발진기들)에 의존하므로 임의적일 것이다. 따라서, 측정되는 신호는 경시적으로 변하는 것으로 관찰될 것이며, 따라서 측정되는 전류 진폭, 따라서 용량에 잡음이 삽입될 것이다.

이를 방지하기 위하여, 전압 구동기들(110)에 의해 생성되는 여기 파형이 예상 잡음 소스 또는 소스들에 위상 동기화될 수 있다. 예를 들어, 주기적인 잡음 소스(135)가 수평 동기화(즉, HSYNC 또는 라인 동기) 출력을 갖는 디스플레이 디바이스(예로서, LCD)일 때, 이 출력은 제어기(130)에 접속되어, 제어기(130)로 하여금 전압 구동기들(110)에 지시하여, 인가되는 여기 전압들의 위상들과 디스플레이 디바이스의 수평 동기화 출력의 위상 간의 차이를 시간상 일정하게 유지하는 방식으로 여기 전압들을 인가하게 할 수 있다. 인가되는 여기 전압들과 잡음 신호 간의 위상차를 시간상 일정하게 유지함으로써, 잡음의 영향은 측정이 행해질 때마다 동일하다. 따라서, 잡음의 영향은 일정한 오프셋이 되며, 다른 일정한 오프셋들을 제거하기 위해 이미 존재할 수 있는 교정 루틴이 잡음의 영향을 제거할 수 있다.

교정 루틴은 손가락 또는 다른 물체가 디스플레이를 터치하거나 그에 근접하지 않은 상태에서 각각의 행과 각각의 열 사이의 용량을 측정할 수 있다. 이러한 측정들은 정상 동작 동안 행해지는(즉, 손가락 또는 다른 터치들의 존재 및 위치를 결정하기 위해 행해지는) 용량 측정들과 동일한 방식으로 잡음에 의해 영향을 받을 수 있으므로, 시스템은 다수의 프레임에 걸쳐 손가락 터치 없이 이러한 용량들을 측정하고, 이러한 다수의 프레임을 평균하여 시변 잡음의 영향을 줄일 수 있다. 이어서, (예를 들어, 각각의 행-열 교점에 대한) 기준선 값들이 이러한 측정된 용량들로부터 결정되고, 제어기(130)에 의한 후속 액세스를 위해 데이터 저장소(132)에 저장될 수 있다. 특히, 여기 파형이 예상된 주기적인 잡음 소스 또는 소스들에 위상 동기화되었다는 사실로 인해, 주기적인 잡음 소스 또는 소스들의 영향은 결정된 기준선 값들에서 일정한 오프셋으로 축소될 것이다.

일부 구현들에서, 동등한 설계의 다수의 센서가 제조될 때, 교정 루틴은 한 번만 발생하고, 그러한 설계의 모든 센서들에 대해 동일 기준선 값들이 사용될 수 있다. 다른 구현들에서, 교정 루틴은 각각의 개별 센서에 대해 한 번 반복될 수 있다. 각각의 개별 센서에 대해 교정 루틴을 한 번 반복함으로써, 각각의 센서에서의 정적인 제조 변동(예를 들어, 적층 프로세스에서의 오정렬로 인한 행들과 열들 간의 면내 변위)을 보상하는 것이 가능할 수 있다.

일부 구현들에서, 교정 루틴은 센서의 수명 동안 한 번만 발생한다. 즉, 센서에 대한 기준선 값들을 결정하기 위해 (통상적으로 센서가 최초로 제조될 때) 단일 교정 루틴이 구현되며, 이어서 결정된 기준선 값들은 센서의 수명 전반에서 정상 동작 동안 센서에 의한 후속 액세스를 위해 저장된다.

다른 구현들에서, 교정 루틴은 센서의 정상 동작 동안 때때로 반복될 수 있으며, 이어서 저장된 기준선 값들은 후속 교정 루틴들 동안 행해진 측정들에 기초하여 주기적으로 갱신될 수 있다. 센서의 정상 동작 동안 교정 루틴을 주기적으로 반복함으로써, 정적 측정 변화 및 시변 영향들(예로서, 온도 계수 및 전자 컴포넌트들의 노화로 인한 측정 에러)을 보상하는 것이 가능할 수 있다.

특히, 교정 루틴이 센서의 정상 동작 동안 때때로 반복되는 경우, 교정 측정들이 행해지는 동안에 터치가 존재하지 않는 것을 보증하는 것은 어려울 수 있다. 그러나, 휴리스틱(heuristic) 방법들을 이용하여, (예를 들어, 잡음으로 인해 예상되는 것보다 큰 측정 용량의 변화를 찾음으로써) 사용자가 터치 센서를 터치하고 있는지를 결정할 수 있으며, 이어서 시스템이 사용자가 센서를 터치하고 있지 않은 것으로 추정할 때만 기준선 용량 측정들이 행해질 수 있다. 추가로 또는 대안으로서, 기준선 용량 측정들은 사용자가 센서를 터치하고 있는지에 관계없이 행해질 수 있으며, 측정된 기준선 용량들은 존재할 수 있는 임의의 터치들의 영향에 대해 후속 수정될 수 있다. 예를 들어, 시스템은 오랜 기간 동안 기준선 용량보다 큰 측정 용량을 갖는 행렬 내의 포인트들(예로서, 행-열 교점들)을 찾을 수 있다. 터치가 용량의 감소를 유발하는 시스템에서, 그러한 포인트는 부정확한 기준선에 대응할 가능성이 있는데, 이는 통상적인 동작에서 관찰되는 어떠한 실제 영향도 그러한 용량 증가에 대응하지 않기 때문이다. 이러한 방식으로 행렬 내의 하나 이상의 포인트에 대한 부정확한 기준선을 검출한 후, 시스템은 예를 들어 검출된 부정확한 기준선 값들에 대응하는 행렬 내의 포인트들에 대해 교정 측정들을 선택적으로 반복하여 새로운 기준선 값들을 결정할 수 있다.

도 7은 주기적인 잡음 소스가 디스플레이 디바이스(735)인 터치 센서 시스템(100)의 일 구현(700)의 도면이다. 디스플레이 디바이스는 예를 들어 LCD 또는 OLED 또는 플라즈마 디스플레이일 수 있다. 도 6에서, 용량 센서 제어기(130)는 디스플레이 디바이스(735)로부터 명백한 동기화 신호를 수신하는 것으로 도시된다. 그러한 신호가 이용 가능한 경우, 이것은 바람직할 수 있지만, 그렇지 않은 경우에 제어기(130)는 대신에 검출기들(120)을 이용하여 들어오는 잡음의 위상을 측정하고, 전압 구동기들(110)에 지시하여, 들어오는 잡음의 검출된 위상에 대해 고정된 위상을 갖는 여기 전압들을 인가하게 할 수 있다.

일반적으로 잡음의 위상에 대한 여기 전압들의 위상의 선택은 대응하는 위상차가 시간상 실질적으로 일정하게 유지되는 한은 임의적일 수 있다. 그러나, 소정의 잡음 타입들의 경우, 일부 위상들이 다른 위상들보다 바람직할 수 있다. 예를 들어, 잡음이 주기적이지만 본질적으로 충격적인 경우, 잡음 주파수에 가까운 여기 주파수를 의도적으로 선택하고, 원하는 여기 신호의 피크들 가까이서 충격들이 발생하지 않도록 위상들을 정렬하는 것이 바람직할 수 있다. 이어서, 피크 검출기의 출력은 그의 진폭이 경시적으로 변하는 경우에도 거의 완전히 잡음에 둔감해질 수 있다.

도 8은 잡음이 주기적이고 본질적으로 충격적이며, 여기 전압의 위상차들이 잡음의 영향을 최소화하도록 선택될 때의 피크 검출기 회로(320)에 대한 입력 전압 Vin 및 대응하는 출력 전압 Vout을 나타내는 그래프(800)를 도시한다. 그래프(800)에 도시된 바와 같이, 잡음은 신호 Vin의 음의 극단에 가까운 곳에서만 결과적인 신호 Vin에 영향을 미치는 것으로 관찰되며, 피크 검출기 회로(320)는 음의 극단에 응답한다. 따라서, 측정은 그러한 잡음에 둔감할 수 있다.

따라서, 여기 신호가 잡음에 위상 동기화될 때, 직접 대역 내인(즉, 주파수에 있어서 극히 가까운) 잡음조차도 일정한 오프셋만을 제공할 수 있으며, 이는 통상의 방식으로 교정될 수 있다. 각각의 센서 프레임 동안 동일하게 발생하도록 주기성을 갖는 임의의 잡음 소스가 그 잡음의 다른 특성에 관계없이 이러한 기술들에 의해 제거될 수 있다.

잡음에 대한 여기 신호의 위상은 임의적일 수 있으므로, 여기 신호와 잡음 신호 간의 위상차가 시간상 일정하게 유지되는 경우, 측정마다 위상 관계가 재설정될 필요가 없다. 예를 들어, 잡음이 LCD의 단일 프레임에 걸쳐 정확히 주기적인 경우, LCD의 수직 동기화(VSYNC, 프레임 동기화) 신호를 이용하여, LCD의 프레임에 대해 동일한 위상에서 항상 터치 센서의 측정들의 시퀀스를 시작하는 것으로 충분하다. 터치 센서의 프레임 동안 행해지는 상이한 측정들은 예를 들어 라인 동기 잡음에 대해 상이한 위상들에서 발생할 수 있지만, 라인 동기 잡음과 여기 신호 간의 위상차가 각각의 센서 프레임 동안 동일한 한은 여전히 잡음이 제거될 수 있다.

그러한 경우, 터치 센서는 LCD의 프레임 레이트와 동일한 레이트로 또는 그의 소정의 정수 약수로 동작할 수 있다. 터치 센서를 LCD의 프레임 레이트보다 높은 프레임 레이트로 동작시키는 것이 필요한 경우, (그러한 일정한 오프셋을 감산하는 목적을 위한) 다수의 기준선 값이 유지될 수 있다.

도 9는 LCD(또는 더 일반적으로 디스플레이 디바이스) 프레임 레이트의 2배와 동일한 센서 프레임 레이트를 나타내는 도면(900)을 도시한다. 예를 들어, LCD는 60 Hz로 동작할 수 있으며, 터치 센서는 120 Hz로 동작할 수 있다. 게다가, 터치 센서 프레임들의 절반(즉, 프레임 0a, 1a, 2a 등)은 LCD 프레임들(즉, LCD 프레임 0, 1, 2 등)과 동시에 시작된다. 따라서, 이러한 센서 프레임들은 LCD에 위상 동기화되며, 따라서 잡음은 일정한 오프셋만을 유발할 것이다. 센서 프레임들의 나머지 절반(즉, 프레임 0b, 1b, 2b 등)은 LCD 프레임들을 통해 중간에서 시작되어 빈 공간들을 채울 수 있다. 이러한 센서 프레임들은 다시 위상 동기화되며, 잡음은 다시 일정한 오프셋으로만 나타날 것이다. 그러나, 센서 프레임들의 제1 세트(즉, 프레임 0a, 1a, 2a 등)에 대해 사용되는 일정한 오프셋은 센서 프레임들의 제2 세트(즉, 프레임 0b, 1b, 2b 등)에 대해 사용되는 일정한 오프셋과 다를 수 있으며, 따라서 시스템(100)은 2개의 별개의 기준선, 즉 센서 프레임들의 각각의 세트에 대한 기준선(즉, 오프셋 (a)를 포함하는 하나의 기준선 및 오프셋 (b)를 포함하는 하나의 기준선 각각)을 유지하여, 각각의 센서 프레임에 대해 정확한 일정한 오프셋이 감산되는 것을 보증한다. 이러한 기술은 정수배와 동일한 다수의 상이한 일정한 오프셋(따라서, 대응하는 수의 상이한 기준선)을 유지함으로써 LCD 프레임 레이트의 임의의 정수배와 동일한 센서 프레임 레이트로 확장될 수 있다. 소정 간격에 걸쳐 주기적인 신호가 그 간격의 임의의 정수배에 걸쳐서도 주기적인 것을 관찰함으로써, 이러한 기술은 LCD 프레임 레이트의 임의의 유리 배수로 확장될 수 있다.

구체적으로, 시스템의 센서 프레임 레이트가 LCD 프레임 레이트의 유리 배수로 설정되는 경우, 센서 프레임 레이트 대 LCD 프레임 레이트의 비율은 x:y로 표현될 수 있으며, x 및 y는 정수들이다. x 및 y가 정수 공약수를 갖지 않는 것으로 가정하면, 시스템에 의해 저장된 기준선들의 수는 정수 x와 동일할 것이다. 즉, 행렬 내의 주어진 포인트에 대해 시스템에 의해 저장된 기준선 값들의 수는 정수 x와 동일할 것이다. 예를 들어, 센서 프레임 레이트 대 LCD 프레임 레이트(또는 더 일반적으로 디스플레이 디바이스 프레임 레이트)의 비율이 1: 4인 경우, 행렬 내의 주어진 포인트에 대해 터치 센서에 의해 하나의 기준선 값만이 저장되며, 각각의 센서 프레임 동안 그 포인트에서 터치들을 결정하는 데 사용된다. 이와 달리, 센서 프레임 레이트 대 LCD 프레임 레이트의 비율이 3:7인 경우, 행렬 내의 주어진 포인트에 대해 터치 센서에 의해 3개의 기준선이 저장되며, 이어서 각각의 센서 프레임 동안 그 포인트에서 터치들을 결정하기 위해 다수의 상이한(예를 들어, 순차적인) 센서 프레임 동안 사용된다.

특히, 시스템에 의해 저장된 기준선들의 수는 x 및 y가 정수 공약수들을 갖는 경우에도 정수 x와 동일할 수 있다. 그러나, 그러한 시스템은 일반적으로 최적이 아닌데, 이는 기준선들 중 일부가 사본들이기 때문이다. 예를 들어, 센서 프레임 레이트 대 LCD 프레임 레이트의 비율이 2:8인 경우, 행렬 내의 주어진 포인트에 대해 터치 센서에 의해 2개의 기준선 값이 저장될 수 있으며, 터치 센서는 2개의 기준선 값을 이용하여 정확히 동작할 수 있다. 그러나, 2개의 기준선 값은 서로의 사본일 것이며, 따라서 실제 시스템에서의 그들의 개별적인 저장 및 액세스는 불필요할 수 있다.

일부 구현들에서, 기준선 값들은 터치 센서의 행렬 내의 각각의 포인트에 대해 전술한 바와 같이 결정되고 저장된다. 다른 구현들에서, 기준선 값들은 행렬 내의 각각의 포인트가 아니라 행렬 내의 포인트들의 서브세트에 대해 전술한 바와 같이 결정되고 저장된다.

본 발명의 설명된 구현들 및 동작들 중 일부는 디지털 전자 회로에서 또는 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어, 또는 본 명세서에 개시된 구조들 및 이들의 구조적 균등물들을 포함하는 하드웨어에서, 또는 이들 중 하나 이상의 조합들에서 구현될 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 본 발명의 구현들은 데이터 처리 장치에 의한 실행을 위해 또는 데이터 처리 장치의 동작을 제어하기 위해 컴퓨터 저장 매체 상에 인코딩되는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램, 즉 컴퓨터 프로그램 명령어들의 하나 이상의 모듈로서 구현될 수 있다. 대안으로서 또는 추가로, 프로그램 명령어들은 데이터 처리 장치에 의한 실행을 위해 적절한 수신기 장치로 전송할 정보를 인코딩하기 위해 생성되는, 인공적으로 생성되는 전파 신호, 예를 들어 기계에 의해 생성되는 전기, 광 또는 전자기 신호 상에 인코딩될 수 있다. 데이터 처리 장치는 센서를 포함할 수 있거나, 센서의 일부일 수 있거나, 센서를 갖는 시스템의 일부일 수 있거나, 시스템 및/또는 센서 내에 통합될 수 있거나, 수신기들, 송신기들, 컴포넌트들 및/또는 센서 또는 수신기들 및/또는 송신기들과 관련된 논리의 일부일 수 있거나, 이들의 임의 조합일 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독 가능 저장 디바이스, 컴퓨터 판독 가능 저장 기판, 랜덤 또는 직렬 액세스 메모리 어레이 또는 디바이스, 또는 이들 중 하나 이상의 조합일 수 있거나, 이들 내에 포함될 수 있다. 더욱이, 컴퓨터 저장 매체는 전파 신호가 아니지만, 컴퓨터 저장 매체는 인공적으로 생성되는 전파 신호 내에 인코딩되는 컴퓨터 프로그램 명령어들의 소스 또는 목적지일 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 또한 하나 이상의 개별적인 물리 컴포넌트 또는 매체(예로서, 다수의 CD, 디스크 또는 다른 저장 디바이스)이거나 그에 포함될 수 있다.

본 명세서에서 설명되는 동작들은 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 저장 디바이스에 저장되거나 다른 소스들로부터 수신된 데이터에 대해 데이터 처리 가기에 의해 수행되는 동작들로서 구현될 수 있다.

데이터를 처리하기 위한 다양한 장치들, 디바이스들 및 기계들은 예를 들어 프로그래머블 프로세서, 컴퓨터, 시스템 온 칩 또는 이들의 다수 또는 이들의 조합을 포함하는 "데이터 처리 장치"로서 사용될 수 있다. 장치는 특수 목적 논리 회로, 예로서 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA) 또는 주문형 집적 회로(ASIC)를 포함할 수 있다. 장치는 또한, 하드웨어에 더하여, 관련 컴퓨터 프로그램에 대한 실행 환경을 생성하는 코드, 예를 들어 프로세서 펌웨어, 프로토콜 스택, 데이터베이스 관리 시스템, 운영 체제, 크로스-플랫폼 실행 시간 환경, 가상 기계 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 구성하는 코드를 포함할 수 있다. 장치 및 실행 환경은 웹 서비스, 분산 컴퓨팅 및 그리드 컴퓨팅 기반구조들과 같은 다양한 상이한 컴퓨팅 모델 기반구조들을 실현할 수 있다.

(프로그램, 소프트웨어, 소프트웨어 애플리케이션, 스크립트 또는 코드로도 알려진) 컴퓨터 프로그램은 컴파일 또는 해석 언어들, 선언 또는 절차 언어들을 포함하는 임의 형태의 프로그래밍 언어로 작성될 수 있으며, 독립 프로그램 또는 컴퓨팅 환경에서 사용하기에 적합한 모듈, 컴포넌트, 서브루틴, 객체 또는 기타 유닛을 포함하는 임의의 형태로 배치될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 파일 시스템 내의 파일에 대응할 수 있지만, 꼭 그럴 필요는 없다. 프로그램은 다른 프로그램들 또는 데이터를 유지하는 파일의 일부 내에(예로서, 마크업 언어 문서 내에 저장되는 하나 이상의 스크립트), 관련 프로그램 전용의 단일 파일 내에 또는 다수의 통합 파일(예로서, 하나 이상의 모듈, 서브프로그램 또는 코드 부분을 저장하는 파일들) 내에 저장될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 한 장소에 배치되거나, 다수의 장소에 분산되어 통신 네트워크에 의해 상호접속된 하나의 컴퓨터 또는 다수의 컴퓨터 상에서 실행되도록 배치될 수 있다.

본 명세서에서 설명되는 프로세스들 및 논리 흐름들은 입력 데이터에 작용하여 출력을 생성함으로써 액션들을 수행하기 위해 하나 이상의 컴퓨터 프로그램을 실행하는 하나 이상의 프로그래머블 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 프로세스들 및 논리 흐름들은 또한 특수 목적 논리 회로, 예를 들어 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA) 또는 주문형 집적 회로(ASIC)에 의해 수행될 수 있으며, 장치 또한 이들로서 구현될 수 있다.

컴퓨터 프로그램의 실행에 적합한 프로세서들은 예를 들어 범용 및 특수 목적 마이크로프로세서들, 및 임의의 종류의 디지털 컴퓨터의 임의의 하나 이상의 프로세서를 포함한다. 일반적으로, 프로세서는 판독 전용 메모리 또는 랜덤 액세스 메모리 또는 이들 양자로부터 명령어들 및 데이터를 수신할 것이다. 컴퓨터의 필수 요소들은 명령어들에 따라 액션들을 수행하기 위한 프로세서 및 명령어들 및 데이터를 저장하기 위한 하나 이상의 메모리 디바이스이다. 일반적으로, 컴퓨터는 또한 데이터를 저장하기 위한 하나 이상의 대용량 저장 디바이스, 예를 들어 자기, 광자기 디스크들 또는 광 디스크들을 포함하거나, 이들로부터 데이터를 수신하거나 이들로 데이터를 전송하거나 이들 양자를 위해 기능적으로 결합될 것이다. 그러나, 컴퓨터는 그러한 디바이스들을 구비할 필요는 없다. 더욱이, 컴퓨터는 다른 디바이스, 몇 가지 예로서 이동 전화, 개인 휴대 단말기(PDA), 이동 오디오 또는 비디오 플레이어, 게임 콘솔 또는 휴대용 저장 디바이스(예로서, 유니버설 직렬 버스(USB) 플래시 드라이브) 내에 내장될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 명령어들 및 데이터를 저장하는 데 적합한 디바이스들은 예를 들어 반도체 메모리 디바이스들, 예를 들어 EPROM, EEPROM 및 플래시 메모리 디바이스; 자기 디스크들, 예를 들어 내장형 하드 디스크 또는 이동식 디스크; 광자기 디스크들; 및 CD-ROM 및 DVD-ROM 디스크들을 포함하는 모든 형태의 비휘발성 메모리, 매체 및 메모리 디바이스들을 포함한다. 프로세서 및 메모리는 특수 목적 논리 회로에 의해 보완되거나 그 안에 통합될 수 있다.

사용자와의 상호작용을 제공하기 위하여, 본 명세서에서 설명되는 본 발명의 구현들은 사용자에게 정보를 표시하기 위한 디스플레이 디바이스, 예를 들어 음극선관(CRT) 또는 액정 디스플레이(LCD) 모니터, 사용자가 컴퓨터에 입력을 제공할 수 있게 하는 키보드 및 포인팅 디바이스, 예를 들어 마우스 또는 트랙볼을 구비하는 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 사용자와의 상호작용을 제공하기 위해 다른 종류의 디바이스들도 사용될 수 있으며, 예를 들어 사용자에게 제공되는 피드백은 임의 형태의 감각 피드백, 예를 들어 시각 피드백, 청각 피드백 또는 촉각 피드백일 수 있고, 사용자로부터의 입력은 음향, 음성 또는 촉각 입력을 포함하는 임의의 형태로 수신될 수 있다. 예를 들어 사람 손가락이 터치 스크린과 상호작용하여 소정 양의 스크린 가용 공간에 영향을 미칠 수 있다. 게다가, 컴퓨터는 사용자에 의해 사용되는 디바이스로 문서들을 전송하고 그로부터 문서들을 수신함으로써; 예를 들어 웹 브라우저로부터 수신된 요청들에 응답하여 웹 페이지들을 사용자의 클라이언트 디바이스 상의 웹 브라우저로 전송함으로써 사용자와 상호작용할 수 있다.

본 명세서는 많은 특정 구현 상세를 포함하지만, 이들은 임의의 발명들 또는 청구될 수 있는 발명의 범위에 대한 한정으로서 해석되는 것이 아니라, 특정 발명들의 특정 구현들에 고유한 특징들의 설명들로서 해석되어야 한다. 개별 구현들과 관련하여 본 명세서에서 설명되는 소정의 특징들은 단일 구현에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 구현과 관련하여 설명되는 다양한 특징들은 다수의 구현에서 개별적으로 또는 임의의 적절한 하위 조합으로 구현될 수도 있다. 더욱이, 위에서 특징들은 소정 조합들로 작용하는 것으로 그리고 심지어는 처음에 그 자체로 청구되는 것으로 설명될 수 있지만, 일부 예들에서는 청구되는 조합으로부터의 하나 이상의 특징이 조합으로부터 삭제될 수 있으며, 청구되는 조합은 하위 조합 또는 하위 조합의 변형과 관련될 수 있다.

유사하게, 도면들에 동작들이 특정 순서로 도시되지만, 이것은 그러한 동작들이 도시된 특정 순서로 또는 순차적으로 수행되는 것이 필요하거나, 원하는 결과들을 달성하기 위해 모든 도시된 동작들이 수행되는 것이 필요한 것으로 이해되지 않아야 한다. 소정 상황들에서는, 다중 작업 및 병렬 처리가 유리할 수 있다. 더욱이, 전술한 구현들 내의 다양한 시스템 컴포넌트들의 분리는 모든 구현들에서 그러한 분리를 필요로 하는 것으로 이해되지 않아야 하며, 설명된 프로그램 컴포넌트들 및 시스템들은 일반적으로 단일 소프트웨어 제품 내에 함께 통합되거나 다수의 소프트웨어 제품 내에 패키징될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

이상과 같이, 본 발명의 특정 구현들이 설명되었다. 아래 청구범위의 범위 내에는 다른 구현들이 있다. 일부 예들에서, 청구범위에 기재된 액션들은 상이한 순서로 구현될 수 있으며, 여전히 원하는 결과들을 달성할 수 있다. 게다가, 첨부 도면들에 도시된 프로세스들은 원하는 결과들을 달성하기 위해 반드시 도시된 특정 순서 또는 순차적인 순서를 필요로 하지는 않는다. 소정 구현들에서, 다중 작업 및 병렬 처리가 유용할 수 있다.

Claims

용량성 터치 센서에서 잡음 없는 신호(cleaned signal)를 제공하기 위한 방법- 상기 용량성 터치 센서는 도체의 제1 어레이 및 도체의 제2 어레이를 포함하고, 상기 제1 어레이 내의 상기 도체는 실질적으로 서로 평행하게 배열되고, 상기 제2 어레이 내의 상기 도체는 실질적으로 서로 평행하게 배열되며, 상기 제1 어레이 내의 상기 도체는 상기 제2 어레이 내의 상기 도체와 실질적으로 수직으로 배치되어 행렬을 형성함 -으로서,
상기 용량성 터치 센서의 입력 상에서 주기적인 잡음의 위상을 결정하는 단계,
상기 주기적인 잡음의 상기 결정된 위상에 동기화된(locked) 위상을 갖는 주기적인 여기 신호를 생성하는 단계,
상기 제1 어레이 내의 여기된 도체에 상기 주기적인 여기 신호를 인가하는 단계,
상기 여기 신호가 인가되는 동안, 상기 제2 어레이 내의 응답 도체 상에서 응답 신호를 검출하고, 상기 검출된 응답 신호에 기초하여 상기 여기된 도체와 상기 응답 도체 간의 측정된 용량을 나타내는 값을 생성하는 단계,
임계치에 액세스하는 단계,
상기 값과 상기 임계치 간의 차에 기초하여 상기 응답 신호가 터치에 대응하는지를 판정하는 단계, 및
상기 응답 신호가 터치에 대응하는지에 대한 상기 판정의 결과를 반영하는 신호를 생성하는 단계를 포함하는
방법.
제1항에 있어서,
상기 응답 신호가 터치에 대응하는지를 판정하는 단계는 입력 메커니즘이 상기 행렬에 대한 그의 근접으로 인해 상기 여기된 도체와 상기 응답 도체 간에 용량 변화를 줄 정도로 상기 입력 메커니즘이 상기 행렬에 물리적으로 근접하는 것에 상기 응답 신호가 대응하는지를 판정하는 단계를 포함하는
방법.
제2항에 있어서,
상기 응답 신호가 터치에 대응하는지를 판정하는 단계는 상기 여기된 도체와 상기 응답 도체 간의 용량 변화가 발생할 정도로 입력 메커니즘이 상기 행렬과 직접 물리적으로 접촉하는 것에 상기 응답 신호가 대응하는지를 판정하는 단계를 포함하는
방법.
제1항에 있어서,
상기 주기적인 잡음의 상기 결정된 위상에 동기화된 위상을 갖는 주기적인 여기 신호를 생성하는 단계는 생성되는 주기적인 여기 신호와 상기 주기적인 잡음 간의 위상차가 시간상 일정하게 유지되도록 상기 주기적인 여기 신호를 생성하는 단계를 포함하는
방법.
제1항에 있어서,
상기 임계치는 상기 용량성 터치 센서의 교정(calibration) 동안 결정되며, 상기 응답 신호에 대한 상기 주기적인 잡음의 영향을 반영하는 일정한 오프셋을 포함하는
방법.
제5항에 있어서,
상기 임계치를 결정하기 위해 상기 터치 센서를 교정하는 단계를 더 포함하는
방법.
제1항에 있어서,
상기 제2 어레이 내의 응답 도체 상에서 응답 신호를 검출하는 단계는 결정론적이며(deterministic) 센서 프레임들에 걸쳐 어떠한 상태도 유지하지 않는 검출기를 이용하여 상기 응답 신호를 검출하는 단계를 포함하는
방법.
제7항에 있어서,
상기 검출된 응답 신호에 기초하여 상기 여기된 도체와 상기 응답 도체 간의 측정된 용량을 나타내는 값을 생성하는 단계는
상기 검출기가 상기 응답 신호에 기초하여 검출기 신호를 생성하는 단계, 및
상기 여기된 도체와 상기 응답 도체 간의 측정된 용량을 나타내는 상기 값에 도달하도록 상기 검출기 신호를 샘플링하는 단계를 포함하는
방법.
제8항에 있어서,
주파수 선택 필터를 이용하여 상기 응답 신호로부터 잡음을 필터링하는 단계와,
그후 상기 검출기 신호를 생성하기 위해 상기 필터링된 응답 신호를 상기 검출기에 제공하는 단계를 더 포함하는
방법.
제9항에 있어서,
상기 주파수 선택 필터를 이용하여 잡음을 필터링하는 단계는 상기 주파수 선택 필터를 이용하여 상기 주기적인 여기 신호의 주파수보다 낮은 주파수를 갖는 잡음을 필터링하는 단계를 포함하는
방법.
제9항에 있어서,
상기 주파수 선택 필터를 이용하여 잡음을 필터링하는 단계는 상기 주파수 선택 필터를 이용하여 상기 주기적인 여기 신호의 주파수보다 높은 주파수를 갖는 잡음을 필터링하는 단계를 포함하는
방법.
제8항에 있어서,
상기 검출기는 상기 응답 신호의 피크를 검출하는 피크 검출기 회로를 포함하며,
상기 검출기 신호를 생성하는 단계는 상기 피크 검출기 회로가 상기 응답 신호의 상기 피크를 반영하는 신호를 생성하는 단계를 포함하는
방법.
제8항에 있어서,
상기 검출기는 상기 응답 신호와 예상 응답 신호 간의 상관성을 계산하는 상관성 검출기 회로를 포함하며,
상기 검출기 신호를 생성하는 단계는 상기 상관성 검출기 회로가 상기 응답 신호와 상기 예상 응답 신호 간의 상기 상관성을 반영하는 신호를 생성하는 단계를 포함하는
방법.
제8항에 있어서,
상기 여기 신호는 전압이고 상기 응답 신호는 전류이며,
상기 검출기는 상기 전류 응답 신호를 전류, 전압, 디지털 코드 또는 다른 양으로 변환하는 증폭기를 더 포함하며,
상기 응답 신호에 기초하여 상기 검출기 신호를 생성하는 단계는
상기 증폭기에 의해 상기 전류 응답 신호를 전류, 전압, 디지털 코드 또는 다른 양으로 변환하는 단계, 및
상기 검출기가 경시적으로 상기 전류, 상기 전압, 상기 디지털 코드 또는 상기 다른 양을 검출함으로써 상기 검출기 신호를 생성하는 단계를 포함하는
방법.
제14항에 있어서,
상기 증폭기는 상기 전류 응답 신호를 상기 검출기에 의해 경시적으로 검출되는 전압으로 변환하도록 구성되는 트랜스임피던스 증폭기인
방법.
제8항에 있어서,
상기 여기된 도체와 상기 응답 도체 간의 측정된 용량을 나타내는 상기 값에 도달하도록 상기 검출기 신호를 샘플링하는 단계는 센서 프레임의 측정 주기 동안 상기 검출기 신호를 샘플링하는 단계를 포함하고,
상기 검출기 신호의 샘플은 다수의 센서 프레임의 각각의 측정 주기 동안 동일 시점에 취해지며,
상기 다수의 센서 프레임 각각의 상기 측정 주기는 상기 주기적인 여기 신호와 위상이 같으며, 따라서 상기 검출기 신호의 상기 샘플은 각각의 센서 프레임 동안 상기 주기적인 여기 신호의 동일 위상에서 취해지는
방법.
제1항에 있어서,
상기 터치 센서는 디스플레이 디바이스에 대해 배치되며, 상기 디스플레이 디바이스로부터 커플링되는 잡음은 상기 디스플레이 디바이스의 라인-스캔 주파수 또는 프레임 주파수에 걸쳐 주기적이고,
상기 주기적인 잡음의 상기 위상을 결정하는 단계는
상기 디스플레이 디바이스로부터 동기화 신호를 수신하는 단계, 및
상기 동기화 신호에 기초하여 상기 주기적인 잡음의 상기 위상을 결정하는 단계를 포함하며,
상기 주기적인 여기 신호를 생성하는 단계는 상기 동기화 신호를 이용하여 상기 생성되는 주기적인 여기 신호의 위상을 상기 주기적인 잡음의 상기 위상에 동기화시키는 단계를 포함하는
방법.
제17항에 있어서,
상기 동기화 신호는 상기 디스플레이 디바이스의 라인 동기화 신호 또는 프레임 동기화 신호인
방법.
제17항에 있어서,
상기 디스플레이 디바이스는 액정 디스플레이 디바이스, OLED 디스플레이 디바이스 또는 플라즈마 디스플레이 디바이스를 포함하는
방법.
제1항에 있어서,
상기 센서의 교정 루틴 동안 상기 임계치를 결정하는 단계, 및
상기 임계치를 데이터 저장소에 저장하는 단계를 더 포함하고,
상기 임계치에 액세스하는 단계는 상기 데이터 저장소로부터 상기 임계치에 액세스하는 단계를 포함하는
방법.
제20항에 있어서,
상기 임계치가 결정되는 상기 교정 루틴은 상기 센서가 제조될 때 수행되는
방법.
제20항에 있어서,
상기 임계치가 결정되는 상기 교정 루틴은 상기 센서의 수명 동안 한 번만 수행되는
방법.
디스플레이 디바이스에 대해 배치된 용량성 터치 센서를 갖는 용량성 터치 스크린 디스플레이에서 잡음 없는 신호를 제공하기 위한 방법- 상기 용량성 터치 센서는 도체들의 제1 어레이 및 도체들의 제2 어레이를 포함하고, 상기 제1 어레이 내의 상기 도체들은 실질적으로 서로 평행하게 배열되고, 상기 제2 어레이 내의 상기 도체들은 실질적으로 서로 평행하게 배열되며, 상기 제1 어레이 내의 상기 도체들은 상기 제2 어레이 내의 상기 도체들과 실질적으로 수직으로 배치되어 행렬을 형성함 -으로서,
상기 디스플레이 디바이스로부터 동기화 신호를 수신하는 단계,
상기 디스플레이 디바이스의 프레임 레이트의 유리 배수(rational multiple)와 동일한 센서 프레임 레이트를 갖도록 상기 터치 센서를 구성하는 단계,
상기 동기화 신호에 기초하여 상기 디스플레이 디바이스에 의해 생성되는 주기적인 잡음의 위상을 결정하는 단계,
상기 터치 센서의 제1 센서 프레임 동안, 상기 주기적인 잡음의 상기 결정된 위상에 동기화된 위상을 갖는 제1의 주기적인 여기 신호를 생성하며, 상기 제1의 주기적인 여기 신호를 상기 제1 어레이 내의 여기된 도체에 인가하는 단계,
상기 제1 센서 프레임 동안 상기 제1 여기 신호가 인가되는 동안에, 상기 제2 어레이 내의 응답 도체 상에서 제1 응답 신호를 검출하되 상기 응답 도체는 상기 여기된 도체에 용량적으로 결합되며, 상기 검출된 제1 응답 신호에 기초하여 상기 여기된 도체와 상기 응답 도체 간의 측정된 용량을 나타내는 제1 값을 생성하는 단계,
제1 임계치에 액세스하는 단계,
상기 제1 값과 상기 제1 임계치 간의 차에 기초하여 상기 제1 응답 신호가 터치에 대응하는지를 판정하는 단계, 및
상기 제1 응답 신호가 터치에 대응하는지에 대한 판정의 결과들을 반영하는 신호를 생성하는 단계를 포함하는
방법.
제23항에 있어서,
상기 동기화 신호는 상기 디스플레이 디바이스의 라인 동기화 신호 또는 프레임 동기화 신호인
방법.
제23항에 있어서,
상기 디스플레이 디바이스는 액정 디스플레이 디바이스, OLED 디스플레이 디바이스 또는 플라즈마 디스플레이 디바이스를 포함하는
방법.
제23항에 있어서,
상기 검출된 제1 응답 신호에 기초하여 상기 여기된 도체와 상기 응답 도체 간의 측정된 용량을 나타내는 제1 값을 생성하는 단계는
상기 제1 응답 신호에 기초하여 제1 검출기 신호를 생성하는 단계, 및
상기 여기된 도체와 상기 응답 도체 간의 측정된 용량을 나타내는 제1 값에 도달하도록 상기 제1 검출기 신호를 샘플링하는 단계를 포함하는
방법.
제23항에 있어서,
상기 센서의 교정 루틴 동안 상기 제1 임계치를 결정하는 단계, 및
상기 제1 임계치를 데이터 저장소에 저장하는 단계를 더 포함하며,
상기 제1 임계치에 액세스하는 단계는 상기 데이터 저장소로부터 상기 제1 임계치에 액세스하는 단계를 포함하는
방법.
제27항에 있어서,
상기 제1 임계치가 결정되는 상기 교정 루틴은 상기 센서가 제조될 때 수행되는
방법.
제27항에 있어서,
상기 제1 임계치가 결정되는 상기 교정 루틴은 상기 센서의 수명 동안 한 번만 수행되는
방법.
제23항에 있어서,
상기 디스플레이 디바이스의 상기 프레임 레이트의 유리 배수와 동일한 센서 프레임 레이트를 갖도록 상기 터치 센서를 구성하는 단계는 x:y와 동일한 상기 센서 프레임 레이트 대 상기 디스플레이 디바이스의 상기 프레임 레이트의 비율을 갖도록 상기 터치 센서를 구성하는 단계- x 및 y는 정수들이고, x는 1보다 큼 -를 포함하고, 상기 방법은
상기 제1 센서 프레임 후에 발생하는 상기 터치 센서의 제2 센서 프레임 동안, 상기 주기적인 잡음의 상기 결정된 위상에 동기화된 위상을 갖는 제2의 주기적인 여기 신호를 생성하며, 상기 제2의 주기적인 여기 신호를 상기 여기된 도체에 인가하는 단계,
상기 제2 센서 프레임 동안 상기 제2 여기 신호가 인가되는 동안에, 상기 응답 도체 상에서 제2 응답 신호를 검출하며, 상기 검출된 제2 응답 신호에 기초하여 상기 여기된 도체와 상기 응답 도체 간의 측정된 용량을 나타내는 제2 값을 생성하는 단계,
상기 제1 임계치와 다른 제2 임계치에 액세스하는 단계,
상기 제2 값과 상기 제2 임계치 간의 차에 기초하여 상기 제2 응답 신호가 터치에 대응하는지를 판정하는 단계, 및
상기 제2 응답 신호가 터치에 대응하는지에 대한 판정의 결과들을 반영하는 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는
방법.
제30항에 있어서,
상기 센서의 교정 루틴 동안 상기 제1 임계치 및 상기 제2 임계치를 결정하는 단계, 및
상기 제1 임계치 및 상기 제2 임계치를 데이터 저장소에 저장하는 단계를 더 포함하고,
상기 제1 임계치에 액세스하는 단계는 상기 데이터 저장소로부터 상기 제1 임계치에 액세스하는 단계를 포함하며,
상기 제2 임계치에 액세스하는 단계는 상기 데이터 저장소로부터 상기 제2 임계치에 액세스하는 단계를 포함하는
방법.
제31항에 있어서,
상기 제1 임계치 및 상기 제2 임계치가 결정되는 상기 교정 루틴은 상기 센서가 제조될 때 수행되는
방법.
제31항에 있어서,
상기 제1 임계치 및 상기 제2 임계치가 결정되는 상기 교정 루틴은 상기 센서의 수명 동안 한 번만 수행되는
방법.
제30항에 있어서,
상기 검출된 제2 응답 신호에 기초하여 상기 여기된 도체와 상기 응답 도체 간의 측정된 용량을 나타내는 제2 값을 생성하는 단계는
상기 제2 응답 신호에 기초하여 제2 검출기 신호를 생성하는 단계, 및
상기 여기된 도체와 상기 응답 도체 간의 측정된 용량을 나타내는 상기 제2 값에 도달하도록 상기 제2 검출기 신호를 샘플링하는 단계를 포함하는
방법.
디스플레이 디바이스에 대해 배치된 용량성 터치 센서를 갖는 용량성 터치 스크린 디스플레이에서 잡음 없는 신호를 제공하기 위한 방법- 상기 용량성 터치 센서는 도체들의 제1 어레이 및 도체들의 제2 어레이를 포함하고, 상기 제1 어레이 내의 상기 도체들은 실질적으로 서로 평행하게 배열되고, 상기 제2 어레이 내의 상기 도체들은 실질적으로 서로 평행하게 배열되고, 상기 제1 어레이 내의 상기 도체들은 상기 제2 어레이 내의 상기 도체들과 실질적으로 수직으로 배치되어 행렬을 형성함 -으로서,
상기 디스플레이 디바이스로부터 동기화 신호를 수신하는 단계,
x:y와 동일한 센서 프레임 레이트 대 상기 디스플레이 디바이스의 프레임 레이트의 비율을 갖도록 상기 터치 센서를 구성하는 단계- x 및 y는 정수들이고, x는 1보다 큼 -,
상기 동기화 신호에 기초하여 상기 디스플레이 디바이스에 의해 생성되는 주기적인 잡음의 위상을 결정하는 단계,
데이터 저장소 내에 x개의 임계치를 저장하는 단계- 상기 x개의 임계치 각각은 x개의 순차적인 센서 프레임 각각 동안 터치들을 결정하는 데 사용될 수 있음 -, 및
상기 x개의 순차적인 센서 프레임 중 각각의 제n 센서 프레임- n은 1부터 x까지의 정수 -동안:
상기 주기적인 잡음의 상기 결정된 위상에 동기화된 위상을 갖는 제n의 주기적인 여기 신호를 생성하고, 상기 제n의 주기적인 여기 신호를 상기 제1 어레이 내의 여기된 도체에 인가하는 단계,
상기 제n 센서 프레임 동안 상기 제n 여기 신호가 인가되는 동안에, 상기 제2 어레이 내의 응답 도체 상에서 제n 응답 신호를 검출하되, 상기 응답 도체는 상기 여기된 도체에 용량적으로 결합되며, 상기 검출된 제n 응답 신호에 기초하여 상기 여기된 도체와 상기 응답 도체 간의 측정된 용량을 나타내는 제n 값을 생성하는 단계,
상기 데이터 저장소로부터 제n 임계치에 액세스하는 단계,
상기 제n 값과 상기 제n 임계치 간의 차에 기초하여 상기 제n 응답 신호가 터치에 대응하는지를 판정하는 단계, 및
상기 제n 응답 신호가 터치에 대응하는지에 대한 판정의 결과들을 반영하는 신호를 생성하는 단계를 포함하는
방법.
제35항에 있어서,
상기 x개의 임계치 중 적어도 2개는 서로 상이한
방법.
제35항에 있어서,
상기 x개의 임계치 각각은 서로 상이한
방법.
제35항에 있어서,
상기 검출된 제n 응답 신호에 기초하여 상기 여기된 도체와 상기 응답 도체 간의 측정된 용량을 나타내는 제n 값을 생성하는 단계는
상기 제n 응답 신호에 기초하여 제n 검출기 신호를 생성하는 단계, 및
상기 여기된 도체와 상기 응답 도체 간의 측정된 용량을 나타내는 제n 값에 도달하도록 상기 제n 검출기 신호를 샘플링하는 단계를 포함하는
방법.
제35항에 있어서,
상기 센서의 교정 루틴 동안 상기 x개의 임계치를 결정하는 단계를 더 포함하는
방법.
제39항에 있어서,
상기 x개의 임계치가 결정되는 상기 교정 루틴은 상기 센서가 제조될 때 수행되는
방법.
제39항에 있어서,
상기 x개의 임계치가 결정되는 상기 교정 루틴은 상기 센서의 수명 동안 한 번만 수행되는
방법.
용량성 터치 센서에서 잡음 없는 신호를 제공하기 위한 시스템으로서,
도체들의 제1 어레이 및 도체들의 제2 어레이를 포함하되, 상기 제1 어레이 내의 상기 도체들은 실질적으로 서로 평행하게 배열되고, 상기 제2 어레이 내의 상기 도체들은 실질적으로 서로 평행하게 배열되며, 상기 제1 어레이 내의 상기 도체들은 상기 제2 어레이 내의 상기 도체들과 실질적으로 수직으로 배치되어 행렬을 형성하는 용량성 터치 센서, 및
하나 이상의 회로를 포함하며,
상기 하나 이상의 회로는
상기 용량성 터치 센서의 입력 상에서 주기적인 잡음의 위상을 결정하고,
상기 주기적인 잡음의 상기 결정된 위상에 동기화된 위상을 갖는 주기적인 여기 신호를 생성하고,
상기 제1 어레이 내의 여기된 도체에 상기 주기적인 여기 신호를 인가하고,
상기 여기 신호가 인가되는 동안, 상기 제2 어레이 내의 응답 도체 상에서 응답 신호를 검출하며, 상기 검출된 응답 신호에 기초하여 상기 여기된 도체와 상기 응답 도체 간의 측정된 용량을 나타내는 값을 생성하고,
임계치에 액세스하고,
상기 값과 상기 임계치 간의 차에 기초하여 상기 응답 신호가 터치에 대응하는지를 판정하며,
상기 응답 신호가 터치에 대응하는지에 대한 상기 판정의 결과들을 반영하는 신호를 생성하도록 구성되는
시스템.
제42항에 있어서,
상기 하나 이상의 회로가 상기 응답 신호가 터치에 대응하는지를 판정하도록 구성되는 것은 상기 하나 이상의 회로가 입력 메커니즘이 상기 행렬에 대한 그의 근접으로 인해 상기 여기된 도체와 상기 응답 도체 간의 용량 변화를 줄 정도로 상기 입력 메커니즘이 상기 행렬에 물리적으로 근접하는 것에 상기 응답 신호가 대응하는지를 판정하도록 구성되는 것을 포함하는
시스템.
제43항에 있어서,
상기 하나 이상의 회로가 상기 응답 신호가 터치에 대응하는지를 판정하도록 구성되는 것은 상기 하나 이상의 회로가 상기 여기된 도체와 상기 응답 도체 간의 용량 변화가 발생할 정도로 입력 메커니즘이 상기 행렬과 직접 물리적으로 접촉하는 것에 상기 응답 신호가 대응하는지를 판정하도록 구성되는 것을 포함하는
시스템.
제42항에 있어서,
상기 하나 이상의 회로가 상기 주기적인 잡음의 상기 결정된 위상에 동기화된 위상을 갖는 주기적인 여기 신호를 생성하도록 구성되는 것은 상기 하나 이상의 회로가 생성되는 주기적인 여기 신호와 상기 주기적인 잡음 간의 위상차가 시간상 일정하게 유지되도록 상기 주기적인 여기 신호를 생성하도록 구성되는 것을 포함하는
시스템.
제42항에 있어서,
상기 임계치는 상기 용량성 터치 센서의 교정 동안 결정되며, 상기 응답 신호에 대한 상기 주기적인 잡음의 영향을 반영하는 일정한 오프셋을 포함하는
시스템.
제46항에 있어서,
상기 하나 이상의 회로는 상기 임계치를 결정하기 위해 상기 터치 센서를 교정하도록 구성되는 프로세서를 포함하는
시스템.
제42항에 있어서,
상기 하나 이상의 회로가 상기 제2 어레이 내의 응답 도체 상에서 응답 신호를 검출하도록 구성되는 것은 상기 하나 이상의 회로가 상기 응답 신호를 검출하도록 구성되며, 결정론적이고 센서 프레임들에 걸쳐 어떠한 상태도 유지하지 않는 검출기 회로를 포함하는 것을 포함하는
시스템.
제48항에 있어서,
상기 하나 이상의 회로는 샘플러 회로를 포함하며, 상기 하나 이상의 회로가 상기 검출된 응답 신호에 기초하여, 상기 여기된 도체와 상기 응답 도체 간의 측정된 용량을 나타내는 값을 생성하도록 구성되는 것은
상기 검출기 회로가 상기 응답 신호에 기초하여 검출기 신호를 생성하도록 구성되는 것, 및
상기 샘플러 회로가 상기 여기된 도체와 상기 응답 도체 간의 측정된 용량을 나타내는 상기 값에 도달하도록 상기 검출기 신호를 샘플링하도록 구성되는 것을 포함하는
시스템.
제49항에 있어서,
상기 응답 신호로부터 잡음을 필터링한 후에, 상기 검출기 신호를 생성하기 위해 상기 필터링된 응답 신호를 상기 검출기 회로에 제공하도록 구성되는 주파수 선택 필터를 더 포함하는
시스템.
제50항에 있어서,
상기 주파수 선택 필터는 상기 주기적인 여기 신호의 주파수보다 낮은 주파수를 갖는 잡음을 필터링하도록 구성되는
시스템.
제50항에 있어서,
상기 주파수 선택 필터는 상기 주기적인 여기 신호의 주파수보다 높은 주파수를 갖는 잡음을 필터링하도록 구성되는
시스템.
제49항에 있어서,
상기 검출기 회로는 상기 응답 신호의 피크를 검출하는 피크 검출기 회로를 포함하며,
상기 검출기 회로가 상기 검출기 신호를 생성하도록 구성되는 것은 상기 피크 검출기 회로가 상기 응답 신호의 상기 피크를 반영하는 신호를 생성하도록 구성되는 것을 포함하는
시스템.
제49항에 있어서,
상기 검출기 회로는 상기 응답 신호와 예상 응답 신호 간의 상관성을 계산하는 상관성 검출기 회로를 포함하며,
상기 검출기 회로가 상기 검출기 신호를 생성하도록 구성되는 것은 상기 상관성 검출기 회로가 상기 응답 신호와 상기 예상 응답 신호 간의 상기 상관성을 반영하는 신호를 생성하도록 구성되는 것을 포함하는
시스템.
제49항에 있어서,
상기 여기 신호는 전압이고, 상기 응답 신호는 전류이며,
상기 검출기 회로는 상기 전류 응답 신호를 전류, 전압, 디지털 코드 또는 다른 양으로 변환하는 증폭기 회로를 더 포함하며,
상기 검출기 회로가 상기 응답 신호에 기초하여 상기 검출기 신호를 생성하도록 구성되는 것은
상기 증폭기 회로가 상기 전류 응답 신호를 전류, 전압, 디지털 코드 또는 다른 양으로 변환하도록 구성되는 것, 및
상기 검출기 회로가 경시적으로 상기 전류, 상기 전압, 상기 디지털 코드 또는 상기 다른 양을 검출함으로써 상기 검출기 신호를 생성하도록 구성되는 것을 포함하는
시스템.
제55항에 있어서,
상기 증폭기 회로는 상기 전류 응답 신호를 나중에 상기 검출기에 의해 경시적으로 검출되는 전압으로 변환하도록 구성되는 트랜스임피던스 증폭기인
시스템.
제49항에 있어서,
상기 샘플링 회로가 상기 여기된 도체와 상기 응답 도체 간의 측정된 용량을 나타내는 상기 값에 도달하도록 상기 검출기 신호를 샘플링하도록 구성되는 것은 상기 샘플러 회로가 센서 프레임의 측정 주기 동안 상기 검출기 신호를 샘플링하도록 구성되는 것을 포함하고,
상기 검출기 신호의 샘플은 다수의 센서 프레임의 각각의 측정 주기 동안 동일 시점에 상기 샘플링 회로에 의해 취해지며,
상기 다수의 센서 프레임 각각의 상기 측정 주기는 상기 주기적인 여기 신호와 위상이 같고, 따라서 상기 검출기 신호의 상기 샘플은 각각의 센서 프레임 동안 상기 주기적인 여기 신호의 동일 위상에서 상기 샘플러 회로에 의해 취해지는
시스템.
제42항에 있어서,
상기 터치 센서는 디스플레이 디바이스에 대해 배치되고, 상기 디스플레이 디바이스로부터 커플링되는 잡음은 상기 디스플레이 디바이스의 라인-스캔 주파수 또는 프레임 주파수에 걸쳐 주기적이고,
상기 하나 이상의 회로가 상기 주기적인 잡음의 상기 위상을 결정하도록 구성되는 것은
상기 하나 이상의 회로가 상기 디스플레이 디바이스로부터 동기화 신호를 수신하고,
상기 동기화 신호에 기초하여 상기 주기적인 잡음의 상기 위상을 결정하도록 구성되는 것을 포함하며,
상기 하나 이상의 회로가 상기 주기적인 여기 신호를 생성하도록 구성되는 것은 상기 하나 이상의 회로가 상기 동기화 신호를 이용하여 상기 생성되는 주기적인 여기 신호의 위상을 상기 주기적인 잡음의 상기 위상에 동기화시키도록 구성되는 것을 포함하는
시스템.
제58항에 있어서,
상기 동기화 신호는 상기 디스플레이 디바이스의 라인 동기화 신호 또는 프레임 동기화 신호인
시스템.
제58항에 있어서,
상기 디스플레이 디바이스는 액정 디스플레이 디바이스, OLED 디스플레이 디바이스 또는 플라즈마 디스플레이 디바이스를 포함하는
시스템.
제42항에 있어서,
데이터 저장소를 더 포함하고,
상기 하나 이상의 회로는
상기 센서의 교정 루틴 동안 상기 임계치를 결정하고,
상기 임계치를 상기 데이터 저장소에 저장하도록 더 구성되며,
상기 임계치에 액세스하는 것은 상기 데이터 저장소로부터 상기 임계치에 액세스하는 것을 포함하는
시스템.
제61항에 있어서,
상기 임계치가 결정되는 상기 교정 루틴은 상기 센서가 제조될 때 수행되는
시스템.
제61항에 있어서,
상기 임계치가 결정되는 상기 교정 루틴은 상기 센서의 수명 동안 한 번만 수행되는
시스템.
디스플레이 디바이스에 대해 배치된 용량성 터치 센서를 갖는 용량성 터치 스크린 디스플레이에서 잡음 없는 신호를 제공하기 위한 시스템으로서, 상기 시스템은
디스플레이 디바이스,
도체들의 제1 어레이 및 도체들의 제2 어레이를 포함하되, 상기 제1 어레이 내의 상기 도체들은 실질적으로 서로 평행하게 배열되고, 상기 제2 어레이 내의 상기 도체들은 실질적으로 서로 평행하게 배열되며, 상기 제1 어레이 내의 상기 도체들은 상기 제2 어레이 내의 상기 도체들과 실질적으로 수직으로 배치되어 행렬을 형성하는 용량성 터치 센서, 및
하나 이상의 회로를 포함하며,
상기 하나 이상의 회로는
상기 디스플레이 디바이스로부터 동기화 신호를 수신하고,
상기 디스플레이 디바이스의 프레임 레이트의 유리 배수와 동일한 센서 프레임 레이트를 갖도록 상기 터치 센서를 구성하고,
상기 동기화 신호에 기초하여 상기 디스플레이 디바이스에 의해 생성되는 주기적인 잡음의 위상을 결정하고,
상기 터치 센서의 제1 센서 프레임 동안, 상기 주기적인 잡음의 상기 결정된 위상에 동기화된 위상을 갖는 제1의 주기적인 여기 신호를 생성하고, 상기 제1의 주기적인 여기 신호를 상기 제1 어레이 내의 여기된 도체에 인가하고,
상기 제1 센서 프레임 동안 상기 제1 여기 신호가 인가되는 동안에, 상기 제2 어레이 내의 응답 도체 상에서 제1 응답 신호를 검출하되 상기 응답 도체는 상기 여기된 도체에 용량적으로 결합되며, 상기 검출된 제1 응답 신호에 기초하여 상기 여기된 도체와 상기 응답 도체 간의 측정된 용량을 나타내는 제1 값을 생성하고,
제1 임계치에 액세스하고,
상기 제1 값과 상기 제1 임계치 간의 차에 기초하여 상기 제1 응답 신호가 터치에 대응하는지를 판정하며,
상기 제1 응답 신호가 터치에 대응하는지에 대한 판정의 결과들을 반영하는 신호를 생성하도록 구성되는
시스템.
제64항에 있어서,
상기 동기화 신호는 상기 디스플레이 디바이스의 라인 동기화 신호 또는 프레임 동기화 신호인
시스템.
제64항에 있어서,
상기 디스플레이 디바이스는 액정 디스플레이 디바이스, OLED 디스플레이 디바이스 또는 플라즈마 디스플레이 디바이스를 포함하는
시스템.
제64항에 있어서,
상기 하나 이상의 회로는 검출기 회로 및 샘플러 회로를 포함하며,
상기 하나 이상의 회로가 상기 검출된 제1 응답 신호에 기초하여, 상기 여기된 도체와 상기 응답 도체 간의 측정된 용량을 나타내는 제1 값을 생성하도록 구성되는 것은
상기 검출기 회로가 상기 제1 응답 신호에 기초하여 제1 검출기 신호를 생성하도록 구성되는 것, 및
상기 샘플러 회로가 상기 여기된 도체와 상기 응답 도체 간의 측정된 용량을 나타내는 제1 값에 도달하도록 상기 제1 검출기 신호를 샘플링하도록 구성되는 것을 포함하는
시스템.
제64항에 있어서,
상기 하나 이상의 회로는
상기 센서의 교정 루틴 동안 상기 제1 임계치를 결정하며,
상기 제1 임계치를 데이터 저장소에 저장하도록 더 구성되며,
상기 하나 이상의 회로가 상기 제1 임계치에 액세스하도록 구성되는 것은 상기 하나 이상의 회로가 상기 데이터 저장소로부터 상기 제1 임계치에 액세스하도록 구성되는 것을 포함하는
시스템.
제68항에 있어서,
상기 제1 임계치가 결정되는 상기 교정 루틴은 상기 센서가 제조될 때 수행되는
시스템.
제68항에 있어서,
상기 제1 임계치가 결정되는 상기 교정 루틴은 상기 센서의 수명 동안 한 번만 수행되는
시스템.
제64항에 있어서,
상기 하나 이상의 회로가 상기 디스플레이 디바이스의 상기 프레임 레이트의 유리 배수와 동일한 센서 프레임 레이트를 갖도록 상기 터치 센서를 구성하도록 구성되는 것은 상기 하나 이상의 회로가 x:y와 동일한 상기 센서 프레임 레이트 대 상기 디스플레이 디바이스의 상기 프레임 레이트의 비율을 갖도록 상기 터치 센서를 구성하도록 구성되는 것을 포함하며, 여기에서 x 및 y는 정수들이고, x는 1보다 크며,
상기 하나 이상의 회로는
상기 제1 센서 프레임 후에 발생하는 상기 터치 센서의 제2 센서 프레임 동안, 상기 주기적인 잡음의 상기 결정된 위상에 동기화된 위상을 갖는 제2의 주기적인 여기 신호를 생성하고, 상기 제2의 주기적인 여기 신호를 상기 여기된 도체에 인가하고,
상기 제2 센서 프레임 동안 상기 제2 여기 신호가 인가되는 동안에, 상기 응답 도체 상에서 제2 응답 신호를 검출하고, 상기 검출된 제2 응답 신호에 기초하여, 상기 여기된 도체와 상기 응답 도체 간의 측정된 용량을 나타내는 제2 값을 생성하고,
상기 제1 임계치와 다fms 제2 임계치에 액세스하고,
상기 제2 값과 상기 제2 임계치 간의 차에 기초하여 상기 제2 응답 신호가 터치에 대응하는지를 판정하며,
상기 제2 응답 신호가 터치에 대응하는지에 대한 판정의 결과들을 반영하는 신호를 생성하도록 더 구성되는
시스템.
제71항에 있어서,
데이터 저장소를 더 포함하고,
상기 하나 이상의 회로는
상기 센서의 교정 루틴 동안 상기 제1 임계치 및 상기 제2 임계치를 결정하며,
상기 제1 임계치 및 상기 제2 임계치를 상기 데이터 저장소에 저장하도록 더 구성되고,
상기 하나 이상의 회로가 상기 제1 임계치에 액세스하도록 구성되는 것은 상기 하나 이상의 회로가 상기 데이터 저장소로부터 상기 제1 임계치에 액세스하도록 구성되는 것을 포함하며,
상기 하나 이상의 회로가 상기 제2 임계치에 액세스하도록 구성되는 것은 상기 하나 이상의 회로가 상기 데이터 저장소로부터 상기 제2 임계치에 액세스하도록 구성되는 것을 포함하는
시스템.
제72항에 있어서,
상기 제1 임계치 및 상기 제2 임계치가 결정되는 상기 교정 루틴은 상기 센서가 제조될 때 수행되는
시스템.
제72항에 있어서,
상기 제1 임계치 및 상기 제2 임계치가 결정되는 상기 교정 루틴은 상기 센서의 수명 동안 한 번만 수행되는
시스템.
제64항에 있어서,
상기 하나 이상의 회로가 상기 검출된 제2 응답 신호에 기초하여 상기 여기된 도체와 상기 응답 도체 간의 측정된 용량을 나타내는 제2 값을 생성하도록 구성되는 것은 상기 하나 이상의 회로가
상기 제2 응답 신호에 기초하여 제2 검출기 신호를 생성하며,
상기 여기된 도체와 상기 응답 도체 간의 측정된 용량을 나타내는 상기 제2 값에 도달하도록 상기 제2 검출기 신호를 샘플링하도록 구성되는 것을 포함하는
시스템.
디스플레이 디바이스에 대해 배치된 용량성 터치 센서를 갖는 용량성 터치 스크린 디스플레이에서 잡음 없는 신호를 제공하기 위한 시스템으로서,
디스플레이 디바이스,
데이터 저장소,
도체들의 제1 어레이 및 도체들의 제2 어레이를 포함하되, 상기 제1 어레이 내의 상기 도체들은 실질적으로 서로 평행하게 배열되고, 상기 제2 어레이 내의 상기 도체들은 실질적으로 서로 평행하게 배열되며, 상기 제1 어레이 내의 상기 도체들은 상기 제2 어레이 내의 상기 도체들과 실질적으로 수직으로 배치되어 행렬을 형성하는 용량서 터치 센서, 및
하나 이상의 회로를 포함하며,
상기 하나 이상의 회로는
상기 디스플레이 디바이스로부터 동기화 신호를 수신하고,
x:y- x 및 y는 정수들이고, x는 1보다 큼 -와 동일한 센서 프레임 레이트 대 상기 디스플레이 디바이스의 프레임 레이트의 비율을 갖도록 상기 터치 센서를 구성하며,
상기 동기화 신호에 기초하여 상기 디스플레이 디바이스에 의해 생성되는 주기적인 잡음의 위상을 결정하고,
상기 데이터 저장소 내에 x개의 임계치- 상기 x개의 임계치 각각은 x개의 순차적인 센서 프레임 각각 동안 터치들을 결정하는 데 사용될 수 있음 -를 저장하되, ,
상기 x개의 순차적인 센서 프레임 중 각각의 제n 센서 프레임- n은 1부터 x까지의 정수 -동안:
상기 주기적인 잡음의 상기 결정된 위상에 동기화된 위상을 갖는 제n의 주기적인 여기 신호를 생성하고, 상기 제n의 주기적인 여기 신호를 상기 제1 어레이 내의 여기된 도체에 인가하고,
상기 제n 센서 프레임 동안 상기 제n 여기 신호가 인가되는 동안에, 상기 제2 어레이 내의 응답 도체 상에서 제n 응답 신호를 검출하되 상기 응답 도체는 상기 여기된 도체에 용량적으로 결합되며, 상기 검출된 제n 응답 신호에 기초하여 상기 여기된 도체와 상기 응답 도체 간의 측정된 용량을 나타내는 제n 값을 생성하고,
상기 데이터 저장소로부터 제n 임계치에 액세스하고,
상기 제n 값과 상기 제n 임계치 간의 차에 기초하여 상기 제n 응답 신호가 터치에 대응하는지를 판정하며,
상기 제n 응답 신호가 터치에 대응하는지에 대한 판정의 결과들을 반영하는 신호를 생성하도록 구성되는
시스템.
제76항에 있어서,
상기 x개의 임계치 중 적어도 2개는 서로 상이한
시스템.
제76항에 있어서,
상기 x개의 임계치 각각은 서로 상이한
시스템.
제76항에 있어서,
상기 하나 이상의 회로가 상기 검출된 제n 응답 신호에 기초하여 상기 여기된 도체와 상기 응답 도체 간의 측정된 용량을 나타내는 제n 값을 생성하도록 구성되는 것은 상기 하나 이상의 회로가
상기 제n 응답 신호에 기초하여 제n 검출기 신호를 생성하며,
상기 여기된 도체와 상기 응답 도체 간의 측정된 용량을 나타내는 제n 값에 도달하도록 상기 제n 검출기 신호를 샘플링하도록 구성되는 것을 포함하는
시스템.
제76항에 있어서,
상기 하나 이상의 회로는 상기 센서의 교정 루틴 동안 상기 x개의 임계치를 결정하도록 더 구성되는
시스템.
제80항에 있어서,
상기 x개의 임계치가 결정되는 상기 교정 루틴은 상기 센서가 제조될 때 수행되는
시스템.
제80항에 있어서,
상기 x개의 임계치가 결정되는 상기 교정 루틴은 상기 센서의 수명 동안 한 번만 수행되는
시스템.
용량성 터치 센서에서 잡음 없는 신호를 제공하기 위한 시스템으로서,
도체들의 제1 어레이 및 도체들의 제2 어레이를 포함하되, 상기 제1 어레이 내의 상기 도체들은 실질적으로 서로 평행하게 배열되고, 상기 제2 어레이 내의 상기 도체들은 실질적으로 서로 평행하게 배열되며, 상기 제1 어레이 내의 상기 도체들은 상기 제2 어레이 내의 상기 도체들과 실질적으로 수직으로 배치되어 행렬을 형성하는 용량성 터치 센서,
상기 용량성 터치 센서의 입력 상에서 주기적인 잡음의 위상을 결정하기 위한 수단,
상기 주기적인 잡음의 상기 결정된 위상에 동기화된 위상을 갖는 주기적인 여기 신호를 생성하기 위한 수단, 및
하나 이상의 회로를 포함하며, 상기 하나 이상의 회로는
상기 제1 어레이 내의 여기된 도체에 상기 주기적인 여기 신호를 인가하고,
상기 여기 신호가 인가되는 동안, 상기 제2 어레이 내의 응답 도체 상에서 응답 신호를 검출하고, 상기 검출된 응답 신호에 기초하여, 상기 여기된 도체와 상기 응답 도체 간의 측정된 용량을 나타내는 값을 생성하고,
임계치에 액세스하고,
상기 값과 상기 임계치 간의 차에 기초하여 상기 응답 신호가 터치에 대응하는지를 판정하며,
상기 응답 신호가 터치에 대응하는지에 대한 상기 판정의 결과들을 반영하는 신호를 생성하도록 구성되는
시스템.
디스플레이 디바이스에 대해 배치된 용량성 터치 센서를 갖는 용량성 터치 스크린 디스플레이에서 잡음 없는 신호를 제공하기 위한 시스템으로서,
디스플레이 디바이스,
도체들의 제1 어레이 및 도체들의 제2 어레이를 포함하되, 상기 제1 어레이 내의 상기 도체들은 실질적으로 서로 평행하게 배열되고, 상기 제2 어레이 내의 상기 도체들은 실질적으로 서로 평행하게 배열되며, 상기 제1 어레이 내의 상기 도체들은 상기 제2 어레이 내의 상기 도체들과 실질적으로 수직으로 배치되어 행렬을 형성하는 용량성 터치 센서,
상기 디스플레이 디바이스로부터 동기화 신호를 수신하도록 구성되는 수신 회로,
상기 디스플레이 디바이스의 프레임 레이트의 유리 배수와 동일한 센서 프레임 레이트를 갖도록 상기 터치 센서를 구성하기 위한 수단,
상기 동기화 신호에 기초하여 상기 디스플레이 디바이스에 의해 생성되는 주기적인 잡음의 위상을 결정하기 위한 수단,
상기 터치 센서의 제1 센서 프레임 동안, 상기 주기적인 잡음의 상기 결정된 위상에 동기화된 위상을 갖는 제1의 주기적인 여기 신호를 생성하고, 상기 제1의 주기적인 여기 신호를 상기 제1 어레이 내의 여기된 도체에 인가하기 위한 수단, 및
하나 이상의 회로를 포함하며, 상기 하나 이상의 회로는
상기 제1 센서 프레임 동안 상기 제1 여기 신호가 인가되는 동안에, 상기 제2 어레이 내의 응답 도체 상에서 제1 응답 신호를 검출하되 상기 응답 도체는 상기 여기된 도체에 용량적으로 결합되며, 상기 검출된 제1 응답 신호에 기초하여, 상기 여기된 도체와 상기 응답 도체 간의 측정된 용량을 나타내는 제1 값을 생성하고,
제1 임계치에 액세스하고,
상기 제1 값과 상기 제1 임계치 간의 차에 기초하여 상기 제1 응답 신호가 터치에 대응하는지를 판정하며,
상기 제1 응답 신호가 터치에 대응하는지에 대한 판정의 결과를 반영하는 신호를 생성하도록 구성되는
시스템.
디스플레이 디바이스에 대해 배치된 용량성 터치 센서를 갖는 용량성 터치 스크린 디스플레이에서 잡음 없는 신호를 제공하기 위한 시스템으로서,
디스플레이 디바이스,
데이터 저장소,
도체들의 제1 어레이 및 도체들의 제2 어레이를 포함하되, 상기 제1 어레이 내의 상기 도체들은 실질적으로 서로 평행하게 배열되고, 상기 제2 어레이 내의 상기 도체들은 실질적으로 서로 평행하게 배열되며, 상기 제1 어레이 내의 상기 도체들은 상기 제2 어레이 내의 상기 도체들과 실질적으로 수직으로 배치되어 행렬을 형성하는 용량성 터치 센서,
상기 디스플레이 디바이스로부터 동기화 신호를 수신하도록 구성되는 수신 회로,
x:y- x 및 y는 정수들이고 x는 1보다 큼 -와 동일한 센서 프레임 레이트 대 상기 디스플레이 디바이스의 프레임 레이트의 비율을 갖도록 상기 터치 센서를 구성하는 수단,
상기 동기화 신호에 기초하여 상기 디스플레이 디바이스에 의해 생성되는 주기적인 잡음의 위상을 결정하기 위한 수단, 및
하나 이상의 회로를 포함하며, 상기 하나 이상의 회로는
상기 데이터 저장소 내에 x개의 임계치- 상기 x개의 임계치 각각은 x개의 순차적인 센서 프레임 각각 동안 터치들을 결정하는 데 사용될 수 있음 -를 저장하고,
상기 x개의 순차적인 센서 프레임 중 각각의 제n 센서 프레임- n은 1부터 x까지의 정수 -동안:
상기 주기적인 잡음의 상기 결정된 위상에 동기화된 위상을 갖는 제n의 주기적인 여기 신호를 생성하고, 상기 제n의 주기적인 여기 신호를 상기 제1 어레이 내의 여기된 도체에 인가하고,
상기 제n 센서 프레임 동안 상기 제n 여기 신호가 인가되는 동안에, 상기 제2 어레이 내의 응답 도체 상에서 제n 응답 신호를 검출하고 - 상기 응답 도체는 상기 여기된 도체에 용량적으로 결합됨 -, 상기 검출된 제n 응답 신호에 기초하여, 상기 여기된 도체와 상기 응답 도체 간의 측정된 용량을 나타내는 제n 값을 생성하고,
상기 데이터 저장소로부터 제n 임계치에 액세스하고,
상기 제n 값과 상기 제n 임계치 간의 차에 기초하여 상기 제n 응답 신호가 터치에 대응하는지를 판정하며,
상기 제n 응답 신호가 터치에 대응하는지에 대한 판정의 결과들을 반영하는 신호를 생성하도록 구성되는
시스템.