KR20140026377A - 커패시턴스 감지 디바이스들을 위한 잡음 필터링 디바이스들, 시스템들 및 방법들 - Google Patents

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KR20140026377A
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안드리 마하리타
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안톤 코노발로브
올렉산드 카르핀
이호르 무시즈?
한스 클레인
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Abstract

커패시턴스 감지 시스템은 감지 오브젝트(즉, 손가락)의 근처에 전극들의 서브세트로 존재하는 잡음을 필터링할 수 있다. 커패시턴스 감지 시스템은, 감지 값들을 생성하기 위한 복수의 전극들; 복수의 전극들 상의 잡음을 검출하도록 구성된 잡음 경청 회로(noise listening circuit); 및 검출된 잡음 값들이 하나의 레벨을 상회할 때 국부화된 잡음 이벤트들에 대한 필터링을 인에이블하고 그리고 검출된 잡음 값들이 하나의 레벨을 하회할 때 국부화된 잡음 이벤트들에 대한 필터링을 디스에이블하는 필터링 회로를 포함하는 감지 네트워크를 포함할 수 있다.

Description

커패시턴스 감지 디바이스들을 위한 잡음 필터링 디바이스들, 시스템들 및 방법들{NOISE FILTERING DEVICES, SYSTEMS AND METHODS FOR CAPACITANCE SENSING DEVICES}
본 출원은 자신의 내용들이 본 명세서에서 인용에 의해 포함되는, 2011년 2월 2일에 출원된 미국 가 특허 출원 일련 번호 61/440,327의 이익을 주장한다.
본 개시는 일반적으로 커패시턴스 감지 시스템들, 및 보다 구체적으로 그런 시스템들에서 잡음 필터링에 관한 것이다.
커패시턴스 감지 시스템들은 커패시턴스의 변화들을 반영하는 전극들 상에 생성된 전기 신호들을 감지할 수 있다. 커패시턴스의 그런 변화들은 터치 이벤트(즉, 특정 전극들로의 물체의 근접)를 가리킬 수 있다. 전기 감지 신호들은 잡음의 존재에 의해 품질이 저하될 수 있다.
커패시턴스 감지 시스템들에서의 잡음은 "내부" 잡음 및 "외부 잡음"를 포함하는 것으로 개념화될 수 있다. 내부 잡음은 전체 시스템에 동시에 영향을 끼칠 수 있는 잡음일 수 있다. 따라서, 내부 잡음은 모든 전극들 상에 동시에 나타날 수 있다. 즉, 내부 잡음은 시스템의 센서들(예를 들어, 전극들)에 관하여 "공통" 모드 타입 잡음일 수 있다. 내부 잡음의 원인들은 센서 전원(power supply) 잡음(커패시턴스 감지 회로에 제공된 전원 상에 존재하는 잡음) 및 센서 전력 생성 잡음(보다 낮은 진폭 전압으로부터 보다 높은 진폭 전압을 생성하는, 전하 펌프(pump)들 같은 전력 생성 회로들로부터 발생하는 잡음)(이것들로 제한되지 않음)를 포함할 수 있다.
터치스크린 디바이스들(즉, 커패시턴스 감지 네트워크와 오버레이(overlay)된 디스플레이를 가진 디바이스들)에서, 디스플레이는 내부 잡음을 발생시킬 수 있다. 그러나 몇몇 예들로서, 디스플레이 잡음 원인들은 LCD VCOM 잡음(상이한 값들 사이에서 세그먼트 공통 전압을 구동하는 액정 디스플레이로부터의 잡음), LCD VCOM 커플링된 잡음(VCOM 노드를 통해 커플링될 수 있는 LCD 디바이스 내 박막 트랜지스터 층을 조정하는 것(modulating)으로부터의 잡음), 및 디스플레이 전원 잡음(센서 전력 생성 잡음 같은, 그러나 디스플레이의 공급된 전력에 대한 것)(이들로 제한되지 않음)를 포함할 수 있다.
공통 모드 타입 잡음은 감지 단계(phase)에서 모든 전극들에 공통인 잡음을 필터링 아웃하는 공통 모드 타입 필터에 의해 처리될 수 있다.
내부 잡음와 다른 외부 잡음은 감지된 물체(예를 들어, 손가락 또는 스타일러스(stylus))에 의해 커플링된 전하로부터 발생할 수 있고, 그리고 따라서 터치 영역에 국부적일 수 있다. 결과적으로, 외부 잡음은 통상적으로 감지 단계 시 모든 전극들에 공통이 아니고, 단지 터치 이벤트에 근접한 전극들의 서브-세트에만 공통이다.
외부 잡음의 원인들은 충전기(charger) 잡음을 포함할 수 있다. 충전기 잡음은 충전기 디바이스들(예를 들어, AC 메인즈(mains)에 플러깅되는 배터리 충전기들, 또는 자동차 전원들에 플러깅되는 배터리 충전기들)로부터 발생할 수 있다. AC 메인즈로부터 동작하는 충전기들은 종종 "투루(true)" 접지(어스 접지(earth gound))에 관해 불안정한 디바이스 접지를 생성할 수 있는 "플라이백(flyback)" 트랜스폼을 포함할 수 있다. 결과적으로, 디바이스가 충전기에 연결된 동안 어스 접지된 사용자가 디바이스의 커패시턴스 감지 표면을 터치하면, 가변 디바이스 접지로 인해, 터치는 터치 위치에서 전하를 주입할 수 있어서, 국부적인 잡음 이벤트가 생성된다.
외부 잡음의 다른 원인들은 AC 메인즈(예를 들어, 50/60 Hz 선 전압), 형광 조명, 브러쉬드(brushed) 모터들, 아크 용접, 및 셀 전화들 또는 다른 무선 주파수(RF) 잡음 원인들(이것들로 제한되지 않음)을 포함하는, 인간 몸에 커플링할 수 있는 다양한 다른 전기장들로부터 발생할 수 있다. 이들 디바이스들로부터의 필드들은 인간 몸에 커플링될 수 있고, 그 다음 터치 이벤트 시 커패시턴스 감지 표면에 커플링될 수 있다.
도 21은 종래의 상호 커패시턴스 감지 디바이스 내 충전기 잡음을 도시하는 모델의 개략도이다. 전압원(VTX)은 TX 전극 상에 생성된 전송 신호일 수 있고, Rp1은 TX 전극의 저항일 수 있고, Cp1은 TX 전극과 디바이스 접지(충전기 접지(CGND)일 수 있음) 사이의 (자가) 커패시턴스일 수 있고, Cm은 TX 전극과 수신(RX) 전극 사이의 상호 커패시턴스일 수 있고, Cp2는 RX 전극의 자가-커패시턴스일 수 있고, Rp2는 RX 전극의 저항일 수 있다. Rx는 커패시턴스 감지 회로의 임피던스를 나타낼 수 있다.
Cf는 감지 물체(2100)(예를 들어, 손가락) 사이의 커패시턴스일 수 있다. 전압원 VCh_Noise는 CGND와 어스 접지(EGND) 사이의 차이들로부터 발생하는 잡음을 나타낼 수 있다. 전압원 VCh_Noise는 등가 커패시턴스(Ceq)에 의해 디바이스 접지에 연결될 수 있다.
도 21에 도시된 바와 같이, 감지 전류(Isense)는 Cm의 변화들에 응답하여 가변할 수 있는 전압원(VTX)에 응답하여 생성될 수 있다. 그러나, 동시에, 잡음 전류(Inoise)는 충전기의 동작으로 인한, 터치 이벤트를 발생시킬 수 있다. 잡음 전류(Inoise)는 Isense 신호에 가산 및 감산될 수 있고, 그리고 오류 감지 이벤트들(어떠한 터치도 발생하지 않을 때 표시된 터치) 및/또는 오류 비-감지 이벤트들(터치가 검출되지 않음)을 발생시킬 수 있다.
도 22는 외부 잡음에 영향을 받는 종래의 시스템에서 터치 이벤트들 및 비-터치에 대응하는 커패시턴스 감지 값들(이 경우 카운트들)을 도시한다. 도시된 바와 같이, 디바이스가 터치되지 않은 동안(NO TOUCH) 잡음 레벨들은 비교적 작다. 그러나, 디바이스가 터치된 동안(TOUCH) 터치 위치에서의 잡음 레벨들은 상당히 높다.
커패시턴스 감지 시스템들이 공통 모드 타입 필터링을 포함할 수 있지만, 그런 필터링은 통상적으로, 그런 잡음이 모든 전극들 상에 존재하지 않고, 오히려 감지 이벤트 근처 전극들로 국부화되는 바와 같은, 외부 잡음의 악영향들을 처리하지 못한다.
도 1은 실시예에 따른 커패시턴스 감지 동작의 흐름도.
도 2는 다른 실시예에 따른 커패시턴스 감지 동작의 흐름도.
도 3은 일실시예에 따른 커패시턴스 감지 시스템의 블록 개략도.
도 4는 실시예에 따른 충전기 검출을 갖는 커패시턴스 감지 시스템의 블록 개략도.
도 5는 실시예에 따른 디스플레이 알람을 갖는 커패시턴스 감지 시스템의 블록 개략도.
도 6은 다른 실시예에 따른 커패시턴스 감지 시스템의 블록 개략도.
도 7은 실시예에 따른 잡음 청취 회로의 개략도.
도 8a 및 도 8b는 실시예들에 따른 상호 커패시턴스 감지 네트워크에 대한 잡음 청취 구성들의 평면도들.
도 9a 및 도 9b는 실시예에 따른 잡음 청취 동작들을 나타내는 도면들.
도 10은 실시예에 따른 잡음 청취 동작의 흐름도.
도 11은 실시예에 따른 잡음 청취 스캔 초기화 동작의 흐름도.
도 12는 실시예에 따른 잡음 청취 복구-정상 동작의 흐름도.
도 13은 실시예에 따른 잡음 검출 동작의 흐름도.
도 14는 실시예에 따른 알람 조건을 제공할 수 있는 잡음 검출 동작을 나타내는 타이밍도.
도 15는 실시예에 따른 로컬 잡음 필터링 동작의 흐름도.
도 16a 및 도 16b는 실시예에 따른 필터 동작에서의 스케일링을 위한 전극 선택을 나타내는 평면도들.
도 17a 및 도 17b는 실시예에 따른 적응 지터 필터(AJF)의 흐름도들.
도 18a 및 도 18b는 실시예에 따른 AJF에 포함될 수 있는 가중 함수의 흐름도들.
도 19는 실시예에 따른 AJF 동작을 나타내는 도면.
도 20은 실시예들에 포함될 수 있는 미디언 필터의 흐름도.
도 21은 종래의 상호 커패시턴스 감지 디바이스에서의 충전기 잡음을 나타내는 개략도.
도 22는 종래 시스템에서 비-터치 및 터치 이벤트들에 상응하는 외부 잡음을 갖는 커패시턴스 감지 값들을 나타내는 도면.
잡음을 청취하고 잡음 레벨에 따라서 감지된 값들의 필터링을 변경하는 커패시턴스 감지 시스템들 및 방법들을 나타내는 다양한 실시예들이 이제 설명될 것이다. 특정 실시예들에서, 만약 잡음 레벨들이 특정 임계치 미만이라면(이는 외부 잡음(즉, 터치 영역으로 로컬화된 잡음)의 부재(또는 외부 잡음의 낮은 레벨들)을 나타냄), 공통 모드 타입 잡음에 대한 감지된 값들이 필터링될 수 있다. 그러나, 만약 잡음 레벨들이 임계치를 초과한다면, 외부 잡음을 감안하기 위해서 그 감지된 값들이 필터링될 수 있다. 특정 실시예들에서, 로컬화된 잡음에 대한 필터링은 미디언 필터를 포함할 수 있다.
아래의 실시예들에서는, 동일한 아이템들이 도면 번호에 상응하는 선행 숫자(들)를 갖는 동일한 참조 문자에 의해 지칭된다.
도 1은 일실시예에 따른 커패시턴스 감지 시스템 동작(100)의 흐름도를 나타낸다. 시스템 동작(100)은 청취 동작(102), 비-로컬 잡음 프로세싱 경로(104), 및 로컬 잡음 프로세싱 경로(106)를 포함할 수 있다. 청취 동작(102)은 잡음에 대해 감지 네트워크(108)를 모니터링할 수 있다. 감지 네트워크(108)는 감지 영역에서 커패시턴스를 감지하기 위해 다수의 전극들을 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 감지 네트워크(108)는 전송 신호를 통해 구동될 수 있는 전송(TX) 전극들 및 상호 커패시턴스에 의해 TX 전극들에 연결되는 수신(RX) 전극들을 갖는 상호 커패시턴스 감지 네트워크일 수 있다.
일부 실시예들에서, 청취 동작(102)은 잡음 검출을 위해서 커패시턴스 감지(예컨대, 터치 위치 검출)에 사용되는 동일한 전극들을 사용할 수 있다. 매우 특정한 실시예에서, 청취 동작(102)은 잡음에 대해 모든 RX 전극들을 모니터링할 수 있다. 대안적인 실시예에서, 청취 동작(102)은 잡음 청취 동작에서 모든 RX 전극들을 모니터링할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 청취 동작(102)은 청취 동작에서 TX 및 RX 전극들 양쪽 모두를 모니터링할 수 있다.
청취 동작(102)은 잡음의 존재에 대해 결정하기 위해서 하나 이상의 임계 값들에 검출된 잡음을 비교할 수 있다. 만약 잡음이 존재하는 것으로 결정되면(Noise), 로컬 잡음 프로세싱 경로(106)가 후속될 수 있다. 반대로, 만약 어떠한 잡음도 존재하지 않는 것으로 결정되면(No Noise), 비-로컬 잡음 프로세싱 경로(104)가 후속될 수 있다.
프로세싱 경로들(104 및 106)은 감지 네트워크(108)로부터 유도된 감지 신호들이 어떻게 획득되고 필터링될 수 있는 지를 도시한다. 비 로컬 잡음 프로세싱 경로(no local noise processing path)(104)도 표준 스캔(110) 및 넌-로컬 필터링(112)을 이용하여 감지 네트워크(108)로부터 감지 값들을 획득할 수 있다. 표준 스캔(110)은 샘플 동작들의 세트 번호 및/또는 세트 지속 기간을 이용하여 감지 값들을 생성하도록 전극 값들을 샘플링할 수 있다. 넌-로컬 필터링(112)은 외부 잡음으로부터 발생하는 것들과 같은 로컬 잡음 이벤트들을 대상으로 하지 않는 필터링을 제공할 수 있다. 특정 실시예들에서, 넌-로컬 필터링(112)은 모든 감지 전극들에 공통인 잡음에 대해 필터링하는 공통 모드 타입 필터링을 포함할 수 있다.
로컬 잡음 프로세싱 경로(106)는 외부 잡음으로부터 발생하는 것과 같은 로컬 잡음의 악영향을 처리할 수 있다. 로컬 잡음 프로세싱 경로(106)는 확장 스캔(114) 및 로컬 필터링(116)을 이용하여 감지 네트워크(108)로부터 감지 값들을 획득할 수 있다. 확장 스캔(114)은 표준 스캔(110)보다 더 긴 지속 기간 및/또는 더 많은 수의 샘플 동작들로 전극 값들을 샘플링할 수 있다. 또한, 로컬 필터링(116)은 외부 잡음으로부터 발생하는 것과 같은 로컬 잡음 이벤트들을 제거하기 위한 필터링을 제공할 수 있다. 특정 실시예들에서, 로컬 필터링(116)은 미디언 필터링(median filtering)을 포함할 수 있다.
이러한 방식으로, 잡음의 검출에 응답하여, 커패시턴스 감지 신호들의 프로세싱은 표준 스캔 시간 및 넌-로컬 필터링으로부터 증가된 스캔 시간 및 로컬 필터링으로 전환될 수 있다.
도 2는 다른 실시예에 따른 커패시턴스 감시 시스템 동작(200)의 흐름도를 도시한다. 일 특정 실시예에서, 시스템 동작(200)은 도 1에 도시된 것의 일 구현일 수 있다. 도 1에 도시된 것과 같은 항목들에 부가하여, 도 2는 잡음 알람 동작(218) 및 터치 포지션 계산 동작(220)을 추가로 도시한다.
도시된 실시예에서, 청취 동작(202)은 청취지 스캐닝(222), 청취자 공통 모드 필터링(CMF)(224) 및 잡음 검출(226)을 포함할 수 있다. 청취자 스캐닝(222)은 감지 네트워크(208)의 다수의 전극들 상의 신호들을 측정하는 것을 포함할 수 있다. 스캐닝(잡음 신호 획득) 시간들은 감지 네트워크 및 예상된 잡음 소스(들)에 기초하여 선택될 수 있다. 청취자 CMF(224)는 스캐닝되는 모든 전극들에 공통인 잡음에 대해 필터링할 수 있다. 이러한 필터링은 외부 타입 잡음(스캐닝된 전극들의 서브세트에 대해 로컬인 잡음)이 잠음 검출(226) 에 대해 통과하게 할 수 있다.
잡음 검출(226)은 임의의 검출된 잡음이 하나 이상의 임계치를 초과하는 지를 설정할 수 있다. 도시된 실시예에서, 잡음이 제 1 임계치 미만인 경우, 잡음 검출기(226)는 "잡음 없음" 표시를 활성화할 수 있다. 잡음이 제 1 임계치를 초과하는 경우, 잡음 검출기(226)는 "잡음" 표시를 활성화할 수 있다. 잡음이 제 1 임계치보다 큰 제 2 임계치를 초과하는 경우, 잡음 검출(226)은 "높은 잡음" 표시를 활성화할 수 있다.
"잡음 없음" 표시의 경우, 프로세싱은 비 로컬 잡음 프로세싱 경로(204)에 따라 진행할 수 있다. 이러한 프로세싱 경로(204)는 표준 스캐닝(210)을 사용할 수 있고, 이는 도시된 특정 실시예에서 전극당 8개의 서브컨버젼(subconversion)을 포함할 수 있다. 서브컨버젼은 기본적인 신호 컨버젼 이벤트일 수 있고, 하나 이상의 전체 입력 신호 기간들 동안 복조 및/또는 통합 결과들을 반영할 수 있다. 이러한 프로세싱은 다수의 전극들 상에서 감지된 값들의 CMF 필터링(212)을 더 포함할 수 있다. 이어 이러한 값들은 베이스라인 및 미분 계산들이 적용될 수 있고, 이는 현재 감지 값들과 베이스라인 값들 사이의 차를 결정할 수 있다. 충분히 큰 차는 터치 이벤트를 나타낼 수 있다.
"잡음" 표시의 경우, 프로세싱은 로컬 잡음 프로세싱 경로(206)에 따라 진행할 수 있다. 로컬 잡음 프로세싱(206)은 16개의 서브컨버젼(즉, 잡음 없음 경우에 비해 2배의 스캐닝 시간)을 이용하는 확장 스캐닝(214)으로 신호 획득 시간을 증가시킬 수 있다. 프로세싱 경로(206)는 전극들의 로컬 세트에 영향을 주는 외부 잡음 이벤트들에 대해 필터링할 수 있는 넌-CMF 필터링(216)을 더 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 넌-CMF 필터링(216)은 미디언 필터링(216-0) 및 비선형 필터링(216-1)을 포함할 수 있다. 이후, 결과적인 필터링된 감지 값들은 비 로컬 잡음 프로세싱 경로(204)에 대해 기술된 것과 같이 베이스라인 및 미분 계산들(228)이 적용될 수 있다.
"높은 잡음" 표시의 경우, 프로세싱은 알람 표시(218)의 활성을 포함할 수 있다. 알람 표시(218)는 사용자 및/또는 시스템에 잡음 레벨이 잘못된 커패시턴스 감지 결과들을 초래하기에 충분히 크다고 통보할 수 있다. 매우 특정한 실시예에서, 이러한 경고는 감지 네트워크(208)와 관련된 디스플레이(예를 들어, 터치스크린 디스플레이) 상의 시각적 경고일 수 있다. 그러나 경고들은 제한적이지는 않지만, 단지 몇몇을 열거하면, 상이한 타입의 시각적 알람(예를 들어, LED), 오디오 알람, 또는 프로세서 인터럽트를 포함하는 다양한 표시 타입들을 포함할 수 있다. 도 2의 실시예에서, "높은 잡음" 표시에 응답하여, 프로세싱은 로컬 잡음 프로세싱 경로(206)에 따라 진행할 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에서, 커패시턴스 감지 프로세싱은 인터럽트될 수 있거나, 추가적인 필터링 또는 신호 부스팅이 발생할 수 있다.
동작(200)은 또한 터치 포지션 계산들(220)을 포함할 수 있다. 이러한 동작들은 프로세싱 경로들(204 및 206)에 의해 생성되는 감지 값들로부터 터치 이벤트들의 포지션을 유도할 수 있다. 계산들(220)에 의해 생성된 터치 포지션 값들은 디바이스 애플리케이션 등에 제공될 수 있다.
이한 방식에서, 청취 회로는 디바이스 충전기 등으로부터의 외부 잡음과 같은 로컬화된 잡음 이벤트들에 대한 청취를 위해 감지 전극들의 공통 모드 필터링을 포함할 수 있다. 감지 신호들은 감지된 잡음 값들에 기초하여 필터링될 수 있고 및/또는 잡음 레벨들이 높은 임계치 값을 초과하는 경우, 알람이 트리거될 수 있다.
이제, 도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 커패시턴스 감지 시스템이 블록 개략도로 도시되어 있고, 일반적 참조 문자(300)로 지정된다. 시스템(300)은 감지 네트워크(308), 스위치 회로들(332), 아날로그-디지털-변환기(ADC)(334), 신호 발생기(336) 및 제어기(330)를 포함할 수 있다. 감지 네트워크(308)는, 본원에서 개시되는 바와 같이, 상호 커패시턴스 감지 네트워크를 포함하는 임의의 적절한 커패시턴스 감지 네트워크일 수 있다. 감지 네트워크(308)는 커패시턴스의 변화들을 감지하기 위한 다수의 센서들(예를 들어, 전극들)을 포함할 수 있다.
스위치 회로들(332)은 감지 네트워크(308)와 제어기(330) 사이에 신호 경로들(입력 신호 경로와 출력 신호 경로 양자 모두임)을 선택적으로 가능하게 할 수 있다. 도시된 실시예에서, 스위치 회로들(332)은 또한 신호 발생기(336)와 감지 네트워크(308) 사이의 신호 경로를 가능하게 할 수 있다.
ADC(334)는 감지 네트워크(308)로부터 스위칭 회로들(308)을 통해 수신되는 아날로그 신호들을 디지털 값들로 변환할 수 있다. ADC(334)는, 제한하는 것은 아니지만, 단지 몇 개의 예들로서 SAR(successive approximation) ADC, 적분형 ADC(integrating ADC), 시그마-델타 변조 ADC(sigma-delta modulating ADC) 및 "플래시" (전압 래더 타입, voltage ladder type) ADC를 포함하는 임의의 적절한 ADC일 수 있다.
신호 발생기(336)는 감지 네트워크(308)로부터 감지 신호들을 유도하기 위한 신호를 발생시킬 수 있다. 단지 하나의 예로서, 신호 발생기(336)는 상호 커패시턴스 타입 감지 네트워크 내의 하나 또는 둘 이상의 전송 전극들에 인가되는 주기적인 전송(TX) 신호일 수 있다. TX 신호는 대응하는 RX 신호들 상에서 응답을 유도할 수 있으며, 이러한 RX 신호들을 감지하여, 터치 이벤트가 발생했는 지를 결정할 수 있다.
제어기(330)는 시스템(300) 내에서의 커패시턴스 감지 동작들을 제어할 수 있다. 도시된 실시예에서, 제어기는 감지 제어 회로들(338), 필터 회로들(311), 위치 결정 회로들(320) 및 잡음 청취 회로들(302)을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 제어기(330) 회로들(예를 들어, 338, 311, 320 및 302)은 명령들을 실행하는 프로세서에 의해 구현될 수 있다. 하지만, 다른 실시예들에서, 이러한 회로들 전부 또는 일부는 주문형(custom) 로직 및/또는 프로그램가능 로직에 의해 구현될 수 있다.
감지 제어 회로들(338)은 감지 네트워크(308)로부터의 신호들의 획득을 제어하기 위한 신호들을 발생시킬 수 있다. 도시된 실시예에서, 감지 제어 회로들(338)은 스위칭 회로들(332)에 인가되는 스위치 제어 신호들(SW_CTRL)을 활성화시킬 수 있다. 특정 실시예에서, 상호 커패시터스 감지가 이용될 수 있으며, 그리고 감지 제어 회로들(338)은 신호 발생기(336)로부터의 TX 신호를 감지 네트워크(308) 내의 TX 전극들에 순차적으로 연결할 수 있다. 각각의 TX 전극이 TX 신호에 의해 구동됨에 따라, 감지 제어 회로들(338)은 RX 전극들을 ADC(334)에 순차적으로 연결하여, 각각의 RX 전극에 대해 디지털 감지 값들을 발생시킬 수 있다. 다른 실시예들은 상이한 감지 동작들을 이용할 수 있다는 것이 이해된다.
잡음 청취 회로들(302)은 또한, 스위치 제어 신호들(SW_CTRL)을 활성화시킴으로써 감지 네트워크(308)로부터의 신호들의 획득을 제어할 수 있다. 하지만, 잡음 청취 회로(302)는, 터치 이벤트들과 대비되는, 로컬 잡음의 검출을 가능하게 하기 위해 감지 네트워크(308)로의 경로들을 구성할 수 있다. 특정 실시예에서, 잡음 청취 회로(302)는 감지 네트워크(308)로부터 신호 발생기(336)를 격리시킬 수 있다. 또한, 전극들의 다수의 그룹들(예를 들어, RX, TX, 또는 둘 모두)이 ADC(334)에 동시에 연결될 수 있다. 잡음 청취기(302)는 이러한 디지털 값들을 필터링한 다음, 이들을 잡음 쓰레숄드들과 비교하여, 잡음 레벨을 결정할 수 있다. 이러한 액션들은, 도 2에 대해 설명한 바와 같이, "잡음 없음", "잡음" 및 선택적으로 "높은 잡음" 결정들에 도달하는 것을 포함할 수 있다.
잡음 청취 회로(302)로부터의 잡음 결정에 응답하여, 제어기(330)는 커패시턴스 감지 동작들을 변경할 수 있다. 일 실시예에서, 잡음이 검출되면, 신호 획득 횟수들이 증가될 수 있으며(예를 들어, 서브컨버젼들이 증가됨), 그리고 필터링이 변경될 수 있다(예를 들어, 공통 모드 필터링 대신, 메디안(median) 필터링).
필터 회로들(311)은 감지 동작들 및 잡음 검출 동작들 동안 발생되는 감지 값들을 필터링할 수 있다. 도시된 실시예에서, 필터 회로들(311)은 하나 또는 둘 이상의 타입들의 메디안 필터링(316) 및 하나 또는 둘 이상의 타입들의 CMP(312)를 가능하게 할 수 있다. 필터 회로들은 감지된 커패시턴스를 나타내는 디지털 값들에 대해 동작하는 디지털 회로들일 수 있음이 이해된다. 특정 실시예에서, 필터 회로들(311)은 ADC(334)로부터 출력되는 값들로부터 감지 값 데이터 어레이들을 생성하는 프로세서를 포함할 수 있다. 감지 값들의 이러한 어레이들은, 필터링된 감지 값들의 출력 어레이를 생성하기 위해, 하나 또는 둘 이상의 선택된 필터링 알고리즘에 따라 조작될 수 있다. 필터 회로들(311)에 의해 이용되는 필터링의 타입은 검출되는 잡음 레벨들에 기초하여 선택될 수 있다.
위치 결정 회로들(320)은 필터링된 감지 값들을 취하여, 이를 테면 디바이스에 의해 실행되는 애플리케이션들과 같은 다른 프로세스들에 의해 이용하기 위한 터치 위치 값들(또는 검출되는 터치들이 없음)을 발생시킬 수 있다.
이러한 방식으로, 커패시턴스 감지 시스템은 잡음 값들을 검출하기 위한 청취 회로들 및 검출되는 잡음 레벨에 기초하여 선택가능한 디지털 필터들을 포함할 수 있다.
이제, 도 4를 참조하면, 다른 실시예에 따른 커패시턴스 감지 시스템이 블록 개략도로 도시되어 있고, 일반적 참조 문자(400)로 지정된다. 도 4의 실시예에서, 잡음 청취 동작은 시스템 컨디션에 기초하여 달라질 수 있다. 도시된 특정 실시예에서, 잡음 청취는 충전기(charger)의 존재에 기초하여 가능해지거나 불가능해질 수 있다.
시스템(400)은 도 3의 것들과 같은 섹션들을 포함할 수 있으며, 이러한 섹션들은 도 3의 것과 동일하거나 동등한 구조들을 가질 수 있다. 도 4는, 충전기 인터페이스(440), 배터리 인터페이스(448), 전력 제어 회로들(441) 및 애플리케이션(들)(446)을 또한 도시하고 있다는 점에서, 도 3과 상이하다.
충전기 인터페이스(440)는 배터리 인터페이스(448)를 통해 배터리를 충전시키는 시스템(400)에 전력이 제공될 수 있게 한다. 몇몇 실시예들에서, 충전기 인터페이스(440)는 충전기(442)와 시스템(400) 간에 기계적인 연결을 생성하는 물리적인 인터페이스일 수 있다. 특정 실시예에서, 이러한 물리적인 연결은 도 22에 나타낸 주입 전류(injected current)를 일으킬 수 있는 접지 연결을 포함할 수 있다. 하지만, 대안적인 실시예들은 무선 충전 인터페이스들을 포함할 수 있다.
전력 제어 회로들(441)은, 충전기(442)가 시스템(400)에 커플링되는 경우 충전 표시(차징)를 활성화시킬 수 있고, 따라서 외부 잡음 소스를 제공할 수 있다. 또한, 전력 제어 회로들(441)은 배터(batter) 인터페이스(448)를 통해 배터리의 충전 동작들을 제어할 수 있다.
도 4를 계속 참조하면, 청취 회로들(402')은 충전기 표시(차징)에 응답하여 청취 동작들을 변화시킬 수 있다. 일 실시예에서, 차징 표시가 비활성이어서, 충전기(442)가 존재하지 않음을 나타내면, 청취 회로들(402')은 디스에이블될 수 있다. 차징 표시가 활성이면, 청취 회로들(402')은 인에이블될 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에서, 청취 회로들(402')은 충전기 표시(차징)에 기초하여 상이한 타입들의 청취 동작들 사이에서 스위칭할 수 있다.
충전기가 하나의 잡음 소스가 될 수 있는 한편, 디바이스에 대한 다른 타입들의 전력 서플라이들이 잡음의 소스가 될 수 있음이 이해된다(예를 들어, 이러한 디바이스들 내의 AC/DC 변환기들). 예를 들어, 몇몇 디바이스들은 자기 자신의 외부 전력 서플라이 또는 심지어 자동차 내의 충전기를 이용하여 컴퓨터에 접속될 수 있다.
애플리케이션(들)(446)은 위치 결정 회로들(420)로부터의 위치 값들을 활용하는 시스템(400)에 의해 실행가능한 프로그램들일 수 있다.
이러한 방식으로, 커패시턴스 감지 시스템은, 시스템의 물리적 조건에 기초하여 잡음 값들을 검출하는 청취 회로 동작들을 변화시킬 수 있다.
이제 도 5를 참조하면, 추가적인 실시예에 따른 커패시턴스 감지 시스템이 블록 개략도로 도시되고, 일반적 참조 문자(500)로 지정된다. 도 5의 실시예에서, 잡음이 임계값을 초과하는 경우 알람이 생성될 수 있다.
시스템(500)은 도 3의 섹션들과 유사한 섹션들을 포함할 수 있고, 이러한 섹션들은 도 3과 동일하거나 동등한 구조들을 가질 수 있다. 도 5는, 또한 알람 회로(518), 디스플레이(548) 및 애플리케이션(들)(546)을 도시한 점에서 도 3과 상이하다.
청취 회로(502)는, 검출된 잡음이 하이 임계치를 초과한 것으로 결정되는 경우 알람 회로(516)에 잡음 레벨 표시를 제공할 수 있다. 알람 회로(516)는, 하이 잡음 임계치가 초과된 경우 하나 또는 그 초과의 알람들을 활성화시킬 수 있다. 도시된 매우 특정한 실시예에서, 알람 회로(516)는 디스플레이(548)에 알람(알람-디스플레이)을 제공할 수 있다. 이러한 알람에 응답하여, 디스플레이(548)는, 터치 입력들이 잡음에 의해 영향받음을 나타내는 시각적 알람(예를 들어, 터치 입력들이 허용되지 않을 것임 등)을 표시할 수 있다. 하나의 특정한 실시예에서, 디스플레이(548) 및 감지 네트워크(508)는 터치스크린 어셈블리일 수 있다(즉, 감지 네트워크(508)는 디스플레이(548) 상에 물리적으로 오버레이된다).
일부 실시예들에서, 알람 회로(516)는 애플리케이션(들)(546)에 알람을 제공할 수 있다. 그 다음, 이러한 애플리케이션들은 실행을 변경할 수 있고 그리고/또는 자기 자신의 알람을 생성할 수 있다. 추가로, 도 2와 관련하여 언급된 바와 같이, 알람은 다양한 다른 형태들(예를 들어, 인터럽트 등)을 가질 수 있다.
이러한 방식으로, 커패시턴스 감지 시스템은, 잡음 레벨들이 미리 결정된 임계치를 초과하는 경우 사용자를 위한 알람을 생성할 수 있다.
이제 도 6을 참조하면, 다른 실시예에 따른 커패시턴스 감지 시스템이 블록 개략도로 도시되고, 일반적 참조 문자(600)로 지정된다. 도 6의 실시예는 청취, 선택가능한 필터링 및 알람 기능들을 제공하는 명령들 및 프로세서를 활용하는 구현을 도시한다.
시스템(600)은 스위칭 회로들(632), 제어기(630), 커패시턴스 감지 시스템(678), 오실레이터 회로들(650), ADC(634), 명령 메모리(660), 통신 회로들(656), 랜덤 액세스 메모리(RAM)(658) 및 전력 제어 회로들(644)을 포함할 수 있다.
스위칭 회로들(632)은 감지 네트워크(608)와 시스템(600) 내의 회로들 사이의 아날로그 신호 경로들을 제공할 수 있다. 도시된 실시예에서, 스위칭 회로들(632)은 다수의 채널들(664-0 내지 -7) 및 채널 멀티플렉서(MUX)(672)를 포함할 수 있다. 스위칭 회로들(632) 내의 스위칭 및 멀티플렉싱 동작들은 제어기(630)에 의해 제공되는 스위칭 제어 신호들(SW_CTRL)에 의해 제어될 수 있다. 각각의 채널(664-0 내지 -7)은, I/O 접속부(631)에 접속된 다수의 입력/출력(I/O) 스위치들(하나가 666으로 도시됨), I/O MUX(668), 및 샘플 및 홀드(S/H) 회로(670)를 포함할 수 있다. 각각의 I/O 스위치(666)는 대응하는 I/O(631)를 RX 경로(하나가 674로서 도시됨) 또는 TX 경로(하나가 676으로서 도시됨)에 접속시킬 수 있다. I/O MUX(668)는 채널 내의 RX 경로들(674) 중 하나를 대응하는 S/H 회로(670)에 접속시킬 수 있다. TX 경로들(676)은 TX 신호를 수신할 수 있다. 채널 MUX(672)는 각각의 채널(664-0 내지 -7) 내의 S/H 회로(670)를 ADC(634)에 선택적으로 접속시킬 수 있다.
ADC(634)는 본 명세서에서 설명되는 것과 같은 임의의 적절한 ADC 또는 등가물을 포함할 수 있다.
도 6은 상호 커패시턴스 감지 네트워크(608)에 접속되는 시스템(600)을 도시한다. 감지 네트워크(608)는 TX 플레이트들(하나가 608-0으로서 도시됨) 및 RX 플레이트들(하나가 608-1로서 도시됨)에 의해 형성되는 TX 전극들을 포함할 수 있다. 스위칭 회로들(632)의 동작에 의해, TX 전극들은 TX 경로(676)에 접속될 수 있는 한편, 다수의 RX 전극들은 대응하는 RX 경로들(674)에 접속된다.
도 6의 실시예에서, 제어기(630)는 프로세서(630-0) 및 디지털 프로세싱 회로들(630-1)을 포함할 수 있다. 프로세서(630-0)는 명령 메모리(660)에 저장된 명령들에 응답하여 디지털 프로세싱 회로들(630-1)의 동작들을 제어할 수 있다. 명령 메모리(660)는 잡음 청취 명령들(602), 알람 제어 명령들(618) 및 필터 명령들(611)을 포함할 수 있다. 필터 명령들(611)은 다수의 필터링 동작들을 포함할 수 있고, 도시된 실시예에서, 미디언 필터 명령들(616) 및 CMF 명령들(612)을 포함할 수 있다.
잡음 청취 명령들(602)에 응답하여, 제어기(630)는, 다수의 I/O들(631)을 ADC(634)에 접속시키는 신호들을 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 값들은 초기 청취 CMF 동작에 따를(subject) 수 있다. 이러한 동작은 필터 명령들(611)로부터 호출되거나 잡음 청취 명령들(602)로 구축될 수 있다. 그 다음, 잡음 레벨을 결정하기 위해, 결과적 값들은 하나 또는 그 초과의 임계치들과 비교될 수 있다. 잡음 레벨이 특정한 레벨을 초과하면, 청취 회로(602)는 로컬 잡음(예를 들어, 외부 잡음 소스)을 필터링하도록 의도되는 커패시턴스 감지 파라미터들을 설정할 수 있다. 일부 실시예들에서, 이러한 파라미터들은, 증가된 스캔 시간 및/또는 비통상적 모드(예를 들어, 중간) 필터링을 포함하는, 다른 실시예들에 대해 설명되는 파라미터들을 포함할 수 있다. 또한, 잡음 임계치 레벨이 또 다른 특정한 레벨보다 높으면, 적절한 알람을 생성하기 위해 알람 명령들(618)이 호출될 수 있다.
프로세서(630-0)는, 단독으로 또는 디지털 프로세싱 회로들(630-1)과 결합하여, 잡음을 검출하고 그리고/또는 감지 값들을 필터링하기 위한 산술적 및 논리적 동작들을 수행할 수 있다.
커패시턴스 감지 시스템(678)은 커패시턴스 감지 동작들을 수행하기 위한 회로들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 커패시턴스 감지 시스템(678)은, 스위칭 회로들(632)을 제어하기 위한 스위치 제어 신호들을 생성하는 감지 제어 회로들(638)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 커패시턴스 감지 시스템(678)은 제어기(630)에 의해 설정된 기준들에 기초하여 감지 동작을 수행할 수 있다. 특정 실시예에서, 제어기(630)는 잡음 레벨에 기초하여 감지 시간(예를 들면, 서브컨버전들의 수)을 변경할 수 있다.
여전히 도 6을 참조하면, 오실레이터 회로들(650)은 시스템(600) 내의 동작들의 타이밍을 제어하기 위한 신호들을 생성할 수 있다. 일 실시예에서, TX 경로들(676)에 존재하는 TX 신호는 오실레이터 회로들(650)에 의해 제공되거나, 오실레이터 회로들(650)에 의해 생성된 신호들로부터 유도될 수 있다.
통신 회로들(656)은 커패시턴스 감지 시스템(600)을 포함하는 디바이스의 회로들 또는 다른 시스템들에 커패시턴스 감지 결과들을 제공할 수 있다. RAM(658)은 산술 연산들을 실행하거나 및/또는 명령 데이터를 일시적으로 저장하기 위해 프로세서(630-0)를 인에이블하도록 제공될 수 있다. 특정 실시예들에서, RAM(658)은 잡음을 검출하거나 및/또는 커패시턴스 감지 값들을 필터링하기 위해 프로세서(630-0)에 의해 조작되는 감지 값 매트릭스들을 저장할 수 있다.
전력 제어 회로들(644)은 시스템(600) 내의 다양한 부분들에 대한 전력 공급 전압들을 생성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 전력 제어 회로들(644)은, 충전기가 시스템(600)에 연결될 때를 표시할 수 있는, 도 4에서 설명되는 것과 같은 충전 표시를 제공한다. 이어서, 프로세서(630-0)는 충전기의 부재 시에 잡음 청취 명령들(602)을 우회시킬 수 있거나, 충전기의 존재 또는 부재에 기초하여 다수의 청취 알고리즘들 사이에서 선택할 수 있다.
도 6은 또한 타이머 회로들(652) 및 프로그래밍 가능 회로들(654)을 도시한다. 타이머 회로들(652)은 시스템(600)의 다양한 섹션들에 의한 사용을 위해 타이밍 기능들을 제공할 수 있다. 프로그래밍 가능 회로들(654)은 커스텀 기능을 수행하기 위해 구성 데이터로 프로그래밍될 수 있다. 도시된 실시예에서, 프로그래밍 가능 회로들(654)은 프로그래밍 가능 디지털 블록들을 포함할 수 있다.
매우 특별한 실시예에서, 시스템(600)은 미국, 캘리포니아, 새너제이 소재의 사이프러스 세미컨덕터 코포레이션에 의해 제조된 PSoC® 3 타입 프로그래밍 가능 시스템-온-칩으로 구현될 수 있다.
이러한 방식으로, 커패시턴스 감지 시스템은 잡음 청취 명령들, 잡음 경보 명령들, 메디안 필터링 및 CMF 중 어느 하나를 실행할 수 있는 프로세서를 포함할 수 있다.
도 7은 실시예에 따른 상호 커패시턴스 감지 네트워크(708)에 대한 잡음 청취 구성을 도시한 간략도이다. 감지 네트워크(708)는 상호 커패시턴스 Cm에 의해 서로에 연결된 제 1 전극들(780로서 도시된 것) 및 제 2 전극들(782로서 도시된 것)을 포함할 수 있다. 하나 이상의 제 1 전극들(780) 상의 잡음 전압 소스(784)로 표현된 잡음은 상호 커패시턴스 커플링에 의해 잡음 신호(Ix)를 유도할 수 있다. 매우 특별한 실시예에서, 제 1 전극들(780)은 TX 전극들일 수 있고, 제 2 전극들(782)은 RX 전극들일 수 있다. 그러나, TX 전극들은 임의의 시스템에 의해 생성된 TX 신호에 의해 구동되지 않지만, 오히려 잡음을 검출하는데 사용된다.
도 8a 및 도 8b는 실시예들에 따른 상이한 잡음 청취 구성들을 도시한다.
도 8a는 일 실시예에 따른 상호 커패시턴스 감지 네트워크(808)에 대한 잡음 청취 구성을 도시한다. 감지 네트워크(808)는 일 방향으로 배열된 TX 전극들(880으로서 강조된 것) 및 또 다른 방향으로 배열된 RX 전극들(882로서 강조된 것)을 포함할 수 있다. 도시된 실시예에서, RX 전극들(882)의 세트들(이러한 실시예에서 2 개의 전극들의 세트들)은 잡음 청취 동작들을 위해 RX 경로들(RX0 내지 RX7)에 접속될 수 있다. TX 전극들(880)은 접지에 접속될 수 있다.
도 8b는 또 다른 실시예에 따른 상호 커패시턴스 감지 네트워크(808)에 대한 잡음 청취 구성을 도시한다. 감지 네트워크(808)는 도 8a에 도시된 구조를 가질 수 있다. 그러나, RX 전극들(882) 및 TX 전극들(880)은 공통적으로 동일한 RX 경로에 접속될 수 있다. 도시된 특정 실시예에서, RX 경로들(RX0 내지 RX3)은 2 개의 RX 전극들(882) 및 하나의 TX 전극(880)에 접속될 수 있고, 반면에 RX 경로들(RX4 내지 RX7)은 2 개의 RX 전극들(882) 및 2 개의 TX 전극들(880)에 접속될 수 있다.
이러한 방식으로, 상호 커패시턴스 감지 네트워크의 RX 및/또는 TX 전극들은, TX 신호가 네트워크에 인가되는 것이 방지되는 동안에 잡음을 청취하기 위해 커패시턴스 감지 입력들에 접속될 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 실시예들에 따른 청취 동작들을 도시한다.
도 9a는 직렬 잡음 청취 동작들을 갖는 청취 동작(900-A)을 도시한다. 시간의 진행은 화살표 "t"에 의해 도시된다. 청취 동작(900-A)은 청취 스캐닝 액션(902)과 함께 시작할 수 있다. 이러한 액션은 다수의 센서들(예를 들어, 전극들)에 걸쳐서 커패시턴스 값들을 포착하는 것을 포함할 수 있다. 특정한 실시예들에서, 이러한 단계는 도 8a 또는 도 8b에서 도시된 상호 커패시턴스 감지 어레이에 대한 접속들을 설정하는 것을 포함할 수 있다. 청취 스캐닝(902)에 이어서, 포착된 값들은 청취 CMF(904)을 거칠 수 있다. 청취 CMF는 모든 전극들에 공통적인 잡음을 필터링하는 공통 모드 필터링을 포함하고 이에 따라 로컬 잡음(예를 들어, 외부 타입 잡음)를 격리할 수 있다. 필터링된 감지 값들은 이어서 잡음 검출 액션(906)을 거칠 수 있다. 이러한 액션은 잡음 레벨을 결정하기 위해 감지된 커패시턴스 레벨들을 하나 이상의 제한들에 비교할 수 있다. 잡음 검출 액션(906)에 이어서, 청취 동작(900-A)이 반복될 수 있어서, 다른 청취 스캐닝 액션(902)을 수행한다.
도 9b는 파이프라인 잡음 청취 동작들(pipelined noise listening operations)을 갖는 청취 동작(900-B)을 도시한다. 시간의 진행은 화살표 "t"에 의해 도시된다. 청취 동작(900-B)은 로우(raw) 커패시턴스 값들의 제 1 세트를 포착할 수 있는 청취 스캐닝 액션(902-1)과 함께 시작할 수 있다. 청취 스캐닝 동작(902-1)에 이어서, 다음 청취 스캐닝 동작(902-2)이 시작할 수 있다. 그러나 이러한 제 2 스캐닝 액션(902-2)이 행해지는 동안, 제 1 스캐닝 액션(902-1)을 통해 포착된 로우 데이터의 제 1 세트는 공통 모드 필터링(904-1)되고 잡음 검출(906-1)을 거칠 수 있다.
이러한 방식으로, 로우 데이터가 전극들 상에서 잡음 필터링을 위해 수집되는 동안, 이전에 수집된 로우 데이터는 공통 모드 필터링되고 잡음 이벤트들에 대해 체크될 수 있다.
RX 전극들이 상호 커패시턴스를 통해 신호들을 감지하는 동안 전송(즉, 여기) 신호를 통해 TX 전극들을 드라이브하는 몇몇 상호 커패시턴스 실시예들에서, 청취 스캐닝 액션(예를 들어, 902 및/또는 902-1)에서, 커패시턴스는 TX 전극들이 전송 신호를 통해 드라이브됨 없이 RX 전극들 상에서 감지될 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 잡음 청취 동작(1000)을 흐름도로 도시한다. 동작(1000)은 스캐닝 초기화(1010)를 포함할 수 있다. 스캐닝 초기화는 다수의 채널들에 걸친 잡음의 감지를 가능하게 하도록 감지 네트워크에 대한 접속들을 구성할 수 있다. 이러한 초기화는 표준 터치 감지 구성(standard touch sensing configuration)으로부터 잡음 청취 구성으로 감지 네트워크 구성들을 변경하는 것을 포함할 수 있다.
스캐닝 초기화(1010)가 완료되면, 동작(1000)은 잡음 스캐닝(1012) 및 잡음 검출(1014)을 병렬로 수행할 수 있다. 잡음 스캐닝(1012)은 전극들로부터 감지 값들을 포착하는 것을 포함할 수 있다. 잡음 검출(1014)은 이전에 포착된 감지 값들로부터 잡음을 검출하는 것을 포함할 수 있다. 잡음 스캐닝이 완료되면(1016으로부터 예), 잡음 청취 동작(1000)은 감지 네트워크를 정상 상태로 복구(1018)할 수 있다. 정상 상태는 표준 감지 동작들(예를 들어, 터치 감지)을 위해 활용되는 것일 수 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 스캐닝 초기화 동작(1100)을 도시한다. 스캐닝 초기화 동작(1100)은 도 10에서 1010으로서 도시된 것의 하나의 특정한 구현일 수 있다. 스캐닝 초기화 동작(1100)은 상호 커패시턴스 감지 네트워크에 대한 스캐닝 초기화 동작일 수 있다. 동작(1100)은 잡음 검출(1120)을 간섭할 수 있는 표준 스캐닝 동작들에서 활용되는 임의의 회로들을 디스에이블하는 것을 포함할 수 있다. 도시된 실시예에서, 액션(1120)은 감지 네트워크에 접속된 전류 디지털-아날로그 변환기들(iDAC들)을 턴오프하는 것을 포함할 수 있다. RX 경로들은 고 임피던스 입력들(1122)로서 구성될 수 있다. RX 경로들은 이어서 입력 채널들(1124)에 접속될 수 있다. 잡음이 검출되기에 적합한 신호 포착 시간(예를 들어, 스캔 시간)이 이어서 세팅될 수 있다. 도 11의 실시예에서, 이러한 액션은 미리 결정된 값으로의 다수의 서브컨버젼(subconversion)(1126)을 세팅하는 것을 포함할 수 있다. 모든 활성 채널들은 이어서 턴 온(1128)될 수 있다. 이러한 액션은 전극들이 커패시턴스 감지 회로들로 접속되는 것을 가능하게 할 수 있다. 스캔이 이어서 시작할 수 있다(1130). 이러한 액션은 잡음이 검출되는 것을 가능하게 하도록 로우 감지 값들을 포착할 수 있다. 스캐닝 초기화 동작(1100)이 이어서 종료할 수 있다.
도 12는 일 실시예에 따른 정상으로 복구 동작(restore-to-normal operation)(1232)을 도시한다. 정상으로 복구 동작(1232)은 도 10에서 1018로서 도시된 것의 하나의 특정한 구현일 수 있다. 정상으로 복구 동작(1232)은 입력 채널들로부터 모든 RX 경로들을 단절(1234)하는 것을 포함할 수 있다. 신호 포착 시간(예를 들어, 스캔 시간)은 이어서 표준 감지 동작들을 위해 활용되는 것으로 복귀될 수 있다. 도 12의 실시예에서, 이러한 액션은 다수의 서브컨버젼들을 세팅하는 것을 포함할 수 있다. 동작(1232)은 표준 스캐닝 동작들(1240)에서 활용되는 앞서 디스에이블된 회로들을 인에이블하는 것을 포함할 수 있다. 도시된 실시예에서, 액션(1240)은 iDAC들을 턴 온하는 것을 포함할 수 있다. 정상 동작으로의 복구(1232)는 이어서 종료할 수 있다.
도 13은 일 실시예에 따른 잡음 검출 동작(1314)을 도시한다. 잡음 검출 동작(1314)은 도 10에서의 1014로서 도시된 것의 하나의 특정한 구현일 수 있다. 잡음 검출 동작(1314)은 CMF 동작(1340)을 포함할 수 있다. 이러한 필터링은 전극들에 공통적인 잡음을 제거할 수 있고, 이에 따라 임의의 로컬 잡음(즉, 외부 잡음)로부터 신호를 개선할 수 있다. 동작(1314)은 이어서 잡음 값을 결정할 수 있다. 특정한 실시예에서, 잡음 값을 결정하는 것은 CMF 필터링된 값들로부터 최대 및 최소 값을 발견(1342)하는 것 및 이어서 이러한 값들 간의 차이를 결정하는 것(1344)을 포함할 수 있다.
잡음 값은 이어서 제 1 임계치(1346)에 비교될 수 있다. 잡음 값이 제 1 임계치를 초과하는 경우(1346으로부터 예), 청취 타임아웃 값이 리셋(1348)될 수 있고, 잡음 레벨은 제 1 값(ON)으로 세팅(1350)될 수 있다. 잡음이 제 1 임계치보다 높은 것으로 결정되는 경우, 잡음은 제 2 임계치에 비교(1352)될 수 있다. 잡음 값이 제 2 임계치보다 높은 경우(1352로부터 예), 잡음 레벨은 제 2 값(Alarm)으로 세팅(1354)될 수 있다. 동작은 이어서 종료(1366)할 수 있다. 잡음 값이 제 2 임계치보다 낮은 경우(1352로부터 아니오), 동작은 또한 종료(1366)할 수 있다.
잡음 값이 제 1 임계치 위에 있지 않는 경우에(1346으로부터 아니오), 잡음 검출 동작(1314)은 잡음 레벨이 제로 값(즉, 노 잡음(no noise))으로 리턴되어야하는지를 결정할 수 있다. 도시된 실시예에서, 잡음 레벨이 여전히 높은 잡음 상태(즉, ON 또는 Alarm)를 표시하는지를 알아보기 위해, 잡음 레벨이 체크될 수 있다(1356). 상승된 잡음이 표시되지 않는 경우에(1356으로부터 아니오), 타임아웃 값이 리셋될 수 있다(1348). 상승된 잡음이 표시되는 경우에(1356으로부터 예), 타임아웃 값이 증가될 수 있다(1348). 그 후에, 타임아웃 값이 리미트와 비교될 수 있다(1362). 타임아웃 값이 리미트를 초과하는 경우에(1362로부터 예), 잡음 레벨은 노 잡음 상태로 리턴될 수 있다(1350). 타임아웃 값이 리미트를 초과하지 않는 경우에(1362로부터 아니오), 동작이 종료될 수 있다(1366).
도 14는 일 실시예에 따른 잡음 검출 동작을 도시하는 타이밍도이다. 도 14는 잡음 청취 동작에 의해 획득된 잡음 감지 값들을 나타내는 웨이브폼 NOISE DATA를 포함한다. 2개의 잡음 임계치 레벨들(1st_Threshold 및 2nd_Threshold)이 NOISE DATA 웨이브폼 상에 프로젝트된다.
도 14는 또한, 잡음 검출 동작에 의해 결정된 잡음 레벨들을 나타내는 웨이브폼 NOISE LEVEL을 포함한다. NOISE LEVEL은 3개의 상이한 잡음 레벨들을 표시할 수 있다. NoiseState=OFF는 제 1 임계치(1st_Threshold) 아래의 잡음 값들을 나타낼 수 있다. NoiseState=ON은 제 1 임계치(1st_Threshold) 위의 잡음 값들을 나타낼 수 있다. NoiseState=Alarm은 제 2 임계치(2nd_Threshold) 위의 잡음 값들을 나타낼 수 있다.
여전히 도 14를 참조하면, 약 시간 t0에서, 잡음 값들은 제 1 임계치를 초과할 수 있다. 결과로서, 잡음 검출 동작은 잡음 레벨을 ON으로 세팅할 수 있다. 결국, 잡음 레벨들은 타임아웃되고, 시간 t1에서, 잡음 레벨들은 OFF 상태로 리턴될 수 있다.
약 시간 t2에서, 잡음 값들은 제 2 임계치를 초과할 수 있다. 결과로서, 잡음 검출 동작은 잡음 레벨을 Alarm으로 세팅할 수 있다. 결국, 잡음 레벨들은 타임아웃되고, 시간 t3에서, 잡음 레벨들은 OFF 상태로 리턴될 수 있다.
이제 도 15를 참조하면, 실시예에 따른 로컬 잡음 필터링 동작(1516)이 흐름도로 도시된다. 로컬 잡음 필터링 동작(1516)은, 로컬(즉, 공통 모드가 아님) 잡음 레벨들이 특정 레벨을 초과한 것으로 결정되는 경우에, 감지 데이터에 대해 수행될 수 있다. 동작(1516)은 감지 신호들을 입력하는 것(1568)을 포함할 수 있다. 그러한 액션은, 감지 전극들에 연결된 ADC로부터 생성된 라우(raw) 카운트 값들을 입력하는 것을 포함할 수 있다.
동작(1516)은 메인 신호를 발견할 수 있다(1570). 그러한 액션은 잠재적인 터치 위치를 로케이팅할 수 있다. 상기될 바와 같이, 로컬 잡음은 터치 위치들 주위에 존재할 수 있다. 일 실시예에서, 메인 신호는 (잡음의 부재시에, 터치를 표시할) 가장 높은 응답을 갖는 센서에 대응할 수 있다. 그 후에, 동작(1516)은 이웃 센서들로부터의 신호들을 대응하는 메인 센서 신호에 대해 스케일링할 수 있다(1572). 이웃 센서들은 메인 센서에 대해 물리적으로 근접한 센서들일 수 있다. 일 실시예에서, 이웃 센서들은 메인 센서의 대향하는 측들 상의 센서일 수 있다. 스케일링 동작은, 유효한 터치 이벤트가 발생할 때에 그러한 전극이 메인으로부터 어떻게 변화하는지에 기초하여, 이웃 전극의 감지 값을 변경할 수 있다.
일 매우 특정한 실시예에서, 스케일링은, 전극에 대해 터치가 존재할 때의 평균 값에 기초할 수 있다. 이웃 전극들에 대한 감지 값들은 다음과 같이 스케일링 팩터들에 따라 스케일링될 수 있다.
kA = (BTmean/ATmean), kC = (BTmean/CTmean)
여기서, kA는 전극 B의 이웃인 전극 A로부터의 카운트 값에 대한 스케일링 팩터이고, kC는 전극 A에 대향하는 전극 B의 이웃인 전극 C로부터의 카운트 값에 대한 스케일링 팩터이며, ATmean, BTmean, 및 CTmean은 그러한 전극들에 대한 터치들로부터 도출된 평균 감지 값들이다.
이웃 센서들의 스케일링에 이어서, 메인 신호에 대하여 미디언 필터가 적용될 수 있다(1574). 그러한 액션은 전극들에 대한 감지 값들에 미디언 필터를 적용시키는 것을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 3개의 연속하는 시간 기간들로부터의 센서 신호들에 미디언 필터가 적용될 수 있다. 진정한(true) 터치 이벤트는, 다수의 시간 기간들에 걸쳐 지속될 수 있는 증가 카운트 값을 제공할 수 있다. 반대로, 로컬 잡음 레벨들은 시간에 걸쳐 극성(polarity)에서 변화할 수 있다. 미디언 필터 동작(예를 들어, 1574)은 수행되는 제 1 타입의 비-선형 필터링일 수 있다.
동작(1516)은 또한, 적응성 지터 필터(adaptive jitter filter; AJF) 동작(1576)을 포함할 수 있다. AJF 동작(예를 들어, 1576)은 다른 비-선형 필터 동작일 수 있다. AJF 동작의 일 특정한 예는 아래에서 더 상세히 설명된다.
AJF 동작(1576)에 이어서, 이전의 스케일링 동작(예를 들어, 1572)이 리버스될 수 있다. 즉, 메인 센서에 근접한 이웃 센서들에 대응하는 필터링된 감지 값들이 "언스케일링"될 수 있다(1578). 그 후에, 감지 값들의 결과적인 세트가 출력될 수 있다(1580).
도 16a 및 도 16b는 실시예에 따른 전극들로부터의 메인 신호의 결정을 도시한다. 도 16a 및 도 16b는, 슬롯들(1684-0/1)로서 도시된, 2개의 그룹들로 물리적으로 배열된 전극들을 도시한다. 감지 동작은 상이한 감지 동작들로 상이한 슬롯들에 대한 커패시턴스 값들을 감지할 수 있다. 일 매우 특정한 실시예에서, 슬롯들(1864-0/1)은 상호 커패시턴스에 의해 동일한 TX 전극(들)에 커플링된 RX 전극들일 수 있다.
도 16a는 가장 높은 응답(이 실시예에서는 카운트)을 갖는 전극(1688)을 결정하는 감지 동작을 도시한다. 따라서, 그러한 전극은 "메인" 전극이라고 간주될 수 있다. 메인 전극(1688)에 인접한 전극들(1686)은 이웃 전극들이라고 간주될 수 있다. 이웃 전극들(1686)에 대응하는 감지 값들은 메인 전극에 대한 감지 값에 대하여 스케일링될 수 있다.
도 16b는 인접한 슬롯들(1684-0/1)의 엔드들 상에서 메인 전극들(1688)이 발생하는 감지 동작을 도시한다. 그러한 배열에서, 각각의 메인 전극에 대한 이웃 전극(1686)은 상이한 슬롯에서의 전극일 수 있다.
도 17a 및 도 17b를 참조하면, 일 실시예에 따른 AJF 동작(1700)이 흐름도로 도시된다. AJF는 도 15에서 1576으로서 도시된 것의 일 특정한 구현일 수 있다. AJF 동작(1700)은 시간에 걸친 그러한 전극들의 평균 차이에 기초하여 전극들의 서브세트에 대해 필터링을 수행할 수 있다. 도 17a 및 도 17b는 흐름도의 상이한 부분들이며, 이들 둘 사이의 연결부들은 동그라미 쳐진 문자들 "a" 및 "b"로서 도시되어 있다.
우선 도 17a를 참조하면, AJF 동작(1700)은 현재의 신호 값들 및 이전에 생성된 필터링된 신호 값들의 어레이들을 입력하는 것(1702)을 포함할 수 있다. 도시된 실시예에서, 이는, 전극 세트(예를 들어, 슬롯)에 대한 AJF 동작(1700)에 의해 생성된 이전에 필터링된 값들일 수 있는 값들 Msig-1{0...k}, (몇몇 실시예들에서 스케일링 및/또는 미디언 필터링을 포함할 수 있는) 동일한 전극 세트에 대한 이전에 입력된 감지 값들일 수 있는 값들 Sig-1{0...k}, 및 동일한 전극 세트에 대한 현재 입력된 감지 값들일 수 있는 값들 Sig{0...k}를 입력하는 것을 포함할 수 있다.
포지티브 디스패리티 값(sdp), 네거티브 디스패리티 값(sdn), 및 반복 카운트 값들(i 및 ir)을 포함하는 다양한 값들이 0으로 초기화될 수 있다(1704). 아래의 논의로부터 이해될 바와 같이, 포지티브 디스패리티 값(sdp)은 이전 감지 값 세트 및 현재 감지 값 세트로부터 포지티브 차이의 상관 정도를 표현할 수 있다. 네거티브 디스패리티 값(sdn)은 동일한 상관을 표현할 수 있지만, 다른(즉, 반대 극성) 방향으로 표현할 수 있다.
동작(1700)은 이전 감지 신호들과 현재 감지 신호들 사이의 차이를 결정할 수 있다(1706). 도시된 실시예에서, (본 명세서에서 차이 값들로서 지칭된) 그러한 값들을 유지하는 어레이 Mdiff{0...k)가 생성될 수 있다.
그런 다음, 동작(1700)은 그러한 차이 값들을 이용하여 포지티브 디스패리티 값 및 네거티브 디스패리티 값을 생성할 수 있다(1708). 도시된 실시예에서, 그러한 액션은 이전 감지 값과 그 현재 레벨 사이의 차이가 포지티브인지, 또는 네거티브인지, 또는 0인지를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 포지티브 값은 전극 세트에 대한 포지티브 디스패리티를 높일 것이다. 유사하게, 네거티브 값은 전극 세트에 대한 네거티브 디스패리티를 낮출 것이다. 도시된 실시예에서, 값들의 차이가 없음(0)은 포지티브 디스패리티 값 및 네거티브 디스패리티 값 둘 다가 증가되도록 야기할 수 있다.
일단 디스패리티 값들이 생성되었다면, 그런 다음, 동작은 감지 신호 세트들(즉, 현재 및 이전 세트) 사이의 차이들의 평균 합을 계산할 수 있다(1710). 함수 "fix"는 숫자의 소수 부분(fractional part)을 제거할 수 있다(1711). 그러한 평균 값이 도 17의 실시예에서 th_av로서 도시된다. 평균 차이(th_av)가 임계 값(1712로부터 n)을 초과한다면, 필터링이 중지될 수 있고, 그리고 입력 값들의 현재 세트 Sig{0...k}가 다음 차례의 필터 동작을 위한 필터 값들로서 저장될 수 있고 그리고 필터 값들로서 출력될 수 있다(1718, 1722, 1724). 그러한 임계 체크는 전극들의 세트 상에 발생하는 멀티-터치 경우로부터 어카운팅될 수 있다.
평균 차이(th_av)가 임계 값 미만이라면(1712로부터 y), 디스패리티 값들이 상관 제한치들과 비교될 수 있다(1714). 어느 쪽이든(즉, 포지티브이든지 또는 네거티브이든지) 디스패리티 값이 충분히 작다면(1714로부터 n) 필터링이 다시 한 번 종료될 수 있고, 이때 입력 값들의 현재 세트 Sig{0...k}가 다음 차례의 필터 동작을 위한 필터 값들로서 저장될 수 있고 그리고 필터링된 값들로서 출력될 수 있다(1718, 1722, 1724).
평균 차이(th_av)가 임계 값 미만이고 그리고 감지 신호 세트들 사이의 상관이 높다면(1714로부터 y) 평균 차이 값이 최소 값(이 경우 0)과 비교될 수 있다(1716). 감지 신호 세트들 사이의 차이가 거의 없다면(1716으로부터 y), 현재 신호 감지 값 세트 및 이전 필터링된 감지 값 세트는 현재 필터링된 감지 값 세트를 생성하기 위해 평균될 수 있다(1720). 이 세트는 다음 차례의 필터 동작을 위한 필터 값들로서 저장될 수 있고, 그리고 필터링된 값들로서 출력될 수 있다(1718, 1722, 1724).
이제 도 17b를 참조하면, 평균 차이 값(th_av) 및 디스패리티 값들이 미리결정된 범위들 내에 있을 때, 동작(1700)은 가중 함수를 호출할 수 있다(1726). 세트 내의 제한된 개수의 감지 값들이 가중 임계치를 초과할 때, 가중 함수는 감지 값들을 높일 수 있다. 하나의 특정한 실시예에 따른 가중 함수는 아래에 더욱 상세히 설명될 것이다. 가중 함수는, 필터링된 세트 내의 감지 값들을 가중화하는데 사용될 수 있는 가중 값(delta_av)을 리턴할 수 있다.
가중 함수가 가중 없음을 표시한다면, 필터링이 중지될 수 있고(즉, delta_av=0)(1728로부터 y), 그리고 입력 값들의 현재 세트 Sig{0...k}는 다음 차례의 필터 동작을 위한 필터 값들로서 저장될 수 있고, 그리고 필터링된 값들로서 출력될 수 있다(1718, 1722, 1724).
가중 함수가 가중 값을 제공한다면(즉, delta_av≠0)(1728로부터 n), 동작은 차이 값의 극성들 및 가중 값(delta_av)에 기초하여 현재 감지 값들을 선택적으로 가중화할 수 있다. 특히, 전극에 대한 차이 값이 가중 값과 동일한 극성을 갖는다면(1730으로부터 n), 감지 값은 가중화되지 않을 수 있다.
그러나, 전극에 대한 차이 값이 가중 값과 상이한 극성을 갖는다면(1730으로부터 y), 차이 값의 크기가 가중 값과 비교될 수 있다(1732). 차이의 크기가 가중 값의 크기 미만이라면(1732로부터 n), 현재 동작이 초기 패스인지를 결정하기 위해 멀티-패스 값이 체크될 수 있다(1734). 현재 동작이 초기 가중 패스라면(1734로부터 n), 동작(1700)은 세트의 다음 차례의 값으로 계속될 수 있다(1738). 그러나, 현재 동작이 가중 패스 상의 팔로우(follow)라면(1734로부터 y), 현재 값은 이전 필터링된 값으로 셋팅될 수 있고, 그리고 동작(1700)은 세트의 다음 차례의 값으로 계속될 수 있다(1738). 감지 값들 사이의 차이의 크기가 가중 값의 크기보다 더 크다면(1732로부터 y), 가중 값은 현재 값으로부터 차감될 수 있고(1740), 그리고 동작(1700)은 세트의 다음 차례의 값으로 계속될 수 있다(1738).
세트의 감지 값들 전부가 가중화를 위해 검사되었을 때, 차이 세트가 가중 값들로부터 생성될 수 있다(1742). 그런 다음, 현재 동작이 마지막 패스인지를 결정하기 위해 멀티-패스 값이 체크될 수 있다(1744). 동작이 마지막 패스가 아니라면(1744로부터 y), 가중 함수가 업데이트된 값들로 다시 호출될 수 있다. 동작이 마지막 패스라면(1744로부터 n), 필터링된 값들의 현재 세트가 다음 차례의 동작을 위한 필터 값들로서 저장될 수 있고, 그리고 필터링된 값들로서 출력될 수 있다(1718, 1722, 1724).
이제 도 18a 및 도 18b를 참조하면, 일 실시예에 따른 가중 함수(1800)가 흐름도로 도시된다. 가중 함수(1800)는 도 17에서 1726으로서 도시된 것의 일 특정한 구현일 수 있다. 가중 함수(1800)는, 세트 내의 제한된 개수들의 전극들이 가중 쓰레숄드를 초과하는 경우, 전극들의 세트 내의 감지 값들을 가중할 수 있다. 도 18a 및 도 18b는 원형 문자 "a"로서 도시된, 둘 사이의 연결을 갖는 흐름도의 상이한 부분들이다.
먼저 도 18a를 참조하면, 가중 함수(1800)는 현재 필터링된 값들 Msig{0...k} 및 차이 값들 Mdiff{0...k}을 입력하는 것(1846)을 포함할 수 있다. 그 다음으로 함수(1800)는, 그것이 가중 쓰레숄드(WTH)를 초과하는지를 보기 위해, 세트 내의 각각의 전극에 대해 필터링된 값을 검사할 수 있다. 감지 값이 가중 쓰레숄드(WTH)를 초과할 때마다, 범위 값은 증가될 수 있다(1848). 따라서, 범위 값(range)은 세트 내의 얼마나 많은 전극들이 WTH를 초과하는지를 표시할 수 있다.
일단 범위 값이 확립되면, 가중 값은 초기화될 수 있다(1849).
각각의 필터링된 값은 가중 쓰레숄드와 비교될 수 있다(1850). 이러한 비교에 따라, 결과적인 가중 값(delta_av)의 컴포넌트들이, 범위 값에 따라 증가 또는 감소될 수 있다. 도시된 실시예에서, 범위 값이 어떠한 최소 및 최대 값 외측에 있는 경우(도시된 실시예에서, 2보다 더 작거나 또는 더 큼), 가중 컴포넌트는 필터링된 값에 대한 차이 값일 수 있다(delta_av = delta_av + Mdiff[i]). 그러나, 범위 값이 미리결정된 범위 내에 있는 경우(이 실시예에서는, "2"임), 가중 컴포넌트는, 차이 값에 가중 팩터(Nwg)를 곱한 것만큼 증가될 수 있다(delta_av = delta_av + Nwg*Mdiff[i]).
일단 모든 필터링된 값들이 비교되고, 가중 값에 대한 컴포넌트들이 합산되는 경우, 값들의 평균이 발생될 수 있다(1852). 도시된 실시예에서, 그 다음으로, 가중 값들의 소수 부분(fractional part)들이 제거될 수 있다(1853).
이제 도 18b를 참조하면, 가중 값이 제로인 경우(1854로부터의 y), 가중 함수는 종료될 수 있고, 가중 값(제로)은 (AJF에서의 이용을 위해) 출력 가중 값으로서 제공될 수 있다(1856). 가중 값이 포지티브인 경우, 차이 값들의 세트로부터의 최대 차이 값(Max)이 결정될 수 있다(1856). 가중 값(delta_av)이 최대 값(Max)보다 더 큰 경우, 가중 값은 최대 값으로 설정될 수 있다(1858). 유사한 방식으로, 가중 값이 네거티브인 경우, 차이 값들의 세트로부터의 최소 값(Min)이 결정될 수 있다(1860). 가중 값(delta_av)이 최소 값(Min)보다 더 큰 경우, 가중 값은 최소 값으로 설정될 수 있다(1862).
그 다음으로, 가중 값(delta_av)은 하이 리미트 값(high limit value)(DF_MAX) 및 로우 리미트 값(low limit value)(DF_MIN)에 의해 경계가 정해질(bounded) 수 있다(1864). 가중 값(delta_av)이 하이 리미트보다 더 큰 경우, 상기 가중 값(delta_av)이 하이 리미트로 설정될 수 있다. 유사하게, 가중 값(delta_av)이 로우 리미트보다 더 작은 경우, 상기 가중 값(delta_av)은 로우 리미트로 설정될 수 있다.
그 다음으로, 결과적인 가중 값은 (AJF에서의 이용을 위해) 출력 가중 값으로서 제공될 수 있다(1856).
도 17a 내지 도 18b는 매우 특정한 실시예에 따라 AJF 및 가중 함수를 도시한다는 것이 이해된다. 대안적인 실시예들은 다른 회로들 및/또는 아키텍처들을 이용하여, 이러한 연산들, 또는 동등한 연산을 실현할 수 있다.
도 19는 도 17a 내지 도 18b에서 도시된 것과 비슷한 AJF 필터 및 가중 함수의 다른 구현을 도시하는 흐름도이다. 도 19는, 도 17a에 대해 기술된 것과 같은, 평균 차이 값(th_av), 포지티브 디스패리티 값(sdp), 및 네거티브 디스패리티 값(sdn)을 발생시킬 수 있는 제 1 섹션(1966)을 포함하는 프로세싱(1900)을 도시한다. 제 2 섹션(1970)은 도 18a/도 18b에 대해 기술된 것과 비슷한 가중 값(delta_av)을 발생시킬 수 있다. 제 3 섹션(1968)은 도 17b에 도시된 것과 같은 필터 출력 값들을 발생시킬 수 있다.
이제 도 20을 참조하면, 실시예들에 포함될 수 있는 미디언 필터(median filter)(2000)가 흐름도로 도시된다. 미디언 필터(2000)는 연속적인 샘플 기간들(즉, 샘플 윈도우)로부터의 감지 값들의 세트를 출력하는 것(2003)을 포함할 수 있다. 도 20의 특정 실시예에서, 샘플 윈도우는 3개이다. 3개의 값들의 미디언이 결정되고, 그 다음으로 출력 값으로서 제공될 수 있다(2005).
실시예들은 외부 잡음원들로부터 발생하는 것과 같은, 모든 전극들의 서브세트에 대해 국부적인 잡음의 악영향들을 감소시키기 위해 커패시턴스 감지 시스템들 내에서 활용될 수 있다.
실시예들은, 디바이스가 터치 오브젝트(예컨대, 손가락)에 커플링된 충전기 잡음을 필터링함으로써 충전 디바이스에 커플링될 때, 디바이스의 커패시턴스 감지를 개선시킬 수 있다.
"일 실시예" 또는 "실시예"에 대한 이러한 상세한 설명을 통한 참조는, 실시예와 관련하여 설명된 특정 특징, 구조 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함된다는 것을 의미하는 것이라는 것을 이해해야 한다. 따라서, 본 상세한 설명의 다양한 부분들에서 "실시예" 또는 "일 실시예" 또는 "대안적인 실시예"에 대한 2개 또는 그 초과의 참조들은 동일한 실시예를 참조하여 모두 필수적인 것은 아니라는 것이 강조되고 이것을 이해해야 한다. 게다가, 특정 특징들, 구조들 또는 특성들이 본 발명의 하나 또는 그 초과의 실시예에 적합한 것으로서 조합될 수 있다.
유사하게, 본 발명의 예시적인 실시예들의 전술한 설명에서, 본 발명의 다양한 특징들은 하나 또는 그 초과의 다양한 신규 양상들을 이해하는데 도움을 주는 개시물을 간소화하는 목적으로 단일의 실시예, 도면, 또는 그 상세한 설명으로 종종 함께 그룹화되는 것으로 이해해야 한다. 그러나, 개시의 본 발명은 청구항들이 각각의 청구항에 명시적으로 인용된 것보다 더 많은 특징들을 요구하는 본 발명을 반영하는 것으로서 이해해서는 안 된다. 오히려, 신규의 양상들은 단일의 앞서 개시된 실시예의 모든 특징들보다 적게 존재한다. 따라서, 상세한 설명에 뒤따르는 청구범위는 이 상세한 설명으로 본 명세서에 명백하게 통합되며, 각각의 청구항들은 독립적으로 본 발명의 별도의 실시예로서 의거한다.

Claims (20)

  1. 커패시턴스 감지 시스템으로서,
    감지 값들을 발생시키기 위해 다수의 전극들을 포함하는 감지 네트워크;
    다수의 전극들에 대한 잡음을 탐지하도록 구성된 잡음 청취 회로(noise listening circuit); 및
    탐지된 잡음 값들이 1 레벨 이상(above)인 경우 로컬화된 잡음 이벤트들에 대한 필터링을 인에이블하고, 탐지된 잡음 값들이 1 레벨 미만(below)인 경우 로컬화된 잡음 이벤트들에 대한 필터링을 디스에이블하는, 필터링 회로
    를 포함하는, 커패시턴스 감지 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터링 회로는 메디안 필터(median filter)를 포함하며, 상기 메디안 필터는 탐지된 잡음 값들이 1 레벨 이상인 경우 인에이블되고 탐지된 잡음 값들이 1 레벨 미만인 경우 디스에이블되는, 커패시턴스 감지 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 전송(TX) 전극과 개별 수신(RX) 전극들 간의 상호 커패시턴스를 감지하는 상호 커패시턴스 감지 회로를 더 포함하며; 그리고
    상기 잡음 청취 회로는 적어도 다수의 RX 전극들에 대한 잡음을 감지하도록 구성되는, 커패시턴스 감지 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 전송(TX) 전극과 개별 수신(RX) 전극들 간의 상호 커패시턴스를 감지하는 상호 커패시턴스 감지 회로를 더 포함하며; 그리고
    상기 잡음 청취 회로는 TX 및 RX 전극들 양자 모두에 대해 동시에 잡음을 감지하도록 구성되는, 커패시턴스 감지 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    탐지된 잡음 값들이 1 레벨 미만인 경우 제 1 감지 시간으로 커패시턴스 값들을 감지하고, 탐지된 잡음 값들이 1 레벨 이상인 경우, 상기 제 1 감지 시간 보다 큰 제 2 감지 시간으로 커패시턴스 값들을 감지하는, 상호 커패시턴스 감지 회로를 더 포함하는, 커패시턴스 감지 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    감지 모드에서, 적어도 하나의 디바이스 연결부를 전송 신호에 커플링하고 순차적으로(sequentially) 다수의 디바이스 연결부들을 상기 커패시턴스 감지 회로에 커플링하도록 구성가능하며, 그리고 잡음 청취 모드에서 다수의 디바이스 연결부들을 상기 잡음 청취 회로에 동시에 커플링하도록 구성가능한, 스위칭 회로들을 더 포함하는, 커패시턴스 감지 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 잡음 청취 회로 및 필터링 회로는 프로세서 및 명령 메모리에 저장된 대응하는 제 1 명령들을 포함하는, 커패시턴스 감지 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    탐지된 잡음 값들이 상기 제 1 레벨 보다 큰 잡음에 해당하는 2 레벨 이상인 경우 알람 조건(alarm condition)을 발생시키는 알람 회로를 더 포함하는, 커패시턴스 감지 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 잡음 청취 회로에 의해 탐지된 잡음은 감지되는 객체(object)에 의해 상기 감지 네트워크에 커플링되는, 커패시턴스 감지 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    디스플레이를 더 포함하며,
    상기 감지 네트워크는 상기 디스플레이에 오버레이되고(overlay); 그리고
    상기 잡음 청취 회로는 상기 커패시턴스 감지 시스템에 커플링된 차징 디바이스(charging device)로부터의 잡음을 탐지하도록 구성되는, 커패시턴스 감지 시스템.
  11. 방법으로서,
    다수의 커패시턴스 감지 전극들로 잡음을 탐지하는 단계;
    잡음이 제 1 임계치(threshold) 미만인 것으로 결정되면, 감지된 값들에 대한 로컬 잡음 필터가 디스에이블인 동안, 커패시턴스 감지 값들에 대해 상기 전극들을 제 1 횟수(first number of times)로 스캐닝하는 단계; 및
    잡음이 제 2 임계치 이상인 것으로 결정되면, 상기 제 1 횟수를 초과하는 제 2 횟수로 커패시턴스 감지 값들에 대해 상기 전극들을 스캐닝하고, 감지된 값들에 대한 로컬 잡음 필터를 인에이블링하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    다수의 커패시턴스 감지 전극들로 잡음을 탐지하는 단계는, 커패시턴스 감지 회로에 다수의 전극들을 동시에 연결하는 단계를 포함하며; 그리고
    상기 전극들을 스캐닝하는 단계는 상기 전극들 중 하나를 상기 커패시턴스 감지 회로에 순차적으로 연결하는 단계를 포함하는, 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    다수의 커패시턴스 감지 전극들로 잡음을 탐지하는 단계는, 디지털 잡음 탐지 값들의 세트를 포착하기 위해 전극들을 스캐닝하는 동안, 공통 잡음에 대해 이전에 포착된 잡음 탐지 값들의 세트를 필터링하고, 필터링된 잡음 탐지 값들이 제 1 임계치를 초과하는지를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    잡음이 상기 제 1 임계치 이상인 것으로 결정되면,
    해당 전극의(its) 감지된 커패시턴스 대 전극들의 그룹에 대한 다른 감지된 커패시턴스들에 기초한 전극에 대한 메인 값을 결정하고;
    로컬 잡음 필터를 적용하기 이전에 물리적으로 상기 메인 값에 근접한, 전극들로부터의 값들을 스케일링하는, 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    차징 디바이스(charging device)가 디바이스에 연결되지 않는 경우 잡음의 탐지를 디스에이블링하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  16. 제 11 항에 있어서,
    로컬 잡음 필터는 메디안 필터(median filter)를 포함하는, 방법.
  17. 커패시턴스 감지 시스템으로서,
    터치스크린;
    적어도 하나의 잡음 소스를 탐지하도록 구성된 청취 회로;
    상기 터치스크린에 커플링된 커패시턴스 감지 회로; 및
    프로세서
    를 포함하며, 상기 프로세서는, 명령들에 의해,
    상기 터치스크린 장치의 스캐닝 시간을 변화시키는 것(varying), 상기 커패시턴스 감지 회로의 출력에 로컬 잡음 필터를 적용하는 것, 그리고 상기 커패시턴스 감지 회로의 출력에 공통 모드 필터를 적용하는 것으로부터 선택되는 다수의 동작들 중 적어도 하나를 실행하도록 구성되는, 커패시턴스 감지 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 프로세서는 명령들에 의해, 상기 청취 회로에 의해 발생된 잡음 레벨 값에 응답하여 스캐닝 시간을 변화시키도록 구성되는, 커패시턴스 감지 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 청취 회로는 상기 적어도 하나의 잡음 소스가 적어도 제 1 임계치를 초과하는지를 결정하고; 그리고
    상기 프로세서는 명령들에 의해, 상기 제 1 임계치를 초과하는 잡음 레벨에 응답하여 상기 로컬 잡음 필터를 적용하고, 상기 제 1 임계치 미만인 잡음 레벨에 응답하여 로컬 잡음 필터를 적용하지 않도록 구성되는, 커패시턴스 감지 시스템.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 로컬 잡음 필터는 메디안 필터를 포함하는, 커패시턴스 감지 시스템.

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