KR20150083437A - 통합된 입력 디바이스에서의 전극 간섭의 완화 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시형태들은 일반적으로 통합된 입력 디바이스를 제공한다. 통합된 입력 디바이스는 복수의 공통 전극 세트들을 포함하는 복수의 센서 전극 세트들, 복수의 게이트 전극들, 및 게이트 셀렉터를 포함한다. 프로세싱 시스템은 복수의 센싱 주기들 동안 용량성 센싱을 위해 센서 전극 세트들을 드라이브하고, 디스플레이 업데이트 주기들 동안 공통 전극 세트들을 드라이브함으로써 디스플레이 라인들을 업데이트하도록 구성된다. 제 1 센싱 주기 동안 마지막으로 드라이브되는 제 1 센서 전극 세트의 센서 전극 및 제 2 센싱 주기 동안 첫 번째로 드라이브되는 제 2 센서 전극 세트의 센서 전극은 공간적으로 비-순차적인 센서 전극들이다. 제 1 디스플레이 업데이트 주기, 제 2 디스플레이 업데이트 주기, 및 제 3 디스플레이 업데이트 주기는 제 1 센싱 주기, 제 2 센싱 주기, 및 제 3 디스플레이 업데이트 주기와 각각 비-연속적이고 비-오버랩된다.
Description
본 발명의 실시형태들은 일반적으로 통합된 입력 디바이스에서의 전극 간섭을 완화시키기 위한 기법들에 관한 것이다.
근접 센서 (proximity sensor) 디바이스들 (또한 통상적으로 터치패드들 또는 터치 센서 디바이스들이라고 칭해짐) 을 포함하는 입력 디바이스들은 다양한 전자 시스템들에서 널리 사용된다. 근접 센서 디바이스는 전형적으로 표면에 의해 종종 디마킹되는 (demarked) 센싱 영역을 포함하고, 이 센싱 영역에서는, 근접 센서 디바이스가 하나 이상의 입력 오브젝트들의 존재, 로케이션 및/또는 모션을 결정한다. 근접 센서 디바이스들은 전자 시스템을 위한 인터페이스들을 제공하기 위해 사용될 수도 있다. 예를 들어, 근접 센서 디바이스들은 노트북 또는 데스크톱 컴퓨터들에 통합되거나 그들 주변에 있는 터치패드들과 같은 보다 큰 컴퓨팅 시스템들에 대한 입력 디바이스들로서 종종 사용된다. 근접 센서 디바이스들은 또한 셀룰러 폰들 또는 태블릿 컴퓨터들에 통합된 터치 스크린들과 같은 보다 작은 컴퓨팅 시스템들에서 종종 사용된다.
근접 센서 디바이스들은 디스플레이 라인들을 업데이트하는 것과 입력 센싱 신호들을 송신하는 것 양쪽 모두를 위해 구성된 하나 이상의 타입들의 전극들을 포함할 수도 있다. 이러한 공유된 전극 구성들에서, 디스플레이 업데이팅 및/또는 입력 센싱을 수행하기 위해 사용가능한 시간의 양을 증가시키기 위해, 디스플레이 업데이팅 및 입력 센싱은 동일한 시간 주기들 동안 동시에 수행될 수도 있다. 디스플레이 업데이팅이 수행되고 있는 공유된 전극들 상에서 입력 센싱 신호들을 송신하는 것은 디스플레이 아티팩트들을 발생시키거나 및/또는 입력 센싱의 정확성에 부정적인 영향을 미칠 수도 있다. 그 결과, 대안적인 접근법으로서, 이들 프로세스들 간의 간섭의 가능성을 감소시키기 위해 디스플레이 업데이팅 및 입력 센싱은 별개의 시간 주기들 동안 수행될 수도 있다. 그러나, 별개의 시간 주기들 동안 디스플레이 업데이팅 및 입력 센싱이 수행될 때에도, 디스플레이 업데이팅을 위해 최근에 드라이브되었던 공유된 전극들 상에 전하가 남아있거나 및/또는 그 공유된 전극들 상으로 전하가 누설될 수도 있어서, 입력 센싱 정확도에 부정적인 영향을 미치는 간섭이 일어난다. 또한, 입력 센싱 및 디스플레이 업데이팅이 상이한 빈도로 수행될 때, 이 간섭의 로케이션(들) 이 각각의 입력 센싱 사이클에 따라 변경되어, 베이스라인 간섭 값들이 결정되는 것을 방해한다.
따라서, 공유된 전극 근접 센서 디바이스들에서 디스플레이 업데이팅 및 입력 센싱을 수행하기 위한 개선된 기법에 대한 필요성이 존재한다.
본 발명의 실시형태들은 일반적으로, 통합된 용량성 센싱 디바이스를 갖는 디스플레이 디바이스를 포함하는 입력 디바이스를 제공한다. 입력 디바이스는 복수의 센서 전극들을 포함한다. 복수의 센서 전극들은 복수의 공통 전극들의 제 1 공통 전극 세트를 포함하는 제 1 센서 전극 세트, 복수의 공통 전극들의 제 2 공통 전극 세트를 포함하는 제 2 센서 전극 세트, 및 복수의 공통 전극들의 제 3 공통 전극 세트를 포함하는 제 3 센서 전극 세트를 포함한다. 입력 디바이스는 복수의 게이트 전극들, 및 복수의 게이트 전극들에 커플링되고 디스플레이 디바이스의 대응하는 디스플레이 라인을 업데이트하기 위해 게이트 전극들 각각을 선택하도록 구성된 게이트 셀렉터를 더 포함한다. 제 1 게이트 전극은 제 1 디스플레이 라인에 대응하고, 제 2 게이트 전극은 제 2 디스플레이 라인에 대응하며, 제 3 게이트 전극은 제 3 디스플레이 라인에 대응한다. 입력 디바이스는 복수의 공통 전극들에 커플링된 프로세싱 시스템을 더 포함한다. 프로세싱 시스템은 제 1 센싱 주기 동안 용량성 센싱을 위해 제 1 센서 전극 세트를 드라이브하고, 제 2 센싱 주기 동안 용량성 센싱을 위해 제 2 센서 전극 세트를 드라이브하고, 제 3 센싱 주기 동안 용량성 센싱을 위해 제 3 센서 전극 세트를 드라이브하도록 구성된다. 프로세싱 시스템은 또한, 게이트 셀렉터가 제 1 게이트 전극을 선택할 때 제 1 공통 전극 세트의 공통 전극을 드라이브함으로써 디스플레이 프레임의 제 1 디스플레이 업데이트 주기 동안 제 1 디스플레이 라인을 업데이트하고, 게이트 셀렉터가 제 2 게이트 전극을 선택할 때 제 2 공통 전극 세트의 공통 전극을 드라이브함으로써 디스플레이 프레임의 제 2 디스플레이 업데이트 주기 동안 제 2 디스플레이 라인을 업데이트하며, 게이트 셀렉터가 제 3 게이트 전극을 선택할 때 제 3 공통 전극 세트의 공통 전극을 드라이브함으로써 디스플레이 프레임의 제 3 디스플레이 업데이트 주기 동안 제 3 디스플레이 라인을 업데이트하도록 구성된다. 제 1 센싱 주기 동안 마지막으로 드라이브되는 제 1 센서 전극 세트의 센서 전극 및 제 2 센싱 주기 동안 첫 번째로 드라이브되는 제 2 센서 전극 세트의 센서 전극은 공간적으로 비-순차적인 센서 전극들이다. 제 1 디스플레이 업데이트 주기 및 제 1 센싱 주기는 비-연속적이고 비-오버랩된다. 제 2 디스플레이 업데이트 주기 및 제 2 센싱 주기는 비-연속적이고 비-오버랩된다. 제 3 디스플레이 업데이트 주기 및 제 3 센싱 주기는 비-연속적이고 비-오버랩된다.
본 발명의 실시형태들은 또한, 통합된 용량성 센싱 디바이스를 가지며 복수의 센서 전극들 및 복수의 게이트 전극들을 포함하는 디스플레이 디바이스에 의한 입력 센싱 방법을 제공할 수도 있다. 이 방법은, 제 1 센싱 주기 동안 용량성 센싱을 위해 복수의 센서 전극들의 제 1 센서 전극 세트를 드라이브하는 단계, 제 2 센싱 주기 동안 용량성 센싱을 위해 복수의 센서 전극들의 제 2 센서 전극 세트를 드라이브하는 단계, 및 제 3 센싱 주기 동안 용량성 센싱을 위해 복수의 센서 전극들의 제 3 센서 전극 세트를 드라이브하는 단계를 포함한다. 제 1 센서 전극 세트는 복수의 공통 전극들의 제 1 공통 전극 세트를 포함한다. 제 2 센서 전극 세트는 복수의 공통 전극들의 제 2 공통 전극 세트를 포함한다. 제 3 센서 전극 세트는 복수의 공통 전극들의 제 3 공통 전극 세트를 포함한다. 이 방법은, 디스플레이 프레임의 제 1 디스플레이 업데이트 주기 동안 제 1 디스플레이 라인을 선택하기 위해 복수의 게이트 전극들 중 제 1 게이트 전극을 드라이브하는 단계, 및 제 1 디스플레이 업데이트 주기 동안 제 1 공통 전극 세트의 공통 전극을 드라이브함으로써 제 1 디스플레이 라인을 업데이트하는 단계를 더 포함한다. 이 방법은, 디스플레이 프레임의 제 2 디스플레이 업데이트 주기 동안 제 2 디스플레이 라인을 선택하기 위해 복수의 게이트 전극들 중 제 2 게이트 전극을 드라이브하는 단계, 및 제 2 디스플레이 업데이트 주기 동안 제 2 공통 전극 세트의 공통 전극을 드라이브함으로써 제 2 디스플레이 라인을 업데이트하는 단계를 더 포함한다. 이 방법은, 디스플레이 프레임의 제 3 디스플레이 업데이트 주기 동안 제 3 디스플레이 라인을 선택하기 위해 복수의 게이트 전극들 중 제 3 게이트 전극을 드라이브하는 단계, 및 제 3 디스플레이 업데이트 주기 동안 제 3 공통 전극 세트의 공통 전극을 드라이브함으로써 제 3 디스플레이 라인을 업데이트하는 단계를 더 포함한다. 제 1 센싱 주기 동안 마지막으로 드라이브되는 제 1 센서 전극 세트의 센서 전극 및 제 2 센싱 주기 동안 첫 번째로 드라이브되는 제 2 센서 전극 세트의 센서 전극은 공간적으로 비-순차적인 센서 전극들이다. 제 1 디스플레이 업데이트 주기 및 제 1 센싱 주기는 비-연속적이고 비-오버랩된다. 제 2 디스플레이 업데이트 주기 및 제 2 센싱 주기는 비-연속적이고 비-오버랩된다. 제 3 디스플레이 업데이트 주기 및 제 3 센싱 주기는 비-연속적이고 비-오버랩된다.
본 발명의 실시형태들은 또한, 통합된 센싱 디바이스를 갖는 디스플레이 디바이스에 대한 프로세싱 시스템을 제공할 수도 있다. 프로세싱 시스템은 드라이버 회로부를 포함하는 드라이버 모듈을 포함한다. 드라이버 모듈은 복수의 게이트 전극들 및 복수의 센서 전극들에 커플링하도록 구성된 출력부들을 갖는다. 드라이버 모듈은 제 1 센싱 주기 동안 용량성 센싱을 위해 복수의 센서 전극들의 제 1 센서 전극 세트를 드라이브하고, 제 2 센싱 주기 동안 용량성 센싱을 위해 복수의 센서 전극들의 제 2 센서 전극 세트를 드라이브하며, 제 3 센싱 주기 동안 용량성 센싱을 위해 복수의 센서 전극들의 제 3 센서 전극 세트를 드라이브하도록 구성된다. 제 1 센서 전극 세트는 복수의 공통 전극들의 제 1 공통 전극 세트를 포함하고, 제 2 센서 전극 세트는 복수의 공통 전극들의 제 2 공통 전극 세트를 포함하며, 제 3 센서 전극 세트는 복수의 공통 전극들의 제 3 공통 전극 세트를 포함한다. 드라이버 모듈은 또한, 디스플레이 프레임의 제 1 디스플레이 업데이트 주기 동안 제 1 디스플레이 라인을 선택하기 위해 복수의 게이트 전극들 중 제 1 게이트 전극을 드라이브하고, 제 1 디스플레이 업데이트 주기 동안 제 1 공통 전극 세트의 공통 전극을 드라이브함으로써 제 1 디스플레이 라인을 업데이트하도록 구성된다. 드라이버 모듈은 또한, 디스플레이 프레임의 제 2 디스플레이 업데이트 주기 동안 제 2 디스플레이 라인을 선택하기 위해 복수의 게이트 전극들 중 제 2 게이트 전극을 드라이브하고, 제 2 디스플레이 업데이트 주기 동안 제 2 공통 전극 세트의 공통 전극을 드라이브함으로써 제 2 디스플레이 라인을 업데이트하도록 구성된다. 드라이버 모듈은 또한, 디스플레이 프레임의 제 3 디스플레이 업데이트 주기 동안 제 3 디스플레이 라인을 선택하기 위해 복수의 게이트 전극들 중 제 3 게이트 전극을 드라이브하고, 제 3 디스플레이 업데이트 주기 동안 제 3 공통 전극 세트의 공통 전극을 드라이브함으로써 제 3 디스플레이 라인을 업데이트하도록 구성된다. 프로세싱 시스템은, 복수의 수신기 전극들에 커플링하도록 구성되고, 용량성 센싱을 위해 복수의 센서 전극들이 드라이브될 때 결과적인 신호들을 복수의 수신기 전극들로 수신하도록 구성된 수신기 모듈을 더 포함한다. 제 1 센싱 주기 동안 마지막으로 드라이브되는 제 1 센서 전극 세트의 센서 전극 및 제 2 센싱 주기 동안 첫 번째로 드라이브되는 제 2 센서 전극 세트의 센서 전극은 공간적으로 비-순차적인 센서 전극들이다. 제 1 디스플레이 업데이트 주기 및 제 1 센싱 주기는 비-연속적이고 비-오버랩된다. 제 2 디스플레이 업데이트 주기 및 제 2 센싱 주기는 비-연속적이고 비-오버랩된다. 제 3 디스플레이 업데이트 주기 및 제 3 센싱 주기는 비-연속적이고 비-오버랩된다.
위에서 기재된 피처들이 상세하게 이해될 수 있는 방식으로, 위에서 간단히 요약된 더욱 특정된 설명은 실시형태들을 참조하여 행해질 수도 있고, 그 일부는 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 본 발명의 실시형태들만을 예시하므로, 본 발명이 다른 동일하게 효과적인 실시형태들을 인정할 수도 있기 때문에, 그 범위의 제한으로 고려되지 않아야 한다는 것에 주목해야 한다.
도 1 은 본 발명의 실시형태들에 따른 일 예시적인 입력 디바이스의 블록도이다.
도 2a 는 본 발명의 실시형태들에 따른 도 1 의 입력 디바이스의 부분적 개략 평면도이다.
도 2b 는 본 발명의 실시형태들에 따른 도 1 의 디스플레이 디바이스에 포함된 게이트 전극들에 커플링된 게이트 셀렉터의 부분적 개략 평면도이다.
도 3 은 본 발명의 실시형태들에 따른 시간의 함수로서 디스플레이 업데이팅과 입력 센싱을 위해 드라이브된 공통 전극들의 로우 (row) 들을 예시한 것이다.
도 4a 는 본 발명의 실시형태들에 따른 디스플레이 업데이팅 및/또는 입력 센싱에 의해 생성된 간섭을 완화시키기 위해 도 1 의 입력 디바이스에 포함된 공통 전극들의 로우들을 드라이브하기 위한 기법을 예시한 것이다.
도 4b 는 본 발명의 실시형태들에 따른 입력 센싱을 위해 드라이브된 센서 전극 세트들을 예시한 것이다.
도 5 는 본 발명의 실시형태들에 따른 입력 디바이스로 디스플레이 업데이팅과 입력 센싱을 수행할 때 전극 간섭을 완화시키기 위한 방법의 플로차트이다.
이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에서 공통적인 동일한 엘리먼트들을 지정하기 위해 가능한 곳에 동일한 참조 부호들이 사용되었다. 하나의 실시형태에 개시된 엘리먼트들은 특정 기재 없이 다른 실시형태들에 대해 유익하게 이용될 수도 있는 것으로 구상된다.
도 1 은 본 발명의 실시형태들에 따른 일 예시적인 입력 디바이스의 블록도이다.
도 2a 는 본 발명의 실시형태들에 따른 도 1 의 입력 디바이스의 부분적 개략 평면도이다.
도 2b 는 본 발명의 실시형태들에 따른 도 1 의 디스플레이 디바이스에 포함된 게이트 전극들에 커플링된 게이트 셀렉터의 부분적 개략 평면도이다.
도 3 은 본 발명의 실시형태들에 따른 시간의 함수로서 디스플레이 업데이팅과 입력 센싱을 위해 드라이브된 공통 전극들의 로우 (row) 들을 예시한 것이다.
도 4a 는 본 발명의 실시형태들에 따른 디스플레이 업데이팅 및/또는 입력 센싱에 의해 생성된 간섭을 완화시키기 위해 도 1 의 입력 디바이스에 포함된 공통 전극들의 로우들을 드라이브하기 위한 기법을 예시한 것이다.
도 4b 는 본 발명의 실시형태들에 따른 입력 센싱을 위해 드라이브된 센서 전극 세트들을 예시한 것이다.
도 5 는 본 발명의 실시형태들에 따른 입력 디바이스로 디스플레이 업데이팅과 입력 센싱을 수행할 때 전극 간섭을 완화시키기 위한 방법의 플로차트이다.
이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에서 공통적인 동일한 엘리먼트들을 지정하기 위해 가능한 곳에 동일한 참조 부호들이 사용되었다. 하나의 실시형태에 개시된 엘리먼트들은 특정 기재 없이 다른 실시형태들에 대해 유익하게 이용될 수도 있는 것으로 구상된다.
다음의 상세한 설명은 본질적으로 예시적인 것에 불과하고, 본 발명 또는 본 발명의 애플리케이션 및 용도들을 제한하도록 의도된 것이 아니다. 또한, 선행하는 기술분야, 배경, 간단한 개요 또는 다음의 상세한 설명에서 제시된 임의의 표현된 또는 암시된 이론으로 속박되도록 하기 위한 의도는 없다.
본 발명의 다양한 실시형태들은 일반적으로, 통합된 입력 디바이스에서 입력 센싱 및 디스플레이 업데이팅을 수행할 때 전극 간섭을 완화시키기 위한 시스템 및 방법을 제공한다. 입력 센싱을 위한 종래 기법들과는 대조적으로, 전극들이 전형적으로 상측에서부터 하측으로 스캐닝될 때, 전극들은 디스플레이 업데이팅과 입력 센싱 사이의 오버랩을 감소시키거나 제거하는 패턴으로 스캐닝된다. 그 결과, 전극이 디스플레이 업데이팅을 위해 드라이브되고 있을 때, 이 전극은 입력 센싱을 위해 동시에 드라이브되고 있지 않다. 부가적으로, 전극들이 스캐닝되는 패턴은 디스플레이 업데이팅을 위해 드라이브되고 있는 전극들과 입력 센싱을 위해 드라이브되고 있는 전극들 사이에서 특정 거리를 유지하도록 구성될 수도 있다. 유리하게는, 여기에 설명된 시스템 및 방법은 공유된 전극들이 디스플레이 업데이팅과 입력 센싱 양쪽 모두를 수행하는데 사용될 때 간섭이 감소될 수 있게 한다.
이제 도면들로 돌아가면, 도 1 은 본 발명의 실시형태들에 따른 일 예시적인 입력 디바이스 (100) 의 블록도이다. 입력 디바이스 (100) 는 용량성 센싱 디바이스와 같은 통합된 센싱 디바이스를 갖는 디스플레이 디바이스 (160) 를 포함한다. 입력 디바이스 (100) 는 입력을 전자 시스템 (미도시) 에 제공하도록 구성될 수도 있다. 이 문서에서 사용된 바와 같이, 용어 "전자 시스템" (또는 "전자 디바이스") 은 정보를 전자적으로 프로세싱하는 것이 가능한 임의의 시스템을 폭넓게 지칭한다. 전자 시스템들의 일부 비제한적인 예들은 데스크톱 컴퓨터들, 랩톱 컴퓨터들, 넷북 컴퓨터들, 태블릿들, 웹 브라우저들, 전자책 리더들 (e-book readers), 및 개인 휴대 정보 단말기 (personal digital assistant; PDA) 들과 같은, 모든 사이즈들 및 형상들의 개인용 컴퓨터들을 포함한다. 부가적인 예들의 전자 시스템들은 별도의 조이스틱들 또는 키 스위치들 및 입력 디바이스 (100) 를 포함하는 물리적 키보드들과 같은 복합 입력 디바이스들을 포함한다. 추가의 예시적인 전자 시스템들은 데이터 입력 디바이스들 (원격 제어부들 및 마우스들을 포함함) 및 데이터 출력 디바이스들 (디스플레이 스크린들 및 프린터들을 포함함) 과 같은 주변기기들을 포함한다. 다른 예들은 원격 단말기들, 키오스크들 (kiosks), 및 비디오 게임 머신들 (예를 들어, 비디오 게임 콘솔들, 휴대용 게이밍 디바이스들 등) 을 포함한다. 다른 예들은 통신 디바이스들 (스마트 폰들과 같은 셀룰러 폰들을 포함함) 및 미디어 디바이스들 (레코더들, 편집기들, 및 플레이어들, 예컨대, 텔레비전들, 셋톱 박스들, 뮤직 플레이어들, 디지털 사진 프레임들, 및 디지털 카메라들을 포함함) 을 포함한다. 부가적으로, 전자 시스템은 입력 디바이스에 대한 호스트 (host) 또는 슬레이브 (slave) 일 수 있다.
입력 디바이스 (100) 는 전자 시스템의 물리적 부분으로서 구현될 수 있거나, 전자 시스템으로부터 물리적으로 분리되어 있을 수 있다. 적절하다면, 입력 디바이스 (100) 는 다음 중 임의의 하나 이상을 사용하여 전자 시스템의 부분들과 통신할 수도 있다: 버스들, 네트워크들, 및 다른 유선 또는 무선 상호연결들 (직렬 및/또는 병렬 연결들을 포함함). 예들은 I2C, SPI, PS/2, 범용 직렬 버스 (Universal Serial Bus; USB), 블루투스, RF, 및 IRDA 를 포함한다.
도 1 에 나타낸 실시형태에서, 입력 디바이스 (100) 는 센싱 영역 (120) 에서 하나 이상의 입력 오브젝트들 (140) 에 의해 제공된 입력을 센싱하도록 구성된 근접 센서 디바이스 (또한 "터치패드" 또는 "터치 센서 디바이스" 라고도 종종 지칭됨) 로서 도시되어 있다. 입력 오브젝트들 (140) 의 예들은, 도 1 에 도시된 바와 같이, 손가락들 및 스타일러스들을 포함한다.
센싱 영역 (120) 은 디스플레이 디바이스 (160) 의 디스플레이 스크린을 오버레이하고, 입력 디바이스 (100) 가 사용자 입력 (예를 들어, 하나 이상의 입력 오브젝트들 (140) 에 의해 제공된 사용자 입력) 을 검출하는 것이 가능한 입력 디바이스 (100) 의 상부, 주위, 내부 및/또는 근처의 임의의 공간을 망라한다. 특정 센싱 영역들의 사이즈들, 형상들, 및 로케이션들은 실시형태마다 상당히 다를 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 신호 대 잡음 비들이 충분히 정확한 오브젝트 검출을 방해할 때까지, 센싱 영역 (120) 은 입력 디바이스 (100) 의 표면으로부터 하나 이상의 방향들에서 공간으로 연장된다. 다양한 실시형태들에서, 이 센싱 영역 (120) 이 특정한 방향으로 연장되는 거리는 대략 밀리미터 미만, 밀리미터들, 센티미터들 또는 그 이상일 수도 있고, 사용된 센싱 기술의 타입 및 원하는 정확도에 따라 상당히 변동될 수도 있다. 따라서, 일부 실시형태들은 입력 디바이스 (100) 의 임의의 표면들과의 비접촉, 입력 디바이스 (100) 의 입력 표면 (예를 들어, 터치 표면) 과의 접촉, 어느 정도의 양의 가해진 힘 또는 압력과 커플링된 입력 디바이스 (100) 의 입력 표면과의 접촉, 및/또는 이들의 조합을 포함하는 입력을 센싱한다. 다양한 실시형태들에서, 입력 표면들은 센서 전극들이 그 내부에 상주하는 케이싱들의 표면들, 센서 전극들 또는 임의의 케이싱들 상부에 제공된 페이스 시트 (face sheet) 들 등에 의해 제공될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 센싱 영역 (120) 은 입력 디바이스 (100) 의 입력 표면 상으로 투영될 때 직사각형 형상을 가진다. 페이스 시트 (예를 들어, LCD 렌즈) 는 입력 오브젝트에 대해 유용한 접촉 표면을 제공할 수도 있다.
입력 디바이스 (100) 는 센싱 영역 (120) 에서 사용자 입력을 검출하기 위해 센서 컴포넌트들 및 센싱 기술들의 임의의 조합을 이용할 수도 있다. 입력 디바이스 (100) 는 사용자 입력을 검출하기 위한 하나 이상의 센싱 엘리먼트들을 포함한다. 일부 구현들은 1 차원, 2 차원, 3 차원, 또는 더 높은 차원의 공간들에 걸쳐 있는 이미지들을 제공하도록 구성된다. 일부 구현들은 특정한 축들 또는 평면들을 따라 입력의 투영들을 제공하도록 구성된다. 커서들, 메뉴들, 리스트들, 및 아이템들이 그래픽 사용자 인터페이스의 부분으로서 디스플레이될 수도 있고, 스케일링되거나, 위치되거나, 선택 스크롤링되거나, 또는 이동될 수도 있다.
입력 디바이스 (100) 의 일부 용량성 구현들에서는, 전압 또는 전류가 인가되어 전기장을 생성한다. 인접한 입력 오브젝트들은 전기장에서 변화들을 야기시키고, 전압, 전류 등에서의 변화들로서 검출될 수도 있는 용량성 커플링 (capacitive coupling) 에 있어서의 검출가능한 변화들을 생성한다.
일부 용량성 구현들은 센서 전극들과 같은 용량성 센싱 엘리먼트들 (150) 의 어레이들 또는 다른 규칙적인 또는 불규칙적인 패턴들을 이용하여 전기장들을 생성한다. 일부 용량성 구현들에서, 별개의 센싱 엘리먼트들 (150) 은 더 큰 센서 전극들을 형성하기 위해 함께 오믹 쇼트될 (ohmically shorted) 수도 있다. 일부 용량성 구현들은 저항이 균일할 수도 있는 저항 시트 (resistive sheet) 들을 이용한다 (예를 들어, ITO 등과 같은 저항 재료를 포함할 수도 있다).
일부 용량성 구현들은 센서 전극들과 입력 오브젝트 사이의 용량성 커플링에 있어서의 변화들에 기초한 "셀프 커패시턴스 (self capacitance)" (또는 "절대 커패시턴스 (absolute capacitance)") 센싱 방법들을 이용한다. 다양한 실시형태들에서, 센서 전극들 근처의 입력 오브젝트는 센서 전극들 근처의 전기장을 변경시켜서, 측정된 용량성 커플링을 변화시킨다. 하나의 구현에서, 절대 커패시턴스 센싱 방법은 기준 전압 (예를 들어, 시스템 그라운드) 에 대해 센서 전극들을 변조시킴으로써, 그리고, 센서 전극들과 입력 오브젝트들 사이의 용량성 커플링을 검출함으로써 동작한다.
일부 용량성 구현들은 센서 전극들 사이의 용량성 커플링에 있어서의 변화들에 기초한 "상호 커패시턴스 (mutual capacitance)" (또는 "트랜스커패시턴스 (transcapacitance)") 센싱 방법들을 이용한다. 다양한 실시형태들에서, 센서 전극들 근처의 입력 오브젝트는 센서 전극들 사이의 전기장을 변경시켜서, 측정된 용량성 커플링을 변화시킨다. 하나의 구현에서, 트랜스 용량성 (transcapacitive) 센싱 방법은 하나 이상의 송신기 센서 전극들 (또한 "송신기 전극들" 또는 "송신기들") 과 하나 이상의 수신기 센서 전극들 (또한 "수신기 전극들" 또는 "수신기들") 사이의 용량성 커플링을 검출함으로써 동작한다. 송신기 센서 전극들은 송신기 신호들을 송신하기 위해 기준 전압 (예를 들어, 시스템 그라운드) 과 관련하여 변조될 수도 있다. 수신기 센서 전극들은 결과적인 신호들의 수신을 용이하게 하기 위해 기준 전압과 관련하여 실질적으로 일정하게 유지될 수도 있다. 결과적인 신호는 하나 이상의 송신기 신호들 및/또는 환경적 간섭의 하나 이상의 소스들 (예를 들어, 다른 전자기 신호들) 에 대응하는 영향(들) 을 포함할 수도 있다. 센서 전극들은 전용 송신기들 또는 수신기들일 수도 있거나, 또는 센서 전극들은 송신 및 수신 양쪽 모두를 행하도록 구성될 수도 있다. 대안적으로, 수신기 전극들은 그라운드와 관련하여 변조될 수도 있다.
일부 터치 스크린 실시형태들에서, 송신기 전극들은 디스플레이 스크린의 디스플레이 (예를 들어, 디스플레이 라인들) 를 업데이팅함에 있어서 사용되는 하나 이상의 공통 전극들 (예를 들어, "V-com 전극") 을 포함한다. 이들 공통 전극들은 적절한 디스플레이 스크린 기판 상에 배치될 수도 있다. 예를 들어, 공통 전극들은, 유기 발광 다이오드 (OLED) 디스플레이를 드라이브하도록 구성된, 일부 디스플레이 스크린들 (예를 들어, 패터닝된 수직 정렬 (patterned vertical alignment; PVA) 또는 멀티-도메인 수직 정렬 (multi-domain vertical alignment; MVA)) 의 컬러 필터 유리의 하부 상에, 일부 디스플레이 스크린들 (예를 들어, 평면내 스위칭 (in-plane switching; IPS) 또는 평면 대 라인 스위칭 (plane-to-line switching; PLS)) 에서의 TFT 유리 상에, 등에 배치될 수도 있다. 이러한 실시형태들에서는, 공통 전극이 다수의 기능들을 수행하므로, 공통 전극은 "조합 전극" 이라고 또한 지칭될 수 있다. 다양한 실시형태들에서, 2 개 이상의 송신기 전극들은 하나 이상의 공통 전극들을 공유할 수도 있다. 부가적으로, 다른 디스플레이 엘리먼트들, 예컨대, 소스 드라이버들, 게이트 선택 라인들, 저장 커패시터들 등이 용량성 센싱을 수행하는데 사용될 수도 있다.
다른 터치 스크린 실시형태들에서, 센싱 엘리먼트들 (150) 은 별개의 기하학적 형태들, 폴리곤들, 바들, 패드들, 라인들, 또는 서로 오믹 절연되는 다른 형상들로서 형성될 수도 있다. 별개의 기하학적 엘리먼트들로서 형성된 경우, 센싱 엘리먼트들 (150) 은 절대 센싱 및/또는 트랜스커패시턴스 센싱 방법들을 사용하여 드라이브될 수도 있다. 센싱 엘리먼트들 (150) 은 개개의 센싱 엘리먼트들 (150) 에 비해 더 큰 평면 구역을 갖는 전극들을 형성하기 위해 회로부를 통해 전기적으로 커플링될 수도 있다. 센싱 엘리먼트들 (150) 은 개방 구역이 거의 없거나 어떠한 개방 구역도 없는 (즉, 홀들에 의해 중단되지 않은 평평한 표면을 갖는) 전도성 재료의 인접 보디로서 형성될 수도 있고 또는 대안적으로 관통하여 형성된 개구들을 갖는 재료의 보디를 형성하도록 제조될 수도 있다. 예를 들어, 센싱 엘리먼트들 (150) 은 복수의 상호연결된 얇은 금속 와이어들과 같은 전도성 재료의 메시로부터 형성될 수도 있다. 부가적으로, 센싱 전극들 (150) 은 그리드 전극을 포함할 수도 있다. 그리드 전극은 적어도 2 개의 별개의 센싱 엘리먼트들 (150) 사이에 배치될 수도 있거나 및/또는 하나 이상의 별개의 센싱 엘리먼트들 (150) 을 적어도 부분적으로 한정할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 그리드 전극은 복수의 애퍼처들을 갖는 평평한 보디일 수도 있고, 여기서 각각의 애퍼처는 별개의 센싱 엘리먼트 (150) 를 한정한다. 그리드 전극이 또한 세그먼트화될 수도 있다.
도 1 에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 입력 디바이스 (100) 의 부분으로서 도시된다. 프로세싱 시스템 (110) 은 센싱 영역 (120) 에서 입력을 검출하기 위해 입력 디바이스 (100) 의 하드웨어를 동작시키도록 구성된다. 센싱 영역 (120) 은 센싱 엘리먼트들 (150) 의 어레이를 포함한다. 프로세싱 시스템 (110) 은 하나 이상의 집적 회로 (IC) 들 및/또는 다른 회로부 컴포넌트들의 일부들 또는 전부를 포함한다. 예를 들어, 상호 커패시턴스 센서 디바이스에 대한 프로세싱 시스템은 송신기 센서 전극들로 신호들을 송신하도록 구성된 송신기 회로부, 및/또는 수신기 센서 전극들로 신호들을 수신하도록 구성된 수신기 회로부를 포함할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 펌웨어 코드, 소프트웨어 코드 등과 같은 전자적 판독가능 명령들을 또한 포함한다. 일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 의 컴포넌트들은, 예컨대, 입력 디바이스 (100) 의 센싱 엘리먼트(들) 근처에서 함께 로케이팅된다. 다른 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 의 컴포넌트들은 입력 디바이스 (100) 의 센싱 엘리먼트(들) 에 가까운 하나 이상의 컴포넌트들, 및 다른 곳의 하나 이상의 컴포넌트들과 물리적으로 분리되어 있다. 예를 들어, 입력 디바이스 (100) 는 데스크톱 컴퓨터에 커플링된 주변기기일 수도 있고, 프로세싱 시스템 (110) 은 데스크톱 컴퓨터의 중앙 프로세싱 유닛 및 중앙 프로세싱 유닛으로부터 분리된 하나 이상의 IC들 (아마도 연관된 펌웨어를 가짐) 상에서 실행하도록 구성된 소프트웨어를 포함할 수도 있다. 다른 예로서, 입력 디바이스 (100) 는 폰 내에 물리적으로 통합될 수도 있고, 프로세싱 시스템 (110) 은 폰의 메인 프로세서의 일부인 회로들 및 펌웨어를 포함할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 입력 디바이스 (100) 를 구현하는 것으로 전용된다. 다른 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 디스플레이 스크린들을 동작시키는 것, 촉각 액추에이터 (haptic actuator) 들을 드라이브하는 것 등과 같은 다른 기능들을 또한 수행한다.
프로세싱 시스템 (110) 은 프로세싱 시스템 (110) 의 상이한 기능들을 핸들링하는 모듈들의 세트로서 구현될 수도 있다. 각각의 모듈은 프로세싱 시스템 (110) 의 일부인 회로부, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합을 포함할 수도 있다. 다양한 실시형태들에서, 모듈들의 상이한 조합들이 사용될 수도 있다. 예시적인 모듈들은 센서 전극들 및 디스플레이 스크린들과 같은 하드웨어를 동작시키기 위한 하드웨어 동작 모듈들, 센서 신호들 및 위치 정보와 같은 데이터를 프로세싱하기 위한 데이터 프로세싱 모듈들, 및 정보를 보고하기 위한 보고 모듈들을 포함한다. 추가의 예시적인 모듈들은 입력을 검출하기 위해 센싱 엘리먼트(들) 를 동작시키도록 구성된 센서 동작 모듈들, 모드 변화 제스처 (mode changing gesture) 들과 같은 제스처들을 식별하도록 구성된 식별 모듈들, 및 동작 모드들을 변화시키기 위한 모드 변화 모듈들을 포함한다.
일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 하나 이상의 액션들을 야기시킴으로써 센싱 영역 (120) 에서 직접 사용자 입력 (또는 사용자 입력의 결여) 에 응답한다. 예시적인 액션들은 GUI 액션들, 예컨대, 커서 이동, 선택, 메뉴 내비게이션 (menu navigation), 및 다른 기능들뿐만 아니라, 동작 모드들을 변화시키는 것을 포함한다. 일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 입력 (또는 입력의 결여) 에 관한 정보를 전자 시스템의 일부의 부분에 (예를 들어, 별개의 중앙 프로세싱 시스템이 존재할 경우, 프로세싱 시스템 (110) 과 별개인 전자 시스템의 중앙 프로세싱 시스템에) 제공한다. 일부 실시형태들에서, 전자 시스템의 일부의 부분은 사용자 입력에 대해 작용하기 위해, 예컨대, 모드 변화 액션들 및 GUI 액션들을 포함하는 전체 범위의 액션들을 용이하게 하기 위해, 프로세싱 시스템 (110) 으로부터 수신된 정보를 프로세싱한다.
예를 들어, 일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 센싱 영역 (120) 에서 입력 (또는 입력의 결여) 을 나타내는 전기 신호들을 생성하기 위해 입력 디바이스 (100) 의 센싱 엘리먼트(들) 를 동작시킨다. 프로세싱 시스템 (110) 은 전자 시스템에 제공되는 정보를 생성함에 있어서 전기 신호들에 대한 임의의 적절한 양의 프로세싱을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 프로세싱 시스템 (110) 은 센서 전극들로부터 획득된 아날로그 전기 신호들을 디지털화할 수도 있다. 다른 예로서, 프로세싱 시스템 (110) 은 필터링 또는 다른 신호 컨디셔닝을 수행할 수도 있다. 또 다른 예로서, 프로세싱 시스템 (110) 은 정보가 전기 신호들과 베이스라인 사이의 차이를 반영하도록, 베이스라인을 감산하거나 또는 이와 다르게 베이스라인을 고려할 수도 있다. 추가의 예들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 위치 정보를 결정하고, 입력들을 커맨드들로서 인식하고, 필적을 인식하는 것 등을 할 수도 있다.
여기에 사용된 "위치 정보" 는 절대 위치, 상대 위치, 속도, 가속도, 및 다른 타입들의 공간 정보를 폭넓게 망라한다. 예시적인 "제로 차원 (zero-dimensional)" 위치 정보는 근접한/먼 (near/far) 또는 접촉/비접촉 정보를 포함한다. 예시적인 "1 차원" 위치 정보는 축을 따르는 위치들을 포함한다. 예시적인 "2 차원" 위치 정보는 평면에서의 모션들을 포함한다. 예시적인 "3 차원" 위치 정보는 공간에서의 순간적인 또는 평균적인 속도들을 포함한다. 추가의 예들은 공간적 정보의 다른 표현들을 포함한다. 예를 들어, 시간에 걸쳐 위치, 모션, 또는 순간적인 속도를 추적하는 이력 데이터를 포함하는 하나 이상의 타입들의 위치 정보에 관한 이력 데이터가 또한 결정 및/또는 저장될 수도 있다.
일부 실시형태들에서, 입력 디바이스 (100) 는 프로세싱 시스템 (110) 에 의해 또는 일부의 다른 프로세싱 시스템에 의해 동작되는 부가적인 입력 컴포넌트들로 구현된다. 이들 부가적인 입력 컴포넌트들은 센싱 영역 (120) 에서의 입력에 대한 리던던트 기능성, 또는 일부의 다른 기능성을 제공할 수도 있다. 도 1 은 입력 디바이스 (100) 를 사용하여 아이템들의 선택을 용이하게 하기 위해 사용될 수 있는 센싱 영역 (120) 에 근접한 버튼들 (130) 을 도시한다. 다른 타입들의 부가적인 입력 컴포넌트들은 슬라이더들, 볼 (ball) 들, 휠 (wheel) 들, 스위치들 등을 포함한다. 반대로, 일부 실시형태들에서는, 입력 디바이스 (100) 가 다른 입력 컴포넌트들 없이 구현될 수도 있다.
일부 실시형태들에서, 입력 디바이스 (100) 는 터치 스크린 인터페이스를 포함하고, 센싱 디바이스의 센싱 영역 (120) 은 디스플레이 디바이스 (160) 의 디스플레이 스크린의 액티브 구역의 적어도 일부와 오버랩된다. 예를 들어, 입력 디바이스 (100) 는 디스플레이 스크린을 오버레이하는 실질적으로 투명한 센서 전극들을 포함할 수도 있고, 연관된 전자 시스템에 대한 터치 스크린 인터페이스를 제공할 수도 있다. 디스플레이 스크린은 시각적 인터페이스를 사용자에게 디스플레이하는 것이 가능한 임의의 타입의 동적 디스플레이일 수도 있고, 임의의 타입의 발광 다이오드 (LED), 유기 LED (OLED), 음극선관 (CRT), 액정 디스플레이 (LCD), 플라즈마, 전계발광 (electroluminescence; EL), 또는 다른 디스플레이 기술을 포함할 수도 있다. 입력 디바이스 (100) 및 디스플레이 스크린은 물리적 엘리먼트들을 공유할 수도 있다. 예를 들어, 일부 실시형태들은 디스플레이 및 센싱을 위해 동일한 전기적 컴포넌트들 중 일부를 이용할 수도 있다. 하나의 예로서, 공통 전극은 디스플레이 업데이트 주기 동안 디스플레이 라인을 업데이트하기 위해 이용되고 비-디스플레이 주기 동안 입력 센싱을 수행하기 위해 이용될 수도 있다. 다른 예로서, 디스플레이 스크린은 프로세싱 시스템 (110) 에 의해 부분적으로 또는 전체적으로 동작될 수도 있다.
본 발명의 많은 실시형태들이 완전히 기능하는 장치의 맥락에서 설명되지만, 본 발명의 메커니즘들은 다양한 형태들로 프로그램 제품 (예를 들어, 소프트웨어) 으로서 분포되는 것이 가능하다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 본 발명의 메커니즘들은 전자 프로세서들에 의해 판독가능한 정보 베어링 매체들 (예를 들어, 프로세싱 시스템 (110) 에 의해 판독가능한 비일시적인 컴퓨터 판독가능한 및/또는 레코딩가능한/기입가능한 정보 베어링 매체들) 상에서 소프트웨어 프로그램으로서 구현 및 분포될 수도 있다. 부가적으로, 본 발명의 실시형태들은 이러한 분포를 수행하기 위해 사용되는 매체의 특정한 타입에 관계없이 동일하게 적용된다. 비일시적인 전기적 판독가능 매체들의 예들은 다양한 디스크들, 메모리 스틱들, 메모리 카드들, 메모리 모듈들 등을 포함한다. 전자적 판독가능 매체들은 플래시 (flash), 광, 자기, 홀로그램, 또는 임의의 다른 저장 기술에 기초할 수도 있다.
도 2a 는 본 발명의 실시형태들에 따른 도 1 의 입력 디바이스 (100) 의 부분적 개략 평면도이다. 입력 디바이스 (100) 는 프로세싱 시스템 (110) 및 센싱 엘리먼트들 (150) 의 어레이를 포함한다. 센싱 엘리먼트들 (150) 의 어레이는 복수의 송신기 전극들 (210) (예를 들어, 210-1, 210-2, 210-3 등) 및 복수의 수신기 전극들 (220) (예를 들어, 220-1, 220-2, 220-3 등) 을 포함한다. 각각의 송신기 전극 (210) 은 하나 이상의 공통 전극들 (212) 을 포함할 수도 있다. 송신기 전극들 (210) 및 수신기 전극들 (220) 이 직사각형인 것으로 예시되지만, 다른 실시형태들에서, 송신기 전극들 (210) 및 수신기 전극들 (220) 은 임의의 실제적인 기하학적 형상일 수도 있다. 부가적으로, 다양한 실시형태들에서, 각각의 수신기 전극 (220) 은 하나 이상의 공통 전극들을 포함할 수도 있다. 프로세싱 시스템 (110) 은, 예를 들어, 하나 이상의 라우팅 트레이스들 (도 2a 에 미도시) 을 통해, 센싱 엘리먼트들 (150) 의 어레이에 커플링된다.
센싱 엘리먼트들 (150) 은, 디스플레이 디바이스 (160) 의 외부에 있는 기판 상에 형성될 수도 있다. 예를 들어, 수신기 전극들 (220) 은 입력 디바이스 (100) 에서의 렌즈의 외측 표면 상에, 입력 디바이스 (100) 의 렌즈와 디스플레이 디바이스 (160) 의 컬러 필터 유리 사이에, 또는 디스플레이 디바이스 (160) 의 컬러 필터 유리와 박막 트랜지스터 기판 (TFT 기판) 사이에 배치될 수도 있다. 이러한 실시형태들에서, 송신기 전극들 (210) 은 하나 이상의 공통 전극들 (212), 예컨대, Vcom 전극의 하나 이상의 세그먼트들, 소스 라인, 게이트 라인, 애노드 서브-픽셀 전극, 캐소드 픽셀 전극, 또는 디스플레이 업데이팅과 입력 센싱 양쪽 모두를 위해 사용되는 임의의 다른 디스플레이 엘리먼트를 포함할 수도 있다. 다른 실시형태들에서, 송신기 전극들 (210) 과 수신기 전극들 (220) 양쪽 모두는 하나 이상의 공통 전극들 (212), 예컨대, TFT 기판 및/또는 컬러 필터 유리 상에 배치된 공통 전극들을 포함한다.
단일 집적 회로 (IC) (예를 들어, 통합된 제어기) 로서 임베딩된 프로세싱 시스템 (110) 이 도 2a 에 예시되지만, 입력 디바이스 (100) 는 프로세싱 시스템 (110) 을 포함하는 임의의 적절한 수의 IC들을 포함할 수도 있다. 도 2a 에 도시된 바와 같이, 프로세싱 시스템 (110) 은 드라이버 모듈 (240), 수신기 모듈 (245), 결정 모듈 (250), 옵션적 메모리 (260), 및/또는 동기화 메커니즘 (도 2a 에 미도시) 을 포함할 수도 있다.
드라이버 모듈 (240) 은 드라이버 회로부를 포함하고 디스플레이 디바이스 (160) 의 디스플레이 스크린 상의 이미지들을 업데이팅하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 드라이버 회로부는 픽셀 소스 드라이버들을 통해 디스플레이 픽셀 전극들에 하나 이상의 픽셀 전압들을 인가하도록 구성될 수도 있다. 드라이버 회로부는 또한 디스플레이 스크린의 하나 이상의 디스플레이 라인들을 업데이트하기 위해 공통 전극들 (212) 에 하나 이상의 공통 드라이브 전극들을 인가하도록 구성될 수도 있다. 부가적으로, 프로세싱 시스템 (110) 은 공통 전극들 (212) 상으로 송신기 신호들을 드라이브함으로써 입력 센싱을 위한 송신기 전극들 (210) 로서 공통 전극들 (212) 을 동작시키도록 구성된다.
수신기 모듈 (245) 은 복수의 수신기 전극들 (220) 에 커플링되고, 센싱 영역 (120) 에서 입력 (또는 입력의 결여) 을 나타내거나 및/또는 환경적 간섭을 나타내는 결과적인 신호들을 수신기 전극들 (220) 로부터 수신하도록 구성된다. 수신기 모듈 (245) 은 또한 그 결과적인 신호들을 입력 오브젝트의 존재를 결정하기 위한 결정 모듈 (250) 에 전달하거나 및/또는 저장을 위한 옵션적 메모리 (260) 에 전달하도록 구성될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 수신기 모듈 (245) 은 결과적인 신호들을 수신하도록 구성되는 한편, 프로세싱 시스템 (110) 은 송신기 전극들 (210) 로 입력 센싱 신호들을 액티브하게 송신하고 있지 않다. 예를 들어, 이러한 시간 주기들 동안, 수신기 전극들 (220) 은, 액티브 펜 신호를 송신하는 것이 가능한 액티브 펜과 같은, 송신기 신호를 송신하는 것이 가능한 액티브 입력 오브젝트 (140) 로부터 (예를 들어, 베이스라인 간섭 값을 결정하기 위한) 노이즈 및/또는 신호를 수신하도록 구성될 수도 있다. 부가적으로, 수신기 모듈 (245) 및/또는 드라이버 모듈 (240) 은 적어도 하나의 센서 전극과 입력 오브젝트 (140) 사이의 절대 커패시턴스에 있어서의 변화들을 검출하기 위해 적어도 하나의 센싱 엘리먼트 (150) 상으로 변조된 신호를 드라이브하도록 구성될 수도 있다.
프로세싱 시스템 (110) 의 기능들은 디스플레이 모듈 엘리먼트들 (예를 들어, 공통 전극들 (212)) 을 제어하고 송신기 신호들을 드라이브하거나 및/또는 센싱 엘리먼트들 (150) 의 어레이로부터 수신된 결과적인 신호들을 수신하도록 2 개 이상의 IC 에서 구현될 수도 있다. 예를 들어, 하나의 IC 는 입력 센싱을 수행하도록 구성될 수도 있고 다른 IC 는 디스플레이 업데이팅을 수행하도록 구성될 수도 있다. 다른 실시형태들에서, 하나의 IC 는 드라이버 모듈 (240) 의 기능들을 수행하도록 구성될 수도 있고, 다른 IC 는 수신기 모듈 (245) 의 기능들을 수행하도록 구성될 수도 있다. 2 개 이상의 IC 가 존재하는 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 의 별개의 IC들 사이의 통신들은 동기화 메커니즘을 통해 달성될 수도 있고, 이 동기화 메커니즘은 공통 전극들에 제공된 신호들을 시퀀싱한다. 대안적으로, 동기화 메커니즘은 IC들 중 임의의 것에 대해 내부에 있을 수도 있다.
송신기 전극들 (210) 및 수신기 전극들 (220) 은 송신기 전극들 (210) 을 수신기 전극들 (220) 로부터 분리시키는 하나 이상의 절연체들에 의해 서로 오믹 절연되고 이들이 서로 전기적으로 쇼트되는 것을 방지한다. 전기적 절연성 재료는, 전극들이 교차하는 크로스오버 구역들에서 송신기 전극들 (210) 과 수신기 전극들 (220) 을 분리시킨다. 하나의 이러한 구성에서, 송신기 전극들 (210) 및/또는 수신기 전극들 (220) 은 동일한 전극의 상이한 부분들을 연결하는 점퍼들로 형성된다. 다른 구성들에서, 송신기 전극들 (210) 및 수신기 전극들 (220) 은, 아래에 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 하나 이상의 기판들에 의해 또는 전기적 절연성 재료의 하나 이상의 층들에 의해 분리된다. 또 다른 구성들에서, 송신기 전극들 (210) 및 수신기 전극들 (220) 은 옵션적으로 입력 디바이스 (100) 의 단일 층 상에 배치된다.
송신기 전극들 (210) 과 수신기 전극들 (220) 사이의 로컬화된 용량성 커플링의 구역들은 "용량성 픽셀들" 이라고 지칭될 수도 있다. 송신기 전극들 (210) 과 수신기 전극들 (220) 사이의 용량성 커플링은 송신기 전극들 (210) 및 수신기 전극들 (220) 과 연관된 센싱 영역 (120) 에서의 입력 오브젝트들의 근접도 및 모션에 따라 변경된다. 매트릭스 센서들을 포함하는 실시형태들과 같은 다른 실시형태들에서, 용어 "용량성 픽셀들" 은 센싱 엘리먼트 (150) 와 입력 오브젝트 (140) 사이의 로컬화된 커패시턴스 (예를 들어, 절대 커패시턴스) 를 지칭할 수도 있다.
일부 실시형태들에서, 이들 용량성 커플링들을 결정하기 위해 센서 패턴이 "스캐닝된다". 즉, 송신기 전극들 (210) 은 송신기 신호들을 송신하도록 드라이브된다. 하나의 송신기 전극 (210) 이 한번에 송신하거나, 또는 다수의 송신기 전극들 (210) 이 동시에 송신하도록 송신기들이 동작될 수도 있다. 다수의 송신기 전극들 (210) 이 동시에 송신하는 경우, 이들 다수의 송신기 전극들 (210) 은 동일한 송신기 신호를 송신하여 효과적으로 보다 큰 송신기 전극 (210) 을 효과적으로 생성할 수도 있고, 또는 이들 다수의 송신기 전극들 (210) 은 상이한 송신기 신호들을 송신할 수도 있다. 예를 들어, 다수의 송신기 전극들 (210) 은, 수신기 전극들 (220) 의 결과적인 신호들에 대한 이들의 조합된 영향들이 독립적으로 결정될 수 있게 하는 하나 이상의 코딩 방식들에 따라, 상이한 송신기 신호들을 송신할 수도 있다. 부가적으로, 매트릭스 센싱 기법들을 구현하는 실시형태들에서, 센싱 엘리먼트들 (150) 은 전극들 상의 절대 커패시턴스에 대한 변화들을 센싱하도록 스캐닝될 수도 있다.
수신기 전극들 (220) 은 결과적인 신호들을 획득하도록 개별적으로 또는 복합적으로 동작될 수도 있다. 용량성 픽셀들에서의 용량성 커플링들의 측정치들을 결정하기 위해 결과적인 신호들이 사용될 수도 있다.
용량성 픽셀들로부터의 측정치들의 세트는 픽셀들에서의 용량성 커플링들을 나타내는 "용량성 이미지" (또한 "용량성 프레임") 를 형성한다. 다수의 용량성 이미지들은 다수의 시간 주기들, 및 센싱 영역에서의 입력에 관한 정보를 유도하는데 사용되는 이들 사이의 차이들에 걸쳐 획득될 수도 있다. 예를 들어, 연속적인 시간 주기들에 걸쳐 획득된 연속적인 용량성 이미지들은, 센싱 영역에 진입하고, 센싱 영역에 존재하고, 센싱 영역 내에 있는 하나 이상의 입력 오브젝트들의 모션(들) 을 추적하는데 사용될 수 있다.
도 2b 는 본 발명의 실시형태들에 따른 도 1 의 디스플레이 디바이스 (160) 에 포함된 게이트 전극들 (214) 에 커플링된 게이트 셀렉터 (270) 의 부분적 개략 평면도이다. 디스플레이 디바이스 (160) 는 복수의 디스플레이 라인들을 포함하고, 이 디스플레이 라인들 각각은 디스플레이 업데이팅을 위해 구성된 서브-픽셀 회로부 및 복수의 서브-픽셀들 (211) 을 포함한다. 각각의 서브-픽셀 (211) 과 연관된 서브-픽셀 회로부는 게이트 전극 (214) (예를 들어, 214-1, 214-2, ..., 214-N) 및 소스 라인 (213) (예를 들어, 213-1, 213-2, ..., 213-N) 을 포함할 수도 있다. 게이트 셀렉터 (270) 는 디스플레이 업데이팅을 위해 하나 이상의 서브-픽셀들 (211) 을 선택하도록 선택 신호를 게이트 전극 (214) 상으로 드라이브하도록 구성될 수도 있다. 드라이버 모듈 (240) 은 그 후에 선택된 서브-픽셀(들) (211) 에 소스 전압을 소스 라인 (213) 을 통해 드라이브하거나 및/또는 공통 전압을 공통 전극 (212) 을 통해 드라이브할 수도 있다.
도 2b 에 예시된 실시형태가 각각의 서브-픽셀 (211) 에 대한 별개의 게이트 전극 (214) 을 포함하지만, 다른 실시형태들에서, 각각의 게이트 전극 (214) 은 2 개 이상의 서브-픽셀 (211) 을 한번에 선택하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 하나의 실시형태에서, 게이트 전극 (214) 은 업데이팅을 위한 전체 디스플레이 라인을 선택할 수도 있다. 일단 서브-픽셀 (211) 이 선택된다면, 소스 전압이 소스 라인 (213) 에 의해 수신되어 서브-픽셀 (211) 을 미리 결정된 레벨 (예를 들어, 타깃 전압 또는 전류) 까지 충전하여 대응하는 디스플레이 라인을 업데이트할 수도 있다.
공통 전극 (212) 은 공통 전압을 서브-픽셀들 (211) 에 제공하도록 구성될 수도 있다. 공통 전극 (212) 이 단일의 계속되는 전극으로서 예시되지만, 다른 실시형태들에서, 공통 전극 (212) 은 복수의 세그먼트들로 분할될 수도 있고, 이 세그먼트들 각각은 공통 전압을 하나 이상의 서브-픽셀들 (211) 에 제공한다.
다양한 실시형태들에서, 디스플레이를 업데이트하는 것과 입력 센싱을 수행하는 것 양쪽 모두를 하기 위해 공통 전극들 (212) 및/또는 다른 엘리먼트들 (예를 들어, 게이트 선택 라인들, 소스 라인들, 저장 커패시터들 등) 이 사용될 수도 있다. 이러한 실시형태들에서, 본 발명의 실시형태들에 따라 시간의 함수로서 디스플레이 업데이팅과 입력 센싱을 위해 드라이브된 공통 전극들 (212) 의 로우 (row) 들을 예시하는 도 3 에 도시된 바와 같이, 동일한 시간 주기들 동안 디스플레이 업데이팅과 입력 센싱이 동시에 수행될 수도 있다. 그러나, 동일한 공통 전극들 (212) 및/또는 다른 엘리먼트들을 사용하여 입력 센싱과 디스플레이 업데이팅을 동시에 수행하는 것은, 디스플레이 아티팩트들을 발생시키거나 및/또는 입력 센싱의 정확도에 부정적인 영향을 미칠 수도 있다. 예를 들어, 도 3 에서, 시간 302 에서 디스플레이 로우 (800) 와 연관된 공통 전극들 (212) 을 드라이브할 때 그리고 시간 304 에서 디스플레이 라인 (0) 과 연관된 공통 전극들 (212) 을 드라이브할 때 디스플레이 업데이팅과 입력 센싱 사이의 간섭이 발생할 수도 있다.
대안적으로, 디스플레이 업데이팅과 입력 센싱이 별개의 시간 주기들 동안 수행되어 이들 프로세스들 사이의 간섭의 가능성을 감소시킬 수도 있다. 예를 들어, "블랭킹" 주기들 또는 "분포된 블랭킹" 주기들이라고 지칭되는 비-디스플레이 업데이트 주기들 (예를 들어, 센싱 주기들, 입력 센싱 주기들, 또는 용량성 센싱 주기들) 동안 입력 센싱이 수행될 수도 있다. 수평-블랭킹 주기들, 롱 수평-블랭킹 ("long h-blank") 주기들, 수직-블랭킹 주기들, 인-프레임 블랭킹 주기들 등이라고도 또한 지칭되는 이들 비-디스플레이 업데이트 주기들은 디스플레이 라인 및/또는 디스플레이 프레임 업데이트들 사이에서 발생한다. 예를 들어, 수평-블랭킹 주기는, 디스플레이 라인 N 을 업데이트한 후에, 그러나 디스플레이 라인 N+1 을 업데이트하기 전에 발생하는 비-디스플레이 업데이트 주기라고 지칭할 수도 있고, 그 동안 디스플레이 엘리먼트들은 디스플레이 라인 N+1 을 업데이트하도록 변경될 수도 있다. 부가적으로, 롱 수평-블랭킹 주기는 다수의 수평-블랭킹 주기들, 수평 블랭킹 주기들 중 적어도 일부분, 또는 둘의 몇몇 조합을 재분포시키고, 이 주기들을 단일의 비-디스플레이 업데이트 주기로 조합함으로써 발생될 수도 있다. 예를 들어, 롱 수평-블랭킹 주기는 다수의 디스플레이 라인 업데이트들 사이에서 발생할 수도 있는 비-디스플레이 업데이트 주기들을 이전시켜서 비-디스플레이 업데이트 주기들을 단일의 비-디스플레이 업데이트 주기로 조합함으로써 발생될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 롱 수평-블랭킹 주기 (또는 센싱 주기) 는, 적어도 디스플레이 라인 업데이트 주기의 지속기간만큼 긴 비-디스플레이 업데이트 주기이다.
그러나, 별개의 시간 주기들 동안 디스플레이 업데이팅 및 입력 센싱이 수행될 때라도, 예컨대, 공통 전극들 (212) 이 방전하고 있을 때의 롤-오프 (roll-off) 주기 동안, 디스플레이 업데이팅을 위해 최근에 드라이브되었던 공통 전극들 (212) 상에 전하가 남아있을 수도 있다. 부가적으로, 전하가 (예를 들어, 게이트 누설로 인해) 공통 전극들 (212) 상으로 누설되어, 예컨대, 베이스라인 커패시턴스에서 시프트를 야기하는 것에 의해, 입력 센싱 정확도에 부정적인 영향을 미치는 간섭을 일으킬 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 디스플레이 디바이스 (160) 의 디스플레이 라인들을 업데이트하는데 사용되는 게이트-인-패널 (GIP) 회로들, 예컨대, 비정질 실리콘 (a-Si) 및/또는 저온 폴리실리콘 (LTPS) GIP 회로들로부터 전하가 누설될 수도 있다. 또한, 디스플레이 업데이팅을 위해 최근에 드라이브되었던 공통 전극들 (212) 및/또는 다른 엘리먼트들에 근접한, 그러나 반드시 그 공통 전극들 (212) 및/또는 다른 엘리먼트들에 커플링될 필요는 없는 공통 전극들 (212) 에서 간섭이 발생될 수도 있다. 이에 따라, 도 4a 내지 도 5 와 관련하여 더욱 상세히 아래에 설명되는 바와 같이, 공통 전극들 (212) 이 디스플레이 업데이팅과 입력 센싱을 위해 드라이브되는 순서가 선택되어, 이들 프로세스들이 서로 간섭하는 정도를 완화시킬 수도 있다.
통합된 입력 디바이스에서의 전극 간섭의 완화
도 4a 는 본 발명의 실시형태들에 따른 디스플레이 업데이팅 및/또는 입력 센싱에 의해 생성된 간섭을 완화시키기 위해 도 1 의 입력 디바이스 (100) 에 포함된 공통 전극들 (212) 의 로우들을 드라이브하는 기법을 예시한 것이다. 전극들이 상측에서부터 하측으로 스캐닝되는 입력 센싱을 위한 종래의 기법들과는 대조적으로, 도 4a 에서는, 공통 전극들 (212) 이 디스플레이 업데이팅과 입력 센싱 사이의 오버랩을 감소시키거나 제거하는 패턴으로 스캐닝된다. 즉, 공통 전극 (212) 이 디스플레이 업데이팅을 위해 드라이브되고 있을 때, 그 공통 전극 (212) 은 입력 센싱을 위해 동시에 드라이브되지 않는다. 부가적으로, 다양한 실시형태들에서, 디스플레이 업데이팅을 위해 드라이브되고 있는 공통 전극들 (212) 과 입력 센싱을 위해 드라이브되고 있는 공통 전극들 (212) 사이에서 특정 거리를 유지하기 위해 공통 전극들 (212) 이 스캐닝되는 패턴이 선택될 수도 있다. 예를 들어, 도 4a 에서, 특정 수의 디스플레이 로우들 또는 공통 전극들 (212) 과 연관된 거리 (402) 는, 디스플레이 업데이팅을 위해 드라이브되고 있는 공통 전극들 (212) 과 입력 센싱을 위해 드라이브되고 있는 공통 전극들 (212) 사이에서 유지된다. 또한, 일부 실시형태들에서, 스캐닝 패턴이 입력 디바이스에 하드와이어되거나 및/또는 소프트웨어 및/또는 펌웨어에서 구현되어, 입력 디바이스 (100) 의 동작 전반에 걸쳐 최소 거리 (예를 들어, 거리 (402)) 가 유지되도록 할 수도 있다.
도 4b 는 본 발명의 실시형태들에 따른 입력 센싱을 위해 드라이브된 센서 전극 세트들 (215) 을 예시한 것이다. 도시된 바와 같이, 입력 디바이스 (100) 에 포함된 센서 전극들 (예를 들어, 송신기 전극들 (210)) 은 센서 전극 세트들 (215) (예를 들어, 215-1, 215-2, ..., 215-N) 로 분할될 수도 있다. 다양한 실시형태들에서, 각각의 센서 전극 세트 (215) 는 그 후에 순차적 방식으로 드라이브된다. 예를 들어, 도 4a 에 도시된 바와 같이, 제 1 센서 전극 세트 (215-1) 에 포함된 센서 전극들 (예를 들어, 송신기 전극들 (210-13 내지 210-18)) 은, 송신기 전극 (210-13) 으로 시작하고 송신기 전극 (210-18) 으로 끝나는 순차적 방식으로 드라이브될 수도 있다. 그 다음에, 제 2 센서 전극 세트 (215-2) 에 포함된 센서 전극들 (예를 들어, 송신기 전극들 (210-7 내지 210-12)) 은, 송신기 전극 (210-7) 으로 시작하고 송신기 전극 (210-12) 으로 끝나는 순차적 방식으로 드라이브될 수도 있다. 마지막으로, 제 3 센서 전극 세트 (215-3) 에 포함된 센서 전극들 (예를 들어, 송신기 전극들 (210-1 내지 210-6)) 은, 송신기 전극 (210-1) 으로 시작하고 송신기 전극 (210-6) 으로 끝나는 순차적 방식으로 드라이브될 수도 있다. 따라서, 다양한 실시형태들에서, 적어도 2 개의 디스플레이 라인 쌍들이 비-순차적으로 업데이트된다. 부가적으로, 도 4a 에 도시된 바와 같이, 각각의 디스플레이 라인이 업데이트되는 디스플레이 업데이트 주기는, 대응하는 공통 전극(들) (212) 이 입력 센싱을 위해 드라이브되는 입력 센싱 주기와 비-연속적이고 비-오버랩될 수도 있다. 그 결과, 비-순차적 순서로 용량성 이미지의 상이한 부분들을 캡처함으로써, 디스플레이 업데이팅과 입력 센싱 사이의 간섭이 감소되고, 입력 센싱이 디스플레이 업데이팅과는 상이한 레이트로 수행될 수도 있다.
상술된 간섭 완화 기법들은 센서 전극들의 임의의 타입 (예를 들어, 트랜스커패시턴스, 절대 커패시턴스 등) 과 형상 (예를 들어, 바들, 스트라이프들, 매트릭스, 다이아몬드들 등) 으로 구현될 수도 있다. 또한, 도 4a 및 도 4b 가 3 개의 구별되는 센서 전극 세트들 (215) 을 예시하지만, 센서 전극들 (예를 들어, 송신기 전극들 (210)) 은 임의의 수의 오버랩되는 또는 비-오버랩되는 센서 전극 세트들 (215) (2 개의 센서 전극 세트들, 4 개의 센서 전극 세트들, 5 개의 센서 전극 세트들 등) 로 분할될 수도 있다. 또한, 디스플레이 업데이팅과 입력 센싱 사이의 간섭이 감소될 수 있게 하는 임의의 순서로 각각의 센서 전극 세트 (215) 내의 센서 전극들이 드라이브될 수도 있다. 부가적으로, 동일한 시간 주기들 동안, 별개의 시간 주기들 동안, 및/또는 오버랩되는 시간 주기들 동안 디스플레이 업데이팅과 입력 센싱이 수행될 때, 상술된 간섭 완화 기법들이 구현될 수도 있다. 예를 들어, 도 4a 에서, 디스플레이 라인들은 디스플레이 업데이트 주기들 동안 업데이트될 수도 있고, 입력 센싱은 비-디스플레이 업데이트 주기들 동안, 예컨대, 수직 블랭킹 주기들 동안, 수평 블랭킹 주기들 동안, 그리고 롱 수평 블랭킹 주기들 동안 수행될 수도 있다.
도 5 는 본 발명의 실시형태들에 따른 입력 디바이스 (100) 로 디스플레이 업데이팅과 입력 센싱을 수행할 때 전극 간섭을 완화시키기 위한 방법 (500) 의 플로차트이다. 이 방법 (500) 이 도 1 내지 도 4b 와 관련하여 설명되지만, 이 기술분야의 숙련된 자들은 이 방법을 임의의 적절한 순서로 수행하도록 구성된 임의의 시스템이 본 발명의 범위 내에 있다는 것을 이해할 것이다.
방법 (500) 은 단계 510 에서 시작하고, 여기서 드라이버 모듈 (240) 은 제 1 센싱 주기 동안 입력 센싱 (예를 들어, 용량성 센싱) 을 위해 제 1 센서 전극 세트를 드라이브한다. 그 다음에, 단계 512 에서, 드라이버 모듈 (240) 은 제 2 센싱 주기 동안 입력 센싱을 위해 제 2 센서 전극 세트를 드라이브한다. 단계 514 에서, 드라이버 모듈 (240) 은 제 3 센싱 주기 동안 입력 센싱을 위해 제 3 센서 전극 세트를 드라이브한다. 다양한 실시형태들에서, 각각의 센서 전극 세트에 포함된 센서 전극들은 송신기 전극들 (210) 이다. 다른 실시형태들에서, 각각의 센서 전극 세트에 포함된 센서 전극들은 수신기 전극들 (220) 이다. 일부 실시형태들에서, 각각의 센서 전극들은, 입력 센싱과 디스플레이 업데이팅 양쪽 모두를 수행하도록 구성되는 하나 이상의 공통 전극들 (212) 을 포함할 수도 있다.
단계 520 에서, 게이트 셀렉터 (270) 는 제 1 디스플레이 업데이트 주기 동안 제 1 디스플레이 라인을 업데이트하기 위해 제 1 게이트 전극을 선택한다. 단계 522 에서, 드라이버 모듈 (240) 은 게이트 셀렉터가 제 1 게이트 전극을 선택할 때 제 1 공통 전극 세트에 포함된 공통 전극을 드라이브함으로써 제 1 디스플레이 업데이트 주기 동안 제 1 디스플레이 라인을 업데이트한다. 그 다음에, 단계 524 에서, 게이트 셀렉터 (270) 는 제 2 디스플레이 업데이트 주기 동안 제 2 디스플레이 라인을 업데이트하기 위해 제 2 게이트 전극을 선택한다. 단계 526 에서, 드라이버 모듈 (240) 은 게이트 셀렉터가 제 2 게이트 전극을 선택할 때 제 2 공통 전극 세트에 포함된 공통 전극을 드라이브함으로써 제 2 디스플레이 업데이트 주기 동안 제 2 디스플레이 라인을 업데이트한다. 단계 528 에서, 게이트 셀렉터 (270) 는 제 3 디스플레이 업데이트 주기 동안 제 3 디스플레이 라인을 업데이트하기 위해 제 3 게이트 전극을 선택한다. 단계 530 에서, 드라이버 모듈 (240) 은 게이트 셀렉터가 제 3 게이트 전극을 선택할 때 제 3 공통 전극 세트에 포함된 공통 전극을 드라이브함으로써 제 3 디스플레이 업데이트 주기 동안 제 3 디스플레이 라인을 업데이트한다.
일부 실시형태들에서, 도 4a 및 도 4b 에 도시된 바와 같이, 제 1 센싱 주기 동안 마지막으로 드라이브되는 제 1 센서 전극 세트의 센서 전극 및 제 2 센싱 주기 동안 첫 번째로 드라이브되는 제 2 센서 전극 세트의 센서 전극은 공간적으로 비-순차적인 센서 전극들일 수도 있다. 부가적으로, 제 1 센싱 주기 동안 첫 번째로 드라이브되는 제 1 센서 전극 세트의 센서 전극 및 제 2 센싱 주기 동안 마지막으로 드라이브되는 제 2 센서 전극 세트의 센서 전극은 공간적으로 순차적인 센서 전극들이다.
단계들 510, 512 및 514 에서 입력 센싱을 위해 센서 전극 세트들이 드라이브되는 센싱 주기들은, 단계들 522, 526 및 530 에서 디스플레이 라인들이 업데이트되는 디스플레이 업데이트 주기들 중 임의의 것과 오버랩되거나 및/또는 동시에 발생할 수도 있다. 다른 실시형태들에서, 입력 센싱을 위해 센서 전극 세트들이 드라이브되는 센싱 주기들은, 디스플레이 업데이팅을 위해 디스플레이 디바이스 (160) 의 디스플레이 라인들이 드라이브되는 비-디스플레이 업데이트 주기들 (예를 들어, 블랭킹 주기들) 일 수도 있다. 부가적으로, 제 1 센싱 주기, 제 2 센싱 주기, 및 제 3 센싱 주기가 발생하는 순서는, 예컨대, 디스플레이 업데이팅 프로세스들과의 간섭을 완화시키기 위해 (예를 들어, 프로세싱 시스템 (110) 에 의해) 변경될 수도 있다.
따라서, 여기에 설명된 실시형태들 및 예들은 본 발명 및 그 특정한 애플리케이션을 최상으로 설명하기 위해 그리고 그에 의해 이 기술분야의 숙련된 자들이 본 발명을 제조 및 사용할 수 있게 하기 위해 제시되었다. 그러나, 이 기술분야의 숙련된 자들은 상술한 설명 및 예들이 오직 예시 및 예의 목적만을 위해 제시되었다는 것을 인식할 것이다. 설명된 설명은 본 발명을 개시된 정밀한 형태로 제한하도록 또는 총망라하도록 의도된 것이 아니다.
Claims (23)
- 통합된 용량성 센싱 디바이스를 갖는 디스플레이 디바이스를 포함하는 입력 디바이스로서,
상기 입력 디바이스는,
복수의 공통 전극들의 제 1 공통 전극 세트를 포함하는 제 1 센서 전극 세트, 상기 복수의 공통 전극들의 제 2 공통 전극 세트를 포함하는 제 2 센서 전극 세트, 및 상기 복수의 공통 전극들의 제 3 공통 전극 세트를 포함하는 제 3 센서 전극 세트를 포함하는 복수의 센서 전극들;
복수의 게이트 전극들;
상기 복수의 게이트 전극들에 커플링되고 상기 디스플레이 디바이스의 대응하는 디스플레이 라인을 업데이트하기 위해 상기 게이트 전극들 각각을 선택하도록 구성된 게이트 셀렉터로서, 제 1 게이트 전극은 제 1 디스플레이 라인에 대응하고, 제 2 게이트 전극은 제 2 디스플레이 라인에 대응하며, 제 3 게이트 전극은 제 3 디스플레이 라인에 대응하는, 상기 게이트 셀렉터; 및
상기 복수의 공통 전극들에 커플링된 프로세싱 시스템
을 포함하고,
상기 프로세싱 시스템은,
제 1 센싱 주기 동안 용량성 센싱을 위해 상기 제 1 센서 전극 세트를 드라이브하고;
제 2 센싱 주기 동안 용량성 센싱을 위해 상기 제 2 센서 전극 세트를 드라이브하고;
제 3 센싱 주기 동안 용량성 센싱을 위해 상기 제 3 센서 전극 세트를 드라이브하고;
상기 게이트 셀렉터가 상기 제 1 게이트 전극을 선택할 때 상기 제 1 공통 전극 세트의 공통 전극을 드라이브함으로써 디스플레이 프레임의 제 1 디스플레이 업데이트 주기 동안 상기 제 1 디스플레이 라인을 업데이트하고;
상기 게이트 셀렉터가 상기 제 2 게이트 전극을 선택할 때 상기 제 2 공통 전극 세트의 공통 전극을 드라이브함으로써 상기 디스플레이 프레임의 제 2 디스플레이 업데이트 주기 동안 상기 제 2 디스플레이 라인을 업데이트하며;
상기 게이트 셀렉터가 상기 제 3 게이트 전극을 선택할 때 상기 제 3 공통 전극 세트의 공통 전극을 드라이브함으로써 상기 디스플레이 프레임의 제 3 디스플레이 업데이트 주기 동안 상기 제 3 디스플레이 라인을 업데이트하도록
구성되고,
상기 제 1 센싱 주기 동안 마지막으로 드라이브되는 상기 제 1 센서 전극 세트의 센서 전극 및 상기 제 2 센싱 주기 동안 첫 번째로 드라이브되는 상기 제 2 센서 전극 세트의 센서 전극은 공간적으로 비-순차적인 센서 전극들이고,
상기 제 1 디스플레이 업데이트 주기 및 상기 제 1 센싱 주기는 비-연속적이고 비-오버랩되고,
상기 제 2 디스플레이 업데이트 주기 및 상기 제 2 센싱 주기는 비-연속적이고 비-오버랩되며,
상기 제 3 디스플레이 업데이트 주기 및 상기 제 3 센싱 주기는 비-연속적이고 비-오버랩되는, 입력 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 센싱 주기 동안 첫 번째로 드라이브되는 상기 제 1 센서 전극 세트의 센서 전극 및 상기 제 2 센싱 주기 동안 마지막으로 드라이브되는 상기 제 2 센서 전극 세트의 센서 전극은 공간적으로 순차적인 센서 전극들인, 입력 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 센싱 주기 동안 마지막으로 드라이브되는 상기 제 2 센서 전극 세트의 센서 전극 및 상기 제 3 센싱 주기 동안 첫 번째로 드라이브되는 상기 제 3 센서 전극 세트의 센서 전극은 공간적으로 비-순차적인 센서 전극들이고,
상기 제 2 센싱 주기 동안 첫 번째로 드라이브되는 상기 제 2 센서 전극 세트의 센서 전극 및 상기 제 3 센싱 주기 동안 마지막으로 드라이브되는 상기 제 3 센서 전극 세트의 센서 전극은 공간적으로 순차적인 센서 전극들인, 입력 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 센싱 주기는 상기 제 2 디스플레이 업데이트 주기와 상기 제 3 디스플레이 업데이트 주기 중 하나와 적어도 부분적으로 오버랩되는, 입력 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 센싱 주기, 상기 제 2 센싱 주기, 및 상기 제 3 센싱 주기는 상기 디스플레이 디바이스의 비-디스플레이 업데이트 주기들에 대응하고,
상기 비-디스플레이 업데이트 주기들 각각은 상기 디스플레이 디바이스의 디스플레이 프레임의 디스플레이 업데이트 주기들 사이에서 발생하는, 입력 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 센서 전극들은 복수의 수신기 전극들을 포함하고,
상기 프로세싱 시스템은 상기 복수의 수신기 전극들에 커플링되고,
용량성 센싱을 위해 상기 제 1 센서 전극 세트를 드라이브하는 동안 결과적인 신호들을 상기 복수의 수신기 전극들로 수신하고;
상기 결과적인 신호들에 기초하여 입력 오브젝트에 대한 위치 정보를 결정하도록
구성되는, 입력 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
용량성 센싱을 위해 상기 제 1 센서 전극 세트를 드라이브하는 것은, 결과적인 신호들을 상기 제 1 센서 세트의 적어도 하나의 센서 전극으로 수신하는 동안 상기 적어도 하나의 센서 전극을 드라이브하는 것을 포함하고,
상기 프로세싱 시스템은 또한, 상기 결과적인 신호들에 기초하여 입력 오브젝트에 대한 위치 정보를 결정하도록 구성되는, 입력 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 프로세싱 시스템은, 상기 제 1 센싱 주기, 상기 제 2 센싱 주기, 및 상기 제 3 센싱 주기가 발생하는 순서를 변경하도록 구성되는, 입력 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 공통 전극들의 제 4 공통 전극 세트를 포함하는 제 4 센서 전극을 더 포함하고,
상기 프로세싱 시스템은 또한, 제 4 센싱 주기 동안 용량성 센싱을 위해 상기 제 4 센서 전극 세트를 드라이브하도록 구성되고,
상기 제 3 센싱 주기 동안 마지막으로 드라이브되는 상기 제 3 센서 전극 세트의 센서 전극 및 상기 제 4 센싱 주기 동안 첫 번째로 드라이브되는 상기 제 4 센서 전극 세트의 센서 전극은 공간적으로 비-순차적인 센서 전극들이며,
상기 제 3 센싱 주기 동안 첫 번째로 드라이브되는 상기 제 3 센서 전극 세트의 센서 전극 및 상기 제 4 센싱 주기 동안 마지막으로 드라이브되는 상기 제 4 센서 전극 세트의 센서 전극은 공간적으로 순차적인 센서 전극들인, 입력 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
용량성 센싱을 위해 상기 제 1 센서 전극 세트를 드라이브하는 것은, 결과적인 신호들을 상기 제 1 센서 세트의 적어도 하나의 센서 전극으로 수신하는 동안 상기 적어도 하나의 센서 전극을 드라이브하는 것을 포함하고,
상기 프로세싱 시스템은, 상기 결과적인 신호들에 기초하여 입력 오브젝트에 대한 위치 정보를 결정하도록 구성된 결정 모듈을 더 포함하는, 입력 디바이스. - 통합된 용량성 센싱 디바이스를 가지며 복수의 센서 전극들 및 복수의 게이트 전극들을 포함하는 디스플레이 디바이스에 의한 입력 센싱 방법으로서,
제 1 센싱 주기 동안 용량성 센싱을 위해 상기 복수의 센서 전극들의 제 1 센서 전극 세트를 드라이브하는 단계로서, 상기 제 1 센서 전극 세트는 복수의 공통 전극들의 제 1 공통 전극 세트를 포함하는, 상기 복수의 센서 전극들의 제 1 센서 전극 세트를 드라이브하는 단계;
제 2 센싱 주기 동안 용량성 센싱을 위해 상기 복수의 센서 전극들의 제 2 센서 전극 세트를 드라이브하는 단계로서, 상기 제 2 센서 전극 세트는 상기 복수의 공통 전극들의 제 2 공통 전극 세트를 포함하는, 상기 복수의 센서 전극들의 제 2 센서 전극 세트를 드라이브하는 단계;
제 3 센싱 주기 동안 용량성 센싱을 위해 상기 복수의 센서 전극들의 제 3 센서 전극 세트를 드라이브하는 단계로서, 상기 제 3 센서 전극 세트는 상기 복수의 공통 전극들의 제 3 공통 전극 세트를 포함하는, 상기 복수의 센서 전극들의 제 3 센서 전극 세트를 드라이브하는 단계;
디스플레이 프레임의 제 1 디스플레이 업데이트 주기 동안 제 1 디스플레이 라인을 선택하기 위해 상기 복수의 게이트 전극들 중 제 1 게이트 전극을 드라이브하는 단계;
상기 제 1 디스플레이 업데이트 주기 동안 상기 제 1 공통 전극 세트의 공통 전극을 드라이브함으로써 상기 제 1 디스플레이 라인을 업데이트하는 단계;
상기 디스플레이 프레임의 제 2 디스플레이 업데이트 주기 동안 제 2 디스플레이 라인을 선택하기 위해 상기 복수의 게이트 전극들 중 제 2 게이트 전극을 드라이브하는 단계;
상기 제 2 디스플레이 업데이트 주기 동안 상기 제 2 공통 전극 세트의 공통 전극을 드라이브함으로써 상기 제 2 디스플레이 라인을 업데이트하는 단계;
상기 디스플레이 프레임의 제 3 디스플레이 업데이트 주기 동안 제 3 디스플레이 라인을 선택하기 위해 상기 복수의 게이트 전극들 중 제 3 게이트 전극을 드라이브하는 단계; 및
상기 제 3 디스플레이 업데이트 주기 동안 상기 제 3 공통 전극 세트의 공통 전극을 드라이브함으로써 상기 제 3 디스플레이 라인을 업데이트하는 단계
를 포함하고,
상기 제 1 센싱 주기 동안 마지막으로 드라이브되는 상기 제 1 센서 전극 세트의 센서 전극 및 상기 제 2 센싱 주기 동안 첫 번째로 드라이브되는 상기 제 2 센서 전극 세트의 센서 전극은 공간적으로 비-순차적인 센서 전극들이고,
상기 제 1 디스플레이 업데이트 주기 및 상기 제 1 센싱 주기는 비-연속적이고 비-오버랩되고,
상기 제 2 디스플레이 업데이트 주기 및 상기 제 2 센싱 주기는 비-연속적이고 비-오버랩되며,
상기 제 3 디스플레이 업데이트 주기 및 상기 제 3 센싱 주기는 비-연속적이고 비-오버랩되는, 입력 센싱 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 제 1 센싱 주기 동안 첫 번째로 드라이브되는 상기 제 1 센서 전극 세트의 센서 전극 및 상기 제 2 센싱 주기 동안 마지막으로 드라이브되는 상기 제 2 센서 전극 세트의 센서 전극은 공간적으로 순차적인 센서 전극들인, 입력 센싱 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 제 2 센싱 주기 동안 마지막으로 드라이브되는 상기 제 2 센서 전극 세트의 센서 전극 및 상기 제 3 센싱 주기 동안 첫 번째로 드라이브되는 상기 제 3 센서 전극 세트의 센서 전극은 공간적으로 비-순차적인 센서 전극들이고,
상기 제 2 센싱 주기 동안 첫 번째로 드라이브되는 상기 제 2 센서 전극 세트의 센서 전극 및 상기 제 3 센싱 주기 동안 마지막으로 드라이브되는 상기 제 3 센서 전극 세트의 센서 전극은 공간적으로 순차적인 센서 전극들인, 입력 센싱 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 제 1 센싱 주기는 상기 제 2 디스플레이 업데이트 주기와 상기 제 3 디스플레이 업데이트 주기 중 적어도 하나와 오버랩되는, 입력 센싱 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 제 1 센싱 주기, 상기 제 2 센싱 주기, 및 상기 제 3 센싱 주기는 상기 디스플레이 디바이스의 비-디스플레이 업데이트 주기들에 대응하고,
상기 비-디스플레이 업데이트 주기들 각각은 상기 디스플레이 디바이스의 디스플레이 프레임의 디스플레이 업데이트 주기들 사이에서 발생하는, 입력 센싱 방법. - 통합된 센싱 디바이스를 갖는 디스플레이 디바이스에 대한 프로세싱 시스템으로서,
상기 프로세싱 시스템은,
드라이버 회로부를 포함하는 드라이버 모듈로서, 상기 드라이버 모듈은, 복수의 게이트 전극들 및 복수의 센서 전극들에 커플링하도록 구성된 출력부들을 가지며, 상기 드라이버 모듈은,
제 1 센싱 주기 동안 용량성 센싱을 위해 복수의 센서 전극들의 제 1 센서 전극 세트를 드라이브하는 것으로서, 상기 제 1 센서 전극 세트는 복수의 공통 전극들의 제 1 공통 전극 세트를 포함하는, 상기 복수의 센서 전극들의 제 1 센서 전극 세트를 드라이브하고;
제 2 센싱 주기 동안 용량성 센싱을 위해 상기 복수의 센서 전극들의 제 2 센서 전극 세트를 드라이브하는 것으로서, 상기 제 2 센서 전극 세트는 상기 복수의 공통 전극들의 제 2 공통 전극 세트를 포함하는, 상기 복수의 센서 전극들의 제 2 센서 전극 세트를 드라이브하고;
제 3 센싱 주기 동안 용량성 센싱을 위해 상기 복수의 센서 전극들의 제 3 센서 전극 세트를 드라이브하는 것으로서, 상기 제 3 센서 전극 세트는 상기 복수의 공통 전극들의 제 3 공통 전극 세트를 포함하는, 상기 복수의 센서 전극들의 제 3 센서 전극 세트를 드라이브하고;
디스플레이 프레임의 제 1 디스플레이 업데이트 주기 동안 제 1 디스플레이 라인을 선택하기 위해 상기 복수의 게이트 전극들 중 제 1 게이트 전극을 드라이브하고;
상기 제 1 디스플레이 업데이트 주기 동안 상기 제 1 공통 전극 세트의 공통 전극을 드라이브함으로써 상기 제 1 디스플레이 라인을 업데이트하고;
상기 디스플레이 프레임의 제 2 디스플레이 업데이트 주기 동안 제 2 디스플레이 라인을 선택하기 위해 상기 복수의 게이트 전극들 중 제 2 게이트 전극을 드라이브하고;
상기 제 2 디스플레이 업데이트 주기 동안 상기 제 2 공통 전극 세트의 공통 전극을 드라이브함으로써 상기 제 2 디스플레이 라인을 업데이트하고;
상기 디스플레이 프레임의 제 3 디스플레이 업데이트 주기 동안 제 3 디스플레이 라인을 선택하기 위해 상기 복수의 게이트 전극들 중 제 3 게이트 전극을 드라이브하며;
상기 제 3 디스플레이 업데이트 주기 동안 상기 제 3 공통 전극 세트의 공통 전극을 드라이브함으로써 상기 제 3 디스플레이 라인을 업데이트하도록
구성되는, 상기 드라이버 모듈; 및
복수의 수신기 전극들에 커플링하도록 구성되고, 용량성 센싱을 위해 상기 복수의 센서 전극들이 드라이브될 때 결과적인 신호들을 상기 복수의 수신기 전극들로 수신하도록 구성된 수신기 모듈
을 포함하고,
상기 제 1 센싱 주기 동안 마지막으로 드라이브되는 상기 제 1 센서 전극 세트의 센서 전극 및 상기 제 2 센싱 주기 동안 첫 번째로 드라이브되는 상기 제 2 센서 전극 세트의 센서 전극은 공간적으로 비-순차적인 센서 전극들이고,
상기 제 1 디스플레이 업데이트 주기 및 상기 제 1 센싱 주기는 비-연속적이고 비-오버랩되고,
상기 제 2 디스플레이 업데이트 주기 및 상기 제 2 센싱 주기는 비-연속적이고 비-오버랩되며,
상기 제 3 디스플레이 업데이트 주기 및 상기 제 3 센싱 주기는 비-연속적이고 비-오버랩되는, 프로세싱 시스템. - 제 16 항에 있어서,
상기 제 1 센싱 주기 동안 첫 번째로 드라이브되는 상기 제 1 센서 전극 세트의 센서 전극 및 상기 제 2 센싱 주기 동안 마지막으로 드라이브되는 상기 제 2 센서 전극 세트의 센서 전극은 공간적으로 순차적인 센서 전극들인, 프로세싱 시스템. - 제 16 항에 있어서,
상기 제 2 센싱 주기 동안 마지막으로 드라이브되는 상기 제 2 센서 전극 세트의 센서 전극 및 상기 제 3 센싱 주기 동안 첫 번째로 드라이브되는 상기 제 3 센서 전극 세트의 센서 전극은 공간적으로 비-순차적인 센서 전극들이고,
상기 제 2 센싱 주기 동안 첫 번째로 드라이브되는 상기 제 2 센서 전극 세트의 센서 전극 및 상기 제 3 센싱 주기 동안 마지막으로 드라이브되는 상기 제 3 센서 전극 세트의 센서 전극은 공간적으로 순차적인 센서 전극들인, 프로세싱 시스템. - 제 16 항에 있어서,
상기 제 1 센싱 주기는 상기 제 2 디스플레이 업데이트 주기와 상기 제 3 디스플레이 업데이트 주기 중 적어도 하나와 오버랩되는, 프로세싱 시스템. - 제 16 항에 있어서,
상기 제 1 센싱 주기, 상기 제 2 센싱 주기, 및 상기 제 3 센싱 주기는 상기 디스플레이 디바이스의 비-디스플레이 업데이트 주기들에 대응하고,
상기 비-디스플레이 업데이트 주기들 각각은 상기 디스플레이 디바이스의 디스플레이 프레임의 디스플레이 업데이트 주기들 사이에서 발생하는, 프로세싱 시스템. - 제 16 항에 있어서,
상기 드라이버 모듈에 커플링되고 용량성 센싱 및 디스플레이 업데이팅을 수행하도록 상기 드라이버 모듈을 동작시키도록 구성된 통합된 제어기를 더 포함하는, 프로세싱 시스템. - 제 16 항에 있어서,
상기 드라이버 모듈에 커플링되고 용량성 센싱을 수행하기 위해 상기 드라이버 모듈을 동작시키도록 구성된 제 1 통합된 제어기, 및
상기 드라이버 모듈에 커플링되고 디스플레이 업데이팅을 수행하기 위해 상기 드라이버 모듈을 동작시키도록 구성된 제 2 통합된 제어기
를 더 포함하는, 프로세싱 시스템. - 제 16 항에 있어서,
상기 결과적인 신호들에 기초하여 입력 오브젝트에 대한 위치 정보를 결정하도록 구성된 결정 모듈을 더 포함하는, 프로세싱 시스템.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |