KR20150130994A - 힘 감지 ｘ－ｙ 터치 센서 - Google Patents

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KR20150130994A
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키이스 이 커티스
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마이크로칩 테크놀로지 인코포레이티드
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Abstract

힘 감지 X-Y 터치 센서는, 복수의 도전성 전극 행들, 복수의 도전성 전극 행들에 대해 실질적으로 수직이며 복수의 도전성 전극 행들 위의 복수의 전극 열들, 전극 열들 위의 가요성 전기 도전성 커버, 커버와 전극 열들 사이에서 커버와 전극 열들 사이의 거리를 유지시키는 복수의 변형가능 스페이서들을 포함하고, 여기서 변형가능한 스페이서들은 커버와 전극 열들 사이의 거리를 유지한다. X-Y 터치 센서의 표면에 터치가 작용할 때, 가요성 커버는 전극 열들 및 행들 쪽으로 편향되고, 센서에의 터치 위치에서 그들의 커패시턴스 값이 변한다. 이러한 커패시턴스 값의 변화는 가요성 전기 도전성 커버의 표면 상의 터치 힘에 비례한다. 따라서, 커패시턴스 값이 얼만큼 변했는지에 의해, 터치 위치 및 터치 힘이 결정될 수 있다.

Description

힘 감지 Ｘ－Ｙ 터치 센서{FORCE SENSING X-Y TOUCH SENSOR}
본 출원은, 2013년 3월 12일에 출원된 공동 소유의 미국 가출원 61/777,910의 우선권을 청구하며; 상기 가출원은 모든 목적을 위해 참조로서 여기에 포함된다.
본 발명은 터치 센서들에 관한 것으로서, 특히, 터치 위치(들)와 그 터치 위치(들)에 작용하는 압력(힘(force))을 둘 다 감지하는 터치 센서들에 관한 것이다.
일반적으로, 터치 센서들은 센서에의 터치 위치만을 결정할 수 있으며, 터치 센서 표면에 의한 그 터치의 힘 값은 결정할 수 없다. 터치의 X-Y 좌표위치뿐만 아니라 그 터치의 힘을 결정할 수 있다는 점은, 이러한 특징들을 갖는 터치 센서를 구비한 디바이스의 경우에 사용될 수 있는 또하나의 제어 옵션을 제공한다.
그러므로, 터치 센서에의 터치(들) 위치(들)와 그의 힘(들)을 둘 다 검출하는데 이용될 수 있는 터치 센서가 필요하다.
일 실시예에 따르면, 터치 감지 표면상의(on) 터치 위치 및 터치 힘을 결정하기 위한 장치는: 제1축의 병렬 방향으로 배열된 제1 복수의 전극들 -상기 제1 복수의 전극들의 각각은 자기 커패시턴스를 가짐- ; 상기 제1축에 대해 실질적으로 수직인 제2축의 병렬 방향으로 배열된 제2 복수의 전극들 -상기 제1 복수의 전극들은 상기 제2 복수의 전극들 위에(over) 위치하고 또한 상기 제1 복수의 전극들 및 상기 제2 복수의 전극들의 중첩된 교차들을 포함하는 복수의 노드들을 형성하고, 상기 복수의 노드들의 각각은 상호 커패시턴스를 포함함- ; 상기 제1 복수의 전극들 위에 있는 가요성 전기 도전성 커버 -상기 가요성 전기 도전성 커버의 겉면(face)은 상기 터치 감지 표면을 형성함- ; 및 상기 가요성 전기 도전성 커버와 상기 제1 복수의 전극들 사이에 있는 복수의 변형가능 스페이서들 -상기 복수의 변형가능 스페이서들은 상기 가요성 전기 도전성 커버와 상기 제1 복수의 전극들 사이의 소정 거리를 유지시킴- ;을 포함할 수 있다.
추가 실시예에 따르면, 상기 가요성 전기 도전성 커버는, 가요성 금속 기판을 포함할 수 있다. 추가 실시예에 따르면, 상기 가요성 전기 도전성 커버는, 가요성 비금속 기판 및 상기 가요성 비금속 기판의 표면 상의 전기 도전성 코팅을 포함할 수 있다. 추가 실시예에 따르면, 상기 가요성 전기 도전성 커버는, 실질적으로 투광성의 가요성 기판 및 상기 가요성 기판의 표면상의 인듐 틴 옥사이드(ITO) 코팅을 포함할 수 있다. 추가 실시예에 따르면, 상기 가요성 전기 도전성 커버는, 실질적으로 투광성의 가요성 기판 및 상기 가요성 기판의 표면상의 안티몬 틴 옥사이드(ATO) 코팅을 포함할 수 있다.
또하나의 실시예에 따르면, 터치 감지 표면상의 터치 위치 및 터치 힘을 결정하기 위한 방법은: 제1축의 병렬 방향으로 배열된 제1 복수의 전극들을 제공하는 단계 -상기 제1 복수의 전극들의 각각은 자기 커패시턴스를 가짐- ; 상기 제1축에 대해 실질적으로 수직인 제2축의 병렬 방향으로 배열된 제2 복수의 전극들을 제공하는 단계 -상기 제1 복수의 전극들은 상기 제2 복수의 전극들 위에 위치하고 또한 상기 제1 복수의 전극들 및 상기 제2 복수의 전극들의 중첩된 교차들을 포함하는 복수의 노드들을 형성하고, 여기서, 상기 복수의 노드들의 각각은 상호 커패시턴스를 포함함- ; 상기 제1 복수의 전극들 위에 가요성 전기 도전성 커버를 제공하는 단계 -상기 가요성 전기 도전성 커버의 겉면은 상기 터치 감지 표면을 형성함- ; 상기 가요성 전기 도전성 커버와 상기 제1 복수의 전극들 사이에 복수의 변형가능 스페이서들을 제공하는 단계 -상기 복수의 변형가능 스페이서들은 상기 가요성 전기 도전성 커버와 상기 제1 복수의 전극들 사이의 소정 거리를 유지시킴- ; 상기 제1 복수의 전극들의 상기 자기 커패시턴스 값들을 결정하기 위해 상기 제1 복수의 전극들을 스캔하는 단계; 상기 제1 복수의 전극들 중 어느 전극이 최대의 자기 커패시턴스 값을 갖는지를 결정하기 위해 상기 스캔된 자기 커패시턴스 값들을 비교하는 단계; 각자의 복수의 노드들의 상기 상호 커패시턴스 값들을 결정하기 위해 상기 최대의 자기 커패시턴스 값을 갖는 상기 제1 복수의 전극들 중 해당 전극의 노드들을 스캔하는 단계; 상기 최대의 자기 커패시턴스 값을 갖는 상기 제1 전극상의 상기 각자의 복수의 노드들의 상기 스캔된 상호 커패시턴스 값들을 비교하는 단계 -상기 최대의 상호 커패시턴스 값을 갖는 상기 노드가 상기 터치 감지 표면상의 터치 위치임- ; 및 상기 터치 위치에서 터치가 없는 동안과 터치가 있는 동안의 상기 노드의 상기 상호 커패시턴스 값들의 변화로부터 상기 터치 감지 표면상의 상기 터치의 힘을 결정하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 방법의 추가 실시예에 따르면, 상기 자기 커패시턴스 값들 및 상호 커패시턴스 값들은, 아날로그 프론트엔드 및 아날로그-디지털 컨버터(ADC)에 의해 측정될 수 있다. 상기 방법의 추가 실시예에 따르면, 상기 자기 커패시턴스 값들 및 상호 커패시턴스 값들은, 디지털 디바이스의 메모리에 저장될 수 있다. 상기 방법의 추가 실시예에 따르면, 상기 디지털 디바이스의 디지털프로세서는, 상기 터치의 상기 터치 위치 및 상기 터치 위치에서 상기 터치 감지 표면에 대해 상기 터치에 의해 작용하는 상기 힘을 결정하는 데에, 상기 저장된 자기 커패시턴스 값들 및 상호 커패시턴스 값들을 이용할 수 있다.
더욱 또하나의 실시예에 따르면, 터치 감지 표면상의 복수의 터치 위치 및 각자의 터치 힘을 결정하기 위한 방법은: 제1축의 병렬 방향으로 배열된 제1 복수의 전극들을 제공하는 단계 -상기 제1 복수의 전극들의 각각은 자기 커패시턴스를 가짐- ; 상기 제1축에 대해 실질적으로 수직인 제2축의 병렬 방향으로 배열된 제2 복수의 전극들을 제공하는 단계 -상기 제1 복수의 전극들은 상기 제2 복수의 전극들 위에 위치하고 또한 상기 제1 복수의 전극들 및 상기 제2 복수의 전극들의 중첩된 교차들을 포함하는 복수의 노드들을 형성하고, 상기 복수의 노드들의 각각은 상호 커패시턴스를 포함함- ; 상기 제1 복수의 전극들 위에 가요성 전기 도전성 커버를 제공하는 단계 -상기 가요성 전기 도전성 커버는 상기 터치 감지 표면을 형성함- ; 상기 가요성 전기 도전성 커버와 상기 제1 복수의 전극들 사이에 복수의 변형가능 스페이서들을 제공하는 단계 -상기 복수의 변형가능 스페이서들은 상기 가요성 전기 도전성 커버와 상기 제1 복수의 전극들 사이의 소정 거리를 유지시킴- ; 상기 제1 복수의 전극들의 상기 자기 커패시턴스 값들을 결정하기 위해 상기 제1 복수의 전극들을 스캔하는 단계; 상기 제1 복수의 전극들 중 어느 전극이 최대의 자기 커패시턴스 값들을 갖는지를 결정하기 위해 상기 스캔된 자기 커패시턴스 값들을 비교하는 단계; 각자의 복수의 노드들의 상호 커패시턴스 값들을 결정하기 위해 상기 최대의 자기 커패시턴스 값들을 갖는 상기 제1 복수의 전극들 중 해당 전극들의 노드들을 스캔하는 단계; 상기 최대의 자기 커패시턴스 값들을 갖는 상기 제1 전극들 상의 상기 각자의 복수의 노드들의 상기 스캔된 상호 커패시턴스 값들을 비교하는 단계 -상기 최대의 상호 커패시턴스 값들을 갖는 상기 노드들이 상기 터치 감지 표면상의 터치들의 위치들임- ; 및 상기 터치 위치들에서 터치가 없는 동안과 각자의 터치들이 있는 동안의 상기 노드들의 상기 상호 커패시턴스 값들의 변화로부터 상기 터치 감지 표면상의 상기 각자의 터치들 각각에서의 힘을 결정하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 방법의 추가 실시예에 따르면, 상기 자기 커패시턴스 값들 및 상호 커패시턴스 값들은 아날로그 프론트엔드 및 아날로그-디지털 컨버터(ADC)에 의해 측정될 수 있다. 상기 방법의 추가 실시예에 따르면, 상기 자기 커패시턴스 값들 및 상호 커패시턴스 값들은 디지털 디바이스의 메모리에 저장될 수 있다. 상기 방법의 추가 실시예에 따르면, 상기 디지털 디바이스의 디지털프로세서는, 상기 터치들의 상기 터치 위치들 및 상기 터치 위치들에서 상기 터치 감지 표면에의 상기 터치들에 의해 작용하는 상기 각자의 힘들을 결정하는 데에, 상기 저장된 자기 커패시턴스 값들 및 상호 커패시턴스 값들을 이용할 수 있다.
또한 또하나의 실시예에 따르면, 터치 감지 표면상의 터치 위치들 및 각자의 터치 힘들을 결정하기 위한 시스템은: 제1축의 병렬 방향으로 배열된 제1 복수의 전극들 -상기 제1 복수의 전극들의 각각은 자기 커패시턴스를 가짐- ; 상기 제1축에 대해 실질적으로 수직인 제2축의 병렬 방향으로 배열된 제2 복수의 전극들 -상기 제1 복수의 전극들은 상기 제2 복수의 전극들 위에 위치하고 또한 상기 제1 복수의 전극들 및 제2 복수의 전극들의 중첩된 교차들을 포함하는 복수의 노드들을 형성하고, 상기 복수의 노드들의 각각은 상호 커패시턴스를 포함함- ; 상기 제1 복수의 전극들 위에 있는 가요성 전기 도전성 커버 -상기 가요성 전기 도전성 커버는 상기 터치 감지 표면을 형성함- ; 및 상기 가요성 전기 도전성 커버와 상기 제1 복수의 전극들 사이의 복수의 변형가능 스페이서들 -상기 복수의 변형가능 스페이서들은 상기 가요성 전기 도전성 커버와 상기 제1 복수의 전극들 사이의 소정 거리를 유지시킴- ; 디지털프로세서 및 메모리 -상기 디지털프로세서의 디지털 출력부들은 상기 제1 복수의 전극들 및 상기 제2 복수의 전극들에 결합됨- ; 상기 제1 복수의 전극들 및 제2 복수의 전극들에 결합된 아날로그 프론트엔드; 상기 디지털프로세서에 결합된 적어도 하나의 디지털 출력부를 구비한 아날로그-디지털 컨버터(ADC);를 포함할 수 있고, 상기 자기 커패시턴스 값들은 상기 아날로그 프론트엔드에 의해 상기 제1 복수의 전극들의 각각에 대해 측정되고, 상기 측정된 자기 커패시턴스 값들은 상기 메모리에 저장되고, 상기 최대의 자기 커패시턴스 값들 중 적어도 하나의 커패시턴스를 갖는 상기 제1 전극들 중 적어도 하나의 전극의 상기 노드들의 상기 상호 커패시턴스 값들이 상기 아날로그 프론트엔드에 의해 측정되고, 상기 측정된 상호 커패시턴스 값들은 상기 메모리에 저장되고; 및 상기 디지털프로세서는 상기 터치들의 위치들과 상기 터치 감지 표면에 인가되는 상기 각각의 힘들을 결정하기 위해 상기 저장된 자기 커패시턴스 값들 및 상호 커패시턴스 값들을 이용할 수 있다.
추가 실시예에 따르면, 상기 디지털프로세서, 메모리, 아날로그 프론트엔드, 및 ADC는 디지털 디바이스에 의해 제공될 수 있다. 추가 실시예에 따르면, 상기 디지털프로세서, 메모리, 아날로그 프론트엔드, 및 ADC는 적어도 하나의 디지털 디바이스에 의해 제공될 수 있다. 추가 실시예에 따르면, 상기 디지털 디바이스는 마이크로컨트롤러를 포함할 수 있다. 추가 실시예에 따르면, 상기 디지털 디바이스는 마이크로프로세서, 디지털 신호 처리기, 주문형 집적회로(ASIC) 및 프로그래머블 로직 어레이(PLA)로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 추가 실시예에 따르면, 상기 가요성 전기 도전성 커버는 가요성 금속 기판을 포함할 수 있다. 추가 실시예에 따르면, 상기 가요성 전기 도전성 커버는 가요성 비금속 기판 및 상기 가요성 비금속 기판의 표면상의 전기 도전성 코팅을 포함할 수 있다. 추가 실시예에 따르면, 상기 가요성 전기 도전성 커버는 실질적으로 투광성의 가요성 기판 및 상기 가요성 기판의 표면상의 인듐 틴 옥사이드(ITO) 코팅을 포함할 수 있다. 추가 실시예에 따르면, 상기 가요성 전기 도전성 커버는 실질적으로 투광성의 가요성 기판 및 상기 가요성 기판의 표면상의 안티몬 틴 옥사이드(ATO) 코팅을 포함할 수 있다.
본 개시는 첨부한 도면들과 결합된 이하의 설명을 참조하여 보다 완전하게 이해될 수 있다.
도 1은, 본 발명의 교시에 따른, 용량형 터치 센서, 용량형 터치 아날로그 프론트엔드 및 디지털프로세서를 구비한 전자 시스템의 개략적인 블록도를 도시한다.
도 2a 내지 2d는, 본 발명의 교시들에 따른, 다양한 용량형 터치 센서 구조들을 갖는 터치 센서들의 개략적인 평면도들을 도시한다.
도 3 및 4는, 본 발명의 교시들에 따른, 터치 센서에 대한 단일 터치의 자기 및 상호 용량형 터치 검출의 개략적인 평면도들을 도시한다.
도 5는, 본 발명의 교시들에 따른, 단일 터치 피크 검출 데이터의 그래프를 도시한다.
도 6은, 본 발명의 교시들에 따른, 용량형 터치 센서들 위에 있는(over) 금속의 개략적인 정면도들을 도시한다.
도 7은, 본 발명의 특정 예시적 실시예에 따른, 터치 센서에의 터치들 위치들과 그 터치들의 힘들 둘 다를 검출할 수 있는 터치 센서의 개략적인 정면도를 도시한다.
본 개시는 다양한 변형들 및 대안의 형태들을 허용하지만, 그의 특정 예시의 실시예들이 도면들에 도시되었고 본 명세서에서 상세히 설명된다. 하지만, 그 특정 예시의 실시예들에 대한 설명은 본 개시를 여기에서 개시된 특정 형태들로 한정하고자 하는 것이 아니고, 오히려, 본 개시는 부속 특허청구범위에 정의되는 모든 변형들 및 균등물을 포괄하는 것으로 이해해야 할 것이다.
다양한 실시예들에 따르면, 터치 센싱 및 힘 작용 표면(application surface)은, 복수의 도전성 전극 행들, 복수의 도전성 전극 행들에 대해 실질적으로 수직이며 복수의 도전성 전극 행들 위에 있는 복수의 전극 열들, 복수의 전극 열들 위에 있는 가요성 전기 도전성 커버, 및 가요성 전기 도전성 커버와 복수의 전극 열들 사이에 있는 복수의 변형가능 스페이서들을 포함하고, 여기서, 복수의 변형가능 스페이서들은 가요성 전기 도전성 커버와 복수의 전극 열들 사이의 거리를 유지한다. 터치가 X-Y 터치 센서의 표면에 작용할 때, 가요성 전기 도전성 커버는 복수의 전극 열들과 행들 쪽으로 편향되고 또한 X-Y 터치 센서에 의한 터치 위치에 근접한 전극 행 및 열의 교차점에 의해 형성되는 커패시터의 커패시턴스 값을 변화시킨다. 이러한 커패시턴스 값의 변화는, 터치가 가요성 전기 도전성 커버의 표면에 작용하는 힘에 비례한다. 그러므로, 터치(들)의 위치가, 상부 전극들의 자기 커패시턴스들의 값들의 변화들에 의해 또한 전극 행들 및 열들의 교차점에 의해 형성되는 용량형 노드들의 상호 커패시턴스들의 변화들에 의해, 결정될 수 있다. 또한, 터치(들)의 힘은 상호 커패시턴스 값들이 터치 위치(들)에서 얼마만큼 변했는지에 따라서 결정될 수 있다. "가요성" 및 "변형가능성"은 여기서 같은 의미를 포함하며 상호교환적으로 이용될 수 있다.
가요성 전기 도전성 커버는 또한, 외부 용량형 영향들 및 노이즈 효과들로부터 전극 행들 및 열들을 차폐(shield)한다. 자기(self) 및 상호 커패시턴스 변화들은, 터치(들)에 의해 생기는, 전극 행들 위의(over) 전기 도전성 (차폐)커버와 전극 열들 위의(over) 전기 도전성 (차폐)커버 사이의 휘어진 양(거리의 변화)에 실질적으로 의존한다. 게다가, 본 발명의 교시들에 따르면, 투사 용량형(projected capacitance) 터치 스크린은 "보디 커패시턴스(body capacitance)"에 의존하지 않으므로, 가요성 전기 도전성 커버의 휘어짐을 일으킬 수 있는 어떠한 물체라도 이 터치 스크린상에 작용할 수 있을 것이다. 가요성 전기 도전성 커버는, 도전성 열들 및 행들의 차폐를 더욱 개선하기 위하여, 그라운드되거나 및/또는 파워서플라이 공통부에 결합될 수 있다.
이제 도면을 참조하면, 특정 예시적 실시예들의 세부 사항들이 도식적으로 도시되어 있다. 도면들에서 동일한 요소들은 동일한 번호들로 표시될 것이며, 유사한 요소들은 다른 소첨자를 첨가한 동일한 번호들로 표시될 것이다.
도 1을 보면, 본 발명의 교시들에 따른, 용량형 터치 센서, 용량형 터치 아날로그 프론트엔드 및 디지털프로세서를 구비한 전자 시스템의 개략적인 블록도가 도시되어 있다. 디지털 디바이스(112)는, 디지털프로세서 및 메모리(106), 아날로그-디지털 컨버터(ADC) 컨트롤러(108), 및 용량형 터치 아날로그 프론트엔드(AFE)(110)를 포함할 수 있다. 디지털 디바이스(112)는, 매트릭스로 배열되고 그위에 가요성 전기 도전성 커버(103)를 구비한 복수의 도전성 열들(104) 및 행들(105)을 포함하는 터치 센서(102)에 결합될 수 있다. 도전성 행들(105) 및 도전성 열들(104)은, 비한정적인 예를 들면, 인쇄 기판 도전체들, 와이어들, 투명 기판, 예를 들어 디스플레이/터치 스크린 등 상의 인듐 틴 옥사이드(ITO), 안티몬 틴 옥사이드(ATO) 코팅들, 또는 그들의 임의의 조합일 수 있음이 예상되고 본 발명의 범위 내에 있다. 가요성 전기 도전성 커버(103)는, 금속, 도전성 비금속 재질, 가요성 투명 기판(플라스틱) 등 상의 ITO 또는 ATO 코팅 등을 포함할 수 있다. 디지털 디바이스(112)는, 마이크로컨트롤러, 마이크로프로세서, 디지털 신호 처리기, 주문형 집적회로(ASIC), 프로그래머블 로직 어레이(PLA) 등을 포함할 수 있으며; 추가로, 패키징되었거나 패키징되지않은 하나 이상의 집적 회로들(도시하지 않음)을 포함할 수 있다.
도 2a 내지 도 2d를 보면, 본 발명의 교시들에 따른, 다양한 용량형 터치 센서 구조들을 갖는 터치 센서들의 개략적인 평면도가 도시되어 있다. 도 2a는 도전성 열들(104) 및 도전성 행들(105)을 보여준다. 도전성 열들(104)의 각각은, 휴지 상태일 때 개별적으로 측정될 수 있는 "자기 커패시턴스"를 갖거나, 또는, 도전성 열들(104)의 각각의 열에 대해 자기 커패시턴스 측정들이 이루어지는 동안, 도전성 행들(105)의 모두가 능동적으로 여기될(actively excited) 수 있다. 모든 도전성 행들(105)의 능동적 여기로 인해, 도전성 열들(104)의 개별적인 커패시턴스의 측정들에 더 강한 측정 신호가 제공될 수 있다.
예를 들어, 자기 커패시턴스가 스캔되는 동안에 도전성 열들(104) 중 하나에서 터치가 검출되면, 그 검출된 터치를 갖는 오직 그 도전성 열(104)만이 그의 상호 커패시턴스를 스캔하는 동안에 추가로 측정될 필요가 있다. 자기 커패시턴스 스캔은 단지 도전성 열들(104) 중 어느 열에 터치가 있었는지만을 결정할 수 있으며, 터치가 있었던 그 도전성 열(104)의 축의 어느 위치에서(at what location along the axis) 터치가 있었는지는 결정할 수 없다. 상호 커패시턴스 스캔은, 한번에 하나씩 개별적으로 도전성 행들(105)을 여기시키고(구동시키고), 또한, 도전성 열들(105)과 교차(크로스 오버)하는 그 도전성 열(104) 상의 위치들의 각각의 위치에 대한 상호 커패시턴스 값을 측정함으로써, 그 도전성 열(104)의 축의 터치 위치를 결정할 수 있다. 도전성 열들(104)과 도전성 행들(105) 사이에는 이들을 분리시키는 절연성 비도전성 유전체(도시하지 않음)가 배치될 수 있다. 그렇게 함으로써, 도전성 열들(104)이 도전성 행들(105)과 교차(크로스오버)하는 곳에서 상호 커패시터(120)가 형성된다. 위에서 자기 커패시턴스를 스캔하는 동안, 도전성 행들(105)의 모두는 로직 신호에 의하여, 그라운드(예를 들면, VSS)되거나 전압(예를 들면, VDD)으로 구동될 수 있고; 그에 의해, 도전성 열들(104)의 각각의 하나와 관련된 개별적인 열 커패시터들을 형성한다.
도 2b 및 2c는, 도전성 열들(104) 및 도전성 행들(105)의 다이아몬드 형태의 패턴들의 교차배치(interleaving)를 보여준다. 이 구성은, 도전성 열들(104)과 도전성 행들(105) 사이의 중첩을 더 작게 하면서, 도전성 열 및/또는 행이 터치에 노출되는 것, 예를 들면, 감도의 향상을 극대화할 수 있다. 도 2d을 보면, 빗살 형태의 물림 핑거(meshing finger)들을 포함하는, 수신기 (상부(upper)) 도전성 행들(예를 들면, 전극들)(105a) 및 송신기 (하부(bottom)) 도전성 열들(104a)이 도시되어 있다. 도전성 열들(104a)과 도전성 행들(105a)이 나란하게(side-by-side) 평면도에 도시되었지만, 보통은, 상부 도전성 행들(105a)은 하부 도전성 열들(104a)의 위에(over) 있을 것이다. 자기 및 상호 용량형 터치 검출을 포함하는 투사 용량형 터치 기술은, 다음 자료에서 더욱 상세하게 설명된다; www.microchip.com에서 입수할 수 있는, Todd O'Connor에 의한 "mTouchTM Projected Capacitive Touch Screen Sensing Theory of Operation" 라는 명칭의 기술 회보 TB3064; 및 Jerry Hanauer 에 의한 "Capacitive Touch System Using Both Self and Mutual Capacitance" 라는 명칭의 공동 소유인 미국 특허 공개 번호 US 2012/0113047. 이들은 모든 목적들을 위해 여기에 참조로서 포함된다.
도 3 및 도 4를 보면, 본 발명의 교시들에 따른, 터치 센서에 대한 단일 터치의 자기 및 상호 용량형 터치 검출의 개략적인 평면도가 도시되어 있다. 도 3에서, 손가락의 일부분의 그림으로써 나타내어진 터치는, 대략 X05, Y07의 좌표에 있다. 자기 용량형 터치 검출의 동안에, 행들(Y01 내지 Y09)의 각각은 그의 커패시턴스 값들을 결정하기 위해 측정될 수 있다. 행들(Y01 내지 Y09)의 각 행에 대해서, 거기에 어떤 터치들도 없는 상태에서의 기저(base) 커패시턴스 값들이 획득되어 메모리(예를 들면, 도 1의 메모리(106))에 저장되어 있음을 주목해야 한다. 행들(Y01 내지 Y09)의 기저 커패시턴스 값들에 대한 어떠한 의미있는 커패시턴스 변화도 명확할 것이고 손가락 터치로서 여겨질 것이다. 도 3에 도시된 예에서, 손가락은 행(Y07)을 터치하고 있고, 그래서 그 행의 커패시턴스 값이 변하므로 그 행에 대한 터치를 표시할 것이다. 하지만, 자기 커패시턴스 측정들로부터는, 이 행 상의 어디에서 터치가 일어났는지 여전히 알 수 없다.
일단, 행들의 자기 커패시턴스 변화를 이용하여 터치된 행(Y07)이 결정되었으면, 터치된 행(Y07)상의 어디에서 터치가 일어났는지를 결정하는 데에 상호 용량형 검출이 이용될 수 있다. 이는, 한번에 하나씩 열들(X01 내지 X12)의 각각을, 여기시키고, 예를 들면 전압 펄스를 온시키고, 그리고 한편 열들(X01 내지 X12)의 각각의 하나가 개별적으로 여기될 때 행(Y07)의 커패시턴스 값을 측정함으로써, 달성될 수 있다. 행(Y07)의 커패시턴스 값에서 가장 큰 변화를 일으키는 열(X05) 여기(exitation)는, 열(X05)과 행(Y07)의 교차점에 대응하는 그 행 상의 위치일 것이고, 따라서 단일 터치는 지점 또는 노드(X05, Y07)에 있다. 자기 및 상호 커패시턴스 터치 검출을 이용하면, 터치 센서(102) 상의 X, Y 터치 좌표를 획득하기 위한 행 및 열 스캔들의 횟수를 상당히 줄인다. 이 예에서, 9개의 행들이 자기 커패시턴스 터치 검출 동안에 스캔되었고, 12개의 열들이 상호 커패시턴스 터치 검출 동안에 스캔되었으므로, 스캔의 총 횟수는 9 + 12 = 21 스캔들이다. 만일 각 노드(위치)에 대해 개별적으로 x-y 용량형 터치 센서들이 이용되는 경우에는, 이러한 하나의 터치, 즉, 의미있는 차이를 발견하기 위해서 9×12 = 108 스캔들이 필요할 것이다. 열들(X01 내지 X21)의 자기 커패시턴스들이 먼저 결정되고, 이어서 선택된 열(들) 상의 터치 위치를 발견하기 위해 각 행(Y01 내지 Y09)을 여기함으로써 그 선택된 열(들)의 상호 커패시턴스들이 결정될 수 있음은 예상되고 본 발명의 범위 내에 있다.
도 5를 보면 본 발명의 교시들에 따른 단일 터치 피크 검출 데이터의 그래프가 도시되어 있다. 터치 센서(102)의 하나의 열(예를 들면, 열7)에 대한 데이터 값들의 예시적인 그래프가 도시되어 있는데, 열7의 자기 및 상호 커패시턴스 측정값들로부터 결정된 최대 데이터 값은, 행7, 열7에 위치한 용량형 터치 센서(104) 영역에서 일어난다. 임계값 미만 예를 들면 도 5에 도시된 그래프 표현에서 약 12 이하의 모든 데이터 값들은 무시될 것이다. 그러므로, 행6에서 획득된 데이터 값(데이터 값 = 30)과 행7에서 획득된 데이터 값(데이터 값 = 40)만이 터치 센서(102)에 대한 터치의 위치를 결정할 때에 처리될 필요가 있다. 기울기(slope)는, 양의 기울기 값 및 음의 기울기 값 중 어느 하나를 만들기 위하여, 소정의 열에 있는 일련의 인접한 행 데이터 값들을 뺄셈함으로써 결정될 수 있다. 기울기 값이 양이면, 데이터 값들은 증가하는 상태이고, 기울기 값이 음이면 데이터 값들이 감소하는 상태이다. 진짜 피크(true peak)는, 양의 기울기로부터 음의 기울기로의 천이로서 식별되어, 잠재적 피크(potential peak)가 될 수 있다. 양의 기울기로부터 음의 기울기로의 천이는, 도 5에 도시된 그래프에서, 데이터 값(422)으로 표시된다. 데이터 값들은 정규화된(normalized) 커패시턴스 값들일 수 있는데, 다음의 자료에 더욱 상세하게 개시되어 있는 바와 같이 결정될 수 있다: Lance Lamont와 Jerry hanauer에 의한, "Method And System For multi-Touch Decoding"라는 명칭의, 2013년 3월 14일 출원된, 공동 소유의 미국 특허 13/830,891; 상기 자료는 모든 목적들을 위해 여기에 참조로서 포함된다. 비정규화된(예를 들면, 절대 커패시턴스 값들) 및/또는 정규화된 커패시턴스 값들은, 터치 센서(102)의 표면에 작용하는 터치(들)의 "힘"(예를 들면, 커패시턴스 값 변화의 크기에 비례함)을 결정하는 데에 이용될 수 있다.
도 6을 보면, 본 발명의 교시들에 따른, 용량형 터치 센서들 위에 있는 금속의 개략적인 정면도들이 도시되어 있다. 용량형 센서(338)는 기판(332) 상에 있다. 용량형 센서(338)의 양측에는 스페이서들(334)이 있고, 전기 도전성 가요성 커버(103), 예를 들면, 금속, ITO 또는 ATO가 코팅된 플라스틱 등이 스페이서들(334)의 상부 상에 위치되어 용량형 센서(338) 위에 챔버(336)를 형성한다. 힘(342)이 가요성 커버(103) 상의 소정 위치에 작용하면, 가요성 커버(103)는 용량형 센서(338)를 향하여 이동하고, 그에 의해, 용량형 센서의 커패시턴스가 증가한다. 용량형 센서(들)(338)의 커패시턴스 값(들)이 측정되고, 그의 커패시턴스 값의 증가는 힘(342)(예를 들면, 터치)의 위치를 나타낼 것이다. 용량형 센서(338)의 커패시턴스 값은, 가요성 커버(103)가 용량형 센서(338)의 표면 쪽으로 더 가까이 이동할수록 증가할 것이다. 용량형 터치 기술에서의 금속은, www.microchip.com에서 입수 가능한, Keith Curtis와 Dieter Peter에 의한, "mTouchTM Metal over Cap Technology"라는 명칭의 애플리케이션 노트 AN1325에 더욱 상세하게 설명되어 있으며, 모든 목적을 위해 여기에 참조로서 포함된다.
도 7을 보면 본 발명의 특정 예시적 실시예에 따른, 센서에의 터치 위치들과 그 터치들의 힘들을 둘 다 검출할 수 있는 터치 센서의 개략적인 정면도가 도시되어 있다. 전체적으로 번호(102)로 표시된, 센서에의 터치(들)의 위치와 그 터치(들)의 힘(들)을 둘 다 검출할 수 있는 터치 센서는, 복수의 도전성 행들(105), 복수의 도전성 열들(104), 복수의 변형가능 스페이서들(434), 및 가요성 전기 도전성 커버(103)를 포함할 수 있다.
도전성 열들(104) 및 도전성 행들(105)은 터치(들)의 위치(들)를 결정하는 데에 이용될 수 있으며, 이는, 위에서 참조된, "mTouchTM Projected Capacitive Touch Screen Sensing Theory of Operation"이라는 명칭의 기술 회보 TB3064에 더욱 상세히 설명되어 있다. 또한, 터치 위치(들)에서 및 터치 위치(들) 주변의 도전성 열(들)(104)의 커패시턴스 값들의 변화들의 크기는, 힘(342)(터치 위치에 작용하는 압력의 양)을 결정하는 데에 이용될 수 있다. 복수의 변형가능 스페이서들(434)은, 가요성 전기 도전성 커버(103)에 어떤 힘(342)도 작용하지 않을 때, 가요성 도전성 커버(103)와 도전성 열들(104)의 앞표면 사이에 일정한 공간을 유지하기 위해 이용될 수 있다. 힘(342)이 가요성 전기 도전성 커버(103) 상의 소정 위치에 작용하면, 가요성 전기 도전성 커버(103)는 적어도 하나의 도전성 열(104) 쪽으로 편향될 것이며, 그에 의해, 그 도전성 열의 커패시턴스가 증가할 것이다. 커패시턴스 값들에 대한 직접 측정값들 및/또는 커패시턴스 값들의 비율들은, 상기 터치 위치(들)에서 작용하는 힘(342)의 크기를 결정하는 데에 이용될 수 있다.
다시, 도 1을 보면, 마이크로컨트롤러들(112)은, 이제, 그러한 용량형 값 변화들에 대한 검출 및 평가를 향상시키는 주변장치들을 포함한다. 다양한 용량형 터치 시스템 애플리케이션들의 상세한 설명들은, www.microchip.com에서 입수가능한, Microchip Technology Incorporated 애플리케이션 노트들 AN1298, AN1325 및 AN1334에 더욱 상세하게 개시되어 있으며, 이들 모두는 모든 목적을 위해 여기에 참조로서 포함된다. 그 중 하나의 애플리케이션은, 커패시턴스 값을 결정하고 및/또는 커패시턴스 값이 변하였는지를 평가하기 위해, 용량형 전압 분배기(CVD) 방법을 이용한다. CVD 방법은, www.microchip.com에서 입수할 수 있는, 애플리케이션 노트 AN1208에 상세하게 설명되어 있으며, CVD 방법의 더욱 상세한 설명은, Dieter Peter에 의한 "Capacitive Touch Sensing using an Internal Capacitor of an Analog-To-Digital Converter(ADC) and a Voltage Reference"라는 명칭의 공동 소유의 미국 특허 공개 번호 US 2010/0181180을 참고할 수 있으며, 이들 모두는 모든 목적을 위해 여기에 참조로서 포함된다.
충전 시간 측정 유닛(CTMU)이 매우 정확한 커패시턴스 측정값을 위해서 이용될 수 있다. CTMU는 www.microchip.com에서 입수할 수 있는 Microchip 애플리케이션 노트 AN1250 및 AN1375, James E. Bartling에 의한, "Measuring a long time period" 라는 명칭의 공동 소유의 미국 특허 번호 US 7,460,441 B2 및 "Current-time digital-to-analog converter"라는 명칭의 미국 특허 번호 US 7,764,213 B2에 더 상세하게 설명되어 있으며, 이들 모두는 모든 목적을 위해 여기에 참조로서 포함된다.
필요한 해상도를 갖는 어떤 타입의 커패시턴스 측정 회로라도 복수의 도전성 열들(104) 및/또는 행들(105)의 커패시턴스 값들을 결정하는 데에 이용될 수 있으며 또한 전자분야에서 통상의 기술을 가진 자 및 본 발명의 이득을 갖는 자라면 그러한 커패시턴스 측정 회로를 구현할 수 있음은, 예상되고 본 발명의 범위에 내에 있다.
본 개시의 실시예들은 본 개시의 예시적인 실시예들을 참조하여 도시되고 설명되고 정의되었지만, 이러한 참조는 본 개시의 한정을 의미하지 않고 이러한 한정이 추정되지도 않는다. 개시된 본 발명은 이 기술분야에 통상의 기술을 가지고 본 개시의 혜택을 갖는 사람들에게는 형태와 기능에 있어서 상당한 수정, 대체, 및 균등물들이 가능하다. 본 개시의 도시되고 설명된 실시예들은 단지 예로서, 본 개시의 범위를 한정하지 않는다.

Claims (22)

  1. 터치 감지 표면상의(on) 터치 위치 및 터치 힘을 결정하기 위한 장치로서:
    제1축의 병렬 방향으로 배열된 제1 복수의 전극들 -상기 제1 복수의 전극들의 각각은 자기 커패시턴스를 가짐- ;
    상기 제1축에 대해 실질적으로 수직인 제2축의 병렬 방향으로 배열된 제2 복수의 전극들 -상기 제1 복수의 전극들은 상기 제2 복수의 전극들 위에(over) 위치하고 또한 상기 제1 복수의 전극들 및 상기 제2 복수의 전극들의 중첩된 교차들을 포함하는 복수의 노드들을 형성하고, 상기 복수의 노드들의 각각은 상호 커패시턴스를 포함함- ;
    상기 제1 복수의 전극들 위에 있는 가요성 전기 도전성 커버 -상기 가요성 전기 도전성 커버의 겉면(face)은 상기 터치 감지 표면을 형성함- ; 및
    상기 가요성 전기 도전성 커버와 상기 제1 복수의 전극들 사이에 있는 복수의 변형가능 스페이서들 -상기 복수의 변형가능 스페이서들은 상기 가요성 전기 도전성 커버와 상기 제1 복수의 전극들 사이의 소정 거리를 유지시킴- ;을 포함하는 터치 위치 및 터치 힘 결정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가요성 전기 도전성 커버는, 가요성 금속 기판을 포함하는 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가요성 전기 도전성 커버는, 가요성 비금속 기판 및 상기 가요성 비금속 기판의 표면 상의 전기 도전성 코팅을 포함하는 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가요성 전기 도전성 커버는, 실질적으로 투광성의 가요성 기판 및 상기 가요성 기판의 표면상의 인듐 틴 옥사이드(ITO) 코팅을 포함하는 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가요성 전기 도전성 커버는, 실질적으로 투광성의 가요성 기판 및 상기 가요성 기판의 표면상의 안티몬 틴 옥사이드(ATO) 코팅을 포함하는 장치.
  6. 터치 감지 표면상의 터치 위치 및 터치 힘을 결정하기 위한 방법으로서:
    제1축의 병렬 방향으로 배열된 제1 복수의 전극들을 제공하는 단계 -상기 제1 복수의 전극들의 각각은 자기 커패시턴스를 가짐- ;
    상기 제1축에 대해 실질적으로 수직인 제2축의 병렬 방향으로 배열된 제2 복수의 전극들을 제공하는 단계 -상기 제1 복수의 전극들은 상기 제2 복수의 전극들 위에 위치하고 또한 상기 제1 복수의 전극들 및 상기 제2 복수의 전극들의 중첩된 교차들을 포함하는 복수의 노드들을 형성하고, 여기서, 상기 복수의 노드들의 각각은 상호 커패시턴스를 포함함- ;
    상기 제1 복수의 전극들 위에 가요성 전기 도전성 커버를 제공하는 단계 -상기 가요성 전기 도전성 커버의 겉면은 상기 터치 감지 표면을 형성함- ;
    상기 가요성 전기 도전성 커버와 상기 제1 복수의 전극들 사이에 복수의 변형가능 스페이서들을 제공하는 단계 -상기 복수의 변형가능 스페이서들은 상기 가요성 전기 도전성 커버와 상기 제1 복수의 전극들 사이의 소정 거리를 유지시킴- ;
    상기 제1 복수의 전극들의 상기 자기 커패시턴스 값들을 결정하기 위해 상기 제1 복수의 전극들을 스캔하는 단계;
    상기 제1 복수의 전극들 중 어느 전극이 최대의 자기 커패시턴스 값을 갖는지를 결정하기 위해 상기 스캔된 자기 커패시턴스 값들을 비교하는 단계;
    각자의 복수의 노드들의 상기 상호 커패시턴스 값들을 결정하기 위해 상기 최대의 자기 커패시턴스 값을 갖는 상기 제1 복수의 전극들 중 해당 전극의 노드들을 스캔하는 단계;
    상기 최대의 자기 커패시턴스 값을 갖는 상기 제1 전극상의 상기 각자의 복수의 노드들의 상기 스캔된 상호 커패시턴스 값들을 비교하는 단계 -상기 최대의 상호 커패시턴스 값을 갖는 상기 노드가 상기 터치 감지 표면상의 터치 위치임- ; 및
    상기 터치 위치에서 터치가 없는 동안과 터치가 있는 동안의 상기 노드의 상기 상호 커패시턴스 값들의 변화로부터 상기 터치 감지 표면상의 상기 터치의 힘을 결정하는 단계;를 포함하는, 터치 위치 및 터치 힘 결정 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 자기 커패시턴스 값들 및 상호 커패시턴스 값들은, 아날로그 프론트엔드 및 아날로그-디지털 컨버터(ADC)에 의해 측정되는, 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 자기 커패시턴스 값들 및 상호 커패시턴스 값들은, 디지털 디바이스의 메모리에 저장되는, 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 디지털 디바이스의 디지털프로세서는, 상기 터치의 상기 터치 위치 및 상기 터치 위치에서 상기 터치 감지 표면에 대해 상기 터치에 의해 작용하는 상기 힘을 결정하는 데에, 상기 저장된 자기 커패시턴스 값들 및 상호 커패시턴스 값들을 이용하는, 방법.
  10. 터치 감지 표면상의 복수의 터치 위치 및 각자의 터치 힘을 결정하기 위한 방법으로서:
    제1축의 병렬 방향으로 배열된 제1 복수의 전극들을 제공하는 단계 -상기 제1 복수의 전극들의 각각은 자기 커패시턴스를 가짐- ;
    상기 제1축에 대해 실질적으로 수직인 제2축의 병렬 방향으로 배열된 제2 복수의 전극들을 제공하는 단계 -상기 제1 복수의 전극들은 상기 제2 복수의 전극들 위에 위치하고 또한 상기 제1 복수의 전극들 및 상기 제2 복수의 전극들의 중첩된 교차들을 포함하는 복수의 노드들을 형성하고, 상기 복수의 노드들의 각각은 상호 커패시턴스를 포함함- ;
    상기 제1 복수의 전극들 위에 가요성 전기 도전성 커버를 제공하는 단계 -상기 가요성 전기 도전성 커버는 상기 터치 감지 표면을 형성함- ;
    상기 가요성 전기 도전성 커버와 상기 제1 복수의 전극들 사이에 복수의 변형가능 스페이서들을 제공하는 단계 -상기 복수의 변형가능 스페이서들은 상기 가요성 전기 도전성 커버와 상기 제1 복수의 전극들 사이의 소정 거리를 유지시킴- ;
    상기 제1 복수의 전극들의 상기 자기 커패시턴스 값들을 결정하기 위해 상기 제1 복수의 전극들을 스캔하는 단계;
    상기 제1 복수의 전극들 중 어느 전극이 최대의 자기 커패시턴스 값들을 갖는지를 결정하기 위해 상기 스캔된 자기 커패시턴스 값들을 비교하는 단계;
    각자의 복수의 노드들의 상호 커패시턴스 값들을 결정하기 위해 상기 최대의 자기 커패시턴스 값들을 갖는 상기 제1 복수의 전극들 중 해당 전극들의 노드들을 스캔하는 단계;
    상기 최대의 자기 커패시턴스 값들을 갖는 상기 제1 전극들 상의 상기 각자의 복수의 노드들의 상기 스캔된 상호 커패시턴스 값들을 비교하는 단계 -상기 최대의 상호 커패시턴스 값들을 갖는 상기 노드들이 상기 터치 감지 표면상의 터치들의 위치들임- ; 및
    상기 터치 위치들에서 터치가 없는 동안과 각자의 터치들이 있는 동안의 상기 노드들의 상기 상호 커패시턴스 값들의 변화로부터 상기 터치 감지 표면상의 상기 각자의 터치들 각각에서의 힘을 결정하는 단계;를 포함하는, 터치 감지 표면상의 복수의 터치 위치 및 각자의 터치 힘 결정 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 자기 커패시턴스 값들 및 상호 커패시턴스 값들은 아날로그 프론트엔드 및 아날로그-디지털 컨버터(ADC)에 의해 측정되는, 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 자기 커패시턴스 값들 및 상호 커패시턴스 값들은 디지털 디바이스의 메모리에 저장되는, 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 디지털 디바이스의 디지털프로세서는, 상기 터치들의 상기 터치 위치들 및 상기 터치 위치들에서 상기 터치 감지 표면에의 상기 터치들에 의해 작용하는 상기 각자의 힘들을 결정하는 데에, 상기 저장된 자기 커패시턴스 값들 및 상호 커패시턴스 값들을 이용하는, 방법.
  14. 터치 감지 표면상의 터치 위치들 및 각자의 터치 힘들을 결정하기 위한 시스템으로서:
    제1축의 병렬 방향으로 배열된 제1 복수의 전극들 -상기 제1 복수의 전극들의 각각은 자기 커패시턴스를 가짐- ;
    상기 제1축에 대해 실질적으로 수직인 제2축의 병렬 방향으로 배열된 제2 복수의 전극들 -상기 제1 복수의 전극들은 상기 제2 복수의 전극들 위에 위치하고 또한 상기 제1 복수의 전극들 및 제2 복수의 전극들의 중첩된 교차들을 포함하는 복수의 노드들을 형성하고, 상기 복수의 노드들의 각각은 상호 커패시턴스를 포함함- ;
    상기 제1 복수의 전극들 위에 있는 가요성 전기 도전성 커버 -상기 가요성 전기 도전성 커버는 상기 터치 감지 표면을 형성함- ; 및
    상기 가요성 전기 도전성 커버와 상기 제1 복수의 전극들 사이의 복수의 변형가능 스페이서들 -상기 복수의 변형가능 스페이서들은 상기 가요성 전기 도전성 커버와 상기 제1 복수의 전극들 사이의 소정 거리를 유지시킴- ;
    디지털프로세서 및 메모리 -상기 디지털프로세서의 디지털 출력부들은 상기 제1 복수의 전극들 및 상기 제2 복수의 전극들에 결합됨- ;
    상기 제1 복수의 전극들 및 제2 복수의 전극들에 결합된 아날로그 프론트엔드;
    상기 디지털프로세서에 결합된 적어도 하나의 디지털 출력부를 구비한 아날로그-디지털 컨버터(ADC);를 포함하고,
    상기 자기 커패시턴스 값들은 상기 아날로그 프론트엔드에 의해 상기 제1 복수의 전극들의 각각에 대해 측정되고,
    상기 측정된 자기 커패시턴스 값들은 상기 메모리에 저장되고,
    상기 최대의 자기 커패시턴스 값들 중 적어도 하나의 커패시턴스를 갖는 상기 제1 전극들 중 적어도 하나의 전극의 상기 노드들의 상기 상호 커패시턴스 값들이 상기 아날로그 프론트엔드에 의해 측정되고,
    상기 측정된 상호 커패시턴스 값들은 상기 메모리에 저장되고; 및
    상기 디지털프로세서는 상기 터치들의 위치들과 상기 터치 감지 표면에 인가되는 상기 각각의 힘들을 결정하기 위해 상기 저장된 자기 커패시턴스 값들 및 상호 커패시턴스 값들을 이용하는, 터치 감지 표면상의 터치 위치들 및 각자의 터치 힘들 결정 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 디지털프로세서, 메모리, 아날로그 프론트엔드, 및 ADC는 디지털 디바이스에 의해 제공되는, 시스템.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 디지털프로세서, 메모리, 아날로그 프론트엔드, 및 ADC는 적어도 하나의 디지털 디바이스에 의해 제공되는, 시스템.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 디지털 디바이스는 마이크로컨트롤러를 포함하는, 시스템.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 디지털 디바이스는 마이크로프로세서, 디지털 신호 처리기, 주문형 집적회로(ASIC) 및 프로그래머블 로직 어레이(PLA)로 이루어진 군으로부터 선택되는, 시스템.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 가요성 전기 도전성 커버는 가요성 금속 기판을 포함하는, 시스템.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 가요성 전기 도전성 커버는 가요성 비금속 기판 및 상기 가요성 비금속 기판의 표면상의 전기 도전성 코팅을 포함하는, 시스템.
  21. 제14항에 있어서,
    상기 가요성 전기 도전성 커버는 실질적으로 투광성의 가요성 기판 및 상기 가요성 기판의 표면상의 인듐 틴 옥사이드(ITO) 코팅을 포함하는, 시스템.
  22. 제14항에 있어서,
    상기 가요성 전기 도전성 커버는 실질적으로 투광성의 가요성 기판 및 상기 가요성 기판의 표면상의 안티몬 틴 옥사이드(ATO) 코팅을 포함하는, 시스템.
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