KR20160122187A - 포스 터치를 이용한 터치 스크린 전력 모드의 동적 스위칭 - Google Patents

포스 터치를 이용한 터치 스크린 전력 모드의 동적 스위칭 Download PDF

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Abstract

본 명세서에는 터치 스크린의 전력 모드의 스위칭 방법이 제공된다. 터치 검출 모드의 실시예에서, 터치스크린 작동을 위해 터치 검출 모드가 활성화 될 수 있다. 터치 스크린은 압전 센서에 기초한 포스 센싱을 포함하는 정전용량 기술의 스크린일 수 있다. 터치 검출 모드는, 모니터링되는 터치 스크린의 모든 채널보다는 적지만, 적어도 한 개의 채널에서 저전력 모드 일 수 있다. 터치 이벤트가 발생하였다고 판단된 경우, 터치 스크린을 작동하기 위한 스캔 모드로의 전환이 실행될 수 있다. 스캔 모드는 적어도 위치 센싱 위치 검출을 위해 스캔되는 터치 스크린의 모든 채널에서 더 높은 전력 모드일 수 있다. 터치 검출 모드 모니터링은 적어도 하나의 채널의 전체 전하량을 모니터링하거나 전압 신호를 제공함으로써 실시될 수 있다. 전압 신호가 미리 결정된 기준을 충족하는 경우 터치 이벤트의 표시가 생성될 수 있다.

Description

포스 터치를 이용한 터치 스크린 전력 모드의 동적 스위칭{DYNAMIC SWITCHING OF POWER MODES FOR TOUCH SCREENS USING FORCE TOUCH}
설명된 실시예는 터치 스크린의 작동의 모드들에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 터치 검출을 이용하여 터치 스크린의 전력 모드를 스위칭하는 것에 관한 것이다.
터치 기능을 구비한 디바이스들은 일상 생활에서 널리 사용되고 있다. 터치 기능을 사용할 수 있는 디바이스는 스마트 폰, 태블릿 컴퓨터, 전자 키오스크, 게임 장치, 개인용 컴퓨터 및 터치 기능을 포함하는 인터페이스를 통해 입력을 수신하도록 구성 될 수 있는 다른 유형의 전기 디바이스를 포함한다.
지배적인 터치 기술은 정전용량 기술(projected capacitance technology)이다. 정전용량 기술은 터치 기능을 가진 디바이스들과 함께 사용하는 경우 디스플레이에 높은 선명도와 낮은 반사율 및 강한 내구성을 제공한다. 그러나, 정전용량 기술은 다른 터치에 비해 디바이스의 높은 전력 소모가 야기된다. 이것은 특히 배터리 방식의 휴대용 장치에 있어서, 디바이스의 성능에 중요한 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 정전용량 기술과 같은 터치기술을 포함하면서 디바이스의 낮은 전력소모가 가능한 기술을 제공하는 것은 바람직할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 정전용량 기술과 같은 터치기술을 포함하면서 디바이스의 낮은 전력소모가 가능한 포스 터치를 이용한 터치 스크린 전력 모드의 동적 스위칭 장치 및 방법이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 터치 스크린을 위한 전력 모드의 스위칭 방법으로서, 상기 방법은 터치 검출 모드를 활성화하는 단계; 터치 검출 모드 동안 터치 스크린의 적어도 하나의 채널을 모니터링하는 단계; 상기 적어도 하나의 채널의 모니터링을 기반으로 터치 이벤트가 발생했는지 결정하는 단계; 및 상기 터치 이벤트가 발생했는지 결정함에 응답하여, 상기 터치 검출 모드로부터 변환하는 단계(transitioning)을 포함하는 터치 스크린을 위한 전력 모드의 스위칭 방법이 제공된다.
이 때, 상기 변환하는 단계는 터치 이벤트 발생했는지 결정함에 응답하여 상기 터치 검출 모드로부터 스캔 모드로 스위칭하는 단계를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 터치 스크린은 정전용량 기술 터치 스크린을 포함할 수 있고, 상기 터치 검출 모드 동안 터치 스크린의 적어도 하나의 채널을 모니터링하는 단계는, 적어도 하나의 채널상의 전하의 양을 모니터링하는 단계를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 활성화하는 단계는 스캔 모드로부터 터치 검출 모드로 스위칭하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 변환하는 단계는 터치 이벤트가 발생했는지 결정함에 응답하여 터치 검출 모드로부터 스캔 모드로 스위칭하는 단계를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 스캔 모드는 상기 터치 스크린의 모든 채널들이 스캔되는 고전력 모드를 포함할 수 있고, 터치 검출 모드는 상기 터치 스크린의 모든 또는 적은 채널들이 모니터링되는 저전력 모드를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 터치 검출 모드를 활성화하는 단계는, 디바이스 사용 상황에 기초하여 터치 감지 모드를 활성화하는 단계를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 터치 스크린은 압력 센싱 압전층을 포함하는 정전용량 기술 터치 스크린을 포함할 수 있고, 상기 터치 검출 모드 동안 터치 스크린의 적어도 하나의 채널을 모니터링하는 단계는, 적어도 하나의 채널 상의 전하의 양을 모니터링하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 터치 스크린의 전력 모드를 스위칭하는 장치로서, 프로세서와 상기 프로세서가 상기 장치를 다음과 같이 제어하도록 유도하는 실행 가능 코드를 포함하는 메모리;를 포함하되, 상기 코드는 상기 장치를 터치 검출 모드의 활성화 단계; 터치 검출 모드에서 터치 스크린의 적어도 하나의 채널을 모니터링하는 단계; 적어도 하나의 채널을 모니터링하는 것에 기반하여 터치 이벤트가 발생했는지 결정하는 단계; 및 터치 이벤트가 발생했는지 결정하는 것에 응답하여 터치 검출 모드로부터 변환하는 단계;로 제어하는 터치 스크린의 전력 모드 전환 장치가 제공된다.
이 때, 상기 터치 이벤트가 발생했는지 결정하였을 때, 상기 프로세서가 터치 검출 모드로부터 스캔 모드로 스위칭되는 터치 검출 모드로부터의 변환으로 상기 장치를 제어하는 것을 유도하도록 상기 코드가 추가적으로 실행 가능할 수 있다.
이 때, 상기 장치가 적어도 하나의 모니터링되는 채널 상의 전하로부터의 신호를 생성하고, 상기 프로세서가 상기 신호를 사용하여 터치 이벤트가 발생했는지 결정하도록 상기 장치를 제어하는 것을 유도하도록 상기 코드가 추가적으로 실행 가능할 수 있다.
이 때, 스캔 모드로부터 터치 검출 모드로 스위칭함으로써, 상기 프로세서가, 상기 장치가 터치 검출 모드를 활성화하도록 상기 장치를 제어하는 것을 유도하도록 상기 코드가 실행 가능할 수 있고, 상기 터치 이벤트가 발생했는지 결정하는 때에, 상기 프로세서가, 상기 터치 검출 모드로부터 상기 스캔 모드로 스위칭되는 터치 검출 모드로부터의 변환으로 상기 장치를 제어하는 것을 유도하도록 상기 코드가 추가적으로 실행 가능할 수 있다.
이 때, 상기 스캔 모드는 상기 터치 스크린의 모든 채널들이 스캔되는 고전력 모드를 포함하고, 터치 검출 모드는 상기 터치 스크린의 모든 또는 적은 채널들의 모니터링되는 저전력 모드를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 장치가 디바이스의 사용 상황에 적어도 일부 기반한 터치 검출 모드를 활성화하도록, 상기 프로세서를 상기 장치를 제어하는 것을 유도하도록 상기 코드가 실행 가능할 수 있다.
이 때, 상기 터치 스크린은 압전층을 포함하는 정전용량 기술 터치 스크린을 포함할 수 있고, 적어도 하나의 채널 상의 전하의 양을 모니터링함으로써, 상기 장치가 터치 스크린의 적어도 하나의 채널을 모니터링하도록, 상기 프로세서가 상기 장치를 제어하는 것을 유도하도록 상기 코드가 실행 가능할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 터치 스크린 파워 모드를 스위칭하는 장치는, 스캔 모드 및 터치 검출 모드를 위해 구성된 스위치를 포함하고, 복수의 채널 입력단, 복수의 스캔 출력들과 모니터 출력을 구비하는 상기 스위치는, 각각의 복수개의 채널 입력단에 채널 신호를 수용하고, 상기 장치가 상기 스캔 모드에 있을 때, 복수개의 채널 입력단 각각을 복수개의 스캔 중 상응하는 스캔 출력에 연결하고, 상기 장치가 터치 검출 모드에 있을 때, 복수개의 채널 중 적어도 하나의 입력단을 모니터 출력에 연결하도록 구성되고, 적어도 하나의 모니터 출력과 결합된 터치 검출 회로를 포함하고 터치 검출 신호 출력을 구비하는 상기 터치 검출 회로는, 상기 장치가 터치 검출 모드에 있을 때 모니터 출력을 모니터링 하고, 스위치의 모니터 출력에서 발생한 신호가 소정의 기준을 충족할 때 터치 검출 신호가 발생하도록 구성되는 터치 스크린의 전력 모드 전환 장치가 제공된다.
이 때, 채널 신호를 제공하는 복수의 채널 출력을 구비하는 정전용량 기술 터치 스크린; 및 상기 스위치의 복수의 채널 입력 중 하나와 결합된 각각의 채널 출력을 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 정전용량 기술 터치 스크린은 압전층을 포함하는 터치 센서를 포함하는 터치 스크린의 전력 모드 전환 장치.
이 때, 상기 터치 검출 회로는, 상기 모니터 출력상의 전하를 전압 레벨로 변환하도록 구성된 변환 회로를 포함할 수 있고, 상기 터치 검출 회로는 상기 전압 레벨이 미리 결정된 기준을 충족한 때, 상기 터치 검출 신호를 발생시킬 수 있다.
이 때, 상기 터치 검출 회로는 상기 변환 회로와 결합된 프로세싱 회로를 더 포함할 수 있고, 상기 프로세싱 회로는 상기 전압 레벨이 미리 결정된 기준을 만족할 때, 상기 전압 레벨을 모니터링하며, 상기 터치 검출 신호를 발생시킬 수 있다.
이 때, 터치 스크린 상의 터치 위치 결정이 가능한 시퀀스에서, 터치 검출 모드 동안, 상기 복수의 채널들 각각을 상기 모니터 출력에 연결하도록 상기 스위치를 제어하도록 구성되는 프로세싱 유닛을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 손가락 터치 또는 다른 터치 이벤트인지 구분할 수 없는 종래의 터치 시스템들과 달리, 스캐닝 없이 터치 스크린 렌즈들에 의해 손가락 터치 또는 다른 터치 이벤트인지 구분할 수 있다.
또한, 예시적인 실시예에 따른 터치 검출은 정전용량 기술이 사용되는 것과 동일한 전체 스캔을 수행함 없이 언제 터치 스크린을 터치하는 손가락 또는 어떤 물체가 존재하는지 알 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 예시적인 시스템의 블록도이다.
도 2a는 스캔 모드로 구성된 예시적인 회로의 개략도이다.
도 2b는 터치 검출 모드를 위해 구성된 예시적인 회로의 개략도이다.
도 3a은 본 발명의 일 실시 예에 사용될 수 있는 예시적인 터치 스크린의 개략적인 단면도이다.
도 3b는 예시적인 디스플레이 조립체의 평면도이다.
도 4는 예시적인 터치 검출 회로의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 수행될 수 있는 예시적인 동작을 도시하는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 수행 될 수 있는 예시적인 동작을 도시하는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 모드 변환의 예시적인 타임라인을 도시한 도면이다.
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2014년 2월 18일자로 출원된 미국 임시 특허출원 번호 61/941,195호의 우선권 및 이익을 주장한다. 그 전체 내용은 본 출원의 참고로 인용된다.
요약
이 요약은 하기의 상세한 설명에 더 설명되는 개념들을 간단한 형태로 소개하기 위해 제공된다. 이 요약은 단독으로 청구항에 기재된 발명의 본질적인 특징을 식별하기 위해 의도된 것이 아니며, 청구항에 기재된 발명의 범위를 결정할 목적으로 의도된 것이 아니다.
터치 스크린 작동에 관한 전력 모드를 스위칭하는 시스템 및 방법의 예시적인 실시 예들이 개시된다. 실시예에서, 스캔 모드 작동시 높은 전력 소비가 바람직하지 않는 경우, 전력소비를 감소시키기 위한 저전력 터치 검출 모드는 터치 스크린 작동에 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 터치 검출 모드의 활성화 단계는 전력 절감 작동이 만족되거나 발생되는 선택 기준 또는 조건에 기반할 수 있다. 터치 검출 모드의 활성화 단계는 선택된 기준이 만족되거나 선택된 조건이 발생함에 기반하여, 스캔 모드로부터 터치 검출 모드로 스위칭하는 단계를 포함할 수 있다. 터치 스크린의 적어도 하나의 채널의 모니터링하는 단계는 터치 검출 모드 동안에 수행될 수 있다. 그리고, 터치 이벤트가 발생했는지의 결정하는 단계는 적어도 하나의 채널에 대한 모니터링에 기초하여 이루어질 수 있다. 터치 이벤트가 발생했는지 결정하는 단계일 때, 터치 검출 모드로부터의 변환 단계는 수행될 수 있다. 다른 실시예에서, 터치 검출 모드로부터의 변환 단계는 만족된 다른 기준에 기반하여 수행된다.
터치 검출 모드로부터의 전환 단계는 터치 검출 모드로부터 스캔 모드로 스위칭하는 단계를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 스캔 모드는 터치 스크린의 모든 채널을 스캔하는 고전력 모드를 포함할 수 있고, 터치 검출 모드는 터치 스크린의 더 적은 채널들이 터치 이벤트를 위해 모니터링되는 저전력 모드를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 모니터링되는 채널들은 터치 스크린의 모든 채널을 포함할 수 있다. 터치 검출 모드 동안에 터치 스크린의 적어도 하나의 채널을 모니터링하는 단계는, 적어도 하나의 채널 상의 전하의 양을 모니터링하는 단계와 전하에 기초한 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 신호는 터치 이벤트가 발생했는지 결정하는데 사용될 수 있다. 모니터링을 구현하기 위한 예시적인 회로는 스위치 및 전하 증폭기 회로를 구비한 터치 검출 회로를 포함할 수 있다. 전하 증폭기 회로는 터치 검출 모드에서 터치 검출 회로와 동시에 결합된 적어도 하나의 채널 상의 합산된 전하들에 기반한 전압 신호를 생성할 수 있다.
다른 실시예에서, 시스템 및 방법은 터치 입력의 포스를 결정하기 위한 압전 센서들에 기반한 포스 센싱 시스템을 포함하는 하이브리드 정전용량 기술을 구비한 정전용량 기술의 터치 스크린의 조합으로 구현될 수 있다. 본 실시예에서 사용되는 포스 센싱 시스템은 저전력 터치 검출 모드 동안에 터치 이벤트의 표시를 위해 적어도 하나의 터치 센서 채널상의 정전용량이 모니터링된다.
예시적인 실시예에서, 터치 검출 모드를 활성화 시킬 수 있는 선택된 기준 또는 선택된 조건이 발생은 예를 들어, 미디어 재생기와 같이 예정된 시간범위에서 어떤 입력도 수신되지 않는 아이들 터치 모드인 디바이스, 슬립모드인 디바이스 또는 간헐적 터치 입력이 수신될 수 있으나, 디바이스를 활성화시키기 위한 입력 검출이 바람직한 터치 스크린 작동의 다른 모드를 포함할 수 있다.
상세한 설명
시스템, 방법 및 장치에 대해 예시적인 실시예를 이용해 설명한다. 본 명세서에 제시하는 설명을 위한 예시적인 실시예들은 공개 또는 본 명세서의 청구 범위를 제한하거나 한정하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에 설명된 테크닉 및 기술들은 터치 스크린 디바이스들의 전력 절감을 위해 사용될 수 있는 저전력 터치 검출 기술을 제공한다. 예를 들어, 터치 입력의 포스를 결정할 수 있는 압전 또는 압전 저항 센서를 기반으로하는 포스 센싱 기능을 포함하여 구현되는 정전용량 기술 터치 패널들로 구현될 때, 예시적인 실시예는 장점들을 제공한다. 이들 터치 패널들에는, 구동신호가 없거나, 터치 결정을 위한 아주 낮은 전력의 구동 신호가 요구되는 저전력 상태가 이용될 수 있다. 이러한 저전력 상태에서는 터치 패널상의 포스 또는 터치 압력은 센서의 정전용량의 변화 및 센서 채널에 생성되는 전하를 야기한다. 본 개시의 일 구현 예에서, 저전력 상태 및 정전용량 기술 터치 패널 센서들은 저전력 상태 동안, 터치 이벤트를 위한 수동센서로 효과적으로 기능할 수 있고, 이 전하는 모니터링될 수 있다. 따라서 디바이스의 전력 소비는 감소한다.
손가락 터치 또는 다른 터치 이벤트인지 구분할 수 없는 종래의 터치 시스템들에 비해 이점을 제공하는 본 발명의 예시적인 실시예들은, 스캐닝 없이 터치 스크린 렌즈들에 의해 이루어질 수 있다. 터치 시스템 같은 디바이스에서 디스플레이가 켜진 때, 터치 시스템은 손가락 누름/터치 이벤트를 검출하기 위해서 대기하거나 또는 효율적으로 아무것도 수신하지 않는 경우인지 결정하기 위해서 최고 성능 수준으로 터치 스크린을 스캔한다. 저전력 모드에서 손가락의 누름/지시 이벤트 추적 상태를 트리거하기에는 정확도가 너무 낮아 이러한 스캐닝이 널리 수행된다. 높은 성능 수준으로 스캐닝하는 이러한 타입의 터치 시스템은 사용된다. 왜냐하면, 그렇지 않으면, 디스플레이가 켜져 있고 손가락을 높은 주파수로 누르거나 튕김으로써 누를 때, 엔드 유저는 지연을 알 수 있기 때문이다. 실시예들의 터치 검출은 스캐닝 모드의 사용을 감소시키고 전력 소비를 감소시킨다.
본 명세서의 실시예에 따른 터치 검출은 이 같은 실시예들을 조합 또는 결합하여 다양한 고전력 스캐닝 기술에 사용될 수 있는 장점들을 제공한다. 터치 검출은 포스 센싱 기능을 포함하는 위치 결정을 제공하는 위치 결정 또는 스캐닝 테크닉을 제공하는 다른 스캐닝 테크닉으로 전환을 개시하기 위하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 전체 전압(보통의 작동과 높은 정확성)과 함께 전체 보고를 포함하는 전체 스캐닝 기술, 감소된 전압(디스플레이 백 라이트를 꺼짐, 디스플레이 IC가 터치 대기 및 저/중간 터치 정확도)과 함께, 감소된 보고를 포함하는 전체 스캐닝 기술 및 감소된 보고 및 감소된 전압(깊은 슬립 모드)을 포함하는 감소된 스캐닝 기술이 조합되어, 터치 검출은 사용될 수 있다. 본 명세서의 실시예들의 터치 검출은 이러한 기술들의 의존도를 낮추고 사용을 줄여 낮은 전력 소비를 제공하기 위해 이러한 기술들과 조합되어 작동하도록 구성될 수 있다.
본 명세서의 예시적인 실시예에 따른 터치 검출은 제스쳐 모드가 허용되는 터치 컨트롤러 IC에 관한 장점도 제공한다. 이러한 터치 컨트롤러 IC들은 터치 패널이 저전력에서 작동하도록 하고, 몇 가지의 제스쳐를 검출할 수 있다. 그러나, 제스쳐 모드에서 이러한 IC가 센싱할 수 있는 제스쳐의 숫자가 제한되고, 해상도가 제한되고 그리고 제스쳐가 센싱될 수 있는 영역이 일반적으로 제한된다. 예컨대, 일부 현재 스마트폰에서, 터치 패널은 오로지 센싱 네트워크의 낮은 단계를 찾을 뿐, 예를 들어, 터치 스크린의 하부 중앙부 근처의 V자형 단면, 예를 들어, 스캔을 위한 1/3의 해상도와 낮은 정확도/주파수를 사용하는 그것은 화면을 깨우기 위한 손가락의 스와이프 제스쳐를 기다린다. 본 명세서에 따른 터치 검출의 예시적인 실시 예는 이러한 제스처 모드보다 낮은 전력 소모에도 더 많은 터치 스크린 커버리지를 제공하도록 구성될 수 있다.
실시예의 터치 검출의 장점은 손가락이 터치 스크린 상에 있는지 여부를 스캐닝 없이 센싱할 수 있는 것이다. 터치 스크린의 센서 채널들을 모니터링 하기 위한 구성 설정에 따라, 터치 검출은 실시예에서, 모니터링 회로에 대한 센서 채널들의 스위칭을 변화시켜, 터치 스크린 상의 입사(incident) 이벤트의 위치를 추적할 수 있는 것으로 구성될 수 있다. 이러한 실시예에서, 이 터치 검출의 위치 검출 가능은 여전히 광범위한 위치 검출을 제공하면서도, 정전용량 기술의 전력 소비가 감소되는 감소된 정확도의 스캐닝이 조합될 수 있다. 예를 들어, 현재 몇몇 용도에서 전력 절약을 위해, 디스플레이가 켜진 상황을 포함하는 몇몇 상황에서, 정전용량 기술 스캐닝은 느려질 수 있다. 이것은 스캐닝의 터치 정확도를 감소시키지만, 위치를 확인하기 위한 함께 작동되는 스캐닝과 터치 검출에 기반한 향상된 터치 정확도를 제공하기 위해, 이것은 터치 검출과 결합될 수 있다. 정전용량 기술의 전체 스캐닝, 다만 감소된 보고와 감소된 전압과 함께, 오직 낮거나 중간 단계의 감소된 정확도가 제공된다. 포스 터치는 감소된 스캐닝일 때, 위치를 센싱할 수도 있다. 그리고 포스 터치는 터치를 추적할 수 있다. 적어도 정전용량 기술과 같은 낮은 또는 중간 수준의 정확도로 정전용량 기술이 전체 스캐닝을 위해 깨어날 때까지 터치를 추적할 수 있다. 그리고, 감소된 보고 및 감소된 전압을 사용하는 전체 스캐닝은 개시될 수 있다. 대안적으로 다른 스캐닝의 모드가 개시될 수 있다.
하나의 예시적인 구현은 터치 이벤트가 검출되는 즉시 정전용량 기술이 깨어나지 않도록 구성될 수 있다. 그리고 대신에 모니터링 회로로 모니터링 되는 센서 채널들의 다양한 스위칭을 사용함으로써, 당분간 포스 터치가 손가락을 추적하게 한다. 이 때, 정전용량 기술을 깨운다. 공지의 센서 채널들에 다양한 스위칭 방식을 이용하여, 다양한 장소/위치 결정 구현은, 개시된 터치 검출을 이용하여 실현될 수 있다. 이것은 정전용량 기술을 충분히 길게 그러나 사용자가 지연 또는 정확도에 관한 어떤 잠재적인 문제들을 알지 못할 정도로 너무 길지 않게 유지하여, 추가적인 전력을 절약할 수 있다. 실시예의 터치 검출은 정전용량 기술이 사용되는 것과 동일한 전체 스캔을 수행함 없이 언제 터치 스크린을 터치하는 손가락 또는 어떤 물체가 존재하는지 알 수 있는 장점을 제공한다.
또한, 실시예에 따른 터치 검출은 터치 스크린이 파워가 다운된 때, 디바이스를 슬립모드에서 나가게하는 것 및 터치 스크린의 위치 센서를 파워 업 하기 위한 기계적인 버튼을 사용하는 것의 필요를 제거할 수 있다. 실시예들은 바로 화면을 누를 수 있는 편리함 또는 디바이스를 슬립모드에서 나가게하는 깨움 제스쳐를 적용하는 편리함을 허용한다. 실시예들은 또한 디바이스들이 '아이들(idle)' 터치 모드일 때, 예를 들어 디바이스 사용자가 영화를 볼 때, 디바이스들이 저전력 모드로 스위치 되는 것을 허용한다.
이제 도 1을 참조할 때, 본 명세서의 실시예에 따른 예시적인 시스템의 블록 다이어그램이다. 도 1에서 터치 패널(102), 스위치(104), 터치 검출 기능부(106) 및 프로세서(108)를 포함하는 시스템(100)이 도시된다. 터치 스크린 작동의 파워 모드를 스위칭하는 시스템 및 방법은 스위치(104), 터치 검출 기능부(106) 및 프로세서(108)에 의해 도시된 예시적인 기능들이 구현된다. 도 1은 명세서의 일 실시예의 기능 블록간의 상호 접속을 도시한다. 스위치(104)는 채널 연결(112)을 통해서 터치 패널(102)의 센서 채널들에 결합되고, 터치 검출 입력(116)을 통해서 터치 검출 기능부(106)에 결합된다. 스위치(104)는, 스위치가 터치 검출 모드 구성에 있는지 또는 전체 스캔 모드 구성인지 여부를 지시하는 모드 입력 신호(110)를 수용한다. 모드 입력 신호가 전체 스캔 모드를 지시할 때, 스위치(104)는, 전체 스캔 연결부(114)를 통한 전체 스캔 기능부의 이용을 위해 터치 패널(102)의 센서 채널들의 채널 연결(112)를 산출한다. 모드 입력 신호(110)가 터치 검출 모드를 지시할 때, 스위치(104)는, 터치 검출 기능부(106)로 연결되는, 터치 패널(102)의 적어도 하나의 센서 채널의 채널 연결(112)상의 전하를 지시하는 터치 검출 입력에 대한 신호를 산출한다. 터치 검출 기능부(106)은 터치 검출 입력(116)을 수용하고, 터치 검출 이벤트가 발생했는지 결정한다. 만약 터치 검출 이벤트가 발생했다면, 터치 검출 기능부(106)는 터치 검출 출력(118) 터치 이벤트가 발생했는지 지시하는 신호를 프로세서(108)에 출력한다. 프로세서(108)은 시스템(100)의 다른 기능들과 상호작용한다. 프로세서(108)은 실행시 프로세서를 상호작용 하도록 유도하고, 터치 검출 및 전체 스캔 모드들에서 시스템의 작동을 제어하는 코드 또는 소프트웨어 프로그램을 구비하는 하나 또는 그 이상의 메모리를 포함한다. 예를 들어, 일 실시예에서, 프로세서(108)은 스위치(104)가 어떤 모드로 작동하는지 지시하는 터치 검출 출력 신호(118)에 기반한 스위치의 모드 입력 신호(110)를 생성할 수 있다. 프로세서(108)는 예시적인 실시예의 터치 검출을 구현시, 전체 스캔 기능부 및 디바이스의 다른 기능들과 시스템(100)의 상호작용을 제어할 수 있다.
프로세서(108)는 하나의 기능 블록으로 도시되지만, 프로세서(108)의 기능들은 하나 또는 그 이상의 프로세서들 또는 프로세서 유닛들에 의해 실현되거나 하나 또는 그 이상의 프로세서들 또는 프로세서 유닛들을 포함할 수 있다. 그리고, 프로세서라는 명칭은 이러한 구현 예를 포함하는 것을 의미한다.
예시적인 실시예에서 스위치(104)는 터치 검출 입력(116)으로서 하나 또는 그 이상의 센서 채널 연결들 상의 전하들을 합산하도록 구성될 수 있다. 터치 검출 모드에서, 전하가 합산되고 터치 감지 기능부(106)로 터치 감지 입력(116)으로서 스위치(104)에 의하여 출력되는 터치 패널(102)의 센서 채널의 수는 전체 스캔에 사용되는 숫자와 다를 수 있다. 예를 들어, 터치 검출 입력(116)에서 전하가 생성되는 센서 채널들의 숫자는, 스위치(104)에 의해 전체 스캔 연결부(114)로 스위치되고 출력되는 센서 채널들의 숫자보다 적을 수 있다. 또한, 스위치(104)를 통해 공급되지 않는 터치 패널(102)로부터 전체 스캔 기능부로 다른 센서 채널 입력이 있을 수 있다.
다른 대체적인 구현예에서, 프로세서(108)는 스위치(106)를 제어하기 위해서도 사용될 수 있다. 터치 검출 모드에서, 터치 스크린(102) 상의 터치 검출뿐만 아니라 위치 결정이 허용되는 시퀀스 하에서, 터치 스크린의 복수개의 센서 채널들을 모니터 출력에 연결하기 위하여 사용될 수 있다. 시퀀스된 터치 검출 신호들을 모니터링 및 처리함으로써, 프로세서(108)는 복수의 채널들, 예를 들어 교차채널들과 모니터링된 데이터로부터 터치 이벤트의 위치 결정하는 단계로부터 터치 이벤트를 검출하기 위해서, 터치 스크린(102)의 선택된 수직 및 수평 센서 채널들을 스위치할 수 있다.
지금 언급하고 있는 도 2A 및 도 2B은 스캔 모드와 터치 검출 모드로 각각 설정된 회로의 단순화된 예시이다. 회로망(200)은 스위치(206), 터치 검출 기능부(204), 전체 스캔 기능부(202) 및 터치 패널(210)을 포함하고 있다. 스위치(206)와 터치 검출 기능부(204)은 터치 패널(210)에 전력 모드를 스위칭하는 회로를 제공한다. 이 예제 회로는 도 1에서 제시한 것으로 실행될 수 있다. 이 때, 스위치(104)는 스위치(206)로, 터치 패널(102)는 터치스크린(210)으로, 터치 검출 기능부(106)은 터치 검출 기능부(208)으로 구현될 수 있다. 스위치(206)은 전체 스캔 기능부(202)와 터치 검출 기능부(204) 사이에 센서 채널들(216a-216d)를 전환하거나 변환하기 위해 기능한다. 이 때, 스위치(206)는 스캔모드 일 때에 센서 채널들(216a-216d) 중 각각과 전체 스캔 연결부(214a-214d) 사이가 연결된 스위치와, 터치 검출 모드일 때에 센서 채널들(216a-216d) 중 하나와 터치 검출 연결부(212)사이가 연결된 스위치를 포함한다. 스위치(206)에 의해 이용되는 센서 채널의 수는 구현에 따라 달라질 수 있다.
일 구현 예는 터치 패널의 센서 채널(210)이 전체 스캔 기능부(202)에 연결될 수 있는데, 전체 스캔 모드에서 센서 채널의 수 n, 여기서 n은 전체 센서 체널의 수 n까지 중 어떤 숫자든 될 수 있는데, 터치 검출 작동을 위한 터치 검출 기능부(204)으로 전환될 수 있다. 도 2A 및 도 2B에 있는 회로(200)는 프로세싱 회로와 결합될 수 있으며, 예시로서 도 1의 프로세서(108)는 스위치(206), 터치 검출 기능부(204), 전체 스캔 기능부(202) 와 터치 페널(210)사이의 타이밍 및 신호 스위칭 제어를 제공한다. 프로세싱 회로는 터치 검출 기능부(204)에 포함되거나, 일부 또는 모든 기능은 터치 검출 신호를 프로세싱하는 데 있어 터치 검출 기능부(208)과 연결해 작동하는 하나의 독립된 프로세서에 포함될 수 있다.
도 2A는 전체 스캔 모드 시의 스위치(206)를 구비한 회로를 도시한다. 전체 스캔 모드는, 예를 들면 터치 페널(210)이 구현된 기기가 활성화 모드에 있을 때 그리고 터치 페널(210)에서 사용자 입력을 받을 때 시작될 수 있다. 스위치(206)의 스위치들은 센서 채널(216a - 216d) 각각을 전체 스캔 연결부(214a - 214d) 중 하나에 연결시킨다. 전체 스캔 기능부(202)는 예를 들면, 터치 위치 센싱 및/또는 터치압력 센싱을 포함하는 풀 해상도 및 속도 정전용량 스캔 센싱을 위해서 터치 스크린(210)의 연결부(214a - 214d)를 이용하기 위해서 작동될 수 있다.
도 2A는 터치 검출 모드에 있는 스위치(206)의 회로를 보여준다. 터치 검출 모드는 예를 들면, 터치 패널(210)이 구체화된 장치 슬립모드로 변환될 때, 터치 패널(210)에 (미리 설정된 시간 동안) 사용자 입력을 받은 적 없거나 없어 왔을 때 이용할 수 있다. 스위치(206)의 스위치들은 센서 채널(216a - 216d) 각각을 터치 검출 연결부(212)에 연결시킨다. 터치 검출 기능부(204)는 터치 검출을 위해서 연결부(212)을 이용하기 위해서 작동될 수 있다. 터치 검출 기능부(204)은 연결부(212)에 연결된 센서 채널(216a - 216d)에 생성된 전체 전하를 센싱함으로서 연결부(212)을 모니터링할 수 있다. 전하를 기초로 생성된 신호가 미리 설정된 기준을 충족시킬 때, 터치 검출 기능부(204)이 터치 이벤트가 발생한 것을 결정하고 연결부(208)에 터치 검출 신호를 생성할 수 있다. 프로세서, 예를 들면 도 1의 프로세서(108)는 터치가 검출된 것을 전체 스캔 기능부(202)에 나타내고, 스위치(206)가 전체 스캔 모드로 전환되는 것을 나타내기 위해서 터치 검출 신호를 이용할 수 있다.
도 3A를 참조하면, 본 명세서의 실시예에 사용된 예의 터치 스크린의 단순화된 단면도가 도시된다. 터치 스크린(300)은 압전 또는 압전 저항 기반의 터치스크린일 수 있다. 터치 스크린(300) 패턴 도전층(302), 압력 센싱 소자를 형성하는 압전층(304), 예를 들어, PVDF 층, 패턴 도전층(306) 및 디스플레이 글래스(308)를 포함할 수 있다. 압전층(304)는 도전층(302, 304)에 의해 형성되는 터치 센서 내부에 내장될 수 있다. 터치 검출 모드 하에서, 예를 들어, 저전력 비교기 회로를 이용하여, 터치 센서 내부의 도전층(304)은 터치 스크린 상의 '탭' 과 같은 포스 제스쳐가 검출되게 허용한다. 이것은 자극 신호의 스캔 없이, 터치 검출을 위한 수동 검출을 가능하게 한다. 본 명세서의 구현의 활용으로, 구동신호 없이, 또는 대안적으로, 터치 검출 기능부에 의한 터치 검출을 위해 오로지 낮은 주파수 구동 신호가 사용되어, 터치 검출 모드내의 작동은 터치 스크린(300) 구동을 위한 낮은 전력 상태가 가능하게 한다. 또한, 도 2A 및 2B의 실시예에서, 모든 가능한 센서 채널들보다 더 작은 숫자의 센서 채널들은 터치 검출 모드에서 모니터링 될 수 있다.
도 3A는 간략화된 압전층 및 정전용량 기술 터치 패널의 스택 업과 유사한 기능을 포함하는 터치 패널(300)의 스택 업을 도시한다. 도전층(302, 206)은 ITO, 구리 메쉬, 또는 은 Ag 나노 와이어 와 같은 투명한 도전 물질로 둘 다 패터닝 될 수 있다. 또는 하나의 도전층만 패터닝 되고 다른 비 패턴 도전층은 x-y 위치 센싱 및 z 압력 센싱 네트워크를 생성하기 위해 비 패터닝될 수 있다. 일 실시예에서, 압전층(304)은 도전층(302, 306)에 의해 형성되는 전극들이 바로 증착되는 필름일 수 있다. 다른 실시예에서, 압전층(104)는 얇은 판 모양의 PET같은 두꺼운 지지 기판상의 얇은 필름일 수 있다. 그리고 두 개의 조합은 압전층(304)으로 나타난다. 또한 또 다른 실시예에서, 압전층(304)을 형성하기 위해 압전층은 슬롯 다이 코팅 또는 스크린 프린팅으로 인쇄될 수 있다. 그리고 PET 같은 지지 기판 상에 코팅될 수 있다. 전극들(302, 306)의 조합은 터치의 압력 및 위치를 센싱하는 센싱 네트웍을 형성한다. 본 명세서의 활용예에 따르면, 센서들은 스위치에 의해, 예를 들어, 채널센서(도 2의 216a-216d)에 연결된다. 스택 업 조합(300)은 셀상 및 셀 내부 구조와 같은 외부 및 내부 구성으로 사용될 수 있다. 그리고 스택 업은 필요에 따라 다양할 수 있다.
도 3B를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 사용 가능한 터치 패널 트레이스와 함께 예시적인 디스플레이 조립체의 평면도가 도시된다. 디스플레이 조립체(301)는 정전용량 기술 터치 스크린이고, 그리고 터치 센싱 그리드를 형성하는 복수의 송신기 트레이스(311) (수평으로 도시됨) 및 복수의 수신기 트레이스(321) (수직으로 도시됨)를 포함한다. 트레이스(311, 321)는 전기적으로 전도성을 가지며 디스플레이 픽셀 어레이(351) 상에 중첩되도록 실질적으로 광학적 투명하다. 그리드 상의 교점에서 트레이스(311, 321)를 도시하는 디스플레이 조립체(301)의 단면은 도전층 사이의 압전층(304)의 적어도 일부와 도전층(도 3의 302, 306)으로 나타낼 수 있다. 트레이스는 예를 들어, 유리 기판 상에 ITO 또는 은(Ag) 나노 와이어를 증착함으로써, 형성될 수 있다. 또한, 송신기(311) 트레이스는 수신기(321) 트레이스로부터 예를 들어, 유리 또는 다른 유전체로 형성되는 중간 절연 벽과 함께, 전기적으로 절연되어 있다.
전체 스캔 작동에서 구동회로(313)는 정전기 장을 생성하기 위해, 전압을 송신기 트레이스(311)로 적용한다. 외부 자극(손가락 또는 스타일러스)이 부재한 경우, 정전기장은 그리드에 걸쳐 균일하다. 각각의 송신기 및 수신기 트레이스 교점은 캐패시터를 형성한다. 캐패시터는 대응되는 정전용량을 가진다. 수신기 트레이스(321)는 스위치(323)에 결합될 수 있는 센서 채널들을 형성한다. 전체 검색 모드에서 스위치(323)는, 전체 스캔 모드 출력(356)에서, 위치 센서 채널을 위치 검출 및/또는 압력 센싱 전체 스캔에 연결한다. 터치 모드 일 때, 구동회로(313)은 전압을 송신기 트레이스에 적용하지 않을 수 있다. 그리고 스위치(323)은 터치 검출 기능 모드 출력(358)에서, 적어도 하나의 센서 채널들을 터치 검출 기능부에 연결할 수 있다. 스위치(323)는 조립체(301)을 터치 검출 기능부 및 모드 입력 신호(354)에 따른 전체 스캔부에 결합하기 위해, 예를 들어 스위치(도 2 또는 도 4의 206 또는 408)로서 구현될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 모니터링되는 센서 채널들을 생성하기 위한 터치 검출 모드일 때, 스위치(323)은 수신기 및/또는 송신기 트레이스(321 또는 311)에 연결될 수 있다.(x 또는 y 축)
도전성 물체가 채널에 접촉될 때, 균일한 정전기 장은 부분적으로(locally) 왜곡된다. 송신기 및 수신기 트레이스의 교점에서 이러한 왜곡은 정전용량의 변화를 유도한다. (e.g., 상호 정전용량의 감소). 정전용량의 이러한 변화는 터치 검출 모드 동안, 터치 검출 기능부에 연결된 각 수신기 트레이스(321)의 전하를 모니터링함으로써 결정될 수 있다. 모니터링 되는 채널들은 터치에 영향 받을 때, 모니터링 되는 채널의 숫자에 의존하여, 스크린 상의 터치 이벤트는 검출될 수 있다. 일반적으로, 100~256의 터치 위치 구별점을 야기하는 10~16의 송신기 트레이스(311), 및 10~16의 수신기 트레이스(321)이다. 트레이스들은 일반적으로 4~6미리미터 폭이고, 일반적인 손가락 터치를 캡쳐하기 위함이다. 디스플레이 픽셀 어레이(351)은 픽셀 어레이(351)의 서브 세트를 포함하는 픽셀 어레이 부(352)를 구비한다.
본 명세서의 실시예에 조합되어 사용될 수 있는 터치 스크린을 위한 디스플레이 조립체의 픽셀 어레이 및 픽셀 어레이부는 터치 검출 모드의 응용을 허용하는 어떤 방법으로 구현될 수 있다. 예시적인 실시예와 함께 사용에 적합한 디스플레이 조립체의 구현예는 미국 특허 공개 공보 2013/0265256호 및 2014/0008203호에 설명 및 도시된다. 이들 각각은 본 명세서에 그 전체가 편입된다.
본 명세서의 실시예에서, 하나의 어레이의 적어도 하나의 압력 센싱 요소는 센서 채널을 통해 터치 검출 기능부와 결합된다. 터치 검출 모드에서, 결합된 압력 센싱 요소 센서 채널들의 정전용량 상의 전하는, 여기 설명되었듯이 터치 검출 기능부에 의해 모니터링된다. 모니터링은 무전압 또는 어레이에 적용된 구동전압으로 수행된다.
도 4를 참조하여, 본 명세서의 실시예에 따른 터치 검출 회로의 다른 예의 개략도가 도시되어 있다. 도 4는 터치 검출 기능을 수행하기 위해, 압전층(304)과 함께 구현되는 회로(400)을 도시한다. 회로(400)은 스위치(408), 전하 증폭기(406) 및 터치 검출 결정 기능부(402)를 포함한다. 스위치(408)은 도시된 구현예에 따라 구현될 수 있는 정전용량 기술 터치 스크린(410)에 결합된다. 예시 회로(400)는 도 1의 블록 다이어그램에 도시된 실시예로 구현될 수 있다. 스위치(104)로 구현되는 스위치(408), 터치 스크린(102)로 구현되는 터치 패널(410) 및 터치 검출 기능부(106)으로 구현되는 전하 증폭기(406)와 터치 검출 기능부(402)로 구현될 수 있다. 저항(424, 428, 430) 및 캐패시터(426, 432)는 저전력 전하 증폭기로서 증폭기(406)을 구성하는데 사용한다. Vout 증폭기(406)의 출력(404)상의 Vout은 저항(428)을 통과하는 증폭기(406)의 마이너스 단의 전하 입력에 비례하여 생성된다. 회로(400)은 스위치(408), 전하 증폭기(406) 및 터치 검출 결정 기능부(402)를 포함한다.
회로 (400)는 전체 스캔 모드일 때, 스위치 (408)는 센서 채널들(420(1) - 420(n))을 전체 스캔 기능부 연결부(422(1) - 422(n)) 로 각각 연결하기 위한 스위치들(420(1) - 420(n))을 구성하기 위해 이용된다. 연결부들(422(1) - 422(n))은 터치 스크린(410)의 전체 스캔 기능부를 위해 이용될 수 있다. 터치 검출 모드에 이용되는 채널들의 숫자는 임의의 숫자 n일 수 있다. 이 때, n은 터치 스크린의 센서 채널들의 전체 숫자 내이다. 도 4의 예시는 터치 스크린(410)은 n개 이상의 센서 채널들을 가질 수 있다. 그리고 모든 센서 채널들은 도시되지 않을 수 있다.
터치 검출 모드가 활성화되고, 회로(400)가 터치 검출 모드일 때, 스위치(408)는, 각각의 센서 채널들(420(1) - 420(n))에 연결된 스위치들(418(1) - 418(n))이 동시에 의 저항(428)을 통과하는 증폭기(406)의 마이너스 입력으로 형성하도록 이용된다. 증폭기(406)은 센서 채널들(420(1) - 420(n)) 상의 전하를 추적 또는 모니터링 하고, 출력(404)상의 Vout을 생성하는 전하 증폭기로 기능한다. Vout은 센서 채널들(420(1) - 420(n))의 전하에 비례할 수 있다. 터치 검출 결정 기능부(402)는 Vout 신호를 수용하고, Vout을 모니터링하는 것 및 미리 정해진 기준에 Vout이 만족하는지에 기반하여 터치 이벤트가 발생했는지 결정한다. 터치 검출 기능부(402)는 터치 이벤트가 발생한 때, 터치 검출 신호가 생성된다. 터치 검출 신호는 터치 검출 모드로부터의 변환을 야기하는데 사용될 수 있다. 다른 고려 사항에 대한 대안적인 구현예에서, 디바이스의 사용 상황 등은 터치 이벤트가 발생했는지 결정하고, 터치 검출 모드로부터의 변환을 야기하기 위해, 터치 검출 신호와 함께 결합되어 사용될 수 있다. 터치 검출 모드로부터의 변환에서, 회로(400)은 스캔모드로 작동을 스위치할 수 있다.
대안적인 실시예에서, 터치 검출 모드로부터 또는 터치 검출 모드로의 각각의 변환될 때의 전체 스캔 모드일 때에 비하여, 터치 검출 회로가 작동 모드들로 또는 작동 모드들로부터 이동하는 것이 가능할 수 있다. 도 1의 프로세서(108)같은 프로세서는 터치 모드 동안, 적어도 하나의 센서 채널을 증폭기로 연결하기 위하여, 터치 검출 모드가 활성화되면, 스위치(408)를 제어할 수 있다. 그리고 프로세서는 센서 채널들을 터치 이벤트가 발생한 것에 응답하여, 터치 검출 모드로부터의 변환이 발생할 때, 전체 스캔부로 연결하기 위해 사용될 수 있다.
대안적인 실시예에서, 프로세서는 터치 스크린(102)의 각각의 복수의 센서 채널들을 모니터의 출력에 시퀀스로 연결할 수 있다. 이 때, 시퀀스는 모니터링 및 진행되는 시퀀스 된 터치 검출 신호들에 의한 터치 스크린 상의 터치 검출에 따라 위치 결정이 가능하다. 이것은 예를 들어, 터치 스크린(410)의 선택된 수직 및 수평의 센서 채널들간에 스위치하고, 복수의 채널들로부터 터치 이벤트를 검출하고, 그리고 모니터링되는 데이터로부터 터치 이벤트의 위치를 결정하는 스위치(408)를 제어함으로써, 수행될 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따라 수행될 수 있는 예시적인 작동이 도시된 플로우 차트이다. 도 5는 도 1의 기능 블록들과 관련되어 설명될 수 있다.
절차는 디스플레이를 켜는 502 단계에서 시작된다. 예를 들어, 이것은 사용자가 터치 패널(102)이 구현된 디바이스의 전원을 켠 때, 발생할 수 있다. 504단계에서, 전체 해상도/전체 속도 정전용량 센싱은 스위치된다. 504단계에서의 작동 중 일부로서, 모드 입력 신호(110)는 프로세서(108)로부터 스위치(104)로의 입력일 수 있다. 그리고 스위치(104)를 스캔 모드로 스위칭 할 수 있다. 터치 패널(102)로부터 채널 연결 입력들(112)은 이 때, 스위치(104)를 통과하는 스캔 연결부(114)로 연결된다. 프로세서(108)은 504단계에서 디바이스를 제어하는 다른 제어 신호, 예를 들어 전체 스캔 기능부의 활성화를 지시하는 신호들, 을 생성할 수 있다. 스캔 연결부(114)는 이때, 사용자의 입력을 수용하기 위한 풀 해상도 풀 스피드 정전용량 센싱의 전체 스캔 기능부에 의해, 이용될 수 있다.
506단계에서, 터치 패널(102)상에서 발생하는 입사 터치가 검출되지 않은 프레임들의 양 x가 결정된다. 예를 들어, 사용자의 어떤 입력도 미리 결정된 시간 내에 동안 수용되지 않는 경우, 발생할 수 있다. 이 때, 미리 결정된 시간은 전체 스캔 기능부에 의해 터치 패널(502)로부터 수용된 프레임의 양 x에 관한 시간에 의해 정의된다. 도 5의 일 실시예에서, 프로세서(108)는 정보를 수용하고, 506단계에서 결정을 하기 위해 전체 스캔 기능부와 상호 작용할 수 있다.
다음으로, 508단계에서, 506단계에서 어떤 입사 터치도 없는 프레임들의 양 x의 검출에 반응하여, 정전용량 터치 센싱은 저전력 모드로 들어간다. 508단계의 작동에서, 터치 검출 모드는 도 1의 시스템이 저전력 작동을 제공하기 위해 활성화된다. 실시예에서, 프로세서(108)은 스위치(104)를 제어하여, 터치 검출 모드를 활성화 시키기 위하여 모드 입력 신호(110)을 생성한다. 터치 검출 모드에서, 채널 연결 입력(112)는 터치 검출 입력(116)으로 연결된다. 510단계에서, 터치 검출 기능부(106)는 터치 검출 입력(116)을 모니터링하고, 터치 이벤트를 기다린다. 510단계에서, 디스플레이는 활성화 뷰잉 모드로 남을 수 있다. 예를 들어, 비디오를 보는 모드 같은 것이다. 실시예에서, 예시되어 설명된 도 2A, 도 2B 및 도 4의 회로들처럼, 터치 검출 기능부(106)은 모니터링을 수행할 수 있다.
다음에 512단계에서 터치 검출 기능부는 터치 패널(102) 상의 포스 터치를 센싱하고, 터치 이벤트가 발생했는지 결정한다. 예를 들어, 터치 패널(102)이 구현된 디바이스의 사용자는 터치 패널(102)를 활성화시키고 저전력 터치 검출 모드로부터 깨어나게 할 수 있다. 그리고 입력의 투입을 시작할 수 있다. 실시예에서, 터치 검출 기능부(106)은 설명된 도 2A, 도 2B 및 도 4에 설명된 예시적인 회로로 결정을 수행할 수 있다. 미리 결정된 임계치 이상의 터치 검출 기능부(106)에 의해 터치 스크린 상의 터치의 포스가 결정될 때, 터치 검출 기능부는 포스 터치를 센싱하고 터치 이벤트 발생을 검출 할 수 있도록 구성될 수 있다.
514단계에서 포스 터치에 대한 반응으로, 풀 해상도/풀 스피드 정전용량 센싱은 복원된다. 그리고 전체 스캔 모드가 활성화된 때, 터치 검출 모드로부터의 변환은 수행된다. 514단계에서의 작동의 일부로서, 입력 신호(110)은 프로세서(108)로부터 스위치(104)로의 입력일 수 있다. 그리고 스위치(104)를 스캔모드로 스위칭 하도록 제어할 수 있다. 터치 패널(102)로부터의 채널 연결 입력(112)은 스위치(104)를 통해 이 때, 스캔 연결부(114)로 연결된다. 또한 프로세서(108)은 504단계에서 디바이스를 제어하기 위해 예를 들어, 활성화되어야하는 전체 스캔 기능부의 활성화를 지시하는 다른 제어 신호를 생성할 수 있다. 스캔 연결부(114)는 이 때, 사용자의 입력을 수용하기 위한 풀 해상도 풀 스피드 정전용량 센싱의 전체 스캔 기능부에 이용될 수 있다. 기능을 전환하는 터치 패널 파워 모드는 이 때, 터치 검출 모드와 디바이스가 작동할 때, 도 5의 실시예에 따른 전체 스캔 모드간의 스위칭을 위해 지속될 수 있다.
도 6을 참조하여, 본 명세서의 또 다른 일 실시예에 따라 수행될 수 있는 예시적인 작동이 도시된 흐름도이다. 도 6은 도 1의 기능 블록과 관련하여 설명될 수 있다.
602단계에서 디스플레이 오프에서 프로세스는 시작된다. 예를 들어, 사용자가 터치 패널(102)가 구현된 디바이스를 슬립 모드로 전환하거나, 무 입력 또는 미리 결정된 시간 동안 사용되지 않은 후에 디바이스가 자동으로 슬립모드로 전환하는 때, 이것은 발생할 수 있다. 604단계에서, 저전력 압력 센싱 모니터링은 활성화된다. 604단계의 작동에서, 예를 들어, 터치 스크린에 구동 입력 또는 전압이 없는 저전력 작동을 제공하는 도 1의 시스템에서 터치 검출 모드는 활성화된다. 일 실시예에서, 프로세서(108)은 스위치(104)가 터치 검출 모드를 활성화시키는 제어하는 모드 입력 신호(110)를 생성할 수 있다. 터치 검출 모드에서, 채널 연결 입력(112)는 터치 검출 입력(116)으로 연결된다. 606에서, 터치 검출 기능부(106)은 터치 검출 입력(116)을 모니터링하고 입사 터치 이벤트를 기다린다. 예시적인 실시예에서, 터치 검출 기능부(106)은 도 2A, 도 2B 및 도 4에 예시된 회로로 설명된 바와 같이, 모니터링을 수행할 수 있다.
608단계에서 터치 검출 기능부는 터치 패널(102)상의 포스 터치를 센싱한다. 그리고 터치 이벤트가 발생했는지 결정한다. 그리고 610단계에서, 터치 압력 센싱은 트리거된다. 예를 들어, 터치 패널(102)가 구현된 디바이스의 사용자는 디스플레이 오프된 패널(102)을 터치하여 활성화한 후, 저전력 모드로부터 디바이스를 깨우고,입력을 투입하기 시작한다. 일 실시예에서, 터치 검출 기능부(106)은 도 2A, 도 2B 및 도 4에 예시된 회로로 설명된 바와 같이, 결정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 미리 결정된 임계치를 초과하는 터치 검출 기능부(106)에 의해, 터치 스크린(102)상의 터치의 포스가 결정될 때, 터치 검출 기능부는 사용자에 의해, 포스 터치를 센싱하거나 터치 이벤트를 검출하도록 구성될 수 있다.
다음으로 612단계에서 디스플레이는 켜진다. 그리고 정전용량 터치 깨움은 전체 스캔 모드의 활성화로 인해 수행된다. 612단계에서의 작동의 일부로서, 모드 입력 신호(110)은 프로세서(108)로부터 스위치(104)로의 입력신호일 수 있다. 그리고 스위치(104)를 스캔 모드로 스위칭되도록 제어할 수 있다. 터치 패널(102)부터의 채널 연결 입력(112)은 이 때, 스위치(104)를 통해 스캔 연결부(114)로 연결된다. 프로세서(108)은 또한 612단계에서 디바이스를 제어하는 다른 제어 신호, 예를 들어 전체 스캔 기능부의 활성화를 지시하는 신호들을 생성할 수 있다. 614단계에서 디스플레이 및 터치 기능이 깨어날 때, 손가락이나 물체가 스크린을 터치할 때, 베이스라인 상태는 정전용량 센스 라인들로부터 결정된다. 이 베이스라인 상태는 베이스 라인 상태와 비교함으로써, 터치 이벤트가 실제로 언제 발생했는지 확인하기 위해 후속 이벤트에서 사용될 수 있다. 스캔 연결부(114)는 사용자의 입력을 수용하기 위한 풀 해상도 및 풀 스피드의 정전용량 터치 베이스 라인 센싱을 통한 전체 스캔 기능부에 의해, 이용될 수 있다. 616단계에서, 디스플레이 데이터 입력(i.e.디스플레이 상에 쓰여진 것)은 일단 데이터에 관한 터치가 수용되면 일단 중단(인터럽트)된다. 그리고, 사용자가 입력한 것에 반응하여, 디스플레이 데이터 입력은 디스플레이에 적절한 데이터를 디스플레이 하라고 지시한다. 예를 들어, 디스플레이는 스마트폰의 홈 스크린을 일정 시간 동안 디스플레이 하고, 그리고 터치 데이터 명령에 따라 멈춘다. 이 때, 터치 데이터 명령은 디스플레이에 사용자가 지시하는 앱 인터페이스를 디스플레이하는 데이터를 기록하라고 지시하는 것이다.
도 7에 관하여 언급하면, 본 명세서의 대체적 실시예가 구현된 모드 전환을 위한 실시예 타임라인(702)이 도시된다. 도 7은 터치 검출 작동으로부터/으로 상호 변환과 사이에 배치된 슬립 주기를 사용함으로써 터치 스캔의 진동수가 얼마나 감소할 수 있는지를 보여주는 예이다. 도 7은 작동 구현이 전체 스캔 모드(704a)에서 입사 검출 모드(706)으로 전환될 때, 그리고 시간 T2에 앞서 작동이 다시 전체 스캔 모드(704a)로 전환될 때 입사 검출 모드(706)가 시간 T1에서 활성화된 후 발생할 수 있는 작동을 보여준다
시간 T0에서 전체 스캔 모드(704a)가 활성화된다. 시간 T1에서 저전력 모드(716)가 활성화되고 입사 검출 모드(706)이 활성화된다. 입사 검출 모드(706)의 작동은 스와이프 검출 주기(708)와 같은 스와이프 검출 주기를 포함하는데, 여기서 스와이프 검출 주기(708)은 전원 차단(706a), 슬립(706b), 파워 업(706c)과 터치 검출(706d)의 주기를 포함한다. 입사 검출 모드(706)에서 스와이프 주기는 706a-706d, 706e-706h 와 706i-706l에서 보여지는 주기대로 반복된다.
도 7은 입사 검출 모드 706의 시간 T1에서 발생하는 예시 터치(710)을 보여준다. 예시인 터치(710a)와 터치(710b)에 검출 주기(706l)에서 검출되는 것을 보여줌으로써 어떻게 터치(710)이 검출될 수 있는지 두 개의 예시적 시나리오가 도시된다. 이것은 주기 위/아래 시간(706i에서 706l)동안 입사 터치(710b)가 발생할 수 있고 터치 검출 모드가 다시 활성화될 때 706l에서 검출됨을 보여준다. 터치(710a)은 시간(706l)동안 발생하고, 시간(706i)동안 검출될 것이다. 터치 검출(706l)에서 전체 스캔 모드(704b)로 다시 전원 시작하기 위해서 706l에서의 검출로부터 N개의 프레임이 소요된다.
여기서 개시된 예시들은 회로와 프로세서-실행 가능한 코드를 갖고 있는 프로세서들 또는 한 개 또는 그 이상의 컴퓨터 읽을 수 있는 저장 매체로 구성된 메모리에 저장된 명령어들의 일반적인 맥락에서 표현되고 있다. (예를 들어, 메모리나 메모리들과 같이 유형의 일시적이지 않은 컴퓨터 인식 가능한 저장매체를 의미한다) 쉽게 설명하자면, 여기서 "컴퓨터 읽기 가능한 저장 매체"또는 "일시적이지 않은 컴퓨터 읽기 가능한 미디어"의 의미는 데이터 저장 매체와 프로그램 명령어들을 포함하고, 전파되거나 조절된 데이터 전달 신호를 포함하지 않는다.
기능 블록들, 프로세서 또는 프로세싱 단위들, 명령어들과 코드를 포함하는 메모리를 참고하여 다양한 구성요소들의 표현과 구현된 장치를 이용하여 구체적인 실시예들이 기능적으로 개시되고 설명되는 반면, 그 구현들의 기능과 프로세스는 어떤 종류의 프로세서, 회로이든, 또는 프로세서 또는/및 회로와 코드의 조합으로 실시되고 실행될 수 있다. 이것은 최소한 부분적으로, 하나 또는 그 이상의 하드웨어 로직 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 그리고 제한 없이, 사용될 수 있는 하드웨어 로직 구성 요소들의 구체적인 유형들은 필드 프로그램 작동 가능한 게이트 배열(FPGA), 애플리케이션 별 특정한 집적 회로(ASIC), 특정 용도 표준 제품(ASSPs), 원칩화 시스템(SOCs), 복잡한 프로그램 가능 로직 장치(CPLDs) 등이 포함될 수 있다.
또한, 비록 특허 대상이 구조적인 특징 및/또는 방법론적인 행위에 특정적으로 이해하기 쉽게 표현되었으나, 첨부된 청구항에서 정의된 특허 대상은 상기 표현된 특정 기능이나 행위에 국한되지 않는 것으로 이해될 수 있다. 오히려 상기 표현된 특정 기능이나 행위들은 구체화된 예시들, 실시예, 청구항의 실시 유형으로 개시되고, 이러한 실시예들의 배열과 처리방식은 본 발명 범위 안에서 상당히 변화될 수 있다. 뿐만 아니라, 비록 실시예가 개시된 프로세스들을 가능하게하는 특정 요소와 작동과 관련하여 설명되고 있지만, 이러한 구성요소들과 작동은 목적된 실시예의 기능을 달성하는 적절한 장치들, 구성요소들, 구조 또는 프로세스로 대체될 수 있다. 다수의 다른 변경, 대체, 변동, 변경 및 변형이 당업자에게 확인될 수 있고, 본 발명은 첨부된 청구항의 범위 내에 들어오는 이러한 변화, 대체, 변동, 변경 및 변형을 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (20)

  1. 터치 스크린을 위한 전력 모드의 스위칭 방법으로서, 상기 방법은
    터치 검출 모드를 활성화하는 단계;
    터치 검출 모드 동안 터치 스크린의 적어도 하나의 채널을 모니터링하는 단계;
    상기 적어도 하나의 채널의 모니터링을 기반으로 터치 이벤트가 발생했는지 결정하는 단계; 및
    상기 터치 이벤트가 발생했는지 결정함에 응답하여, 상기 터치 검출 모드로부터 변환하는 단계(transitioning)을 포함하는 터치 스크린을 위한 전력 모드의 스위칭 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 변환하는 단계는 터치 이벤트 발생했는지 결정함에 응답하여 상기 터치 검출 모드로부터 스캔 모드로 스위칭하는 단계를 포함하는 터치 스크린을 위한 전력 모드의 스위칭 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 스크린은 정전용량 기술 터치 스크린을 포함하고,
    상기 터치 검출 모드 동안 터치 스크린의 적어도 하나의 채널을 모니터링하는 단계는, 적어도 하나의 채널상의 전하의 양을 모니터링하는 단계를 포함하는 터치 스크린을 위한 전력 모드의 스위칭 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 활성화하는 단계는 스캔 모드로부터 터치 검출 모드로 스위칭하는 단계를 포함하고,
    상기 변환하는 단계는 터치 이벤트가 발생했는지 결정함에 응답하여 터치 검출 모드로부터 스캔 모드로 스위칭하는 단계를 포함하는 터치 스크린을 위한 전력 모드의 스위칭 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 스캔 모드는 상기 터치 스크린의 모든 채널들이 스캔되는 고전력 모드를 포함하고,
    터치 검출 모드는 상기 터치 스크린의 모든 또는 적은 채널들이 모니터링되는 저전력 모드를 포함하는 터치 스크린을 위한 전력 모드의 스위칭 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 검출 모드를 활성화하는 단계는, 디바이스 사용 상황에 기초하여 터치 감지 모드를 활성화하는 단계를 포함하는 터치 스크린을 위한 전력 모드의 스위칭 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 스크린은 압력 센싱 압전층을 포함하는 정전용량 기술 터치 스크린을 포함하고,
    상기 터치 검출 모드 동안 터치 스크린의 적어도 하나의 채널을 모니터링하는 단계는, 적어도 하나의 채널 상의 전하의 양을 모니터링하는 단계를 포함하는 터치 스크린을 위한 전력 모드의 스위칭 방법.
  8. 터치 스크린의 전력 모드를 스위칭하는 장치로서,
    프로세서와 상기 프로세서가 상기 장치를 다음과 같이 제어하도록 유도하는 실행 가능 코드를 포함하는 메모리;를 포함하되,
    상기 코드는 상기 장치를
    터치 검출 모드의 활성화 단계;
    터치 검출 모드에서 터치 스크린의 적어도 하나의 채널을 모니터링하는 단계;
    적어도 하나의 채널을 모니터링하는 것에 기반하여 터치 이벤트가 발생했는지 결정하는 단계; 및
    터치 이벤트가 발생했는지 결정하는 것에 응답하여 터치 검출 모드로부터 변환하는 단계;로 제어하는 터치 스크린의 전력 모드 전환 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 터치 이벤트가 발생했는지 결정하였을 때, 상기 프로세서가 터치 검출 모드로부터 스캔 모드로 스위칭되는 터치 검출 모드로부터의 변환으로 상기 장치를 제어하는 것을 유도하도록 상기 코드가 추가적으로 실행 가능한, 터치 스크린의 전력 모드 전환 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 장치가 적어도 하나의 모니터링되는 채널 상의 전하로부터의 신호를 생성하고, 상기 프로세서가 상기 신호를 사용하여 터치 이벤트가 발생했는지 결정하도록 상기 장치를 제어하는 것을 유도하도록 상기 코드가 추가적으로 실행 가능한 터치 스크린의 전력 모드 전환 장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    스캔 모드로부터 터치 검출 모드로 스위칭함으로써, 상기 프로세서가, 상기 장치가 터치 검출 모드를 활성화하도록 상기 장치를 제어하는 것을 유도하도록 상기 코드가 실행 가능하고,
    상기 터치 이벤트가 발생했는지 결정하는 때에, 상기 프로세서가, 상기 터치 검출 모드로부터 상기 스캔 모드로 스위칭되는 터치 검출 모드로부터의 변환으로 상기 장치를 제어하는 것을 유도하도록 상기 코드가 추가적으로 실행 가능한 터치 스크린의 전력 모드 전환 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 스캔 모드는 상기 터치 스크린의 모든 채널들이 스캔되는 고전력 모드를 포함하고, 터치 검출 모드는 상기 터치 스크린의 모든 또는 적은 채널들의 모니터링되는 저전력 모드를 포함하는 터치 스크린의 전력 모드 전환 장치.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 장치가 디바이스의 사용 상황에 적어도 일부 기반한 터치 검출 모드를 활성화하도록, 상기 프로세서를 상기 장치를 제어하는 것을 유도하도록 상기 코드가 실행 가능한 터치 스크린의 전력 모드 전환 장치.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 터치 스크린은 압전층을 포함하는 정전용량 기술 터치 스크린을 포함하고,
    적어도 하나의 채널 상의 전하의 양을 모니터링함으로써, 상기 장치가 터치 스크린의 적어도 하나의 채널을 모니터링하도록, 상기 프로세서가 상기 장치를 제어하는 것을 유도하도록 상기 코드가 실행 가능한 터치 스크린의 전력 모드 전환 장치.
  15. 터치 스크린 파워 모드를 스위칭하는 장치는,
    스캔 모드 및 터치 검출 모드를 위해 구성된 스위치를 포함하고,
    복수의 채널 입력단, 복수의 스캔 출력들과 모니터 출력을 구비하는 상기 스위치는, 각각의 복수개의 채널 입력단에 채널 신호를 수용하고, 상기 장치가 상기 스캔 모드에 있을 때, 복수개의 채널 입력단 각각을 복수개의 스캔 중 상응하는 스캔 출력에 연결하고, 상기 장치가 터치 검출 모드에 있을 때, 복수개의 채널 중 적어도 하나의 입력단을 모니터 출력에 연결하도록 구성되고,
    적어도 하나의 모니터 출력과 결합된 터치 검출 회로를 포함하고
    터치 검출 신호 출력을 구비하는 상기 터치 검출 회로는, 상기 장치가 터치 검출 모드에 있을 때 모니터 출력을 모니터링 하고, 스위치의 모니터 출력에서 발생한 신호가 소정의 기준을 충족할 때 터치 검출 신호가 발생하도록 구성되는 터치 스크린의 전력 모드 전환 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    채널 신호를 제공하는 복수의 채널 출력을 구비하는 정전용량 기술 터치 스크린; 및 상기 스위치의 복수의 채널 입력 중 하나와 결합된 각각의 채널 출력을 더 포함하는 터치 스크린의 전력 모드 전환 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 정전용량 기술 터치 스크린은 압전층을 포함하는 터치 센서를 포함하는 터치 스크린의 전력 모드 전환 장치.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 터치 검출 회로는, 상기 모니터 출력상의 전하를 전압 레벨로 변환하도록 구성된 변환 회로를 포함하고,
    상기 터치 검출 회로는 상기 전압 레벨이 미리 결정된 기준을 충족한 때, 상기 터치 검출 신호를 발생시키는 터치 스크린의 전력 모드 전환 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 터치 검출 회로는 상기 변환 회로와 결합된 프로세싱 회로를 더 포함하고,
    상기 프로세싱 회로는 상기 전압 레벨이 미리 결정된 기준을 만족할 때, 상기 전압 레벨을 모니터링하며, 상기 터치 검출 신호를 발생시키는 터치 스크린의 전력 모드 전환 장치.
  20. 제 16 항에 있어서,
    터치 스크린 상의 터치 위치 결정이 가능한 시퀀스에서, 터치 검출 모드 동안, 상기 복수의 채널들 각각을 상기 모니터 출력에 연결하도록 상기 스위치를 제어하도록 구성되는 프로세싱 유닛을 더 포함하는 터치 스크린의 전력 모드 전환 장치.
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