KR20210079250A - Low power mode display device with an integrated sensing device - Google Patents

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KR20210079250A
KR20210079250A KR1020210079305A KR20210079305A KR20210079250A KR 20210079250 A KR20210079250 A KR 20210079250A KR 1020210079305 A KR1020210079305 A KR 1020210079305A KR 20210079305 A KR20210079305 A KR 20210079305A KR 20210079250 A KR20210079250 A KR 20210079250A
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Abstract

According to the present disclosure, provided is an input device including a reference voltage modulator modulating reference voltage rails when performing capacitive sensing in general. According to one embodiment, the reference voltage rails are coupled with DC power providing electric power to operate a panel including a touch sensing area and an integrated display screen. Before the performance of capacitive sensing, the input device separates the DC power from the reference voltage rails, and can use the rails, for example, can use the reference voltage rails to modulate VDD and VGND. The input device can include a receiver which simultaneously captures result signals from a plurality of display electrodes and/or sensor electrodes when modulating the reference voltage rails. Thereafter, the result signals can be processed to determine whether an input object interacts with the input device.

Description

통합된 감지 디바이스를 갖는 저 전력 모드 디스플레이 디바이스{LOW POWER MODE DISPLAY DEVICE WITH AN INTEGRATED SENSING DEVICE}LOW POWER MODE DISPLAY DEVICE WITH AN INTEGRATED SENSING DEVICE

본 발명의 실시형태들은 일반적으로 전자 디바이스들, 좀더 구체적으로는, 용량성 감지를 수행하기 위해 레퍼런스 전압들을 변조하는 것에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate generally to electronic devices, and more particularly, to modulating reference voltages to perform capacitive sensing.

근접 센서 디바이스들 (또한, 일반적으로 터치패드들 또는 터치 센서 디바이스들로 불림) 을 포함하는 입력 디바이스들이 다양한 전자 시스템들에서 널리 사용된다. 근접 센서 디바이스는 근접 센서 디바이스가 하나 이상의 입력 오브젝트들의 존재, 로케이션 및/또는 모션을 결정하는, 종종 표면에 의해 경계가 확정되는, 감지 영역 (sensing region) 을 일반적으로 포함한다. 근접 센서 디바이스들이 전자 시스템에 인터페이스들을 제공하기 위해 사용될 수도 있다. 예를 들어, 근접 센서 디바이스들은 (노트북 또는 데스크탑 컴퓨터들에 통합되거나 또는 그에 부수적인 불투명한 터치패드들과 같은) 대형 컴퓨팅 시스템들을 위한 입력 디바이스들로서 종종 사용된다. 근접 센서 디바이스들은 또한 (셀룰러폰들에 통합된 터치 스크린들과 같은) 소형 컴퓨팅 시스템들에서 종종 사용된다.Input devices, including proximity sensor devices (also commonly referred to as touchpads or touch sensor devices) are widely used in various electronic systems. A proximity sensor device generally includes a sensing region, often bounded by a surface, from which the proximity sensor device determines the presence, location and/or motion of one or more input objects. Proximity sensor devices may be used to provide interfaces to an electronic system. For example, proximity sensor devices are often used as input devices for large computing systems (such as opaque touchpads integrated into or accompanying notebook or desktop computers). Proximity sensor devices are also often used in small computing systems (such as touch screens integrated in cellular phones).

본원에서 설명되는 하나의 실시형태는, 복수의 센서 전극들 및 프로세싱 시스템을 포함하는 입력 디바이스를 포함한다. 프로세싱 시스템은, 용량성 감지를 위해 복수의 센서 전극들을 동작하도록 구성된 센서 모듈; 프로세싱 시스템의 레퍼런스 전압 레일들을 변조하도록 구성된 레퍼런스 전압 변조기; 및 레퍼런스 전압 레일들을 변조하는 동안 입력 오브젝트를 검출하기 위해 센서 전극들로부터 결과 신호들을 동시에 포착하도록 구성된 수신기를 포함한다.One embodiment described herein includes an input device that includes a plurality of sensor electrodes and a processing system. The processing system includes: a sensor module configured to operate a plurality of sensor electrodes for capacitive sensing; a reference voltage modulator configured to modulate reference voltage rails of the processing system; and a receiver configured to simultaneously acquire resultant signals from the sensor electrodes to detect an input object while modulating the reference voltage rails.

본원에서 설명되는 다른 실시형태는, 용량성 감지를 위해 복수의 센서 전극들을 구동하도록 구성된 센서 모듈 및 프로세싱 시스템의 레퍼런스 전압 레일들을 변조하도록 구성된 레퍼런스 전압 변조기를 포함하는 프로세싱 시스템을 포함하며, 여기서 전압 레일들을 변조하기 전에, 프로세싱 시스템은 적어도 하나의 DC 전원으로부터 레퍼런스 전압 레일들을 전기적으로 단락시키도록 구성된다. 프로세싱 시스템은 또한 전압 레일들을 변조하는 동안 입력 오브젝트를 검출하기 위해 센서 전극들을 이용하여 결과 신호들을 포착하도록 구성된 수신기를 포함한다.Another embodiment described herein includes a processing system comprising a sensor module configured to drive a plurality of sensor electrodes for capacitive sensing and a reference voltage modulator configured to modulate reference voltage rails of the processing system, wherein the voltage rail Before modulating the voltages, the processing system is configured to electrically short the reference voltage rails from the at least one DC power supply. The processing system also includes a receiver configured to acquire the resulting signals using the sensor electrodes to detect an input object while modulating the voltage rails.

본원에서 설명되는 다른 실시형태는 복수의 센서 전극들을 포함하는 입력 디바이스를 포함하며, 각각의 센서 전극은 디스플레이 디바이스의 적어도 하나의 공통 전극을 포함하며, 여기서, 센서 전극들은 매트릭스 배열로 공통 평면 상에 배치된다. 입력 디바이스는 용량성 감지를 위해 복수의 센서 전극들을 동작하도록 구성된 센서 모듈; 프로세싱 시스템의 레퍼런스 전압 레일들을 변조하도록 구성된 레퍼런스 전압 변조기; 및 전압 레일들을 변조하는 동안 입력 오브젝트를 검출하기 위해 센서 전극들을 이용하여 결과 신호들을 포착하도록 구성된 수신기를 포함하는 프로세싱 시스템을 포함한다.Another embodiment described herein includes an input device comprising a plurality of sensor electrodes, each sensor electrode comprising at least one common electrode of a display device, wherein the sensor electrodes are disposed on a common plane in a matrix arrangement. are placed The input device includes a sensor module configured to operate a plurality of sensor electrodes for capacitive sensing; a reference voltage modulator configured to modulate reference voltage rails of the processing system; and a processing system comprising a receiver configured to acquire result signals using the sensor electrodes to detect an input object while modulating the voltage rails.

본원에서 설명되는 다른 실시형태는, 입력 디바이스에서 복수의 센서 전극들 상에서 용량성 감지 신호를 구동하는 단계; 및 적어도 하나의 DC 전원으로부터 레퍼런스 전압 레일들을 전기적으로 단락시키는 단계를 포함하는 방법이다. 레퍼런스 전압 레일들을 전기적으로 단락시킨 후, 그 방법은 레퍼런스 전압 레일들을 변조하는 단계를 포함한다. 그 방법은 전압 레일들을 변조하는 동안 입력 오브젝트를 검출하기 위해 센서 전극들을 이용하여 결과 신호들을 포착하는 단계를 포함한다.Another embodiment described herein includes driving a capacitive sensing signal on a plurality of sensor electrodes at an input device; and electrically shorting the reference voltage rails from the at least one DC power supply. After electrically shorting the reference voltage rails, the method includes modulating the reference voltage rails. The method includes capturing resultant signals using sensor electrodes to detect an input object while modulating voltage rails.

위에서 언급한 본 발명의 특징들이 자세하게 이해될 수 있도록 하기 위해서, 위에서 간단히 요약된 본 개시물의 좀더 상세한 설명은 실시형태들을 참조하여 이루어질 수도 있으며, 그 실시형태들의 일부가 첨부된 도면들에 예시된다. 그러나, 첨부된 도면들은 단지 본 개시물의 어떤 전형적인 실시형태들만을 예시하며, 따라서 본 개시물이 다른 동등하게 유효한 실시형태들에 허용될 수도 있으므로, 그의 범위의 한정으로 간주되지 않아야 한다는 점에 유의해야 한다.
도 1 은 본 발명의 실시형태들에 따른, 입력 디바이스를 포함하는 예시적인 시스템의 블록도이다.
도 2 는 본원에서 설명되는 일 실시형태에 따른, 용량성 감지를 수행하기 위한 레퍼런스 전압 레일들을 변조하는 입력 디바이스이다.
도 3 은 본원에서 설명되는 일 실시형태에 따른, 용량성 감지를 수행하기 위한 레퍼런스 전압 레일들을 변조하는 입력 디바이스이다.
도 4 는 본원에서 설명되는 일 실시형태에 따른, 용량성 감지를 수행하기 위한 레퍼런스 전압 레일들을 변조하는 입력 디바이스이다.
도 5 는 본원에서 설명되는 일 실시형태에 따른, 레퍼런스 전압 변조기의 회로도이다.
도 6 은 본원에서 설명되는 일 실시형태에 따른, 변조된 레퍼런스 전압 레일들을 이용하여 저 전력 상태로부터 입력 디바이스를 웨이크업 (wake up) 하는 흐름도이다.
도 7 은 본원에서 설명되는 일 실시형태에 따른, 용량성 감지를 수행하기 위한 예시적인 전극 배열을 예시한다.
도 8 은 본원에서 설명되는 일 실시형태에 따른, 활성 입력 오브젝트로부터 잡음 신호 또는 통신 신호를 검출하는 입력 디바이스이다.
도 9 는 본원에서 설명되는 일 실시형태에 따른, 잡음 또는 통신 신호를 식별하기 위해 결과 신호들을 포착하기 위한 수신기의 회로도이다.
도 10 은 본원에서 설명되는 일 실시형태에 따른, 용량성 감지를 이용하여 잡음 또는 통신 신호를 식별하기 위한 흐름도이다.
도 11 은 본원에서 설명되는 일 실시형태에 따른, 입력 디바이스와 환경 사이의 여러 커패시턴스들을 예시한다.
도 12 는 본원에서 설명되는 일 실시형태에 따른, 용량성 감지를 수행하기 위한 레퍼런스 전압 레일들을 변조하는 입력 디바이스이다.
도 13 은 본원에서 설명되는 일 실시형태에 따른, 낮은 그라운드 매스 상태 (ground mass condition) 의 영향들을 완화시키기 위한 플로우 차트이다.
도 14 는 본원에서 설명되는 일 실시형태에 따른, 입력 디바이스와 환경 사이의 여러 커패시턴스들을 예시한다
도 15 는 본원에서 설명되는 일 실시형태에 따른, 낮은 그라운드 매스 상태의 영향들을 완화시키는 결과들을 나타내는 차트이다.
In order that the above-mentioned features of the present invention may be understood in detail, a more detailed description of the present disclosure, briefly summarized above, may be made with reference to embodiments, some of which are illustrated in the accompanying drawings. It should be noted, however, that the appended drawings illustrate only certain typical embodiments of the present disclosure, and thus should not be regarded as limiting of their scope, as the present disclosure may admit to other equally effective embodiments. do.
1 is a block diagram of an exemplary system including an input device, in accordance with embodiments of the present invention;
2 is an input device modulating reference voltage rails for performing capacitive sensing, in accordance with one embodiment described herein.
3 is an input device that modulates reference voltage rails for performing capacitive sensing, in accordance with one embodiment described herein.
4 is an input device modulating reference voltage rails for performing capacitive sensing, in accordance with one embodiment described herein.
5 is a circuit diagram of a reference voltage modulator, in accordance with one embodiment described herein.
6 is a flow diagram of waking up an input device from a low power state using modulated reference voltage rails, in accordance with one embodiment described herein.
7 illustrates an example electrode arrangement for performing capacitive sensing, in accordance with one embodiment described herein.
8 is an input device for detecting a noise signal or communication signal from an active input object, according to an embodiment described herein.
9 is a circuit diagram of a receiver for acquiring resultant signals to identify a noise or communication signal, according to an embodiment described herein.
10 is a flow diagram for identifying noise or communication signals using capacitive sensing, in accordance with one embodiment described herein.
11 illustrates various capacitances between an input device and an environment, according to an embodiment described herein.
12 is an input device modulating reference voltage rails for performing capacitive sensing, in accordance with one embodiment described herein.
13 is a flow chart for mitigating the effects of a low ground mass condition, according to one embodiment described herein.
14 illustrates various capacitances between an input device and an environment, according to an embodiment described herein.
15 is a chart showing results of mitigating the effects of a low ground mass condition, in accordance with one embodiment described herein.

이해를 용이하게 하기 위해, 동일한 도면부호들이, 가능한 경우, 도면들에 공통된 동일한 엘리먼트들을 지시하기 위해, 사용되었다. 일 실시형태에서 개시되는 엘리먼트들이 다른 실시형태들 상에서 구체적인 인용 없이 유익하게 이용될 수도 있는 것으로 의도된다. 여기서 참조되는 도면들은, 구체적으로 언급되지 않는 한, 일정한 축척으로 도시되는 것으로 이해되어서는 안된다. 또한, 도면들은 종종 단순화되며 세부 사항들 또는 구성요소들이 프리젠테이션 및 설명의 명료성을 위해 생략된다. 도면들 및 설명은 아래에서 설명되는 원리들을 설명하기 위해 제공되며, 여기서, 유사한 명칭들은 유사한 엘리먼트들을 나타낸다.To facilitate understanding, like reference numerals have been used, where possible, to designate like elements common to the drawings. It is intended that elements disclosed in one embodiment may be beneficially utilized on other embodiments without specific recitation. The drawings referenced herein are not to be construed as drawn to scale unless specifically stated. In addition, the drawings are often simplified and details or components are omitted for clarity of presentation and description. The drawings and description are provided to explain the principles described below, wherein like designations refer to like elements.

다음의 상세한 설명은 사실상 단지 예시적이며 본 개시물 또는 그의 응용 및 사용들을 한정하려고 의도된 것이 아니다. 더욱이, 선행하는 기술 분야, 배경, 간단한 요약 또는 다음 상세한 설명에 제시되는 임의의 표현된 또는 암시된 이론에 의해 구속되게 하려는 어떤 의도도 없다.The following detailed description is merely exemplary in nature and is not intended to limit the disclosure or its applications and uses. Moreover, there is no intention to be bound by any expressed or implied theory set forth in the preceding technical field, background, brief summary or the following detailed description.

본 발명의 여러 실시형태들은 용량성 감지를 수행할 때 레퍼런스 전압 레일들을 변조하는 레퍼런스 전압 변조기를 포함하는 입력 디바이스를 제공한다. 일 실시형태에서, 레퍼런스 전압 레일들은 터치 감지 영역과 통합된 디스플레이 스크린을 포함하는 패널을 동작시키기 위해 전력을 제공하는 DC 전력 소스에 커플링된다. 용량성 감지를 수행하기 전에, 입력 디바이스는 레퍼런스 전압 레일들로부터 DC 전력 소스를 분리하고, 그 레일들 - 예컨대, VDD 및 VGND 를 변조하기 위해 레퍼런스 전압 레일들을 이용할 수도 있다. 예를 들어, 레퍼런스 전압 변조기는 레일들 상에서의 전압들을 동일한 증가분 만큼 변경시킬 수도 있다. 즉, 높은 기준 레일 (예컨대, VDD) 이 1V 만큼 증가하면, 레퍼런스 전압 변조기는 또한 낮은 기준 레일 (예컨대, VGND) 을 1V 만큼 증가시킨다. 이 예에서, 레퍼런스 전압 레일들 사이의 전압 차이는 레일들이 변조됨에 따라서 일정하게 유지된다. 본원에서 사용될 때, 레퍼런스 전압 레일들을 분리하는 것은 전력 소스로부터 레일들을 물리적으로 단락시키는 것을 요하지 않을 수도 있다. 대신, 레퍼런스 전압 레일들은 전력 소스에 유도성 또는 용량성 커플링될 수도 있다.Various embodiments of the present invention provide an input device comprising a reference voltage modulator that modulates reference voltage rails when performing capacitive sensing. In one embodiment, the reference voltage rails are coupled to a DC power source that provides power for operating a panel including a display screen integrated with a touch sensitive area. Before performing capacitive sensing, the input device may disconnect the DC power source from the reference voltage rails and use the reference voltage rails to modulate the rails - eg, V DD and V GND . For example, a reference voltage modulator may change the voltages on the rails by the same increment. That is, if the high reference rail (eg, V DD ) increases by 1V, the reference voltage modulator also increases the low reference rail (eg, V GND ) by 1V. In this example, the voltage difference between the reference voltage rails remains constant as the rails are modulated. As used herein, separating the reference voltage rails may not require physically shorting the rails from the power source. Instead, the reference voltage rails may be inductively or capacitively coupled to the power source.

일 실시형태에서, 입력 디바이스가 저 전력 상태에 있을 때 레퍼런스 전압 레일들이 변조된다 (그리고 용량성 감지가 수행된다). 일 예에서, 디스플레이/감지 패널 (및 백라이트, 적용가능한 경우) 은 턴오프되며 전력을 인출하지 않는다. 그럼에도 불구하고, 레퍼런스 전압 레일들을 변조함으로써, 디스플레이 및 디스플레이/감지 패널에서의 센서 전극들이 용량성 감지를 수행하는데 사용될 수 있다. 달리 말하면, 레퍼런스 전압 레일들을 변조함으로써, 디스플레이 및 패널에서의 센서 전극들에 용량성 커플링된 입력 오브젝트 (예컨대, 손가락) 가 커패시턴스에서의 변화를 측정함으로써 검출될 수 있다. 일단 입력 오브젝트가 검출되면, 입력 디바이스가 웨이크업하여, 저 전력 상태로부터 활성 상태로 스위칭한다.In one embodiment, the reference voltage rails are modulated (and capacitive sensing is performed) when the input device is in a low power state. In one example, the display/sensing panel (and backlight, if applicable) is turned off and draws no power. Nevertheless, by modulating the reference voltage rails, the sensor electrodes in the display and display/sensing panel can be used to perform capacitive sensing. In other words, by modulating the reference voltage rails, an input object (eg, a finger) that is capacitively coupled to sensor electrodes in the display and panel can be detected by measuring the change in capacitance. Once the input object is detected, the input device wakes up and switches from the low power state to the active state.

일 실시형태에서, 레퍼런스 전압 레일들을 변조함으로써 용량성 감지를 수행할 때, 디스플레이 및 센서 전극들은 하나의 용량성 픽셀 또는 전극으로서 취급된다. 이와 같이, 측정 디스플레이 및 센서 전극들로부터의 결과 신호들을 측정함으로써, 입력 디바이스는 입력 오브젝트가 패널에 가장 가까운지 여부를 결정하지만 입력 오브젝트가 접촉하고 있거나 또는 위에서 호버링하는 패널 상의 특정의 로케이션을 결정하지 않는다. 대신, 일단 활성 상태에 있으면, 입력 디바이스는 감지 영역에서 입력 오브젝트의 특정의 로케이션을 식별하는 좀더 미세한 (granular) 유형의 용량성 감지 기법을 수행할 수도 있다. 활성 상태에서 용량성 감지를 수행할 때, 입력 디바이스는 DC 전압들을 레퍼런스 전압 레일들 상으로 구동할 수도 있다 - 즉, 레일들은 변조되지 않거나 또는 레일들은 그렇게 행하는데 요하는 전류 또는 전하를 감지함이 없이 변조된다.In one embodiment, when performing capacitive sensing by modulating reference voltage rails, the display and sensor electrodes are treated as one capacitive pixel or electrode. As such, by measuring the resulting signals from the measurement display and sensor electrodes, the input device determines whether the input object is closest to the panel but not the specific location on the panel the input object is touching or hovering over. does not Instead, once in the active state, the input device may perform a more granular type of capacitive sensing technique that identifies a specific location of the input object in the sensing area. When performing capacitive sensing in the active state, the input device may drive DC voltages onto the reference voltage rails - that is, the rails are not modulated or the rails sense the current or charge required to do so. modified without

이하 도면들을 참조하면, 도 1 은 본 발명의 실시형태들에 따른, 예시적인 입력 디바이스 (100) 의 블록도이다. 입력 디바이스 (100) 는 전자 시스템 (미도시) 에 입력을 제공하도록 구성될 수도 있다. 본 문서에서 사용될 때, 용어 "전자 시스템" (또는, "전자 디바이스") 는 정보를 전자적으로 프로세싱가능한 임의의 시스템을 넓게 지칭한다. 전자 시스템들의 일부 비한정적인 예들은 모든 사이즈들 및 형태들의 개인용 컴퓨터들, 예컨대, 데스크탑 컴퓨터들, 랩탑 컴퓨터들, 넷북 컴퓨터들, 태블릿들, 웹 브라우저들, e-북 리더들, 및 개인 휴대정보 단말기들 (PDAs) 을 포함한다. 추가적인 예시적인 전자 시스템들은 입력 디바이스 (100) 및 별개의 조이스틱들 또는 키 스위치들을 포함하는 물리적인 키보드들과 같은, 복합 입력 디바이스들을 포함한다. 추가적인 예시적인 전자 시스템들은 (원격 제어들 및 마우스들을 포함한) 데이터 입력 디바이스들, 및 (디스플레이 스크린들 및 프린터들을 포함한) 데이터 출력 디바이스들과 같은, 주변장치들을 포함한다. 다른 예들은 원격 단말기들, 키오스크들, 및 비디오 게임 기기들 (예컨대, 비디오 게임 콘솔들, 휴대형 게이밍 디바이스들, 및 기타 등등) 을 포함한다. 다른 예들은 (스마트폰들과 같은 셀룰러폰들을 포함한) 통신 디바이스들, 및 (레코더들, 에디터들, 및 플레이어들, 예컨대 텔레비전들, 셋-탑 박스들, 뮤직 플레이어들, 디지털 사진 프레임들, 및 디지털 카메라들을 포함한) 미디어 디바이스들을 포함한다. 게다가, 전자 시스템은 입력 디바이스에 대한 호스트 또는 슬레이브일 수 있다.Referring now to the drawings, FIG. 1 is a block diagram of an exemplary input device 100 in accordance with embodiments of the present invention. The input device 100 may be configured to provide input to an electronic system (not shown). As used herein, the term “electronic system” (or “electronic device”) broadly refers to any system capable of electronically processing information. Some non-limiting examples of electronic systems are personal computers of all sizes and types, such as desktop computers, laptop computers, netbook computers, tablets, web browsers, e-book readers, and personal digital assistants. terminals (PDAs). Additional example electronic systems include composite input devices, such as input device 100 and physical keyboards that include separate joysticks or key switches. Additional exemplary electronic systems include peripherals, such as data input devices (including remote controls and mice), and data output devices (including display screens and printers). Other examples include remote terminals, kiosks, and video game appliances (eg, video game consoles, portable gaming devices, and the like). Other examples include communication devices (including cellular phones such as smartphones), and (recorders, editors, and players, such as televisions, set-top boxes, music players, digital picture frames, and media devices (including digital cameras). Furthermore, the electronic system may be a host or a slave to an input device.

입력 디바이스 (100) 는 전자 시스템의 물리적인 부분으로서 구현될 수 있거나, 또는 전자 시스템과 물리적으로 분리될 수 있다. 적합한 경우, 입력 디바이스 (100) 는 다음 중 임의의 하나 이상을 이용하여 전자 시스템의 부분들과 통신할 수도 있다: 버스들, 네트워크들, 및 다른 유선 또는 무선 상호접속부들. 예들은 I2C, SPI, PS/2, 범용 시리얼 버스 (USB), Bluetooth, RF, 및 IRDA 를 포함한다.The input device 100 may be implemented as a physical part of an electronic system, or may be physically separate from the electronic system. When appropriate, input device 100 may communicate with parts of an electronic system using any one or more of the following: buses, networks, and other wired or wireless interconnects. Examples include I 2 C, SPI, PS/2, Universal Serial Bus (USB), Bluetooth, RF, and IRDA.

도 1 에서, 입력 디바이스 (100) 는 감지 영역 (120) 에서 하나 이상의 입력 오브젝트들 (140) 에 의해 제공되는 입력을 감지하도록 구성된 근접 센서 디바이스 (또한, 종종 "터치패드" 또는 "터치 센서 디바이스" 로서 지칭됨) 로서 도시된다. 예시적인 입력 오브젝트들은 도 1 에 나타낸 바와 같이, 손가락들 및 스타일러스들을 포함한다.1 , an input device 100 is a proximity sensor device (also sometimes referred to as a “touchpad” or “touch sensor device”) configured to sense input provided by one or more input objects 140 in a sensing area 120 . referred to as ). Exemplary input objects include fingers and styluses, as shown in FIG. 1 .

감지 영역 (120) 은 입력 디바이스 (100) 가 사용자 입력 (예컨대, 하나 이상의 입력 오브젝트들 (140) 에 의해 제공되는 사용자 입력) 을 검출할 수 있는 입력 디바이스 (100) 위, 둘레, 내부 및/또는 근처의 임의의 공간을 포괄한다. 특정의 감지 영역들의 사이즈들, 형태들, 및 로케이션들은 실시형태 별로 크게 변할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 감지 영역 (120) 은 신호-대-잡음비들이 충분히 정확한 오브젝트 검출을 방해할 때까지 입력 디바이스 (100) 의 표면으로부터 하나 이상의 방향들로 공간으로 연장한다. 이 감지 영역 (120) 이 특정의 방향으로 연장하는 거리는, 여러 실시형태들에서, 밀리미터, 밀리미터들, 센티미터들 또는 그 이상보다 대략 더 작을 수도 있으며, 사용되는 감지 기술의 형태 및 원하는 정확도에 따라 현저히 변할 수도 있다. 따라서, 일부 실시형태들은 입력 디바이스 (100) 의 임의의 표면들과의 접촉을, 입력 디바이스 (100) 의 입력 표면 (예컨대, 터치 표면) 과의 접촉을, 인가된 힘 또는 압력, 및/또는 이들의 조합의 일부 양과 커플링된 입력 디바이스 (100) 의 입력 표면과의 접촉을 전혀 포함하지 않는 입력을 감지한다. 여러 실시형태들에서, 입력 표면들은 센서 전극들이 상주하는 케이싱들의 표면들에 의해, 센서 전극들 또는 임의의 케이싱들 전면에 걸쳐서 제공된 페이스 시트들, 등등에 의해 제공될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 감지 영역 (120) 은 입력 디바이스 (100) 의 입력 표면 상에 투영될 때 직사각형 형태를 갖는다.Sensing area 120 may be over, around, inside and/or around input device 100 from which input device 100 may detect user input (eg, user input provided by one or more input objects 140 ). It encompasses any space nearby. The sizes, shapes, and locations of particular sensing regions may vary significantly from embodiment to embodiment. In some embodiments, sensing area 120 extends spatially from the surface of input device 100 in one or more directions until signal-to-noise ratios interfere with sufficiently accurate object detection. The distance this sensing area 120 extends in a particular direction, in various embodiments, may be approximately less than millimeters, millimeters, centimeters or more, and may vary significantly depending on the type of sensing technology used and the desired accuracy. It may change. Accordingly, some embodiments provide for contact with any surfaces of the input device 100 , contact with an input surface (eg, a touch surface) of the input device 100 , an applied force or pressure, and/or these Sense input that includes no contact with the input surface of the input device 100 coupled with some amount of a combination of . In various embodiments, the input surfaces may be provided by surfaces of the casings on which the sensor electrodes reside, by face sheets provided over the sensor electrodes or any casings, etc. In some embodiments, sensing area 120 has a rectangular shape when projected onto an input surface of input device 100 .

입력 디바이스 (100) 는 센서 구성요소들과 감지 기술들의 임의의 조합을 이용하여 감지 영역 (120) 에서 사용자 입력을 검출할 수도 있다. 입력 디바이스 (100) 는 사용자 입력을 검출하기 위한 하나 이상의 감지 엘리먼트들을 포함한다. 여러 비한정적인 예들로서, 입력 디바이스 (100) 는 용량성, 탄성, 저항성, 유도성, 자기, 음향, 초음파, 및/또는 광학적 기법들을 이용할 수도 있다.The input device 100 may detect user input in the sensing area 120 using any combination of sensor components and sensing techniques. Input device 100 includes one or more sense elements for detecting user input. As various non-limiting examples, input device 100 may use capacitive, elastic, resistive, inductive, magnetic, acoustic, ultrasonic, and/or optical techniques.

일부 구현예들은 1, 2, 3, 또는 더 높은 차원의 공간들을 포괄하는 이미지들을 제공하도록 구성된다. 일부 구현예들은 특정의 축들 또는 평면들을 따라서 입력의 투영들을 제공하도록 구성된다.Some implementations are configured to provide images that span 1, 2, 3, or higher dimensional spaces. Some implementations are configured to provide projections of the input along specific axes or planes.

입력 디바이스 (100) 의 일부 저항성 (resistive) 구현예들에서, 가요성 및 전도성 제 1 층은 전도성 제 2 층으로부터 하나 이상의 스페이서 엘리먼트들에 의해 분리된다. 동작 동안, 하나 이상의 전압 기울기들이 층들 전반에 걸쳐서 생성된다. 가요성 제 1 층을 누르는 것은 층들 사이의 전기 접촉을 생성하여, 층들 사이의 접촉의 지점(들)을 반영하는 전압 출력들을 초래하도록, 가요성 제 1 층을 충분히 편향시킬 수도 있다. 이들 전압 출력들은 위치 정보를 결정하기 위해 사용될 수도 있다.In some resistive implementations of input device 100 , the flexible and conductive first layer is separated from the conductive second layer by one or more spacer elements. During operation, one or more voltage gradients are created across the layers. Depressing the flexible first layer may deflect the flexible first layer sufficiently to create electrical contact between the layers, resulting in voltage outputs reflecting the point(s) of contact between the layers. These voltage outputs may be used to determine position information.

입력 디바이스 (100) 의 일부 유도성 (inductive) 구현예들에서, 하나 이상의 감지 엘리먼트들은 공진하는 코일 또는 코일들의 쌍에 의해 유도된 루프 전류들을 포착한다. 전류들의 크기, 위상, 및 주파수의 일부 조합이 그 후 위치 정보를 결정하기 위해 사용될 수도 있다.In some inductive implementations of input device 100 , one or more sense elements capture loop currents induced by a resonant coil or pair of coils. Some combination of magnitude, phase, and frequency of the currents may then be used to determine position information.

입력 디바이스 (100) 의 일부 용량성 구현예들에서, 전압 또는 전류가 전기장을 생성하기 위해 제공된다. 인접한 입력 오브젝트들은 전기장에서의 변화들을 초래하여, 전압, 전류, 또는 기타 등등에서의 변화들로서 검출될 수도 있는 용량성 커플링에서의 검출가능한 변화들을 발생시킨다.In some capacitive implementations of input device 100 , a voltage or current is provided to generate an electric field. Adjacent input objects cause changes in the electric field, resulting in detectable changes in capacitive coupling that may be detected as changes in voltage, current, or the like.

일부 용량성 구현예들은 용량성 감지 엘리먼트들의 어레이들 또는 다른 규칙적인 또는 불규칙적인 패턴들을 이용하여 전기장들을 생성한다. 일부 용량성 구현예들에서, 별개의 감지 엘리먼트들이 저항적으로 단락되어 함께 더 큰 센서 전극들을 형성한다. 일부 용량성 구현예들은 균일하게 저항성일 수도 있는 저항 시트들을 이용한다.Some capacitive implementations generate electric fields using arrays of capacitive sensing elements or other regular or irregular patterns. In some capacitive implementations, separate sensing elements are resistively shorted together to form larger sensor electrodes. Some capacitive implementations utilize resistance sheets that may be uniformly resistive.

일부 용량성 구현예들은 센서 전극들과 입력 오브젝트 사이의 용량성 커플링에서의 변화들에 기초한 "자기 커패시턴스" (또는, "절대 커패시턴스") 감지 방법들을 이용한다. 여러 실시형태들에서, 센서 전극들에 가까운 입력 오브젝트는 센서 전극들에 가까운 전기장을 변경시켜, 측정되는 용량성 커플링을 변화시킨다. 일 구현예에서, 절대 용량성 감지 방법은, 레퍼런스 전압 (예컨대, 시스템 그라운드) 에 대해 센서 전극들을 변조함으로써, 그리고 센서 전극들과 입력 오브젝트들 사이의 용량성 커플링을 검출함으로써, 동작한다.Some capacitive implementations use “self-capacitance” (or “absolute capacitance”) sensing methods based on changes in capacitive coupling between sensor electrodes and an input object. In various embodiments, an input object proximate to the sensor electrodes changes the electric field proximate to the sensor electrodes, thereby changing the measured capacitive coupling. In one implementation, the absolute capacitive sensing method operates by modulating the sensor electrodes relative to a reference voltage (eg, system ground) and detecting capacitive coupling between the sensor electrodes and input objects.

일부 용량성 구현예들은 센서 전극들 사이의 용량성 커플링에서의 변화들에 기초한 "상호 커패시턴스" (또는, "트랜스커패시턴스") 감지 방법들을 이용한다. 여러 실시형태들에서, 센서 전극들에 가까운 입력 오브젝트는 센서 전극들 사이의 전기장을 변경시켜, 측정되는 용량성 커플링을 변화시킨다. 일 구현예에서, 트랜스커패시턴스 감지 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 레퍼런스 전압 (예컨대, 시스템 그라운드) 에 대해 변조될 수도 있다. 수신기 센서 전극들은 결과 신호들의 수신을 촉진시키기 위해 레퍼런스 전압에 대해 실질적으로 일정하게 유지될 수도 있다. 결과 신호는 하나 이상의 송신기 신호들에, 및/또는 환경의 간섭의 하나 이상의 소스들 (예컨대, 다른 전자기 신호들) 에 대응하는 영향(들)을 포함할 수도 있다. 센서 전극들은 전용 송신기들 또는 수신기들일 수도 있거나, 또는 송신 및 수신 양쪽다 행하도록 구성될 수도 있다.Some capacitive implementations use “mutual capacitance” (or “transcapacitance”) sensing methods based on changes in capacitive coupling between sensor electrodes. In various embodiments, an input object proximate to the sensor electrodes changes the electric field between the sensor electrodes, thereby changing the measured capacitive coupling. In one implementation, the transcapacitance sensing method comprises one or more transmitter sensor electrodes (also “transmitter electrodes” or “transmitters”) and one or more receiver sensor electrodes (also “receiver electrodes” or “receivers”). ) by detecting the capacitive coupling between The transmitter sensor electrodes may be modulated relative to a reference voltage (eg, system ground) to transmit transmitter signals. The receiver sensor electrodes may be held substantially constant relative to the reference voltage to facilitate reception of the resulting signals. The resulting signal may include influence(s) corresponding to one or more transmitter signals, and/or one or more sources of interference in the environment (eg, other electromagnetic signals). The sensor electrodes may be dedicated transmitters or receivers, or may be configured to do both transmit and receive.

도 1 에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 입력 디바이스 (100) 의 부분으로서 도시된다. 프로세싱 시스템 (110) 은 감지 영역 (120) 에서 입력을 검출하기 위해 입력 디바이스 (100) 의 하드웨어를 동작하도록 구성된다. 프로세싱 시스템 (110) 은 하나 이상의 집적회로들 (ICs) 및/또는 다른 회로 구성요소들의 부분들 또는 모두를 포함한다. 예를 들어, 상호 커패시턴스 센서 디바이스에 대한 프로세싱 시스템은 송신기 센서 전극들에 의해 신호들을 송신하도록 구성된 송신기 회로, 및/또는 수신기 센서 전극들에 의해 신호들을 수신하도록 구성된 수신기 회로를 포함할 수도 있다). 일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 또한 펌웨어 코드, 소프트웨어 코드, 및/또는 기타 등등과 같은, 전자-판독가능 명령들을 포함한다. 일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 을 구성하는 구성요소들은 함께, 예컨대, 입력 디바이스 (100) 의 감지 엘리먼트(들) 의 근처에 로케이트된다. 다른 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 의 구성요소들은 입력 디바이스 (100) 의 감지 엘리먼트(들)에 가까운 하나 이상의 구성요소들, 및 다른 어딘가에서의 하나 이상의 구성요소들과 물리적으로 분리된다. 예를 들어, 입력 디바이스 (100) 는 데스크탑 컴퓨터에 커플링된 주변장치일 수도 있으며, 프로세싱 시스템 (110) 은 데스크탑 컴퓨터의 중앙 처리 유닛 및 중앙 처리 유닛으로부터 분리된 (어쩌면 연관된 펌웨어를 갖는) 하나 이상의 IC들을 실행하도록 구성된 소프트웨어를 포함할 수도 있다. 다른 예로서, 입력 디바이스 (100) 는 폰에 물리적으로 통합될 수도 있으며, 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 것에 전담된다. 다른 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 또한 디스플레이 스크린들을 동작시키는 것, 햅틱 액츄에이터들을 구동하는 것, 등과 같은, 다른 기능들을 수행한다.In FIG. 1 , processing system 110 is shown as part of an input device 100 . The processing system 110 is configured to operate hardware of the input device 100 to detect an input in the sensing area 120 . The processing system 110 includes portions or all of one or more integrated circuits (ICs) and/or other circuit components. For example, a processing system for a mutual capacitance sensor device may include a transmitter circuit configured to transmit signals by the transmitter sensor electrodes, and/or a receiver circuit configured to receive signals by the receiver sensor electrodes). In some embodiments, processing system 110 also includes electronic-readable instructions, such as firmware code, software code, and/or the like. In some embodiments, the components making up the processing system 110 are located together, eg, in the vicinity of the sense element(s) of the input device 100 . In other embodiments, the components of the processing system 110 are physically separate from one or more components proximate to the sensing element(s) of the input device 100 , and one or more components elsewhere. For example, input device 100 may be a peripheral coupled to a desktop computer, and processing system 110 includes a central processing unit of the desktop computer and one or more separate (possibly with associated firmware) from the central processing unit. It may include software configured to execute ICs. As another example, the input device 100 may be physically integrated into a phone, and the processing system 110 may include circuits and firmware that are part of the phone's main processor. In some embodiments, the processing system 110 is dedicated to implementing the input device 100 . In other embodiments, processing system 110 also performs other functions, such as operating display screens, driving haptic actuators, and the like.

프로세싱 시스템 (110) 은 프로세싱 시스템 (110) 의 상이한 기능들을 처리하는 모듈들의 세트로서 구현될 수도 있다. 각각의 모듈은 프로세싱 시스템 (110) 의 일부인 회로, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합을 포함할 수도 있다. 여러 실시형태들에서, 모듈들의 상이한 조합들이 사용될 수도 있다. 예시적인 모듈들은 센서 전극들 및 디스플레이 스크린들과 같은 하드웨어를 동작시키는 하드웨어 동작 모듈들, 센서 신호들 및 위치 정보와 같은 데이터를 프로세싱하는 데이터 프로세싱 모듈들, 및 정보를 보고하는 보고 모듈들을 포함한다. 추가적인 예시적인 모듈들은 입력을 검출하기 위해 감지 엘리먼트(들)을 동작시키도록 구성된 센서 동작 모듈들, 모드 변경 제스처들과 같은 제스처들을 식별하도록 구성된 식별 모듈들, 및 동작 모드들을 변경하는 모드 변경 모듈들을 포함한다.The processing system 110 may be implemented as a set of modules that handle different functions of the processing system 110 . Each module may include circuitry that is part of the processing system 110 , firmware, software, or a combination thereof. In various embodiments, different combinations of modules may be used. Exemplary modules include hardware operation modules that operate hardware such as sensor electrodes and display screens, data processing modules that process data such as sensor signals and position information, and reporting modules that report information. Additional exemplary modules include sensor operation modules configured to operate the sense element(s) to detect input, identification modules configured to identify gestures such as mode change gestures, and mode change modules to change modes of operation. include

일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 하나 이상의 액션들을 야기시킴으로써, 감지 영역 (120) 에서의 사용자 입력 (또는, 사용자 입력의 결여) 에 직접 응답한다. 예시적인 액션들은 동작 모드들 뿐만 아니라, 커서 이동, 선택, 메뉴 네비게이션, 및 다른 기능들과 같은 GUI 액션들을 변경하는 것을 포함한다. 일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 전자 시스템의 일부 부분에 (예컨대, 프로세싱 시스템 (110) 으로부터 분리된 전자 시스템의 중앙 프로세싱 시스템에, 이러한 별개의 중앙 프로세싱 시스템이 존재하면) 입력 (또는, 입력의 결여) 에 관한 정보를 제공한다. 일부 실시형태들에서, 전자 시스템의 일부 부분은 사용자 입력에 따라 조치를 취하기 위해, 예컨대, 모드 변경 액션들 및 GUI 액션들을 포함한, 액션들의 전체 범위를 촉진시키기 위해, 프로세싱 시스템 (110) 으로부터 수신된 정보를 프로세싱한다.In some embodiments, processing system 110 directly responds to user input (or lack of user input) in sensing area 120 by causing one or more actions. Exemplary actions include changing operating modes, as well as GUI actions such as cursor movement, selection, menu navigation, and other functions. In some embodiments, processing system 110 is an input (or, if there is such a separate central processing system) to some portion of an electronic system (eg, to a central processing system of an electronic system separate from processing system 110 ). , the lack of input). In some embodiments, some portion of the electronic system receives the received from the processing system 110 to take an action according to user input, eg, to facilitate a full range of actions, including mode change actions and GUI actions. process information.

예를 들어, 일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 감지 영역 (120) 에서의 입력 (또는, 입력의 결여) 를 나타내는 전기 신호들을 발생시키도록 입력 디바이스 (100) 의 감지 엘리먼트(들)을 동작한다. 프로세싱 시스템 (110) 은 전자 시스템에 제공되는 정보를 발생할 때에 전기 신호들에 대해 임의의 적합한 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 조정을 수행할 수도 있다. 또한, 다른 예로서, 프로세싱 시스템 (110) 은 그 정보가 전기 신호들과 베이스라인 사이의 차이를 반영하도록, 베이스라인을 감산하거나 또는 아니면 활용할 수도 있다. 또한 추가적인 예들로서, 프로세싱 시스템 (110) 은 위치 정보를 결정하거나, 입력들을 지령들로서 인식하거나, 육필 (handwriting) 을 인식하거나, 등등을 행할 수도 있다.For example, in some embodiments, the processing system 110 generates electrical signals representative of an input (or lack of input) in the sense region 120 , the sense element(s) of the input device 100 . operates Processing system 110 may perform any suitable amount of processing on the electrical signals when generating information provided to the electronic system. For example, processing system 110 may digitize analog electrical signals obtained from sensor electrodes. As another example, processing system 110 may perform filtering or other signal conditioning. Also, as another example, processing system 110 may subtract or otherwise utilize a baseline such that the information reflects a difference between the electrical signals and the baseline. As yet further examples, processing system 110 may determine location information, recognize inputs as instructions, recognize handwriting, and the like.

"위치 정보" 는, 본원에서 사용될 때, 절대 위치, 상대적인 위치, 속도, 가속도, 및 다른 유형들의 공간 정보를 넓게 포괄한다. 예시적인 "0차원" 위치 정보는 가까운/먼 또는 접촉/비접촉 정보를 포함한다. 예시적인 "1차원" 위치 정보는 축에 따른 위치들을 포함한다. 예시적인 "2차원" 위치 정보는 평면에서의 모션들을 포함한다. 예시적인 "3차원" 위치 정보는 공간에서의 순간 또는 평균 속도들을 포함한다. 추가적인 예들은 공간 정보의 다른 표현들을 포함한다. 예를 들어, 시간에 따라 위치, 모션, 또는 순시 속도를 추적하는 이력 데이터를 포함한, 하나 이상의 유형들의 위치 정보에 관련한 이력 데이터가 또한 결정되거나 및/또는 저장될 수도 있다.“Location information,” as used herein, broadly encompasses absolute position, relative position, velocity, acceleration, and other types of spatial information. Exemplary “zero-dimensional” location information includes near/far or contact/non-contact information. Exemplary “one-dimensional” location information includes locations along an axis. Exemplary “two-dimensional” position information includes motions in a plane. Exemplary “three-dimensional” positional information includes instantaneous or average velocities in space. Additional examples include other representations of spatial information. For example, historical data relating to one or more types of location information may also be determined and/or stored, including historical data that tracks location, motion, or instantaneous velocity over time.

일부 실시형태들에서, 입력 디바이스 (100) 는 프로세싱 시스템 (110) 에 의해 또는 일부 다른 프로세싱 시스템에 의해 동작되는 추가적인 입력 구성요소들과 함께 구현된다. 이들 추가적인 입력 구성요소들은 감지 영역 (120) 에의 입력을 위한 여분의 기능, 또는 일부 다른 기능을 제공할 수도 있다. 도 1 은 입력 디바이스 (100) 를 이용하여 아이템들의 선택을 촉진시키는데 이용될 수 있는 감지 영역 (120) 에 가까운 버튼들 (130) 을 나타낸다. 다른 유형들의 추가적인 입력 구성요소들은 슬라이더들, 볼들, 휠들, 스위치들 등을 포함한다. 반대로, 일부 실시형태들에서, 입력 디바이스 (100) 는 어떤 다른 입력 구성요소들 없이 구현될 수도 있다.In some embodiments, the input device 100 is implemented with additional input components that are operated by the processing system 110 or by some other processing system. These additional input components may provide extra functionality for input into sensing area 120 , or some other functionality. 1 shows buttons 130 proximate to sensing area 120 that may be used to facilitate selection of items using input device 100 . Other types of additional input components include sliders, balls, wheels, switches, and the like. Conversely, in some embodiments, input device 100 may be implemented without any other input components.

일부 실시형태들에서, 입력 디바이스 (100) 는 터치 스크린 인터페이스를 포함하며, 감지 영역 (120) 은 디스플레이 스크린의 활성 영역의 적어도 일부분과 겹친다. 예를 들어, 입력 디바이스 (100) 는 디스플레이 스크린을 오버레이하는 실질적으로 투명한 센서 전극들을 포함할 수도 있으며 연관된 전자 시스템에 터치 스크린 인터페이스를 제공할 수도 있다. 디스플레이 스크린은 사용자에게 시각 인터페이스를 디스플레이할 수 있는 임의 종류의 동적 디스플레이일 수도 있으며, 임의 종류의 발광 다이오드 (LED), 유기 LED (OLED), 음극선관 (CRT), 액정 디스플레이 (LCD), 플라즈마, 전계발광 (EL), 또는 다른 디스플레이 기술을 포함할 수도 있다. 입력 디바이스 (100) 및 디스플레이 스크린은 물리적인 엘리먼트들을 공유할 수도 있다. 예를 들어, 일부 실시형태들은 디스플레이하고 감지하는데 동일한 전기적 구성요소들의 일부를 이용할 수도 있다. 다른 예로서, 디스플레이 스크린은 프로세싱 시스템 (110) 에 의해 부분적으로 또는 전체로서 동작될 수도 있다.In some embodiments, input device 100 includes a touch screen interface, and sensing area 120 overlaps at least a portion of an active area of a display screen. For example, input device 100 may include substantially transparent sensor electrodes that overlay a display screen and may provide a touch screen interface to an associated electronic system. The display screen may be any kind of dynamic display capable of displaying a visual interface to the user, including any kind of light emitting diode (LED), organic LED (OLED), cathode ray tube (CRT), liquid crystal display (LCD), plasma, electroluminescence (EL), or other display technologies. The input device 100 and the display screen may share physical elements. For example, some embodiments may use some of the same electrical components to display and sense. As another example, the display screen may be operated in part or in whole by the processing system 110 .

많은 본 발명의 실시형태들이 완전히 기능하는 장치의 맥락에서 설명되지만 본 발명의 메커니즘들은 프로그램 제품 (예컨대, 소프트웨어) 로서 다양한 유형들로 배포될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 발명의 메커니즘들은 전자 프로세서들에 의해 판독가능한 정보 베어링 매체들 (예컨대, 프로세싱 시스템 (110) 에 의해 판독가능한 비일시성 컴퓨터-판독가능 및/또는 기억가능/기입가능 정보 운반 매체들) 상의 소프트웨어 프로그램으로서 구현되고 배포될 수도 있다. 게다가, 본 발명의 실시형태들은 배포를 실행하는데 사용된 특정 유형의 매체에 관계없이 동등하게 적용한다. 비일시성 전자 판독가능 매체들의 예들은 여러 디스크들 (discs), 메모리 스틱들, 메모리 카드들, 메모리 모듈들 등을 포함한다. 전자 판독가능 매체들은 플래시, 광학, 자기, 홀로그램, 또는 임의의 다른 저장 기술에 기초할 수도 있다.Although many embodiments of the invention are described in the context of a fully functional device, it should be understood that the mechanisms of the invention may be distributed in various forms as a program product (eg, software). For example, the mechanisms of the present invention may be implemented on information bearing media readable by electronic processors (eg, non-transitory computer-readable and/or rewritable/writable information carrying media readable by processing system 110 ). ) may be implemented and distributed as a software program on Moreover, embodiments of the present invention apply equally regardless of the particular type of medium used to effect the distribution. Examples of non-transitory electronically readable media include various disks, memory sticks, memory cards, memory modules, and the like. Electronically readable media may be based on flash, optical, magnetic, hologram, or any other storage technology.

도 2 는 본원에서 설명되는 일 실시형태에 따른, 용량성 감지를 수행하기 위한 레퍼런스 전압 레일들을 변조하는 입력 디바이스 (200) 이다. 입력 디바이스 (200) 는 전원 (202), 호스트 (204), 프로세싱 시스템 (110), 백라이트 (232), 및 디스플레이/감지 패널 (234) 을 포함한다. 일 실시형태에서, 전원 (202) 은 프로세싱 시스템 (110), 백라이트 (232), 및 디스플레이/감지 패널 (234) 에 전력을 제공하는, 적어도 2개의 레퍼런스 전압들, 즉, VDD 및 VGND 를 출력하는 DC 전력 소스가다. 전원 (202) 은 외부 전력 소스 (예컨대, AC 또는 DC 전기 그리드) 에 플러깅된 전력 변환기 또는 배터리일 수도 있다. 본원에서 사용될 때, 낮은 레퍼런스 전압 (즉, VGND) 은 또한 입력 디바이스 (200) 에 대한 레퍼런스 전압이라는 것을 표시하기 위해 섀시 그라운드 (chassis ground; 208) 로서 지칭된다. 이에 반해, 입력 디바이스 (200) 에서의 다른 전력 도메인들은 섀시 그라운드 (208) 와 동일한 전압 또는 상이한 전압일 수도 있는 로컬 그라운드 기준들 (예컨대, 로컬 그라운드 (216)) 을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 이하에서 설명하는 바와 같이, 일부 시간 기간들에서, 로컬 그라운드 (216) 는 섀시 그라운드 (208) 와 동일한 전압일 수도 있지만, 다른 시간 기간들에서 상이한 전압들로 유도됨으로써 변조된다.2 is an input device 200 modulating reference voltage rails for performing capacitive sensing, in accordance with one embodiment described herein. The input device 200 includes a power source 202 , a host 204 , a processing system 110 , a backlight 232 , and a display/sense panel 234 . In one embodiment, the power supply 202 connects at least two reference voltages, V DD and V GND , that provide power to the processing system 110 , the backlight 232 , and the display/sense panel 234 . It is a DC power source that outputs. The power source 202 may be a battery or a power converter plugged to an external power source (eg, an AC or DC electrical grid). As used herein, the low reference voltage (ie, V GND ) is also referred to as chassis ground 208 to indicate that it is the reference voltage for the input device 200 . In contrast, other power domains in input device 200 may include local ground references (eg, local ground 216 ), which may be the same voltage as chassis ground 208 or a different voltage. For example, as described below, in some time periods, local ground 216 may be the same voltage as chassis ground 208 , but at other time periods it is modulated by being induced with different voltages.

일 실시형태에서, 호스트 (204) 는 통화들을 행하는 것, 데이터를 무선으로 송신하는 것, 운영 시스템 또는 애플리케이션들을 실행하는 것 등등을 행하는 것과 같은, 임의 개수의 기능들을 수행하는 입력 디바이스 (200) 의 일반적인 시스템을 나타낸다. 호스트 (204) 는 업데이트된 데이터 프레임들을 프로세싱 시스템 (110) 에 제공하는 디스플레이 소스 (206) 를 포함한다. 예를 들어, 디스플레이 소스 (206) 는 디스플레이/감지 패널 (234) 상의 디스플레이를 업데이트하기 위해 픽셀 또는 프레임 데이터를 프로세싱 시스템 (110) 으로 송신하는 그래픽 프로세싱 유닛 (GPU) 일 수도 있다. 업데이트된 디스플레이 데이터를 제공하기 위해, 디스플레이 소스 (206) 는 풀 프레임 레이트로 초 당 1 Gbit 보다 크거나 또는 동일한 속도에서 데이터를 송신할 수도 있는 고속 링크 (244) 를 통해서 프로세싱 시스템 (110) 에 커플링된다. 예를 들어, 디스플레이 소스 (206) 는 DisplayPortTM (예컨대, eDP) 또는 MIPI® 디스플레이 인터페이스들을 이용하여, 고속 링크 (244) 상에서 디스플레이 데이터와 통신할 수도 있다. 이 인터페이스는 단일 쌍 (예컨대, 차동 (differential)) 또는 다중 와이어 물리 접속들 - 예컨대, 3 와이어 시그널링, 공유된 클록에 의한 다중 링크들, 내장된 클록, 3 레벨 시그널링, 등) 을 포함할 수도 있다.In one embodiment, the host 204 is the host 204 of the input device 200 that performs any number of functions, such as making calls, transmitting data wirelessly, executing an operating system or applications, etc. It represents a general system. Host 204 includes a display source 206 that provides updated data frames to processing system 110 . For example, the display source 206 may be a graphics processing unit (GPU) that transmits pixel or frame data to the processing system 110 to update a display on the display/sensing panel 234 . To provide updated display data, the display source 206 is coupled to the processing system 110 via a high-speed link 244 that may transmit data at a rate greater than or equal to 1 Gbit per second at the full frame rate. ring is For example, display source 206 may communicate display data over high-speed link 244 using DisplayPort™ (eg, eDP) or MIPI® display interfaces. This interface may include a single pair (eg, differential) or multi-wire physical connections - eg, 3-wire signaling, multiple links by shared clock, embedded clock, 3-level signaling, etc.) .

프로세싱 시스템 (110) 은 스위치들 (210, 212), 타이밍 제어기 (220), 및 전력 관리 제어기 (230) 를 포함한다. 스위치들 (210, 212) 은 레퍼런스 전압 레일들 (211A, 211B) 을 전원 (202) 에 선택적으로 커플링한다. 제어 신호 (218) 를 이용하여, 타이밍 제어기 (220) 는 스위치들 (210, 212) 을 개방하고 클로징함으로써 레퍼런스 전압 레일들 (211) 을 전원 (202) 에 전기적으로 접속하고 단락시킬 수 있다. 저항 접속으로서 도시되지만, 다른 실시형태들에서, 레퍼런스 전압 레일들 (211) 은 전원 (202) 에 용량성 또는 유도성 커플링될 수도 있다. 어쨌든, 스위치들 (210, 212) 은 전원 (202) 으로부터 레퍼런스 전압 레일들 (211) 을 단락시키는데 사용될 수 있지만 변조 신호 (228) 는 전압 레일들을 변조하는데 사용될 수도 있다.The processing system 110 includes switches 210 , 212 , a timing controller 220 , and a power management controller 230 . Switches 210 , 212 selectively couple reference voltage rails 211A, 211B to power supply 202 . Using the control signal 218 , the timing controller 220 can electrically connect and short the reference voltage rails 211 to the power supply 202 by opening and closing the switches 210 , 212 . Although shown as a resistive connection, in other embodiments, the reference voltage rails 211 may be capacitively or inductively coupled to the power supply 202 . In any case, the switches 210 , 212 may be used to short the reference voltage rails 211 from the power supply 202 while the modulating signal 228 may be used to modulate the voltage rails.

스위치들 (210, 212) 이 클로징될 때, 전원 (202) 은 바이패스 커패시터 (214) 를 충전한다. 스위치들 (210, 212) 이 개방될 때, 바이패스 커패시터 (214) 상에 저장된 전하는 전력 입력 디바이스 (200) 에서의 여러 구성요소들 (예컨대, 전력 관리 제어기 (230), 백라이트 (232), 또는 패널 (234)) 을 급전하는데 이후 사용되는 레퍼런스 전압 레일들 (211) 을 급전하는데 사용될 수 있다. 일 실시형태에서, 타이밍 제어기 (220) 는 커패시터 (214) 및 레일들 (211) 전반에 걸쳐서 실질적으로 일정한, 평균 전압을 유지하기 위해 제어 신호 (218) 를 이용하여 스위치들 (210, 212) 을 주기적으로 개방하고 클로징할 수도 있다. 대안적으로, 별개의 제어 엘리먼트 (예컨대, 플라이백 인덕터) 는 커패시터 (214) 전반에 걸쳐서 전압을 제어할 수도 있으며, 한편 타이밍 제어기 (220) 는 신호 (228) 를 이용하여 레퍼런스 전압 레일들 (211) 을 변조한다.When switches 210 , 212 are closed, power supply 202 charges bypass capacitor 214 . When switches 210 , 212 are open, the charge stored on bypass capacitor 214 is transferred to various components in power input device 200 (eg, power management controller 230 , backlight 232 , or It can be used to power the reference voltage rails 211 which are then used to power the panel 234 . In one embodiment, timing controller 220 operates switches 210 , 212 using control signal 218 to maintain a substantially constant, average voltage across capacitor 214 and rails 211 . It can also be opened and closed periodically. Alternatively, a separate control element (eg, a flyback inductor) may control the voltage across capacitor 214 , while timing controller 220 uses signal 228 to control reference voltage rails 211 . ) is modulated.

타이밍 제어기 (220) 는 센서 모듈 (222), 디스플레이 모듈 (224), 및 레퍼런스 전압 변조기 (226) 를 포함한다. 센서 모듈 (222) 은 디스플레이/감지 패널 (234) 에 커플링되며, 좀더 구체적으로는, 패널 (234) 에서의 센서 전극들 (242) 에 직접 또는 변조 신호 (228) 를 통해서 커플링될 수도 있다. 센서 전극들 (242) 을 이용하여, 센서 모듈 (222) 는 센서 전극들 (242) 을 포함할 수도 있는 도 1 에 나타낸 감지 영역 (120) 에서 용량성 감지를 수행한다. 위에서 설명한 바와 같이, 센서 모듈 (222) 은 자기-커패시턴스, 상호 커패시턴스, 또는 양쪽의 조합을 이용하여, 입력 오브젝트가 접촉하고 있거나 또는 위에서 호버링하는 감지 영역 (120) 에서의 특정의 로케이션을 식별할 수도 있다.The timing controller 220 includes a sensor module 222 , a display module 224 , and a reference voltage modulator 226 . The sensor module 222 is coupled to a display/sensing panel 234 , and more specifically, to sensor electrodes 242 in the panel 234 , either directly or via a modulating signal 228 . . Using the sensor electrodes 242 , the sensor module 222 performs capacitive sensing in the sensing area 120 shown in FIG. 1 , which may include sensor electrodes 242 . As described above, sensor module 222 may use self-capacitance, mutual capacitance, or a combination of both, to identify a particular location in sensing area 120 to which an input object is touching or hovering over. have.

디스플레이 모듈 (224) 은 패널 (234) 에서의 디스플레이를 업데이트하기 위해 디스플레이 회로 (236) (예컨대, 소스 드라이버들 및 게이트 선택 로직) 및 디스플레이 전극들 (240) (예컨대, 소스 전극들, 게이트 전극들, 공통 전극들) 에 커플링된다. 예를 들어, 디스플레이 소스 (206) 로부터 수신된 디스플레이 데이터에 기초하여, 디스플레이 모듈 (224) 은 게이트 전극들을 이용하여 디스플레이의 로우들 (rows) 을 통해서 반복하고 소스 전극들을 이용하여 그 선택된 로우에서의 디스플레이 픽셀들의 각각을 업데이트한다. 이와 같이, 디스플레이 모듈 (224) 은 업데이트된 디스플레이 프레임들을 호스트 (204) 로부터 수신하고 그에 따라서 디스플레이/감지 패널 (234) 에서의 개개의 픽셀들을 업데이트할 (또는, 리프레시할) 수 있다.Display module 224 includes display circuitry 236 (eg, source drivers and gate select logic) and display electrodes 240 (eg, source electrodes, gate electrodes) to update the display in panel 234 . , common electrodes). For example, based on display data received from the display source 206 , the display module 224 iterates through rows of the display using the gate electrodes and uses the source electrodes at the selected row. Update each of the display pixels. As such, the display module 224 can receive updated display frames from the host 204 and update (or refresh) individual pixels in the display/sensing panel 234 accordingly.

레퍼런스 전압 변조기 (226) 는 레퍼런스 전압 레일들 (211) 을 변조하는 변조 신호 (228) 를 출력한다. 일 실시형태에서, 레퍼런스 전압 변조기 (226) 는 단지 레일들 (211) 이 전원 (202) 으로부터 단락될 때 (즉, 스위치들 (210, 212) 이 개방될 때) 전압 레일들 (211) 을 변조한다. 그렇게 하는 것은 변조 신호 (228) 로 하여금, 전원 (202) 출력들 - 즉, VDD 및 VGND 에 대해 레퍼런스 전압 레일들 (211) 을 변조가능하게 한다. 레퍼런스 전압 레일들 (211) 이 변조될 때 전원 (202) 이 전기적으로 단락되지 않았으면, VDD 및 VGND 는 전원 (202) 에 의해 공급되는 전력에 의존하는 입력 디바이스 (200) 에서의 다른 구성요소들로 하여금, 예측할 수 없게 또는 부적절하게 동작하도록 할 수도 있는 변조 신호 (228) 에 의해 단락될 수도 있다. 예를 들어, 호스트 (204) (또는, 미도시된 입력 디바이스 (200) 에서의 다른 구성요소들) 은 또한 전원 (202) 을 이용하여 그의 구성요소들에 급전할 수도 있다. 호스트 (204) 는 변조되지 않은 전원들로 동작하도록 설계될 수도 있으며, 따라서, 변조 신호 (228) 가 전원 (202) 으로부터 전기적으로 분리되지 않았으면, 신호 (228) 는 호스트 (204) 에 부정적인 영향을 미칠 수도 있다.The reference voltage modulator 226 outputs a modulating signal 228 that modulates the reference voltage rails 211 . In one embodiment, the reference voltage modulator 226 only modulates the voltage rails 211 when the rails 211 are shorted from the power supply 202 (ie, when the switches 210 , 212 are open). do. Doing so causes the modulating signal 228 to modulate the reference voltage rails 211 with respect to the power supply 202 outputs - ie, V DD and V GND. If the power supply 202 is not electrically shorted when the reference voltage rails 211 are modulated, then V DD and V GND are another configuration in the input device 200 depending on the power supplied by the power supply 202 . The elements may be shorted by the modulating signal 228 which may cause them to behave unpredictably or improperly. For example, host 204 (or other components in input device 200 , not shown) may also use power source 202 to power its components. The host 204 may be designed to operate with unmodulated power sources, so that unless the modulated signal 228 is electrically isolated from the power source 202 , the signal 228 will negatively affect the host 204 . may affect

일 실시형태에서, 변조 신호 (228) 는 이들 레일들 상에서의 전압들을 별개의 정량화된 또는 주기적인 방법으로 증가시키거나 또는 감소시킴으로써 레퍼런스 전압 레일들을 변조한다. 일 예에서, 변조 신호 (228) 는 레일들 (211) 사이의 전압 차이가 실질적으로 일정하게 유지하도록, 전압 레일들 (211A 및 211B) 양쪽 상에 동일하거나 또는 유사한 전압 변화를 초래한다. 예를 들어, VDD 가 4V 이고 VGND 가 0V 이면, 변조 신호는 전압 레일 (211A) 이 5V 와 3V 사이에서 변하지만 전압 레일 (211B) 이 -1V 와 1V 사이에서 변하도록, 양쪽의 레일들 상에 1V 전압 스윙을 추가할 수도 있다. 그럼에도 불구하고, 레일들 (211) 사이의 전압 차이 (즉, 4V) 는 동일하게 유지한다. 더욱이, 변조 신호 (228) 는 주기적인 신호 (예컨대, 정현파 또는 구형파), 또는 변조가 반복적인 신호를 이용하여 수행되지 않는 비-주기적인 신호일 수도 있다. 일 실시형태에서, 용량성 감지 측정치는 변조 신호 (228) 의 변조 파형에 매칭하는 방법으로 복조된다.In one embodiment, the modulating signal 228 modulates the reference voltage rails by increasing or decreasing the voltages on these rails in a separately quantified or periodic manner. In one example, modulating signal 228 causes the same or similar voltage change on both voltage rails 211A and 211B such that the voltage difference between rails 211 remains substantially constant. For example, if V DD is 4V and V GND is 0V, the modulating signal is applied to both rails such that voltage rail 211A varies between 5V and 3V but voltage rail 211B varies between -1V and 1V. You can also add a 1V voltage swing to the phase. Nevertheless, the voltage difference (ie, 4V) between the rails 211 remains the same. Moreover, the modulated signal 228 may be a periodic signal (eg, a sinusoidal or square wave), or a non-periodic signal for which modulation is not performed using a repetitive signal. In one embodiment, the capacitive sensing measurement is demodulated in a manner that matches the modulating waveform of the modulating signal 228 .

섀시 그라운드에 대해 레퍼런스 전압 레일들 (211) 을 변조함으로써, 프로세싱 시스템 (110) 의 관점으로부터, 마치 섀시에 커플링된 외부 세계 및 입력 오브젝트들이 변조하고 있는 전압 신호들을 가지는 것 처럼 나타난다. 즉, 프로세싱 시스템 (110) 에서의 급전된 시스템 (powered system) 에 대해, 그의 전압이 안정하고, 패널 (234) 에 가장 가까운 임의의 입력 오브젝트 및 변조된 레퍼런스 전압 레일들 (211) 에 커플링되지 않은 입력 디바이스 (200) 에서의 다른 구성요소들을 포함하는 그 세계의 나머지가 변조하고 있는 것으로 나타난다. 레퍼런스 전압 레일들 (211) 을 변조하는 하나의 이점은 레일들 (211) 에 커플링된 모든 구성요소들이 변조 신호 (228) 에 의해 변조된다는 점이다. 따라서, 별개의 변조 신호는 이들 전극들을, 그들이 용량성 감지를 방해하지 않도록 보호하기 위해, 디스플레이 전극들 (240), 디스플레이 회로 (236), 또는 전력 관리 제어기 (230) 상에서 구동될 필요가 없다. 달리 말하면, 용량성 감지를 수행하는데 사용되는 전극들과 디스플레이 패널 (234) 에서의 여러 구성요소들 사이의 전압 차이가 변하지 않는다. 따라서, 비록 패널 (234) 에서의 전극들 및 구성요소들이 용량성 커플링되더라도, 이 커플링 커패시턴스는 전극들 상에서 발생되는 결과 신호에 영향을 미친다. 더욱이, 표준 구성요소들이 사용될 수 있다 - 즉, 디스플레이 회로 (236) 및 전력 관리 제어기 (230) 가 보호 (guarding) 를 수행하기 위해 수정될 필요가 없다.By modulating the reference voltage rails 211 with respect to chassis ground, from the perspective of the processing system 110, it appears as if the outside world and input objects coupled to the chassis have the voltage signals being modulated. That is, for a powered system in processing system 110 , its voltage is stable and not coupled to any input object closest to panel 234 and modulated reference voltage rails 211 . The rest of the world, including the other components in the input device 200 that is not, appears to be modulating. One advantage of modulating the reference voltage rails 211 is that all components coupled to the rails 211 are modulated by the modulating signal 228 . Thus, a separate modulated signal need not be driven on the display electrodes 240 , the display circuitry 236 , or the power management controller 230 to protect these electrodes from interfering with capacitive sensing. In other words, the voltage difference between the electrodes used to perform capacitive sensing and the various components in the display panel 234 does not change. Thus, although the electrodes and components in panel 234 are capacitively coupled, this coupling capacitance affects the resulting signal generated on the electrodes. Moreover, standard components may be used - ie, the display circuit 236 and power management controller 230 do not need to be modified to perform guarding.

전력 관리 제어기 (230) (예컨대, 하나 이상의 전력 관리 집적회로들 (PMICs)) 은 패널 전원들 (231) 을 통해서 디스플레이/감지 패널 (234) 에서의 디스플레이 회로 (236) 및 백라이트 (232) 에 급전하기 위한 여러 전압들을 제공한다. 전력 관리 제어기 (230) 는 여러 전압들 (예컨대, TFT 게이트 전압들 VGH, VHL, 소스 전압들, VCOM, 등) 을 공급하는 복수의 상이한 전원들을 포함할 수도 있다. 여러 전압들을 발생시키기 위해, 전원들은 유도성 부스트 회로들 또는 용량성 전하 펌프들을 이용하여 레퍼런스 전압 레일들 (211) 에 의해 제공되는 DC 전압을 백라이트 (232) 또는 패널 (234) 에서의 회로에 의해 소망되는 DC 전압으로 변경하는, 스위칭되는 전원들일 수도 있다. 전원들은 또한 기가비트 (gigabit) 직렬 링크들과 같은 저전압 디지털 회로들에 효율적으로 급전하는 벅 회로들 (buck circuits) 을 포함할 수도 있다.A power management controller 230 (eg, one or more power management integrated circuits (PMICs)) feeds the display circuitry 236 and the backlight 232 in the display/sensing panel 234 via panel power sources 231 . Several voltages are provided for The power management controller 230 may include a plurality of different power sources that supply various voltages (eg, TFT gate voltages V GH , VHL , source voltages, VCOM, etc.). To generate the various voltages, the power supplies use inductive boost circuits or capacitive charge pumps to convert the DC voltage provided by the reference voltage rails 211 by circuitry in the backlight 232 or panel 234 . They may be switched power supplies, which change to the desired DC voltage. Power supplies may also include buck circuits that efficiently feed low voltage digital circuits, such as gigabit serial links.

일 실시형태에서, 레퍼런스 전압 변조기 (226) 는 입력 디바이스 (200) 가 저-전력 상태에 있을 때 전압 레일들 (211) 을 변조할 수도 있다. LCD 디스플레이를 가진 스마트폰과 같은 모바일 디바이스에서, 디스플레이 시스템에 의해 소모되는 대부분의 전력은 백라이트 (232), 디스플레이 모듈 (224), 및 디스플레이 회로 (236) 에 의해 소비된다. 일 예에서, 백라이트 (232) 는, 온일 때, 1-3 W 를 인출하지만, 디스플레이 모듈 (224) 및 디스플레이 회로 (236) 는 0.5 내지 1 W 를 인출한다. 이에 반해, 센서 모듈 (222) 은 용량성 감지를 수행할 때 50-150 mW 를 인출할 수도 있다. 따라서, 저 전력 상태에 있을 때 백라이트 (232) 및 디스플레이 모듈 (224) 양쪽이 비활성화되면 소비 전력이 크게 감소될 수 있다. 일 실시형태에서, 백라이트 (232) 및 디스플레이 모듈 (224) 은 레퍼런스 전압 레일들 (211) 이 변조되는 동안 급전되지 않는다.In one embodiment, the reference voltage modulator 226 may modulate the voltage rails 211 when the input device 200 is in a low-power state. In a mobile device, such as a smartphone with an LCD display, most of the power consumed by the display system is consumed by the backlight 232 , the display module 224 , and the display circuitry 236 . In one example, backlight 232, when on, draws 1-3 W, while display module 224 and display circuitry 236 draws 0.5-1 W. In contrast, the sensor module 222 may draw 50-150 mW when performing capacitive sensing. Accordingly, power consumption can be greatly reduced if both the backlight 232 and the display module 224 are deactivated when in a low power state. In one embodiment, the backlight 232 and display module 224 are not powered while the reference voltage rails 211 are being modulated.

그러나, 센서 및 디스플레이 모듈들 (222, 224) 이 동일한 집적회로 상에 로케이트될 때, 디스플레이 제어 신호들 (233) 을 이용하여 디스플레이 모듈 (224) 을 비활성화하고 센서 모듈 (222) 및 센서 제어 신호들 (235) 을 이용하여 여전히 용량성 감지를 수행하는 것이 불가능할 수도 있다. 이 예에서, 저-전력 상태로부터 웨이크업할 때를 결정하기 위해 (즉, 사용자의 손가락이 패널 (234) 에 접근하는 때를 결정하기 위해) 입력 디바이스가 센서 모듈 (222) 에 의해 수행되는 용량성 감지에 의존하면, 디스플레이 모듈 (224) 은 또한 활성이어야 하며, 이것은 입력 디바이스 (200) 가 디스플레이 모듈 (224) 을 비활성화하는 전력 절감들로부터 이점을 가지지 않는다는 것을 의미한다. 이에 반해, 도 2 에 도시된 입력 디바이스 (200) 는 저 전력 상태에 있을 때 분리된 센서 모듈 (222) 에 급전함이 없이 용량성 감지를 수행할 수 있으며, 따라서, 센서 모듈 (222) 및 디스플레이 모듈 (224) 양쪽을 비활성화할 수 있는 절력 절감들로부터 이점을 취할 수 있다. 따라서, 저-전력 상태에서, 센서 모듈 (222), 디스플레이 모듈 (224), 전력 관리 제어기 (230), 백라이트 (232), 및 디스플레이 감지 회로 (236) 가 각각 비활성화될 수 있다.However, when the sensor and display modules 222 , 224 are located on the same integrated circuit, the display control signals 233 are used to deactivate the display module 224 and the sensor module 222 and the sensor control signal It may still be impossible to perform capacitive sensing using s 235 . In this example, the input device is a capacitive input device performed by sensor module 222 to determine when to wake up from a low-power state (ie, to determine when a user's finger approaches panel 234 ). Relying on sensing, the display module 224 must also be active, meaning that the input device 200 does not benefit from the power savings of disabling the display module 224 . In contrast, the input device 200 shown in FIG. 2 can perform capacitive sensing without powering the disconnected sensor module 222 when it is in a low power state, and thus the sensor module 222 and the display It can benefit from the power savings that can disable both module 224 . Accordingly, in the low-power state, the sensor module 222 , the display module 224 , the power management controller 230 , the backlight 232 , and the display sensing circuit 236 may be deactivated, respectively.

센서 모듈 (222) 이 비활성화될 때 저-전력 상태에서 용량성 감지를 수행하기 위해, 일 실시형태에서, 레퍼런스 전압 변조기 (226) 는 전압 레일들 (211) 중 적어도 하나를 변조하는 것을 초래하는 디스플레이 및 센서 전극들 (240, 242) 로부터, 신호들 - 즉, 결과 신호들 - 을 포착하기 위한 회로를 포함할 수도 있다. 이를 행하기 위해, 레퍼런스 전압 변조기 (266) 는 결과 신호들을 측정하는 별개의 수신기 (도 2 에 미도시) 를 포함한다. 게다가, 레퍼런스 전압 변조기 (266) 는 필터 (아날로그 또는 디지털) 및 결과 신호들을 샘플링하기 위한 아날로그 대 디지털 변환기 (ADC) 와 같은 다른 회로를 가질 수도 있다. 입력 오브젝트 (140) 와 디스플레이/감지 패널 (234) 사이의 커플링 커패시턴스 (246) 에서의 변화들을 측정하는 것에 기초하여, 입력 디바이스 (200) 는 패널 (234) 에 가깝거나 또는 접촉하는 입력 오브젝트의 근접을 검출할 수 있다. 일 실시형태에서, 결과 신호들은 디스플레이 전극들 (240) 및 센서 전극들 (242) 양쪽으로부터 동시에 포착된다. 디스플레이 및 센서 전극들 (240, 242) 은 패널 (234) 에 의해 레퍼런스 전압 레일들 (211) 에 커플링될 수도 있다. 예를 들어, 디스플레이 및 센서 전극들 (240, 242) 은 디스플레이 업데이팅을 전력 (예컨대, 게이트 라인 전압, Vcom 전압, 소스 전압) 및 용량성 감지를 위한 전력 (예컨대, 개개의 센서 전극들 (242) 에 커플링된 수신기들에 급전하기 위한 전압들) 을 제공하는 전력 관리 제어기 (230) 에 커플링된다. 결국, 전력 관리 제어기 (230) 는 그의 전력을 레퍼런스 전압 레일들 (211) 을 통해서 수신한다. 따라서, 디스플레이 및 센서 전극들 (240, 242) (뿐만 아니라, 패널 (234) 에서의 다른 구성요소들) 은 레퍼런스 전압 변조기 (226) 와 공통인 전기 노드 (즉, 변조 신호 (228) 가 전압 레일 (211B) 에 커플링하는 동일한 전기 노드) 에 커플링된다. 따라서, 레퍼런스 전압들 (211) 을 변조할 때, 이것은 전력 관리 제어기 (230) 에서의 전원들을 변조하고, 결국, 패널 (234) 에서의 여러 구성요소들 - 예컨대, 디스플레이 및 센서 전극들 (240, 242) 을 변조함으로써 - 입력 디바이스 (200) 로 하여금 사용자 입력들을 측정가능하게 한다.To perform capacitive sensing in a low-power state when the sensor module 222 is deactivated, in one embodiment, the reference voltage modulator 226 causes the display to modulate at least one of the voltage rails 211 . and circuitry for capturing signals - ie, result signals - from the sensor electrodes 240 , 242 . To do this, the reference voltage modulator 266 includes a separate receiver (not shown in FIG. 2 ) that measures the resulting signals. In addition, the reference voltage modulator 266 may have a filter (analog or digital) and other circuitry, such as an analog-to-digital converter (ADC) for sampling the resulting signals. Based on measuring changes in the coupling capacitance 246 between the input object 140 and the display/sensing panel 234 , the input device 200 determines that of the input object proximate to or in contact with the panel 234 . Proximity can be detected. In one embodiment, the resulting signals are simultaneously acquired from both the display electrodes 240 and the sensor electrodes 242 . Display and sensor electrodes 240 , 242 may be coupled to reference voltage rails 211 by panel 234 . For example, display and sensor electrodes 240 , 242 provide power for display updating (eg, gate line voltage, Vcom voltage, source voltage) and power for capacitive sensing (eg, individual sensor electrodes 242 ). ) to a power management controller 230 that provides voltages for powering receivers coupled to . In turn, the power management controller 230 receives its power via the reference voltage rails 211 . Thus, the display and sensor electrodes 240 , 242 (as well as other components in panel 234 ) have a common electrical node with reference voltage modulator 226 (ie, modulating signal 228 is a voltage rail the same electrical node that couples to 211B). Thus, when modulating the reference voltages 211 , it modulates the power supplies in the power management controller 230 , which in turn modulates the various components in the panel 234 - such as the display and sensor electrodes 240 242) - making the input device 200 measurable of user inputs.

레퍼런스 전압 변조기 (226) 가 또한 이 공통 노드에 커플링되기 때문에, 변조기 (226) 는 레퍼런스 전압 레일들 (211) 을 변조할 때 디스플레이 및 센서 전극들 (240, 242) 로부터 동시에 결과 신호들을 포착할 수도 있다. 달리 말하면, 레퍼런스 전압 변조기 (226) 는 패널 (234) 에서의 여러 전극들로부터 상이한 시간 기간들에서 결과 신호들을 개별적으로 포착하기 보다는, 모든 커플링된 전극들로부터 그 결합된 결과 신호들을 병렬로 포착할 필요가 있다. 결과 신호들을 동시에 포착함으로써, 패널 (234) 은 단일 큰 용량성 픽셀 또는 전극으로서 간주될 수도 있다. 입력 오브젝트가 패널 (234) 에서의 임의의 부분 또는 로케이션에 접근함에 따라, 그 부분에서의 디스플레이 및 센서 전극들 (240, 242) 은 입력 오브젝트의 근접에 의해 초래되는 커패시턴스 (예컨대, 자기-커패시턴스) 에서의 변화를 표시하는 결과 신호들을 발생시킨다. 따라서, 일 실시형태에서, 레퍼런스 전압 변조기 (226) 에 의해 포착된 결과 신호들을 평가함으로써, 입력 디바이스 (200) 는 입력 오브젝트가 패널 (234) 에 가장 가까운지 여부를 결정할 수 있다. 그러나, 패널이 (복수의 별개의 용량성 전극들 또는 픽셀들 대신) 하나의 용량성 전극이기 때문에, 디바이스 (200) 는 입력 오브젝트가 로케이트되는 패널 (234) 에서의 특정의 부분 또는 로케이션을 식별할 수 없을 수도 있다.Since a reference voltage modulator 226 is also coupled to this common node, the modulator 226 will simultaneously capture the resulting signals from the display and sensor electrodes 240 , 242 when modulating the reference voltage rails 211 . may be In other words, the reference voltage modulator 226 acquires the combined result signals from all coupled electrodes in parallel, rather than individually capturing the result signals at different time periods from the various electrodes in the panel 234 . Needs to be. By simultaneously capturing the resulting signals, panel 234 may be considered as a single large capacitive pixel or electrode. As the input object approaches any portion or location in the panel 234 , the display and sensor electrodes 240 , 242 at that portion increase in capacitance (eg, self-capacitance) caused by the proximity of the input object. Resulting signals are generated indicative of a change in . Thus, in one embodiment, by evaluating the resulting signals captured by the reference voltage modulator 226 , the input device 200 can determine whether the input object is closest to the panel 234 . However, because the panel is one capacitive electrode (instead of a plurality of separate capacitive electrodes or pixels), the device 200 identifies a particular portion or location in the panel 234 where the input object is located. You may not be able to

일 실시형태에서, 레퍼런스 전압 레일들 (211) 을 변조할 때 용량성 감지를 수행하는데 디스플레이 및 센서 전극들 (240, 242) 양쪽을 이용하는 대신, 레퍼런스 전압 변조기 (226) 는 단지 디스플레이 전극들 (240) 또는 단지 센서 전극들 (242) 로부터 결과 신호들을 포착할 수도 있다. 레퍼런스 전압 변조기에 커플링된 전극들이 실질적으로 패널 (234) 의 전체 영역을 커버하는 한, 입력 디바이스 (200) 는 패널 (234) 에서의 오브젝트의 특정의 로케이션에 관계없이 입력 오브젝트를 검출할 수 있다.In one embodiment, instead of using both the display and sensor electrodes 240 , 242 to perform capacitive sensing when modulating the reference voltage rails 211 , the reference voltage modulator 226 only uses the display electrodes 240 . ) or just the resulting signals from the sensor electrodes 242 . As long as the electrodes coupled to the reference voltage modulator cover substantially the entire area of the panel 234 , the input device 200 can detect the input object regardless of the particular location of the object in the panel 234 . .

일단 입력 오브젝트가 검출되면, 입력 디바이스 (200) 는 저 전력 상태로부터, 변조된 신호들이 디스플레이 업데이트 시간 동안 수신되는 활성 상태로 스위칭할 수도 있다. 예를 들어, 입력 디바이스 (200) 는 센서 모듈 (222) 을 활성화하여, 상이한 용량성 감지 기법을 수행할 수도 있다. 레퍼런스 전압 변조기 (226) 을 이용하여 수행되는 용량성 감지와는 달리, 이 용량성 감지 기법은 패널 (234) 의 감지 영역을 복수의 용량성 픽셀들로 논리적으로 분할할 수도 있다. 어느 용량성 픽셀 (또는, 픽셀들) 이 입력 오브젝트에 의해 변경되는 연관된 커패시턴스를 갖는지를 결정함으로써, 입력 디바이스는 입력 오브젝트가 접촉하고 있거나 또는 위에서 호버링하는 패널 (234) 의 특정의 로케이션 또는 영역을 결정할 수 있다. 위에서 언급한 바와 같이, 센서 모듈 (222) 은 자기-커패시턴스 감지, 상호 용량성 감지, 또는 이들의 어떤 조합을 이용하여, 감지 영역에서의 입력 오브젝트의 로케이션을 식별할 수도 있다.Once an input object is detected, the input device 200 may switch from a low power state to an active state in which modulated signals are received during a display update time. For example, the input device 200 may activate the sensor module 222 to perform a different capacitive sensing technique. Unlike capacitive sensing, which is performed using reference voltage modulator 226 , this capacitive sensing technique may logically partition the sensing area of panel 234 into a plurality of capacitive pixels. By determining which capacitive pixel (or pixels) has an associated capacitance that is changed by the input object, the input device can determine a particular location or area of the panel 234 that the input object is touching or hovering over. can As noted above, the sensor module 222 may use self-capacitance sensing, mutual capacitive sensing, or some combination thereof to identify the location of the input object in the sensing area.

일 실시형태에서, 레퍼런스 전압 레일들 (211) 은 전원 (202) 으로부터 항상 (예컨대, 유도성으로 또는 용량성으로) 분리되며, 따라서, 위에서 설명한 바와 같이 변조되기 전에 전원 (202) 으로부터 선택적으로 단락될 필요가 있다. 대신, 프로세싱 시스템 (110) 및 디스플레이/감지 패널 (234) 은 이들 구성요소들에 단지 급전하는 레퍼런스 전압 레일들 (211) 에 커플링된 별개의, 개개의 전원 (예컨대, 전력에 유도성 커플링된 별개의 배터리 또는 충전된 커패시터) 를 가질 수도 있다. 이와 같이, 레퍼런스 전압 변조기 (226) 는 전압 레일들 (211) 을 변조하는 것이 예컨대, 통신 인터페이스들에서의 레벨 변환 또는 분리가 중요한, 입력 디바이스 (200) 에서의 다른 구성요소들에 악영향을 미치지 않도록 보장할 필요 없이, 용량성 감지를 위해 이들 전압 레일들 (211) 을 변조할 수 있다.In one embodiment, the reference voltage rails 211 are always (eg, inductively or capacitively) isolated from the power supply 202 , thus selectively shorting the power supply 202 before being modulated as described above. need to be Instead, processing system 110 and display/sensing panel 234 are separate, separate power sources (eg, inductively coupled to power) coupled to reference voltage rails 211 that only feed these components. separate batteries or charged capacitors). As such, the reference voltage modulator 226 ensures that modulating the voltage rails 211 does not adversely affect other components in the input device 200 where level translation or isolation in communication interfaces is important, for example. Without the need to guarantee, these voltage rails 211 can be modulated for capacitive sensing.

프로세싱 시스템 (110) 에서의 구성요소들은 하나 이상의 집적회로들 (칩들) 상에서 많은 상이한 구성들로 배열될 수도 있다. 일 실시형태에서, 센서 모듈 (222), 디스플레이 모듈 (224), 및 레퍼런스 전압 변조기 (226) 는 동일한 집적회로 상에 배치될 수도 있다. 일 실시형태에서, 센서 모듈 (222) 은 레퍼런스 전압 변조기 (226) 와는 상이한 집적회로 상에 배치될 수도 있다. 다른 실시형태에서, 센서 모듈 (222), 디스플레이 모듈 (224), 및 레퍼런스 전압 변조기 (226) 는 3개의 별개의 집적회로들 상에 배치될 수도 있다. 다른 실시형태에서, 센서 모듈 (222) 및 레퍼런스 전압 변조기 (226) 는 동일한 집적회로 상에 배치되지만, 디스플레이 모듈 (224) 은 별개의 집적회로 상에 배치된다. 더욱이, 일 실시형태에서, 디스플레이 모듈은 하나의 집적회로 상에 배치되지만, 센서 모듈 (222) 및 디스플레이 회로 (236) 의 적어도 일부분 (예컨대, 소스 드라이버, mux, 또는 TFT 게이트 드라이버) 는 제 2 집적회로 상에 배치되며, 그리고 레퍼런스 전압 변조기 (226) 는 제 3 집적회로 상에 배치된다.Components in processing system 110 may be arranged in many different configurations on one or more integrated circuits (chips). In one embodiment, the sensor module 222 , the display module 224 , and the reference voltage modulator 226 may be disposed on the same integrated circuit. In one embodiment, the sensor module 222 may be disposed on a different integrated circuit than the reference voltage modulator 226 . In another embodiment, the sensor module 222 , the display module 224 , and the reference voltage modulator 226 may be disposed on three separate integrated circuits. In another embodiment, the sensor module 222 and the reference voltage modulator 226 are disposed on the same integrated circuit, but the display module 224 is disposed on a separate integrated circuit. Moreover, in one embodiment, the display module is disposed on one integrated circuit, but the sensor module 222 and at least a portion of the display circuit 236 (eg, source driver, mux, or TFT gate driver) are disposed on a second integrated circuit. disposed on the circuit, and the reference voltage modulator 226 is disposed on the third integrated circuit.

일 실시형태에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 전력 관리 제어기 (230), 타이밍 제어기 (220), 및 호스트 (204) 에의 커플링을 위한 고속 링크 (244) 를 포함하는 집적회로를 포함한다. 집적회로는 또한 디스플레이 업데이팅 및 용량성 감지를 수행하기 위한 수신기들 및 소스들 드라이버들을 포함할 수도 있다. 더욱이, 이 집적회로는 상이한 기판들 상에 로케이트되는 대신, 디스플레이/감지 패널 (234) 을 지지하는 동일한 기판 상에 배치될 수도 있다. 공통 기판은 집적회로를 디스플레이 및 센서 전극들 (240, 242) 에 커플링하는 트레이스들을 포함할 수도 있다.In one embodiment, the processing system 110 includes an integrated circuit including a power management controller 230 , a timing controller 220 , and a high-speed link 244 for coupling to a host 204 . The integrated circuit may also include receivers and sources drivers for performing display updating and capacitive sensing. Moreover, instead of being located on different substrates, the integrated circuit may be disposed on the same substrate supporting the display/sensing panel 234 . The common substrate may include traces that couple the integrated circuit to the display and sensor electrodes 240 , 242 .

더욱이, 일부 디스플레이들 (예컨대, LED 또는 OLED) 에서, 백라이트는 요구되지 않을 수도 있다. 그럼에도 불구하고, 위에서 설명된 레퍼런스 전압 레일 변조 기법들이 용량성 감지를 수행하는데 사용될 수도 있다.Moreover, in some displays (eg, LED or OLED), a backlight may not be required. Nevertheless, the reference voltage rail modulation techniques described above may be used to perform capacitive sensing.

도 3 은 본원에서 설명되는 일 실시형태에 따른, 용량성 감지를 수행하기 위한 레퍼런스 전압 레일들을 변조하는 입력 디바이스 (300) 이다. 입력 디바이스 (300) 는 전원 (미도시) 에 의해 제공되는 레일 전압들 VDD 및 VGND 을 제어하고 유지하기 위한 전압 조정기 (315) 를 포함한다. 일 실시형태에서, 전압 조정기 (315) 는 배터리로 대체될 수도 있으며 및/또는 전력 제어기 (230) 는 변조된 전력 도메인 (310) 을 변조되지 않은 전력 도메인 (305) 으로부터 분리할 수도 있다. 입력 디바이스 (200) 에서와 유사하게, 디바이스 (300) 는 스위치들 (210, 212) (즉, 트랜지스터들) 을 제어하는 제어 신호들 (330A, 330B) 을 출력하는 타이밍 제어기 (220) 를 포함한다. 위와 같이, 레퍼런스 전압 레일들 (211) (VDD _MOD 및 VGND_MOD) 을 변조하기 전에, 타이밍 제어기 (220) 는 스위치들 (210, 212) 을 개방하여, 레퍼런스 전압 레일들 (211) 을 레퍼런스 전압들 VDD 및 VGND 로부터 전기적으로 단락시킨다.3 is an input device 300 modulating reference voltage rails for performing capacitive sensing, in accordance with one embodiment described herein. The input device 300 includes a voltage regulator 315 for controlling and maintaining rail voltages V DD and V GND provided by a power source (not shown). In an embodiment, the voltage regulator 315 may be replaced with a battery and/or the power controller 230 may separate the modulated power domain 310 from the unmodulated power domain 305 . Similar to input device 200 , device 300 includes a timing controller 220 that outputs control signals 330A, 330B that control switches 210 , 212 (ie, transistors). . As above, before modulating the reference voltage rails 211 (V DD _MOD and V GND_MOD ), the timing controller 220 opens the switches 210 , 212 to connect the reference voltage rails 211 to the reference voltage. Electrically short from V DD and V GND .

레퍼런스 전압 레일들 (211) 이 레퍼런스 전압들 VDD 및 VGND 로부터 전기적으로 분리될 때, 입력 디바이스 (300) 는 2개의 별개의 전력 도메인들 - 즉, 변조되지 않은 전력 도메인 (305) 및 변조된 전력 도메인 (310) 을 갖는다. 변조되지 않은 전력 도메인 (305) 은 점선 (301) 의 좌측에 있는 구성요소들을 포함하는 한편, 변조된 전력 도메인 (310) 은 점선 (301) 의 우측에 있는 구성요소들을 포함한다. 변조되지 않은 전력 도메인 (305) 에서의 구성요소들은 변조되지 않은, DC 레퍼런스 전압들 VDD 및 VGND 를 이용하여 동작하며, 한편 변조된 전력 도메인 (310) 에서의 구성요소들은 레퍼런스 전압 레일들 (211) 상에서의 변조된 레퍼런스 전압들 VDD _MOD 및 VGND _ MOD 를 이용하여 동작한다. 위와 같이, 레퍼런스 전압 레일들 (211) 은 레퍼런스 전압 변조기 (226) 에 의해 발생된 변조 신호 (228) 에 의해 변조된다. 예를 들어, 변조 신호 (228) 는 수신기 (325) 에 대한 입력 전압일 수도 있는 VDD/2 보다 작은 전압으로 구동될 수도 있다. 일 실시형태에서, 레퍼런스 전압 변조기는 나타낸 바와 같이 타이밍 제어기 (220) 상 대신, 전력 관리 제어기 (230) 또는 소스 드라이버에 로케이트될 수도 있다.When the reference voltage rails 211 are electrically isolated from the reference voltages V DD and V GND , the input device 300 operates in two separate power domains - an unmodulated power domain 305 and a modulated power domain. It has a power domain 310 . The unmodulated power domain 305 includes components to the left of the dashed line 301 , while the modulated power domain 310 includes components to the right of the dashed line 301 . Components in unmodulated power domain 305 operate using unmodulated, DC reference voltages V DD and V GND , while components in modulated power domain 310 operate on reference voltage rails ( 211) and operates using the modulated reference voltages V DD _MOD and V GND _ MOD. As above, the reference voltage rails 211 are modulated by a modulating signal 228 generated by a reference voltage modulator 226 . For example, the modulated signal 228 may be driven to a voltage less than V DD /2, which may be the input voltage to the receiver 325 . In one embodiment, the reference voltage modulator may be located in the power management controller 230 or the source driver instead of on the timing controller 220 as shown.

나타낸 바와 같이, 타이밍 제어기 (220) 는 변조되지 않은 전력 도메인 (305) 에 있는 고속 데이터 인터페이스 (320) (예컨대, eDP 또는 MIPI 표준 인터페이스) 를 포함한다. 이와 같이, 타이밍 제어기 (220) 에서의 모듈들 중 적어도 하나는 변조되지 않은 전력 도메인 (305) 에 있으며, 한편 모듈들 중 적어도 하나는 변조된 전력 도메인 (310) 에 있다. 도시되지는 않았지만, 센서 모듈 및 디스플레이 모듈은 또한 변조된 전력 도메인 (310) 에 있을 수도 있다. 더욱이, 레퍼런스 전압 변조기 (226) 가 변조된 전력 도메인 (310) 에 있는 것으로 도시되지만, 또한 변조기 (226) 가 변조되지 않은 전력 도메인 (305) 에 있는 섀시 그라운드에 대한 변조 신호 (228) 를 발생시킬 수도 있기 때문에, 변조되지 않은 전력 도메인 (305) 에 있는 것으로 간주될 수도 있다. 통신 모듈은 변조 신호들 (228) 및 전력 도메인 분리 제어들 (330) 을 더 제공할 수도 있다.As shown, the timing controller 220 includes a high-speed data interface 320 (eg, an eDP or MIPI standard interface) in the unmodulated power domain 305 . As such, at least one of the modules in the timing controller 220 is in the unmodulated power domain 305 , while at least one of the modules is in the modulated power domain 310 . Although not shown, the sensor module and display module may also be in the modulated power domain 310 . Moreover, although the reference voltage modulator 226 is shown in the modulated power domain 310 , the modulator 226 will also generate a modulating signal 228 to chassis ground in the unmodulated power domain 305 . may be considered to be in the unmodulated power domain 305 . The communication module may further provide modulation signals 228 and power domain separation controls 330 .

고속 데이터 인터페이스 (320) 를 변조되지 않은 전력 도메인 (305) 에 둠으로써, 타이밍 제어기 (220) 는 호스트 (204) 에 직접 통신할 수 있다. 즉, 데이터 인터페이스 (320) 및 호스트 (204) 가 양쪽다 변조되지 않은 전력 도메인 (305) 에 있기 때문에, 그들은 데이터 신호들을 직접 송신할 수도 있다. 이에 반해, 인터페이스 (320) 가 변조된 전력 도메인 (310) 에 있었고 동작하는데 그 변조된 레퍼런스 전압들을 이용하였으면, 인터페이스 (320) 는 비용, 전력, 및 설계 시간에서의 실질적인 증가 없이 호스트 (204) 로부터 수신된 데이터 신호들을 검출하여 식별할 수 없을 수도 있다. 도시되지는 않았지만, 타이밍 제어기 (220) 는 고속 데이터 인터페이스 (320) 에게 타이밍 제어기 (220) 내의 다른 모듈들과 통신하도록 허용하는 레벨 시프터들을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 호스트 (204) 로부터 업데이트 디스플레이 데이터를 수신할 때, 고속 데이터 인터페이스 (320) 는 디스플레이 데이터를 변조된 전력 도메인 (310) 내 디스플레이 모듈로 송신할 때 레벨 시프터들을 이용할 수도 있다.By placing the high-speed data interface 320 in the unmodulated power domain 305 , the timing controller 220 can communicate directly to the host 204 . That is, since the data interface 320 and the host 204 are both in the unmodulated power domain 305 , they may transmit data signals directly. In contrast, if the interface 320 was in the modulated power domain 310 and used its modulated reference voltages to operate, the interface 320 could be removed from the host 204 without substantial increase in cost, power, and design time. It may not be possible to detect and identify the received data signals. Although not shown, the timing controller 220 may include level shifters that allow the high-speed data interface 320 to communicate with other modules within the timing controller 220 . For example, when receiving update display data from the host 204 , the high-speed data interface 320 may use level shifters when transmitting the display data to a display module in the modulated power domain 310 .

다른 실시형태에서, 전체 타이밍 제어기 (220) 는 변조된 전력 도메인 (310) 에 있을 수도 있다. 호스트 (204) 와 통신하기 위해, 별개의 통신 모듈은 호스트 (204) 와 제어기 (220) 사이에 통신가능하게 커플링될 수도 있다. 예를 들어, 통신 모듈은 타이밍 제어기 (220) 와는 별개인 집적회로 상에 로케이트될 수도 있다. 통신 모듈은 데이터 신호들을 변조된 전력 도메인 (310) 내 타이밍 제어기 (220) 로 송신하고 타이밍 제어기 (220) 로부터 수신된 데이터 신호들이 변조되지 않은 전력 도메인 (305) 내 호스트 (204) 로 송신될 수 있도록 허용하는 하나 이상의 레벨 시프터들을 포함할 수도 있다.In another embodiment, the entire timing controller 220 may be in the modulated power domain 310 . To communicate with the host 204 , a separate communication module may be communicatively coupled between the host 204 and the controller 220 . For example, the communication module may be located on an integrated circuit separate from the timing controller 220 . The communication module may transmit data signals to the timing controller 220 in the modulated power domain 310 and data signals received from the timing controller 220 may be transmitted to the host 204 in the unmodulated power domain 305 . It may include one or more level shifters that allow it to be.

레퍼런스 전압 변조기 (226) 는 레퍼런스 전압 레일들 (211) 을 변조할 때 패널 (234) 에서의 디스플레이 및 센서 전극들로부터 결과 신호들을 포착하는 수신기 (325) 를 포함한다. 수신기 (325) 는 변조 신호 (228) 에 의해 사용되는 동일한 전기 접속을 이용하여, 레일들 (211) 을 변조하여 또한 결과 신호들을 포착할 수도 있다. 즉, 레퍼런스 전압 변조기 (226) 는 동일한 포트를 이용하여, 변조 신호 (228) 를 송신하고 그리고 디스플레이/감지 패널 (234) 에서의 디스플레이 및 센서 전극들로부터 결과 신호들을 포착할 수도 있다. 대안적으로, 레퍼런스 전압 변조기 (226) 는 단지 신호들을 수신하는 데만 디스플레이/감지 패널 (234) 을 이용할 수도 있으며, 한편 변조 신호 (228) 는 다른 구성요소 (예컨대, 소스 드라이버 또는 전력 관리 제어기 (230)) 에 의해 기준 전극에 공급된다.The reference voltage modulator 226 includes a receiver 325 that captures the resulting signals from the display and sensor electrodes at the panel 234 when modulating the reference voltage rails 211 . The receiver 325 may modulate the rails 211 using the same electrical connection used by the modulating signal 228 to also capture the resulting signals. That is, the reference voltage modulator 226 may use the same port to transmit the modulation signal 228 and acquire the resulting signals from the display and sensor electrodes at the display/sense panel 234 . Alternatively, the reference voltage modulator 226 may use the display/sense panel 234 only to receive signals, while the modulated signal 228 may be used by another component (eg, a source driver or power management controller 230 ). )) is supplied to the reference electrode.

입력 디바이스 (300) 에서, 전력 관리 제어기 (230) 는 다수의 상이한 DC 전압들을 링크들 (340) 을 경유하여 패널 (234) 로 출력하는 다수의 전원들 (335) 을 포함한다. 여러 전압들을 발생시키기 위해, 전원들 (335) 은 유도성 부스트 회로들 또는 용량성 전하 펌프들을 이용하여, 레퍼런스 전압 레일들 (211) 에 의해 제공되는 전압들 (즉, VDD _MOD 및 VGND _MOD) 을 패널 (234) 에서의 구성요소들에 의해 요구되는 전압들 - 예컨대, VGH, VGL, VCOM, 등으로 변경하는, 스위칭된 전원들일 수도 있다. 일 실시형태에서, 레퍼런스 전압 변조기 (226) 가 레퍼런스 전압 레일들 (211) 을 변조할 때, 전력 관리 제어기 (230) 는 전원들 (335) 을 비활성화할 수도 있다 (예컨대, 입력 디바이스는 저-전력 상태에 있다). 그러나, 전압 레일들 (211) 이 변조되고 있지 않을 때 입력 디바이스 (300) 가 디스플레이 업데이팅 또는 용량성 감지를 수행할 때, 전원들 (335) 은 DC 전력을 패널 (234) 에 제공하기 위해 활성일 수도 있다.At the input device 300 , the power management controller 230 includes a number of power sources 335 that output a number of different DC voltages to the panel 234 via links 340 . To generate the various voltages, the power supplies 335 use inductive boost circuits or capacitive charge pumps to apply the voltages provided by the reference voltage rails 211 (ie, V DD _MOD and V GND _MOD ). ) to the voltages required by the components in panel 234 - eg, V GH , V GL , VCOM, etc. In one embodiment, when the reference voltage modulator 226 modulates the reference voltage rails 211 , the power management controller 230 may deactivate the power supplies 335 (eg, the input device is low-power state). However, when the input device 300 performs display updating or capacitive sensing when the voltage rails 211 are not being modulated, the power supplies 335 are active to provide DC power to the panel 234 . may be

도 4 은 본원에서 설명되는 일 실시형태에 따른, 용량성 감지를 수행하기 위한 레퍼런스 전압 레일들을 변조하는 입력 디바이스 (400) 이다. 도 3 에서의 입력 디바이스 (300) 와는 대조적으로, 입력 디바이스 (400) 는 전압 레일들 (211) 중 적어도 하나를 변조할 때 결과 신호들을 포착하지 않는 레퍼런스 전압 변조기 (410) 를 포함한다. 나타낸 바와 같이, 레퍼런스 전압 변조기 (410) 는 변조 신호 (228) 를 발생시키기 위한 송신기 (415) 를 포함하며 전력 관리 제어기 (230) 에 배치된다. 그러나, 수신기 (325) 는 변조기 (410) 에 로케이트되지 않는다. 대신, 수신기 (325) 가 타이밍 제어기 (220) 에서의 변조기 (410) 외부에 로케이트된다 (그러나, 또한 프로세싱 시스템 (110) 에서의 다른 어딘가에, 예컨대, 별개의 집적회로 상에 로케이트될 수 있다). 따라서, 이 실시형태에서, 결과 신호들을 포착하는데 사용되는 전기 경로는 변조 신호 (228) 를 구동하는데 사용되는 전기 경로와 상이하다. 또, 본원에서 나타낸 바와 같이, 용량성 신호들이 예컨대, 커패시터 (405) 에 의해 제공되는 경우, 수신기 (325) 와 변조된 레일 (211) 사이의 직접 저항 접속이 요구되지 않는다. 따라서, 도 3 및 도 4 는 결과 신호들이 전압 레일들 (211) 중 하나를 통해서 포착될 수 있다는 것을 예시한다. 일 실시형태에서, 수신기 (325) 는 디스플레이/감지 패널 (234) 에서의 전극들에 커플링하기 위해 변조 신호 (228) 에 대한 최저 임피던스 경로에 있다. 일 실시형태에서, 송신기 (415) 는 또한 레퍼런스 전압 레일들 (211) 에의 전력 관리 제어기의 접속을 이용하여 레퍼런스 전압 레일들 (211) 상에서 변조 신호 (228) 를 구동한다.4 is an input device 400 modulating reference voltage rails for performing capacitive sensing, in accordance with one embodiment described herein. In contrast to the input device 300 in FIG. 3 , the input device 400 includes a reference voltage modulator 410 that does not capture the resulting signals when modulating at least one of the voltage rails 211 . As shown, the reference voltage modulator 410 includes a transmitter 415 for generating a modulated signal 228 and is disposed in the power management controller 230 . However, the receiver 325 is not located in the modulator 410 . Instead, the receiver 325 is located external to the modulator 410 in the timing controller 220 (but may also be located elsewhere in the processing system 110 , such as on a separate integrated circuit). ). Thus, in this embodiment, the electrical path used to acquire the resulting signals is different from the electrical path used to drive the modulated signal 228 . Also, as shown herein, when capacitive signals are provided, for example, by capacitor 405 , a direct resistive connection between receiver 325 and modulated rail 211 is not required. Accordingly, FIGS. 3 and 4 illustrate that the resulting signals may be captured via one of the voltage rails 211 . In one embodiment, the receiver 325 is in the lowest impedance path for the modulating signal 228 to couple to electrodes in the display/sense panel 234 . In one embodiment, the transmitter 415 also drives the modulated signal 228 on the reference voltage rails 211 using a connection of the power management controller to the reference voltage rails 211 .

나타낸 바와 같이, 커패시터 (405) 는 수신기 (325) 를 전압 레일 (211A) 에 커플링하는 전기 경로에 로케이트되지만, 커패시터 (405) 는 옵션적이다. 수신기 (325) 는 입력 오브젝트가 디스플레이/감지 패널 (234) 에 가장 가까운 때를 결정하기 위해, 송신기 (415) 가 레퍼런스 전압 레일들 (211) 을 변조할 때 커패시터 (405) 상에 축적된 전하 (또는, 전압) 을 측정할 수도 있다.As shown, capacitor 405 is located in the electrical path coupling receiver 325 to voltage rail 211A, although capacitor 405 is optional. The receiver 325 determines when the input object is closest to the display/sensing panel 234 , the charge ( Alternatively, voltage) may be measured.

도 5 는 본원에서 설명되는 일 실시형태에 따른, 도 3 에 도시된 레퍼런스 전압 변조기 (226) 의 회로도이다. 변조기 (226) 는 변조 신호 (228) 를 출력하는 적분기 (500) 를 포함한다. 더욱이, 적분기 (500) 가 수신기로서 기능하기 때문에, 변조기는 또한 적분기 (500) 의 출력에서 디스플레이 및 센서 전극들로부터 결과 신호들을 포착한다. 적분기 (500) 에서의 증폭기의 하나의 입력은 적분기 (500) 가 변조 신호 (228) 를 센서 출력으로부터의 피드백을 통해서 구동하는데 이후 이용할 변조된 신호를 출력하는 신호 발생기 (515) 에 커플링된다. 예를 들어, 적분 기능 (integration function) 은 오프셋 드리프트가 예컨대, 리셋 스위치 또는 옵션적인 저항기 (520) 에 의해 보상되도록, 커패시터 (525) 에 의해, 예를 들어, 저역 통과 필터에서 수행될 수도 있다.5 is a circuit diagram of the reference voltage modulator 226 shown in FIG. 3 , in accordance with one embodiment described herein. Modulator 226 includes an integrator 500 that outputs a modulated signal 228 . Moreover, since integrator 500 functions as a receiver, the modulator also captures the resulting signals from the display and sensor electrodes at the output of integrator 500 . One input of the amplifier in integrator 500 is coupled to a signal generator 515 that outputs a modulated signal that integrator 500 then uses to drive modulated signal 228 via feedback from the sensor output. For example, an integration function may be performed by capacitor 525 , eg, in a low pass filter, such that offset drift is compensated for, eg, by a reset switch or optional resistor 520 .

레퍼런스 전압 변조기 (226) 의 기능을 일반적으로 설명하면, 적분기 (500) 는 레퍼런스 전압 레일들을 변조함으로써 디스플레이 패널에서의 디스플레이 및 센서 전극들을 변조하기 위해, 증폭기가 커패시터 (525) 를 통해서 제공해야 하는 전하의 양을 (결과 신호들을 이용하여) 측정한다. 도시되지는 않았지만, 수신기 (325) 는 결과 신호들을 프로세싱하기 위해 필터 및 샘플링 회로 - 예컨대, ADC - 에 커플링될 수도 있다. 더욱이, 도 5 는 단지 레퍼런스 전압 변조기 (226) 및 수신기에 대한 적합한 구조의 일 예를 예시한다. 일반적으로 말하면, 변조기 (226) 는 변조 신호 (228) 를 구동하는 임의 종류의 송신기 회로 및 커패시턴스의 측정치 또는 회로 내 커패시턴스에서의 변화를 수신하는 임의 종류의 아날로그 회로일 수도 있다. 대안적으로, 도 4 에 나타낸 바와 같이, 수신기 (325) 는 레퍼런스 전압 변조기로부터 분리될 수도 있다. 예를 들어, 레퍼런스 전압 변조기는 변조 신호 (228) 를 구동하는 단지 변조기를 포함할 수도 있으며, 한편 수신기는 프로세싱 시스템에서 다른 어딘가에 (예컨대, 별개의 집적회로, 전력 관리 제어기 등에) 로케이트될 수도 있다.Having generally described the function of reference voltage modulator 226 , integrator 500 is the charge that the amplifier must provide through capacitor 525 in order to modulate display and sensor electrodes in the display panel by modulating the reference voltage rails. Measure the amount of (using the resulting signals). Although not shown, the receiver 325 may be coupled to a filter and sampling circuit - eg, an ADC - to process the resulting signals. Moreover, FIG. 5 only illustrates one example of a suitable structure for a reference voltage modulator 226 and a receiver. Generally speaking, modulator 226 may be any kind of transmitter circuit that drives modulated signal 228 and any kind of analog circuit that receives a measurement of capacitance or a change in capacitance within a circuit. Alternatively, as shown in FIG. 4 , the receiver 325 may be separated from the reference voltage modulator. For example, the reference voltage modulator may include only a modulator that drives the modulated signal 228 , while the receiver may be located elsewhere in the processing system (eg, on a separate integrated circuit, power management controller, etc.). .

도 6 은 본원에서 설명되는 일 실시형태에 따른, 변조된 레퍼런스 전압 레일들을 이용하여 저 전력 상태로부터 입력 디바이스를 웨이크업하는 방법 (600) 을 예시하는 흐름도이다. 블록 (605) 에서, 타이밍 제어기는 레일들을 선택적으로 단락시킴으로써 또는 유도성 커플링과 같은 간접 커플링 방법을 이용함으로써 전력 소스로부터 레퍼런스 전압 레일들을 전기적으로 분리한다. 예를 들어, 전력 소스는 입력 디바이스에서의 여러 구성요소들에 급전하기 위해 DC 전압 출력들 (예컨대, VDD 및 VGND) 을 제공하는 배터리일 수도 있다. 일부 구성요소들의 기능이 전력 소스의 출력들을 변조함으로써 부정적으로 영향을 받을 수도 있기 때문에, 타이밍 제어기는 배터리로부터 레퍼런스 전압 레일들을 전기적으로 분리한다. 대안적으로, 입력 디바이스의 디스플레이를 업데이트하거나 또는 레퍼런스 전압 레일들을 변조하지 않는 용량성 감지를 수행할 때, 타이밍 제어기는 레퍼런스 전압 레일들이 전력 소스에 전기적으로 접속되도록 허용할 수도 있다. 이들 시간 기간들 동안, 전력 소스는 변조되지 않은, DC 전압들을 전압 레일들 상에서 직접 구동할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 심지어 전압 레일들이 섀시 그라운드에 대해 상대적으로 일정한 전압에서 변조되거나, 플로팅 (float) 되거나, 또는 유지되는 동안에도, 전력은 일관하여 제공될 수도 있다 (예컨대, 전압 레일들이 전원들에 유도성 커플링된다).6 is a flow diagram illustrating a method 600 of waking up an input device from a low power state using modulated reference voltage rails, in accordance with one embodiment described herein. At block 605 , the timing controller electrically isolates the reference voltage rails from the power source by selectively shorting the rails or by using an indirect coupling method such as inductive coupling. For example, the power source may be a battery that provides DC voltage outputs (eg, V DD and V GND ) to power various components in the input device. Since the function of some components may be negatively affected by modulating the outputs of the power source, the timing controller electrically isolates the reference voltage rails from the battery. Alternatively, when performing capacitive sensing that does not modulate the reference voltage rails or update the display of the input device, the timing controller may allow the reference voltage rails to be electrically connected to a power source. During these time periods, the power source may drive unmodulated, DC voltages directly on the voltage rails. In some embodiments, power may be provided consistently even while the voltage rails are modulated, floated, or held at a constant voltage relative to chassis ground (eg, voltage rails are is inductively coupled to).

블록 (610) 에서, 입력 디바이스는 저-전력 상태에서 입력 디바이스를 구성한다. 일 실시형태에서, 입력 디바이스는 사용자가 입력 디바이스와 상호작용하는데 실패하였으면, 비활동의 기간을 식별한 후 저-전력 상태에 진입하기로 결정할 수도 있다. 예를 들어, 사용자가 미리 정의된 시간 기간 내에 입력 디바이스의 기능을 사용하지 않으면 (예컨대, 감지 영역을 터치하거나, 통화를 행하거나, 버튼을 두드리거나, 등을 행하지 않으면), 입력 디바이스는 저-전력 상태로 스위칭할 수도 있다. 다른 예에서, 사용자는 감지 영역에서 미리 정의된 제스처를 행하거나 또는 특정의 버튼을 활성화함으로써 입력 디바이스에게 저-전력 상태에 진입하도록 명령할 수도 있다.At block 610 , the input device configures the input device in a low-power state. In one embodiment, the input device may determine to enter a low-power state after identifying a period of inactivity if the user has failed to interact with the input device. For example, if the user does not use a function of the input device within a predefined period of time (eg, does not touch the sensing area, make a call, tap a button, etc.), the input device It can also switch to a power state. In another example, the user may instruct the input device to enter a low-power state by making a predefined gesture in the sensing area or activating a particular button.

저-전력 상태에서, 입력 디바이스는 입력 디바이스의 하나 이상의 구성요소들을 비활성화하여 전력을 절감한다 (예컨대, 전원들, PMIC들, 백라이트, 등). 도 2 에 나타낸 바와 같이, 레퍼런스 전압 변조기 (226) 가 용량성 감지를 수행하기 위한 결과 신호들을 포착하기 때문에, 센서 모듈 (222) 및 디스플레이/감지 패널 (234) 에서의 대응하는 용량성 감지 회로 (있다면) 가 비활성화될 수도 있다. 이와 유사하게, 저-전력 상태가 이미지를 디스플레이할 필요가 없으면, 디스플레이 모듈 (224) 및 디스플레이 회로 (236) 는 비활성화될 수 있다. 더욱이, 입력 디바이스는 패널 (234) 에 전력을 공급하는 것을 중지하는 전력 관리 제어기 (230) 를 비활성화함으로써 디스플레이/감지 패널 (234) 에서의 구성요소들을 효과적으로 비활성화할 수 있다. 또, 전력 관리 제어기 (230) 를 비활성화하는 것은 백라이트 (232) 를 턴오프시킬 수도 있다. 일 실시형태에서, 저-전력 상태는, 적어도 센서 모듈 (222), 디스플레이 모듈 (224), 전력 관리 제어기 (230), 및 디스플레이/감지 패널 (234) 에서의 모든 급전되는 구성요소들이 비활성화된다는 것을 의미한다. 그러나, 다른 실시형태들에서, 이들 구성요소들의 일부는 저-전력 상태에서 급전되는 상태로 유지할 수도 있다.In the low-power state, the input device saves power by disabling one or more components of the input device (eg, power supplies, PMICs, backlight, etc.). As shown in FIG. 2 , since the reference voltage modulator 226 captures the resulting signals for performing capacitive sensing, the sensor module 222 and the corresponding capacitive sensing circuit in the display/sensing panel 234 ( ) may be disabled. Similarly, if the low-power state does not require displaying an image, the display module 224 and the display circuitry 236 can be deactivated. Moreover, the input device can effectively deactivate components in the display/sensing panel 234 by deactivating the power management controller 230 that stops supplying power to the panel 234 . Also, deactivating the power management controller 230 may turn off the backlight 232 . In one embodiment, the low-power state indicates that at least all powered components in the sensor module 222 , the display module 224 , the power management controller 230 , and the display/sensing panel 234 are inactive. it means. However, in other embodiments, some of these components may remain powered in a low-power state.

블록 (615) 에서, 레퍼런스 전압 변조기는 입력 디바이스의 섀시 그라운드에 대해 레퍼런스 전압 레일들을 변조한다. 블록 (620) 에서, 전압 레일들을 변조하는 동안, 수신기는 패널에서의 디스플레이 및 센서 전극들로부터 결과 신호들을 동시에 포착한다. 이를 행하기 위해, 수신기는 패널에서의 디스플레이 및 센서 전극들에 공통 전기 노드 - 예컨대, 공급 전압에 커플링될 수도 있다. 결과 신호들을 이용하여, 수신기 (또는, 입력 디바이스에서의 다른 구성요소) 는 디스플레이 및 센서 전극들에 대응하는 커패시턴스 또는 커패시턴스에서의 변화를 결정한다. 이 커패시턴스 측정치를 하나 이상의 임계치들과 비교함으로써, 입력 디바이스는 입력 오브젝트가 패널에 근접한 때를 검출할 수 있다.At block 615 , the reference voltage modulator modulates the reference voltage rails with respect to the chassis ground of the input device. At block 620 , while modulating the voltage rails, the receiver simultaneously acquires the resulting signals from the display and sensor electrodes at the panel. To do this, the receiver may be coupled to a common electrical node - eg a supply voltage - to the display and sensor electrodes in the panel. Using the resulting signals, the receiver (or other component in the input device) determines a capacitance or change in capacitance corresponding to the display and sensor electrodes. By comparing this capacitance measurement to one or more thresholds, the input device can detect when the input object is proximate to the panel.

수신기가 레퍼런스 전압 레일들을 변조하기 위한 신호를 발생시키는 레퍼런스 전압 변조기에 통합될 수도 있지만, 수신기는 패널에서의 디스플레이 전극 및/또는 센서 전극에 커플링되도록 허용하는 프로세싱 시스템 상의 어딘가에 로케이트될 수도 있다. 예를 들어, 수신기는 레퍼런스 전압 변조기와는 상이한 타이밍 제어기에서의 로케이션에 또는 별개의 집적회로 상에 함께 로케이트될 수도 있다. 더욱이, 수신기는 전력 관리 제어기 상에 로케이트될 수도 있다. 일 실시형태에서, 그의 로케이션에 관계 없이, 수신기는 변조중인 레퍼런스 전압 레일들 중 하나 (또는, 양쪽) 에 커플링된다.Although the receiver may be integrated into a reference voltage modulator that generates a signal for modulating the reference voltage rails, the receiver may be located somewhere on the processing system that allows it to be coupled to a display electrode and/or a sensor electrode in the panel. For example, the receiver may be located together on a separate integrated circuit or at a different location in the timing controller than the reference voltage modulator. Moreover, the receiver may be located on the power management controller. In one embodiment, regardless of its location, the receiver is coupled to one (or both) of the reference voltage rails being modulated.

블록 (625) 에서, 입력 디바이스는 블록 (620) 에서 포착된 결과 신호들을 평가함으로써 입력 오브젝트가 디스플레이/감지 패널에 근접한지를 결정한다. 입력 오브젝트가 입력 디바이스에 근접하지 않으면 (예컨대, 패널에 접촉하지 않거나 또는 패널 위에서 호버링하지 않으면), 방법 (600) 은 전압 레일들이 변조되는 동안 수신기가 결과 신호들을 다시 포착하는 620 으로 진행한다. 예를 들어, 저-전력 상태에 있을 때, 입력 디바이스는 간격을 두고 레퍼런스 전압 레일들을 변조하여, 입력 오브젝트가 검출될 때까지 결과 신호를 포착할 수도 있다. 이들 저 전력 사이클의 듀티 사이클은 낮지만 - 예컨대, 10 ms 보다 크지만 - 환경의 변화들을 추적하기에 충분히 빠를 - 예컨대, 100 초보다 빠를 수도 있다.At block 625 , the input device determines whether the input object is proximate to the display/sensing panel by evaluating the resulting signals captured at block 620 . If the input object is not proximate to the input device (eg, not touching the panel or hovering over the panel), the method 600 proceeds to 620 where the receiver again acquires the resulting signals while the voltage rails are modulated. For example, when in a low-power state, the input device may modulate the reference voltage rails at intervals to capture the resulting signal until an input object is detected. The duty cycle of these low power cycles is low - eg greater than 10 ms - but fast enough to track changes in the environment - eg faster than 100 seconds.

입력 오브젝트가 블록 (625) 에서 검출되면, 방법 (600) 은 블록 (630) 으로 진행하여, 여기서 입력 디바이스가 활성 상태로 스위칭한다. 일 실시형태에서, 저-전력 상태로부터 활성 상태로 스위칭할 때, 비활성화되었거나 또는 저-전력 상태로 전력 강하되었던 적어도 하나의 구성요소가 활성화된다. 예를 들어, 입력 디바이스는 패널 상의 센서 모듈 및 용량성 감지 회로를 활성화하여, 용량성 감지를 수행함으로써, 패널에서의 입력 오브젝트의 특정의 로케이션을 결정할 수도 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 입력 디바이스는 이미지가 디스플레이되도록 디스플레이 모듈 및 디스플레이 회로 (및 백라이트) 를 활성화할 수도 있다. 일부 저 전력 모드들에서, 간섭이 검출되고 있거나 또는 활성 펜의 존재를 검출하는 경우 레퍼런스 전압의 변조가 요구되지 않는다. 예를 들어, 간섭 또는 활성 펜 검출을 수행할 때, 듀티 사이클들은 느릴 (예컨대, 100 ms 미만일) 수도 있다.If an input object is detected at block 625 , the method 600 proceeds to block 630 , where the input device switches to an active state. In one embodiment, upon switching from the low-power state to the active state, at least one component that has been deactivated or powered down to the low-power state is activated. For example, the input device may activate a sensor module and capacitive sensing circuitry on the panel to perform capacitive sensing, thereby determining a particular location of the input object on the panel. Alternatively or additionally, the input device may activate the display module and display circuitry (and backlight) such that an image is displayed. In some low power modes, modulation of the reference voltage is not required when interference is being detected or when detecting the presence of an active pen. For example, when performing interference or active pen detection, duty cycles may be slow (eg, less than 100 ms).

일 실시형태에서, 활성 상태에 있을 때, 입력 디바이스에서의 구성요소들 중 일부는 여전히 비활성화될 수도 있다. 예를 들어, 블록 (630) 에서, 입력 디바이스는 단지 용량성 감지를 수행하는데 필요한 구성요소들만을 활성화하여 패널에서의 입력 오브젝트의 로케이션을 결정할 수도 있다. 디스플레이 구성요소들 (예컨대, 백라이트 또는 디스플레이 모듈) 은 여전히 비활성화될 수도 있다. 예를 들어, 활성 상태에 있을 때, 입력 디바이스는 블록 (625) 에서 검출된 입력 오브젝트가 디스플레이 구성요소들을 활성화하기 전에 거짓 양성이 아니었다는 것을 보장하기 위해 센서 모듈을 이용할 수도 있다. 다른 예에서, 레퍼런스 전압 변조기는 이후에 블록 (630) 에서 입력 디바이스에게 활성 상태로 스위칭하도록 하는, 디스플레이에 입력 오브젝트가 접근할 (예컨대, 위에서 호버링할) 때를 검출할 수 있다. 그러나, 디스플레이 구성요소들을 활성화하기 전에, 입력 디바이스는 센서 모듈을 이용하여, 사용자가 미리 정의된 웨이크업 제스처를 입력 오브젝트를 이용하여 행하였는지를 결정할 수도 있다. 따라서, 방법 (600) 에서 도시되지 않지만, 활성 상태는 저-전력 상태보다 더 많은 전력을 뽑아내지만 예를 들어, 디스플레이 업데이팅 및 용량성 감지 양쪽이 수행되는 완전 활성 상태보다 더 적은 전력을 뽑아내는 중간 전력 상태일 수도 있다.In one embodiment, when in the active state, some of the components in the input device may still be inactive. For example, at block 630 , the input device may determine the location of the input object in the panel by activating only the components necessary to perform capacitive sensing. Display components (eg, backlight or display module) may still be deactivated. For example, when in the active state, the input device may use the sensor module to ensure that the input object detected at block 625 was not a false positive prior to activating the display components. In another example, the reference voltage modulator can detect when the input object approaches (eg, hovers over) the display, which then causes the input device to switch to an active state at block 630 . However, prior to activating the display components, the input device may use the sensor module to determine whether the user has performed a predefined wake-up gesture using the input object. Thus, although not shown in method 600, the active state draws more power than the low-power state, but draws less power than the fully active state, for example, in which both display updating and capacitive sensing are performed. may be in an intermediate power state.

도 7 은 본원에서 설명되는 일 실시형태에 따른, 용량성 감지를 수행하기 위한 예시적인 전극 배열을 예시한다. 도 7 은 일부 실시형태들에 따른, 패턴과 연관된 감지 영역에서 감지하도록 구성된 센서 전극들 (710) 을 포함하는 예시적인 센서 전극 패턴의 부분을 나타낸다. 예시 및 설명의 명료성을 위해, 도 7 은 간단한 직사각형들의 패턴을 나타내며, 여러 구성요소들을 나타내지 않는다. 또, 예시된 바와 같이, 센서 전극들 (710) 은 제 1 복수의 센서 전극들 (720), 및 제 2 복수의 센서 전극들 (730) 을 포함한다.7 illustrates an exemplary electrode arrangement for performing capacitive sensing, in accordance with one embodiment described herein. 7 illustrates a portion of an example sensor electrode pattern that includes sensor electrodes 710 configured to sense in a sensing area associated with the pattern, in accordance with some embodiments. For clarity of illustration and description, FIG. 7 shows a pattern of simple rectangles, and various components are not shown. Also, as illustrated, the sensor electrodes 710 include a first plurality of sensor electrodes 720 , and a second plurality of sensor electrodes 730 .

일 실시형태에서, 센서 전극들 (710) 은 동일한 기판의 상이한 측면들 상에 배열될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 복수의 센서 전극(들) (720, 730) 의 각각은 기판의 표면들 중 하나 상에 배치될 수도 있다. 다른 실시형태들에서, 센서 전극들 (710) 은 상이한 기판들 상에 배열될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 복수의 센서 전극(들) (720, 730) 의 각각은 함께 부착될 수도 있는 별개의 기판들의 표면들 상에 배치될 수도 있다. 다른 실시형태에서, 센서 전극들 (710) 은 공통 기판의 동일한 측면 또는 표면 상에 모두 로케이트된다. 일 예에서, 제 1 복수의 센서 전극들은 제 1 복수의 센서 전극들이 제 2 복수의 센서 전극들을 교차하는 영역들에서 점퍼들을 포함하며, 여기서, 점퍼들은 제 2 복수의 센서 전극들로부터 절연된다.In one embodiment, the sensor electrodes 710 may be arranged on different sides of the same substrate. For example, each of the first and second plurality of sensor electrode(s) 720 , 730 may be disposed on one of the surfaces of the substrate. In other embodiments, the sensor electrodes 710 may be arranged on different substrates. For example, each of the first and second plurality of sensor electrode(s) 720 , 730 may be disposed on surfaces of separate substrates that may be attached together. In another embodiment, the sensor electrodes 710 are all located on the same side or surface of a common substrate. In one example, the first plurality of sensor electrodes include jumpers in regions where the first plurality of sensor electrodes intersect the second plurality of sensor electrodes, wherein the jumpers are insulated from the second plurality of sensor electrodes.

제 1 복수의 센서 전극들 (720) 은 제 1 방향으로 연장할 수도 있으며, 제 2 복수의 센서 전극들 (730) 은 제 2 방향으로 연장할 수도 있다. 제 2 방향은 제 1 방향과 유사하거나 또는 상이할 수도 있다. 예를 들어, 제 2 방향은 제 1 방향과 평행하거나, 수직하거나, 또는 그에 대각선일 수도 있다. 또, 센서 전극들 (710) 은 각각 동일한 사이즈 또는 형태, 또는 상이한 사이즈 및 형태들을 가질 수도 있다. 일 실시형태에서, 제 1 복수의 센서 전극들은 제 2 복수의 센서 전극들보다 더 큰 (더 큰 표면 영역) 일 수도 있다. 다른 실시형태들에서, 제 1 복수 및 제 2 복수의 센서 전극들은 유사한 사이즈 및/또는 형태를 가질 수도 있다. 따라서, 센서 전극들 (710) 중 하나 이상의 사이즈 및/또는 형태는 센서 전극들 (710) 중 다른 하나 이상의 사이즈 및/또는 형태와는 상이할 수도 있다. 그럼에도 불구하고, 센서 전극들 (710) 의 각각은 그들의 개개의 기판들 상에서 임의의 원하는 형태로 형성될 수도 있다.The first plurality of sensor electrodes 720 may extend in a first direction, and the second plurality of sensor electrodes 730 may extend in a second direction. The second direction may be similar to or different from the first direction. For example, the second direction may be parallel to, perpendicular to, or diagonal to the first direction. Also, the sensor electrodes 710 may each have the same size or shape, or different sizes and shapes. In an embodiment, the first plurality of sensor electrodes may be larger (larger surface area) than the second plurality of sensor electrodes. In other embodiments, the first plurality and second plurality of sensor electrodes may have a similar size and/or shape. Accordingly, the size and/or shape of one or more of the sensor electrodes 710 may be different from the size and/or shape of another one or more of the sensor electrodes 710 . Nevertheless, each of the sensor electrodes 710 may be formed in any desired shape on their respective substrates.

다른 실시형태들에서, 센서 전극들 (710) 중 하나 이상이 공통 기판의 동일한 측면 또는 표면 상에 배치되며 감지 영역에서 서로 분리된다. 센서 전극들 (720) 은 매트릭스 어레이로 배치될 수도 있으며, 여기서 각각의 센서 전극이 매트릭스 센서 전극으로서 지칭될 수도 있다. 매트릭스 어레이에서 센서 전극들 (710) 의 각각의 센서 전극은 실질적으로 유사한 사이즈 및/또는 형태일 수도 있다. 일 실시형태에서, 센서 전극들 (710) 의 매트릭스 어레이의 센서 전극들 중 하나 이상은 사이즈 및 형태 중 적어도 하나가 변할 수도 있다. 매트릭스 어레이의 각각의 센서 전극은 용량성 이미지의 픽셀에 대응할 수도 있다. 또, 매트릭스 어레이의 2개 이상의 센서 전극들은 용량성 이미지의 픽셀에 대응할 수도 있다. 여러 실시형태들에서, 매트릭스 어레이의 각각의 센서 전극은 복수의 용량성 라우팅 트레이스들의 별개의 용량성 라우팅 트레이스에 커플링될 수도 있다. 여러 실시형태들에서, 센서 전극들 (710) 은 센서 전극들 (710) 의 적어도 2개의 센서 전극들 사이에 배치된 하나 이상의 그리드 전극들을 포함한다. 그리드 전극 및 적어도 하나의 센서 전극은 기판의 공통 측면 상에, 공통 기판의 상이한 측면들 상에, 및/또는 상이한 기판들 상에 배치될 수도 있다. 하나 이상의 실시형태들에서, 센서 전극들 (710) 그리드 전극(들) 은 디스플레이 디바이스의 전체 전압 전극을 포괄할 수도 있다. 센서 전극들 (710) 이 기판 상에서 전기적으로 분리되지만, 전극들은 감지 영역의 외부에서 - 예컨대, 접속 영역에서 함께 커플링될 수도 있다. 일 실시형태에서, 부동 전극은 그리드 전극과 센서 전극들 사이에 배치될 수도 있다. 하나의 특정의 실시형태에서, 부동 전극, 그리드 전극 및 센서 전극은 디스플레이 디바이스의 공통 전극 전체를 포함한다.In other embodiments, one or more of the sensor electrodes 710 are disposed on the same side or surface of a common substrate and are separated from each other in the sensing area. The sensor electrodes 720 may be arranged in a matrix array, where each sensor electrode may be referred to as a matrix sensor electrode. Each sensor electrode of the sensor electrodes 710 in the matrix array may be of substantially similar size and/or shape. In an embodiment, one or more of the sensor electrodes of the matrix array of sensor electrodes 710 may vary in at least one of size and shape. Each sensor electrode of the matrix array may correspond to a pixel of the capacitive image. Also, two or more sensor electrodes of the matrix array may correspond to a pixel of the capacitive image. In various embodiments, each sensor electrode of the matrix array may be coupled to a separate capacitive routing trace of the plurality of capacitive routing traces. In various embodiments, the sensor electrodes 710 include one or more grid electrodes disposed between at least two sensor electrodes of the sensor electrodes 710 . The grid electrode and the at least one sensor electrode may be disposed on a common side of the substrate, on different sides of the common substrate, and/or on different substrates. In one or more embodiments, the sensor electrodes 710 grid electrode(s) may encompass the full voltage electrode of the display device. Although the sensor electrodes 710 are electrically isolated on the substrate, the electrodes may be coupled together outside of the sensing area - eg at the connection area. In one embodiment, the floating electrode may be disposed between the grid electrode and the sensor electrodes. In one particular embodiment, the floating electrode, the grid electrode, and the sensor electrode comprise all of the common electrode of the display device.

도 1 에 도시된 프로세싱 시스템 (110) 은 센서 전극들 (710) 의 절대 커패시턴스에서의 변화들을 결정하기 위해, 변조된 신호들 (즉, 절대 용량성 감지 신호들) 로 센서 전극들 (710) 의 하나 이상의 센서 전극을 구동하도록 구성될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 송신기 신호를 센서 전극들 (710) 의 제 1 센서 전극 상으로 구동하여 센서 전극들 (710) 의 제 2 센서 전극으로 결과 신호를 수신하도록 구성된다. 송신기 신호(들) 및 절대 용량성 감지 신호(들) 은 형태, 진폭, 주파수 및 위상 중 적어도 하나가 유사할 수도 있다. 프로세싱 시스템 (110) 은 그리드 전극을 차폐 및/또는 보호 전극으로서 구동하기 위해 그리드 전극을 차폐 신호로 구동하도록 구성될 수도 있다. 또, 프로세싱 시스템 (110) 은 그리드 전극과 하나 이상의 센서 전극들 사이의 용량성 커플링이 결정될 수 있도록 송신기 신호로, 또는 그리드 전극의 절대 커패시턴스가 결정될 수 있도록 절대 용량성 감지 신호로, 그리드 전극을 구동하도록 구성될 수도 있다.The processing system 110 shown in FIG. 1 uses modulated signals (ie, absolute capacitive sensing signals) of the sensor electrodes 710 to determine changes in the absolute capacitance of the sensor electrodes 710 . It may be configured to drive one or more sensor electrodes. In some embodiments, the processing system 110 is configured to drive a transmitter signal onto a first sensor electrode of the sensor electrodes 710 to receive the resulting signal with a second sensor electrode of the sensor electrodes 710 . The transmitter signal(s) and the absolute capacitive sensing signal(s) may be similar in at least one of shape, amplitude, frequency and phase. The processing system 110 may be configured to drive the grid electrode with a shielding signal to drive the grid electrode as a shielding and/or protective electrode. Further, the processing system 110 may configure the grid electrode with a transmitter signal such that capacitive coupling between the grid electrode and one or more sensor electrodes can be determined, or with an absolute capacitive sensing signal such that the absolute capacitance of the grid electrode can be determined It may be configured to drive.

본원에서 사용될 때, 차폐 신호는 일정 전압 또는 가변 전압 신호 (보호 신호) 중 하나를 갖는 신호를 지칭한다. 보호 신호는 진폭 및 위상 중 적어도 하나가 센서 전극을 변조하는 신호와 실질적으로 유사할 수도 있다. 또, 여러 실시형태들에서, 보호 신호는 센서 전극을 변조하는 신호의 진폭보다 더 크거나 또는 더 작은 진폭을 가질 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 보호 신호는 센서 전극을 변조하는 신호와는 상이한 위상을 가질 수도 있다. 전극을 전기적으로 부동시키는 것은 부동에 의해, 제 2 전극이 입력 디바이스 (100) 의 인접한 구동된 센서 전극으로부터 용량성 커플링을 통해서 원하는 보호하는 파형을 수신하는 경우들에서 보호하는 유형으로서 해석될 수 있다.As used herein, a shielding signal refers to a signal having either a constant voltage or a variable voltage signal (protection signal). The guard signal may be substantially similar to a signal in which at least one of amplitude and phase modulates the sensor electrode. Further, in various embodiments, the guard signal may have an amplitude that is greater than or less than the amplitude of the signal modulating the sensor electrode. In some embodiments, the guard signal may have a different phase than the signal modulating the sensor electrode. Electrically floating the electrode can be interpreted as a type of protection by floating, in cases where the second electrode receives the desired protecting waveform through capacitive coupling from the adjacent driven sensor electrode of the input device 100 . have.

위에서 설명된 바와 같이, 위에서 설명된 센서 전극 배열들 중 임의의 센서 전극 배열에서, 센서 전극들 (710) 은 디스플레이 디바이스의 외부 또는 내부에 있는 기판 상에 형성될 수 있다. 예를 들어, 센서 전극들 (710) 은 입력 디바이스 (100) 에서 렌즈의 외부 표면 상에 배치될 수도 있다. 다른 실시형태들에서, 센서 전극들 (710) 은 디스플레이 디바이스의 칼라 필터 유리와 입력 디바이스의 렌즈 사이에 배치된다. 다른 실시형태들에서, 센서 전극들 및/또는 그리드 전극(들) 중 적어도 일부분은 그들이 박막 트랜지스터 기판 (TFT 기판) 과 디스플레이 디바이스 (160) 의 칼라 필터 유리 사이에 있도록, 배치될 수도 있다. 일 실시형태에서, 제 1 복수의 센서 전극들은 TFT 기판과 디스플레이 디바이스 (160) 의 칼라 필터 유리 사이에 배치되며, 제 2 복수의 센서 전극들은 칼라 필터 유리와 입력 디바이스 (100) 의 렌즈 사이에 배치된다. 또한 다른 실시형태들에서, 센서 전극들 (710) 의 모두는 TFT 기판과 디스플레이 디바이스의 칼라 필터 유리 사이에 배치되며, 여기서, 센서 전극들은 위에서 설명한 바와 같이 동일한 기판 상에 또는 상이한 기판들 상에 배치될 수도 있다.As described above, in any of the sensor electrode arrangements described above, the sensor electrodes 710 can be formed on a substrate that is external or internal to the display device. For example, the sensor electrodes 710 may be disposed on an outer surface of a lens in the input device 100 . In other embodiments, the sensor electrodes 710 are disposed between the color filter glass of the display device and the lens of the input device. In other embodiments, at least a portion of the sensor electrodes and/or grid electrode(s) may be disposed such that they are between the thin film transistor substrate (TFT substrate) and the color filter glass of the display device 160 . In one embodiment, the first plurality of sensor electrodes are disposed between the TFT substrate and the color filter glass of the display device 160 , and the second plurality of sensor electrodes are disposed between the color filter glass and the lens of the input device 100 . do. In yet other embodiments, all of the sensor electrodes 710 are disposed between the TFT substrate and the color filter glass of the display device, wherein the sensor electrodes are disposed on the same substrate or on different substrates as described above. it might be

위에서 설명된 센서 전극 배열들 중 임의의 센서 전극에서, 센서 전극들 (710) 은 센서 전극들 (710) 을 송신기 전극 및 수신기 전극으로 분할함으로써 트랜스커패시턴스 감지를 위해 또는 절대 용량성 감지를 위해, 또는 양자의 일부 혼합을 위해 입력 디바이스 (100) 에 의해 동작될 수도 있다. 또, 센서 전극들 (710) 또는 디스플레이 전극들 (예컨대, 소스, 게이트, 또는 기준 (Vcom) 전극들) 중 하나 이상이 차폐 (shielding) 를 수행하는데 사용될 수도 있다.In any of the sensor electrode arrangements described above, the sensor electrodes 710 can be used for transcapacitance sensing or absolute capacitive sensing by dividing the sensor electrodes 710 into a transmitter electrode and a receiver electrode, or It may be operated by input device 100 for some mixture of both. Further, one or more of the sensor electrodes 710 or display electrodes (eg, source, gate, or reference (Vcom) electrodes) may be used to perform shielding.

제 1 복수의 센서 전극들 (720) 과 제 2 복수의 센서 전극들 (730) 사이의 로컬라이즈된 용량성 커플링의 영역들은 용량성 픽셀들을 형성한다. 제 1 복수의 센서 전극들 (720) 과 제 2 복수의 센서 전극들 (730) 사이의 용량성 커플링은 제 1 복수의 센서 전극들 (720) 및 제 2 복수의 센서 전극들 (730) 과 연관된 감지 영역에서의 입력 오브젝트들의 근접 및 모션에 따라서 변한다. 또, 제 1 복수의 센서 전극들 (720) 과 입력 오브젝트 및/또는 제 2 복수의 센서 전극들 (730) 과 입력 오브젝트 사이의 로컬라이즈된 커패시턴스의 영역들이 또한 용량성 픽셀들을 형성한다. 이와 같이, 제 1 복수의 센서 전극들 (720) 및/또는 제 2 복수의 센서 전극들의 절대 커패시턴스는 제 1 복수의 센서 전극들 (720) 및 제 2 복수의 센서 전극들 (730) 과 연관된 감지 영역에서의 입력 오브젝트들의 근접 및 모션에 따라서 변한다.Regions of localized capacitive coupling between the first plurality of sensor electrodes 720 and the second plurality of sensor electrodes 730 form capacitive pixels. The capacitive coupling between the first plurality of sensor electrodes 720 and the second plurality of sensor electrodes 730 is performed between the first plurality of sensor electrodes 720 and the second plurality of sensor electrodes 730 and It varies according to the proximity and motion of the input objects in the associated sensing area. Further, regions of localized capacitance between the first plurality of sensor electrodes 720 and the input object and/or the second plurality of sensor electrodes 730 and the input object also form capacitive pixels. As such, the absolute capacitance of the first plurality of sensor electrodes 720 and/or the second plurality of sensor electrodes is a sensing associated with the first plurality of sensor electrodes 720 and the second plurality of sensor electrodes 730 . It changes according to the proximity and motion of the input objects in the area.

일부 실시형태들에서, 센서 패턴은 이들 용량성 커플링들을 결정하기 위해 "스캐닝된다". 즉, 일 실시형태에서, 제 1 복수의 센서 전극들 (720) 은 송신기 신호들을 송신하기 위해 예를 들어, 도 2 에서의 센서 모듈 (222) 에 의해 구동된다. 송신기들은 하나의 송신기 전극이 한번에 송신하거나 또는 다수의 송신기 전극들이 동시에 송신하도록 동작될 수도 있다. 다수의 송신기 전극들이 동시에 송신하는 경우, 이들 다수의 송신기 전극들은 동일한 송신기 신호를 송신하고 유효하게 더 큰 송신기 전극을 생성 수도 있거나, 또는 이들 다수의 송신기 전극들은 상이한 송신기 신호들을 송신할 수도 있다. 예를 들어, 다수의 송신기 전극들은 제 2 복수의 센서의 결과 신호들에 대한 그들의 결합된 영향들 (effects) 을 가능하게 하는 하나 이상의 코딩 방식들에 따라서 상이한 송신기 신호들을 송신할 수도 있다. In some embodiments, the sensor pattern is “scanned” to determine these capacitive couplings. That is, in one embodiment, the first plurality of sensor electrodes 720 are driven, for example, by the sensor module 222 in FIG. 2 to transmit transmitter signals. Transmitters may be operated such that one transmitter electrode transmits at a time or multiple transmitter electrodes transmit simultaneously. When multiple transmitter electrodes transmit simultaneously, these multiple transmitter electrodes may transmit the same transmitter signal and effectively create a larger transmitter electrode, or these multiple transmitter electrodes may transmit different transmitter signals. For example, multiple transmitter electrodes may transmit different transmitter signals according to one or more coding schemes enabling their combined effects on result signals of a second plurality of sensors.

수신기 센서 전극들은 결과 신호들을 포착하기 위해 단독으로 또는 다수로 동작될 수도 있다. 결과 신호들이 용량성 픽셀들에서 용량성 커플링들의 측정치들을 결정하는데 사용될 수도 있다. 수신 전극들은 또한 신호들을 수신하기 위해, 감소된 개수의 용량성 측정치 입력들로 (예컨대, 멀티플렉서에 의해) 스케일링될 수도 있다.The receiver sensor electrodes may be operated singly or in multiples to capture the resulting signals. The resulting signals may be used to determine measurements of capacitive couplings in the capacitive pixels. The receive electrodes may also be scaled (eg, by a multiplexer) with a reduced number of capacitive measurement inputs to receive signals.

다른 실시형태들에서, 센서 패턴을 스캐닝하는 것은 하나 이상의 센서 전극들로 결과 신호들을 수신하는 동안 절대 감지 신호들로 제 1 및/또는 제 2 복수의 센서 전극들의 하나 이상의 센서 전극을 구동하는 것을 포함한다. 센서 전극들은 하나의 제 2 전극이 한번에 구동되어 수신되거나 또는 다수의 센서 전극들이 동시에 구동되어 수신되도록, 구동되어 수신될 수도 있다. 결과 신호들이 용량성 픽셀들에서 또는 각각의 센서 전극을 따라서 용량성 커플링들의 측정치들을 결정하는데 사용될 수도 있다.In other embodiments, scanning the sensor pattern comprises driving one or more sensor electrodes of the first and/or second plurality of sensor electrodes with absolute sense signals while receiving resultant signals with the one or more sensor electrodes. do. The sensor electrodes may be driven and received such that one second electrode is driven and received at a time, or a plurality of sensor electrodes are driven and received at the same time. The resulting signals may be used to determine measurements of capacitive couplings at the capacitive pixels or along each sensor electrode.

용량성 픽셀들로부터의 측정치들의 세트는 "용량성 프레임" 을 형성한다. 용량성 프레임은 픽셀들에서의 용량성 커플링들을 나타내는 "용량성 이미지" 및/또는 또는 각각의 센서 전극에 따른 용량성 커플링들을 나타내는 "용량성 프로파일" 을 포함할 수도 있다. 다수의 용량성 프레임들이 감지 영역에의 입력에 관한 정보를 유도하는데 사용되는 다수의 시간 기간들, 및 그들 사이의 차이들에 걸쳐서 포착될 수도 있다. 예를 들어, 연속적인 시간 기간들에 걸쳐서 포착된 연속적인 용량성 프레임들은, 감지 영역에 진입하고, 나가고, 그리고 내에 있는 하나 이상의 입력 오브젝트들의 모션(들)을 추적하는데 사용될 수 있다.The set of measurements from the capacitive pixels form a “capacitive frame”. The capacitive frame may include a “capacitive image” representing capacitive couplings in pixels and/or a “capacitive profile” representing capacitive couplings along each sensor electrode. Multiple capacitive frames may be captured over multiple time periods used to derive information regarding input to the sensing region, and differences therebetween. For example, successive capacitive frames captured over successive time periods may be used to track the motion(s) of one or more input objects entering, leaving, and within the sensing region.

센서 디바이스의 백그라운드 커패시턴스는 감지 영역에서의 어떤 입력 오브젝트와도 연관되지 않은 용량성 프레임이다. 백그라운드 커패시턴스는 환경 및 동작하는 상태들에 따라서 변하며, 여러 방식으로 추정될 수도 있다. 예를 들어, 일부 실시형태들은 어떤 입력 오브젝트도 감지 영역에 있는 것으로 결정되지 않을 때 "베이스라인 프레임들" 을 취하고, 그들 베이스라인 프레임들을 그들의 백그라운드 커패시턴스들의 추정들로서 이용한다.The background capacitance of the sensor device is a capacitive frame that is not associated with any input object in the sensing area. Background capacitance varies with environment and operating conditions, and may be estimated in several ways. For example, some embodiments take “baseline frames” when no input object is determined to be in the sensing region and use those baseline frames as estimates of their background capacitances.

용량성 프레임들은 좀더 효율적인 프로세싱을 위해 센서 디바이스의 백그라운드 커패시턴스에 대해 조정될 수 있다. 일부 실시형태들은 "베이스라인화된 용량성 프레임들" 을 발생하기 위해 용량성 픽셀들에서 용량성 커플링들의 측정치들을 "베이스라인화함으로써" 이것을 달성한다. 즉, 일부 실시형태들은 커패시턴스 프레임들을 형성하는 측정치들을 "베이스라인 프레임들" 의 적합한 "베이스라인 값들" 과 비교하고, 그 베이스라인 이미지로부터의 변화들을 결정한다. 이들 베이스라인 이미지들은 또한 프로파일 감지에 대해 위에서 설명된 저 전력 모드들 또는 능동 변조된 활성 펜들에서 사용될 수도 있다.Capacitive frames can be adjusted to the background capacitance of the sensor device for more efficient processing. Some embodiments achieve this by “baselining” the measurements of capacitive couplings in the capacitive pixels to generate “baselined capacitive frames”. That is, some embodiments compare measurements forming the capacitance frames to appropriate “baseline values” of “baseline frames” and determine changes from that baseline image. These baseline images may also be used in the low power modes described above for profile sensing or in active modulated active pens.

간섭 및 활성 펜 검출Interference and active pen detection

도 8 은 본원에서 설명되는 일 실시형태에 따른, 활성 입력 오브젝트로부터 잡음 (즉, 간섭) 신호 또는 통신 신호를 검출하는 입력 디바이스 (800) 이다. 입력 디바이스 (800) 는 도 3 에서의 입력 디바이스 (300) 와 유사한 구조를 가지며, 사실은, 개개의 입력 디바이스는 도 3 에서 설명된 레퍼런스 전압 변조 뿐만 아니라 간섭 및 활성 입력 오브젝트 검출을 수행가능할 수도 있다. 그러나, 다른 실시형태들에서, 입력 디바이스는 단지 이들 기능들 중 하나만을 수행하도록 구성될 수도 있다. 일 실시형태에서, 활성 오브젝트는 알려진 또는 구성가능한 주파수, 듀티 사이클, 시기를 맞춘 (timed) 인코딩, 등으로, 섀시 그라운드에 대해 능동적으로 변조된다.8 is an input device 800 for detecting a noise (ie, interference) signal or communication signal from an active input object, in accordance with one embodiment described herein. Input device 800 has a structure similar to input device 300 in FIG. 3 , and in fact, individual input devices may be capable of performing the reference voltage modulation described in FIG. 3 as well as interference and active input object detection. . However, in other embodiments, the input device may be configured to perform only one of these functions. In one embodiment, the active object is actively modulated with respect to chassis ground, with a known or configurable frequency, duty cycle, timed encoding, or the like.

입력 디바이스 (800) 에서의 타이밍 제어기 (805) 는 낮은 레퍼런스 전압 레일 (211B) 에 커플링된 중앙 수신기 (810) 를 포함한다. 도 3 에서의 수신기 (325) 와 유사하게, 중앙 수신기 (810) 는 전력 관리 제어기 (230) 에서의 전원들을 통해서 디스플레이/감지 패널 (234) 에서의 디스플레이 및 센서 전극들과 커플링된다. 일 실시형태에서, 전압 레일들 (211) 이 또한 패널 (234) 에 직접 커플링될 수도 있지만, 제어기 (230) 에서의 전원들을 통해서 패널 (234) 에서의 다른 구성요소들에 간접적으로 커플링되기 때문에, 중앙 수신기 (810) 는 디스플레이/감지 패널 (234) 에서의 일부 구성요소들에 직접 커플링될 수도 있다. 어느 경우에나, 모든 전극들 (그리고, 어쩌면 패널 (234) 에서의 다른 구성요소들) 이 중앙 수신기 (810) 와의 공통 전기 노드에 커플링되며, 따라서, 패널 (234) 은 단일 용량성 픽셀로서 기능할 수 있다.The timing controller 805 in the input device 800 includes a central receiver 810 coupled to a low reference voltage rail 211B. Similar to receiver 325 in FIG. 3 , central receiver 810 is coupled with the display and sensor electrodes in display/sensing panel 234 via power sources in power management controller 230 . In one embodiment, the voltage rails 211 may also be coupled directly to the panel 234 , but indirectly to other components in the panel 234 through power sources in the controller 230 . As such, the central receiver 810 may be directly coupled to some components in the display/sensing panel 234 . In either case, all electrodes (and possibly other components in panel 234 ) are coupled to a common electrical node with central receiver 810 , so panel 234 functions as a single capacitive pixel. can do.

그러나, 중앙 수신기 (810) 는 패널 (234) 에서의 디스플레이 및 센서 전극들의 모두에 커플링될 필요가 없지만 대신 단지 디스플레이 전극들에만 또는 단지 센서 전극들에만 커플링될 수 있다. 그러나, 중앙 수신기 (810) 와 (예컨대, 단일 소스 드라이버에) 커플링되는 전극의 개수를 제한함으로써, 패널 (234) 에서의 감지 영역의 사이즈 (또는, 용량성 픽셀의 감도) 는, 설령 패널 전반에 걸쳐 전극들이 스캐닝되더라도 패널의 작은 부분이 측정되도록, 감소될 수도 있다.However, the central receiver 810 need not be coupled to both the display and sensor electrodes in the panel 234 but may instead be coupled only to the display electrodes or only to the sensor electrodes. However, by limiting the number of electrodes coupled (eg, to a single source driver) with the central receiver 810 , the size of the sensing area in the panel 234 (or the sensitivity of the capacitive pixels), even across the panel It may be reduced so that a small portion of the panel is measured even though the electrodes are scanned across.

도 3 에 나타낸 실시형태와는 달리, 활성 입력 오브젝트 (예컨대, 무선 송신기를 갖는 스타일러스 또는 펜) 으로부터의 간섭 또는 통신 신호를 검출하기 위해, 입력 디바이스 (800) 는 레퍼런스 전압 레일들 (211) 을 변조하지 않는다. 대신, 레일들 (211) 은 섀시 그라운드에 대해 변조되지 않은, DC 전압들을 유지할 수도 있다. 그러나, 도 3 에서와 유사하게, 타이밍 제어기 (805) 는 간섭 또는 통신 신호를 검출하기 전에 전력 소스 전압들 VDD 및 VGND 로부터 전압 레일들 (211) 을 전기적으로 단락시킬 수도 있다. 신호들 (330A, 330B) 을 이용하여, 타이밍 제어기 (805) 는 스위치들 (210, 212) 을 개방함으로써 전력 소스 전압들로부터 전압 레일들 (211) 을 단락시킨다. 대안적으로, 레퍼런스 전압 레일들 (211) 은 전력 소스 전압들에 유도성 커플링될 수도 있으며, 이 경우 레일들 (211) 이 이들 전압들로부터 항상 분리된다.Unlike the embodiment shown in FIG. 3 , the input device 800 modulates the reference voltage rails 211 to detect an interference or communication signal from an active input object (eg, a stylus or pen with a wireless transmitter). I never do that. Instead, the rails 211 may maintain unmodulated, DC voltages with respect to chassis ground. However, similar to FIG. 3 , the timing controller 805 may electrically short the voltage rails 211 from the power source voltages V DD and V GND before detecting an interference or communication signal. Using signals 330A, 330B, timing controller 805 shorts voltage rails 211 from the power source voltages by opening switches 210 and 212 . Alternatively, the reference voltage rails 211 may be inductively coupled to power source voltages, in which case the rails 211 are always isolated from these voltages.

잡음 소스 또는 활성 입력 오브젝트가 패널 (234) 상의 전극들에 근접하면, 잡음 소스에 의해 발생된 간섭 신호 또는 입력 오브젝트에 의해 발생된 디지털 통신 신호는 중앙 수신기 (810) 에 의해 이후 포착되는 결과 신호들을 패널 (234) 에서의 센서 전극들 및 디스플레이 상에 발생시킨다. 결과 신호들을 프로세싱함으로써, 입력 디바이스 (800) 는 간섭 신호를 식별하여 그것을 보상할 수 있다. 간섭 신호들에 대해 보상하기 위해 입력 디바이스 (800) 가 취할 수도 있는 액션들의 일부 비한정적인 예들은 상이한 감지 주파수를 스위칭하는 것, 보고될 입력 오브젝트들의 개수를 제한하는 것, 근접 검출 또는 글러브 검출과 같은 일부 피쳐들을 이용하는 것을 중지하는 것, 터치 로케이션을 검출하기 전에 평균되는 프레임들의 개수를 증가시키는 것, 간섭이 발생할 때 검출되는 임의의 새로운 입력 오브젝트들을 무시하는 것, 입력 오브젝트가 감지 영역을 떠났다고 센서 모듈이 보고하는 것을 방지하는 것, 또는 용량성 프레임 레이트를 변경하는 것을 포함한다.When a noise source or active input object is in proximity to the electrodes on the panel 234 , the interference signal generated by the noise source or the digital communication signal generated by the input object is the resultant signal that is then captured by the central receiver 810 . sensor electrodes in panel 234 and on the display. By processing the resulting signals, the input device 800 can identify and compensate for the interfering signal. Some non-limiting examples of actions that input device 800 may take to compensate for interfering signals are switching different sensing frequencies, limiting the number of input objects to be reported, proximity detection or glove detection and stopping using some features like, increasing the number of frames averaged before detecting the touch location, ignoring any new input objects detected when interference occurs, sensor indicating that the input object has left the sensing area preventing the module from reporting, or changing the capacitive frame rate.

결과 신호들이 활성 입력 오브젝트에 의해 초래되면, 입력 디바이스 (800) 는 디지털 신호를 디코딩하고 대응하는 액션을 수행할 수 있다. 활성 입력 오브젝트가 무선 송신기를 이용하여 통신 신호를 송신하면, 패널 (234) 상의 디스플레이 및 센서 전극들은 신호를 수신하기 위한 안테나들로서 기능한다. 따라서, 패널 (234) 에서의 전극들 상에서 결과 신호들을 발생시키기 위해 잡음 소스도 활성 입력 오브젝트도 패널 (234) 에 접촉하고 있을 필요가 없다 - 예컨대, 입력 오브젝트가 패널 (234) 위에서 호버링하고 있을 수도 있다.If the resulting signals are caused by an active input object, the input device 800 can decode the digital signal and perform a corresponding action. When the active input object transmits a communication signal using a wireless transmitter, the display and sensor electrodes on panel 234 serve as antennas for receiving the signal. Thus, neither the noise source nor the active input object need be in contact with the panel 234 to generate the resulting signals on the electrodes in the panel 234 - for example, the input object may be hovering over the panel 234. have.

더욱이, 디스플레이/감지 패널 (234) 은 패널 (234) 에서의 개개의 센서 전극에 각각 커플링될 수도 있는 다수의 로컬 수신기들 (815) 을 포함한다. 용량성 감지를 수행할 때, 로컬 수신기들 (815) 은 입력 오브젝트 접촉하고 있거나 또는 위에서 호버링하는 패널 (234) 에서의 특정의 로케이션을 식별하는데 사용될 수 있는 개개의 센서 전극들로부터 결과 신호들을 측정한다. 일 실시형태에서, 로컬 수신기들 (815) 은 수신기 (810) 와 유사한 기능을 수행할 수도 있다 - 즉, 양쪽의 수신기들 (810, 815) 이 커패시턴스를 측정한다. 일 실시형태에서, 활성 입력 오브젝트로부터 간섭 신호 또는 통신 신호를 검출하기 위해 중앙 수신기 (810) 를 이용하는 대신, 입력 디바이스는 패널 (234) 상의 로컬 수신기들 (815) 에 의해 수신된 모든 결과 신호들을 결합할 수 있다. 그러나, 간섭 신호들 및 통신 신호들을 검출하는 것은 더 많은 전력, 또는 단지 수신기 (810) 를 이용하여 용량성 감지를 수행하는데 요구되는 회로보다 더 복잡하거나 또는 비싼 회로를 필요로 할 수도 있다. 이와 같이, 로컬 수신기들 (815) 이 간섭 또는 통신 신호들을 검출하는데 사용되었으면, 그들은 단지 변조된 신호를 이용하여 용량성 감지를 수행하는데 사용되는 로컬 수신기들 (815) 보다 더 비쌀 수도 있다. 따라서, 비싼 다수의 수신기들 (815) 을 가지는 대신, 입력 디바이스 (800) 는 간섭 및 통신 신호들을 검출하는데 사용될 수 있는 오직 하나의 중앙 수신기 (810) 를 사용할 수도 있다. 중앙 수신기 (810) 는 더 큰 동적 범위, 더 빠른 ADC 를 가질 수도 있으며, 및/또는 로컬 수신기들 (815) 이 중앙 수신기 (810) 보다 더 비싸게 제조되도록 로컬 수신기들 (815) 보다 더 잡음 내성이 있을 수도 있다. 따라서, 일 실시형태에서, 활성 입력 오브젝트로부터 간섭 및 통신 신호들을 식별할 수 있는 수십 또는 수백, 또는 비싼 로컬 수신기들 (815) 을 가지는 대신, 입력 디바이스 (800) 는 오직 하나 - 즉, 중앙 수신기 (810) 를 갖는다. 로컬 수신기들 (815) 이 간섭 또는 통신 신호들을 검출하는데 사용되지 않을 수도 있기 때문에, 그들은 달리 가능할 수 있는 것들보다 더 비쌀 수 있다.Moreover, the display/sensing panel 234 includes a number of local receivers 815 , each of which may be coupled to a respective sensor electrode in the panel 234 . When performing capacitive sensing, local receivers 815 measure the resulting signals from individual sensor electrodes that can be used to identify a particular location on the panel 234 that is in contact with or hovering over the input object. . In one embodiment, local receivers 815 may perform a function similar to receiver 810 - ie, both receivers 810, 815 measure capacitance. In one embodiment, instead of using the central receiver 810 to detect an interfering signal or communication signal from an active input object, the input device combines all resultant signals received by local receivers 815 on panel 234 . can do. However, detecting interfering signals and communication signals may require more power, or more complex or expensive circuitry than the circuitry required to perform capacitive sensing using only the receiver 810 . As such, if the local receivers 815 have been used to detect interference or communication signals, they may be more expensive than the local receivers 815 used to perform capacitive sensing using only the modulated signal. Thus, instead of having multiple expensive receivers 815 , the input device 800 may use only one central receiver 810 that can be used to detect interference and communication signals. The central receiver 810 may have a larger dynamic range, a faster ADC, and/or more noise immunity than the local receivers 815 such that the local receivers 815 are more expensive to manufacture than the central receiver 810 . there may be Thus, in one embodiment, instead of having tens or hundreds, or expensive, local receivers 815 capable of discriminating interference and communication signals from an active input object, the input device 800 has only one - that is, a central receiver ( 810). Because local receivers 815 may not be used to detect interference or communication signals, they may be more expensive than would otherwise be possible.

일 실시형태에서, 간섭 또는 통신 신호들은 디스플레이가 업데이트되는 동안 측정될 수 있다. 즉, 타이밍 제어기는 중앙 수신기 (810) 가 위에서 설명한 바와 같이 신호들을 포착하고 있는 동안 디스플레이/감지 패널 (234) 에서의 픽셀들을 능동적으로 업데이트하고 있는 디스플레이 모듈을 포함할 수도 있다. 비록 전력 관리 제어기 (230) 및 패널 (234) 이 전력 소스 전압들 VDD 및 VGND 로부터 선택적으로 단락되더라도 (또는, 분리되더라도), 바이패스 커패시터 (214) 에 저장된 전하가 전압 레일들 (211) 에 급전하여 디스플레이 업데이팅을 가능하게 하는데 사용될 수 있다. 커패시터 (214) 전반을 가로질러 전하가 임계치까지 하락할 때, 타이밍 제어기 (805) 는 전압 레일들 (211) 및 커패시터를 전력 소스 전압들 VDD 및 VGND 에 다시 접속하거나 또는 아니면 전력 소스 전압들을 레일들 (211) 에 커플링될 (예컨대, 유도성 커플링될) 수도 있다. 더욱이, 중앙 수신기 (810) 는 전압 레일들 (211) 이 전력 소스 전압들 VDD 및 VGND 에 저항 (ohmically) 커플링될 때 간섭 또는 통신 신호들을 측정하는 것을 중지할 수도 있다. 그러나, 커패시터 (214) (예컨대, 15-150 마이크로패럿들) 은, 잡음에 의해 발생되는 간섭 신호 또는 활성 펜 또는 스타일러스에 의해 제공되는 통신 신호를 중앙 수신기 (810) 가 식별가능하게 하기에 충분한 시간 동안, 전력 관리 제어기 (230) 및 패널 (234) 에 급전하기에 충분한 전하를 저장할 수도 있다.In one embodiment, interference or communication signals may be measured while the display is being updated. That is, the timing controller may include a display module that is actively updating pixels in the display/sensing panel 234 while the central receiver 810 is capturing signals as described above. Although the power management controller 230 and panel 234 are selectively shorted (or disconnected) from the power source voltages V DD and V GND , the charge stored in the bypass capacitor 214 is transferred to the voltage rails 211 . can be used to power the display to enable display updates. When the charge across the capacitor 214 drops to a threshold, the timing controller 805 connects the voltage rails 211 and the capacitor back to the power source voltages V DD and V GND or otherwise reduces the power source voltages to the rail. may be coupled (eg, inductively coupled) to s 211 . Moreover, the central receiver 810 may stop measuring interference or communication signals when the voltage rails 211 are ohmically coupled to the power source voltages V DD and V GND . However, the capacitor 214 (eg, 15-150 microfarads) takes enough time for the central receiver 810 to be able to discern an interfering signal generated by noise or a communication signal provided by an active pen or stylus. During this time, it may store enough charge to power power management controller 230 and panel 234 .

도 9 는 본원에서 설명되는 일 실시형태에 따른, 잡음 또는 통신 신호를 식별하기 위해 결과 신호들을 포착하기 위한 중앙 수신기 (810) 의 회로도이다. 중앙 수신기 (810) 는 적분기 (500) 와 유사한 디스플레이 및 센서 전극들로부터 결과 신호들을 포착하기 위한 적분기 (900) 를 포함한다. 적분기 (900) 는 피드백 신호가 측정되고 레일 (211) 중 하나 상에서의 레퍼런스 전압을 제어할 때 피드백 커패시터 (915) 및 옵션적인 저항기 (920) 로 저역 통과 필터로서 구현될 수도 있다. 나타낸 바와 같이, 적분기 (900) 에서의 증폭기의 하나의 입력은 VGND (예컨대, 섀시 그라운드 또는 VDD/2) 에 커플링된다. 일 실시형태에서, 중앙 수신기 (810) 는 잡음 소스 또는 활성 펜과 섀시 그라운드 사이의 최저 임피던스 경로이다. 이와 같이, 잡음 소스에 의해 발생된 간섭 신호들 또는 입력 오브젝트에 의해 발생된 통신 신호에 의해 야기되는 결과 신호들은, 입력 디바이스에서의 다른 구성요소를 통해서 흐르는 것보다는, 중앙 수신기 (810) 를 통해 흐르고, 따라서, 중앙 수신기 (810) 에 의해 측정된다. 달리 말하면, 전력 소스로부터 전압 레일들을 선택적으로 단락시키거나 또는 분리함으로써, 중앙 수신기 (810) 가 잡음 소스 및 활성 입력 오브젝트와 섀시 그라운드 사이의 최저 임피던스 경로가 되며, 이렇게 해서, 잡음 소스 및 활성 입력 오브젝트에 의해 발생된 결과 신호들은 신호들이 측정될 수 있는 중앙 수신기 (810) 및 적분기 (900) 를 통해서 주로 흐른다.9 is a circuit diagram of a central receiver 810 for acquiring resulting signals to identify a noise or communication signal, in accordance with an embodiment described herein. The central receiver 810 includes an integrator 900 for acquiring the resulting signals from the display and sensor electrodes, similar to the integrator 500 . The integrator 900 may be implemented as a low pass filter with a feedback capacitor 915 and an optional resistor 920 when the feedback signal is measured and controls the reference voltage on one of the rails 211 . As shown, one input of the amplifier in integrator 900 is coupled to V GND (eg, chassis ground or V DD /2). In one embodiment, the central receiver 810 is the lowest impedance path between the noise source or active pen and chassis ground. As such, the interfering signals generated by the noise source or the resulting signals caused by the communication signal generated by the input object flow through the central receiver 810 and rather than through other components in the input device. , is thus measured by the central receiver 810 . In other words, by selectively shorting or isolating the voltage rails from the power source, the central receiver 810 becomes the lowest impedance path between the noise source and active input object and chassis ground, and thus, the noise source and active input object. The resulting signals generated by <RTI ID=0.0>F</RTI> mainly flow through the central receiver 810 and integrator 900 where the signals can be measured.

적분기 (900) 는, 그러나, 중앙 수신기 (810) 의 기능을 수행하는데 적합한 회로의 단지 한 유형이다. 일반적으로 말하면, 중앙 수신기 (810) 는 커패시턴스를 측정하는 임의의 아날로그 회로일 수 있다. 예를 들어, 중앙 수신기 (810) 는 축적된 전하 또는 전압을 커패시터 (925) 전반에 걸쳐서 측정하는 회로, 또는 중앙 수신기 (810) 를 통해서 흐르는 전류를 이용하여 커패시턴스를 측정하는 회로를 포함할 수 있다.Integrator 900 is, however, only one type of circuit suitable for performing the functions of central receiver 810 . Generally speaking, the central receiver 810 may be any analog circuit that measures capacitance. For example, central receiver 810 may include circuitry that measures the accumulated charge or voltage across capacitor 925 , or circuitry that measures capacitance using current flowing through central receiver 810 . .

도 10 은 본원에서 설명되는 일 실시형태에 따른, 용량성 감지를 이용하여 잡음 또는 통신 신호를 식별하기 위한 방법 (1000) 을 예시하는 흐름도이다. 블록 (1005) 에서, 입력 디바이스는 전력 소스로부터 레퍼런스 전압 레일을 분리한다. 예를 들어, 스위치들은 전력 소스로부터 레퍼런스 전압 레일들을 선택적으로 단락시킬 수도 있거나 또는 레일들은 유도성 커플링에 의해 전력 소스로부터 영구적으로 분리될 수도 있다. 일 실시형태에서, 커패시터 (예컨대, 도 8 에 도시된 바이패스 커패시터 (214)) 는, 용량성 감지 신호들이 수신될 때 단락될 수도 있는 레퍼런스 전압 레일들에 의해 급전되는 입력 디바이스에서의 구성요소들에 임시의 전력을 제공하기 위해, 레일들 사이에 접속될 수도 있다. 예를 들어, 전압 레일들이 전원으로부터 분리된 동안 디스플레이 업데이팅 및 용량성 감지가 수행될 수도 있다.10 is a flow diagram illustrating a method 1000 for identifying a noise or communication signal using capacitive sensing, in accordance with one embodiment described herein. At block 1005 , the input device disconnects the reference voltage rail from the power source. For example, switches may selectively short the reference voltage rails from the power source or the rails may be permanently disconnected from the power source by inductive coupling. In one embodiment, a capacitor (eg, bypass capacitor 214 shown in FIG. 8 ) is a component in the input device that is powered by reference voltage rails that may be shorted when capacitive sensing signals are received. may be connected between the rails to provide temporary power to the For example, display updating and capacitive sensing may be performed while voltage rails are disconnected from the power supply.

블록 (1010) 에서, 중앙 수신기는 섀시 그라운드에 (그의 전원들을 통해서), 그리고, 디스플레이/감지 패널에서의 하나 이상의 디스플레이 전극 및/또는 센서 전극에 커플링된다. 더욱이, 중앙 수신기는 전극들과 그라운드 사이에 낮은 임피던스 경로를 제공할 수도 있다. 따라서, 잡음 소스가 패널에서의 전극들에 용량성 커플링되거나 또는 활성 입력 디바이스로부터의 통신 신호가 전극들 상에서 수신될 때, 중앙 수신기를 통해서 흐르는 전류 루프가 형성된다.At block 1010 , the central receiver is coupled to chassis ground (through its power sources) and to one or more display electrodes and/or sensor electrodes at the display/sensing panel. Moreover, the central receiver may provide a low impedance path between the electrodes and ground. Thus, when a noise source is capacitively coupled to the electrodes in the panel or when a communication signal from an active input device is received on the electrodes, a current loop is formed that flows through the central receiver.

블록 (1015) 에서, 중앙 수신기는 디스플레이 및 센서 전극들로부터 결과 신호들을 동시에 포착한다. 예를 들어, 디스플레이 전극들, 센서 전극들, 및 중앙 수신기는, 디스플레이 및 센서 전극들 상에서 발생된 결과 신호들의 조합이 수신기를 통해서 흘러서 섀시 그라운드에 도달하도록, 공통 전기 노드에 커플링될 수도 있다.At block 1015 , the central receiver simultaneously acquires the resulting signals from the display and sensor electrodes. For example, the display electrodes, the sensor electrodes, and the central receiver may be coupled to a common electrical node such that a combination of resultant signals generated on the display and sensor electrodes flows through the receiver and arrives at chassis ground.

일 실시형태에서, 중앙 수신기는 디스플레이 및 센서 모듈들이 비활성화될 때 도 6 에서 위에서 인용된 저-전력 상태에 있을 때 결과 신호들을 포착할 수도 있다. 제 1 시간 기간 동안, 입력 디바이스는 간섭 신호 또는 통신 신호를 식별하기 위해 레퍼런스 전압 레일들이 변조되지 않는 동안 결과 신호들을 포착할 수도 있다. 제 2 시간 기간 동안, 입력 디바이스는 레퍼런스 전압 레일들이 도 6 에서 설명한 바와 같이 변조되는 동안 결과 신호들을 포착할 수도 있다. 더욱이, 간섭 신호가 제 1 시간 기간 동안 검출되면, 입력 디바이스는 잡음 소스로부터의 유해한 간섭을 피하기 위하여 제 2 시간 기간 동안 전압 레일들을 변조하는데 사용된 변조된 신호를 변경할 수도 있다. 그러나, 위에서 언급한 바와 같이, 방법 (1000) 은 또한 입력 디바이스가 활성 또는 고-전력 상태에 있을 때 단독으로 또는 디스플레이 업데이팅과 병렬로 수행될 수도 있다.In an embodiment, the central receiver may capture the resulting signals when in the low-power state cited above in FIG. 6 when the display and sensor modules are deactivated. During the first time period, the input device may acquire the resulting signals while the reference voltage rails are not modulated to identify an interfering signal or communication signal. During a second period of time, the input device may capture the resulting signals while the reference voltage rails are modulated as described in FIG. 6 . Moreover, if an interfering signal is detected during the first time period, the input device may change the modulated signal used to modulate the voltage rails during the second time period to avoid harmful interference from the noise source. However, as noted above, the method 1000 may also be performed alone or in parallel with updating the display when the input device is in an active or high-power state.

블록 (1020) 에서, 입력 디바이스는 포착된 결과 신호들에 기초하여 활성 입력 디바이스로부터 간섭 신호 및 통신 신호 중 적어도 하나를 식별한다. 간섭 신호가 식별되면, 입력 디바이스는 예를 들어, 용량성 감지를 수행할 때 간섭 신호의 범위 외부에 있는 변조 신호를 스위칭함으로써 그 신호에 대해 보상할 수도 있다. 통신 신호가 수신되면, 입력 디바이스는 그 신호를 프로세싱하여, 활성 입력 오브젝트에 관한 정보를 결정할 수도 있다. 예를 들어, 통신 신호는 디스플레이/감지 패널에 대한 입력 오브젝트의 전류 기울기, 입력 오브젝트가 패널에 접촉하는 로케이션에 디스플레이될 특정의 칼라 또는 마킹, 또는 입력 오브젝트 또는 입력 디바이스와 페어링하려고 시도하는 다른 오브젝트 (예컨대, Bluetooth 접속) 을 위한 ID 를 식별할 수도 있다. 다른 예에서, 통신 신호는 저-전력 상태로 스위칭하는 것, 저-전력 상태로부터 웨이크업하는 것, 특정의 애플리케이션을 여는 것, 입력 오브젝트를 이용하여 디스플레이에서 이루어지는 마킹들의 모양을 변경하는 것, 등과 같은 입력 디바이스에서의 특정의 기능에 대응할 수도 있는 입력 오브젝트 상의 버튼이 사용자에 의해 눌려졌다는 것을 입력 디바이스에게 표시한다.At block 1020 , the input device identifies at least one of an interfering signal and a communication signal from the active input device based on the acquired resulting signals. Once an interfering signal is identified, the input device may compensate for that signal by, for example, switching a modulating signal that is outside the range of the interfering signal when performing capacitive sensing. When a communication signal is received, the input device may process the signal to determine information regarding the active input object. For example, the communication signal may be a current gradient of an input object relative to a display/sensing panel, a particular color or marking to be displayed at a location where the input object contacts the panel, or another object attempting to pair with the input object or input device ( For example, an ID for Bluetooth connection) may be identified. In another example, the communication signal is for switching to a low-power state, waking up from a low-power state, opening a particular application, using an input object to change the shape of markings made on the display, etc. Indicates to the input device that a button on the input object that may correspond to a particular function in the same input device has been pressed by the user.

일 실시형태에서, 통신 신호가 수신되면, 입력 디바이스는 다수의 용량성 프레임들에 대해 입력 오브젝트를 검출하는데 사용되는 다수의 검출 프레임들을 증가시킬 수도 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 입력 디바이스는 코오스 탐색 (coarse search) (센서 전극들의 그룹들을 이용한 감지) 를 수행하고, 일단 입력 오브젝트의 위치가 코오스 탐색 동안 검출되면, 뒤이어서 더 미세한 (granular) 탐색 (로컬 수신기들을 개별적으로 이용한 각각의 센서 전극 상에서의 감지) 을 수행함으로써, 감지 영역에서의 입력 오브젝트의 로케이션에 대해 탐색할 수도 있다.In an embodiment, when a communication signal is received, the input device may increment the number of detection frames used to detect the input object relative to the number of capacitive frames. Alternatively or additionally, the input device performs a coarse search (sensing using groups of sensor electrodes), and once the position of the input object is detected during the coarse search, then a finer search (local receiver) By performing sensing on each sensor electrode using the s individually), it is also possible to search for the location of the input object in the sensing area.

낮은 그라운드 매스 (Ground Mass) 의 영향들을 완화하기 Mitigate the Effects of Low Ground Mass

도 11 은 본원에서 설명되는 일 실시형태에 따른, 입력 디바이스와 그 환경 사이의 여러 커패시턴스들을 예시한다. 나타낸 바와 같이, 시스템 (1100) 은 용량성 커플링된, 입력 디바이스 (1105), 입력 오브젝트 (1110), 및 접지 (1115) 를 포함한다. 입력 디바이스 (1105) 는 용량성 감지를 수행하기 위한, 위에서 설명된 디스플레이/감지 패널 상의 감지 영역 (1120) 을 포함한다. 일 실시형태에서, 감지 영역 (1120) 과 입력 오브젝트 (1110) (CT) 사이의 커패시턴스에서의 변화를 측정함으로써, 입력 디바이스 (1105) 는 입력 오브젝트 (1110) 가 감지 영역 (1120) 에 접촉하고 있거나 또는 위에서 호버링하는지 여부를 결정할 수 있다. 일부 예들에서, 입력 디바이스 (1105) 는 입력 오브젝트 (1110) 가 상호작용하고 있는 감지 영역 (1120) 에서의 특정의 로케이션을 결정할 수도 있다.11 illustrates various capacitances between an input device and its environment, according to an embodiment described herein. As shown, the system 1100 includes an input device 1105 , an input object 1110 , and a ground 1115 , capacitively coupled. The input device 1105 includes a sensing area 1120 on the display/sensing panel described above for performing capacitive sensing. In one embodiment, by measuring the change in capacitance between the sensing area 1120 and the input object 1110 ( CT ), the input device 1105 indicates that the input object 1110 is in contact with the sensing area 1120 and or whether to hover over it. In some examples, the input device 1105 may determine a particular location in the sensing area 1120 with which the input object 1110 is interacting.

용량성 감지를 수행할 때, 그러나, 입력 디바이스 (1105) 에 의해 측정되는 결과 신호들은 또한 CT 외에, 시스템 (1100) 에서의 다른 커패시턴스들에 의해 영향을 받을 수도 있다. 예를 들어, 입력 오브젝트 (1110) 는 CBC 에 의해 표시되는 입력 디바이스 (1105) 의 섀시에 용량성 커플링될 수도 있다. 또, 입력 오브젝트 (1110) 및 입력 디바이스 (1105) 의 섀시 양쪽이 둘다 CIG 및 CBG 로 각각 표현되는 바에 따라, 일반적으로 접지 (1115) 에 용량성 커플링된다. 커패시턴스들 CBC, CBG, 및 CIG 은 본원에서 그라운드 상태들 (1125) 로서 지칭된다. 일반적으로, 입력 디바이스 (1105) 는 디바이스 (1105) 의 환경이 변함에 따라서 변하는 그라운드 상태들 (1125) 에서 커패시턴스들을 제어할 수 없다. 예를 들어, 입력 오브젝트 (1110) 와 섀시 사이의 커패시턴스 CBC 는 사용자가 입력 디바이스 (1105) 를 잡고 있는지 또는 디바이스 (1105) 가 테이블 상에 놓여 있는지 여부에 따라서 변한다. 더욱이, 사용자가 지구 상에 서있거나 또는 항공기 내에 있으면, 입력 오브젝트 (1110) 와 접지 (1115) 사이의 커패시턴스 CIG 가 변한다. 입력 디바이스 (1105) 는 그 환경에서의 입력 디바이스 (1105) 및 입력 오브젝트 (1110) 의 위치를 측정하는 어떤 메커니즘을 갖지 않을 수도 있으며, 따라서, 그라운드 상태들 (1125) 에서의 커패시턴스들이 CT 를 측정하는 입력 디바이스 (1105) 의 능력에 영향을 미치는지를 정확하게 결정할 수 없을 수도 있다.When performing capacitive sensing, however, the resulting signals measured by the input device 1105 may also be affected by other capacitances in the system 1100 other than CT. For example, the input object 1110 may be capacitively coupled to the chassis of the input device 1105 indicated by C BC . Further, both the input object 1110 and the chassis of the input device 1105 are generally capacitively coupled to ground 1115 , as both are represented by C IG and C BG , respectively. The capacitances C BC , C BG , and C IG are referred to herein as ground states 1125 . In general, the input device 1105 is unable to control the capacitances in ground states 1125 that change as the environment of the device 1105 changes. For example, the capacitance C BC between the input object 1110 and the chassis changes depending on whether the user is holding the input device 1105 or the device 1105 is lying on a table. Moreover, when the user is standing on Earth or in an aircraft, the capacitance C IG between the input object 1110 and ground 1115 changes. The input device 1105 may not have any mechanism to measure the position of the input device 1105 and the input object 1110 in its environment, so that the capacitances in ground states 1125 measure C T . may not be able to accurately determine whether it affects the ability of the input device 1105 to

감지 영역 (1120) 과 입력 오브젝트 (1110) 사이의 커패시턴스 CT 는, 일반적으로 도 11 에 도시된 가장 작은 커패시턴스이기 때문에, 그것이 제한적인 임피던스이기 때문에, 그것은 입력 오브젝트 (1105) 에서 수신되는 신호의 양을 지배한다. 그러나, 그 환경에서의 입력 디바이스 (1105) 또는 입력 오브젝트 (1110) 의 위치가 변함에 따라서 그라운드 상태들 (1125) 에서의 커패시턴스들이 감소하기 때문에, 이들 커패시턴스들은 CT 를 정확하게 모니터링하는 입력 디바이스 (1105) 의 능력을 감소시킬 수도 있다. 예를 들어, CT 와 직렬인 그라운드 상태들 (1125) 에서의 결합된 커패시턴스들이 CT 와 동일한 값 (예컨대, 1-10 pF) 을 가지면, CT 에 기인하는, 입력 디바이스에서 수신된 신호가 반분된다. 예를 들어, 입력 디바이스 (1105) 가 사용자의 무릎 위에 위치되면, 커패시턴스 CBG 는 대략 50 pF 일 수도 있으며, 따라서, 입력 디바이스 (1105) 에 의해 측정된 신호들에 적은 영향을 미칠 수도 있다. 그러나, 입력 디바이스 (1105) 가 접지 (1115) 와 접촉하는 테이블 상에 위치되면, 커패시턴스 CBG 는 대략 5 pF 일 수도 있다. 커패시턴스들 CT 및 CBG 이 이제 동일하기 때문에, CT (즉, 입력 디바이스 (1105) 가 모니터링하려고 시도하고 있는 커패시턴스) 에 기인하는 입력 디바이스 (1105) 에 의해 포착된 결과 신호들에 대한 영향이 대략 반감된다. 그라운드 상태들 (1125) 에서의 커패시턴스가 입력 디바이스 (1105) 에 의해 측정되는 결과 신호들에 대해 상당한 영향을 미치는 배열들은 본원에서 낮은 그라운드 매스 (LGM) 상태들로서 지칭된다. Since the capacitance C T between the sensing area 1120 and the input object 1110 is generally the smallest capacitance shown in FIG. 11 , it is the limiting impedance, so it is the amount of the signal received at the input object 1105 . dominate the However, since the capacitances in ground states 1125 decrease as the position of the input device 1105 or input object 1110 in the environment changes, these capacitances are the input device 1105 monitoring CT accurately. ) may reduce the ability of For example, to the combined capacitance of C T in series with the ground state of the 1125 have the same value (e.g., 1-10 pF) and C T, the signal received from the input device due to the C T is split in half For example, if the input device 1105 is positioned above the user's lap, the capacitance C BG may be approximately 50 pF, and thus may have little effect on signals measured by the input device 1105 . However, if the input device 1105 is placed on a table in contact with the ground 1115 , the capacitance C BG may be approximately 5 pF. Since the capacitances C T and C BG are now equal , the effect on the resulting signals captured by the input device 1105 due to C T (ie, the capacitance that the input device 1105 is trying to monitor) is is roughly halved. Arrangements in which the capacitance at ground conditions 1125 significantly affects the resulting signals measured by the input device 1105 are referred to herein as low ground mass (LGM) conditions.

LGM 상태가 존재하면, 입력 디바이스 (1105) 는 결과 신호들을, 그라운드 상태들 (1125) 의 커패시턴스들이 크다고 가정하는 터치 또는 호버 (hover) 이벤트를 검출하는데 사용되는 임계치들과 비교할 수도 있으며, 이 경우, 입력 디바이스 (1105) 는 터치/호버 이벤트의 낮은 용량성 변화를 검출하는데 실패할 수도 있다. LGM 상태 동안 터치/호버 이벤트들을 정확하게 검출하기 위해서, 입력 디바이스 (1105) 는 LGM 와는 독립적으로 또는 호스트 제어 모드 (예컨대, 배터리가 충전되고 있다) 에 기초하여 임계치들을 더 낮게 조정할 수 있으며; 그러나, 위에서 언급한 바와 같이, LGM 상태를 초래하는, 입력 디바이스 (1105), 입력 오브젝트 (1110), 및 접지 (115) 의 배열들을 검출하는 것은 어렵거나 또는 불가능할 수도 있다. 대신, 본원에서의 실시형태들은 위에서 설명한 바와 같이 레퍼런스 전압 레일들을 변조함으로써 (그라운드 상태들 (1125) 에서의 커패시턴스들을 포함하는) 환경의 전체 커패시턴스를 나타내는 중앙 수신기에서의 결과 신호들을 측정한다. 이 전체 커패시턴스는 감지 영역 (1120) 에서의 개개의 센서 전극들에 접속된 로컬 수신기들에 이루어진 측정치들에 서로 연관된다. 일 실시형태에서, 로컬 수신기들에 의해 포착되는 결과 신호들은 중앙 수신기에 의해 포착된 결과 신호들을 이용하여 정규화되며, 그렇게 함으로써, 로컬 커패시턴스 측정치들에 대한 그라운드 상태들 (1125) 에서의 커패시턴스들의 영향을 상쇄시킨다 (또는, 완화한다). 다른 실시형태에서, 임계치들은 로컬 수신기 측정치들과 결합된 중앙 수신기 측정치에 기초하여 추정된 LGM 을 활용하기 위해 조정된다.If an LGM state is present, the input device 1105 may compare the resulting signals to thresholds used to detect a touch or hover event assuming that the capacitances of the ground states 1125 are large, in which case: The input device 1105 may fail to detect a low capacitive change in a touch/hover event. To accurately detect touch/hover events during LGM state, input device 1105 can adjust thresholds lower independently of LGM or based on host control mode (eg, battery is charging); However, as noted above, it may be difficult or impossible to detect arrangements of input device 1105 , input object 1110 , and ground 115 that result in an LGM condition. Instead, embodiments herein measure the resulting signals at the central receiver representing the overall capacitance of the environment (including those at ground states 1125 ) by modulating the reference voltage rails as described above. This total capacitance is correlated to measurements made at local receivers connected to individual sensor electrodes in sensing area 1120 . In one embodiment, the resulting signals acquired by the local receivers are normalized using the resulting signals acquired by the central receiver, thereby reducing the effect of the capacitances at ground states 1125 on the local capacitance measurements. offset (or mitigate). In another embodiment, the thresholds are adjusted to utilize the estimated LGM based on a central receiver measurement combined with local receiver measurements.

도 12 는 본원에서 설명되는 일 실시형태에 따른, 용량성 감지를 수행하기 위한 레퍼런스 전압 레일들을 변조하는 입력 디바이스 (1200) 이다. 도 3 및 도 4 에 도시된 입력 디바이스들과 유사하게, 입력 디바이스 (1200) 는 레퍼런스 전압 변조기 (226) 를 이용하여 용량성 감지를 수행하기 위해 레퍼런스 전압 레일들 (211) 을 변조한다. 일 실시형태에서, 타이밍 제어기 (220) 는 레퍼런스 전압 레일들 (211) 이 전원 전압들 VDD 및 VGND 로부터 단락되도록 스위치들 (210, 212) 을 개방한다. 위에서 언급한 바와 같이, 전원들 전압들을 단락시키는 것은 변조 신호 (228) 가 전력을 위한 VDD 및 VGND 에 또한 의존하는 (미도시된) 입력 디바이스 (1200) 에서의 다른 구성요소들에 악영향을 미치는 것을 방지할 수도 있다.12 is an input device 1200 modulating reference voltage rails for performing capacitive sensing, in accordance with one embodiment described herein. Similar to the input devices shown in FIGS. 3 and 4 , the input device 1200 modulates the reference voltage rails 211 to perform capacitive sensing using a reference voltage modulator 226 . In one embodiment, timing controller 220 opens switches 210 , 212 such that reference voltage rails 211 are shorted from supply voltages V DD and V GND . As mentioned above, shorting the power supplies voltages adversely affects other components in the input device 1200 (not shown ) where the modulation signal 228 also depends on V DD and V GND for power. It can also prevent impact.

레퍼런스 전압 변조기 (226) 는 레퍼런스 전압 레일들 (211) 을 변조함으로써 발생된 결과 신호들을 포착하는 중앙 수신기 (1205) 를 포함한다. 즉, 변조 신호 (228) 가 활성인 동안, 중앙 수신기 (1205) 는 패널 (234) 에서의 디스플레이 전극 및/또는 센서 전극 (240, 242) 으로부터 결과 신호들을 측정한다. 일반적으로, 중앙 수신기 (1205) 가 레퍼런스 전압 레일들 (211) 에 커플링되기 때문에, 수신기 (1205) 는 전압 레일들 (211) 에 (직접적으로 또는 간접적으로) 전기적으로 커플링되는 패널 (234) 에서의 임의의 구성요소들로부터 결과 신호들을 포착할 수도 있다. 도 11 을 참조하면, 일 실시형태에서, 중앙 수신기 (1205) 에 의해 측정되는 결과 신호들은 커패시턴스 CT 뿐만 아니라, 그라운드 상태들 (1125) 에서의 커패시턴스들 - 즉, CBC, CIG, 및 CBG 에 의해 영향을 받는다. 더욱이, 중앙 수신기 (1205) 가 레퍼런스 전압 레일 (211B) 에 커플링된 것으로 도시되지만, 다른 실시형태들에서, 수신기 (1205) 는 상부 전압 레일 (211A) 또는 다른 전원들 (335) 에 커플링될 수도 있다. 게다가, 중앙 수신기 (1205) 는 제어기 (220) 상에 로케이트될 필요가 없지만, 전력 관리 제어기 (230) 와 동일한 집적회로 상에 또는 별개의 집적회로 상에 배치될 수 있다.Reference voltage modulator 226 includes a central receiver 1205 that captures the resulting signals generated by modulating reference voltage rails 211 . That is, while the modulating signal 228 is active, the central receiver 1205 measures the resulting signals from the display electrode and/or sensor electrodes 240 , 242 at the panel 234 . In general, since the central receiver 1205 is coupled to the reference voltage rails 211 , the receiver 1205 is a panel 234 that is electrically coupled (directly or indirectly) to the voltage rails 211 . The resulting signals may be captured from any components in . Referring to FIG. 11 , in one embodiment, the resulting signals measured by the central receiver 1205 include capacitance C T as well as capacitances at ground states 1125 - ie, C BC , C IG , and C . Affected by BG. Moreover, although the central receiver 1205 is shown coupled to a reference voltage rail 211B, in other embodiments, the receiver 1205 may be coupled to an upper voltage rail 211A or other power supplies 335 . may be Moreover, the central receiver 1205 need not be located on the controller 220 , but may be located on the same integrated circuit as the power management controller 230 or on a separate integrated circuit.

입력 디바이스 (1200) 는 또한 디스플레이/감지 패널 (234) 에 로케이트된 로컬 수신기들 (1210) 을 포함한다. 일 실시형태에서, 로컬 수신기들 (1210) 의 각각은 패널 (234) 에 대응하는 로컬 커패시턴스 값을 측정하기 위해 단지 센서 전극들 중 하나에만 커플링된다. 즉, 디스플레이/감지 패널 (234) 의 전체 커패시턴스에 의해 영향을 받는 중앙 수신기 (1205) 에 의해 포착되는 결과 신호들과는 달리, 로컬 수신기들 (1210) 에 의해 측정되는 결과 신호들은 패널 (234) 의 서브-부분에 대한 로컬 커패시턴스 값에 의해 영향을 받는다. 패널 (234) 의 서브-부분의 형태 및 사이즈는 로컬 수신기 (1210) 에 커플링된 센서 전극 (242) 의 형태 및 사이즈에 직접 의존할 수도 있다. 일 실시형태에서, 로컬 수신기 (1210) 는 다수의 센서 전극들 (242) 에 커플링될 수도 있다. 여하튼, 로컬 수신기들 (1210) 은 중앙 수신기 (1205) 와 유사하게 패널 (234) 에 대한 전체 커패시턴스 값을 측정하기 보다는, 단지 패널 (234) 에 의해 정의된 감지 영역의 부분에 대한 커패시턴스 값을 측정한다.Input device 1200 also includes local receivers 1210 located in display/sensing panel 234 . In one embodiment, each of the local receivers 1210 is coupled to only one of the sensor electrodes to measure a local capacitance value corresponding to the panel 234 . That is, in contrast to the result signals captured by the central receiver 1205 which are affected by the total capacitance of the display/sense panel 234 , the result signals measured by the local receivers 1210 are the sub of the panel 234 . - Affected by the local capacitance value for the part. The shape and size of the sub-portion of the panel 234 may directly depend on the shape and size of the sensor electrode 242 coupled to the local receiver 1210 . In one embodiment, the local receiver 1210 may be coupled to multiple sensor electrodes 242 . In any case, the local receivers 1210, similar to the central receiver 1205, measure the capacitance value for only the portion of the sensing area defined by panel 234, rather than measuring the total capacitance value for panel 234. do.

입력 디바이스 (1200) 가 로컬 수신기들 (1210) 에서의 결과 신호들을 측정할 때와는 상이한 (비-중첩하는) 시간 기간에서 중앙 수신기 (1205) 에서의 결과 신호들을 측정할 수도 있지만, 일 실시형태에서, 중앙 및 로컬 수신기들 (1205, 1210) 은 결과 신호들을 병렬로 측정한다 (예컨대, 동일한 로컬 수신기 (1205) 상에서, 그리고 중앙 수신기 (1210) 상에서 모두 동시에 측정한다). 달리 말하면, 변조 신호 (228) 를 이용하여 레퍼런스 전압 레일들 (211) 을 변조할 때, 중앙 수신기 (1205) 및 로컬 수신기들 (1210) 양쪽은 결과 신호들을 포착할 수 있다. 중앙 수신기 (1205) 에 의해 측정되는 결과 신호들은 모든 센서 전극들 (242) (뿐만 아니라, 디스플레이 전극들 (240) 과 같은 패널 (234) 에서의 다른 구성요소들) 에 의해 발생된 결과 신호들을 포함할 것이며, 한편 로컬 수신기 (1210) 의 각각에 의해 포착되는 결과 신호들은 센서 전극들 (242) 및/또는 그들의 임계치들 중 오직 하나, 또는 서브세트 상에서 발생된다. 또한, 사용자 입력들 및 LGM 상태들이 이들 측정치들에 대해 느리게 변한다고 가정될 수도 있다. 이와 같이, 심지어 중첩하는 시간들에서 이루어진 측정치들은 LGM 상태들을 추정하기 위해 결합될 수도 있다.Although the input device 1200 may measure the resultant signals at the central receiver 1205 in a different (non-overlapping) time period than when the input device 1200 measures the resultant signals at the local receivers 1210 , one embodiment In , the central and local receivers 1205 , 1210 measure the resulting signals in parallel (eg, measure both on the same local receiver 1205 and on the central receiver 1210 simultaneously). In other words, when modulating the reference voltage rails 211 using the modulating signal 228 , both the central receiver 1205 and the local receivers 1210 can capture the resulting signals. The result signals measured by the central receiver 1205 include the result signals generated by all the sensor electrodes 242 (as well as other components in the panel 234 , such as the display electrodes 240 ). while the resulting signals captured by each of the local receiver 1210 are generated on only one, or a subset of, the sensor electrodes 242 and/or their thresholds. It may also be assumed that user inputs and LGM states change slowly for these measurements. As such, measurements made even at overlapping times may be combined to estimate LGM states.

중앙 및 로컬 수신기들 (1205, 1210) 에 의해 측정된 결과 신호들이 상이하더라도, 측정 값들은 도 11 에 도시된 그라운드 상태들 (1125) 에서의 커패시턴스들에 의해 동등하게 영향을 받는다. 즉, 전체 커패시턴스를 측정할 때 그리고 로컬 커패시턴스들을 측정할 때 입력 오브젝트 (1110) 및 접지 (1115) 에 대한 입력 디바이스 (1105) 의 배열에서의 어떤 변화들도 없다고 가정하면, 이들 측정치들에 대한 그라운드 상태들 (1125) 은 본질적으로 동일하다. 이 관계에 기초하여, 도 12 에서의 입력 디바이스 (1200) 는, 로컬 수신기들 (1210) 상에서 수신된 결과 신호들을 정규화하여 로컬 커패시턴스 측정치들에 관한 그라운드 상태들의 영향을 완화하거나 또는 제거하기 위해, 중앙 수신기 (1205) 에서 수신된 결과 신호들에 의해 표시된 전체 커패시턴스를 이용할 수 있다.Although the resulting signals measured by the central and local receivers 1205 , 1210 are different, the measured values are equally affected by the capacitances at ground states 1125 shown in FIG. 11 . That is, assuming that there are no changes in the arrangement of the input device 1105 with respect to the input object 1110 and ground 1115 when measuring the total capacitance and when measuring the local capacitances, the ground for these measurements is States 1125 are essentially the same. Based on this relationship, the input device 1200 in FIG. 12 normalizes the resulting signals received on the local receivers 1210 to mitigate or eliminate the effect of ground conditions on local capacitance measurements. The total capacitance indicated by the resulting signals received at the receiver 1205 is available.

도 13 은 본원에서 설명되는 일 실시형태에 따른, LGM 상태의 영향들을 완화시키는 방법 (1300) 에 대한 플로우 차트이다. 블록 (1305) 에서, 타이밍 제어기는, 선택적으로 단락시키거나 또는 유도성 커플링과 같은 간접 커플링 기법을 이용함으로써 DC 전력 소스 (즉, 전원 전압들 VDD 및 VGND) 로부터 레퍼런스 전압 레일들을 전기적으로 분리한다. 도 12 를 참조하면, 타이밍 제어기 (220) 는 스위치들 (210, 212) 을 비활성화하여 DC 전원으로부터 레퍼런스 전압 레일들 (211) 을 단락시키기 위해 게이트 전압들을 이용한다.13 is a flow chart for a method 1300 of mitigating the effects of an LGM condition, in accordance with one embodiment described herein. At block 1305 , the timing controller electrically connects the reference voltage rails from the DC power source (ie, supply voltages V DD and V GND ) to the DC power source (ie, supply voltages V DD and V GND ) by selectively shorting or using an indirect coupling technique such as inductive coupling. separated by Referring to FIG. 12 , the timing controller 220 uses the gate voltages to deactivate the switches 210 , 212 to short the reference voltage rails 211 from the DC power supply.

블록 (1310) 에서, 레퍼런스 전압 변조기는 레퍼런스 전압 레일들 중 적어도 하나를 변조하는 신호를 발생시킨다. 일 실시형태에서, 변조는 섀시 그라운드 (예컨대, VGND) 에 대해 수행된다. 따라서, 레퍼런스 전압 레일들에 접속되지 않은 입력 디바이스에서의 구성요소들의 관점으로, 변조된 레퍼런스 전압 레일에 접속된 구성 요소들이 변조하고 있다. 그러나, 레퍼런스 전압 레일에 접속된 구성요소들의 관점으로, 입력 디바이스에서의 다른 구성요소들 뿐만 아니라, 입력 오브젝트가 변조하고 있는 것으로 보인다.At block 1310 , the reference voltage modulator generates a signal that modulates at least one of the reference voltage rails. In one embodiment, the modulation is performed relative to chassis ground (eg, V GND ). Thus, in terms of components in the input device that are not connected to the reference voltage rails, the components connected to the modulated reference voltage rail are modulating. However, from the perspective of the components connected to the reference voltage rail, it appears that the input object is modulating, as well as other components in the input device.

블록 (1315) 에서, 중앙 수신기는 복수의 센서 전극들로부터 결과 신호들을 포착한다. 센서 전극들이 디스플레이/감지 패널에 대한 감지 영역을 설정할 수도 있기 때문에, 센서 전극들로부터 결과 신호들을 포착함으로써, 중앙 수신기는 블록 (1320) 에서, 결과 신호들로부터 패널에 대한 일반 용량성 측정치를 유도할 수 있다. 일 실시형태에서, 일반 용량성 측정치는 결과 신호들에 의해 초래되는 입력 디바이스에서의 전류일 수도 있다. 대안적으로, 일반 용량성 측정치는 중앙 수신기에서의 ADC 를 이용하여 결과 신호들로부터 유도된 디지털 신호일 수도 있다. 일 실시형태에서, 일반 용량성 측정치는 디스플레이/감지 패널에서의 모든 센서 전극들 상에서 발생된 결과 신호들에 의해 초래되며, 패널의 전체 커패시턴스를 나타낸다. 더욱이, 중앙 수신기는 패널에서의 디스플레이 전극들 및 다른 회로로부터 결과 신호들을 포착하여, 일반 용량성 측정치를 유도할 수도 있다. 도 14 는 일반 용량성 측정치가 중앙 수신기에 의해 측정될 수 있는 예시적인 시스템을 예시한다.At block 1315 , the central receiver acquires the resulting signals from the plurality of sensor electrodes. Since the sensor electrodes may establish a sensing area for the display/sensing panel, by capturing the resulting signals from the sensor electrodes, the central receiver can derive a general capacitive measurement for the panel from the resulting signals, at block 1320 . can In an embodiment, the general capacitive measurement may be the current in the input device caused by the resulting signals. Alternatively, the general capacitive measurement may be a digital signal derived from the resulting signals using an ADC at the central receiver. In one embodiment, the general capacitive measurement is caused by the resulting signals generated on all sensor electrodes in the display/sensing panel and represents the total capacitance of the panel. Moreover, the central receiver may capture the resulting signals from the display electrodes and other circuitry in the panel, deriving a general capacitive measurement. 14 illustrates an example system in which a general capacitive measurement may be measured by a central receiver.

도 14 는 본원에서 설명되는 일 실시형태에 따른, 입력 디바이스 (1105) 와 환경 (1405) 사이의 여러 커패시턴스들을 예시한다. 일 실시형태에서, 환경 (1405) 은 입력 디바이스 (1105) 에 근접한 둘러싸는 영역을 포함한다. 예를 들어, 환경 (1405) 은 입력 디바이스 (1105) 가 접촉하는 오브젝트들, 예컨대, 디바이스 (1105) 가 안착하고 있는 테이블 또는 디바이스 (1105) 를 잡고 있는 사용자의 손 뿐만 아니라, 입력 오브젝트 (1110) 와 같은, 입력 디바이스 (1105) 에 용량성 커플링되지만 디바이스 (1105) 에 접촉하지 않을 수도 있는 오브젝트들, 예컨대, 손가락 또는 스타일러스를 포함할 수도 있다. 일 실시형태에서, 환경 (1405) 은 접지를 포함할 수도 있다.14 illustrates various capacitances between an input device 1105 and an environment 1405 , in accordance with one embodiment described herein. In one embodiment, the environment 1405 includes an enclosing area proximate to the input device 1105 . For example, the environment 1405 may include objects with which the input device 1105 is in contact, such as a table on which the device 1105 rests or a user's hand holding the device 1105 as well as the input object 1110 . may include objects that are capacitively coupled to the input device 1105 but may not contact the device 1105 , such as a finger or a stylus, such as In one embodiment, the environment 1405 may include a ground.

도 14 에 나타낸 바와 같이, 입력 디바이스 (1105) 에서의 상이한 구성요소들은 환경 (1405) 에서의 오브젝트들에 용량성 커플링된다. 예를 들어, 환경은 후면 플레이트 섀시 (1410) (예컨대, C1) 및 디스플레이/감지 패널 (234) (C2) 에 용량성 커플링된다. 이들 커패시턴스들의 값은 환경에서의 입력 디바이스 (1105) 의 로케이션 뿐만 아니라 환경의 상태들 (예컨대, 습도) 에 따라서 변할 수도 있다. 예를 들어, C1 및 C2 의 값들은 사용자에 의해 소지되고 있을 때에 대비하여 입력 디바이스 (1105) 가 테이블 상에 안착하고 있을 때 변할 수도 있다. 커패시턴스들 C1 및 C2 은 입력 디바이스 (1105) 의 그라운딩 상태들 (grounding conditions) 을 적어도 부분적으로 정의할 수도 있다. 위에서 설명한 바와 같이, 이들 커패시턴스들이 입력 오브젝트 (1110) 와 전류 컨베이어 (1420) 사이의 커패시턴스 CT 와 유사한 값들을 가지면, LGM 상태가 발생할 수 있다.As shown in FIG. 14 , different components in the input device 1105 are capacitively coupled to objects in the environment 1405 . For example, the environment is capacitively coupled to the back plate chassis 1410 (eg, C 1 ) and the display/sensing panel 234 (C 2 ). The value of these capacitances may vary depending on the location of the input device 1105 in the environment as well as conditions of the environment (eg, humidity). For example, the values of C 1 and C 2 may change when the input device 1105 is seated on a table versus when being carried by a user. The capacitances C 1 and C 2 may define, at least in part, grounding conditions of the input device 1105 . As described above, if these capacitances have similar values to the capacitance C T between the input object 1110 and the current conveyor 1420 , an LGM condition may occur.

환경 (1405) 과 입력 오브젝트 (1110) 사이의 커패시턴스 C3 는 또한 입력 디바이스 (1105) 의 그라운드 상태들에 영향을 미칠 수 있다. 커패시턴스 C3 는 접지에 대한 입력 오브젝트들 로케이션에 따라서 변할 수도 있다. 예를 들어, C3 의 값은 (입력 오브젝트 (1110) 를 잡고 있는) 사용자가 지구 상에 직접 서 있는 대신, 절연 표면 상에 서 있을 때 더 작을 수도 있다. 커패시턴스들 C1 및 C2 과 유사하게, 입력 오브젝트 (1110) 및 환경 (1405) 에서의 오브젝트들의 상대적인 로케이션들은 커패시턴스 C3 를 변경시켜 CT 를 측정하는 입력 디바이스 (1105) 의 능력에 부정적인 영향을 미칠 수도 있는 LGM 상태를 야기할 수 있다. The capacitance C 3 between the environment 1405 and the input object 1110 can also affect the ground states of the input device 1105 . The capacitance C 3 may vary depending on the input objects location with respect to ground. For example, the value of C 3 may be smaller when the user (who is holding the input object 1110 ) is standing on an insulating surface instead of standing directly on the earth. Similar to capacitances C 1 and C 2 , the relative locations of input object 1110 and objects in environment 1405 change capacitance C 3 to negatively affect the ability of input device 1105 to measure C T . It can lead to an LGM condition that can be crazy.

도 14 는 또한 (섀시 그라운드에 커플링될 수도 있는) 후면 플레이트 섀시 (1410) 와 입력 디바이스 (1105) 에 대한 그라운드 상태의 일부일 수도 있는 입력 오브젝트 사이의 커패시턴스 CHC 를 포함한다. 예를 들어, 입력 디바이스 (1105) 가 랩탑이고 입력 오브젝트 (1110) 가 사용자이면, 커패시턴스 CHC 는 입력 디바이스 (1105) 가 사용자의 무릎 상에 또는 테이블 상에 안착하고 있는지 여부에 따라서 변할 수도 있다. 더욱이, 도 14 는 입력 오브젝트 (1110) 와 디스플레이/감지 패널 (234) 사이의 커플링 커패시턴스 CP 를 포함한다. 전류 컨베이어 (1420) (및 컨베이어 (1420) 에 커플링된 대응하는 센서 전극) 에 용량성 커플링되는 것에 더해서, 입력 오브젝트 (1110) 는 디스플레이 전극들, 다른 센서 전극들, 소스 드라이버들, 게이트 라인 선택 로직 등과 같은, 패널 (234) 에서의 다른 구성요소들에 커플링될 수도 있다. 일 실시형태에서, 커패시턴스 CP 는 입력 오브젝트 (1110) 와 패널 (234) 에서의 여러 구성요소들 사이의 전체 커패시턴스를 나타낸다.14 also includes a capacitance C HC between the back plate chassis 1410 (which may be coupled to chassis ground) and an input object that may be part of a ground state for the input device 1105 . For example, if the input device 1105 is a laptop and the input object 1110 is a user, the capacitance C HC may change depending on whether the input device 1105 is seated on the user's lap or on a table. Moreover, FIG. 14 includes a coupling capacitance C P between the input object 1110 and the display/sensing panel 234 . In addition to being capacitively coupled to the current conveyor 1420 (and a corresponding sensor electrode coupled to the conveyor 1420 ), the input object 1110 includes display electrodes, other sensor electrodes, source drivers, gate line It may be coupled to other components in panel 234 , such as selection logic and the like. In one embodiment, the capacitance C P represents the total capacitance between the input object 1110 and the various components in the panel 234 .

중앙 수신기 (1205) 는 이 실시형태에서, 디스플레이/감지 패널 (234) 에서의 디스플레이 전극 및/또는 센서 전극 (뿐만 아니라 다른 회로) 로부터 결과 신호들을 포착하는 적분기로서 예시된다. 포착된 신호들은 도 14 에서의 여러 커패시턴스들에 의해 영향을 받으며, 그 결과, 레퍼런스 전압 레일들을 변조할 때 포착된 신호들을 프로세싱함으로써, 중앙 수신기는 도 13 의 블록 (1320) 에서 설명한 일반 용량성 감지 측정치를 유도할 수 있다. 도시되지는 않았지만, 중앙 수신기 (1205) 는 포착된 신호들을 프로세싱하여 일반 용량성 감지 측정치를 유도하기 위해, 복조기, 필터, 버퍼, 및/또는 ADC 를 포함할 수도 있다. 전류 컨베이어 (1420) 및 중앙 수신기 적분기 (1205) 가 앞에서 설명한 적분기 (500) 및 적분기 (900) 와 유사한 목적으로 기능한다는 점에 유의한다. 또한, 1205 가 커패시턴스 CFB 를 통합하기 위한 리셋 스위치로 도시되지만, 그것은 마치 적분기들 (500, 900) 이 이산 시간 감지를 위해 리셋 스위치를 통합할 수도 있는 것처럼, 연속적인 시간 감지를 위해 저항기 (520) 와 같은 저역 통과 필터 저항을 대신 통합할 수도 있다. 또한, 전류 컨베이어 (1420) 가 또한 적분기 (1205) 의 전압 기준으로의 용량성 감지 전류의 레벨 시프팅을 수행하여 적분기 (1205) 의 효과적인 동적 범위를 증가시키는데 사용될 수도 있다는 점에 유의한다. 유사한 전류 컨베이어가 또한 동일한 기능들을 수행하기 위해 적분기들 (500, 900) 에 포함될 수도 있다. 대안적으로, 적분기 (1205) 의 동적 범위가 충분한 경우, 전류 컨베이어 (1420) 는 불필요할 수도 있다. (예컨대, 분리된 로컬 수신기 서플라이들 (supplies) 을 통한) 디스플레이/감지 패널 (234) 및 입력 오브젝트로부터의 전류들은 적분기 (1205) 로, 그의 기준 VREF 가 변조되는 동안, 직접 라우팅될 수도 있다.The central receiver 1205 is illustrated in this embodiment as an integrator that captures the resulting signals from the display electrode and/or sensor electrode (as well as other circuitry) in the display/sensing panel 234 . The acquired signals are affected by the various capacitances in FIG. 14 , and as a result, by processing the acquired signals when modulating the reference voltage rails, the central receiver provides the general capacitive sensing described in block 1320 of FIG. 13 . measurements can be derived. Although not shown, the central receiver 1205 may include a demodulator, filter, buffer, and/or ADC to process the acquired signals to derive a general capacitive sensing measurement. Note that current conveyor 1420 and central receiver integrator 1205 serve a similar purpose as integrator 500 and integrator 900 described above. Also, although 1205 is shown as a reset switch to incorporate a capacitance C FB , it is the resistor 520 for continuous time sensing, just as integrators 500 , 900 may incorporate a reset switch for discrete time sensing. ) may incorporate a low-pass filter resistor such as It is also noted that the current conveyor 1420 may also be used to increase the effective dynamic range of the integrator 1205 by performing level shifting of the capacitive sense current to the voltage reference of the integrator 1205 . A similar current conveyor may also be included in integrators 500 , 900 to perform the same functions. Alternatively, if the dynamic range of the integrator 1205 is sufficient, the current conveyor 1420 may be unnecessary. Currents from the display/sense panel 234 and the input object (eg, via separate local receiver supplies) may be routed directly to the integrator 1205 , while its reference V REF is being modulated.

결과 신호들을 포착할 때 적분기 (1205) 의 출력 전압 (VOUT) 은 다음과 같이 표현될 수도 있다: The output voltage (V OUT ) of the integrator 1205 when acquiring the resulting signals may be expressed as:

Figure pat00001
(1)
Figure pat00001
(One)

커패시턴스 CB 는 백그라운드 커패시턴스를 나타내며, 여기서, CT = CF + CB 이다. 전력 변조 서플라이 (VMOD) 를 통한 디스플레이/감지 패널 (234) 로부터 후면 플레이트 섀시 (1410) 로의 전류는 다음과 같이 표현될 수 있다:The capacitance CB represents the background capacitance, where C T = C F + C B . The current from the display/sensing panel 234 to the back plate chassis 1410 via the power modulation supply (V MOD ) can be expressed as:

Figure pat00002
(2)
Figure pat00002
(2)

도 13 으로 되돌아가서, 블록 (1325) 에서, 입력 디바이스는 센서 전극들의 각각으로부터 로컬 용량성 감지 측정치를 결정한다. 즉, 중앙 수신기와 유사하게 다수의 전극들 (예컨대, 센서 전극들의 그룹 또는 디스플레이 및 센서 전극들 양쪽) 로부터 결과 신호들을 포착하는 대신, 입력 디바이스는 각각의 로컬 수신기를 이용하여, 하나의 센서 전극으로부터 결과 신호들을 포착할 수도 있다. 결과 신호들을 프로세싱함으로써, 로컬 수신기들은 로컬 수신기가 커플링되는 센서 전극을 포함하는 감지 영역의 일부에 대한 로컬라이즈된 커패시턴스 값을 나타내는 로컬 용량성 감지 측정치를 각각 결정할 수 있다. 따라서, 중앙 수신기에 의해 유도되는 일반 용량성 감지 측정치와는 달리, 로컬 용량성 감지 측정치들은 디스플레이/감지 패널에서의 감지 영역의 서브-부분에 대한 커패시턴스를 나타낼 수도 있다. 그러나, 일반 커패시턴스 측정치와 로컬 커패시턴스 측정치 사이의 이 차이에도 불구하고, 이들 측정치들 양쪽은 입력 디바이스의 그라운드 상태들에 의해 동등하게 영향을 받을 수도 있다. 즉, 도 14 를 참조하면, 커패시턴스들 C1, C2, C3, CHC 및 CP 은 로컬 및 일반 커패시턴스 측정치들에 관해 동일한 영향을 미칠 수도 있다. 따라서, 커패시턴스들 C1, C2, C3, CHC 및 CP 의 값들이 변하면, 로컬 및 일반 커패시턴스 측정치들은 대응하는 방식으로 변한다.13 , at block 1325 , the input device determines a local capacitive sensing measurement from each of the sensor electrodes. That is, instead of capturing result signals from multiple electrodes (eg, a group of sensor electrodes or both the display and sensor electrodes) similar to a central receiver, the input device uses each local receiver, The resulting signals may be captured. By processing the resulting signals, the local receivers can each determine a local capacitive sensing measurement representative of a localized capacitance value for the portion of the sensing region that includes the sensor electrode to which the local receiver is coupled. Thus, unlike normal capacitive sensing measurements derived by the central receiver, local capacitive sensing measurements may represent capacitance for a sub-portion of the sensing area in the display/sensing panel. However, notwithstanding this difference between the general capacitance measurement and the local capacitance measurement, both of these measurements may be equally affected by the ground conditions of the input device. That is, referring to FIG. 14 , the capacitances C 1 , C 2 , C 3 , C HC and C P may have the same effect with respect to local and general capacitance measurements. Thus, if the values of the capacitances C 1 , C 2 , C 3 , C HC and C P change, the local and general capacitance measurements change in a corresponding manner.

일 실시형태에서, 로컬 수신기들은 결과 신호들을 포착하는 중앙 수신기와 병렬로 결과 신호들을 포착할 수도 있다. 달리 말하면, 입력 디바이스가 레퍼런스 전압 레일을 변조하는 동안, 로컬 및 중앙 수신기들 양자가 결과 신호들을 측정한다. 더욱이, 로컬 및 중앙 수신기들은 또한 로컬 및 일반 용량성 감지 측정치들을 유도하기 위해 결과 신호들을 병렬로 프로세싱할 수도 있으며, 그러나 이것은 요건은 아니다. 결과 신호들을 로컬 및 일반 수신기들 상에서 동시에 포착하는 하나의 이점은 그라운드 상태들이 동일하다 (예컨대, 동시에 측정된다) 점이다. 결과 신호들이 상이한 시간들에서 포착되었으면, 그의 환경에서의 입력 디바이스의 로케이션이 변경될 수도 있으며, 이에 의해 그라운드 상태들을 변경시킬 수도 있다. 아래에서 설명하는 바와 같이, 그라운드 상태들이 일반 및 로컬 수신기들 양쪽에서 결과 신호들을 포착할 때 동일하면, 신호들을 상관시킴으로써, 입력 디바이스는 로컬 용량성 측정치들로부터 그라운드 상태들의 영향을 제거할 수 있다. 그러나, 심지어 로컬 및 중앙 수신기들이 결과 신호들을 병렬로 포착하지 않더라도, 로컬 수신기 및 중앙 수신기가 결과 신호들을 측정할 때 사이의 그라운드 상태들에서의 (용량성 측정치들이 취해진 레이트에 대한) 임의의 느린 변하는 변화는 작을 수도 있으며, 따라서, 여전히 입력 디바이스가 신호들을 상관시켜, 그라운드 상태들의 영향들을 완화하거나 또는 제거하도록 허용한다.In an embodiment, local receivers may acquire result signals in parallel with a central receiver that acquires the result signals. In other words, both local and central receivers measure the resulting signals while the input device modulates the reference voltage rail. Moreover, local and central receivers may also process the resulting signals in parallel to derive local and general capacitive sensing measurements, although this is not a requirement. One advantage of simultaneously acquiring the resulting signals on local and general receivers is that the ground conditions are the same (eg, measured simultaneously). If the resulting signals were acquired at different times, the location of the input device in its environment may change, thereby changing ground conditions. As discussed below, if the ground conditions are the same when acquiring the resulting signals at both the normal and local receivers, by correlating the signals, the input device can remove the effect of ground conditions from the local capacitive measurements. However, even if the local and central receivers do not acquire the resulting signals in parallel, any slow varying (relative to the rate at which the capacitive measurements were taken) in ground conditions between when the local and central receivers measure the resulting signals. The change may be small, thus still allowing the input device to correlate the signals to mitigate or eliminate the effects of ground conditions.

도 14 에서의 회로도를 예로서 이용하여, 전류 컨베이어 (1420) 에서 CT 를 통해 터치를 검출하기 위해 측정되는 전류는 다음과 같이 나타낼 수도 있다:Using the circuit diagram in FIG. 14 as an example, the current measured to detect a touch through CT at current conveyor 1420 may be represented as follows:

Figure pat00003
(3)
Figure pat00003
(3)

디스플레이/감지 패널 (234) 과 후면 플레이트 섀시 (1410) 사이의 방정식 2 에서의 전류 I1 는 방정식 3 에서의 전류 I2 와 강하게 상관된다. 예를 들어, 이들 전류들의 각각은 커패시턴스들 CHP 및 C1 에 의존한다. 환경 (1405) 에서의 입력 디바이스 (1105) 의 배열이 변함에 따라, 커패시턴스들 CHP 및 C1 은 LGM 상태를 초래할 수도 있다. The current I 1 in Equation 2 between the display/sensing panel 234 and the back plate chassis 1410 is strongly correlated with the current I 2 in Equation 3 . For example, each of these currents depends on the capacitances C HP and C 1 . As the arrangement of the input device 1105 in the environment 1405 changes, the capacitances C HP and C 1 may result in an LGM state.

도 13 으로 되돌아가서, 블록 (1330) 에서, 입력 디바이스는 그라운드 상태들이 로컬 수신기들에 의해 포착된 결과 신호들에 미치는 영향을 중앙 수신기에 의해 포착된 결과 신호들을 이용하여 완화시킨다. 일 실시형태에서, 중앙 수신기에 의해 측정된 결과 신호들 (또는, 그로부터 유도된 일반 용량성 측정치) 이 로컬 수신기에 의해 포착된 결과 신호들 (또는, 그로부터 유도된 로컬 용량성 측정치) 를 정규화하는데 사용된다. 예를 들어, 방정식 3 에서의 전류 I2 (예컨대, 로컬 용량성 감지 측정치) 는 방정식 2 에서의 전류 I1 (예컨대, 일반 용량성 감지 측정치) 에 의해 나눔으로써 정규화될 수 있다.Returning to FIG. 13 , at block 1330 , the input device uses the resulting signals acquired by the central receiver to mitigate the effect of ground conditions on the resulting signals acquired by the local receivers. In one embodiment, the resulting signals measured by the central receiver (or a general capacitive measurement derived therefrom) are used to normalize the resulting signals captured by the local receiver (or a local capacitive measurement derived therefrom). do. For example, the current I 2 in equation 3 (eg, a local capacitive sensing measurement) can be normalized by dividing by the current I 1 in equation 2 (eg, a general capacitive sensing measurement).

Figure pat00004
(4)
Figure pat00004
(4)

방정식 4 에 나타낸 정규화된 전류는 커패시턴스들 CHC 및 C1 에 강하게 상관되지 않는 정규화된 전류를 초래하는 전류들 I1 및 I2 에서의 의존성들에 비해, 그라운드 상태들을 형성하는 커패시턴스들에 대해 더 작은 의존성을 갖는다. 달리 말하면, 커패시턴스들 CHC 및 C1 의 값들에서의 변화들은 비-정규화된 전류들 I1 및 I2 에서의 변화들과 비교할 때 정규화된 전류에 대해 작은 변화들 (또는, 어떤 변화 없음) 을 초래할 수도 있다.The normalized current shown in Equation 4 is more for the capacitances forming the ground states, compared to the dependencies in the currents I 1 and I 2 , which result in a normalized current that is not strongly correlated to the capacitances C HC and C 1 . It has a small dependency. In other words, changes in the values of the capacitances C HC and C 1 cause small changes (or no change) to the normalized current when compared to the changes in the non-normalized currents I 1 and I 2 . may cause

도 15 는 본원에서 설명되는 일 실시형태에 따른, LGM 상태의 영향들을 완화시키는 결과들을 예시하는 차트 (1500) 이다. 구체적으로 설명하면, 상부 플롯 (1505) 은 중앙 수신기에 의해 포착된 결과 신호들을 이용하여 정규화되어진 정정된 로컬 수신기 신호를 예시하며, 한편 하부 플롯 (1510) 은 미정정된 신호를 예시한다. 나타낸 바와 같이, 상부 플롯 (1505) 은 하부 플롯 (1510) 보다, 입력 오브젝트 (1110) 와 후면 플레이트 섀시 (1410) 사이의 용량성 커플링 (즉, CHC) 및 후면 플레이트 섀시 (1410) 와 환경 (1405) 사이의 용량성 커플링 (즉, C1) 에서의 변화들에 덜 민감하다. 따라서, 그라운드 상태 커패시턴스들 CHC 및 C1 의 값들에서의 변화들은, 플롯 (1510) 에서의 미-정규화된 용량성 감지 신호들보다, 플롯 (1505) 에서의 정규화된 용량성 감지 신호들에 대해 더 적은 영향을 미친다.15 is a chart 1500 illustrating results of mitigating the effects of an LGM condition, according to one embodiment described herein. Specifically, the upper plot 1505 illustrates the corrected local receiver signal normalized using the resulting signals captured by the central receiver, while the lower plot 1510 illustrates the uncorrected signal. As shown, the upper plot 1505 shows the capacitive coupling between the input object 1110 and the back plate chassis 1410 (ie, C HC ) and the back plate chassis 1410 and environment than the lower plot 1510 . It is less sensitive to changes in the capacitive coupling between (1405) (ie, C 1 ). Accordingly, changes in the values of the ground state capacitances C HC and C 1 are greater for the normalized capacitive sense signals in plot 1505 than the unnormalized capacitive sense signals in plot 1510 . less impact

로컬 용량성 감지 측정치를 일반 용량성 감지 측정치를 이용하여 정규화하는 다른 이점은 정규화된 신호들이 VMOD 에 의존하지 않는다는 점이다. 따라서, 레퍼런스 전압 레일들을 변조하는데 사용되는 전압에 커플링되는 임의의 잡음이 상쇄된다. 심지어 또한, 로컬 및 일반 용량성 측정치들을 정규화하는 것은 또한 그라운드 상태들을 초래하는 오브젝트들에 의해 도입되는 잡음을 완화시킬 수도 있다. 예를 들어, 도 14 를 참조하면, 커플링 커패시턴스 C1, C2, C3, CHC 및 CP 를 통해서 입력 디바이스 (1105) 에 도입되는 임의의 잡음이 로컬 및 중앙 수신기들에 의해 포착되는 결과 신호들을 상관함으로써 상쇄될 수도 있다. 따라서, 입력 디바이스를 외부 오브젝트들에 커플링하는 그라운드 상태 커패시턴스들에 의해 도입되는 임의의 잡음 신호가 제거될 수 있다.Another advantage of normalizing the local capacitive sensing measurement using the general capacitive sensing measurement is that the normalized signals do not depend on V MOD . Thus, any noise coupled to the voltage used to modulate the reference voltage rails is canceled. Even further, normalizing local and general capacitive measurements may also mitigate noise introduced by objects that result in ground conditions. For example, referring to FIG. 14 , any noise introduced to the input device 1105 through the coupling capacitances C 1 , C 2 , C 3 , C HC and C P is captured by the local and central receivers. It may be canceled by correlating the resulting signals. Thus, any noise signal introduced by ground state capacitances coupling the input device to external objects can be eliminated.

예시적인 구현예들의 제 1 그룹은 다음과 같이 설명될 수도 있다: A first group of example implementations may be described as follows:

제 1 예에서, 입력 디바이스는, In a first example, the input device comprises:

복수의 센서 전극들; 및 a plurality of sensor electrodes; and

프로세싱 시스템을 포함하며, 상기 프로세싱 시스템은 A processing system, comprising:

용량성 감지를 위해 복수의 센서 전극들을 동작하도록 구성된 센서 모듈, a sensor module configured to operate a plurality of sensor electrodes for capacitive sensing;

프로세싱 시스템의 레퍼런스 전압 레일들을 변조하도록 구성된 레퍼런스 전압 변조기, 및 a reference voltage modulator configured to modulate reference voltage rails of the processing system, and

레퍼런스 전압 레일들을 변조하는 동안 입력 오브젝트를 검출하기 위해 센서 전극들로부터 결과 신호들을 동시에 포착하도록 구성된 수신기를 포함한다.and a receiver configured to simultaneously acquire resultant signals from the sensor electrodes to detect an input object while modulating the reference voltage rails.

예 1 의 입력 디바이스의 제 2 예에서, 각각의 센서 전극은 디스플레이 디바이스의 적어도 하나의 공통 전극을 포함한다.In a second example of the input device of Example 1, each sensor electrode comprises at least one common electrode of a display device.

예 2 의 입력 디바이스의 제 3 예에서, 복수의 센서 전극들은 동일한 층 상의 센서 전극들의 매트릭스로서 배치된다.In a third example of the input device of Example 2, the plurality of sensor electrodes are disposed as a matrix of sensor electrodes on the same layer.

예 3 의 입력 디바이스의 제 4 예에서, 적어도 하나의 그리드 전극은 동일한 층에서의 센서 전극들 중 적어도 2개 사이에 배치된다.In a fourth example of the input device of Example 3, the at least one grid electrode is disposed between at least two of the sensor electrodes in the same layer.

예 2 의 입력 디바이스의 제 5 예에서, 입력 디바이스는 복수의 수신기 전극들을 더 포함하며, 여기서, 복수의 센서 전극들은 복수의 송신기 전극들을 포함한다.In a fifth example of the input device of Example 2, the input device further includes a plurality of receiver electrodes, wherein the plurality of sensor electrodes include a plurality of transmitter electrodes.

예 1 의 입력 디바이스의 제 6 예에서, 입력 디바이스는 디스플레이를 더 포함하며, 여기서, 센서 전극들은 디스플레이 외부에 있다.In a sixth example of the input device of Example 1, the input device further comprises a display, wherein the sensor electrodes are external to the display.

예 1 의 입력 디바이스의 제 7 예에서, 센서 모듈은 집적회로 내에 배치되며, 여기서 레퍼런스 전압 변조기의 적어도 일부분은 집적회로 외부에 있다.In a seventh example of the input device of Example 1, the sensor module is disposed within an integrated circuit, wherein at least a portion of the reference voltage modulator is external to the integrated circuit.

예 1 의 입력 디바이스의 제 8 예에서, 프로세싱 시스템은 디스플레이 스크린에서의 픽셀들을 업데이트하도록 구성된 디스플레이 모듈을 더 포함하며, 여기서, 디스플레이 모듈은 제 1 집적회로 내에 배치되고 센서 모듈의 적어도 일부분은 제 2 집적회로 내에 배치되며, 레퍼런스 전압 변조기의 적어도 일부분은 제 1 및 제 2 집적회로들 외부에 배치된다.In an eighth example of the input device of Example 1, the processing system further comprises a display module configured to update pixels in the display screen, wherein the display module is disposed in the first integrated circuit and wherein at least a portion of the sensor module is configured to disposed within the integrated circuit, wherein at least a portion of the reference voltage modulator is disposed outside the first and second integrated circuits.

예 1 의 입력 디바이스의 제 9 예에서, 프로세싱 시스템은 디스플레이 스크린에서의 픽셀들을 업데이트하도록 구성된 디스플레이 모듈을 더 포함하며, 여기서, 디스플레이 모듈은 제 1 집적회로 내에 배치되며 센서 모듈 및 레퍼런스 전압 변조기의 적어도 일부분은 제 2 집적회로 내에 배치된다.In a ninth example of the input device of Example 1, the processing system further comprises a display module configured to update pixels in the display screen, wherein the display module is disposed in the first integrated circuit and includes at least one of the sensor module and the reference voltage modulator. A portion is disposed within the second integrated circuit.

예 1 의 입력 디바이스의 제 10 예에서, 프로세싱 시스템은 디스플레이 스크린에서의 픽셀들을 업데이트하도록 구성된 디스플레이 모듈을 더 포함하며, 여기서, 디스플레이 모듈은 집적회로 내에 배치되며 레퍼런스 전압 변조기의 적어도 일부분은 집적회로 외부에 있다.In a tenth example of the input device of Example 1, the processing system further comprises a display module configured to update pixels in the display screen, wherein the display module is disposed within the integrated circuit and wherein at least a portion of the reference voltage modulator is external to the integrated circuit. is in

예 1 의 입력 디바이스의 제 11 예에서, 프로세싱 시스템은, In an eleventh example of the input device of Example 1, the processing system comprises:

디스플레이 스크린에서의 픽셀들을 업데이트하도록 구성되며, 타이밍 제어기로서 구성되며 제 1 집적회로 내에 배치되는 디스플레이 모듈; 및a display module configured to update pixels in the display screen, the display module configured as a timing controller and disposed within the first integrated circuit; and

디스플레이 모듈로부터 수신된 신호들에 기초하여 픽셀들을 업데이트하도록 구성된 소스 드라이버를 더 포함하며, 여기서, 소스 드라이버 및 센서 모듈은 제 2 집적회로 내에 배치되며, 레퍼런스 전압 변조기의 적어도 일부분은 제 1 및 제 2 집적회로들 외부에 배치된다.further comprising a source driver configured to update pixels based on signals received from the display module, wherein the source driver and the sensor module are disposed in a second integrated circuit, wherein at least a portion of the reference voltage modulator comprises first and second disposed outside the integrated circuits.

예 1 의 입력 디바이스의 제 12 예에서, 레퍼런스 전압 변조기 및 수신기는 동일한 집적회로에 배치되며, 여기서, 수신기는 레퍼런스 전압 레일들을 변조하도록 구성된다.In a twelfth example of the input device of Example 1, the reference voltage modulator and the receiver are disposed on the same integrated circuit, wherein the receiver is configured to modulate the reference voltage rails.

예 1 의 입력 디바이스의 제 13 예에서, 레퍼런스 전압 변조기는 레퍼런스 전압 레일들을 변조하기 위한 변조 신호를 발생시키는 송신기를 포함한다.In a thirteenth example of the input device of Example 1, the reference voltage modulator includes a transmitter that generates a modulating signal for modulating the reference voltage rails.

예 1 의 입력 디바이스의 제 14 예에서, 프로세싱 시스템은 레퍼런스 전압 레일들을 이용하여 디스플레이 스크린에서의 픽셀들을 업데이트하도록 구성된 디스플레이 모듈을 더 포함하며, 여기서, 픽셀들을 업데이트할 때, 레퍼런스 전압 레일들은 변조되지 않은 DC 전압들에서 유지된다.In a fourteenth example of the input device of Example 1, the processing system further comprises a display module configured to update pixels in the display screen using the reference voltage rails, wherein when updating the pixels, the reference voltage rails are not modulated. maintained at non-DC voltages.

예 14 의 입력 디바이스의 제 15 예에서, 입력 디바이스는, In a fifteenth example of the input device of Example 14, the input device comprises:

레퍼런스 전압 레일들을 이용하여 복수의 전력 레일들을 제공하도록 구성된 전력 관리 제어기를 더 포함하며, 여기서, 전력 관리 제어기는 레퍼런스 전압이 레퍼런스 전압 레일들을 변조할 때 저-전력 상태에, 그리고 디스플레이 모듈이 픽셀들을 업데이트할 때 활성 상태에 있다.and a power management controller configured to provide a plurality of power rails using the reference voltage rails, wherein the power management controller is in a low-power state when the reference voltage modulates the reference voltage rails and the display module places the pixels in the low-power state. It is active when updating.

예 1 의 입력 디바이스의 제 16 예에서, 입력 디바이스는 복수의 디스플레이 전극들을 더 포함하며, 여기서, 수신기는 레퍼런스 전압 레일들을 변조하는 동안 용량성 감지를 수행하기 위한 디스플레이 전극들 및 감지 전극들 양쪽으로부터 결과 신호들을 동시에 포착하도록 구성된다.In a sixteenth example of the input device of Example 1, the input device further comprises a plurality of display electrodes, wherein the receiver receives from both the display electrodes and the sense electrodes for performing capacitive sensing while modulating the reference voltage rails. and to simultaneously acquire the resulting signals.

예 1 의 입력 디바이스의 제 17 예에서, 입력 디바이스는 디스플레이 스크린 및 백라이트를 포함하는 디스플레이 패널을 더 포함하며, 여기서, 레퍼런스 전압 변조기는 백라이트 및 디스플레이 패널이 턴오프될 때 레퍼런스 전압 레일들을 변조하도록 구성된다.In a seventeenth example of the input device of Example 1, the input device further comprises a display panel comprising a display screen and a backlight, wherein the reference voltage modulator is configured to modulate the reference voltage rails when the backlight and the display panel are turned off. do.

예 1 의 입력 디바이스의 제 18 예에서, 전압 레일들을 변조하기 전에, 프로세싱 시스템은 적어도 하나의 DC 전원으로부터 레퍼런스 전압 레일들을 전기적으로 단락시키도록 구성된다.In an eighteenth example of the input device of Example 1, prior to modulating the voltage rails, the processing system is configured to electrically short the reference voltage rails from the at least one DC power supply.

예 18 의 입력 디바이스의 제 19 예에서, 입력 디바이스는, In a 19th example of the input device of Example 18, the input device comprises:

디스플레이 소스; display source;

디스플레이 패널; 및display panel; and

레퍼런스 전압 변조기와 동일한 집적회로 상에 배치되는 고속 데이터 인터페이스를 더 포함하며, 상기 데이터 인터페이스는 디스플레이 스크린을 업데이트하기 위한 디스플레이 데이터를 수신하기 위해 디스플레이 소스와 통신하도록 구성되며, 고속 데이터 인터페이스는 레퍼런스 전압 레일들이 DC 전원으로부터 전기적으로 단락될 때 DC 전원에 커플링된 상태로 유지하는 전력 전압 레일들을 포함하는 변조되지 않은 전압 도메인의 부분이다.and a high-speed data interface disposed on the same integrated circuit as the reference voltage modulator, the data interface configured to communicate with the display source to receive display data for updating the display screen, the high-speed data interface being the reference voltage rail The portion of the unmodulated voltage domain that contains the power voltage rails that remain coupled to the DC supply when they are electrically shorted from the DC supply.

제 20 예에서, 프로세싱 시스템은, In a twentieth example, the processing system comprises:

구동 용량성 감지를 위해 복수의 센서 전극들을 구동하도록 구성된 센서 모듈; a sensor module configured to drive a plurality of sensor electrodes for driving capacitive sensing;

프로세싱 시스템의 레퍼런스 전압 레일들을 변조하도록 구성된 레퍼런스 전압 변조기로서, 전압 레일들을 변조하기 전에, 프로세싱 시스템은 적어도 하나의 DC 전원으로부터 레퍼런스 전압 레일들을 전기적으로 단락시키도록 구성되는, 상기 레퍼런스 전압 변조기; 및 a reference voltage modulator configured to modulate reference voltage rails of a processing system, wherein prior to modulating the voltage rails, the processing system is configured to electrically short the reference voltage rails from at least one DC power supply; and

전압 레일들을 변조하는 동안 입력 오브젝트를 검출하기 위해 센서 전극들을 이용하여 결과 신호들을 포착하도록 구성된 수신기를 포함한다.and a receiver configured to acquire resultant signals using the sensor electrodes to detect an input object while modulating the voltage rails.

제 21 예에서, 제 20 예의 프로세싱 시스템은, In a twenty-first example, the processing system of the twentieth example comprises:

레퍼런스 전압 레일들을 이용하여 디스플레이 스크린에서의 픽셀들을 업데이트하도록 구성된 디스플레이 모듈을 더 포함하며, 여기서, 픽셀들을 업데이트할 때, 레퍼런스 전압 레일들은 변조되지 않은 DC 전압들에서 유지된다.and a display module configured to update pixels in the display screen using the reference voltage rails, wherein when updating the pixels, the reference voltage rails are maintained at unmodulated DC voltages.

제 22 예에서, 제 21 예의 프로세싱 시스템, 디스플레이 모듈은 픽셀들을 업데이트하기 위한 복수의 디스플레이 전극들에 커플링하도록 구성되며, 여기서 수신기는 레퍼런스 전압 레일들을 변조하는 동안 용량성 감지를 수행하기 위한 디스플레이 전극들 및 감지 전극들 양쪽으로부터 결과 신호들을 동시에 포착하도록 구성된다.In a twenty-second example, the processing system of the twenty-first example, a display module, is configured to couple to a plurality of display electrodes for updating pixels, wherein the receiver is a display electrode for performing capacitive sensing while modulating reference voltage rails. configured to simultaneously acquire result signals from both the poles and the sensing electrodes.

제 23 예에서, 제 20 예의 프로세싱 시스템은, In a twenty-third example, the processing system of the twentieth example comprises:

디스플레이 스크린에서의 픽셀들을 업데이트하도록 구성된 디스플레이 모듈을 더 포함하며, 여기서, 디스플레이 모듈은 센서 모듈의 적어도 일부분을 따라서 집적회로 상에 배치된다.A display module further comprising a display module configured to update pixels in the display screen, wherein the display module is disposed on the integrated circuit along at least a portion of the sensor module.

제 24 예에서, 제 20 예의 프로세싱 시스템은, In a twenty-fourth example, the processing system of the twentieth example comprises:

디스플레이 스크린에서의 픽셀들을 업데이트하도록 구성된 디스플레이 모듈을 더 포함하며, 여기서, 디스플레이 모듈은 제 1 집적회로 내에 배치되며 센서 모듈 및 레퍼런스 전압 변조기의 적어도 일부분은 제 2 집적회로 내에 배치된다.A display module further comprising: a display module configured to update pixels in the display screen, wherein the display module is disposed in a first integrated circuit and at least a portion of the sensor module and the reference voltage modulator is disposed in a second integrated circuit.

제 25 예에서, 제 20 예의 프로세싱 시스템은, In a twenty-fifth example, the processing system of the twentieth example comprises:

디스플레이 스크린에서의 픽셀들을 업데이트하도록 구성된 디스플레이 모듈을 더 포함하며, 여기서, 디스플레이 모듈은 제 1 집적회로 내에 배치되며 및 센서 모듈의 적어도 일부분은 제 2 집적회로 내에 배치되며, 레퍼런스 전압 변조기의 적어도 일부분은 제 1 및 제 2 집적회로들 외부에 배치된다.further comprising a display module configured to update pixels in the display screen, wherein the display module is disposed in a first integrated circuit and at least a portion of the sensor module is disposed in a second integrated circuit, wherein at least a portion of the reference voltage modulator comprises: It is disposed outside the first and second integrated circuits.

제 26 예에서, 제 20 예의 프로세싱 시스템은, In a 26th example, the processing system of the twentieth example comprises:

디스플레이 스크린에서의 픽셀들을 업데이트하도록 구성된 디스플레이 모듈을 더 포함하며, 여기서, 디스플레이 모듈은 집적회로 내에 배치되며, 레퍼런스 전압 변조기의 적어도 일부분은 집적회로 외부에 있다.Further comprising a display module configured to update pixels in the display screen, wherein the display module is disposed within the integrated circuit, and wherein at least a portion of the reference voltage modulator is external to the integrated circuit.

제 27 예에서, 제 20 예의 프로세싱 시스템은, In a twenty-seventh example, the processing system of the twentieth example comprises:

디스플레이 스크린에서의 픽셀들을 업데이트하도록 구성되며, 타이밍 제어기로서 구성되며 제 1 집적회로 내에 배치되는 디스플레이 모듈; 및a display module configured to update pixels in the display screen, the display module configured as a timing controller and disposed within the first integrated circuit; and

디스플레이 모듈로부터 수신된 신호들에 기초하여 픽셀들을 업데이트하도록 구성된 소스 드라이버를 더 포함하며, 여기서, 소스 드라이버 및 센서 모듈은 제 2 집적회로 내에 배치되며, 레퍼런스 전압 변조기의 적어도 일부분은 제 1 및 제 2 집적회로들 외부에 배치된다.further comprising a source driver configured to update pixels based on signals received from the display module, wherein the source driver and the sensor module are disposed in a second integrated circuit, wherein at least a portion of the reference voltage modulator comprises first and second disposed outside the integrated circuits.

제 28 예에서, 제 20 예의 프로세싱 시스템에서, 전압 레일들을 변조하기 전에, 프로세싱 시스템은 적어도 하나의 DC 전원으로부터 레퍼런스 전압 레일들을 전기적으로 단락시키도록 구성된다.In a 28th example, the processing system of the twentieth example, before modulating the voltage rails, the processing system is configured to electrically short the reference voltage rails from the at least one DC power supply.

제 29 예에서, 입력 디바이스는, 복수의 센서 전극들; 및 프로세싱 시스템을 포함하며, In a twenty-ninth example, the input device comprises: a plurality of sensor electrodes; and a processing system,

각각의 센서 전극은 디스플레이 디바이스의 적어도 하나의 공통 전극을 포함하며, 센서 전극들은 매트릭스 어레이에서 공통 평면 상에 배치되며, each sensor electrode comprising at least one common electrode of a display device, the sensor electrodes being disposed on a common plane in a matrix array,

상기 프로세싱 시스템은, The processing system is

용량성 감지를 위해 복수의 센서 전극들을 동작하도록 구성된 센서 모듈, a sensor module configured to operate a plurality of sensor electrodes for capacitive sensing;

프로세싱 시스템의 레퍼런스 전압 레일들을 변조하도록 구성된 레퍼런스 전압 변조기, 및 a reference voltage modulator configured to modulate reference voltage rails of the processing system, and

전압 레일들을 변조하는 동안 입력 오브젝트를 검출하기 위해 센서 전극들을 이용하여 결과 신호들을 포착하도록 구성된 수신기를 포함한다.and a receiver configured to acquire resultant signals using the sensor electrodes to detect an input object while modulating the voltage rails.

제 30 예에서, 제 29 예의 입력 디바이스에서, 전압 레일들을 변조하기 전에, 프로세싱 시스템은 적어도 하나의 DC 전원으로부터 레퍼런스 전압 레일들을 전기적으로 단락시키도록 구성되며, 상기 프로세싱 시스템은, In a thirtieth example, in the input device of example 29, prior to modulating the voltage rails, the processing system is configured to electrically short the reference voltage rails from the at least one DC power supply, the processing system comprising:

레퍼런스 전압 레일들을 이용하여 디스플레이 스크린에서의 픽셀들을 업데이트하도록 구성된 디스플레이 모듈을 더 포함하며, 여기서, 픽셀들을 업데이트할 때, 레퍼런스 전압 레일들은 변조되지 않은 DC 전압들에서 유지된다.and a display module configured to update pixels in the display screen using the reference voltage rails, wherein when updating the pixels, the reference voltage rails are maintained at unmodulated DC voltages.

제 31 방법에서, 상기 방법은, In the 31st method, the method comprises:

입력 디바이스에서 복수의 센서 전극들 상에서 용량성 감지 신호를 구동하는 단계;driving a capacitive sensing signal on the plurality of sensor electrodes at the input device;

적어도 하나의 DC 전원으로부터 레퍼런스 전압 레일들을 전기적으로 단락시키는 단계; electrically shorting the reference voltage rails from the at least one DC power supply;

레퍼런스 전압 레일들을 전기적으로 단락시킨 후, 레퍼런스 전압 레일들을 변조하는 단계; 및 after electrically shorting the reference voltage rails, modulating the reference voltage rails; and

전압 레일들을 변조하는 동안 입력 오브젝트를 검출하기 위해 센서 전극들을 이용하여 결과 신호들을 포착하는 단계를 포함한다.and capturing the resulting signals using the sensor electrodes to detect an input object while modulating the voltage rails.

예시적인 구현예들의 제 2 그룹은 다음과 같이 설명될 수도 있다: A second group of example implementations may be described as follows:

제 1 예에서, 입력 디바이스는, In a first example, the input device comprises:

복수의 디스플레이 전극들;a plurality of display electrodes;

복수의 센서 전극들; 및a plurality of sensor electrodes; and

프로세싱 시스템을 포함하며, 상기 프로세싱 시스템은, A processing system comprising:

제 1 시간 기간 동안 레퍼런스 전압 레일들을 변조하도록 구성된 레퍼런스 전압 변조기를 포함하며, 상기 프로세싱 시스템은, a reference voltage modulator configured to modulate the reference voltage rails for a first period of time, the processing system comprising:

제 1 시간 기간과 비-중첩하는 제 2 시간 기간 동안 프로세싱 시스템의 디스플레이 전극들 및 레퍼런스 전압 레일들을 이용하여 디스플레이를 업데이트하고, 그리고 update the display using the display electrodes and reference voltage rails of the processing system during a second time period that is non-overlapping with the first time period, and

제 1 시간 기간 동안 복수의 센서 전극들로부터 결과 신호들을 포착하도록 구성되며, 레퍼런스 전압 레일들은 제 1 시간 기간 동안 변조되지 않은, 일정한 전압들에서 유지된다.configured to acquire resultant signals from the plurality of sensor electrodes during a first time period, wherein the reference voltage rails are maintained at unmodulated, constant voltages for the first time period.

제 2 예에서, 제 1 예의 입력 디바이스는 용량성 커플링된 레퍼런스 전압 레일들을 포함한다.In a second example, the input device of the first example includes capacitively coupled reference voltage rails.

제 3 예에서, 제 1 예의 입력 디바이스는, In a third example, the input device of the first example comprises:

복수의 센서 전극들에 커플링된 소스 드라이버들을 더 포함하며, 여기서, 소스 드라이버들은 용량성 감지 신호를 용량성 감지를 위한 센서 전극들 상으로 구동하도록 구성되며, 용량성 감지 신호는 변조된 레퍼런스 전압 레일들로부터 유도된다.further comprising source drivers coupled to the plurality of sensor electrodes, wherein the source drivers are configured to drive a capacitive sense signal onto the sensor electrodes for capacitive sensing, wherein the capacitive sense signal is a modulated reference voltage derived from the rails.

제 3 예의 입력 디바이스의 제 4 예에서, 소스 센서 전극들은 변조된 레퍼런스 전압 레일들로부터 유도된 용량성 감지 신호에 의해 구동될 때 적어도 하나의 간섭 신호로부터 보호된다.In a fourth example of the input device of the third example, the source sensor electrodes are protected from at least one interfering signal when driven by a capacitive sensing signal derived from the modulated reference voltage rails.

제 5 예에서, 제 3 예의 입력 디바이스는, In a fifth example, the input device of the third example comprises:

디스플레이를 업데이트하기 위한 게이트 전극들; 및 gate electrodes for updating the display; and

디스플레이를 업데이트하기 위한 소스 전극들을 더 포함하며, 여기서, 용량성 감지 신호를 센서 전극들 상으로 구동할 때, 게이트들 전극들은 부동되며 소스 전극들은 보호된다.Further comprising source electrodes for updating the display, wherein when driving a capacitive sensing signal onto the sensor electrodes, the gates electrodes float and the source electrodes are protected.

제 6 예에서, 제 1 예의 입력 디바이스는, In a sixth example, the input device of the first example comprises:

디스플레이를 업데이트할 때 변조되지 않은 레퍼런스 전압 레일들을 수신하고 레퍼런스 전압 레일들을 디스플레이를 포함하는 디스플레이 패널에서의 디스플레이 회로에 급전하기 위한 전력 전압들로 변환하도록 구성된 전력 관리 제어기를 더 포함한다.and a power management controller configured to receive the unmodulated reference voltage rails when updating the display and convert the reference voltage rails to power voltages for powering display circuitry in a display panel including the display.

제 6 예의 입력 디바이스의 제 7 예에서, 전력 관리 제어기는 레퍼런스 전압 변조기가 레퍼런스 전압 레일들을 변조할 때 저-전력 상태에 있고 디스플레이 모듈이 픽셀들을 업데이트할 때 활성 상태에 있다.In a seventh example of the input device of the sixth example, the power management controller is in a low-power state when the reference voltage modulator modulates the reference voltage rails and is in an active state when the display module updates pixels.

제 4 예의 입력 디바이스의 제 8 예에서, 수신기는 용량성 감지를 수행하기 위한 디스플레이 전극들 및 감지 전극들 양쪽으로부터 결과 신호들을 동시에 포착하도록 구성된다.In an eighth example of the input device of the fourth example, the receiver is configured to simultaneously acquire result signals from both the sensing electrodes and the display electrodes for performing capacitive sensing.

제 9 예에서, 제 1 예의 입력 디바이스는, In a ninth example, the input device of the first example comprises:

백라이트를 더 포함하며, 여기서, 레퍼런스 전압 변조기는 백라이트 및 디스플레이가 턴오프된 동안 레퍼런스 전압 레일들을 변조하도록 구성된다.Further comprising a backlight, wherein the reference voltage modulator is configured to modulate the reference voltage rails while the backlight and the display are turned off.

제 10 예에서, 제 1 예의 입력 디바이스는, In a tenth example, the input device of the first example comprises:

디스플레이 소스; display source;

디스플레이 패널; 및 display panel; and

레퍼런스 전압 변조기와 동일한 집적회로 상에 배치되는 고속 데이터 인터페이스를 더 포함하며, and a high-speed data interface disposed on the same integrated circuit as the reference voltage modulator;

상기 데이터 인터페이스는 디스플레이를 업데이트하기 위한 디스플레이 데이터를 수신하기 위해 디스플레이 소스와 통신하도록 구성되며, 상기 고속 데이터 인터페이스는 레퍼런스 전압 레일들이 레퍼런스 전압 변조기에 의해 변조될 때 변조되지 않은 상태로 유지하는 전력 전압 레일들을 포함하는 변조되지 않은 전압 도메인의 부분이다.The data interface is configured to communicate with a display source to receive display data for updating a display, wherein the high speed data interface maintains a power voltage rail that remains unmodulated when the reference voltage rails are modulated by a reference voltage modulator. is the portion of the unmodulated voltage domain that contains

제 11 예에서, 프로세싱 시스템은, In an eleventh example, the processing system comprises:

제 1 시간 기간 동안 레퍼런스 전압 레일들을 변조하도록 구성된 레퍼런스 전압 변조기; a reference voltage modulator configured to modulate the reference voltage rails for a first period of time;

제 1 시간 기간 동안, 복수의 센서 전극들에 대한 결과 신호들을 포착하도록 구성된 수신기; 및 a receiver configured to acquire, during the first time period, result signals for the plurality of sensor electrodes; and

제 1 시간 기간과 비-중첩하는 제 2 시간 기간 동안 복수의 디스플레이 전극들 및 레퍼런스 전압 레일들을 이용하여 디스플레이를 업데이트하도록 구성된 디스플레이 모듈을 포함하며, a display module configured to update the display using the plurality of display electrodes and the reference voltage rails during a second period of time that does not overlap the first period of time;

여기서, 레퍼런스 전압 레일들은 제 2 시간 기간 동안 변조되지 않은, DC 전압들에서 유지된다.Here, the reference voltage rails are held at unmodulated, DC voltages for a second time period.

제 11 예의 프로세싱 시스템의 제 12 예에서, 레퍼런스 전압 레일들은 용량성 커플링된다.In a twelfth example of the eleventh example processing system, the reference voltage rails are capacitively coupled.

제 11 예의 프로세싱 시스템의 제 13 예에서, 프로세싱 시스템은, In a thirteenth example of the eleventh example processing system, the processing system comprises:

디스플레이를 업데이트할 때 변조되지 않은 레퍼런스 전압 레일들을 수신하고 레퍼런스 전압 레일들을 디스플레이를 포함하는 디스플레이 패널에서의 디스플레이 회로에 급전하기 위한 전력 전압들로 변환하도록 구성된 전력 관리 제어기를 더 포함한다.and a power management controller configured to receive the unmodulated reference voltage rails when updating the display and convert the reference voltage rails to power voltages for powering display circuitry in a display panel including the display.

제 13 예의 프로세싱 시스템의 제 14 예에서, 전력 관리 제어기는 레퍼런스 전압 변조기가 레퍼런스 전압 레일들을 변조할 때 저-전력 상태에 있고 디스플레이 모듈이 픽셀들을 업데이트할 때 활성 상태에 있다.In a fourteenth example of the processing system of the thirteenth example, the power management controller is in a low-power state when the reference voltage modulator modulates the reference voltage rails and is in an active state when the display module updates pixels.

제 11 예의 프로세싱 시스템의 제 15 예에서, 수신기는 용량성 감지를 수행하기 위한 디스플레이 전극들 및 감지 전극들 양쪽으로부터 결과 신호들을 동시에 포착하도록 구성된다.In a fifteenth example of the eleventh example processing system, the receiver is configured to simultaneously acquire resultant signals from both the sensing electrodes and the display electrodes for performing capacitive sensing.

제 11 예의 프로세싱 시스템의 제 16 예에서, 프로세싱 시스템은 백라이트 및 디스플레이가 턴오프된 동안 레퍼런스 전압 레일들을 변조하도록 구성된다.In a sixteenth example of the processing system of the eleventh example, the processing system is configured to modulate the reference voltage rails while the backlight and the display are turned off.

제 17 예에서, 제 11 예의 프로세싱 시스템은, In a seventeenth example, the processing system of the eleventh example comprises:

레퍼런스 전압 변조기와 동일한 집적회로 상에 배치되는 고속 데이터 인터페이스를 더 포함하며, 상기 데이터 인터페이스는 디스플레이를 업데이트하기 위한 디스플레이 데이터를 수신하기 위해 디스플레이 소스와 통신하도록 구성되며, 상기 고속 데이터 인터페이스는 레퍼런스 전압 레일들이 레퍼런스 전압 변조기에 의해 변조될 때 변조되지 않은 상태로 유지하는 전력 전압 레일들을 포함하는 변조되지 않은 전압 도메인의 부분이다.and a high-speed data interface disposed on the same integrated circuit as the reference voltage modulator, the data interface configured to communicate with a display source to receive display data for updating the display, the high-speed data interface being a reference voltage rail The portion of the unmodulated voltage domain that contains the power voltage rails that remain unmodulated when they are modulated by a reference voltage modulator.

제 18 예에서, 방법은, In an eighteenth example, the method comprises:

제 1 시간 기간 동안 레퍼런스 전압 레일들 및 복수의 디스플레이 전극들을 이용하여 입력 디바이스의 디스플레이에서의 픽셀들을 업데이트하는 단계로서, 상기 레퍼런스 전압 레일들은 제 1 시간 기간 동안 변조되지 않은, DC 전압들에서 유지되는, 상기 업데이트하는 단계; updating pixels in a display of an input device using reference voltage rails and a plurality of display electrodes for a first period of time, wherein the reference voltage rails are maintained at unmodulated DC voltages for a first period of time , the updating step;

제 1 시간 기간과 비-중첩하는 제 2 시간 기간 동안 레퍼런스 전압 레일들을 변조하는 단계; 및 modulating the reference voltage rails during a second time period that does not overlap the first time period; and

레퍼런스 전압 레일들을 변조하는 것에 기초하여 복수의 센서 전극들로부터 결과 신호들을 포착하는 단계를 포함한다.and acquiring resultant signals from the plurality of sensor electrodes based on modulating the reference voltage rails.

제 18 예의 방법의 제 19 예에서, 입력 디바이스는 제 2 시간 기간 동안 저 전력 상태에 있으며, 상기 방법은, In a 19th example of the method of example 18, the input device is in a low power state for a second period of time, the method comprising:

결과 신호들에 기초하여 입력 오브젝트를 검출한 후:After detecting the input object based on the resulting signals:

입력 디바이스를 저 전력 상태로부터 활성 상태로 스위칭하는 단계; 및switching the input device from a low power state to an active state; and

레퍼런스 전압 레일들을 변조하는 것을 중지시키는 단계를 더 포함한다.and stopping modulating the reference voltage rails.

제 20 예에서, 제 18 예의 방법은, In the twentieth example, the method of the eighteenth example comprises:

레퍼런스 전압 레일들을 변조하기 전에, 레퍼런스 전압 레일들로부터 DC 전원을 전기적으로 단락시키는 단계를 더 포함한다.The method further includes electrically shorting the DC power supply from the reference voltage rails prior to modulating the reference voltage rails.

제 18 예의 방법의 제 21 예에서, 결과 신호들을 포착하는 단계는, In a twenty-first example of the method of example eighteen, acquiring the resulting signals comprises:

디스플레이 전극들 및 센서 전극들로부터 개개의 결과 신호들을 동시에 수신하는 단계를 포함하며, 여기서 개개의 결과 신호들은 용량성 감지를 수행하는데 사용된다.Simultaneously receiving respective result signals from the display electrodes and the sensor electrodes, wherein the respective result signals are used to perform capacitive sensing.

예시적인 구현예들의 제 3 그룹은 다음과 같이 설명될 수도 있다: A third group of example implementations may be described as follows:

제 1 예에서, 입력 디바이스는, In a first example, the input device comprises:

복수의 센서 전극들; 및 a plurality of sensor electrodes; and

프로세싱 시스템을 포함하며, 상기 프로세싱 시스템은, A processing system comprising:

전력을 복수의 전원들에 제공하는데 사용되는 레퍼런스 전압을 변조하도록 구성된 레퍼런스 전압 변조기, a reference voltage modulator configured to modulate a reference voltage used to provide power to the plurality of power supplies;

레퍼런스 전압이 변조되고 있을 때, 복수의 센서 전극들로부터 제 1 결과 신호들을 동시에 포착하도록 구성된 중앙 수신기, 및 a central receiver configured to simultaneously acquire first result signals from the plurality of sensor electrodes when the reference voltage is being modulated; and

센서 전극들 중 적어도 하나에 각각 커플링된 복수의 로컬 수신기들을 포함하며, 상기 로컬 수신기들은 센서 전극들로부터 제 2 결과 신호들을 포착하도록 구성되며,a plurality of local receivers each coupled to at least one of the sensor electrodes, the local receivers being configured to acquire second resultant signals from the sensor electrodes;

상기 프로세싱 시스템은 제 1 결과 신호들을 이용하여 그라운딩 상태가 제 2 결과 신호에 미치는 영향을 완화하도록 구성된다.The processing system is configured to use the first result signal to mitigate an effect of the grounding condition on the second result signal.

제 2 예에서, 제 1 예의 입력 디바이스는, In a second example, the input device of the first example comprises:

레퍼런스 전압은 변조되고 있는 동안 DC 전력 소스로부터 레퍼런스 전압을 단락시키도록 구성된 제어기를 더 포함한다.The reference voltage further includes a controller configured to short the reference voltage from the DC power source while being modulated.

제 3 예에서, 제 1 예의 입력 디바이스는, In a third example, the input device of the first example comprises:

복수의 센서 전극들, 복수의 로컬 수신기들, 및 복수의 디스플레이 전극들을 포함하는 디스플레이/감지 패널을 더 포함하며, 여기서, 센서 전극들의 각각은 단지 로컬 수신기들 중 하나에만 커플링된다.A display/sensing panel comprising a plurality of sensor electrodes, a plurality of local receivers, and a plurality of display electrodes, wherein each of the sensor electrodes is coupled to only one of the local receivers.

제 1 예의 입력 디바이스의 제 4 예에서, 로컬 수신기들 상에서 제 2 결과 신호들을 포착하는 단계는 레퍼런스 전압이 변조될 때 중앙 수신기 상에서 제 1 결과 신호들을 포착하는 단계와 병렬로 발생한다.In a fourth example of the input device of the first example, acquiring the second result signals on the local receivers occurs in parallel with acquiring the first result signals on the central receiver when the reference voltage is modulated.

제 1 예의 입력 디바이스의 제 5 예에서, 중앙 수신기는 레퍼런스 전압이 변조되고 있는 동안 복수의 디스플레이 전극들로부터 제 3 결과 신호들을 포착하도록 구성되며, 프로세싱 시스템은 제 2 결과 신호들에 미치는 그라운드 상태의 영향을 제 3 결과 신호들을 이용하여 완화하도록 구성된다.In a fifth example of the input device of the first example, the central receiver is configured to acquire third result signals from the plurality of display electrodes while the reference voltage is being modulated, and wherein the processing system is configured to: and to mitigate the effect using the third resultant signals.

제 1 예의 입력 디바이스의 제 6 예에서, 그라운드 상태는, (i) 입력 디바이스와 상호작용하는 입력 오브젝트와 접지 사이의 제 1 용량성 커플링, 및 (ii) 입력 디바이스와 접지 사이의 제 2 용량성 커플링 중 적어도 하나이다.In a sixth example of the input device of the first example, the ground state includes (i) a first capacitive coupling between an input object interacting with the input device and ground, and (ii) a second capacitance between the input device and ground. at least one of the sexual couplings.

제 1 예의 입력 디바이스의 제 7 예에서, 프로세싱 시스템은, In a seventh example of the input device of the first example, the processing system comprises:

디스플레이 스크린에서의 픽셀들을 업데이트하도록 구성된 디스플레이 모듈을 더 포함하며, 여기서, 디스플레이 모듈 및 로컬 수신기들은 공통 집적회로 내에 배치된다.and a display module configured to update pixels in the display screen, wherein the display module and the local receivers are disposed within a common integrated circuit.

제 1 예의 입력 디바이스의 제 8 예에서, 프로세싱 시스템은, In an eighth example of the input device of the first example, the processing system comprises:

디스플레이 스크린에서의 픽셀들을 업데이트하도록 구성된 디스플레이 모듈을 더 포함하며, 여기서, 디스플레이 모듈은 제 1 집적회로 내에 배치되며 및 로컬 수신기들의 적어도 일부분은 제 2 집적회로 내에 배치된다.Further comprising a display module configured to update pixels in the display screen, wherein the display module is disposed in a first integrated circuit and at least a portion of the local receivers are disposed in a second integrated circuit.

제 1 예의 입력 디바이스의 제 9 예에서, 복수의 센서 전극들은 매트릭스 어레이에 배치된다.In a ninth example of the input device of the first example, a plurality of sensor electrodes are disposed in a matrix array.

제 10 예에서, 프로세싱 시스템은, In a tenth example, the processing system comprises:

전력을 복수의 전원들에 제공하는데 사용되는 레퍼런스 전압을 변조하도록 구성된 레퍼런스 전압 변조기; a reference voltage modulator configured to modulate a reference voltage used to provide power to the plurality of power supplies;

레퍼런스 전압이 변조되고 있을 때, 복수의 센서 전극들로부터 제 1 결과 신호들을 동시에 포착하도록 구성된 중앙 수신기; 및 a central receiver configured to simultaneously acquire first result signals from the plurality of sensor electrodes when the reference voltage is being modulated; and

복수의 센서 전극들로부터 제 2 결과 신호들을 포착하도록 구성된 복수의 로컬 수신기들을 포함하며, a plurality of local receivers configured to acquire second result signals from the plurality of sensor electrodes;

여기서, 프로세싱 시스템은 그라운딩 상태가 제 2 결과 신호들에 미치는 영향을 제 1 결과 신호들을 이용하여 완화하도록 구성된다.Here, the processing system is configured to mitigate an effect of the grounding state on the second result signals using the first result signals.

제 11 예에서, 제 10 예의 프로세싱 시스템은, In an eleventh example, the processing system of the tenth example comprises:

레퍼런스 전압이 변조되고 있는 동안 DC 전력 소스로부터 레퍼런스 전압을 단락시키도록 구성된 제어기를 더 포함한다.and a controller configured to short the reference voltage from the DC power source while the reference voltage is being modulated.

제 10 예의 프로세싱 시스템의 제 12 예에서, In a twelfth example of the processing system of the tenth example,

전원들을 포함하는 전력 관리 제어기를 더 포함하며, 여기서, 전원들은 전력을 디스플레이에 제공하도록 구성된다.A power management controller comprising power supplies, wherein the power supplies are configured to provide power to the display.

제 10 예의 프로세싱 시스템의 제 13 예에서, 로컬 수신기들 상에서 제 2 결과 신호들을 포착하는 단계는 레퍼런스 전압이 변조될 때 중앙 수신기 상에서 제 1 결과 신호들을 포착하는 단계와 병렬로 발생한다.In a thirteenth example of the tenth example processing system, acquiring the second result signals on the local receivers occurs in parallel with acquiring the first result signals on the central receiver when the reference voltage is modulated.

제 10 예의 프로세싱 시스템의 제 14 예에서, 중앙 수신기는 레퍼런스 전압이 변조되고 있는 동안 복수의 디스플레이 전극들로부터 제 3 결과 신호들을 포착하도록 구성되며, 여기서, 프로세싱 시스템은 제 2 결과 신호들에 미치는 그라운드 상태의 영향을 제 3 결과 신호들을 이용하여 완화하도록 구성된다.In a fourteenth example of the tenth example processing system, the central receiver is configured to acquire third result signals from the plurality of display electrodes while the reference voltage is being modulated, wherein the processing system is a ground applied to the second result signals. and to mitigate the effect of the state using the third result signals.

제 10 예의 프로세싱 시스템의 제 15 예에서, 그라운드 상태는, (i) 프로세싱 시스템을 포함하는 섀시와 상호작용하는 입력 오브젝트와 접지 사이의 제 1 용량성 커플링, 및 (ii) 섀시와 접지 사이의 제 2 용량성 커플링 중 적어도 하나이다.In a fifteenth example of the processing system of the tenth example, the ground state is determined by: (i) a first capacitive coupling between ground and an input object interacting with a chassis comprising the processing system, and (ii) between the chassis and ground. at least one of the second capacitive couplings.

제 16 예에서, 방법은, In a sixteenth example, the method comprises:

전력을 복수의 전원들에 제공하는데 사용되는 레퍼런스 전압을 변조하는 단계; modulating a reference voltage used to provide power to a plurality of power supplies;

레퍼런스 전압을 변조하는 동안, 중앙 수신기에서 복수의 센서 전극들로부터 제 1 결과 신호들을 동시에 포착하는 단계; simultaneously acquiring first resultant signals from the plurality of sensor electrodes at a central receiver while modulating the reference voltage;

복수의 로컬 수신기들에서 센서 전극들로부터 제 2 결과 신호들을 포착하는 단계; 및 acquiring second resultant signals from the sensor electrodes at the plurality of local receivers; and

그라운딩 상태가 제 2 결과 신호에 미치는 영향을 제 1 결과 신호들을 이용하여 완화시키는 단계를 포함한다.and mitigating the effect of the grounding state on the second result signal using the first result signal.

제 17 예에서, 제 16 예의 방법은, In the seventeenth example, the method of the sixteenth example comprises:

레퍼런스 전압이 변조되고 있는 동안 DC 전원으로부터 레퍼런스 전압을 전기적으로 분리하는 단계를 더 포함한다.The method further includes electrically isolating the reference voltage from the DC power supply while the reference voltage is being modulated.

제 16 예의 방법의 제 18 예에서, 제 1 결과 신호들은 복수의 로컬 수신기들에서 제 2 결과 신호들을 포착하는 것과 병렬로 중앙 수신기에서 포착된다.In an eighteenth example of the method of the sixteenth example, the first result signals are acquired at the central receiver in parallel with acquiring the second result signals at the plurality of local receivers.

제 16 예의 방법의 제 19 예에서, In a 19th example of the method of Example 16,

레퍼런스 전압을 변조하는 동안 중앙 수신기에서 복수의 디스플레이 전극들로부터 제 3 결과 신호들을 동시에 포착하는 단계; 및 simultaneously acquiring third result signals from the plurality of display electrodes at the central receiver while modulating the reference voltage; and

그라운딩 상태가 제 2 결과 신호에 미치는 영향을 제 3 결과 신호들을 이용하여 완화시키는 단계를 더 포함한다.The method further includes mitigating an effect of the grounding state on the second result signal by using the third result signal.

따라서, 본 기술 및 그의 특정의 애플리케이션에 따른 실시형태들을 가장 잘 설명하여 당업자들에게 본 기술을 실시하고 이용가능하게 하기 위해서, 본원에서 개시된 실시형태들 및 예들이 제시되었다. 그러나, 전술한 설명 및 예들이 단지 예시 및 예의 목적들을 위해 제시되었다는 것을 당업자는 알 수 있을 것이다. 개시된 바와 같은 설명은 완전하게 하거나 또는 본 개시물을 개시된 정확한 형태에 한정하려고 의도된 것이 아니다.Accordingly, the embodiments and examples disclosed herein have been presented in order to best explain the embodiments in accordance with the present technology and its particular application, and to enable those skilled in the art to make and use the present technology. However, it will be appreciated by those skilled in the art that the foregoing description and examples have been presented for purposes of illustration and example only. The description as disclosed is not intended to be exhaustive or to limit the disclosure to the precise form disclosed.

상기 설명을 감안하여, 본 개시물의 범위는 뒤따르는 청구항들에 의해 결정된다.In light of the above description, the scope of the present disclosure is determined by the claims that follow.

Claims (22)

입력 디바이스로서,
복수의 센서 전극들;
디스플레이 업데이팅을 위해 구동되도록 구성된 복수의 디스플레이 전극들; 및
프로세싱 시스템을 포함하고,
상기 프로세싱 시스템은:
상기 복수의 센서 전극들의 각각의 센서 전극들에 각각 커플링된 복수의 로컬 수신기들로서, 상기 복수의 로컬 수신기들은 상기 복수의 센서 전극들로부터 제 1 결과 신호들을 포착하도록 구성되는, 상기 복수의 로컬 수신기들; 및
공통 전기 노드에서 상기 복수의 센서 전극들의 각각의 센서 전극 및 상기 복수의 디스플레이 전극들 중의 적어도 하나의 디스플레이 전극에 커플링된 적분기를 포함하는 중앙 수신기로서, 상기 적분기는 상기 복수의 센서 전극들의 각각의 센서 전극 및 상기 적어도 하나의 디스플레이 전극으로부터 동시에 제 2 결과 신호들을 포착하도록 구성되고, 상기 복수의 로컬 수신기들 및 상기 중앙 수신기는 상기 제 1 및 제 2 결과 신호들을 병렬로 측정하도록 구성되는, 상기 중앙 수신기
를 포함하는, 입력 디바이스.
As an input device,
a plurality of sensor electrodes;
a plurality of display electrodes configured to be driven for display updating; and
processing system;
The processing system comprises:
a plurality of local receivers each coupled to respective sensor electrodes of the plurality of sensor electrodes, the plurality of local receivers configured to acquire first result signals from the plurality of sensor electrodes field; and
a central receiver comprising an integrator coupled to each sensor electrode of the plurality of sensor electrodes and to at least one display electrode of the plurality of display electrodes at a common electrical node, the integrator comprising: each of the plurality of sensor electrodes; the central receiver configured to simultaneously acquire second result signals from a sensor electrode and the at least one display electrode, the plurality of local receivers and the central receiver configured to measure the first and second result signals in parallel receiving set
An input device comprising:
제 1 항에 있어서,
상기 프로세싱 시스템은, 상기 제 1 결과 신호들을 이용하여 입력 오브젝트와 상기 복수의 센서 전극들 사이의 용량성 커플링에서의 변화의 측정치를 결정하도록 구성되는, 입력 디바이스.
The method of claim 1,
and the processing system is configured to use the first result signals to determine a measure of a change in capacitive coupling between an input object and the plurality of sensor electrodes.
제 1 항에 있어서,
상기 프로세싱 시스템은, 상기 제 2 결과 신호들에 기초하여 상기 입력 디바이스 외부의 활성 입력 오브젝트에 의해 송신된 통신 신호를 식별하거나, 상기 제 2 결과 신호들에 기초하여 간섭의 측정치를 식별하도록 구성되는, 입력 디바이스.
The method of claim 1,
the processing system is configured to identify a communication signal transmitted by an active input object external to the input device based on the second result signals or to identify a measure of interference based on the second result signals; input device.
입력 디바이스로서,
복수의 센서 전극들;
디스플레이 업데이팅을 위해 구동되도록 구성된 복수의 디스플레이 전극들; 및
프로세싱 시스템을 포함하고,
상기 프로세싱 시스템은:
상기 복수의 센서 전극들의 각각의 센서 전극들에 각각 커플링된 복수의 로컬 수신기들로서, 상기 복수의 로컬 수신기들은 상기 복수의 센서 전극들로부터 제 1 결과 신호들을 포착하도록 구성되는, 상기 복수의 로컬 수신기들; 및
공통 전기 노드에서 상기 복수의 센서 전극들의 각각의 센서 전극 및 상기 복수의 디스플레이 전극들 중의 적어도 하나의 디스플레이 전극에 커플링된 적분기를 포함하는 중앙 수신기로서, 상기 적분기는 상기 복수의 센서 전극들의 각각의 센서 전극 및 상기 적어도 하나의 디스플레이 전극으로부터 동시에 제 2 결과 신호들을 포착하도록 구성되고, 상기 적분기는 상기 제 2 결과 신호들을 포착할 때 변조되지 않은 레퍼런스 전압에 커플링된 입력을 갖는 증폭기를 포함하는, 상기 중앙 수신기
를 포함하는, 입력 디바이스.
As an input device,
a plurality of sensor electrodes;
a plurality of display electrodes configured to be driven for display updating; and
processing system;
The processing system comprises:
a plurality of local receivers each coupled to respective sensor electrodes of the plurality of sensor electrodes, the plurality of local receivers configured to acquire first result signals from the plurality of sensor electrodes field; and
a central receiver comprising an integrator coupled to each sensor electrode of the plurality of sensor electrodes and to at least one display electrode of the plurality of display electrodes at a common electrical node, the integrator comprising: each of the plurality of sensor electrodes; configured to simultaneously acquire second result signals from a sensor electrode and the at least one display electrode, the integrator comprising an amplifier having an input coupled to an unmodulated reference voltage when acquiring the second result signals; the central receiver
An input device comprising:
제 4 항에 있어서,
상기 프로세싱 시스템은, 상기 제 1 결과 신호들을 이용하여 입력 오브젝트와 상기 복수의 센서 전극들 사이의 용량성 커플링에서의 변화의 측정치를 결정하도록 구성되는, 입력 디바이스.
5. The method of claim 4,
and the processing system is configured to use the first result signals to determine a measure of a change in capacitive coupling between an input object and the plurality of sensor electrodes.
제 4 항에 있어서,
상기 프로세싱 시스템은, 상기 제 2 결과 신호들에 기초하여 상기 입력 디바이스 외부의 활성 입력 오브젝트에 의해 송신된 통신 신호를 식별하거나, 상기 제 2 결과 신호들에 기초하여 간섭의 측정치를 식별하도록 구성되는, 입력 디바이스.
5. The method of claim 4,
the processing system is configured to identify a communication signal transmitted by an active input object external to the input device based on the second result signals or to identify a measure of interference based on the second result signals; input device.
제 1 항에 있어서,
상기 중앙 수신기는 일정한 레퍼런스 전압원에 커플링되고, 상기 제 2 결과 신호들을 포착할 때 변조되지 않는, 입력 디바이스.
The method of claim 1,
wherein the central receiver is coupled to a constant reference voltage source and is unmodulated when acquiring the second result signals.
제 7 항에 있어서,
상기 적분기는 증폭기를 포함하고, 상기 증폭기의 입력은 상기 제 2 결과 신호들을 포착할 때 상기 일정한 레퍼런스 전압원에 커플링되는, 입력 디바이스.
8. The method of claim 7,
wherein the integrator comprises an amplifier, wherein an input of the amplifier is coupled to the constant reference voltage source when acquiring the second result signals.
제 1 항에 있어서,
상기 적분기가 상기 제 2 결과 신호들을 포착할 때 전력 소스로부터 디스플레이를 선택적으로 접속해제하도록 구성된 스위치들을 더 포함하는, 입력 디바이스.
The method of claim 1,
and switches configured to selectively disconnect a display from a power source when the integrator acquires the second result signals.
제 9 항에 있어서,
상기 스위치들을 통해 상기 전력 소스에 커플링된 용량성 전력 저장 엘리먼트를 더 포함하고,
상기 스위치들이 활성화될 때, 상기 용량성 전력 저장 엘리먼트는 상기 전력 소스에 의해 충전되는, 입력 디바이스.
10. The method of claim 9,
further comprising a capacitive power storage element coupled to the power source via the switches;
when the switches are activated, the capacitive power storage element is charged by the power source.
제 10 항에 있어서,
상기 용량성 전력 저장 엘리먼트에 저장된 전하를 이용하여 상기 디스플레이를 업데이트하도록 구성된 디스플레이 모듈을 더 포함하고, 상기 디스플레이 모듈은 상기 제 2 결과 신호들을 포착하는 것과 적어도 부분적으로 병렬적으로 상기 디스플레이를 업데이트하는, 입력 디바이스.
11. The method of claim 10,
a display module configured to update the display using the charge stored in the capacitive power storage element, the display module updating the display at least in part in parallel with capturing the second result signals; input device.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 센서 전극들의 각각의 센서 전극 및 상기 적어도 하나의 디스플레이 전극으로부터 상기 제 2 결과 신호들을 포착하는 것은, 상기 복수의 센서 전극들의 각각의 센서 전극 및 상기 복수의 디스플레이 전극들의 각각의 디스플레이 전극으로부터 상기 제 2 결과 신호들을 수신하는 것을 더 포함하는, 입력 디바이스.
The method of claim 1,
The capturing of the second result signals from each sensor electrode of the plurality of sensor electrodes and the at least one display electrode comprises: from each sensor electrode of the plurality of sensor electrodes and each display electrode of the plurality of display electrodes. and receiving the second result signals.
제 4 항에 있어서,
상기 적분기가 상기 제 2 결과 신호들을 포착할 때, 전력 소스로부터 디스플레이를 선택적으로 접속해제하도록 구성된 스위치들을 더 포함하는, 입력 디바이스.
5. The method of claim 4,
and switches configured to selectively disconnect a display from a power source when the integrator acquires the second result signals.
제 13 항에 있어서,
상기 스위치들을 통해 상기 전력 소스에 커플링된 용량성 전력 저장 엘리먼트를 더 포함하고,
상기 스위치들이 활성화될 때, 상기 용량성 전력 저장 엘리먼트는 상기 전력 소스에 의해 충전되는, 입력 디바이스.
14. The method of claim 13,
further comprising a capacitive power storage element coupled to the power source via the switches;
when the switches are activated, the capacitive power storage element is charged by the power source.
제 14 항에 있어서,
상기 용량성 전력 저장 엘리먼트에 저장된 전하를 이용하여 상기 디스플레이를 업데이트하도록 구성된 디스플레이 모듈을 더 포함하고, 상기 디스플레이 모듈은 상기 제 2 결과 신호들을 포착하는 것과 적어도 부분적으로 병렬적으로 상기 디스플레이를 업데이트하는, 입력 디바이스.
15. The method of claim 14,
a display module configured to update the display using the charge stored in the capacitive power storage element, the display module updating the display at least in part in parallel with capturing the second result signals; input device.
제 4 항에 있어서,
상기 복수의 센서 전극들의 각각의 센서 전극 및 상기 적어도 하나의 디스플레이 전극으로부터 상기 제 2 결과 신호들을 포착하는 것은, 상기 복수의 센서 전극들의 각각의 센서 전극 및 상기 복수의 디스플레이 전극들의 각각의 디스플레이 전극으로부터 상기 제 2 결과 신호들을 수신하는 것을 더 포함하는, 입력 디바이스.
5. The method of claim 4,
The capturing of the second result signals from each sensor electrode of the plurality of sensor electrodes and the at least one display electrode comprises: from each sensor electrode of the plurality of sensor electrodes and each display electrode of the plurality of display electrodes. and receiving the second result signals.
입력 디바이스로 용량성 감지를 수행하기 위한 방법으로서,
복수의 로컬 수신기들을 통해, 복수의 센서 전극들로부터 제 1 결과 신호들을 포착하는 단계로서, 상기 복수의 로컬 수신기들의 각각은 상기 복수의 센서 전극들 중의 대응하는 센서 전극에 커플링되는, 상기 제 1 결과 신호들을 포착하는 단계; 및
중앙 수신기의 적분기를 통해, 상기 복수의 센서 전극들의 각각의 센서 전극 및 복수의 디스플레이 전극들 중의 적어도 하나의 디스플레이 전극으로부터 동시에 제 2 결과 신호들을 포착하는 단계로서, 상기 적분기는 공통 노드에서 상기 복수의 센서 전극들의 각각의 센서 전극 및 상기 적어도 하나의 디스플레이 전극에 커플링되고, 상기 제 2 결과 신호들을 포착할 때 변조되지 않은 레퍼런스 전압에 커플링된 입력을 갖는 증폭기를 포함하는, 상기 제 2 결과 신호들을 포착하는 단계를 포함하는, 입력 디바이스로 용량성 감지를 수행하기 위한 방법.
A method for performing capacitive sensing with an input device, comprising:
acquiring, via a plurality of local receivers, first result signals from a plurality of sensor electrodes, each of the plurality of local receivers being coupled to a corresponding one of the plurality of sensor electrodes acquiring the resulting signals; and
simultaneously acquiring, via an integrator of a central receiver, second result signals from each sensor electrode of the plurality of sensor electrodes and from at least one display electrode of a plurality of display electrodes, the integrator at a common node the second result signal comprising an amplifier coupled to each of the sensor electrodes and the at least one display electrode, the amplifier having an input coupled to an unmodulated reference voltage when acquiring the second result signals A method for performing capacitive sensing with an input device, comprising the step of capturing them.
제 17 항에 있어서,
상기 제 1 결과 신호들을 이용하여 입력 오브젝트와 상기 복수의 센서 전극들 사이의 용량성 커플링에서의 변화의 측정치를 결정하는 단계를 더 포함하는, 입력 디바이스로 용량성 감지를 수행하기 위한 방법.
18. The method of claim 17,
determining a measure of a change in capacitive coupling between an input object and the plurality of sensor electrodes using the first result signals.
제 17 항에 있어서,
상기 제 2 결과 신호들에 기초하여 상기 입력 디바이스 외부의 활성 입력 오브젝트에 의해 송신된 통신 신호를 식별하는 단계, 또는, 상기 제 2 결과 신호들에 기초하여 간섭의 측정치를 식별하는 단계를 더 포함하는, 입력 디바이스로 용량성 감지를 수행하기 위한 방법.
18. The method of claim 17,
identifying a communication signal transmitted by an active input object external to the input device based on the second result signals, or identifying a measure of interference based on the second result signals , a method for performing capacitive sensing with an input device.
입력 디바이스를 이용한 용량성 감지 방법으로서,
복수의 로컬 수신기들을 통해, 복수의 센서 전극들로부터 제 1 결과 신호들을 포착하는 단계; 및
중앙 수신기의 적분기를 통해, 상기 복수의 센서 전극들의 각각의 센서 전극 및 복수의 디스플레이 전극들 중의 적어도 하나의 디스플레이 전극으로부터 동시에 제 2 결과 신호들을 포착하는 단계로서, 상기 적분기는 공통 전기 노드에서 상기 복수의 센서 전극들의 각각의 센서 전극 및 상기 적어도 하나의 디스플레이 전극에 커플링되고, 상기 복수의 로컬 수신기들 및 상기 중앙 수신기는 상기 제 1 및 제 2 결과 신호들을 병렬적으로 측정하도록 구성되는, 상기 2 결과 신호들을 포착하는 단계를 포함하는, 입력 디바이스를 이용한 용량성 감지 방법.
A capacitive sensing method using an input device, comprising:
acquiring, via the plurality of local receivers, first result signals from the plurality of sensor electrodes; and
simultaneously acquiring, via an integrator of a central receiver, second resultant signals from each sensor electrode of the plurality of sensor electrodes and from at least one display electrode of the plurality of display electrodes, the integrator comprising the plurality of sensor electrodes at a common electrical node coupled to each sensor electrode of the sensor electrodes and to the at least one display electrode, wherein the plurality of local receivers and the central receiver are configured to measure the first and second result signals in parallel A method of capacitive sensing using an input device, comprising the step of acquiring the resulting signals.
제 20 항에 있어서,
상기 제 1 결과 신호들을 이용하여 입력 오브젝트와 상기 복수의 센서 전극들 사이의 용량성 커플링에서의 변화의 측정치를 결정하는 단계를 더 포함하는, 입력 디바이스를 이용한 용량성 감지 방법.
21. The method of claim 20,
and determining a measure of a change in capacitive coupling between an input object and the plurality of sensor electrodes using the first result signals.
제 21 항에 있어서,
상기 제 2 결과 신호들에 기초하여 상기 입력 디바이스 외부의 활성 입력 오브젝트에 의해 송신된 통신 신호를 식별하는 단계, 또는, 상기 제 2 결과 신호들에 기초하여 간섭의 측정치를 식별하는 단계를 더 포함하는, 입력 디바이스를 이용한 용량성 감지 방법.
22. The method of claim 21,
identifying a communication signal transmitted by an active input object external to the input device based on the second result signals, or identifying a measure of interference based on the second result signals , a capacitive sensing method using an input device.
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