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KR20120034654A - 커패시티브 센서 디바이스 - Google Patents

커패시티브 센서 디바이스 Download PDF

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KR20120034654A
KR20120034654A KR1020117029867A KR20117029867A KR20120034654A KR 20120034654 A KR20120034654 A KR 20120034654A KR 1020117029867 A KR1020117029867 A KR 1020117029867A KR 20117029867 A KR20117029867 A KR 20117029867A KR 20120034654 A KR20120034654 A KR 20120034654A
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KR
South Korea
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sensor
sensor electrode
capacitive
sensor electrodes
electrodes
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KR1020117029867A
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KR101715013B1 (ko
Inventor
조셉 케이 레이놀즈
커크 하그리브스
샤루즈 샤파르니아
필립 액커
Original Assignee
시냅틱스, 인코포레이티드
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Publication date
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Abstract

커패시티브 센서 디바이스는 제 1 센서 전극, 제 2 센서 전극, 및 제 1 센서 전극과 제 2 센서 전극에 커플링된 프로세싱 시스템을 포함한다. 프로세싱 시스템은 제 1 센서 전극을 이용하여 제 1 전기 신호를 발신 및 수신함으로써 제 1 커패시티브 측정치를 획득하도록 구성된다. 프로세싱 시스템은 제 2 전기 신호를 발신 및 수신함으로써 제 2 커패시티브 측정치를 획득하도록 구성되고, 제 1 및 제 2 센서 전극들 중 하나는 발신을 수행하고, 제 1 및 제 2 센서 전극들 중 다른 하나는 수신을 수행하며, 제 1 및 제 2 커패시티브 측정치들은 비축퇴성이다. 프로세싱 시스템은 제 1 및 제 2 커패시티브 측정치들을 이용하여 위치 정보를 결정하도록 구성된다.

Description

커패시티브 센서 디바이스{CAPACITIVE SENSOR DEVICE}
본 출원은, 2009년 5월 13일에 출원된 공동 계류중인 미국 가특허출원 제61/177,897호의 이익을 주장하는, 2009년 7월 10일에 출원된 미국 가특허출원 제61/224,814호에 대한 우선권 및 이익을 주장하고, 이들 출원 양자는 여기에 참조로서 완전히 포함되어 있다.
현대의 전자 디바이스들에 있어서 커패시티브 감지 디바이스들이 널리 이용된다. 예를 들어, 음악 및 다른 미디어 플레이어들, 셀 폰들 및 다른 통신 디바이스들, 원격 제어기들, 개인 휴대 정보 단말기 (PDA) 들 등에서 커패시티브 감지 디바이스들이 채용되고 있다. 이들 커패시티브 감지 디바이스들은 터치 기반 내비게이션, 선택 또는 다른 기능들용으로 종종 이용된다. 이들 기능들은, 각각의 커패시티브 감지 디바이스들의 감지 구역들에 입력을 제공하는 하나 이상의 손가락, 스타일러스, 다른 오브젝트, 또는 이들의 결합물에 응답할 수 있다. 그러나, 커패시티브 감지 디바이스들에 대해서 현재 상태의 기술에 대한 많은 제한이 존재한다.
본 명세서의 일부에 포함되고 그 일부를 형성하는 첨부 도면들은, 본 설명과 함께, 커패시티브 센서 디바이스에 대한 기술의 실시형태들을 예시하고, 후술되는 원리들을 설명하도록 기능한다. 이 간단한 설명에서 참조되는 도면들은, 상세하게 언급되지 않는 한, 스케일링하여 작성된 것으로 이해하지 않아야 한다.
도 1 은 본 발명의 하나 이상의 실시형태들을 포함하도록 구현될 수 있는 일 예시적인 커패시티브 센서 디바이스의 평면도의 블록도이다.
도 2 는 송신기 및 수신기 센서 전극들을 다른 방법으로 커플링하는 전계의 일부로부터 인출하는 외부 오브젝트의 일 예를 도시한 것이다.
도 3 은 본 기술의 실시형태들에 따른 2개의 센서 전극들 및 하나의 외부 오브젝트를 갖는 센서의 단순화된 모델을 도시한 것이다.
도 4 는 본 기술의 실시형태들에 따른 몇몇 비제한적인 변조 예들을 도시한 것이다.
도 5a 및 도 5b 는 본 기술의 실시형태들에 따른 일 예시적인 센서 전극 패턴의 상면도 및 측면도를 각각 도시한 것이다.
도 6a, 도 6b 및 도 6c 는 본 기술의 실시형태들에 따른 예시적인 센서 전극 패턴들의 상면도를 도시한 것이다.
도 7 은 본 기술의 실시형태들에 따른 절대 커패시턴스 센서 및 트랜스커패시티브 (transcapacitive) 이미지 센서의 조합을 예시한 것이다.
도 8 은 본 기술의 실시형태들에 따른 일 예시적인 커패시티브 센서 디바이스의 블록도이다.
도 9 는 본 기술의 실시형태들에 따른 제 1 센서 전극 및 제 2 센서 전극을 포함하는 커패시티브 센서 디바이스를 이용하여 위치 정보를 결정하는 일 예시적인 방법의 흐름도이다.
도 10 은 본 기술의 실시형태들에 따른 일 예시적인 커패시티브 센서 디바이스의 블록도이다.
도 11 은 본 기술의 실시형태들에 따른 제 1 축을 따라 정렬된 복수의 제 1 센서 전극들 및 제 1 축과 비평행인 제 2 축을 따라 정렬된 복수의 제 2 센서 전극들을 포함하는 커패시티브 센서 디바이스를 이용하여 감지하는 일 예시적인 방법의 흐름도이다.
도 12 는 트랜스커패시턴스 (transcapacitance) 감지를 이용한 구성을 명확화하는 프로파일 기반 위치 감지 방법에 의한 잠재적 모호성을 도시한 것이다.
도 13 은 본 기술의 실시형태들에 따른 일 예시적인 커패시티브 센서 디바이스의 블록도이다.
도 14 는 본 기술의 실시형태들에 따른 제 1 축에 따라 정렬된 복수의 제 1 센서 전극들 및 제 1 축과 비평행인 제 2 축을 따라 정렬된 복수의 제 2 센서 전극들을 포함하는 커패시티브 센서 디바이스를 이용하여 감지하는 일 예시적인 방법의 흐름도이다.
도 15 는 본 기술의 실시형태들에 따른 일 예시적인 커패시티브 센서 디바이스의 블록도이다.
도 16 은 본 기술의 실시형태들에 따른 제 1 축에 따라 정렬된 복수의 제 1 센서 전극들 및 제 1 축과 비평행인 제 2 축을 따라 정렬된 복수의 제 2 센서 전극들을 포함하는 커패시티브 센서 디바이스를 이용하여 감지하는 일 예시적인 방법의 흐름도이다.
도 17a, 도 17b, 도 18a, 도 18b, 도 19a, 도 19b, 도 20a, 및 도 20b 는 본 기술의 실시형태들에 따라, 2개의 구역들을 해석하기 위해 절대 및 트랜스 커패시턴스 양자를 측정하는 것이 가능한 본 기술의 실시형태들을 도시한 것이다.
도 21 은 본 기술의 실시형태들에 따른 트랜스커패시티브 이미지 집적 회로에 대한 개념도를 도시한 것이다.
도 22 는 본 기술의 실시형태들에 따른 절대 이미지 집적 회로에 대한 개념도를 도시한 것이다.
도 23 은 본 기술의 실시형태들에 따른 일 예시적인 커패시티브 센서 디바이스의 블록도이다.
이하 본 기술의 실시형태들을 상세히 참조하고, 그 예들은 첨부 도면들에 예시되어 있다. 본 기술이 실시형태들과 함께 기술되지만, 본 설명은 본 기술을 이들 실시형태들로 제한하는 것으로 의도된 것이 아니라는 것을 이해해야 한다. 이에 반해, 본 설명은 첨부된 청구범위에 의해 정의된 사상 및 범위 내에 포함될 수도 있는 대안물, 변형물 및 동등물을 커버하는 것으로 의도된다. 또한, 다음의 상세한 설명에서는, 본 기술의 실시형태들의 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 상세가 설명된다. 그러나, 당업자는 본 기술의 실시형태들이 이들 특정 상세 없이 실시될 수도 있다는 것을 이해한다. 다른 경우들에 있어서, 본 기술의 양태들을 불필요하게 불명료하게 하지 않도록 하기 위해, 널리 공지된 방법들, 절차들, 컴포넌트들, 및 회로들을 상세히 기술하지 않았다.
설명의 개관
여기에 기술된 다양한 실시형태들이 구현될 수도 있는 일 예시적인 커패시티브 센서 디바이스의 설명으로 본 설명을 시작한다. 그 후에, 본 설명은 본 기술의 실시형태들에 따른 커패시티브 센서 디바이스와 연관된 전문 용어의 설명으로 전환한다. 접지, 잡음, 및 커패시턴스의 타입들의 설명을 제시한다. 예시적인 커패시티브 센서 전극들 및 센서 어레이들의 설명을 제시하고, 그 설명은 동일한 센서 디바이스를 이용하여 절대 및 트랜스커패시티브 감지 양자를 실행하고 트랜스커패시티브 감지를 통해 명확화하기 위한 몇몇 기법들 및 상황들의 설명을 포함한다. 그 후에, 본 설명은 다양한 예시적인 커패시티브 감지 디바이스들의 구조의 양태들 및 여기에 기술된 실시형태들의 이용 및 동작의 측면에서 설명되는 다양한 예시적인 개념도들 및 회로도들에 초점을 맞춘 상세한 설명이 후속한다.
일부 커패시티브 감지 디바이스는 일렉트릿 (electret) 비변조 커패시티브 측정치들을 획득하도록 구성될 수도 있다 (일렉트릿 감지 또는 센서들이라고 지칭될 수도 있다). 그러나, 통상적으로, 이들 측정치들은 터치 입력을 감지하기 위한 터치 입력 디바이스들에 의해 이용되지 않는다. 일렉트릿 감지는 오브젝트가 센서를 향해 이동함에 따라 전류 (또는 전하) 를 유도할 수 있는 전압 (또는 트래핑된 (trapped) 전하) 의 차를 요구한다. 전압을 외부 오브젝트 상에서 제어하는 것이 어렵기 때문에, 이 방법은 통상적으로 이용되지 않는다. 또한, 일렉트릿 커패시티브 측정치들이 근본적으로 DC 이기 때문에, 그 측정치들은 복조될 수 없고 협대역 센서들로 이루어질 수 없다. 일렉트릿 커패시티브 측정치들은 여기에 기술된 실시형태들에 의해 수행되지 않는다.
예시적인 커패시티브 감지 디바이스
도 1 은 본 발명의 하나 이상의 실시형태들을 포함하도록 구현될 수 있는 일 예시적인 커패시티브 센서 디바이스 (100) 의 평면도의 블록도이다. 예시된 바와 같이, 커패시티브 센서 디바이스 (100) 는 기판 (102) 상에 배치된 센서 (108) 를 포함한다. 센서 (108) 는 2개의 복수의 센서 전극들 (120, 130) 을 포함한다. 그 복수 (120, 130) 의 각각에 있어서 2개의 센서 전극들만이 예시되어 있지만, 그 각각 또는 양자는 2개보다 많은 센서 전극들을 포함할 수 있다는 것을 인식한다. 예시된 것은 아니지만, 일부 실시형태에서, 단일의 센서 전극 (120-1) 및 복수의 센서 전극들 (130-1 내지 130-n), 또는 복수의 센서 전극들 (120-1 내지 120-n) 및 단일의 센서 전극 (130-1) 만이 존재할 수도 있다. 마찬가지로, 예시된 것은 아니지만, 일부 실시형태에서, 단일의 센서 전극 (120-1) 및 단일의 센서 전극 (130-1) 만이 존재할 수도 있다. 또한, 센서 전극들 (120) 및 센서 전극들 (130) 은 유전체층 (미도시) 에 의해 분리된다는 것을 인식한다. 일부 실시형태에서, 복수의 센서 전극들 (120) 및 복수의 센서 전극들 (130) 은 개별 기판들 상에 배치될 수도 있고, 그 기판들은 동작 전에 함께 접합될 수도 있다.
예시된 바와 같이, 센서 전극들 (120, 130) 은 도전성 라우팅 트레이스들 (conductive routing traces; 104, 106) 에 의해 프로세싱 시스템 (110) 에 커플링된다. 예시 및 설명의 용이성을 위해, 센서 (108) 는, 커패시티브 커플링이 센서 교점들 간에서 측정되는 커패시티브 픽셀들을 생성하는 x/y 그리드에 배열된 센서 전극들 (120, 130) 로 도시된다. 여기에서의 설명은 이러한 센서 (108) 의 배열로 제한되지는 않지만, 그 대신에 다수의 센서 전극 패턴들에 적용가능하고, 그 일부는 여기에 비제한적인 예로서 예시된다는 것을 인식한다.
커패시티브 센서 디바이스 (100) 는 (예를 들어, 사용자의 손가락, 스타일러스와 같은 프로브, 및/또는 몇몇 다른 외부 입력 오브젝트를 이용하여) 사용자 입력을 컴퓨팅 디바이스 또는 다른 전자 디바이스에 전달하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 커패시티브 센서 디바이스 (100) 는, 일부 실시형태에서는, 하부 이미지 또는 정보 디스플레이 디바이스 (미도시) 상부에 위치될 수 있는 커패시티브 터치 스크린 디바이스로서 구현될 수 있다. 이와 같이, 도시된 커패시티브 센서 디바이스 (100) 의 센서 (108) 내의 실질적으로 투명한 센서 전극들 (미예시) 을 통해 바라봄으로써, 사용자가 하부 이미지 또는 정보 디스플레이를 뷰잉한다. 본 발명에 따른 하나 이상의 실시형태들이 커패시티브 센서 디바이스 (100) 의 것과 유사한 커패시티브 터치 스크린 디바이스와 통합될 수 있다는 것에 주목한다.
동작시, 센서 (108) 는 입력들을 감지하기 위한 "감지 구역" 을 형성하는데 이용된다. 센서 (108) 가 통상적으로, 센서 (108) 를 형성하기 위한 센서 어레이로서 배열된 복수의 센서 엘리먼트들 (예를 들어, 센서 전극들 (120 및 130) 의 교점들) 을 포함한다는 것을 인식한다. 감지 구역들을 더 상세히 후술한다.
커패시티브 센서 디바이스 (100) 는, 터치 스크린으로서 구현되는 경우, 도전성 라우팅 트레이스들 (104) 의 제 1 세트 및 그 제 1 세트에 커플링되도록 패터닝된 (또는 형성된) 도전성 라우팅 트레이스들 (106) 의 제 2 세트를 갖는, 실질적으로 투명한 기판 (102) (또는 복수의 실질적으로 투명한 기판들) 을 포함할 수 있다. 도전성 라우팅 트레이스들 (104 및/또는 106) 은, 프로세싱 시스템 (110) 을, 센서 (108) 를 형성하는 센서 전극들 (120, 130), 센서 전극들의 어레이들, 및/또는 도전성 트레이스들과 커플링하는데 이용될 수 있다. 센서 (108) 가 직사각형으로 도시되어 있지만, 원형과 같은 다른 형상들이 고려된다. 센서 (108) 의 센서 전극들 (120, 130) 은 실질적으로 투명한 도전성 재료로 형성될 수 있다. ITO (indium tin oxide) 및/또는 박형의 거의 비가시적인 와이어들은, 센서 (108) 의 하나 이상의 센서 전극들 (120, 130) 또는 도전성 트레이스들을 형성하는데 이용될 수 있는 실질적으로 투명한 도전성 재료의 다수의 가능한 예들 중 단지 2개의 예이다.
프로세싱 시스템 (110) 은 센서 전극(들) 을 전압으로 구동하고, 센서 전극(들) 상의 결과적인 각각의 전하를 감지하여, 센서 (108) 에 대한 커패시턴스의 하나 이상의 측정치들을 획득한다. 부가적으로, 또는 대안적으로, 일부 실시형태에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 센서 전극(들) 상의 전하를 구동할 수도 있고, 센서 전극(들) 상의 결과적인 전압을 측정할 수도 있다. 하나의 실시형태에서, 센서 전극 제어기 (140) 는 프로세싱 시스템 (110) 에 의해 이용되어, 하나 이상의 센서 전극들 상의 신호(들) 를 선택적으로 구동하고 하나 이상의 센서 전극들 상의 신호(들) 를 선택적으로 수신한다.
일부 실시형태에서, 커패시티브 측정기 (150) 는 수신된 신호들에 기초하여 (절대 커패시턴스 또는 트랜스커패시턴스의 측정일 수도 있는) 커패시턴스 측정을 수행한다. 예를 들어, 일부 실시형태에서의, 프로세싱 시스템 (110) 은, "커패시티브 이미지" 를 생성하기 위한 픽셀들로서, 센서 (108) 의 개개의 센서 엘리먼트들 (예를 들어, 센서 전극들 (120, 130) 의 교점들) 과 연관된 복수의 커패시티브 측정치들을 구하고 이용한다. 이와 같이, 프로세싱 시스템 (110) 은 센서 (108) 의 감지 구역에서 입력 오브젝트 또는 오브젝트들에 관하여 측정된 응답의 스냅샷인 커패시티브 이미지를 캡처할 수 있다. 커패시티브 픽셀들, 이미지들, 절대 커패시턴스, 및 트랜스커패시턴스를 더 후술한다.
이러한 프로세싱 시스템 (110) 에 의한 커패시턴스의 측정치(들)는, 센서 (108) 에 의해 형성된 감지 구역에 관련하여 접촉, 호버링 (hovering), 또는 다른 사용자 입력을 감지하는 것을 가능하게 한다. 일부 실시형태에서, 이러한 측정치(들) 는 프로세싱 시스템 (110) 의 "결정기" (160) 의 위치, 사이즈, 및/또는 타입으로 이용되어, 센서 (108) 에 의해 형성된 감지 구역에 관련하여 사용자 입력에 관한 위치 정보를 결정한다. 부가적으로 또는 대안적으로, 이러한 측정치(들) 는, 일부 실시형태에서, 결정기 (160) 에 의해 이용되어, 입력 오브젝트 사이즈 및/또는 입력 오브젝트 타입을 결정할 수 있다.
프로세싱 시스템 (110) 은 하나 이상의 집적 회로들 및/또는 개별 컴포넌트들로서 구현될 수도 있다. 하나의 실시형태에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 주문형 반도체 (ASIC) 를 포함하거나 주문형 반도체 (ASIC) 내에서 구현된다. 여기에 기술된 실시형태들에 의하면, 이러한 ASIC 는, 센서 전극 제어기 (140), 커패시티브 커플링 측정기 (150), "결정기 (160)", 및/또는 내장된 로직 명령들과 같은 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 내장된 로직 명령들은, 선택된 센서 전극들 상에 송신 및/또는 수신하는 것, 커패시턴스 측정(들) 을 수행하는 것, 및 센서 (108) 의 감지 구역과 상호작용하는 입력 오브젝트에 관한 접촉, 위치, 타입, 및/또는 사이즈 정보를 결정하는 것과 같은 기능들을 수행하기 위한 것일 수도 있지만, 이에 제한되지 않는다.
터치 스크린에 관하여 상술되었지만, 커패시티브 센서 디바이스 (100) 는 또한, 커패시티브 터치패드, 슬라이더, 버튼 또는 다른 커패시턴스 센서로서 구현될 수 있다. 예를 들어, 커패시티브 센서 디바이스 (100) 의 기판 (102) 은 커패시턴스 센서의 기판으로서 이용되는 하나 이상의 투명한 또는 불투명한 재료들로 구현될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 마찬가지로, 센서 (108) 내의 센서 전극들을 형성하는데 투명한 또는 불투명한 도전성 재료들이 또한 이용될 수 있다.
전문 용어
프로세싱 시스템 (110) 에 의해 결정된 위치 정보는, 오브젝트 존재의 임의의 적합한 표시일 수 있다. 예를 들어, 프로세싱 시스템은 "제로 차원의 (zero-dimensional)" 1비트 위치 정보 (예를 들어, 근거리/원거리 또는 접촉/비접촉) 또는 스칼라로서의 "1차원의" 위치 정보 (예를 들어, 감지 구역에 따른 위치 또는 모션) 를 결정하도록 구현될 수 있다. 또한, 프로세싱 시스템 (110) 은 이들 값들의 조합으로서의 다차원의 위치 정보 (예를 들어, 2차원의 수평/수직 축들, 3차원의 수평/수직/깊이 축들, 각/방사상 축들, 또는 다수의 차원들에 걸친 축들의 임의의 다른 조합) 등을 결정하도록 구현될 수 있다. 또한, 프로세싱 시스템 (110) 은 시간 또는 이력에 관한 정보를 결정하도록 구현될 수 있다.
또한, 여기에 사용된 "위치 정보" 라는 용어는, 하나 이상의 방향에서의 모션의 측정치를 포함하여, 절대적 및 상대적 위치 타입 정보, 그리고 또한 속도, 가속도 등과 같은 공간-도메인 정보의 다른 타입들을 광범위하게 포함하는 것으로 의도된다. 또한, 다양한 형태의 위치 정보는, 제스처 인지 등의 경우에서와 같이, 시간 이력 컴포넌트들을 포함할 수도 있다. 프로세싱 시스템 (110) 으로부터의 위치 정보는, 커서 제어, 스크롤링, 및 다른 기능들을 위한 근접 센서 디바이스의 포인팅 디바이스로서의 이용을 포함하는, 전체 범위의 인터페이스 입력들을 용이하게 한다.
상술된 바와 같이, 디바이스 (100) 와 같은 커패시티브 센서 디바이스는 감지 구역을 포함한다. 커패시턴스 감지 디바이스는, 감지 구역 내의 입력 오브젝트의 위치와 같은, 하나 이상의 입력 오브젝트들 (예를 들어, 손가락들, 스타일러스들 등) 에 의한 입력에 민감하다. 여기에 사용된 "감지 구역" 은, 입력 디바이스의 센서(들) 가 사용자 입력을 검출하는 것이 가능한 입력 디바이스의 상부, 둘레, 내부 및/또는 근처의 임의의 공간을 광범위하게 포함하는 것으로 의도된다. 종래의 실시형태에서, 입력 디바이스의 감지 구역은, 신호 대 잡음 비들이 충분히 정확한 오브젝트 검출을 방해할 때까지, 입력 디바이스의 센서의 표면으로부터 공간 내의 하나 이상의 방향으로 연장된다. 이 감지 구역이 특정 방향으로 연장되는 거리는, 대략 밀리미터 미만, 밀리미터들, 센티미터들, 또는 그 이상일 수도 있고, 이용되는 감지 기술의 타입 및 원하는 정확도에 의해 상당히 변화될 수도 있다. 따라서, 실시형태들은 응력이 적용되거나 적용되지 않은 상태에서 표면과의 접촉을 필요로 할 수도 있지만, 다른 실시형태들은 그렇지 않을 수도 있다. 따라서, 특정 감지 구역들의 사이즈들, 형상들, 및 위치들은 실시형태에서 실시형태까지 광범위하게 변화될 수도 있다.
직사각형의 2차원의 돌출된 형상들을 갖는 감지 구역들이 통상적인 것이고, 다수의 다른 형상들이 가능하다. 예를 들어, 센서 어레이 및 그 주변 회로의 설계, 임의의 입력 오브젝트들로부터의 차폐 등에 따라, 감지 구역들은 다른 형상들의 2차원 돌출부들을 갖도록 구성될 수도 있다. 감지 구역의 3차원 형상을 정의하도록 유사한 접근법들이 이용될 수도 있다. 감지 구역 내의 입력 오브젝트들은 트랜스커패시턴스 감지 장치와 상호작용할 수도 있다.
예를 들어, 커패시티브 감지 디바이스 (100) 와 같은 입력 디바이스의 센서 전극들 (예를 들어, 120, 130) 은, 임의의 수의 감지 구역들을 지원하도록 센서 전극들의 어레이들 또는 다른 패턴들을 이용할 수도 있다. 또 다른 예로서, 센서 전극들은, 동일한 감지 구역 또는 상이한 감지 구역들을 지원하도록 저항성 감지 기술과 결합한 커패시티브 감지 기술을 이용할 수도 있다. 본 발명의 다양한 실시형태들을 구현하는데 이용될 수도 있는 기술들의 타입들의 예들이 미국 특허 제5,543,591호, 제5,648,642호, 제5,815,091호, 제5,841,078호, 및 제6,249,234호에서 발견될 수도 있다.
도 1 을 계속 참조하면, 다양한 실시형태들은 센서 전극들 (120, 130) 간의 커패시티브 커플링에 기초하여 트랜스커패시티브 감지 방법들을 이용할 수 있다. 때때로, 트랜스커패시티브 감지 방법들은 "상호 커패시턴스 감지 방법들" 이라고도 지칭된다. 하나의 실시형태에서, 트랜스커패시티브 감지 방법은 (신호를 송신하는) 하나 이상의 송신기 센서 전극들을 하나 이상의 수신기 센서 전극들과 커플링한 전계를 검출함으로써 동작한다. 근접한 오브젝트들은 전계의 변화들을 야기할 수도 있고, 트랜스커패시티브 커플링의 검출가능한 변화들을 생성할 수도 있다. 상술된 바와 같이, 센서 전극들은 동시에 또는 시간 다중화 방식으로 송신 뿐만 아니라 수신할 수도 있다. 때때로, 송신하는 센서 전극들 (예를 들어, 센서 전극들 (130)) 은, 적어도 송신 중일 때의 지속기간 동안, "송신 센서 전극들", "구동 센서 전극들", "송신기들", 또는 "드라이버들" 이라고 지칭된다. 초기 명칭들의 단축형 또는 결합형 (예를 들어, "구동 전극들" 및 "드라이버 전극들") 을 포함하는, 다른 명칭들이 사용될 수도 있다. 때때로, 수신하는 센서 전극들 (예를 들어, 센서 전극들 (120)) 은, 적어도 수신 중일 때의 지속기간 동안, "수신 센서 전극들", "수신기 전극들", 또는 "수신기들" 이라고 지칭된다. 마찬가지로, 초기 명칭들의 단축형 또는 결합형을 포함하는, 다른 명칭들이 사용될 수도 있다.
트랜스커패시티브 감지 방식들은, 개별 전극 (예를 들어, 인간의 손가락 또는 스타일러스와 같은 외부 입력 오브젝트) 이 근처에 있는 경우, 송신기 센서 전극들과 수신기 센서 전극들 사이의 커패시티브 커플링의 변화를 검출할 수도 있다. 트랜스커패시티브 감지 방식을 채용한 경우의 센서 (108) 의 출력은 "이미지" 또는 "커패시티브 이미지" 라고 종종 지칭된다. 커패시티브 이미지는 복수의 픽셀들을 포함한다. 커패시티브 이미지의 픽셀들은, 송신 센서 전극(들) (130) 과 수신 센서 전극(들) (120) 사이의 트랜스커패시티브 커플링이 검출될 수 있는 구역, 송신 센서 전극과 수신 센서 전극 사이의 측정 위치, 또는 송신기 센서 전극(들) (130) 과 수신기 센서 전극(들) (120) 사이의 교점 구역이라고 지칭될 수 있다.
본 문서에서, "전기적으로 구동한다" 는 용어는, 구동된 아이템의 몇몇 전기적 양태를 제어하는 것을 나타내는데 사용될 수도 있다. 예를 들어, 와이어를 통해 전류를 구동하고, 도체 상의 전하를 구동하며, 전극 상의 일정하거나 변화하는 전압 파형을 구동하는 것 등이 가능하다.
본 문서에서, "전기적으로 변조시키는 것" 이라는 용어는, 전류 또는 전압, (부호를 포함한) 위상 또는 진폭, 이들의 몇몇 결합물 등과 같은 신호의 임의의 적절한 전기적 특성을 변조시키는 것을 포함할 수 있다.
본 문서에서, "송신하다" 또는 "송신하는 것" 이라는 용어는 전기 신호들의 방출을 나타내는데 사용될 수도 있고, 신호들의 고의적인 방출을 의미할 수도 있다. 송신은 수신기에 커패시티브 커플링하는 것에 관련하여 저 임피던스에서 행해질 수도 있다.
본 문서에서, "센서 전극들" 이라는 용어는 전기적 표시를 송신 또는 수신하는 전극들을 포함할 수도 있다. 본 발명의 일부 실시형태는 전용의 송신 센서 전극들, 전용의 수신 센서 전극들을, 또는 이들 양자를 포함한다. 그러나, 동일한 물리적 전극이 송신 및 수신하는데 모두 이용될 수도 있다. 실시형태에 따라, 송신 및 수신은 동시적일 수 있고 또는 상이한 시간에 발생할 수 있다.
접지
본 문서에서, ("섀시 접지", "디바이스 접지", 또는 "접지" 라고도 종종 지칭되는) "시스템 접지" 는 시스템 컴포넌트들에 의해 공유되는 공통 전압을 나타낼 수도 있다. 예를 들어, 모바일 폰의 커패시티브 감지 시스템은, 이따금, 그 폰의 전원 (예를 들어, 충전기 또는 배터리) 에 의해 제공되는 시스템 접지라고 지칭될 수도 있다. 다수의 시스템에서, 시스템 접지가 시스템 내의 최대 영역 전극에 연결되거나 또는 그 최대 영역 전극에 의해 제공된다. 실시형태들은, 시스템에 의해 이용되는 임의의 커패시티브 센서 전극(들) 으로부터 가장 멀리 있는 엘리먼트들을 이용하여 시스템 접지를 위치시키거나 구성할 수도 있다.
시스템 접지는 어스 (earth) 또는 임의의 다른 기준에 관련하여 고정되지 않을 수도 있다. 예를 들어, 각각의 배터리 접지들에 의해 셀 폰들에 대한 시스템 접지가 제공될 수도 있다. 배터리 접지는 셀 폰 충전기, 충전기의 중성, 및 다른 전위 기준들에 연결된 전기적 플러그의 어스 접지와 상이할 수도 있다. 통상적으로, 테이블 상의 셀 폰은 부동 시스템 접지를 갖는다. 유도적으로 충전되고 그에 의해 충전기 접지에 대한 직접 접촉이 없는 셀 폰은, 어스 접지에 관련하여 변화되는 시스템 접지를 가질 수도 있다. 접지 (예를 들어, USB 접지, 벽체형 소켓 접지) 를 갖는 충전기로 충전되는 셀 폰은 여전히 어스 접지가 변화되는 시스템 접지를 가질 수도 있고, 그 폰의 컴포넌트들은 (예를 들어, USB 접지가 랩탑에서 종료하는 경우 또는 랩탑이 어스 접지에 관련하여 부동하는 경우) 어스 접지에 관련되지 않을 수도 있다. 자유 공간을 통해 어스 접지에 강하게 커플링된 사람에 의해 유지되는 셀 폰은 사람에 관련하여 접지될 수도 있지만, 사람-접지는 어스 접지에 관련하여 변화되고 있을 수도 있다.
시스템 접지에 관련하여 실질적으로 일정한 전압을 갖는 어떤 것은, 시스템 접지의 전위 변화로서 (시스템 접지라고 지칭되는) 전압이 이동하지 않는다. 예를 들어, 입력 오브젝트는 실질적으로 시스템 접지일 수도 있지만, 시스템 접지의 전위 변화로서 전압이 상당히 이동하지 않을 수도 있다.
전기적으로, 어떤 AC 성분도 갖고 있지 않기 때문에, 기준에 관련하여 실제로 고정된 임의의 전압은 유효한 교류 (AC) 접지일 수도 있다. 따라서, AC 접지된 아이템들은 전기적으로 함께 또는 심지어 동일한 접지에 연결되지 않을 수도 있다. 기준 (예를 들어, 시스템 접지) 에 관련하여 실질적으로 일정한 전압들은 일반적으로 AC 접지로서도 기능할 수 있고, AC 커패시티브 신호들을 감지/수신함에 있어서 서로 동등할 수도 있다. 예를 들어, 시스템 접지에 관련된 시스템의 관점에서, AC 접지에서의 오브젝트는 (적어도 센서의 대역폭 내에서) 시스템 접지와 전압이 실질적으로 동일하거나 일정하게 상쇄될 수도 있다. 실제로, 이러한 오브젝트들은 시스템 접지에 관련하여 전기적으로 상당히 변조되지 않는다.
아이템들은 커패시티브 감지 시스템의 감지 대역폭의 외측이 변조될 수도 있고, 그 감지 시스템에 관련하여 실제로 접지될 수도 있다. 따라서, 센서 디바이스에 의해 검출가능하지 않거나 필터링되는 방법으로 센서 디바이스 근처의 오브젝트들이 변조될 수도 있다. 예를 들어, 커패시턴스 센서 디바이스의 측정 대역폭에 비해 매우 높은 주파수에서 외부 오브젝트가 변조될 수도 있고, 센서 디바이스의 관점에서, 외부 오브젝트가 여전히 AC 접지로 고려될 수도 있다. 이것은, 감지 체제 내에서, 시스템 접지에 관련된 외부 오브젝트의 변조가 시스템이 검출하려고 시도하고 있는 신호들에 비해 작기 때문이다.
특정 예로서, 센서 디바이스는 60 ㎐ 변조 (예를 들어, 형광의 주된 전기 변조) 및 2 ㎓ 변조 (예를 들어, 일부 폰 신호) 에 대해 검출하지 않도록 튜닝될 수도 있다. 센서 시스템이 충분한 샘플들에 걸쳐 평균화할 수 있고, 잡음을 방지하기에 충분히 좁은 대역폭을 가지면, 이들 대역외 변조는 이들 아이템들의 접지된 상태를 실제로 변화시키지 않는다.
잡음
다수의 감지 디바이스들은 이러한 "대역외 잡음" 의 영향을 개선시키기 위해 협대역을 이루고 있다. (후술되는) 절대 커패시턴스 감지의 경우, 이러한 협대역 복조 (또는 샘플링) 는 센서 전극의 전기적 변조에 관련될 수도 있다. (또한 후술되는) 트랜스커패시턴스 감지의 경우, 협대역 복조가 송신기의 전기적 변조에 관련될 수도 있다. (후술되는) 혼합된 절대/트랜스의 경우에 대해, 협대역 복조는, 동일한 주파수일 수도 있는 송신기, 및 수신기 센서 전극의 전기적 변조에 관련될 수도 있다.
다양한 실시형태에 있어서, 아날로그 "전단 (front end)" 도메인, 디지털 "후단 (back end)" 도메인, 또는 이들 양자에서 협대역 필터링이 행해질 수도 있다. 예를 들어, 신호를, 90도 위상이 다른 2개의 독립된 신호들로 변조 속도의 2배로 샘플링할 수 있고, 이 신호를 디코딩/복조하는데 디지털 필터가 이용될 수 있다. 또 다른 예로서, I & Q 시스템 (여기서 I 는 강도이고, Q 는 직교이다) 은, 2개의 상이한 신호들을 검출하고 각각의 영향을 다른 것과 구별하는데 이용될 수도 있다. 다른 예로는 코딩된 복조, FIR/IIR (Finite Impulse Response/Infinite Impulse Response) 필터링 등을 포함한다.
커패시티브 측정치들의 타입들
커패시티브 센서들 및 커패시티브 감지 디바이스들은 전계의 변화에 의해 영향을 받기 때문에 커패시턴스를 검출한다. 전계의 변화는 커플링된 커패시턴스(들) 를 통해 전하가 어떻게 흐르는지에 관련된 것이다. 따라서, 본 기술에 따른 커패시티브 센서들의 실시형태들은, 커패시티브 측정치들을 획득하기 위해 전압 변화, 전류 흐름, 전하 축적 등을 이용할 수도 있다.
"절대 커패시턴스" 또는 "절대 커패시티브 커플링" 은 시스템 접지에 커패시티브 커플링하는 것을 나타내는데 이용될 수도 있다. 실제로는, 시스템 접지에 관련하여 전기적으로 변조되는 센서 전극은 절대 커패시턴스를 검출하는데 이용될 수도 있다. 때때로, 센서 전극에 의해 획득되는 커패시티브 측정치는 순수한 절대 커패시턴스가 아닐 수도 있다 (예를 들어, 부근의 송신 센서 전극이 시스템 접지 및 센서 전극에 관련하여 변조되는 경우, 트랜스커패시턴스가 또한 도입될 수도 있다). 그러나, 시스템 접지의 관점에서 센서 전극 부근의 오브젝트들이 "AC 접지" 를 실제로 유지하는 경우, 절대 커패시턴스가 커패시티브 측정에서 우세할 수도 있다. 다수의 경우에서, 센서 전극 부근의 오브젝트들은 감지될 외부 오브젝트(들) 및 다른 전극들을 포함할 수도 있다. 외부 오브젝트(들) 및 다른 전극들은 감지 디바이스 또는 전자 시스템의 일부일 수도 있고, 일부가 아닐 수도 있다.
다수의 실시형태에서, 감지될 외부 오브젝트(들) 이외에도, 시스템 접지에 관련하여 실질적으로 일정하지 않은 임의의 부근의 오브젝트들이 센서 전극과 실질적으로 동일한 방법으로 전기적으로 변조되는 경우, 절대 커패시턴스가 커패시티브 측정에서 또한 우세할 수도 있다. 이것은, 동등하게 변조된 다른 오브젝트들이 센서 전극 상의 전압에 영향을 미치지 않고, 전하를 센서 전극에 전송하지 않기 때문일 수도 있다. 다른 실시형태들에 있어서, 이들 동등하게 변조된 부근의 오브젝트들은, 센서 전극을 전자적 영향들로부터 보호 및 차폐시키는 것을 도울 수도 있다.
그러나, 통상적으로, 접지가 완전하지 않을 수도 있고 변조가 완전히 동일하지 않을 수도 있기 때문에 (그리고 보호가 완벽하지 않을 수도 있기 때문에), 커패시턴스 측정치가 순수하게 절대 커패시턴스가 아닐 수도 있다. 일부 실시형태에서, 그 측정치는 그래도, 이와 같이 다루어질 순수한 절대 커패시턴스의 측정치에 충분히 가까울 수도 있다. 다른 실시형태에서, 그 측정치는 절대 커패시턴스 부분을 유도하기 위한 하나 이상의 다른 측정치들로 이용될 수도 있다. 따라서, 이상적인 절대 커패시티브 구현에서 전송된 전하의 양을 측정 및 계산하는 것이 가능하다.
"트랜스커패시턴스" 또는 "트랜스커패시티브 커플링" 은 시스템 접지에 관련하여 변조된 하나 이상의 송신 센서 전극들에 커패시티브 커플링하는 것을 나타내는데 이용될 수도 있다. 실제로는, 트랜스커패시턴스를 감지하기 위한 2개 이상의 그룹들에서 센서 전극들이 이용될 수도 있다. 그 그룹의 하나 이상의 센서 전극들은 전기 신호들을 송신하지만, 그 그룹의 하나 이상의 센서 전극들은 송신된 전기 신호들을 수신한다. 예를 들어, 시스템 접지에 관련하여 전기적으로 변조된 송신 센서 전극이, 시스템 접지에 관련하여 전기적으로 변조되지 않을 수도 있는 수신 센서 전극에 의해 수신되는 전기 신호들을 발신하는 경우, 트랜스커패시턴스가 검출될 수도 있다.
송신 또는 수신 센서 전극들 부근의 모든 오브젝트들이 시스템 접지에 관련하여 실질적으로 일정하지 않은 경우, 트랜스커패시턴스는 커패시티브 측정에서 우세할 수도 있다. 즉, 이들 부근의 오브젝트들은 시스템 접지에 관련하여 전기적으로 변조되지 않을 수도 있다. 이러한 경우, 이들 부근의 오브젝트들은 잡음이 수신 센서 전극에 도달하는 것을 방지하는 것을 돕는 보호물 (guard) 로서도 기능할 수도 있다. 또한, 부근의 오브젝트는 송신기 센서 전극을 수신기 센서 전극으로부터 보호할 수도 있어서, 커패시티브 커플링을 감소시키고 트랜스커패시티브 측정치를 변화시킨다.
일부 실시형태에서, 센서 전극 (120, 130) 은 동시에 송신 및 수신할 수 있고, 이러한 타입의 동시적인 송신 및 수신은 절대 커패시턴스 및 트랜스커패시턴스 부분들 양자를 포함하는 커패시턴스 측정치를 발생시킬 수도 있다.
도 2 는 송신기 및 수신기 센서 전극들을 다른 방법으로 커플링하는 전계의 일부로부터 인출하는 외부 오브젝트의 일 예를 도시한 것이다. 도 2 는, 일부 실시형태에서, 별도의 전극 (예를 들어, 손가락과 같은 외부 오브젝트) 이 부근에 있는 경우, 트랜스커패시티브 감지 방식들이 센서 전극들 간의 커패시티브 커플링의 변화를 검출할 수도 있는 방법을 예시한 것이다. 도 2 에서, 도전성 외부 오브젝트 (215) 는 수신 센서 전극들 (120-1, 120-2 및 120-n) 하부에 있는 송신 센서 전극들 (130; 가시적인 130-1) 을 갖는 시스템 또는 디바이스 (예를 들어, 도 1 의 디바이스 (100)) 와 상호작용한다. 도 2 에 도시된 센서 (108) 의 일부에 대해, 도전성 외부 오브젝트 (215) 는 중앙의 수신 센서 전극 (120-2) 이 송신 센서 전극 (130) 과 다른 방법으로 직접 커플링된 전계 (217) 의 일부로부터 인출한다. 이 상호작용은 중앙의 수신 센서 전극 (120-2) 으로부터 획득되는 판독들을 변경시킨다. 또한, 하나의 실시형태에서, 도전성 외부 오브젝트 (215) 가 시스템과 상호작용하기 위해 도전성 외부 오브젝트 (215) 가 터치하거나 접근할 수도 있는 커버 시트인 입력면 (201) 이 도시되어 있다. 디바이스 (100) 의 다른 특징들을 불명확하게 하지 않기 위해, 입력면 (201) 이 도 1 에 예시되지 않았다는 것을 인식한다.
트랜스커패시티브 감지는, 2개의 전극들 (송신 및 수신) 이 그들의 프린징 (fringing) 전계 라인들이 외부 오브젝트에 의해 영향을 받을 수도 있도록 하는 방법으로 배치되는 오버랩들, 상호 연결들, 주변들, 및 다른 위치들에 더 로컬화되려는 경향이 있다. 다수의 실시형태에서, 트랜스커패시티브 센서 전극들이 서로 가까울 수도 있고, 비교적 작을 수도 있어서, 멀리 이격되어 있는 입력들을 검출하기 위한 그 트랜스커패시티브 센서 전극들의 능력이 제한된다. 송신 센서 전극으로부터 수신 (또는 차폐) 센서 전극으로의 커플링이 우세하고, 멀리 이격되어 있는 외부 오브젝트들에 의해 실질적으로 영향을 받지 않을 수도 있다.
다수의 모바일 디바이스에서, 전원 (예를 들어, 모바일 폰을 위한 셀 폰 배터리) 은 시스템 접지를 제공할 수도 있고 또는 시스템 접지에 관련하여 실질적으로 일정하게 되도록 구동될 수도 있다. 따라서, 시스템 접지에 관련하여 실질적으로 고정된 수신 센서 전극들을 구동하는 트랜스커패시티브 감지 시스템에 대해 전원이 실질적으로 검출가능하지 않을 수도 있다 (예를 들어, 실제로는 실질적으로 비가시적일 수도 있다). 이것은, 수신 센서 전극이 시스템 접지에 관련하여 일정하고, 전원이 시스템 접지에 관련하여 일정하면, 부근의 하나 이상의 외부 오브젝트들에 의한 입력에 응답하여, 그 2개 간의 전위에서 아무런 변화도 없을 수도 있기 때문일 수도 있다. 그러나, 폰 상의 전원이 시스템 접지에 관련하여 전압이 변화되면, 그 폰 상의 전원은 전기 신호들을 수신 센서 전극들에 실제로 발신하고, 트랜스커패시티브 감지 방식에 의해 검출될 수 있다. 시스템 접지에 관련하여 변조된 송신기 센서 전극의 커패시티브 커플링이 변경되는 경우, 커플링된 전하의 변경에 의해 전원이 검출될 수 있다.
"혼합형 커패시턴스", "혼합형 커패시티브 커플링", "절대/트랜스 커패시턴스", 또는 "절대/트랜스" 는, 시스템 접지에 관련하여 변조될 수도 있는 하나 이상의 송신 센서 전극들 및 시스템 접지 양자에 커패시티브 커플링하는 것을 나타내는데 사용될 수도 있다. 이러한 혼합형 커패시턴스를 산출하기 위해, 일부 또는 모든 송신 및 수신 센서 전극들은, 서로에 관련하여 전기적으로 변조될 수도 있고, 시스템 접지에 관련하여 전기적으로 변조될 수도 있다. 시스템 접지에 관련하여 변조된 수신 센서 전극이 절대 커패시턴스를 검출할 수도 있고, 시스템 접지와 상이하게 그리고 수신 센서 전극과 상이하게 변조된 임의의 송신 센서 전극(들) 에 트랜스커패시티브 커플링한 것을 검출할 수 있기 때문에, 이러한 접근법이 효과가 있다.
일부 실시형태는 개별적인 절대 커패시턴스 및 트랜스커패시턴스 부분들을 구별한다. 이러한 경우, 2개 이상의 측정치가 취득될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 방법으로 변조된 수신 센서 전극(들) 및 제 2 방법으로 변조된 송신 센서 전극(들) 을 이용하여 제 1 측정치가 취득될 수도 있다. 제 1 및 제 2 방법은 동일하거나 상이할 수도 있다. 그 후에, 제 1 변조 방법으로 유지되는 수신 센서 전극(들) 및 (수신기 센서 전극(들) 에 관련된 송신기 센서 전극(들) 의 변조가 제 2 방법으로부터 변경되도록 하는) 제 3 방법으로 변조되는 송신 센서 전극(들) 을 이용하여 제 2 측정치가 취득될 수도 있다. 송신 센서 전극 변조에서의 이러한 변경은, 다음과 같이: 전압 크기를 변경하는 것; 전압 위상을 변경하는 것; 바이너리 온/오프 전압들 간에서 스위칭하는 것; 포지티브로부터 네거티브로 전압 스윙의 부호를 플리핑 (flipping) 하는 것; 전압 스윙을 더 높거나 더 낮게 변경하는 것 등을 포함하는 무수한 방법들로 달성될 수도 있지만, 이에 제한되지 않는다. 이를테면, 잡음을 감소시키기 위해, 또는 송신 센서 전극들의 더 복잡한 결합을 더 양호하게 제공하기 위해, 2개보다 많은 측정치들이 일부 실시형태에 의해 취득될 수도 있다. 이러한 다수의 측정치 접근법은 절대 커패시턴스 및 트랜스커패시턴스 기여도들의 비교적 간단한 추정을 가능하게 한다.
본 기술의 일부 실시형태들은, 2개의 상이한 타입들의 커패시티브 측정치들을 구함에 있어서 동일한 복수의 감지 전극들을 이용하는 시스템들을 포함한다. 이것은 복수의 센서 전극들 중 일부 또는 전부에 대해 2개의 상이한 커패시티브 측정치들의 결정을 가능하게 한다. 일부 실시형태에서, 2개의 상이한 커패시티브 측정치들 중 적어도 하나는 절대 커패시턴스 부분을 포함하고, 2개의 상이한 커패시티브 측정치들 중 적어도 하나는 트랜스커패시턴스 부분을 포함한다. 일부 실시형태들은 2개의 상이한 커패시티브 측정치들과 연관된 센서 전극에 커플링한 절대 커패시턴스 및 트랜스커패시턴스 양자를 결정하기 위해 2개의 상이한 커패시티브 측정치들을 이용하도록 구성된다. 따라서, 일부 실시형태들은, 순수한 절대 커패시턴스 감지 또는 순수한 트랜스커패시티브 감지가 단독으로 생성할 수도 있는 것보다도, 다수의 커패시티브 측정치들, 개선된 성능 (예를 들어, 개선된 분해능), 부가적인 기능성, 감지 구역들의 다수의 세트, 또는 이들의 임의의 조합을 달성한다.
본 기술에 따른 일부 실시형태에서, 절대 및 트랜스커패시티브 감지 양자를 위해 동일한 (또는 실질적으로 동일한) 센서 전극들이 이용될 수도 있다. 예를 들어, 절대 커패시턴스 및 트랜스커패시턴스를 감지하기 위한 센서 전극들의 별도의 세트들은, 하나의 세트가 다른 세트에 간섭한다 (즉, 절대 감지 센서 전극들은 트랜스커패시티브 감지 방식에 간섭하고, 그 반대인 경우에도 간섭한다) 는 것을 의미할 수도 있다.
시스템 설계에 따라, 본 기술의 실시형태들은 전용의 절대 커패시턴스 센서 전극인 센서 전극, 트랜스커패시티브 감지를 위한 전용의 송신 센서 전극, 트랜스커패시티브 감지를 위한 전용의 수신 센서 전극, 또는 이들의 조합을 가질 수도 있다. 예를 들어, 센서 전극은 트랜스커패시티브 시스템용 수신 센서 전극 및 절대 커패시턴스 센서 전극일 수도 있다. 또 다른 예로서, 센서 전극은 상이한 시간에 (또는 동시에) 트랜스커패시티브 감지 방식을 위해 송신 및 수신하는 것이 가능할 수도 있다. 또 다른 예로서, 센서 전극은 상이한 시간 (또는 동시에) 트랜스커패시티브 감지 방식을 위해 송신 및 수신하는 것이 가능할 뿐만 아니라 절대 감지하기 위한 센서 전극으로서 구성될 수도 있다. 다른 이러한 조합들이 가능하고, 고려된다.
또한, 송신 센서 전극이 수신 센서 전극과 동시적인 경우, 절대 커패시턴스가 일반적으로 검출된다 (어떤 부근의 오브젝트들도 트랜스커패시티브 커플링하지 않는 경우에는 순수한 절대 커패시턴스, 또는 하나 이상의 오브젝트들이 트랜스커패시티브 커플링한 경우에는 혼합형). 따라서, 일부 실시형태에서는, (수신된 표시의 복조가 실제로 발생하는 경우를 무시하면) 모든 센서 전극들이 동시에 송신 및 수신하는 것이 가능하다. 이 경우에 그 수신된 표시는 일부의 절대 커패시턴스 영향들을 포함한다.
다수의 실시형태에서, 적절한 트랜스커패시티브 감지를 발생시키기 위해 센서 전극들이 서로를 향해 편향되지 않을 수도 있다. 이것은, 센서 전극들 간의 분리 거리 및 이에 따라 그 센서 전극들 간의 커패시티브 커플링을 입력이 변경할 수도 있는 방법에 의해서가 아니라, (예를 들어, 전계 라인들로부터 인출하거나 전계 라인들을 제공함으로써) 송신 및 수신 센서 전극들을 커플링하는 전계 라인들을 입력이 직접 변경하는 방법으로 이들 센서 전극들이 입력을 검출하기 때문이다. 실제로, 다수의 이러한 실시형태에서, 적절한 커패시티브 감지를 위해 이러한 편향이 불리할 수도 있다.
일부 실시형태에서, 전압이 구동되고, 그 결과적인 전류 (또는 전하) 가 측정된다. 일부 실시형태에서, 전류가 구동되고, 그 결과적인 전압이 측정된다. 다수의 이러한 구동-전류-측정-전압 시스템에 의하면, 시스템 접지에 관련하여 센서 전극이 변조되지 않은지를 하나가 확인할 수 없기 때문에, 절대 커패시턴스 측정치가 존재할 수도 있다. 그러나, 외부 오브젝트에 대한 절대 및 트랜스커패시티브 커플링을 결정하는 것이 여전히 가능할 수도 있다.
예를 들어, 감지 전극들과 실질적으로 동일한 방법이 구동된 비-감지 전극들 (예를 들어, 그 때에 감지하지 않은 다른 센서 전극들 및 임의의 차폐/보호 전극들) 중 일부 또는 전부를 이용하여 제 1 측정치가 취득될 수 있다. 이것은 (다른 센서 전극들에 트랜스커패시티브 커플링하는 것에 대한 보호물을 제공하는 다른 전극들을 이용하여) 보호형 절대 커패시턴스 측정치를 제공한다. 시스템 접지에 관련하여 실질적으로 일정한 비-감지 전극들 중 일부 또는 전부를 이용하여 제 2 측정치가 취득될 수 있다. 이것은, 부근의 다른 컴포넌트들이 시스템 접지에 관련하여 실질적으로 일정하게 유지되지 않을 수도 있기 때문에, 순수한 절대 커패시턴스 측정치일 수도 있고 또는 아닐 수도 있지만, 그것은 보호 전극들의 커패시티브 커플링 없이 감지 전극들의 절대 커패시턴스의 측정치들을 제공하여, 이후에 또한 결정될 수 있다. 이들 2개의 측정치들이 독립적이기 때문에, 트랜스커패시티브 및 절대 커패시턴스 컴포넌트들이 그들로부터 유도될 수도 있다.
이것은, 순수한 절대 및 순수한 트랜스커패시턴스 측정치들이 절대 및 트랜스커패시티브 커플링으로부터의 정확한 기여도들을 반드시 결정할 필요가 없다는 것을 나타내는 하나의 예이다. 진폭 및 위상에 있어서 송신기를 변조시키는 것은, 독립적인 컴포넌트들이 유도될 수 있는 독립적인 판독들을 제공할 수 있다. 이것은 구동-전류-측정-전압 시스템들보다 더 많이 적용할 수도 있다.
일부 실시형태는, 상이한 보호 신호들로 보호하고 각각의 상이한 보호 전극 변조로 커패시티브 측정치들을 구하기 위해 원래부터 포함된 것일 수도 있는 하나 이상의 전극들을 변조시킴으로써 상이한 타입들의 커패시티브 측정치들을 산출할 수도 있다. 일부 실시형태들은 보호 신호가 (진폭에 있어서 센서보다 큰) 상위 보호물 (over guard) 을 생성하는 제 1 모드 및 보호 신호가 하위 보호물 (under guard) 을 생성하는 제 2 모드를 이용할 수도 있다. 상이한 보호 신호들을 이용함으로써, 2개의 상이한 커패시턴스 측정치들이 구해질 수 있고, 절대 커패시턴스 및 트랜스커패시턴스 커플링이 결정될 수도 있다.
일부 실시형태는, 시스템 접지에 관련하여 변동하는 보호 신호와, 시스템 접지에 관련하여 실질적으로 일정한 전압 사이에서 하나 이상의 전극들을 변조시킴으로써, 상이한 타입들의 커패시티브 측정치들을 생성할 수도 있다.
다수의 실시형태에서, 외부 오브젝트의 변조가 시스템에 의해 제어될 수 없다. 그러나, 다수의 경우, 이러한 시스템에서의 외부 오브젝트의 전위는, 시스템 접지에 관련하여 일정한 것으로 가정될 수도 있어서, AC 접지이다.
도 3 은 본 기술의 실시형태들에 따른 2개의 센서 전극들 및 하나의 외부 오브젝트를 갖는 센서의 단순화된 모델을 도시한 것이다. 도 3 에서, 설명의 명확화를 위해 단순화된 2개의 센서 전극들, 즉, 센서 전극 (1; S1) 및 센서 전극 (2; S2) 및 ("입력 오브젝트" 및 "I" 라고도 지칭되는) 하나의 외부 오브젝트 (215) 를 갖는 시스템 (300) 의 모델이 본 기술의 실시형태들에 따라 도시되어 있다. 실세계의 적용에서는, 이 단순화된 모델에 포함되지 않은 (입력 오브젝트들로서 의도될 수도 있고 또는 의도되지 않을 수도 있는) 부가적인 외부 오브젝트들, 다른 센서 전극들, 잡음 등이 존재할 수도 있다. 또한, 2개의 센서 전극들 및 하나의 외부 오브젝트만을 갖는 일부 시스템이 더 복잡할 수도 있다. 예를 들어, 센서 전극들 (S1 및 S2) 간의 커패시티브 커플링 (C12) 이 외부 오브젝트 커패시티브 커플링 (CE1 또는 CE2) 에 의존하기 시작할 수도 있다. 다수의 실시형태에서, 외부 오브젝트 (215) 를 시스템 접지 (340) 에 커플링한 커패시턴스 커플링 (CESg) 이 CE1 와 CE2 와의 합보다 크거나 동일할 수도 있다.
도 3 에서, CE1 은 센서 전극 (S1) 과 외부 오브젝트 (215) 사이의 커패시티브 커플링을 나타낸 것이고, CE2 는센서 전극 (S2) 과 외부 오브젝트 (215) 사이의 커패시티브 커플링을 나타낸 것이며, C12 는 센서 전극 (S1) 과 센서 전극 (S2) 사이의 커패시티브 커플링을 나타낸 것이다. 커패시턴스 (CESg) 는 외부 오브젝트 (215) 와 시스템 접지 (340) 사이의 유효한 커패시티브 커플링을 나타낸 것이다. 외부 오브젝트 (215) 는 시스템 접지 (340) 에 직접 커플링되지 않을 수도 있다 (예를 들어, 시스템 접지 (340) 에 연결된 테더링된 (tethered) 스타일러스, 또는 시스템 접지 (340) 에 직접 연결된 다른 어떤 것이 아닐 수도 있다). 도 3 에 예시되어 있지 않더라도, 외부 오브젝트 (215) 가 자유 공간 (일반적으로는 우주) 에 대한 약간의 커패시티브 커플링을 갖고, 이는 결국 시스템 접지 (340) 에 대한 약간의 커패시티브 커플링을 갖는다는 것을 인식한다. 직렬의 이들 2개의 커패시턴스들은 외부 오브젝트 (215) 의 시스템 접지 (340) 에 대한 커패시티브 커플링을 제공할 수도 있다.
외부 오브젝트 (215) 와 시스템 접지 (340) 사이의 커패시티브 커플링 (CESg) 이 비교적 작은 경우 (예를 들어, 물방울 또는 페니 (penny) 가 종래 사이즈의 터치 패드의 표면 상에 종종 있는 경우), 센서 전극들 (S1 및 S2) 간의 트랜스커패시티브 커플링 (C12) 이 시스템 접지 (340) 에 대한 센서 전극들 S1 또는 S2 중 어느 하나의 절대 커패시티브 커플링보다 현저히 크다. 따라서, 일부 실시형태에서, 도 1 의 프로세싱 시스템 (110) (또는 그의 어떤 부분) 은 절대 커패시턴스 및 트랜스커패시턴스의 개별적인 기여도들을 구별하고, 이것은 오브젝트들의 사이즈들 (예를 들어, 페니들 대 인간 크기의 오브젝트들), 센서 시스템 접지의 부동/비-부동 상태 (예를 들어, 전원으로의 플러그인 대 테이블 상의 부동) 등을 구별할 수 있게 한다.
도 4 는 본 기술의 실시형태들에 따른 몇몇 비제한적인 변조 예들을 도시한 것이다. 도 3 및 도 4 양자를 이하 참조하면, 센서 전극 (S1) 및 센서 전극 (S2) 의 변조는, (프로세싱 시스템 (110) 및/또는 센서 전극 제어기 (140) 와 같은) 프로세싱 시스템 또는 그 일부에 의해 제어될 수도 있고, 임의의 수의 방법들로 변형될 수도 있다. 도 4 에 예시된 테이블 (400) 은, 몇몇 상이한 변조 옵션들 및 근사적인 VOUT 을 하이라이트하고, 여기서, VE2 = 센서 전극 (S2) 에서의 전위에 대한 외부 오브젝트 (215) 에서의 전위; VE1 = 센서 전극 (S1) 에서의 전위에 대한 외부 오브젝트 (215) 에서의 전위; V12 = 센서 전극 (S2) 에서의 전위에 대한 센서 전극 (S1) 에서의 전위;
Figure pct00001
이며; 여기서 VOUT 은 센서 전극 1 과 센서 전극 2 사이에서 전송되는 전하에 비례하고 축적 커패시턴스 (CI) 에 반비례한다.
"보호형 절대 커패시턴스" 의 경우, 센서 전극 (S1) 및 센서 전극 (S2) 이 동일한 방법으로 구동될 수도 있다. 편의상, 구형파들이 구동 신호들로 도시되어 있고, (톱니 파형, 정현 파형, 복합 파형 등과 같은) 다른 파형들이 이용될 수도 있다. 센서 전극 (S1) 및 센서 전극 (S2) 이 동일한 방법으로 구동될 수도 있기 때문에, 센서 전극 (S1) 이 S2 에 대한 센서 디바이스의 센서 회로의 출력에 대해 아무런 영향도 갖지 않을 수도 있다. 따라서, 센서 전극 (S2) 에 대한 부근의 다른 오브젝트들 (예를 들어, 환경 잡음, 다른 전극들 등) 의 영향들이 무시될 수도 있는 것으로 가정하면, 그 결과적인 센서 전극 (S2) 의 판독이 절대 커패시턴스 측정치로 고려될 수도 있다. 센서 전극 (S1) 이 센서 전극 (S2) 과 상이하게 변조될 수도 있는 부근의 다른 오브젝트들로부터 센서 전극 (S2) 을 보호하는 것을 돕기 때문에, 이 변조 옵션은 "보호형 절대 커패시턴스" 라고 지칭될 수도 있다. 또한, 확인될 수 있는 바와 같이, 이 변조 방법은 C12 의 직접 측정치를 산출할 수 없다.
이상적인 컴포넌트들을 가정하면, CE2 에서의 전하는 커패시턴스 (CE2) 곱하기 커패시터 양단의 전압 강하 (
Figure pct00002
) 이고, CE2 양단의 유효한 전류 흐름은 시간 미분 (
Figure pct00003
) 이다. 또한, 센서 회로의 컴포넌트들이 이상적인 것으로 가정하는 것은, VOUT, CI, 및 CI 를 통해 흐르는 전류 간에 유사한 관계를 산출한다. 전하의 보존은 그 후에 도 4 의 테이블 (400) 의 우측에 근사적인 VOUT 추정치를 유도하고, 여기서 VOUT 은 대략
Figure pct00004
로서 나타난다. 확인될 수 있는 바와 같이, 이 변조는 CE2 직접 계산을 가능하게 한다.
"접지형 절대 커패시턴스" 의 경우, 센서 전극 (S1) 은 시스템 접지에 관련하여 일정하게 유지된다 (외부 오브젝트와 동일). 센서 전극 (S2) 은 외부 오브젝트 및 센서 전극 (S1) 과 상이하게 변조된다. 이러한 경우, 전압 VE1 = 0 이고, 시간 미분
Figure pct00005
이다. 또한, 전압 V12 = VE2 이고, 시간 미분은 또한 동일하다 (
Figure pct00006
). 이러한 경우, VOUT 은 대략
Figure pct00007
이다. 확인될 수 있는 바와 같이, 이 변조는, CE2 를 통한 기여도 뿐만 아니라, 센서 전극 (S1) 을 통해 실제로 커플링되는 시스템 접지로부터의 기여도를 포함하는 절대 커패시턴스 측정치를 산출한다.
"차폐형 트랜스커패시턴스" 에서, 센서 전극 (S2) 은 시스템 접지에 관련하여 일정하게 유지되고 (외부 오브젝트와 동일), 센서 전극 (S1) 은 외부 오브젝트 및 센서 전극 (S2) 와 상이하게 변조된다. 상기와 유사한 분석이 VOUT 의 추정치를
Figure pct00008
로서 유도하여, 측정치가 C2 의 직접 계산을 허용하도록 한다. 외부 오브젝트의 위치는 C12 에 대한 그의 영향에 의해 간접적으로 측정될 수 있다.
"혼합형 절대/트랜스" 의 경우, 센서 전극들 (S1 및 S2) 양자는 시스템 접지에 관련하여 변조되고, 서로 반대로 변조된다. 상기와 유사한 분석이 VOUT 의 추정치를
Figure pct00009
로서 유도한다.
커패시티브 감지 디바이스 내의 센서 전극들이 도 4 의 테이블 (400) 에 도시되지 않은 다수의 방식들로 변조될 수도 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 센서 전극 (S1) 및 센서 전극 (S2) 양자가 서로에 대해 상이하게 변조될 수도 있지만, 반대로 변조되는 것은 아니다.
어느 경우라도, 상술된 몇몇 변조가 특정 커패시턴스들 (예를 들어, CE2 에 대한 보호형 절대 커패시턴스 및 C2 에 대한 차폐형 트랜스커패시턴스) 의 추정치들을 산출하기 위해 그 자체로 충분하다는 것을 확인할 수 있다. 상이한 변조들의 조합이 또한 추정을 가능하게 한다 (예를 들어, 보호형 절대 및 접지형 절대가 CE2 및 C12 의 계산을 가능하게 한다). 또한, 상이한 커패시턴스들 CE1, CE2, 및 C12 을 추정하기 위한 정보를 산출하는 변조의 다수의 방법이 존재한다. 예를 들어, 결과적인 분석에서 2개의 미지수들이 존재하는 경우, 축퇴성 식들을 산출하지 않는 2개의 상이한 변조들이 이들 2개의 미지수들을 해결하는데 충분하고, 또는 3개의 변조들이 3개의 미지수들을 해결하는데 충분하다. 또한, 미지수들이 해결되기 전에 특정 디바이스 또는 설계에 대해 일부 커패시턴스가 모델링, 측정, 또는 다른 방법으로는 특성화될 수도 있다.
예시적인 센서 전극들 및 센서 어레이들
구현된 바와 같이, 센서 전극들이 각종 상이한 형상들, 사이즈들, 레이아웃들 등을 가질 수도 있다. 예를 들어, 도 5a 및 도 5b 를 참조하면, 상면도 및 측면도 각각은 본 기술의 실시형태들에 따른 센서 전극 패턴의 일부를 도시한 것이다. 도 5a 및 도 5b 에 도시된 배열들이 도 1 에 예시된 센서 전극들의 상세도들로 고려될 수 있는 것으로 인식한다. 센서 전극들 (120-1 및 130-1) 은 서로 상호작용하는 것으로 도시되어 있다. 도 5a 의 단면 AA' 가 도 5b 로 나타난다. 하나의 실시형태에서, 커패시티브 커플링 (525) 은, 커패시티브 커플링이 센서 전극 120-1 과 130-1 사이에 존재할 수도 있는 경우를 나타낸다.
도 6a, 도 6b 및 도 6c 를 이하 참조하면, 상면도는 본 기술의 실시형태들에 따른 예시적인 센서 전극 패턴들을 도시한 것이다. 도 6a 는 교차 없이 서로와 인터리빙되는 센서 전극들 (605 및 610) 을 도시한 것이다. 도 6b 는 적어도 하나를 교차하면서, 서로와 인터리빙되는 센서 전극들 (615 및 620) 을 도시한 것이다. 도 6c 는 2개의 센서 전극들 (625 및 630) 을 도시한 것이며, 센서 전극 (630) 은 원형이고, 평면의 센서 전극 (625) 에 의해 둘러싸여 있다. 다른 실시형태들에서, 센서 전극 (615 및 620) 이 동일한 평면에 배치될 수도 있고, 센서 전극 (615) 의 점퍼 (jumper) 가 센서 전극 (620) 상부에 형성되며, 센서 전극들 (615 및 620) 간의 커패시티브 커플링이 주로 평면 밖에 있을 수도 있다. 일부 실시형태에서, 센서 전극들 (615 및 620) 은 하나의 셀 또는 픽셀을 나타내고, 복수의 각각의 센서 전극은 2-D 커패시티브 센서의 다수의 셀들 또는 픽셀들을 형성하도록 배치될 수도 있다.
도 7 은 본 기술의 실시형태들에 따른 절대 커패시턴스 센서 및 트랜스커패시티브 이미지 센서의 조합을 예시한 것이다. 명확화를 위해, 어떤 기판도 예시되어 있지 않다. (도 1 에 예시된 센서 전극들에 관해 설명적인 상세로서 생각될 수 있는) 도 7 에서, 4개의 전극 센서들의 예시적인 레이아웃이 본 기술의 실시형태들에 따라 도시되어 있다. 도 7 은 송신 센서 전극들이 수신 센서 전극들에 의해 오버레이된 하나의 단순한 구현을 도시한 것이다. 센서 전극들 (130-1 및 130-2) 은 송신 센서 전극들로서 동작하고, 센서 전극들 (120-1 및 120-2) 은 수신 센서 전극들로서 동작한다. 또한, 도 7 에는 2개의 송신 및 수신 센서 전극들 사이에 4개의 커패시턴스들 (725, 730, 735 및 740) 이 도시되어 있다. 더 많거나 적은 수의 센서 전극들이 유사한 방식으로 배열될 수 있다는 것을 인식한다.
도 1 을 다시 참조하면, 하나의 실시형태에서, 디바이스 (100) 의 센서 전극들은 본 기술의 실시형태들에 따른 절대 커패시턴스 센서 및 트랜스커패시티브 센서 양자로서 이용될 수 있다. 도 1 은 일 예시적인 직선의 로우-칼럼 (row-column) 레이아웃을 도시한 것이다. 단순화를 위해 2개의 칼럼 센서 전극들 및 2개의 로우 센서 전극들만이 예시되어 있지만, 다른 실시형태들에서는 더 많이 존재할 수 있다는 것을 인식한다. 도 1 에 예시된 바와 같이, 로우 센서 전극들 (130) 이 칼럼 센서 전극들 (120) 아래에 위치되고, 표준 동작 동안에 입력 오브젝트로부터 더 멀어지도록 구성된다 (예를 들어, 로우 센서 전극들 (130) 및 칼럼 센서 전극들 (120) 에 관련된 외부 입력 오브젝트 (215) 의 일 예에 대해서는 도 2 를 참조). 유사한 치수를 갖는 것으로 예시되어 있지만, 일부 실시형태들에서, 로우 센서 전극들 (130) 은 칼럼 센서 전극들 (120) 보다 더 많은 개개의 표면적 또는 총 표면적을 가질 수도 있고, 또는 그 반대의 경우가 될 수도 있다.
절대 커패시턴스 감지 모드에서, 칼럼 센서 전극들 (120) 중 하나 이상이 시스템 접지에 관련하여 변조될 수도 있고, 절대 커패시턴스를 검출하는데 이용될 수도 있다. 동시에, 로우 센서 전극들 (130) 중 하나 이상은 변조된 칼럼 센서 전극들 (120) 과 실질적으로 동일한 방법으로 변조될 수도 있고, 전기적 보호물들로서 실제로 기능할 수도 있다.
트랜스커패시턴스 감지 모드에서, 로우 센서 전극들 (130) 중 하나 이상이 시스템 접지 및 칼럼 센서 전극들 (120) 중 하나 이상에 관련하여 변조될 수도 있다. 이것은 로우 센서 전극들 (130) 과 칼럼 센서 전극들 (120) 사이의 트랜스커패시턴스를 각각 감지하는 것을 가능하게 한다.
모두 합쳐서 고려하면, 이들 2개의 모드들은, 동일한 센서 전극들로 하여금, 절대 커패시턴스 측정치들을 이용하여 센서 디바이스로부터 비교적 더 멀리 있는 입력을 검출하는 것, 및 트랜스커패시턴스 측정치들을 이용하여 (또는 트랜스커패시티브 측정치들 및 절대 커패시턴스 측정치들의 조합을 이용하여) 센서 디바이스에 비교적 더 가까이 있는 입력들을 검출하는 것을 허용한다.
예시적인 커패시티브 센서 디바이스 -구조
도 8 을 이하 참조하면, 커패시티브 센서 디바이스 (800) 의 블록도가 본 기술의 실시형태들에 따라 도시되어 있다. 하나의 실시형태에서, 커패시티브 센서 디바이스 (800) 는 제 1 센서 전극 (805), 제 2 센서 전극 (810), 및 제 1 센서 전극 (805) 과 제 2 센서 전극 (810) 에 커플링된 프로세싱 시스템 (110B) 을 포함한다. 센서 전극들 (805 및 810) 은 서로 평행한 축들 상에서 정렬될 수도 있고, 또는 서로 비평행인 축들 상에서 정렬될 수도 있다. 부가적으로, 센서 전극들 (805 및 810) 은 동일하거나 상이한 표면적들을 가질 수도 있다. 하나의 실시형태에서, 센서 전극 (810) 은 센서 전극 (805) 보다 실질적으로 더 큰 표면적을 포함할 수도 있다. 하나의 실시형태에서, 프로세싱 시스템 (110B) 은 도 1 의 프로세싱 시스템 (110) 과 동일하거나 유사하고, 센서 전극 제어기 (140), 커패시티브 측정기 (150), 및 결정기 (160) 를 포함한다. 프로세싱 시스템 (110B) 의 센서 전극 제어기 (140) 는 프로세싱 시스템 (110B) 에 커플링된 센서 전극들 상에 전기 신호들을 선택적으로 발신 및 수신한다. 커패시티브 측정기 (150) 는 수신된 신호들을 이용하여 커패시턴스들을 측정한다. 결정기 (160) 는 커패시턴스 측정치들에 기초하여 입력 오브젝트의 위치 정보와 같은 정보를 결정한다.
동작시, 하나의 실시형태에서, 프로세싱 시스템 (110B) 은, 제 1 센서 전극 (805) 을 이용하여 제 1 전기 신호의 발신 및 수신을 모두 행함으로써, 상술된 방식으로 동작하여 제 1 커패시티브 측정치 (820) 를 획득한다. 또한, 하나의 실시형태에서, 프로세싱 시스템 (110B) 은 제 2 전기 신호를 발신 및 수신함으로써, 제 2 커패시티브 측정치 (830) 를 획득한다. 제 1 및 제 2 커패시티브 측정치들은 비축퇴성 (non-degenerate) 이다. 제 2 커패시티브 측정치 (830) 를 획득하는 경우, 제 1 센서 전극 (805) 또는 제 2 센서 전극 (810) 중 하나를 이용하여 발신을 수행하고, 이들 2개의 센서 전극들 중 다른 하나를 이용하여 수신을 수행한다. 하나의 실시형태에서, 제 2 센서 전극 (810) 이 제 2 커패시티브 측정치 (830) 를 획득하는데 필요한 발신을 수행하는데 이용되는 경우, 제 2 센서 전극 (810) 은 제 1 센서 전극 (805) 보다 실질적으로 표면적이 더 크다 (예를 들어, 25%, 50%, 100%, >100% 더 크다). 하나의 실시형태에서, 제 1 센서 전극 (805) 이 제 2 커패시티브 측정치 (830) 를 획득하는데 필요한 발신을 수행하는데 이용되는 경우, 제 1 및 제 2 커패시티브 측정치들 (820, 830) 이 동시에 수행된다. 비축퇴성 커패시티브 측정치들을 획득한 후에, 프로세싱 시스템 (110B) 은 그 후에 제 1 및 제 2 커패시티브 측정치들 (820, 830) 을 이용하여 제 1 위치 정보 (840) 를 결정한다. 그 2개의 측정치들은 서로의 수학적 배수 (multiple) 들이 아닌 경우 비축퇴성이다 (예를 들어, 그 2개의 측정치들과 연관된 변조 진폭들은 서로의 적절한 배수들 또는 분수들이 아니다). 예를 들어, 하나의 실시형태에서, 프로세싱 시스템 (110B) 이 센서 전극 (805) 을 이용하여 전기 신호의 발신 및 수신 모두를 행하여 제 1 커패시티브 측정치를 획득하는 경우, 센서 전극들 (805) 이 제 1 방법으로 변조되고, 프로세싱 시스템 (110B) 이 센서 전극 (810) 을 이용하여 제 2 전기 신호를 발신하고 센서 전극 (805) 을 이용하여 제 2 전기 신호를 수신하여 제 2 커패시티브 측정치를 획득하는 경우, 센서 전극 (810) 은 제 1 방법과는 상이한 제 2 방법으로 변조된다. 이것은, 비축퇴성인 제 1 및 제 2 커패시티브 측정치들을 산출한다. 하나의 실시형태에서, 비축퇴성 측정치들은 절대 커패시티브 성분 및 트랜스커패시티브 성분 양자가 유도되는 것을 허용한다. 제 1 위치 정보는 프로세싱 시스템 (110B) 으로부터 출력될 수도 있고, 입력 오브젝트 (예를 들어, 도 2 의 외부 오브젝트 (215)) 의 위치를 기술할 수도 있다.
하나의 실시형태에서, 프로세싱 시스템 (110B) 은 제 1 및 제 2 커패시티브 측정치들 (820, 830) 을 이용하여 추정치를 구함으로써 제 1 위치 정보 (840) 를 결정한다. 그 추정치는 입력 오브젝트와 제 2 센서 전극 (810) 중 하나와 제 1 센서 전극 (805) 사이의 커패시티브 커플링에 대한 것이다. 이러한 추정치를 구하는 경우, 제 1 위치 정보 (840) 는 이러한 커패시티브 커플링의 이 추정치에 적어도 부분적으로 기초한다. 하나의 실시형태에서, 추정되는 커패시티브 커플링은 제 1 센서 전극 (805) 과 입력 오브젝트 사이의 커패시티브 커플링이다. 이러한 하나의 실시형태에서, 프로세싱 시스템 (110B) 은 또한, 제 1 및 제 2 커패시티브 측정치들 (820, 830) 을 이용하여 제 2 추정치를 구하도록 구성된다. 제 2 추정치는 제 1 센서 전극 (805) 과 제 2 센서 전극 (810) 사이의 커패시티브 커플링에 대한 것이다.
하나의 실시형태에서, 커패시티브 센서 디바이스 (800) 의 프로세싱 시스템 (110B) 은 제 1 및 제 2 커패시티브 측정치들 (820, 830) 을 이용하여 입력 오브젝트의 사이즈 및 타입 중 적어도 하나를 결정한다. 측정치들 (밀리미터들) 로서 결정되거나 또는 소형, 중형, 또는 대형과 같은 미리 결정된 사이즈; 또는 접지 또는 미접지에 기초하여 프리셋 (preset) 결정되는 다양한 방식들로 사이즈가 결정될 수도 있다. 손가락, 엄지손가락, 스타일러스, 문방구류, 또는 물방울과 같은 "타입들" 의 미리 결정된 리스트로부터 타입이 결정될 수도 있다.
하나의 실시형태에서, 커패시티브 센서 디바이스 (800) 의 프로세싱 시스템 (110B) 은, 제 1 기간 동안 제 1 커패시티브 측정치 (820) 를 획득한 후에, 제 2 기간 동안 제 2 커패시티브 측정치 (830) 를 획득한다. 제 1 및 제 2 기간들은 동시 발생할 수도 있고, 부분적으로 오버레이될 수도 있으며, 또는 서로와 완전히 상이할 수도 있다. 기간들이 상이한 실시형태에서, 이것은, 제 2 센서 전극 (810) 이 제 1 센서 전극 (805) 을 전기적으로 보호하도록, 제 1 기간 동안 시스템 접지에 관련하여 제 2 센서 전극 (810) 을 변조시키는 프로세싱 시스템 (110B) 을 포함할 수 있다. 도 4 에서 기술된 바와 같이, 하나의 실시형태에서, 커패시티브 센서 디바이스 (800) 의 프로세싱 시스템 (110B) 은, 제 1 센서 전극 (805) 이 이러한 제 1 기간 동안 변조되는 방식과 실질적으로 유사하게 제 2 센서 전극 (810) 을 변조시킴으로써 제 1 기간 동안 시스템 접지에 관련하여 제 2 센서 전극 (810) 을 변조할 수도 있다.
하나의 실시형태에서, 커패시티브 센서 디바이스 (800) 는 또한, 프로세싱 시스템 (110B) 에 커플링된 제 3 센서 전극 (845) 및 제 4 센서 전극 (850) 을 포함한다. 센서 전극들이 부가적으로 존재하는 경우, 프로세싱 시스템 (110B) 은 센서 전극들 (805 및 810) 과 유사한 방식으로 이들 부가적인 센서 전극들을 이용하여 (비축퇴성인) 부가적인 커패시티브 측정치들을 획득할 수 있다. 예를 들어, 하나의 실시형태에서, 프로세싱 시스템 (110B) 은, 제 3 센서 전극 (845) 을 이용하여 제 3 전기 신호를 발신 및 수신함으로써 제 3 커패시티브 측정치 (855) 를 획득하고, 제 4 전기 신호를 발신 및 수신함으로써 제 4 커패시티브 측정치 (865) 를 획득한다. 제 3 및 제 4 센서 전극들 (845, 850) 중 어느 하나가 발신을 수행하도록 이용될 수도 있는 한편, 제 3 및 제 4 센서 전극들 (845, 850) 중 다른 하나가 수신을 수행한다. 그 후에, 프로세싱 시스템 (110B) 은 제 3 커패시티브 측정치 (855) 및 제 4 커패시티브 측정치 (865) 를 이용하여 제 2 위치 정보 (875) 를 결정한다.
제 1 및 제 2 커패시티브 측정치를 이용하여 제 1 위치 정보를 결정하는 예시적인 방법
도 9 를 이하 참조하면, 제 1 센서 전극 및 제 2 센서 전극을 포함하는 커패시티브 센서 디바이스를 이용하여 위치 정보를 결정하는 방법 (900) 의 흐름도가 본 기술의 실시형태들에 따라 도시되어 있다. 하나의 실시형태에서, 방법 (900) 은 도 8 의 디바이스 (800) 의 동작의 방법이다. 도 8 의 커패시티브 센서 디바이스 (800), 프로세싱 시스템 (110B), 제 1 센서 전극 (805) 및 제 2 센서 전극 (810) 모두의 동작의 이전의 설명을 참조하여 방법 (900) 이 기술된다.
도 9 의 도면부호 905 를 이하 참조하면, 제 1 센서 전극을 이용하여 제 1 전기 신호를 발신 및 수신하여 제 1 커패시티브 측정치를 획득한다. 하나의 실시형태에서, 이것은, 제 1 커패시티브 측정치 (820) 를 획득하는 경우, 제 1 센서 전극 (805) 를 이용하여 이러한 신호를 발신 및 수신하는 프로세싱 시스템 (110B) 을 포함한다.
도 9 의 도면부호 910 을 이하 참조하면, 제 2 전기 신호를 발신 및 수신하여 제 2 커패시티브 측정치를 획득한다. 제 1 및 제 2 커패시티브 측정치들은 비축퇴성이다. 제 1 및 제 2 센서 전극들 중 하나는 발신을 수행하고, 제 1 및 제 2 센서 전극들 중 다른 하나는 수신을 수행한다. 하나의 실시형태에서, 이것은, 제 2 커패시티브 측정치 (830) 를 획득하는 경우, 센서 전극 805 또는 810 중 어느 하나를 이용하여 발신을 수행한 후에, 그 2개 중 다른 하나를 이용하여 수신을 수행하는 프로세싱 시스템 (110B) 을 포함한다.
도 9 의 도면부호 915 를 이하 참조하면, 제 1 및 제 2 커패시티브 측정치들을 이용하여 위치 정보가 결정되고, 제 1 및 제 2 커패시티브 측정치들은 비축퇴성이다. 하나의 실시형태에서, 프로세싱 시스템 (110B) 은 제 1 및 제 2 커패시티브 측정치들 (820, 830) 로부터 위치 정보를 결정한다. 하나의 실시형태에서, 위치 정보는 입력 오브젝트의 위치, 사이즈, 및 타입 중 적어도 하나를 포함한다.
하나의 실시형태에서, 제 1 기간 동안 제 1 센서 전극 (805) 을 이용하여 제 1 전기 신호가 발신 및 수신되어 제 1 커패시티브 측정치 (820) 를 획득한다. 제 2 기간 동안 제 2 전기 신호가 발신 및 수신되어 제 2 커패시티브 측정치 (830) 가 획득된다. 하나의 실시형태에서, 제 1 및 제 2 기간은 서로와 상이하고 오버랩되지 않는다.
또한, 하나의 실시형태에서, 제 2 센서 전극 (810) 이 제 2 기간 동안 발신을 수행하는데 이용되는 경우, 제 2 센서 전극 (810) 이 또한 제 1 기간 동안 시스템 접지에 관련하여 변조되어, 제 2 센서 전극 (810) 이 제 1 센서 전극 (805) 을 전기적으로 보호하도록 한다. 도 4 와 관련하여 기술된 바와 같이, 이 제 2 센서 전극 (810) 의 변조는, 제 1 기간 동안 제 1 센서 전극 (805) 과 실질적으로 유사하게 센서 전극 (810) 을 변조시키는 것을 포함할 수 있다. 다시 말하면, 센서 전극 (805) 및 센서 전극 (810) 양자는 제 1 기간 동안 유사한 전기 신호들 (예를 들어, 구형파, 정현파 등) 로 변조될 수도 있다.
방법 (900) 의 일부 실시형태는, 종래의 감지 방법들보다 커패시티브 센서 디바이스에 의한 평균 전력 소모를 더 작게 할 수 한다. 결합형 절대 및 트랜스커패시턴스 감지는, 여기에 기술된 바와 같이, 전력 소모 감소를 가능하게 할 수도 있다는 것을 인식한다. 예를 들어, 이러한 결합형 감지는, 디바이스 (100), 디바이스 (800), 디바이스 (1000; 도 10), 디바이스 (1300; 도 13), 및/또는 디바이스 (1500; 도 15) 와 같은 커패시티브 이미지 센서에 대한 이미지 감지 집적 회로 (IC) 에서의 전력 소모를 감소시킬 수도 있다.
커패시턴스 이미징 터치 센서들의 다수의 실시형태에서, 모든 "픽셀들" 의 전체 스캔이 이용되어 이미지를 생성한다. 도 1, 도 10, 도 12, 도 13 및 도 15 에 도시된 센서들이 이미징하는데 이용될 수 있다. 각각의 "픽셀" 은, 커패시티브 커플링에서의 변화가 결정될 수 있는 터치 센서에서의 공간적 위치와 연관될 수도 있다. 하나 이상의 입력 오브젝트들의 존재 또는 어떤 다른 정보 (예를 들어, 위치, 모션) 를 결정하는데 이 이미지가 이용될 수도 있다.
입력 오브젝트(들) 의 존재를 결정하는데 이미지를 이용하는 것은, 터치 센서의 프로세싱 시스템 (종종 ASIC 또는 다른 컴퓨터 칩) 이 수면 (sleep) 및 웨이크업 (wake up) 상태로 이행할 때를 제어하도록 이용될 수도 있다. 일부 실시형태에서, 터치 센서의 칩은 손가락들의 존재를 검색하기 위해 주기적으로 턴온 (turn on) 하고, 이러한 입력이 검출되지 않는 경우 수면 상태로 다시 이행한다. 수면하는 것이 전력 소모를 감소시키지만, 이러한 타입의 동작은 여전히 전력 측면에서 비용이 들 수도 있다. 예를 들어, 다수의 트랜스커패시티브 터치 센서들은, 송신 센서 전극들이 순차적으로 구동되는 스캐닝 방식을 이용한다. 로우-칼럼 센서 전극 셋업시, 예를 들어, 로우들은 순차적으로 구동되는 송신 센서 전극들일 수도 있는 한편, 칼럼들은 순차적으로 또는 동시에 수신하는 수신 센서 전극들일 수도 있다. 입력 오브젝트들의 존재를 검출하기 위해 전체 이미지를 추출하기 위해, 이러한 터치 센서의 제어기는 하나의 송신 센서 전극을 통해 동시에 스캐닝하고, 송신 센서 전극 작동 각각에 대한 ADC 데이터의 하나의 세트를 수집한다. 예를 들어, 터치 센서가 10개의 송신 센서 전극들을 갖는 경우, 전체 이미지를 생성하는 것은, 10개의 송신 센서 전극들 및 ADC 변환들의 적어도 10개의 세트들을 통해 스캐닝하는 것을 수반한다.
더욱 전력 효과적인 접근법은, 터치 센서의 수신 센서 전극들의 일부 또는 전부에 커플링된 총 절대 커패시턴스를 측정하는 것 및 그것을 이용하여 프로세싱 시스템이 수면 상태로 다시 돌아갈 수 있거나 웨이크업시켜야 하는지를 결정하는 것을 포함할 수도 있다. 칼럼들이 수신 센서 전극들인 로우-칼럼 센서에서, 이것은 각각의 칼럼 센서 전극에 연결된 수신기 센서 채널을 이용하여 달성될 수 있다. 상술된 바와 같이 10개의 로우 센서 전극들을 갖는 동일한 터치 센서를 취급하면, 대개의 경우에는 하나의 ADC 변환이면 충분하다. 다수의 실시형태에서, 상술된 트랜스커패시티브 경우에서 이용되는 소량의 시간 동안에 수신기 센서 채널들, CPU, 임의의 메모리들을 이용하는 것으로부터 전력 소모를 많이 절약한다.
다수의 실시형태에서, 터치 센서 프로세싱 시스템은 트랜스커패시티브 감지 모드에서 대부분 동작할 수도 있다. 그러나, 터치 센서는 절대 커패시턴스 감지 모드에서 일부 시간에 (예를 들어, 파워 다운에서 빠져나온 후, 종종 "웨이크업" 이라고 지칭됨) 동작할 수도 있다. 하나 이상의 적절한 입력 디바이스들 (예를 들어, 손가락들) 이 검출되는 경우, 터치 센서는 트랜스커패시티브 동작 모드로 스위칭할 수도 있다. 이러한 입력 오브젝트들이 검출되는 않는 경우 (예를 들어, 손가락 검출의 부재시), 터치 센서는 파워 다운 모드로 되돌아갈 수도 있다.
일부 실시형태에서, 제 1 웨이크업 후에 어떠한 손가락들도 검출되지 않는 경우, 터치 센서는 수면 상태로 되돌아간다. 그 후에, 하나 이상의 손가락들이 제 2 웨이크업 후에 검출되고, 터치 센서가 트랜스커패시티브 감지 모드로 스위칭한다. 나타낸 하나의 실시형태에서, 트랜스커패시티브 감지 모드는 스캐닝형 감지 방식을 수반하고, 절대 감지 모드는 모든 판독을 동시에 행하는 것을 수반하며, 다른 실시형태들은 다른 방법으로 동작할 수도 있다.
절대 커패시턴스 감지 모드와 트랜스커패시티브 감지 모드 사이를 스위칭하는 것은, 터치 센서가 수면 상태로 되돌아가거나 깨어 있는 때를 제어하는 것으로 제한되지 않는다. 절대 커패시턴스 감지 모드로 시작하고, 특정 기준을 만족한 경우 트랜스커패시티브 감지 모드로 스위칭하는 것이 다른 애플리케이션들에서 이용될 수도 있다. 다른 애플리케이션들의 예로는, 전체 이미징 이전에, 터치 센서에 근접한 환경의 초기 평가, 또는 터치 센서 기능성 등의 초기 평가가 수행되는 경우를 포함한다. 일부 실시형태에서, 시간 제약이 전체 이미지 스캔을 행할 만큼 충분한 시간이 없다는 것을 의미하는 경우 이러한 접근법이 이용된다.
복수의 제 1 및 제 2 커패시티브 측정치들을 획득하는 커패시티브 센서 디바 이스 (공통인 적어도 하나의 센서 전극)
도 10 을 이하 참조하면, 커패시티브 센서 디바이스 (1000) 가 본 기술의 실시형태들에 따라 도시되어 있다. 하나의 실시형태에서, 커패시티브 센서 디바이스 (1000) 는 제 1 축 (1015) 을 따라 정렬된 (도 10 에서 1010a, 1010b, 1010c, 1010d, 1010e 및 1010f 로서 도시된) 복수의 제 1 센서 전극들 (1005); 제 1 축 (1015) 과 비평행인 제 2 축 (1030) 을 따라 정렬된 (도 10 에서 1025a, 1025b, 1025c 및 1025d 로서 도시된) 복수의 제 2 센서 전극들 (1020); 및 복수의 제 1 센서 전극들 (1005) 및 복수의 제 2 센서 전극들 (1020) 에 커플링된 프로세싱 시스템 (110C) 을 포함한다. 도 10 에서의 센서 전극들 전부가 유사한 사이즈인 것으로 예시되어 있지만, 이것은 항상 그러한 경우가 아닐 수도 있다. 예를 들어, 도 8 에서와 같이, 센서 전극들 (1020) 이 센서 전극들 (1005) 보다 실질적으로 더 큰 표면적을 가질 수도 있다. 프로세싱 시스템 (110C) 이 프로세싱 시스템 (110; 도 1) 및 프로세싱 시스템 (110B; 도 8) 과 관련하여 상술된 유사한 특징부들 (센서 전극 제어기 (140), 커패시티브 측정기 (150), 및 결정기 (160)) 을 포함한다는 것을 인식한다.
하나의 실시형태에서, 프로세싱 시스템 (110C) 은, 복수의 제 1 센서 전극들 (1005) 의 제 1 세트 (1045) 로부터 전기 신호들을 발신하고 복수의 제 1 센서 전극들 (1005) 의 제 1 세트 (1045) 로부터의 전기 신호들을 복수의 제 1 센서 전극들 (1005) 의 제 1 세트 (1045) 를 이용하여 수신함으로써, 복수의 제 1 커패시티브 측정치들을 획득한다. 하나의 실시형태에서, 프로세싱 시스템 (110C) 은, 복수의 제 2 센서 전극들 (1020) 의 제 1 세트 (1055) 로부터 전기 신호들을 발신하고 복수의 제 1 센서 전극들 (1020) 의 제 1 세트 (1055) 로부터의 전기 신호들을 복수의 제 1 센서 전극들 (1005) 의 제 2 세트 (1060) 를 이용하여 수신함으로써, 복수의 제 2 커패시티브 측정치들을 획득한다. 하나의 실시형태에서, 제 1 복수의 제 1 센서 전극들 (1005) 의 제 1 세트 (1045) 및 제 2 세트 (1060) 가 적어도 하나의 센서 전극을 공통으로 갖는다는 것을 인식하고, 도 10 으로부터 확인할 수 있다. 도 10 에서, 공통인 센서 전극은 센서 전극 (1010c) 이지만, 다른 실시형태들에서는 또 다른 센서 전극일 수 있다. 다양한 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110C) 은 복수의 제 1 및 제 2 커패시티브 측정치들을 동시에 또는 개별적인 기간 동안에 획득할 수도 있다.
하나의 실시형태에서, 프로세싱 시스템 (110C) 은, 복수의 제 1 커패시티브 측정치들을 이용함으로써, 어떤 센서 전극들이 복수의 제 1 센서 전극들 (1005) 의 제 2 세트 (예를 들어, 세트 (1060)) 내에 있는지를 결정한다. 이것은, 더 후술되는 명확화를 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 하나의 실시형태에서, 커패시턴스 측정치가 센서 전극들의 제 1 세트에 의해 측정되는 입력 오브젝트의 가능성 있는 존재를 나타내는 경우, 더 많은 오버래핑 센서 전극들이 선택될 수도 있다. 한편 또 다른 실시형태에서는, 제 1 커패시턴스 측정치에 기초하여 어떠한 입력 오브젝트도 있을 가능성이 없는 경우, 더 적은 오버래핑 센서 전극들이 제 2 세트 내에 있을 수도 있고, 또는 어떠한 오버래핑 센서 전극들도 제 2 세트 내에 없을 수도 있다.
하나의 실시형태에서, 커패시티브 센서 디바이스 (1000) 는 커패시티브 센서 디바이스 (1000) 와 연관된 입력면을 더 포함한다. 특징부들을 불명확하게 하지 않기 위해, 어떠한 입력면도 도 10 에 예시되어 있지 않지만, 도 2 의 입력면 (201) 이 이러한 입력면의 하나의 예이다. 이러한 입력면을 갖는 실시형태에서, 프로세싱 시스템 (110C) 은 복수의 제 1 커패시티브 측정치들을 이용하여 입력 오브젝트의 제 1 위치 추정치를 결정하도록 구성된다. 하나의 실시형태에서, 제 1 위치 추정치는 입력면으로부터 비교적 더 멀리 있는 입력 오브젝트를 위치결정할 수도 있다. 그 후에, 프로세싱 시스템 (110C) 은 복수의 제 2 커패시티브 측정치들을 이용하여 입력 오브젝트의 제 2 위치 추정치를 결정할 수 있고, 제 2 위치 추정치는 입력면에 비교적 더 가까이 있는 입력 오브젝트를 위치결정한다.
또 다른 실시형태에서, 프로세싱 시스템 (110C) 은 또한, 복수의 제 1 및 제 2 커패시티브 측정치들을 이용하여 입력 오브젝트의 사이즈, 타입, 및 시스템 접지에 대한 커패시티브 커플링 중 적어도 하나를 결정하도록 구성된다. 하나의 실시형태에서, 결정기 (160) 는 여기에 상술된 기법들을 이용하여 이러한 결정(들) 을 수행할 수 있다는 것을 인식한다.
커패시티브 센서 디바이스를 이용하여 감지하는 예시적인 방법
도 11 을 이하 참조하면, 커패시티브 감지 디바이스 (1000) 와 같은 커패시티브 센서 디바이스를 이용하여 감지하는 방법 (1100) 을 하나의 실시형태에 따라 기술한다. 예시된 바와 같이, 커패시티브 센서 디바이스 (1000) 는 제 1 축 (1015) 을 따라 정렬된 복수의 제 1 센서 전극들 (1005) 및 제 1 축 (1015) 과 비평행인 제 2 축 (1030) 을 따라 정렬된 복수의 제 2 센서 전극들 (1020) 을 포함한다. 커패시티브 센서 디바이스 (1000), 프로세싱 시스템 (110C), 및 디바이스 (1000) 에 예시된 센서 전극들의 동작의 이전 설명을 참조하여 방법 (1100) 을 설명한다.
도 11 의 도면부호 1105 를 이하 참조하면, 하나의 실시형태에서, 복수의 제 1 센서 전극들의 제 1 세트로부터의 전기 신호들이 발신된다. 하나의 실시형태에서, 이것은, 센서 전극들을 선택하고, 발신될 전기 신호들을 제공하는 프로세싱 시스템 (110C) 의 센서 전극 제어기 (140) 를 포함한다. 하나의 실시형태에서, 센서 전극들 (1005) 은 복수의 제 1 센서 전극들이고, 센서 전극들 (1045) 은 전기 신호들이 발신되는 센서 전극들의 제 1 세트이다.
도 11 의 도면부호 1110 을 이하 참조하면, 하나의 실시형태에서, 복수의 제 1 센서 전극들 (1005) 의 제 1 세트 (1045) 로부터의 전기 신호들을 복수의 제 1 센서 전극들 (1005) 의 제 2 세트 (1060) 를 이용하여 수신하여 복수의 제 1 커패시티브 측정치들을 획득한다. 하나의 실시형태에서, 제어기 (140) 는 전기 신호들을 수신/획득하고, 커패시티브 측정기 (150) 는 수신된 전기 신호들에 기초하여 커패시턴스들을 결정한다는 것을 인식한다.
도 11 의 도면부호 1115 를 이하 참조하면, 하나의 실시형태에서, 복수의 제 1 센서 전극들 (1005) 의 제 2 세트 (1060) 로부터 전기 신호들이 발신된다. 하나의 실시형태에서, 제 1 세트 (예를 들어, 1045) 및 제 2 세트 (예를 들어, 1060) 가 적어도 하나의 센서 전극 (예를 들어, 1010) 을 공통으로 갖는다는 것을 인식한다.
도 11 의 도면부호 1120 을 이하 참조하면, 하나의 실시형태에서, 복수의 제 1 센서 전극들 (1005) 의 제 2 세트 (1060) 로부터의 제 2 전기 신호들이 복수의 제 2 센서 전극들 (1020) 의 제 1 세트 (1055) 를 이용하여 수신된다. 상술된 방식으로, 이들 전기 신호들이 복수의 제 2 커패시티브 측정치들을 획득하는데 이용된다.
도 10 의 설명과 관련하여 상술된 바와 같이, 하나의 실시형태에서, 복수의 제 1 센서 전극들 (1005) 의 제 1 세트 (1045) 로부터 전기 신호들이 발신될 수도 있는 한편, 복수의 제 1 센서 전극들 (1005) 의 제 2 세트 (1060) 로부터 전기 신호들이 동시에 발신된다.
하나의 실시형태에서, 복수의 제 1 커패시티브 측정치들을 이용하여 복수의 제 1 센서 전극들 (1005) 의 제 2 세트 (예를 들어, 1060) 가 결정된다. 예를 들어, 하나의 실시형태에서, 프로세싱 시스템 (110C) 은, 복수의 제 1 커패시티브 측정치들을 이용함으로써, 어떤 센서 전극들이 복수의 제 1 센서 전극들 (1005) 의 제 2 세트 (예를 들어, 세트 (1060)) 내에 있는지를 결정한다. 이것은, 더 후술되는 명확화를 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 하나의 실시형태에서, 커패시턴스 측정치가 센서 전극들의 제 1 세트에 의해 측정되는 입력 오브젝트의 가능성 있는 존재를 나타내는 경우, 더 많은 오버래핑 센서 전극들이 선택될 수도 있다. 한편 또 다른 실시형태에서는, 제 1 커패시턴스 측정치에 기초하여 어떠한 입력 오브젝트도 있을 가능성이 없는 경우, 더 적은 오버래핑 센서 전극들이 제 2 세트 내에 있을 수도 있고, 또는 어떠한 오버래핑 센서 전극들도 제 2 세트 내에 없을 수도 있다.
디바이스 (1000) 및 방법 (1100) 뿐만 아니라, 여기에 기술된 다른 방법들 및 디바이스들의 일부 실시형태는, 개개의 감지 방식들을 가능하게 하기 위해, 부가적인 기능성을 가능하게 하기 위해, 및/또는 다른 목적들을 위해, 절대 커패시턴스 및 트랜스커패시턴스 양자를 감지하는 능력을 이용한다. 이들 타입들의 감지를 대체 또는 결합하여 이용하기 위한 다양한 기법들 및 이유들이 여기에 상술되었고, 더 후술한다.
센서 디바이스에 의한 절대 및 트랜스커패시티브 감지의 용도
다수의 실시형태에서, 절대 커패시턴스 감지는 트랜스커패시티브 감지보다 더 멀리 이격되어 감지하는 것을 가능하게 할 수도 있다. 예를 들어, 일부 모바일 폰은 커패시티브 센서들을 이용하여 가능하게 될 수도 있다. 다수의 이들 모바일 폰들은, 서로 가까이, 그리고 디바이스의 한쪽 면 (예를 들어, 전면 (front face)) 에 가까이 커패시티브 센서 전극들을 위치시킨다. 디바이스들의 배터리들이 반대 면 (예를 들어, 후면) 에 가까이 위치될 수도 있다. 배터리는, 디바이스의 시스템 접지를 종종 공급하고, 센서 전극들이 커패시티브 커플링할 수도 있는 대형 전기적 오브젝트로 고려될 수 있다. 때때로, 배터리에 의해 제공된 시스템 접지에 하우징의 일부가 커플링될 수도 있고, 이 대형 전기적 오브젝트의 사이즈가 증가한다.
"절대 커패시턴스 감지" 방법으로 구동되면, 배터리에 의해 제공된 유효한 전극과 센서 전극들 사이에 상당한 전계 라인들이 걸쳐 있다. 커패시티브 센서 전극들과 배터리/접지된 하우징 사이의 비교적 긴 거리는, 비교적 멀리 이격되어 있는 오브젝트들의 커패시티브 감지를 가능하게 한다.
반대로, "트랜스커패시티브" 방법으로 구동되면, 송신 및 수신 센서 전극들 간에 상당한 전계 라인들이 걸쳐 있어서, 배터리에 의해 공급된 유효한 전극과 센서 전극들 사이에는 보다 적게 걸쳐 있다. (센서 전극들 사이에 대부분이 걸쳐 있기 때문에) 센서 전극들로부터의 자유 공간으로 걸쳐 있는 비교적 적은 전계 라인들을 가정하면, 센서 전극들로부터 멀리 이격되어 감지하는 이들 센서 전극들의 능력이 제한된다. 이론상으로는, 송신 및 수신 센서 전극들을 커플링하는 전계가 센서 전극들로부터 비교적 멀리 있는 오브젝트들에 의해 여전히 영향을 받을 수 있기 때문에, 절대 커패시턴스의 경우에서만큼 멀리 감지하는 것이 여전히 가능하다. 그러나, 이것은 전극들의 사이즈 및 간격에 대한 제한으로 인해 다수의 실시형태들에 대해 실행가능하지 않을 수도 있다. 실제로는, 센서 전극들로부터 비교적 멀리 있는 오브젝트들에 의한 이러한 영향들이 아주 작을 수도 있어서 잡음의 레벨 상에 있거나, 또는 이러한 작은 변화를 감지할 수 있는 회로의 비용 등이 매우 높을 수도 있다.
또한, 트랜스커패시티브 감지 방식들은 다수의 실시형태들에서의 절대 감지보다 더 많은 독립적인 측정치들을 가능하게 할 수도 있다. 더 독립적인 측정치들은, 감지되는 것에 관한 더 많은 정보를 제공하고, 이들 측정치들이 센서 성능 (예를 들어, 센서 정확도 등) 을 증가시키는데 이용될 수도 있다.
적절한 트랜스커패시티브 센서 설계에 의해, 송신 및 수신 결합물들의 수는 트랜스커패시티브 센서 시스템들을 이용하여 취득될 수 있는 측정치들의 수를 만들어낸다. 비교해 보면, 적절한 절대 센서 설계에 의해, 센서 전극들의 수는 절대 커패시턴스 시스템들을 이용하여 취득될 수 있는 측정치들의 수를 만들어낸다. 따라서, 트랜스커패시티브 시스템들은 절대 커패시턴스 시스템들보다 동일한 수의 센서 채널들을 이용하여 더 많은 독립적인 측정치들을 생성할 수도 있다. 본 기술에 따른 실시형태들은 결합 절대-트랜스 시스템을 제공할 수도 있다. 결합-감지-방식 시스템은, 단독으로 사용되는 어느 한쪽의 방식보다 센서 전극들 각각에 대한 센서 디바이스에 의해 획득가능한 센서 측정치의 수를 증가시킬 수도 있다. 또한, 결합 시스템은 동일한 사용자 입력을 검출하고 그 동일한 사용자 입력에 응답함에 있어서 트랜스커패시티브 및 절대 커패시턴스 감지 방식들을 이용할 수 있다. 절대 커패시턴스 측정치들은, 비교적 멀리 이격되어 있는 경우의 사용자 입력에 관한 정보를 제공할 수 있고, 트랜스커패시티브 측정치들은, 비교적 가까운 경우의 사용자 입력에 관한 정보를 제공할 수 있다. 이들은 시스템으로 하여금 더 광범위한 세트의 사용자 입력 타입들 및 위치들에 응답할 수 있게 한다.
또 다른 예로서, 절대 및 트랜스커패시티브 측정치들 양자가 이용되어, 비교적 가까운 경우의 사용자 입력에 관한 정보를 유도할 수 있다. 일부 실시형태에서, 절대 커패시턴스 감지는 프로파일 정보를 제공할 수도 있고, 동일한 센서 전극들을 이용한 트랜스커패시턴스 감지는 이미징 정보를 제공할 수도 있다. 측정치들의 양쪽 타입들을 함께 이용하는 것은, 감지 방식들 중 하나만으로는 이용할 수 없는 정보 (예를 들어, 입력의 타입, 입력의 사이즈), 입력 오브젝트(들) 의 위치의 더 양호한 결정 등을 제공할 수 있다. 또 다른 대안으로서, 절대 및 트랜스커패시티브 측정치들 양자가 이용되어, 비교적 멀리 있는 경우의 사용자 입력에 관한 정보를 제공할 수 있다.
절대 커패시턴스 및 트랜스커패시턴스 감지가 결합하여 이용될 수도 있다. 예를 들어, 일부 실시형태는 절대 커패시티브 모드에서 획득된 측정치들을 이용하여 시스템 웨이크업을 제어할 수도 있고, 커패시티브 이미징과 같은 다른 기능성들을 위해 트랜스커패시티브 모드를 이용할 수도 있다. 일부 실시형태들은, 일반적 사용자 입력 위치를 결정하기 위해 절대 커패시티브 모드에서 획득된 측정치들을 이용할 수도 있고, 사용자 입력에 관한 더 높은 분해능 정보를 위해 트랜스커패시티브 감지를 이용할 수도 있다. 일부 실시형태는, 이를테면, 테스팅 목적으로, 손가락 커플링된 잡음을 모델링하는데 절대 커패시티브 커플링을 이용할 수도 있다.
일부 실시형태는 절대 커패시턴스 및 트랜스커패시턴스 감지를 보충한다. 예를 들어, 구동된 전압 시스템은, 각각의 센서 전극이 변조되는 동안 측정되는 일련의 센서 전극들을 가질 수도 있다. 이러한 경우, 절대 커패시턴스가 (예를 들어, 하나 이상의 손가락들의 프로파일들에 대해) 획득될 수도 있고, 그와 동시에 트랜스커패시턴스가 (예를 들어, 프로파일들을 명확화하는데 필요한 전체 커패시티브 이미지들 또는 부분적 커패시티브 이미지들에 대해) 획득된다.
일부 실시형태에서, 하나의 측정치가 취득된 다음에, 위상이 시프트된 이후 또 다른 측정치가 취득된다. 이것은 다수의 경우에 있어서 절대 및 트랜스커패시턴스 부분들의 결정을 허용한다. 예를 들어, (이를테면, 반대 위상으로) 적절한 위상 시프트가 행해진 상태에서, 하나의 측정치는 외부 오브젝트 (및 관련 시스템 접지) 에 대한 절대 커패시티브 커플링과 보호 전극(들) 에 대한 트랜스커패시티브 커플링과의 합을 반영할 수도 있는 한편, 다른 측정치는 외부 오브젝트 (및 관련 시스템 접지) 에 대한 절대 커패시티브 커플링과 보호 전극(들) 에 대한 트랜스커패시티브 커플링 사이의 차를 반영할 수도 있다. 따라서, 일부 실시형태는 서로에 대해 변조된 기준들을 갖는 센서 전극들을 가질 수도 있고, 이들 센서 전극들은 동시에 수신 및 송신 센서 전극들 양자 모두이다. 이것은 측정 전력을 최적화하고, 잡음에 대한 신호를 증가시키며, 간섭 허용 오차를 개선하는 것을 도울 수도 있다.
트랜스커패시티브 감지를 이용한 명확화
도 12 는 본 기술의 실시형태들에 따른 커패시턴스 센서 디바이스를 도시한 것이다. 도 12 를 이하 참조하면, 커패시턴스 센서 디바이스들 (1200) 은 제 1 축 (1220) 을 따라 배치된 센서 전극들의 제 1 세트 (1215) 및 제 2 축 (1230) 을 따라 배치된 센서 전극들의 제 2 세트 (1225) 를 갖는다. 다른 축들 또는 좌표 시스템들이 이용될 수도 있지만, 2개의 축들이 데카르트 좌표 시스템의 X 및 Y 축들로서 도시되어 있다. 부가적으로, 예시 및 설명의 단순화를 위해, 도시된 센서 전극들은 긴 직사각형들이다. 그러나, 다수의 다른 형상들이 적합하다는 것을 인식한다. 다른 범위들이 이용될 수도 있지만, X[0...10] 및 Y[0...10] 의 범위에 대해 X 및 Y 위치들이 더 라벨링되어 있다.
도 12 를 참조하면, 예시된 센서 전극들은 절대 감지 방식으로 구동될 수 있고, 커패시티브 커플링에서의 변화들의 개별적인 1차원 (1D) 프로파일들을 생성하는데 이용될 수 있다. 이들 1D 프로파일들은 축들에 따른 커패시티브 커플링에서의 변화들의 실루엣들 또는 투영들로서 생각할 수 있고, 입력 오브젝트 (1205a 및 1205b) 와 같은 입력 오브젝트의 위치를 결정하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 디바이스 (1200) 는 Cx 및 Cy 의 피크들에 기초하여 위치들을 결정할 수도 있다.
도 12 는 입력 오브젝트들의 쌍들 (1205a 와 1205b, 및 1210a 와 1210b) 이 상이한 위치에서 상이한 시간에 동일한 1D 프로파일들을 생성할 수도 있다는 것을 도시한 것이다. 커패시턴스 센서 디바이스 (1200) 는 제 1 축 (1220) 을 따라 배치된 센서 전극들의 제 1 세트 (1215), 및 제 2 축 (1230) 을 따라 배치된 센서 전극들의 제 2 세트 (1225) 를 갖는다. 상세하게는, 도 12 는 (3.0, 6.5) 및 (7.0, 2.5) 에 각각 위치된 입력 오브젝트들의 제 1 쌍 (1205a 및 1205b), 및 (3.0, 2.5) 및 (7.0, 6.5) 에 각각 위치된 입력 오브젝트들의 제 2 쌍 (1210a 및 1210b) 을 도시한 것이다. 이 쌍들 중 하나는 도 12 에 도시된 프로파일들을 생성할 수도 있다. 따라서, 입력 오브젝트들 (1205a, 1205b, 1210a 및 1210b) 의 위치들이 불명확할 수도 있다.
상황들 (예를 들어, 입력 오브젝트들의 사이즈, 입력 오브젝트들의 타입들, 부근의 잡음, 센서 해상도 및 정확도 등) 에 따라, 입력 오브젝트들의 수가 또한 불명확할 수도 있다. 예를 들어, 위치들 (3.0, 6.5), (7.0, 2.5), (3.0, 2.5), 및 (7.0, 6.5) 중 3곳에서의 3개의 입력 오브젝트들은 도 12 에 도시된 것과 동일하거나 유사한 프로파일들을 생성할 수도 있다. 유사하게, 위치들 (3.0, 6.5), (7.0, 2.5), (3.0, 2.5), 및 (7.0, 6.5) 중 4곳 모두에서의 4개의 입력 오브젝트들이 동일하거나 유사한 프로파일들을 또한 생성할 수도 있다.
여기에 기술된 커패시티브 감지 디바이스들의 일부 실시형태는, 명확화를 위해, 입력 오브젝트 수 및 위치들의 이력, 프로파일 피크들 또는 트러프 (trough) 들의 상대적 크기들, 또는 다른 정보를 이용한다. 여기에 기술된 커패시티브 감지 디바이스들의 일부 실시형태는, 명확화를 위해, 부가적인 센서 전극들 또는 센서 전극들의 부가적인 축들을 도입한다. 그러나, 명확화의 이들 방법들이 완전히 결정적이지 않을 수도 있고 또는 부가적인 전극들을 필요로 하지 않을 수도 있다.
이러한 경우들의 명확화를 위해, 전극들의 적어도 일부를 이용하여 트랜스커패시턴스 감지가 이용될 수도 있다. 예를 들어, 일부 시스템들은, 명확화하는 것을 돕기 위해, 규칙적인 주기로 절대 커패시턴스 감지로부터 트랜스커패시티브 감지로 규칙적으로 시프트할 수도 있다. 또 다른 예로서, 일부 시스템들은, 절대 커패시턴스 감지를 디폴트로 할 수도 있고, 모호성에 응답하여 트랜스커패시티브 감지로 이행할 수도 있다.
트랜스커패시턴스 감지는 전체 감지 구역들의 부분들 또는 전체를 이미징하는데 이용될 수도 있다. 예를 들어, 일부 시스템은 전체 감지 구역을 스캐닝할 수도 있고, 감지 구역과 연관된 전체면에 대한 커패시티브 커플링에서의 변화들의 2D 이미지를 생성할 수도 있다. 그 후에, 시스템은 그 이미지를 이용하여 입력 오브젝트들의 수 및 그들의 위치들을 확인할 수도 있다. 또 다른 예로서, 일부 시스템은 감지 구역의 선택 부분(들) 에서만, 이를테면, 잠재적 입력 오브젝트 위치들을 포함하거나 그 부근의 구역들에서만 트랜스커패시턴스를 감지할 수도 있다. 입력 오브젝트들의 잠재적 위치들에 근접한 트랜스커패시티브 커플링한 센서 전극들 상에서 발신 및 수신함으로써 이러한 선택적인 트랜스커패시턴스 감지가 달성될 수도 있다. 이러한 접근법은 참 및 거짓 입력 오브젝트 위치들 간을 구별하기에 충분한 "부분적 이미지" 를 생성할 수 있다.
트랜스커패시티브 감지를 이용하여 도 12 에 도시된 상태를 명확화하는 하나의 방법이 본 기술의 실시형태들에 따라 도시되어 있다. 도 12 에 도시된 것과 같은 불명확한 상황에 응답하여, 디바이스 (1200) 는 감지 트랜스커패시턴스로 변환할 수도 있다. 디바이스 (1200) 는 입력 오브젝트들의 잠재적 위치들 부근에서 교차하는 센서 전극들 사이의 트랜스커패시턴스 커플링을 검출할 수도 있다. 손가락들과 같은 입력 오브젝트들은 송신 및 수신 센서 전극들 부근의 접합점들에서 트랜스커패시티브 커플링에서의 최대 변화를 야기할 수도 있다. 따라서, 트랜스커패시티브 커플링이 기준선, 또는 어떤 다른 기준으로부터 얼마나 변화되었는지를 검사하는 것은, 입력 오브젝트들의 위치(들) 또는 수(들) (또는 이들 양자 모두) 의 명확화를 가능하게 할 수도 있다.
도 12 에서, 본 기술의 실시형태들에 의하면, 명확화 스캔에서 4개의 수평 센서 전극들 (1240a, 1240b, 1240c 및 124Od) 은 송신으로서 도시되어 있고, 2개의 수직 센서 전극들 (1235a 및 1235b) 은 수신으로서 도시되어 있다. 송신 (및 수신) 은 동시에 또는 순차적으로 행해질 수도 있다는 것을 이해해야 한다. 송신 및 수신 센서 전극들과 같은 수들 및 상태는 설계들과 상황들 사이에서 달라진다는 것을 또한 이해해야 한다. 예를 들어, 센서 전극들 (1235a 및 1240a), 센서 전극들 (1235a 및 1240b), 센서 전극들 (1235b 및 1240c) 및 센서 전극들 (1235b 및 124Od) 간의 커패시티브 커플링들이 입력 오브젝트들 (1205a 및 1205b) 부근에서 감소되는 것을 관찰함으로써, 입력 오브젝트들 (1205a 및 1205b) 을 1210a 및 1210b 와 명확화하는 것이 가능하다.
본 기술의 일부 실시형태는, 오버랩하는 방식으로 또 다른 연속물 상부에 배치된 일련의 센서 전극들을 갖는 커패시티브 이미징 시스템을 포한한다. 이 구성은 사용자 입력의 트랜스커패시티브 이미지의 획득을 가능하게 한다. 또한, 이 구성은 원거리장 근접 입력의 감지를 가능하게 한다. 예를 들어, 일부 센서 전극들은 절대 커패시턴스들을 감지하기 위한 절대 커패시턴스 센서 전극들로서 동작할 수도 있고, 트랜스커패시턴스들을 감지하기 위한 수신 센서 전극들로서 동작할 수도 있다. 또 다른 예로서, 일부 센서 전극들은 절대 커패시턴스 감지 모드에서 차폐물들 또는 보호물들로서 동작할 수도 있고, 트랜스커패시턴스 감지 모드에서 송신 센서 전극들로서 동작할 수도 있다.
커패시티브 센서 디바이스 (복수의 제 1 및 제 2 커패시티브 측정치들을 이용하여 입력 오브젝트들의 위치의 추정치들을 구함)
도 13 을 이하 참조하면, 커패시티브 센서 디바이스 (1300) 는 본 기술의 실시형태들에 따라 도시된 것이다. 하나의 실시형태에서, 커패시티브 센서 디바이스 (1300) 는, 제 1 축 (1315) 을 따라 정렬된 (도 13 에서 1310a, 1310b, 1310c, 1310d, 131Oe 및 131Of 로서 도시된) 복수의 제 1 센서 전극들 (1305); 제 1 축 (1315) 과 비평행인 제 2 축 (1330) 을 따라 정렬된 (도 13 에서 1325a, 1325b, 1325c 및 1325d 로서 도시된) 복수의 제 2 센서 전극들 (1320); 및 복수의 제 1 센서 전극들 (1305) 및 복수의 제 2 센서 전극들 (1320) 에 커플링된 프로세싱 시스템 (110D) 을 포함한다. 예시된 바와 같이, 복수의 제 2 센서 전극들 (1320) 은 복수의 제 1 센서 전극들 (1305) 을 갖는 매트릭스 패턴을 형성한다. 도 13 에서의 센서 전극들 전부가 유사한 사이즈인 것으로 예시되어 있지만, 이것은 항상 그러한 경우가 아닐 수도 있다. 예를 들어, 센서 전극들 (1320) 이 센서 전극들 (1305) 보다 실질적으로 더 큰 표면적을 가질 수도 있다. 프로세싱 시스템 (110D) 이 프로세싱 시스템 (110; 도 1) 및 프로세싱 시스템 (110B; 도 8), 및 프로세싱 시스템 (110C) (도 10) 과 관련하여 상술된 유사한 특징부들 (센서 전극 제어기 (140), 커패시티브 측정기 (150), 및 결정기 (160)) 을 포함한다는 것을 인식한다.
하나의 실시형태에서, 프로세싱 시스템 (110D) 은, 복수의 제 1 센서 전극들 (예를 들어, 센서 전극들 (1305)) 을 이용하여 제 1 전기 신호들을 선택적으로 발신 및 수신함으로써, 복수의 제 1 커패시티브 측정치들을 획득한다. 하나의 실시형태에서, 제어기 (140) 는 센서 전극들을 선택하고, 감지 및 수신을 제어하는 한편, 커패시티브 측정기 (150) 는 수신된 신호들에 기초하여 커패시티브 측정들을 수행한다는 것을 인식한다. 그 후에, 프로세싱 시스템 (110D) 은 복수의 제 1 커패시티브 측정치들을 이용하여 적어도 하나의 입력 오브젝트의 위치의 제 1 추정치 (1340) 를 구하도록 복수의 제 1 커패시티브 측정치들을 이용한다. 하나의 실시형태에서, 프로세싱 시스템 (110D) 의 결정기 (160) 는 위치 추정치들을 결정한다. 입력 오브젝트는 스타일러스, 인간의 손가락, 또는 문방구류와 같은 오브젝트일 수도 있고, 1개보다 많이 (예를 들어, 2개 이상의 입력 오브젝트들) 포함할 수도 있다.
하나의 실시형태에서, 프로세싱 시스템 (110D) 은 선택을 위한 기초로서의 제 1 추정치 (1340) 를 이용하여 복수의 제 1 센서 전극들 (1305) 의 (도 13 에서 1310a, 1310b 및 1310c 로서 도시된) 제 1 세트 (1345) 및 복수의 제 2 센서 전극들 (1320) 의 (도 13 에서 1325a 및 1325b 로서 도시된) 제 1 세트 (1350) 를 선택한다. 예를 들어, 이러한 선택은, 센서 전극들 (1305 및 1320) 에 의해 형성된 매트릭스의 상부 좌측의 4분면에 대해 입력 오브젝트가 감지되었다는 것을 제 1 측정치가 나타내는 실시형태에서 행해질 수도 있다. 그 후에, 프로세싱 시스템 (110) 은, 복수의 제 1 센서 전극들 (1305) 및 복수의 제 2 센서 전극들 (1320) 각각의 제 1 세트들 (1345 및 1350) 중 하나를 이용하여 제 2 전기 신호들을 발신하고, 복수의 제 1 센서 전극들 (1305) 및 복수의 제 2 센서 전극들 (1320) 의 제 1 세트들 (1345 및 1350) 중 또 다른 하나를 이용하여 제 2 전기 신호들을 수신함으로써, 복수의 제 2 커패시티브 측정치들을 획득한다. 그 후에, 프로세싱 시스템 (110D) 은 복수의 제 2 커패시티브 측정치들을 이용하여 적어도 하나의 입력 오브젝트의 위치의 제 2 추정치 (1360) 를 구한다. 하나의 실시형태에서, 결정기 (160) 는 이러한 제 2 위치 추정치를 구한다.
제 1 및 제 2 기간들 동안에, 복수의 제 1 커패시티브 측정치들 및 복수의 제 2 커패시티브 측정치들이 각각 프로세싱 시스템 (110D) 에 의해 획득될 수도 있다는 것을 인식한다. 제 1 및 제 2 기간들은 동일하거나, 서로 상이할 수도 있다. 하나의 실시형태에서, 제 1 기간이 제 2 기간과 상이한 경우, 프로세싱 시스템 (110D) 은, 제 1 기간 동안 시스템 접지에 관련하여 복수의 제 2 센서 전극들 (1320) 중 적어도 하나의 센서 전극을 변조시킴으로써, 복수의 제 1 센서 전극들 (1305) 을 전기적으로 보호한다. 이러한 변조를 위한 기법들이 여기에 상술되었다.
하나의 실시형태에서, 2개의 위치 추정치들이 구해지는 경우, 제 2 위치 추정치 (1360) 는 제 1 추정치 (1340) 보다 더 미세한 분해능을 갖는다. 하나의 실시형태에서, 2개의 위치 추정치들이 구해지는 경우, 제 1 추정치 (1340) 는 적어도 하나의 입력 오브젝트의 가능한 위치들을 포함하고, 제 2 추정치 (1360) 는 그 가능한 위치들이 명확화된 것이다. 위치 추정치들 (1340, 1360) 중 하나 이상이 프로세싱 시스템 (110D) 으로부터의 출력으로서 제공될 수도 있다는 것을 인식한다.
하나의 실시형태에서, 프로세싱 시스템 (110D) 은 또한, 복수의 제 1 커패시티브 측정치들 (1305) 및 복수의 제 2 커패시티브 측정치들 (1320) 을 이용하여 입력 오브젝트의 사이즈, 타입, 및 시스템 접지에 대한 커패시티브 커플링 중 적어도 하나를 결정하도록 구성된다는 것을 인식한다. 부가적으로 또는 대안적으로, 이들 중 하나가 결정기 (160) 에 의해 결정될 수 있다. 결정된 사이즈, 타입, 및/또는 커패시티브 커플링이 프로세싱 시스템 (110D) 으로부터의 출력으로서 제공될 수 있다.
커패시티브 감지의 예시적인 방법
도 14 를 이하 참조하면, 커패시티브 센서 디바이스 (1300) 와 같은 커패시티브 센서 디바이스를 이용하여 감지하는 방법 (1400) 이 하나의 실시형태에 따라 기술된다. 예시된 바와 같이, 커패시티브 센서 디바이스 (1300) 는 제 1 축 (1315) 을 따라 정렬된 복수의 제 1 센서 전극들 (1305) 및 제 1 축 (1315) 과 비평행인 제 2 축 (1330) 을 따라 정렬된 복수의 제 2 센서 전극들 (1320) 을 포함한다.
도 14 의 도면부호 1405 를 이하 참조하면, 하나의 실시형태에서, 복수의 제 1 커패시티브 측정치들을 획득하기 위해, 복수의 제 1 센서 전극들을 이용하여 제 1 전기 신호들이 발신 및 수신된다. 하나의 실시형태에서, 이것은, 발신 및 수신을 위해 하나 이상의 전기 신호들을 제공하고, 복수의 제 1 센서 전극들 (1345) 을 선택하는 프로세싱 시스템 (110D) 의 제어기 (140) 를 포함한다. 하나의 실시형태에서, 수신된 전기 신호들에 기초하여, 커패시티브 측정기 (150) 가 복수의 커패시티브 측정치들을 생성한다.
도 14 의 도면부호 1410 을 이하 참조하면, 하나의 실시형태에서, 복수의 제 1 커패시티브 측정치들을 이용하여 적어도 하나의 입력 오브젝트의 위치들의 제 1 추정치들의 세트가 구해진다. 추정치들이 구해진 2개 이상의 입력 오브젝트들이 존재할 수도 있다는 것을 인식한다. 하나의 실시형태에서, 결정기 (160) 는 위치(들) 를 추정하고 추정치들의 제 1 세트를 제공한다.
도 14 의 도면부호 1415 를 이하 참조하면, 하나의 실시형태에서, 위치들의 추정치들의 제 1 세트를 이용하여 복수의 제 1 센서 전극들의 제 1 세트 및 복수의 제 2 센서 전극들의 제 1 세트가 결정된다. 하나의 실시형태에서, 프로세싱 시스템 (110D) 은, 입력 오브젝트가 감지된 것으로 여겨지는 잠재적 위치에 기초하여 이러한 결정이 행해진다. 하나의 실시형태에서, 프로세싱 시스템 (110D) 은 선택을 위한 기초로서의 제 1 추정치 (1340) 를 이용하여 복수의 제 1 센서 전극들 (1305) 의 (도 13 에서의 1310a, 1310b 및 1310c 로서 도시된) 제 1 세트 (1345) 및 복수의 제 2 센서 전극들 (1320) 의 (도 13 에서 1325a 및 1325b 로서 도시된) 제 1 세트 (1350) 를 선택한다. 예를 들어, 이러한 선택은, 센서 전극들 (1305 및 1320) 에 의해 형성된 매트릭스의 상부 좌측의 4분면에 대해 입력 오브젝트가 감지되었다는 것을 제 1 측정치가 나타내는 실시형태에서 행해질 수도 있다. 하나의 실시형태에서, 명확화를 위해, 센서 전극들의 세트들의 이러한 결정 및 선택이 행해진다. 명확화를 위한 기법들이 여기에 상술되었다.
도 14 의 도면부호 1420 을 이하 참조하면, 복수의 제 1 및 제 2 센서 전극들의 제 1 세트들 중 하나를 이용하여 제 2 전기 신호들이 발신되고, 복수의 제 1 및 제 2 센서 전극들의 제 1 세트들 중 다른 하나를 이용하여 제 2 전기 신호들이 수신되어, 복수의 제 2 커패시티브 측정치들을 획득한다. 상술된 바와 같이, 하나의 실시형태에서, 프로세싱 시스템 (110D) 은 제 2 전기 신호들을 제공하고, 그 신호들을 선택적으로 구동하고 그 신호들을 수신한다. 예를 들어, 하나의 실시형태에서, 센서 전극들 (1345) 또는 센서 전극들 (1350) 을 이용하여 제 2 전기 신호들이 발신된 후에, 발신을 위해 이용되지 않았던 센서 전극들을 이용하여 수신된다.
도 14 의 도면부호 1425 를 이하 참조하면, 복수의 제 2 커패시티브 측정치들을 이용하여 적어도 하나의 입력 오브젝트의 위치의 제 2 추정치가 구해진다. 상술된 바와 같이, 이것은, 위치의 제 1 추정치보다 미세할 수도 있는 이 위치의 제 2 추정치를 구하는 프로세싱 시스템 (110D) 의 결정기 (160) 를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 추정치들의 세트는 적어도 하나의 입력 오브젝트의 가능한 위치들의 식별들을 포함할 수도 있는 한편, 제 2 추정치는 이들 가능한 위치들이 명확화된 것을 포함한다.
커패시브 센서 디바이스 (전기 신호들을 발신 및 수신하여 복수의 제 1 및 제 2 커패시티브 측정치들을 획득)
도 15 를 이하 참조하면, 커패시티브 센서 디바이스 (1500) 는 본 기술의 실시형태들에 따라 도시된 것이다. 하나의 실시형태에서, 커패시티브 센서 디바이스 (1500) 는, 제 1 축 (1510) 을 따라 정렬된 복수의 제 1 센서 전극들 (1505); 상기 제 1 축과 비평행인 제 2 축 (1520) 을 따라 정렬된 복수의 제 2 센서 전극들 (1515); 및 복수의 제 1 센서 전극들 (1505) 과 복수의 제 2 센서 전극들 (1515) 에 커플링된 프로세싱 시스템 (110E) 을 포함한다. 예시된 바와 같이, 복수의 제 2 센서 전극들 (1515) 은 복수의 제 1 센서 전극들 (1505) 을 갖는 매트릭스 패턴을 형성한다. 도 15 에서의 센서 전극들 전부가 유사한 사이즈인 것으로 예시되어 있지만, 이것은 항상 그러한 경우가 아닐 수도 있다. 예를 들어, 도 8 에서와 같이, 센서 전극들 (1515) 이 센서 전극들 (1505) 보다 실질적으로 더 큰 표면적을 가질 수도 있다. 프로세싱 시스템 (110E) 이 프로세싱 시스템 (110; 도 1) 및 프로세싱 시스템 (110B; 도 8), 프로세싱 시스템 (110C) (도 10), 및 프로세싱 시스템 (110D) (도 13) 과 관련하여 상술된 유사한 특징부들 (센서 전극 제어기 (140), 커패시티브 측정기 (150), 및 결정기 (160)) 을 포함한다는 것을 인식한다.
하나의 실시형태에서, 프로세싱 시스템 (110E) 은, 복수의 제 1 커패시티브 측정치들을 획득하기 위해, 제 1 기간 동안 복수의 제 1 센서 전극들 (1505) 을 이용하여 제 1 전기 신호들을 발신 및 수신한다. 이것은, 이들 제 1 전기 신호들을 생성하고 복수의 제 1 센서 전극들 (1505) 을 선택하는 제어기 (140) 를 포함할 수도 있다. 신호들이 일단 수신되면, 커패시티브 측정기 (150) 는 복수의 커패시티브 측정치들을 결정한다. 하나의 실시형태에서, 프로세싱 시스템 (110E) 은, 제 1 기간 동안 복수의 제 2 센서 전극들 (1515) 을 변조시킴으로써, 복수의 제 1 센서 전극들 (1505) 을 전기적으로 보호한다. 이러한 전기적 보호의 예들이, 이를테면, 도 4 의 설명과 관련하여 여기에 상술되었다. 하나의 실시형태에서, 프로세싱 시스템 (110E) 은 제 1 기간과는 상이한 제 2 기간 동안 복수의 제 2 센서 전극들 (1515) 을 이용하여 제 2 전기 신호들를 발신한다. 그 후에, 프로세싱 시스템 (110E) 은 제 2 기간 동안 복수의 제 1 센서 전극들 (1505) 을 이용하여 제 2 전기 신호들을 수신하고, 이 신호들을 이용하여 복수의 제 2 커패시티브 측정치들을 획득한다.
하나의 실시형태에서, 프로세싱 시스템 (110E) 은 제 1 기간 동안 복수의 제 2 센서 전극들 (1515) 을 변조시킴으로써 복수의 제 1 센서 전극들 (1505) 을 전기적으로 보호한다. 이것은, 제 1 기간 동안 복수의 제 1 센서 전극들 (1505) 중 적어도 하나의 센서 전극의 변조와 실질적으로 유사한 방식으로 복수의 제 2 센서 전극들 (1515) 전부를 실질적으로 변조시키는 것을 포함할 수 있다. 다시 말하면, 이러한 기법들이 특히 도 4 의 설명과 관련하여 여기에 상술되었다.
하나의 실시형태에서, 프로세싱 시스템 (110E) 은 제 1 기간 동안 복수의 제 2 센서 전극들 (1515) 을 변조시킴으로써 복수의 제 1 센서 전극들 (1505) 을 전기적으로 보호한다. 이것은, 제 1 기간 동안 복수의 제 1 센서 전극들 (1505) 중 적어도 하나의 센서 전극의 변조의 증폭된 버전과 실질적으로 유사하게 복수의 제 2 센서 전극들 (1515) 의 서브세트를 변조시키는 것을 포함할 수 있다.
하나의 실시형태에서, 프로세싱 시스템 (110E) 은 제 1 기간과 상이한 제 2 기간 동안 복수의 제 2 센서 전극들 (1515) 을 이용하여 제 2 전기 신호들을 발신한다. 이것은, 복수의 제 2 센서 전극들 (1515) 중 상이한 센서 전극들을 이용하여 제 2 기간의 상이한 부분들 동안 발신하는 것을 포함할 수 있다. 또한, 이것은, 이러한 발신을 위해 복수의 제 2 센서 전극들 (1515) 중 상이한 센서 전극들을 이용하여 상이하게 변조된 전기 신호들을 동시에 발신하는 것을 포함할 수 있다.
하나의 실시형태에서, 프로세싱 시스템 (110E) 은 복수의 제 1 및 제 2 커패시티브 측정치들 중 적어도 하나를 이용하여 입력 오브젝트의 위치를 결정한다. 이것은, 이러한 위치 결정을 행하는 결정기 (160) 를 포함할 수 있다. 또한, 하나의 실시형태에서, 프로세싱 시스템 (110E) 은 복수의 제 1 및 제 2 커패시티브 측정치들을 이용하여 제 1 추정치 (1540) 를 구하고, 복수의 제 1 및 제 2 커패시티브 측정치들을 이용하여 제 2 추정치 (1545) 를 구한다. 제 1 추정치 (1540) 는 제 1 센서 전극과 입력 오브젝트 사이의 커패시티브 커플링에 대한 것이고, 제 2 추정치 (1545) 는 제 1 센서 전극과 제 2 센서 전극 사이의 커패시티브 커플링에 대한 것이다. 이러한 추정치들의 성능은 여기에 상술되었다. 하나의 실시형태에서, 프로세싱 시스템 (110E) 의 결정기 (160) 는 또한, 복수의 제 1 및 제 2 커패시티브 측정치들을 이용하여 입력 오브젝트의 사이즈, 타입, 및 접지 중 적어도 하나를 결정한다. 추정치들 및 결정치들이 프로세싱 시스템 (110E) 으로부터의 출력들로서 제공될 수 있다는 것을 인식한다.
커패시티브 감지의 예시적인 방법
도 16 을 이하 참조하면, 커패시티브 센서 디바이스 (1500) 를 이용하여 감지하는 방법 (1600) 이 하나의 실시형태에 따라 기술된다. 예시된 바와 같이, 커패시티브 센서 디바이스 (1500) 는 제 1 축 (1510) 을 따라 정렬된 복수의 제 1 센서 전극들 (1505) 및 제 1 축 (1510) 과 비평행인 제 2 축 (1520) 을 따라 정렬된 복수의 제 2 센서 전극들 (1515) 을 포함한다.
도면부호 1605 를 이하 참조하면, 하나의 실시형태에서, 제 1 기간 동안 복수의 제 1 센서 전극들을 이용하여 제 1 전기 신호들이 발신 및 수신되어 복수의 제 1 커패시티브 측정치들을 획득한다. 하나의 실시형태에서, 이것은, 발신 및 수신을 위해 하나 이상의 전기 신호들을 제공하고, 센서 전극들 (1505) 과 같은 복수의 제 1 센서 전극들을 선택하는 프로세싱 시스템 (110E) 의 제어기 (140) 를 포함한다. 하나의 실시형태에서, 수신된 전기 신호들에 기초하여, 커패시티브 측정기 (150) 가 복수의 커패시티브 측정치들을 생성한다.
도 16 의 도면부호 1610 을 이하 참조하면, 하나의 실시형태에서, 제 1 기간 동안 복수의 제 2 센서 전극들의 센서 전극들이 변조되어, 복수의 제 1 센서 전극들을 전기적으로 보호한다. 하나의 실시형태에서, 제어기 (140) 는 복수의 제 2 센서 전극들을 구성하는 센서 전극들 (1515) 에게 이들 전기 신호들을 제공한다. 하나의 실시형태에서, 실질적으로 복수의 제 2 센서 전극들 (1515) 전부가, 제 1 기간 동안 복수의 제 1 센서 전극들 (1505) 중 적어도 하나의 센서 전극의 변조와 실질적으로 유사하게 변조된다. 또 다른 실시형태에서, 복수의 제 2 센서 전극들 (1515) 의 서브세트가, 제 1 기간 동안 복수의 제 1 센서 전극들 중 적어도 하나의 센서 전극의 변조의 증폭된 버전과 실질적으로 유사하게 변조된다.
도 16 의 도면부호 1615 를 이하 참조하면, 하나의 실시형태에서, 제 1 기간과는 상이한 제 2 기간 동안 복수의 제 2 센서 전극들을 이용하여 제 2 전기 신호들이 발신된다. 하나의 실시형태에서, 이것은, 센서 전극들 (1515) 상에서 제 2 전기 신호들을 발신하는 프로세싱 시스템 (110E) 을 포함한다.
도 16 의 도면부호 1620 을 이하 참조하면, 하나의 실시형태에서, 제 2 시간 주기 동안 복수의 제 1 센서 전극들을 이용하여 제 2 전기 신호들이 수신되어 복수의 제 2 커패시티브 측정치들을 획득한다. 하나의 실시형태에서, 이것은, 센서 전극들 (1505) 을 이용하여 제 2 전기 신호들을 수신하고 수신된 신호들로부터 커패시티브 측정치들을 획득하는 프로세싱 시스템 (110E) 을 포함한다.
하나의 실시형태에서, 프로세싱 시스템 (110E) 은 제 1 기간과는 상이한 제 2 기간 동안 복수의 제 2 센서 전극들 (1515) 을 이용하여 제 2 전기 신호들을 발신한다. 이것은, 복수의 제 2 센서 전극들 (1515) 중 개개의 상이한 센서 전극들을 이용하여 제 2 기간 동안 비-동시적으로 발신하는 것을 포함할 수 있다. 또한, 이것은 복수의 제 2 센서 전극들 (1515) 중 개개의 상이한 센서 전극들을 이용하여 상이하게 변조된 전기 신호들을 동시에 발신하는 것을 포함할 수 있다.
하나의 실시형태에서, 방법 (1600) 은 복수의 제 1 및 제 2 커패시티브 측정치들 중 적어도 하나를 이용하여 입력 오브젝트의 위치를 결정하는 것을 더 포함한다. 상술된 바와 같이, 프로세싱 시스템 (110E) 의 결정기 (160) 는 커패시티브 측정치들로부터 이러한 위치 결정들 (및 사이즈, 타입, 및 접지 결정들과 같은 다른 결정들) 을 행한다.
부가적으로, 하나의 실시형태에서, 방법 (1600) 은 제 1 및 제 2 커패시티브 측정치들을 이용하여 제 1 추정치를 구하는 것, 및 제 1 및 제 2 커패시티브 측정치들을 이용하여 제 2 추정치를 구하는 것을 더 포함한다. 제 1 추정치는 센서 전극들 (1505) 중 센서 전극과 입력 오브젝트 사이의 커패시티브 커플링에 대한 것이고, 제 2 추정치는 센서 전극들 (1505) 중 이 센서 전극과 센서 전극들 (1515) 중 제 2 센서 전극 사이의 커패시티브 커플링에 대한 것이다. 이들 추정치들에 기초하여, 프로세싱 시스템 (110E) (결정기 (160)) 은 입력 오브젝트의 사이즈, 타입, 및 접지 중 적어도 하나를 결정한다.
여기에 기술된 바와 같이, 일부 실시형태에서, 센서 전극들은 전기적 잡음으로부터 센서를 보호 또는 차폐하는 것, 습기에 대한 버튼들의 민감도를 완화시키는 것 등과 같은 기능들을 가질 수도 있다. 도 4 와 관련하여 여기에 기술된 바와 같이, 이들 센서 전극들은 트랜스커패시턴스 감지를 위해 이용된 것들과는 상이한 변조들을 이용하여 이들 기능들을 달성할 수도 있다.
예시적인 "버튼" 커패시티브 감지 디바이스들
일부 실시형태에서, 여기에 기술된 커패시티브 센서 디바이스는, 개별 커패시티브 버튼들을 형성하도록 구성된 센서 전극들의 세트를 포함한다. 다수의 실시형태에서, 커패시티브 버튼들은 (이러한 경우일 필요가 없더라도) 커패시티브 버튼마다 절대 커패시턴스를 감지하도록 구성된 하나의 센서 전극에 의해 가능하게 된다. 이러한 설계에서, 입력 오브젝트 (예를 들어, 손가락 또는 스타일러스) 와 버튼 센서 전극 사이의 절대 커패시티브 커플링이 2개 간의 오버랩 영역을 통해 지배적으로 만들어진다. 일부 실시형태에서, 입력 오브젝트가 버튼 센서 전극의 중심에 있는 경우, 오버랩의 최대 영역, 및 그에 의한 버튼에 대한 최대 영향이 발생한다.
절대 커패시티브 커플링의 정도는 일부 기능에 대한 충분한 정보를 제공한다. 그러나, 다른 기능들을 위해, 사용자 입력에 관한 더 많은 정보가 여전히 결정될 수도 있고, 또는 절대 커패시턴스 감지와 연관된 특정 이슈들이 여전히 결정될 수도 있다. 사용자 입력 정보의 예로는, 입력 오브젝트의 사이즈, 입력 오브젝트의 타입, 입력 오브젝트에 관한 개선된 위치 또는 모션 추정치들, 절대 커패시턴스 감지 구역 밖의 입력 오브젝트에 관한 정보, 중심에서 벗어난 입력 오브젝트의 추정치들 등을 포함한다. 절대 커패시턴스 감지와 연관된 이슈들의 예로는, 측면으로부터 슬라이딩되는 입력 오브젝트와 상면으로부터 똑바로 강하하는 입력 오브젝트 사이를 구별하는 것이 불가능한 전위, 및 습기에 대한 민감도를 포함할 수도 있다. 절대 커패시턴스 이외에 트랜스커패시턴스를 감지하는 것은 이러한 정보를 공급할 수도 있고 또는 이러한 이슈들을 해결할 수도 있다.
일부 실시형태에서, 버튼 센서 전극 부근의 하나 이상의 다른 전극들을 변조시킴으로써 이러한 트랜스커패시티브 감지가 달성될 수도 있다. 예를 들어, 센서 디바이스가 하나 이상의 다른 전극들 부근에서 절대 커패시티브 감지를 위해 이용되는 센서 전극을 포함하는 실시형태에서, 다른 전극(들) 의 변조를 변경하는 것은 다른 전극(들) 과 센서 전극 사이의 트랜스커패시티브 감지를 가능하게 할 수도 있다. 변조를 변경하는 것은, 변조되지 않은 것으로부터 변조된 것으로 스위칭하는 것, 변조된 것으로부터 변조되지 않은 것으로 스위칭하는 것, 또는 하나의 변조로부터 또 다른 변조로 (예를 들어, 보호하는 것으로부터 송신하는 것으로) 스위칭하는 것을 수반할 수도 있다. 다른 전극(들) 의 변조가 버튼 센서 전극과 상이한 경우, 다른 전극(들) 이 실제로 버튼 센서 전극에 신호들을 송신한다.
도 17a, 도 17b, 도 18a, 도 18b, 도 19a, 도 19b, 도 20a 및 도 20b 는, 센서 전극 (1715) 으로 둘러싸인 원형 "버튼" 센서 전극 (1710) 을 갖는 센서 디바이스 (1705) 를 도시한 것이다. 도 17a 및 도 18b 각각과 연관된 단면들 BB' 및 CC' 는, 절대 커패시턴스 감지 구역 (1730) 및 입력면 (1780) 에 관련된 입력 오브젝트 (1725) 에 대한 배치를 정의하는 것을 돕는다. 도 17a 를 이하 참조하면, 제 1 기간 동안, 버튼 센서 전극 (1710) 은 (입력 오브젝트 (1725) 가 커패시티브 커플링되는 것으로 가정된) 시스템 접지에 관련하여 변조된다. 센서 전극 (1715) 은 시스템 접지에 관련하여 실질적으로 일정한 전압으로 유지될 수도 있고, 또는 버튼 센서 전극 (1710) 과 같이 변조될 수도 있다. 버튼 센서 전극 (1710) 과 같이 변조되는 경우, 센서 전극 (1715) 은 유효한 보호물을 버튼 센서 전극 (1710) 에 제공할 수도 있다. 실질적으로 평행한 전계 라인들 (1720) 이 발생되어, 절대 커패시턴스 감지 구역 (1730) 에서 입력 오브젝트 (1725) 와 상호작용할 수도 있다. 입력 오브젝트 (1725) 로 인한 절대 커패시티브 커플링에서의 변화들이 "감지" 블록 (1735) 에 의해 검출된다. 시스템 접지 또는 다양한 보호 신호들 (1745) (이에 제한되지 않음) 과 같은 전기적 잡음으로부터 버튼 센서 전극 (1710) 을 보호하는 것을 돕기 위해 신호들에 의해 일정하게 구동되는 다른 보호 또는 차폐 전극들 (1745) 이 존재할 수도 있다.
도 18a 및 도 18b 를 이하 참조하면, 입력 오브젝트 (1725) 가 절대 커패시턴스 감지 구역 (1730) 을 향하여 슬라이딩됨에 따라, 입력 오브젝트 (1725) 가 전계 라인들 (1710) 에 실질적으로 영향을 미치는 위치에 있기 전이라도, 그 입력 오브젝트 (1725) 가 실질적으로 평행한 전계 라인들 (1720) 과 상호작용하는 것이 도시되어 있다.
도 19a, 도 19b, 도 20a 및 도 20b 를 이하 참조하면, 제 2 기간 동안, 버튼 센서 전극 (1710) 은, 제 1 기간 동안 도 17a, 도 17b, 도 18a 및 도 18b 와 관련하여 기술된 것과 동일한 방법으로 변조될 수도 있다. 예를 들어, 센서 전극 (1715) 은 (버튼 센서 전극 (1710) 과는 상이하게) 시스템 접지에 관련하여 변조될 수도 있다. 도 19a 및 도 20a 각각과 연관된 단면들 DD' 및 EE' 는, 트랜스커패시턴스 감지 구역 (1955) 에 관련된 입력 오브젝트 (1725) 에 대한 배치를 정의하는 것을 돕는다. 센서 전극 (1715) 의 변조에서의 이러한 변화는 버튼 센서 전극 (1710) 둘레의 환형 구역에서 트랜스커패시티브 측정들을 가능하게 한다. 프린징 전계 라인들 (1950) 이 발생하고, 트랜스커패시턴스 감지 구역 (1955) 에서 입력 오브젝트에 의해 인터셉트될 수도 있다. 일반적으로, 버튼 센서 전극 (1710) 과 센서 전극들 (1715) 사이의 접합점에서 최대량의 트랜스커패시티브 커플링이 발생할 수도 있다. 즉, 통상적으로, 이러한 구성에 대한 트랜스커패시티브 영향은 실질적으로 점근선이며, 입력 오브젝트 (1725) 가 전체 접합점을 커버하는 경우에 "최고점에 달한다". 다수의 실시형태에서, 이것은, 접합점이 입력 오브젝트 (1725) 의 영향에 가장 트랜스커패시티브하게 민감한 구역이라는 것을 의미한다. 입력 오브젝트로 인한 트랜스커패시티브 커플링에서의 변화들이 "감지" 블록/구역 (1935) 에 의해 검출될 수도 있다. 전기적 잡음으로부터 버튼 센서 전극 (1710) 을 보호하는 것을 돕기 위해, 존재하는 임의의 다른 보호 또는 차폐 전극들이 적절한 보호/차폐 및 변조된 신호들 (1945 및 1960) 에 의해 각각 구동될 수도 있다.
도 20a 및 도 20b 를 이하 참조하면, 입력 오브젝트 (1725) 가 트랜스커패시턴스 감지 구역 (1955) 을 향하여 슬라이딩됨에 따라, 입력 오브젝트 (1725) 가 프린징 전계 라인들 (1950) 과 상호작용하는 것이 도시되어 있다.
따라서, 버튼 센서 전극 (1710) 을 이용하여 획득된 절대 커패시턴스 측정치들과 관련하여 트랜스커패시티브 판독들이 이용되어, 입력 오브젝트들의 타입들, 사이즈들, 및 모션들과 같은 사용자 입력에 관한 더 많은 정보를 제공할 수도 있다. 예를 들어, 이러한 측정치들을 결합하는 것은, 상부로부터 내려옴으로써 버튼 센서 전극 (1710) 을 향하여 이동하는 입력 오브젝트들에 대한, 측면으로 슬라이딩됨으로써 버튼 센서 전극 (1710) 을 향하여 이동하는 입력 오브젝트들의 구별을 가능하게 할 수도 있다. 마찬가지로, 이러한 측정치들을 결합하는 것은, 솟아오름으로써 버튼 센서 전극 (1710) 으로부터 멀리 이동하는 입력 오브젝트들에 대한, 외측으로 슬라이딩됨으로써 버튼 센서 전극 (1710) 으로부터 멀리 이동하는 입력 오브젝트들의 구별을 가능하게 할 수도 있다. 하기에는 더 상세한 설명이 이어진다.
도 17a 및 도 17b 에 도시된 바와 같은 시스템의 경우, 일반적으로, 절대 측정치는, 상부로부터 버튼 센서 전극 (1710) 을 향하여 강하하는 입력 오브젝트와 버튼 센서 전극 (1710) 을 더 많이 커버하기 위해 측면으로부터 슬라이딩되는 입력 오브젝트 사이를 명확하게 할 수 없다. 절대 커패시턴스 및 트랜스커패시턴스 측정치들 양자를 갖는 것은 이러한 구별을 가능하게 한다. 예를 들어, 입력 오브젝트가 손가락인 경우, 및 손가락이 상부로부터 버튼 센서 전극 (1710) 상으로 강하하는 경우, 절대 및 트랜스커패시티브 커플링에서의 변화들이 주로 동시에 변화한다. 그러나, 손가락이 측면으로부터 슬라이딩되는 경우, (손가락이 버튼 전극과 상호작용하기 전에 손가락이 버튼 전극의 에지 외측의 영역과 상호작용하기 때문에) 일반적으로, 절대 커패시턴스에서의 변화들 이전에 트랜스커패시턴스에서의 변화들이 발생한다.
따라서, 트랜스커패시티브 커플링 판독을 절대 커패시티브 커플링 판독과 비교하는 것은 입력에 관한 추가 정보의 결정을 가능하게 할 수도 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 사이즈를 결정하는 것은, 활성화보다 오히려 적절한 응답 (예를 들어, 입력의 거부) 및 (예를 들어, 손가락 대신 뺨과 같은 안면의 일부일 수 있는) 입력 오브젝트들보다 더 큰 입력에 대해 검사하는 것을 가능하게 한다.
절대 커패시턴스 센서 전극들이 다른 전극들 (예를 들어, 차폐를 위해 또는 어떤 다른 목적을 위해 이용되는 전극들) 부근에 이미 존재하는 실시형태들의 경우, 트랜스커패시티브 감지를 가능하게 하는 새로운 물리적 전극들이 부가되지 않을 수도 있다. 하나 이상의 상이한 신호들을 이용하여 이들 다른 전극들 중 하나 이상이 개별적으로 제어될 수도 있다. 예를 들어, 고정된 보호 신호 (1745) 에 의해 구동되는 보호 전극이 일부 기간에서 상이하게 변조되어 트랜스커패시티브 감지 능력을 제공할 수도 있다.
평면 전극이 버튼 센서 전극 (1710) 및 입력 오브젝트와 상이하게 변조되면, 입력 오브젝트의 영향이 평면 전극의 영향과 결합될 수도 있다. 간단한 경우, 그 결합은 부가적일 수 있다. 더 복잡한 경우들에 있어서, 그 결합은 중첩보다 훨씬 더 많이 수반할 수도 있다. 2개 이상의 비축퇴성 측정치들이 취득되는 경우, 이 결합은 해결될 수 있고, 절대 커패시턴스 및 트랜스커패시티브 성분들이 유도될 수 있다. 2개의 측정치들은 서로의 수학적 배수들이 아닌 경우 비축퇴성이다 (예를 들어, 그 2개의 측정치들과 연관된 변조 진폭들은 서로의 적절한 배수들 또는 분수들이 아니다). 예를 들어, 다른 변화들이 대수롭지 않다고 가정하면, 버튼 센서 전극 (1710) 과 동일한 것으로부터 버튼 센서 전극 (1710) 과 상이한 것으로 센서 전극 (1715) 의 변조를 변화시키는 것은, 2개의 비축퇴성 측정치들을 산출한다.
센서 전극 (1715) 과 같은 센서 전극의 상이한 변조들이 다수의 방법으로 달성될 수도 있다. 예를 들어, 시스템은 제 1 기간에 센서 전극 (1715) 을 접지시키는 것과, 제 2 기간에 센서 전극 (1715) 의 샘플 대역폭 내에서 센서 전극 (1715) 을 변조시키는 것 사이를 오갈 수 있다. 센서 전극 (1715) 으로부터의 출력이 복조되고, 디바이스 (1705) 에 의해 평균화되어, 제 1 기간 동안의 절대 커패시턴스 판독 및/또는 제 2 기간 동안의 트랜스커패시티브 판독을 제공할 수 있다. 이전의 예는, 시스템 접지에 관련하여 실질적으로 일정한 것으로부터 시스템 접지에 관련하여 변조된 것으로 센서 전극 (1715) 상의 전압 간을 스위칭하는 것을 수반한다. 이러한 변조를 달성하기 위한 일부 기법은 도 4 와 관련하여 상술되었다. 또한, 2개 이상의 상이한 변조 신호들이 그 대신 이용될 수도 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 그 신호들이 전압 이외의 전기적 양태들을 변조할 수도 있다.
절대 커패시턴스 및 트랜스커패시턴스 측정치들이 임의의 적절한 순서로, 그리고 임의의 적절한 기간들을 통해 취득될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 기간은 제 2 기간 이전 또는 이후에 발생할 수도 있다. 일부 실시형태는 절대 커패시턴스 및 트랜스커패시턴스의 측정치들을 연달아 (입력 디바이스의 움직임에 비해 신속하게) 취득한 후에 그 측정치들을 복조할 수도 있다. 일부 실시형태는 다수의 절대 커패시턴스 측정치들, 그 후에 다수의 트랜스커패시턴스 측정치들을 취득할 수도 있고, 이들의 평균들 또는 필터링된 버전들을 이용할 수도 있다. 일부 실시형태는 제 1 기간에서의 절대 및 트랜스커패시턴스 측정치들의 제 1 결합물, 및 제 2 기간에서의 절대 및 트랜스커패시턴스 측정치들의 제 2 결합물을 취득할 수도 있다. 일부 실시형태는 교번적인 절대 커패시턴스 및 트랜스커패시턴스 측정치들을 취득할 수도 있고, 이들의 평균들 또는 필터링된 버전들을 여전히 이용할 수도 있다. 다수의 실시형태에서, 손가락 타입 입력을 감지하고 정보를 통상적인 컴퓨터 디바이스에 제공하기 위한 합당한 터치 타임-스팬 (time-span) (예를 들어, 대략 1초의 1/80) 내에서 이 모두가 달성될 수 있다.
인간의 손가락 상호작용들을 감지하기 위한 다수의 실시형태에서, 판독은 10 Hz 에서 또는 그보다 빨리 행해진다. 다수의 실시형태는 수십 ㎐, 수백 ㎐, 또는 수천 ㎐ 에서 판독을 행한다. 측정치들에서의 변화들이 더 느릴 것으로 예상되는 경우 (예를 들어, 입력 오브젝트에 대한 거리들이 증가하는 경우), 측정치 샘플링 레이트가 더 느려질 수도 있다. 반대로, 측정치들에서의 변화들이 더 빠를 것으로 예상되는 경우 (예를 들어, 입력 오브젝트에 대한 거리들이 보다 작은 경우), 측정치 샘플링 레이트가 더 빨라질 수도 있다. 다수의 실시형태에서, 하우징, 커버층, 또는 다른 물질의 적어도 1 ㎜ 가 센서 전극들을 입력 오브젝트로부터 분리시키기 때문에, 센서 전극들에서부터 입력 오브젝트까지의 거리는 적어도 1 ㎜ 이다.
다수의 실시형태는 절대 커패시턴스 및 트랜스커패시턴스 양자를 감지하도록 구성된 근접 센서를 포함할 수도 있다. 이 근접 센서는 더 원거리를 감지 (예를 들어, 상대적으로 더 멀리 있는 입력 오브젝트들을 검출) 하도록 구성될 수도 있다. 이 근접 센서는 제 1 센서 전극, 제 2 센서 전극, 및 제 1 및 제 2 센서 전극에 커플링된 프로세싱 시스템을 포함할 수도 있다 (도 8, 도 10, 도 13, 도 15, 및 도 17 내지 도 20 과 관련하여 도시 및 설명된 배열들이 근접 감지 방식으로 동작하도록 구성될 수도 있다). 예시를 위해, 도 8 의 디바이스 (800) 의 특징부들에 관련하여, 일반적으로 그렇지 않으면 간단히, 하기의 동작 방법이 기술된다. 그러나, 이 동작 방법이 여기에 기술된 감지 디바이스들 중 어떤 것에도 적용될 수 있다는 것을 인식한다. 이러한 디바이스에서, 제 1 및 제 2 센서 전극들 (예를 들어, 805 및 810) 이 이러한 외부 오브젝트와 커패시티브 커플링되도록 구성된다. 디바이스의 프로세싱 시스템 (예를 들어, 프로세싱 시스템 (110B)) 은 제 1 센서 전극의 외부 오브젝트와의 커패시턴스 커플링을 적어도 부분적으로 나타내는 제 1 측정치, 및 제 1 센서 전극의 제 2 센서 전극과의 커패시턴스 커플링을 적어도 부분적으로 나타내는 제 2 측정치를 획득한다. 하나의 실시형태에서, 제 1 및 제 2 측정치들은 축퇴성이 아니다 (예를 들어, 제 1 측정치에 대해 적용된 전압이 제 2 측정치에 대한 동일한 오프셋으로 모두 변경되지 않는다). 이 디바이스는 (예를 들어, 센서 전극들을 커플링한 전계 라인들을 인터셉트함으로써) 제 1 센서 전극과 제 2 센서 전극 사이의 커패시티브 커플링에 대한 외부 오브젝트의 직접적인 영향을 검출하고, 제 1 및 제 2 센서 전극들을 함께 이동시킨 외부 오브젝트의 간접적인 영향을 검출하지 않는다.
(예를 들어, 원하는 정확도 및 분해능을 위해, 외부 오브젝트의 움직임으로 인한 커패시티브 커플링에서의 변화들 또는 환경에서의 다른 변화들이 대수롭지 않도록) 제 1 및 제 2 측정치들이 프로세싱 시스템에 의해 시간적으로 비교적 가까이 취득될 수도 있다. 다수의 실시형태에서, 프로세싱 시스템은 디바이스/시스템 접지에 관련하여 변조되는 수신 센서 전극으로서 동작하는 제 2 센서 전극을 이용하여 제 1 및 제 2 측정치들 중 적어도 하나를 취득한다. 또한, 프로세싱 시스템은, 제 1 및 제 2 측정치들을 적어도 이용하여, 제 1 센서 전극과 제 2 센서 전극의 커패시티브 커플링 및 제 2 센서 전극과 외부 오브젝트 사이의 커패시티브 커플링 중 적어도 하나를 추정할 수도 있다.
도 21 을 이하 참조하면, 트랜스커패시티브 이미지 집적 회로 (2100) 에 대한 개념도가 본 기술의 실시형태들에 따라 도시되어 있다. 도 21 은 동작의 트랜스커패시티브 모드의 일 실시형태를 예시한 것이다. 도 21 에 도시된 바와 같이, 하나의 송신기 (2105) 가 로우 센서 전극을 구동한 후에, 다수의 수신기들이 다수의 센서 전극 칼럼들 상에서 검출할 수 있다. 이 구성에서, 각각의 수신기 채널 (2110) 은 구동된 로우와 그 자신의 칼럼 사이에서 하나의 트랜스커패시턴스 (2115) 를 주로 감지한다.
도 22 를 이하 참조하면, 절대 이미지 집적 회로 (2200) 에 대한 개념도가 본 기술의 실시형태들에 따라 도시되어 있다. 도 22 는 본 기술의 실시형태들에 따른 동작의 절대 모드를 예시한 것이다. 도 22 에 도시된 바와 같이, 다수의 송신기들 (2205 및 2210) 이 다수의 개개의 로우들 상에서 구동하고, 다수의 수신기들이 다수의 개개의 칼럼들 상에서 검출한다. 이 구성에서, 각각의 수신기 채널 (2115) 은 구동된 로우와 그 자신의 칼럼 사이에서 총 커패시턴스 (커패시터 (2225) - 커패시터 (2220) + 커패시터 (2230)) 를 주로 감지한다. 도 22 에서, 커패시턴스 (2220) 는 위상 구동 송신기들 전부의 총 트랜스커패시턴스이고, 커패시턴스 (2225) 는 모든 비-구동 송신기들의 총 트랜스커패시턴스이다. 비-구동된 송신기들은 실질적으로 접지 (또는 일정한 전압) 로 유지될 수도 있다. 다른 실시형태들에서, 일부 송신기 센서 전극들의 위상이 반전될 수 있다.
절대 커패시턴스 감지 모드와 트랜스커패시티브 감지 모드 사이를 스위칭하는 것은, 터치 센서가 수면 상태로 되돌아가거나 깨어 있는 때를 제어하는 것으로 제한되지 않는다. 절대 커패시턴스 감지 모드로 시작하고, 특정 기준을 만족한 경우 트랜스커패시티브 감지 모드로 스위칭하는 것이 다른 애플리케이션들에서 이용될 수도 있다. 다른 애플리케이션의 예로는, 전체 이미징 이전에, 터치 센서에 근접한 환경의 초기 평가, 또는 터치 센서 기능성 등의 초기 평가가 수행되는 경우를 포함한다. 일부 실시형태에서, 시간 제약이 전체 이미지 스캔을 행할 만큼 충분한 시간이 없다는 것을 의미하는 경우 이러한 접근법이 이용된다.
커패시티브 센서 디바이스 (예시적인 회로)
도 23 을 이하 참조하면, 커패시티브 센서 디바이스 (2300) 는 본 기술의 실시형태들에 따라 도시되어 있다. 커패시티브 센서 디바이스 (2300) 는 송신 어셈블리 (2305), 수신 어셈블리 (2320), 스위칭 메커니즘 (2330), 및 전하 측정 메커니즘 (2335) 을 포함한다. 커패시티브 센서 디바이스 (2300) 는 절대 측정 및 트랜스커패시티브 측정 양자에 이용하도록 구성된다.
예시된 바와 같이, 송신 어셈블리 (2305) 는 복수의 송신 센서 전극들 (2310 및 2315) 을 포함하고, 수신 어셈블리 (2320) 는 적어도 하나의 수신 센서 전극 (2325) 을 포함한다. 스위칭 메커니즘 (2330) 은 수신 센서 전극들 (예를 들어, 2325) 을 충전 전압으로 충전한다. 하나의 실시형태에서, 전하 측정 메커니즘 (2335) 은, 연산 증폭기 (2350) 의 비-반전 입력부 상의 입력으로서 기준 전압 (Vref) 을 이용함으로써 연산 증폭기 (2350) 의 반전 입력부에 인가되는 충전 전압을 피드백을 통해 측정 및 제어하는 연산 증폭기 (2350) 이다. 기준 전압 (Vref) 이 실질적으로 일정한 전압을 갖는다는 것을 인식한다. 하나의 실시형태에서, 커패시티브 센서 디바이스 (2300) 는 공급 전압을 더 포함하고, 기준 전압 (Vref) 은 공급 전압에 비례한다.
하나의 실시형태에서, 복수의 송신 센서 전극들 (2310 및 2315) 이 복수의 스위치들을 통해 적어도 2개의 전위들 (Vdd 및 Vss) 각각과 커플링된다.
하나의 실시형태에서, 스위칭 메커니즘 (2330) 은 적어도 2개의 스위치들 (2346 및 2347) 을 포함한다. 하나의 실시형태에서, 스위치 (2346) 는 제 1 기간 동안 수신 센서 전극(들) (예를 들어, 센서 전극 (2325)) 을 제 1 전위 (Vdd) 와 커플링한다. 하나의 실시형태에서, 스위치 (2347) 는 제 2 기간 동안 수신 센서 전극(들) (예를 들어, 센서 전극 (2325)) 을 전하 측정 메커니즘 (2335) 과 커플링한다. 또한, 하나의 실시형태에서, 스위칭 메커니즘 (2330) 의 제 3 스위치 (미예시) 가 수신 센서 전극들을 제 2 전위와 커플링할 수 있다.
하나의 실시형태에서, 커패시티브 센서 디바이스 (2300) 의 전하 측정 메커니즘 (2335) 은 증폭기 (2350), 리셋 (2355), 및 통합 피드백 커패시턴스 (2360) 를 포함한다. 피드백 커패시턴스 (2360) 는 증폭기 (2350) 와 커플링하고 기준 전압 (Vref) 에 관련하여 전하를 축적한다. 전하 측정 메커니즘 (2335) 은 기준 전압 (Vref) 에 적어도 부분적으로 기초하여 통합 피드백 커패시턴스 (2360) 상의 전하를 제어하도록 증폭기 (2350) 를 이용하고, 그 기준 전압 (Vref) 은 증폭기 (2350) 의 비-반전 입력부와 커플링된다. 리셋 (2355) 은 (예시된) 스위치 또는 저항기를 포함할 수도 있다. 일부 실시형태에서, 리셋 (2355) 은 부분 리셋 또는 다른 적절한 방법들일 수도 있다. 다른 실시형태에서, 피드백 커패시턴스 (2360) 는 개별적으로 반전된 (예를 들어, 스위칭된) 다수의 커패시턴스들을 포함할 수도 있다.
하나의 실시형태에서, 복수의 송신 센서 전극들 (2310 및 2315) 의 제 1 세트가 이용되어 보호 신호를 발신한다. 다양한 보호 신호들이 여기에 설명되었고, 도 4 와 관련하여 나타낸 보호 신호들의 설명을 적어도 참조한다. 특히, 송신 센서 전극들 (2310 및 2315) 의 변조는 피드백 커패시턴스 (2360) 를 통해 요구된 전하 전송을 최소화하도록 기능할 수도 있다. 또한, 커패시티브 센서 디바이스 (2300) 는 다음 중 적어도 2가지를 수행하는 커패시티브 커플링 컴포넌트를 포함한다: 1) 적어도 하나의 수신 센서 전극 및 입력 오브젝트를 커패시티브 커플링하는 것, 여기서 적어도 하나의 수신 센서 전극 (예를 들어, 수신 센서 전극 (2325)) 은 시스템 접지에 관련하여 변조되는 동시에, 복수의 송신 센서 전극들 (2310 및 2315) 중 적어도 하나의 송신 센서 전극은 적어도 하나의 수신 센서 전극 (2325) 을 전기적으로 보호한다; 2) 적어도 하나의 송신 센서 전극 (2310 또는 2315) 및 적어도 하나의 수신 센서 전극 (2325) 을 커패시티브 커플링하는 것, 여기서 적어도 하나의 송신 센서 전극 (2310 또는 2315) 은 적어도 하나의 수신 센서 전극 (2325) 에 관련하여 변조되는 동시에, 수신 센서 전극 (2325) 은 변조되지 않는다; 3) 적어도 하나의 수신 센서 전극 (2325) 및 입력 오브젝트를 커패시티브 커플링하고 적어도 하나의 수신 센서 전극 (2325) 및 복수의 송신 센서 전극들 (2310 및 2315) 중 적어도 하나의 송신 센서 전극을 커패시티브 커플링하는 것, 여기서 적어도 하나의 수신 센서 전극 (2325) 은 시스템 접지에 관련하여 제 1 방법으로 변조되는 동시에, 복수의 송신 센서 전극들 (2310 및 2315) 중 적어도 하나의 송신 센서 전극은 적어도 하나의 수신 전극 (2325) 에 관련하여 제 1 방법으로 변조된다; 및 4) 적어도 하나의 수신 센서 전극 (2325) 및 입력 오브젝트을 커패시티브 커플링하고 적어도 하나의 수신 센서 전극 (2325) 및 복수의 송신 센서 전극들 (2310 및 2315) 중 적어도 하나의 송신 센서 전극을 커패시티브 커플링하는 것, 여기서 적어도 하나의 수신 센서 전극 (2325) 은 시스템 접지에 관련하여 변조되는 동시에, 복수의 송신 센서 전극들 (2310 및 2315) 중 적어도 하나의 송신 센서 전극은 적어도 하나의 수신 센서 전극 (2325) 에 관련하여 제 2 방법으로 변조된다.
또한, 하나의 실시형태에서, 복수의 송신 센서 전극들 (2310 및 2315) 중 적어도 하나의 송신 센서 전극은 적어도 하나의 수신 센서 전극 (2325) 을 전기적으로 보호한다. 예를 들어, 복수의 송신 센서 전극들 (2310 및 2315) 중 적어도 하나의 송신 센서 전극은 일정한 전압 전위로 구동되고, 그 적어도 하나의 송신 센서 전극 이외의, 복수의 송신 센서 전극들 (2310 및 2315) 중 하나 이상의 송신 센서 전극들은 2개의 전위들 간에서 교번적으로 구동된다.
또한, 하나의 실시형태에서, 적어도 하나의 수신 센서 전극 (2325) 은 시스템 접지에 관련하여 변조되는 동시에, 복수의 송신 센서 전극들 (2310 및 2315) 중 적어도 하나의 송신 센서 전극은 적어도 하나의 수신 전극 (2325) 에 관련하여 다음 중 적어도 하나를 포함하는 제 1 방법으로 변조된다: 1) 복수의 송신 센서 전극들 (2310 및 2315) 중 적어도 하나의 송신 센서 전극은 적어도 하나의 수신 센서 전극 (2325) 에 반대 극성으로 구동되는 것; 2) 복수의 송신 센서 전극들 (2310 및 2315) 중 적어도 하나의 송신 센서 전극 및 적어도 하나의 수신 센서 전극 (2325) 은 상이한 진폭으로 구동되는 것.
하나의 실시형태에서, 적어도 하나의 수신 센서 전극 (2325) 은 시스템 접지에 관련하여 변조되는 동시에, 복수의 송신 센서 전극들 (2310 및 2315) 중 적어도 하나의 송신 센서 전극은 적어도 하나의 수신 전극 (2325) 에 관련하여 다음 중 적어도 하나를 포함하는 제 2 방법으로 변조된다: 1) 복수의 송신 센서 전극들 (2310 및 2315) 중 적어도 하나의 송신 센서 전극은 적어도 하나의 수신 센서 전극 (2325) 에 반대 극성으로 구동되는 것; 2) 복수의 송신 센서 전극들 (2310 및 2315) 중 적어도 하나의 송신 센서 전극 및 적어도 하나의 수신 센서 전극 (2325) 은 상이한 진폭으로 구동되는 것.
하나의 실시형태에서, 적어도 하나의 수신 센서 전극 (2325) 은 2개의 센서 전극들, 즉, 제 1 수신 센서 전극 및 제 2 수신 센서 전극을 포함하고, 여기서 입력 스위치 (2347) 는, 제 1 수신 센서 전극 및 제 2 센서 전극이 전하 측정 메커니즘 (2335) 과 차례로 커플링되는 것을 허용하도록 구성된 멀티플렉서이다.
도 23 을 여전히 참조하면, 하나의 실시형태에서, 커패시티브 감지 디바이스 (2300) 는, 복수의 스위치들을 통해 적어도 2개의 전위들 (예를 들어, Vdd 및 Vss) 과 각각 커플링된 복수의 송신 센서 전극들을 포함하는 송신 어셈블리 (2305) 를 포함한다. 커패시티브 감지 디바이스 (2300) 는, 적어도 하나의 수신 센서 전극 (2325); 그 적어도 하나의 수신 센서 전극 (2325) 을 충전 전압으로 충전하는 스위칭 메커니즘 (2330); 및 실질적으로 일정한 기준 전압 (Vref) 에 대한 피드백으로 전하 측정 메커니즘의 증폭기 (2350) 의 입력부에 인가된 충전 전압을 제어하는 전하 측정 메커니즘을 포함하는 수신 어셈블리 (2320) 를 더 포함한다. Vref 는 공급 전압에 비례할 수도 있다. 이러한 하나의 실시형태에서, 전하 측정 메커니즘 (2335) 은 증폭기 (2350); 리셋 (2355); 및 통합 피드백 커패시턴스 (2360) 를 포함한다. 통합 피드백 커패시턴스 (2360) 은 증폭기 (2350) 와 커플링되고, 기준 전압 (Vref) 에 관련하여 전하를 축적하도록 동작한다. 전하 측정 메커니즘 (2335) 은 기준 전압 (Vref) 에 적어도 부분적으로 기초하여 통합 피드백 커패시턴스 (2360) 상의 전하를 제어하도록 증폭기 (2350) 를 이용한다. 리셋 (2355) 은 (예시된) 스위치 또는 저항기를 포함할 수도 있다. 커패시티브 센서 디바이스 (2300) 는 여기에 기술된 기법들에 따라 절대 측정 및 트랜스커패시티브 측정 양자에 이용될 수도 있다.
하나의 실시형태에서, 스위칭 메커니즘 (2330) 은 적어도 2개의 스위치들 (2346 및 2347) 을 포함한다. 제 1 스위치 (2346) 는 제 1 기간 동안 적어도 하나의 수신 센서 전극 (2325) 을 제 1 전위로 커플링하고, 제 2 스위치는 제 2 기간 동안 적어도 하나의 수신 센서 전극 (2325) 을 전하 측정 메커니즘 (2335) 과 커플링한다. 또한, 스위칭 메커니즘 (2330) 의 제 3 스위치 (미예시) 는 적어도 하나의 수신기 센서 전극 (2325) 을 제 2 전위와 커플링한다.
대체로, 본 문서는 다음을 개시한다. 커패시티브 센서 디바이스는 제 1 센서 전극, 제 2 센서 전극, 및 제 1 센서 전극과 제 2 센서 전극에 커플링된 프로세싱 시스템을 포함한다. 프로세싱 시스템은 제 1 센서 전극을 이용하여 제 1 전기 신호를 발신 및 수신함으로써 제 1 커패시티브 측정치를 획득하도록 구성된다. 프로세싱 시스템은 제 2 전기 신호를 발신 및 수신함으로써 제 2 커패시티브 측정치를 획득하도록 구성되고, 여기서 제 1 및 제 2 센서 전극들 중 하나는 발신을 수행하고, 제 1 및 제 2 센서 전극들 중 다른 하나는 수신을 수행하며, 제 1 및 제 2 커패시티브 측정치들은 비축퇴성이다. 프로세싱 시스템은 제 1 및 제 2 커패시티브 측정치들을 이용하여 위치 정보를 결정하도록 구성된다.
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간단한 요약으로서, 본 문서는 다음의 광범위한 개념들을 적어도 개시하고 있다.
개념 1.
제 1 센서 전극;
제 2 센서 전극; 및
상기 제 1 센서 전극과 상기 제 2 센서 전극에 커플링된 프로세싱 시스템을 포함하고,
상기 프로세싱 시스템은,
상기 제 1 센서 전극을 이용하여 제 1 전기 신호를 발신 및 수신함으로써 제 1 커패시티브 측정치를 획득하고,
제 2 전기 신호를 발신 및 수신함으로써 제 2 커패시티브 측정치를 획득하는 것으로서, 상기 제 1 센서 전극과 상기 제 2 센서 전극 중 하나의 센서 전극이 상기 발신을 수행하고, 상기 제 1 센서 전극과 상기 제 2 센서 전극 중 다른 하나의 센서 전극이 상기 수신을 수행하며, 상기 제 1 커패시티브 측정치 및 상기 제 2 커패시티브 측정치는 비축퇴성인, 상기 제 2 커패시티브 측정치를 획득하며,
상기 제 1 커패시티브 측정치 및 상기 제 2 커패시티브 측정치를 이용하여 제 1 위치 정보를 결정하도록 구성되는, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 2.
개념 1 에 있어서,
상기 프로세싱 시스템은, 상기 제 1 커패시티브 측정치 및 상기 제 2 커패시티브 측정치를 이용하여 추정치를 구함으로써, 상기 제 1 커패시티브 측정치 및 상기 제 2 커패시티브 측정치를 이용하여 제 1 위치 정보를 결정하도록 구성되고,
상기 추정치는 입력 오브젝트와 상기 제 2 센서 전극 중 하나와 상기 제 1 센서 전극 사이의 커패시티브 커플링에 대한 것이고,
상기 제 1 위치 정보는 상기 커패시티브 커플링의 상기 추정치에 적어도 부분적으로 기초하는, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 3.
개념 2 에 있어서,
상기 커패시티브 커플링은 상기 제 1 센서 전극과 상기 입력 오브젝트 사이에 존재하고,
상기 프로세싱 시스템은 또한,
상기 제 1 커패시티브 측정치 및 상기 제 2 커패시티브 측정치를 이용하여 제 2 추정치를 구하도록 구성되며,
상기 제 2 추정치는 상기 제 1 센서 전극과 상기 제 2 센서 전극 사이의 커패시티브 커플링에 대한 것인, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 4.
개념 1 에 있어서,
상기 프로세싱 시스템은 또한,
상기 제 1 커패시티브 측정치 및 상기 제 2 커패시티브 측정치를 이용하여 입력 오브젝트의 사이즈 및 타입 중 적어도 하나를 결정하도록 구성되는, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 5.
개념 1 에 있어서,
상기 프로세싱 시스템은, 제 1 기간 동안 상기 제 1 커패시티브 측정치를 획득하고, 상기 제 1 기간과는 상이한 제 2 기간 동안 상기 제 2 커패시티브 측정치를 획득하도록 구성되는, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 6.
개념 5 에 있어서,
상기 제 2 센서 전극은, 상기 제 2 기간 동안 상기 발신을 수행하는 상기 제 1 센서 전극과 상기 제 2 센서 전극 중 상기 하나의 센서 전극이고,
상기 프로세싱 시스템은 또한,
상기 제 2 센서 전극이 상기 제 1 센서 전극을 전기적으로 보호하기 위해, 상기 제 1 기간 동안 시스템 접지에 관련하여 상기 제 2 센서 전극을 변조시키도록 구성되는, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 7.
개념 6 에 있어서,
상기 프로세싱 시스템은, 상기 제 1 기간 동안 상기 제 1 센서 전극과 실질적으로 유사하게 상기 제 2 센서 전극을 변조시킴으로써, 상기 제 1 기간 동안 시스템 접지에 관련하여 상기 제 2 센서 전극을 변조시키도록 구성되는, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 8.
개념 1 에 있어서,
상기 제 1 센서 전극은, 상기 발신을 수행하는 상기 제 1 센서 전극과 상기 제 2 센서 전극 중 상기 하나의 센서 전극이고,
상기 프로세싱 시스템은 상기 제 1 커패시티브 측정치 및 상기 제 2 커패시티브 측정치를 동시에 획득하도록 구성되는, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 9.
개념 1 에 있어서,
상기 제 2 센서 전극은, 상기 발신을 수행하는 상기 제 1 센서 전극과 상기 제 2 센서 전극 중 상기 하나의 센서 전극이고,
상기 제 2 센서 전극의 표면적은 상기 제 1 센서 전극의 표면적보다 실질적으로 더 큰, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 10.
개념 1 에 있어서,
상기 제 1 센서 전극은 제 1 축을 따라 정렬되고,
상기 제 2 센서 전극은 상기 제 1 축과 비평행인 제 2 축을 따라 정렬되는, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 11.
개념 1 에 있어서,
상기 프로세싱 시스템에 커플링된 제 3 센서 전극; 및
상기 프로세싱 시스템에 커플링된 제 4 센서 전극을 더 포함하고,
상기 프로세싱 시스템은 또한,
상기 제 3 센서 전극을 이용하여 제 3 전기 신호를 발신 및 수신함으로써 제 3 커패시티브 측정치를 획득하고,
제 4 전기 신호를 발신 및 수신함으로써 제 4 커패시티브 측정치를 획득하는 것으로서, 상기 제 3 센서 전극과 상기 제 4 센서 전극 중 하나의 센서 전극이 상기 발신을 수행하고, 상기 제 3 센서 전극과 상기 제 4 센서 전극 중 다른 하나의 센서 전극이 상기 수신을 수행하며, 상기 제 3 커패시티브 측정치 및 상기 제 4 커패시티브 측정치는 비축퇴성인, 상기 제 4 커패시티브 측정치를 획득하며,
상기 제 3 커패시티브 측정치 및 상기 제 4 커패시티브 측정치를 이용하여 제 2 위치 정보를 결정하도록 구성되는, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 12.
제 1 센서 전극 및 제 2 센서 전극을 포함하는 커패시티브 센서 디바이스를 이용하여 위치 정보를 결정하는 방법으로서,
상기 제 1 센서 전극을 이용하여 제 1 전기 신호를 발신 및 수신하여 제 1 커패시티브 측정치를 획득하는 단계;
제 2 전기 신호를 발신 및 수신하여 제 2 커패시티브 측정치를 획득하는 단계로서, 상기 제 1 센서 전극과 상기 제 2 센서 전극 중 하나의 센서 전극이 상기 발신을 수행하고, 상기 제 1 센서 전극과 상기 제 2 센서 전극 중 다른 하나의 센서 전극이 상기 수신을 수행하며, 상기 제 1 커패시티브 측정치 및 상기 제 2 커패시티브 측정치는 비축퇴성인, 상기 제 2 커패시티브 측정치를 획득하는 단계; 및
상기 제 1 커패시티브 측정치 및 상기 제 2 커패시티브 측정치를 이용하여 위치 정보를 결정하는 단계를 포함하는, 위치 정보를 결정하는 방법.
개념 13.
개념 12 에 있어서,
상기 위치 정보는, 입력 오브젝트의 위치, 사이즈, 및 타입 중 적어도 하나를 포함하는, 위치 정보를 결정하는 방법.
개념 14.
개념 12 에 있어서,
상기 제 1 센서 전극을 이용하여 제 1 전기 신호를 발신 및 수신하여 제 1 커패시티브 측정치를 획득하는 단계는, 제 1 기간 동안 발생하고,
상기 제 2 전기 신호를 발신 및 수신하여 제 2 커패시티브 측정치를 획득하는 단계는, 상기 제 1 기간과는 상이한 제 2 기간 동안 발생하는, 위치 정보를 결정하는 방법.
개념 15.
개념 14 에 있어서,
상기 제 2 센서 전극은, 상기 제 2 기간 동안 상기 발신을 수행하는 상기 제 1 센서 전극과 상기 제 2 센서 전극 중 상기 하나의 센서 전극이고,
상기 방법은,
상기 제 2 센서 전극이 상기 제 1 센서 전극을 전기적으로 보호하기 위해, 상기 제 1 기간 동안 시스템 접지에 관련하여 상기 제 2 센서 전극을 변조시키는 단계를 더 포함하는, 위치 정보를 결정하는 방법.
개념 16.
개념 15 에 있어서,
상기 제 1 기간 동안 시스템 접지에 관련하여 상기 제 2 센서 전극을 변조시키는 단계는,
상기 제 1 기간 동안 상기 제 1 센서 전극과 실질적으로 유사하게 상기 제 2 센서 전극을 변조시키는 단계를 포함하는, 위치 정보를 결정하는 방법.
개념 17.
제 1 축을 따라 정렬된 복수의 제 1 센서 전극들;
상기 제 1 축과 비평행인 제 2 축을 따라 정렬된 복수의 제 2 센서 전극들; 및
상기 복수의 제 1 센서 전극들과 상기 복수의 제 2 센서 전극들에 커플링된 프로세싱 시스템을 포함하고,
상기 프로세싱 시스템은,
상기 복수의 제 1 센서 전극들의 제 1 세트로부터 전기 신호들을 발신하고 상기 복수의 제 1 센서 전극들의 상기 제 1 세트로부터의 상기 전기 신호들을 상기 복수의 제 1 센서 전극들의 상기 제 1 세트를 이용하여 수신함으로써, 복수의 제 1 커패시티브 측정치들을 획득하고,
상기 복수의 제 2 센서 전극들의 제 1 세트로부터 전기 신호들을 발신하고 상기 복수의 제 2 센서 전극들의 상기 제 1 세트로부터의 상기 전기 신호들을 상기 복수의 제 1 센서 전극들의 제 2 세트를 이용하여 수신함으로써, 복수의 제 2 커패시티브 측정치들을 획득하도록 구성되며,
상기 복수의 제 1 센서 전극들의 상기 제 1 세트 및 상기 제 2 세트는 적어도 하나의 센서 전극을 공통으로 갖는, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 18.
개념 17 에 있어서,
상기 프로세싱 시스템은 상기 복수의 제 1 커패시티브 측정치들 및 상기 복수의 제 2 커패시티브 측정치들을 동시에 획득하도록 구성되는, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 19.
개념 17 에 있어서,
상기 프로세싱 시스템은 또한,
상기 복수의 제 1 커패시티브 측정치들을 이용하여 상기 복수의 제 1 센서 전극들의 상기 제 2 세트를 결정하도록 구성되는, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 20.
개념 17 에 있어서,
상기 커패시티브 센서 디바이스와 연관된 입력면을 더 포함하고,
상기 프로세싱 시스템은 또한,
상기 복수의 제 1 커패시티브 측정치들을 이용하여 입력 오브젝트의 제 1 위치 추정치를 결정하는 것으로서, 상기 제 1 위치 추정치는 상기 입력면으로부터 비교적 더 멀리 있는 상기 입력 오브젝트를 위치결정하는, 상기 입력 오브젝트의 제 1 위치 추정치를 결정하고,
상기 복수의 제 2 커패시티브 측정치들을 이용하여 상기 입력 오브젝트의 제 2 위치 추정치를 결정하는 것으로서, 상기 제 2 위치 추정치는 상기 입력면에 비교적 더 가까이 있는 상기 입력 오브젝트를 위치결정하는, 상기 입력 오브젝트의 제 2 위치 추정치를 결정하도록 구성되는, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 21.
개념 17 에 있어서,
상기 프로세싱 시스템은 또한,
상기 복수의 제 1 커패시티브 측정치들 및 상기 복수의 제 2 커패시티브 측정치들을 이용하여 입력 오브젝트의 사이즈, 타입, 및 시스템 접지에 대한 커패시티브 커플링 중 적어도 하나를 결정하도록 구성되는, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 22.
제 1 축을 따라 정렬된 복수의 제 1 센서 전극들 및 상기 제 1 축과 비평행인 제 2 축을 따라 정렬된 복수의 제 2 센서 전극들을 포함하는 커패시티브 센서 디바이스를 이용하여 감지하는 방법으로서,
상기 복수의 제 1 센서 전극들의 제 1 세트로부터 전기 신호들을 발신하는 단계;
상기 복수의 제 1 센서 전극들의 상기 제 1 세트로부터의 상기 전기 신호들을 상기 복수의 제 1 센서 전극들의 제 2 세트를 이용하여 수신하여, 복수의 제 1 커패시티브 측정치들을 획득하는 단계;
상기 복수의 제 1 센서 전극들의 상기 제 2 세트로부터 전기 신호들을 발신하는 단계로서, 상기 복수의 제 1 센서 전극들의 상기 제 1 세트 및 상기 제 2 세트는 적어도 하나의 센서 전극을 공통으로 갖는, 상기 제 2 세트로부터 전기 신호들을 발신하는 단계; 및
상기 복수의 제 1 센서 전극들의 상기 제 2 세트로부터의 제 2 전기 신호들을 상기 복수의 제 2 센서 전극들의 제 1 세트를 이용하여 수신하여, 복수의 제 2 커패시티브 측정치들을 획득하는 단계를 포함하는, 커패시티브 센서 디바이스를 이용하여 감지하는 방법.
개념 23.
개념 22 에 있어서,
상기 복수의 제 1 센서 전극들의 상기 제 1 세트로부터 전기 신호들을 발신하는 단계, 및 상기 복수의 제 1 센서 전극들의 상기 제 2 세트로부터 상기 전기 신호들을 발신하는 단계는, 동시에 발생하는, 커패시티브 센서 디바이스를 이용하여 감지하는 방법.
개념 24.
개념 22 에 있어서,
상기 복수의 제 1 커패시티브 측정치들을 이용하여 상기 복수의 제 1 센서 전극들의 상기 제 2 세트를 결정하는 단계를 더 포함하는, 커패시티브 센서 디바이스를 이용하여 감지하는 방법.
개념 25.
제 1 축을 따라 정렬된 복수의 제 1 센서 전극들;
상기 제 1 축과 비평행인 제 2 축을 따라 정렬된 복수의 제 2 센서 전극들; 및
상기 복수의 제 1 센서 전극들과 상기 복수의 제 2 센서 전극들에 커플링된 프로세싱 시스템을 포함하고,
상기 복수의 제 2 센서 전극들은 상기 복수의 제 1 센서 전극들과 매트릭스 패턴을 형성하고,
상기 프로세싱 시스템은,
상기 복수의 제 1 센서 전극들을 이용하여 제 1 전기 신호들을 발신 및 수신함으로써 복수의 제 1 커패시티브 측정치들을 획득하고,
상기 복수의 제 1 커패시티브 측정치들을 이용하여 적어도 하나의 입력 오브젝트의 위치의 제 1 추정치를 구하고,
상기 제 1 추정치를 이용하여 상기 복수의 제 1 센서 전극들의 제 1 세트 및 상기 복수의 제 2 센서 전극들의 제 1 세트를 선택하고,
상기 복수의 제 1 센서 전극들 및 상기 복수의 제 2 센서 전극들의 상기 제 1 세트들 중 하나의 제 1 세트를 이용하여 제 2 전기 신호들을 발신하고 상기 복수의 제 1 센서 전극들 및 상기 복수의 제 2 센서 전극들의 상기 제 1 세트들 중 또 다른 하나의 제 1 세트를 이용하여 상기 제 2 전기 신호들을 수신함으로써, 복수의 제 2 커패시티브 측정치들을 획득하며,
상기 복수의 제 2 커패시티브 측정치들을 이용하여 상기 적어도 하나의 입력 오브젝트의 상기 위치의 제 2 추정치를 구하도록 구성되는, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 26.
개념 25 에 있어서,
상기 적어도 하나의 입력 오브젝트는 2개의 입력 오브젝트들을 포함하는, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 27.
개념 25 에 있어서,
상기 제 2 추정치는 상기 제 1 추정치보다 더 미세한 분해능에 대한 것인, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 28.
개념 25 에 있어서,
상기 제 1 추정치는 상기 적어도 하나의 입력 오브젝트의 가능한 위치들을 포함하고,
상기 제 2 추정치는 상기 가능한 위치들이 명확화된 것인, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 29.
개념 25 에 있어서,
상기 프로세싱 시스템은 또한,
상기 복수의 제 1 커패시티브 측정치들 및 상기 복수의 제 2 커패시티브 측정치들을 이용하여 입력 오브젝트의 사이즈, 타입, 및 시스템 접지에 대한 커패시티브 커플링 중 적어도 하나를 결정하도록 구성되는, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 30.
개념 25 에 있어서,
상기 프로세싱 시스템은, 제 1 기간 동안 상기 복수의 제 1 커패시티브 측정치들을 획득하고, 상기 제 1 기간과는 상이한 제 2 기간 동안 상기 복수의 제 2 커패시티브 측정치들을 획득하도록 구성되고,
상기 프로세싱 시스템은 또한,
상기 제 1 기간 동안 시스템 접지에 관련하여 상기 복수의 제 2 센서 전극들 중 적어도 하나의 센서 전극을 변조시킴으로써, 상기 복수의 제 1 센서 전극들을 전기적으로 보호하도록 구성되는, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 31.
제 1 축을 따라 정렬된 복수의 제 1 센서 전극들 및 상기 제 1 축과 비평행인 제 2 축을 따라 정렬된 복수의 제 2 센서 전극들을 포함하는 커패시티브 센서 디바이스를 이용하여 감지하는 방법으로서,
상기 복수의 제 1 센서 전극들을 이용하여 제 1 전기 신호들을 발신 및 수신하여 복수의 제 1 커패시티브 측정치들을 획득하는 단계;
상기 복수의 제 1 커패시티브 측정치들을 이용하여 적어도 하나의 입력 오브젝트의 위치들의 제 1 추정치들의 세트를 구하는 단계;
상기 위치들의 상기 제 1 추정치들의 세트를 이용하여 상기 복수의 제 1 센서 전극들의 제 1 세트 및 상기 복수의 제 2 센서 전극들의 제 1 세트를 결정하는 단계;
상기 복수의 제 1 센서 전극들 및 상기 복수의 제 2 센서 전극들의 상기 제 1 세트들 중 하나의 제 1 세트를 이용하여 제 2 전기 신호들을 발신하고 상기 복수의 제 1 센서 전극들 및 상기 복수의 제 2 센서 전극들의 상기 제 1 세트들 중 다른 하나의 제 1 세트를 이용하여 상기 제 2 전기 신호들을 수신하여, 복수의 제 2 커패시티브 측정치들을 획득하는 단계; 및
상기 복수의 제 2 커패시티브 측정치들을 이용하여 상기 적어도 하나의 입력 오브젝트의 상기 위치의 제 2 추정치를 구하는 단계를 포함하는, 커패시티브 센서 디바이스를 이용하여 감지하는 방법.
개념 32.
개념 31 에 있어서,
상기 복수의 제 2 커패시티브 측정치들을 이용하여 상기 적어도 하나의 입력 오브젝트의 상기 위치의 제 2 추정치를 구하는 단계는,
상기 제 1 추정치보다 더 미세한 분해능의 추정치를 구하는 단계를 포함하는, 커패시티브 센서 디바이스를 이용하여 감지하는 방법.
개념 33.
개념 31 에 있어서,
상기 제 1 추정치들의 상기 세트를 구하는 단계는, 상기 적어도 하나의 입력 오브젝트의 가능한 위치들을 식별하는 단계를 포함하고,
상기 제 2 추정치를 구하는 단계는, 상기 가능한 위치들을 명확화하는 단계를 포함하는, 커패시티브 센서 디바이스를 이용하여 감지하는 방법.
개념 34.
제 1 축을 따라 정렬된 복수의 제 1 센서 전극들;
상기 제 1 축과 비평행인 제 2 축을 따라 정렬된 복수의 제 2 센서 전극들; 및
상기 복수의 제 1 센서 전극들과 상기 복수의 제 2 센서 전극들에 커플링된 프로세싱 시스템을 포함하고,
상기 복수의 제 2 센서 전극들은 상기 복수의 제 1 센서 전극들과 매트릭스 패턴을 형성하고,
상기 프로세싱 시스템은,
제 1 기간 동안 상기 복수의 제 1 센서 전극들을 이용하여 제 1 전기 신호들을 발신 및 수신하여 복수의 제 1 커패시티브 측정치들을 획득하고,
상기 제 1 기간 동안 상기 복수의 제 2 센서 전극들을 변조시킴으로써 상기 복수의 제 1 센서 전극들을 전기적으로 보호하고,
상기 제 1 기간과는 상이한 제 2 기간 동안 상기 복수의 제 2 센서 전극들을 이용하여 제 2 전기 신호들을 발신하며,
상기 제 2 기간 동안 상기 복수의 제 1 센서 전극들을 이용하여 상기 제 2 전기 신호들을 수신하여 복수의 제 2 커패시티브 측정치들을 획득하도록 구성되는, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 35.
개념 34 에 있어서,
상기 프로세싱 시스템은, 상기 제 1 기간 동안 상기 복수의 제 1 센서 전극들 중 적어도 하나의 센서 전극과 실질적으로 유사하게 상기 복수의 제 2 센서 전극들 전부를 실질적으로 변조시킴으로써 상기 제 1 기간 동안 상기 복수의 제 2 센서 전극들을 변조시킴으로써, 상기 복수의 제 1 센서 전극들을 전기적으로 보호하도록 구성되는, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 36.
개념 34 에 있어서,
상기 프로세싱 시스템은, 상기 제 1 기간 동안 상기 복수의 제 1 센서 전극들 중 적어도 하나의 센서 전극의 변조의 증폭된 버전과 실질적으로 유사하게 상기 복수의 제 2 센서 전극들의 서브세트를 변조시킴으로써 상기 제 1 기간 동안 상기 복수의 제 2 센서 전극들을 변조시킴으로써, 상기 복수의 제 1 센서 전극들을 전기적으로 보호하도록 구성되는, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 37.
개념 34 에 있어서,
상기 프로세싱 시스템은,
상기 복수의 제 2 센서 전극들 중 상이한 센서 전극들을 이용하여 상기 제 2 기간의 상이한 부분들 동안 발신함으로써, 또는
상기 복수의 제 2 센서 전극들 중 상이한 센서 전극들을 이용하여 상이하게 변조된 전기 신호들을 동시에 발신함으로써,
상기 제 1 기간과는 상이한 제 2 기간 동안 상기 복수의 제 2 센서 전극들을 이용하여 제 2 전기 신호들을 발신하도록 구성되는, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 38.
개념 34 에 있어서,
상기 프로세싱 시스템은 또한,
상기 복수의 제 1 커패시티브 측정치들 및 상기 복수의 제 2 커패시티브 측정치들 중 적어도 하나의 커패시티브 측정치를 이용하여 입력 오브젝트의 위치를 결정하도록 구성되는, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 39.
개념 34 에 있어서,
상기 프로세싱 시스템은 또한,
상기 복수의 제 1 커패시티브 측정치들 및 상기 복수의 제 2 커패시티브 측정치들을 이용하여 제 1 추정치를 구하는 것으로서, 상기 제 1 추정치는 제 1 센서 전극과 입력 오브젝트 사이의 커패시티브 커플링에 대한 것인, 상기 제 1 추정치를 구하고,
상기 복수의 제 1 커패시티브 측정치들 및 상기 복수의 제 2 커패시티브 측정치들을 이용하여 제 2 추정치를 구하는 것으로서, 상기 제 2 추정치는 제 1 센서 전극과 제 2 센서 전극 사이의 커패시티브 커플링에 대한 것인, 상기 제 2 추정치를 구하도록 구성되는, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 40.
개념 34 에 있어서,
상기 프로세싱 시스템은 또한,
상기 복수의 제 1 커패시티브 측정치들 및 상기 복수의 제 2 커패시티브 측정치들을 이용하여 입력 오브젝트의 사이즈, 타입, 및 접지 중 적어도 하나를 결정하도록 구성되는, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 41.
개념 34 에 있어서,
상기 복수의 제 2 센서 전극들의 표면적은 상기 복수의 제 1 센서 전극들의 표면적보다 실질적으로 더 큰, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 42.
제 1 축을 따라 정렬된 복수의 제 1 센서 전극들 및 상기 제 1 축과 비평행인 제 2 축을 따라 정렬된 복수의 제 2 센서 전극들을 포함하는 커패시티브 센서 디바이스를 이용하여 감지하는 방법으로서,
제 1 기간 동안 상기 복수의 제 1 센서 전극들을 이용하여 제 1 전기 신호들을 발신 및 수신하여 복수의 제 1 커패시티브 측정치들을 획득하는 단계;
상기 복수의 제 1 센서 전극들을 전기적으로 보호하도록, 상기 제 1 기간 동안 상기 복수의 제 2 센서 전극들의 센서 전극들을 변조시키는 단계;
상기 제 1 기간과는 상이한 제 2 기간 동안 상기 복수의 제 2 센서 전극들을 이용하여 제 2 전기 신호들을 발신하는 단계; 및
상기 제 2 기간 동안 상기 복수의 제 1 센서 전극들을 이용하여 상기 제 2 전기 신호들을 수신하여 복수의 제 2 커패시티브 측정치들을 획득하는 단계를 포함하는, 커패시티브 센서 디바이스를 이용하여 감지하는 방법.
개념 43.
개념 42 에 있어서,
상기 제 1 기간 동안 상기 복수의 제 2 센서 전극들의 센서 전극들을 변조시키는 단계는,
상기 제 1 기간 동안 상기 복수의 제 1 센서 전극들 중 적어도 하나의 센서 전극과 실질적으로 유사하게 상기 복수의 제 2 센서 전극들 전부를 실질적으로 변조시키는 단계를 포함하는, 커패시티브 센서 디바이스를 이용하여 감지하는 방법.
개념 44.
개념 42 에 있어서,
상기 제 1 기간 동안 상기 복수의 제 2 센서 전극들의 센서 전극들을 변조시키는 단계는,
상기 제 1 기간 동안 상기 복수의 제 1 센서 전극들 중 적어도 하나의 센서 전극의 변조의 증폭된 버전과 실질적으로 유사하게 상기 복수의 제 2 센서 전극들의 서브세트를 변조시키는 단계를 포함하는, 커패시티브 센서 디바이스를 이용하여 감지하는 방법.
개념 45.
개념 42 에 있어서,
프로세싱 시스템은,
상기 복수의 제 2 센서 전극들 중 상이한 센서 전극들을 이용하여 상기 제 2 기간 동안 비-동시적으로 발신함으로써, 또는
상기 복수의 제 2 센서 전극들의 상이한 센서 전극들을 이용하여 상이하게 변조된 전기 신호들을 동시에 발신함으로써,
상기 제 1 기간과는 상이한 제 2 기간 동안 상기 복수의 제 2 센서 전극들을 이용하여 제 2 전기 신호들을 발신하도록 구성되는, 커패시티브 센서 디바이스를 이용하여 감지하는 방법.
개념 46.
개념 42 에 있어서,
상기 복수의 제 1 커패시티브 측정치들 및 상기 복수의 제 2 커패시티브 측정치들 중 적어도 하나의 커패시티브 측정치를 이용하여 입력 오브젝트의 위치를 결정하는 단계를 더 포함하는, 커패시티브 센서 디바이스를 이용하여 감지하는 방법.
개념 47.
개념 42 에 있어서,
상기 제 1 커패시티브 측정치들 및 상기 제 2 커패시티브 측정치들을 이용하여 제 1 추정치를 구하는 단계로서, 상기 제 1 추정치는 제 1 센서 전극과 입력 오브젝트 사이의 커패시티브 커플링에 대한 것인, 상기 제 1 추정치를 구하는 단계;
상기 제 1 커패시티브 측정치들 및 상기 제 2 커패시티브 측정치들을 이용하여 제 2 추정치를 구하는 단계로서, 상기 제 2 추정치는 상기 제 1 센서 전극과 제 2 센서 전극 사이의 커패시티브 커플링에 대한 것인, 상기 제 2 추정치를 구하는 단계; 및
상기 제 1 추정치 및 상기 제 2 추정치를 이용하여 입력 오브젝트의 사이즈, 타입, 및 접지 중 적어도 하나를 결정하는 단계를 더 포함하는, 커패시티브 센서 디바이스를 이용하여 감지하는 방법.
개념 48.
커패시티브 센서 디바이스로서,
복수의 송신 센서 전극들을 포함하는 송신 어셈블리; 및
수신 어셈블리를 포함하고,
상기 수신 어셈블리는,
적어도 하나의 수신 센서 전극;
상기 적어도 하나의 수신 센서 전극을 충전 전압으로 충전하도록 구성된 스위칭 메커니즘; 및
기준 전압을 이용하여 전하 측정 메커니즘의 입력부에 인가되는 상기 충전 전압을 제어하도록 구성된 상기 전하 측정 메커니즘을 포함하고,
상기 기준 전압은 실질적으로 일정한 전압을 갖고,
상기 커패시티브 센서 디바이스는 절대 측정 및 트랜스커패시티브 (transcapacitive) 측정 양자에 이용하도록 구성된, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 49.
개념 48 에 있어서,
공급 전압을 더 포함하고,
상기 기준 전압은 상기 공급 전압에 비례하는, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 50.
개념 48 에 있어서,
상기 복수의 송신 센서 전극들은, 복수의 스위치들을 통해 적어도 2개의 전위들과 커플링되는, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 51.
개념 48 에 있어서,
상기 스위칭 메커니즘은 적어도 2개의 스위치들을 포함하는, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 52.
개념 48 에 있어서,
상기 스위칭 메커니즘의 제 1 스위치는, 제 1 기간 동안 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극을 제 1 전위와 커플링하고,
상기 스위칭 메커니즘의 제 2 스위치는, 제 2 기간 동안 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극을 상기 전하 측정 메커니즘과 커플링하는, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 53.
개념 52 에 있어서,
상기 스위칭 메커니즘의 제 3 스위치는 적어도 하나의 센서 전극을 제 2 전위와 커플링하는, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 54.
개념 48 에 있어서,
상기 전하 측정 메커니즘은,
증폭기;
리셋; 및
상기 기준 전압에 관련하여 전하를 축적하도록 구성된 상기 증폭기와 커플링된 통합 피드백 커패시턴스를 포함하고,
상기 기준 전압은 실질적으로 일정한 전압을 갖고,
상기 전하 측정 메커니즘은, 상기 기준 전압에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 통합 피드백 커패시턴스 상의 전하를 제어하도록 상기 증폭기를 이용하는, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 55.
개념 54 에 있어서,
상기 리셋은 저항기를 포함하는, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 56.
개념 54 에 있어서,
상기 리셋은 스위치를 포함하는, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 57.
개념 48 에 있어서,
상기 복수의 송신 센서 전극들의 제 1 세트는 보호 신호를 발신하도록 구성되는, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 58.
개념 48 에 있어서,
상기 적어도 하나의 수신 센서 전극과 입력 오브젝트를 커패시티브 커플링하는 것으로서, 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극은 시스템 접지에 관련하여 변조되는 동시에, 상기 복수의 송신 센서 전극들 중 적어도 하나의 송신 센서 전극은 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극을 전기적으로 보호하는, 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극과 입력 오브젝트를 커패시티브 커플링하는 것;
상기 적어도 하나의 송신 센서 전극과 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극을 커패시티브 커플링하는 것으로서, 상기 적어도 하나의 송신 센서 전극은 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극에 관련하여 변조되는 동시에, 상기 수신 센서 전극은 변조되지 않는, 상기 적어도 하나의 송신 센서 전극과 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극을 커패시티브 커플링하는 것;
상기 적어도 하나의 수신 센서 전극과 상기 입력 오브젝트를 커패시티브 커플링하고 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극과 상기 복수의 송신 센서 전극들 중 상기 적어도 하나의 송신 센서 전극을 커패시티브 커플링하는 것으로서, 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극은 상기 시스템 접지에 관련하여 제 1 방법으로 변조되는 동시에, 상기 복수의 송신 센서 전극들 중 상기 적어도 하나의 송신 센서 전극은 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극에 관련하여 상기 제 1 방법으로 변조되는, 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극과 상기 입력 오브젝트를 커패시티브 커플링하고 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극과 상기 복수의 송신 센서 전극들 중 상기 적어도 하나의 송신 센서 전극을 커패시티브 커플링하는 것; 및
상기 적어도 하나의 수신 센서 전극과 상기 입력 오브젝트를 커패시티브 커플링하고 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극과 상기 복수의 송신 센서 전극들 중 상기 적어도 하나의 송신 센서 전극을 커패시티브 커플링하는 것으로서, 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극은 상기 시스템 접지에 관련하여 변조되는 동시에, 상기 복수의 송신 센서 전극들 중 상기 적어도 하나의 송신 센서 전극은 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극에 관련하여 제 2 방법으로 변조되는, 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극과 상기 입력 오브젝트를 커패시티브 커플링하고 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극과 상기 복수의 송신 센서 전극들 중 상기 적어도 하나의 송신 센서 전극을 커패시티브 커플링하는 것
중 적어도 2개를 수행하도록 구성된 커패시티브 커플링 컴포넌트를 포함하는, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 59.
개념 58 에 있어서,
상기 복수의 송신 센서 전극들 중 상기 적어도 하나의 송신 센서 전극은 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극을 전기적으로 보호하고,
상기 복수의 송신 센서 전극들 중 상기 적어도 하나의 송신 센서 전극은 일정한 전압 전위로 구동되며,
상기 복수의 송신 센서 전극들 중 상기 적어도 하나의 송신 센서 전극 이외의 하나 이상의 송신 센서 전극들은, 2개의 전위들 간에서 교번적으로 구동되는, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 60.
개념 58 에 있어서,
상기 적어도 하나의 수신 센서 전극은 상기 시스템 접지에 관련하여 변조되는 동시에, 상기 복수의 송신 센서 전극들 중 상기 적어도 하나의 송신 센서 전극은 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극에 관련하여 상기 제 1 방법으로 변조되고,
상기 제 1 방법은,
상기 복수의 송신 센서 전극들 중 상기 적어도 하나의 송신 센서 전극이 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극과 반대 극성으로 구동되는 것; 및
상기 복수의 송신 센서 전극들 중 상기 적어도 하나의 송신 센서 전극 및 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극이 상이한 진폭들로 구동되는 것
중 적어도 하나를 포함하는, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 61.
개념 58 에 있어서,
상기 적어도 하나의 수신 센서 전극은 상기 시스템 접지에 관련하여 변조되는 동시에, 상기 복수의 송신 센서 전극들 중 상기 적어도 하나의 송신 센서 전극은 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극에 관련하여 상기 제 2 방법으로 변조되고,
상기 제 2 방법은,
상기 복수의 송신 센서 전극들 중 상기 적어도 하나의 송신 센서 전극이 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극과 반대 극성으로 구동되는 것; 및
상기 복수의 송신 센서 전극들 중 상기 적어도 하나의 송신 센서 전극 및 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극이 상이한 진폭들로 구동되는 것
중 적어도 하나를 포함하는, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 62.
개념 48 에 있어서,
상기 적어도 하나의 수신 센서 전극은,
제 1 수신 센서 전극 및 제 2 수신 센서 전극을 포함하고,
상기 입력 스위치는, 상기 제 1 수신 센서 전극 및 상기 제 2 수신 센서 전극이 상기 전하 측정 메커니즘과 커플링되는 것을 허용하도록 구성되는 멀티플렉서인, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 63.
커패시티브 센서 디바이스로서,
복수의 스위치들을 통해 적어도 2개의 전위들과 커플링된 복수의 송신 센서 전극들을 포함하는 송신 어셈블리; 및
수신 어셈블리를 포함하고,
상기 수신 어셈블리는,
적어도 하나의 수신 센서 전극;
상기 적어도 하나의 수신 센서 전극을 충전 전압으로 충전하도록 구성된 스위칭 메커니즘; 및
기준 전압을 이용하여 전하 측정 메커니즘의 입력부에 인가되는 상기 충전 전압을 제어하도록 구성된 상기 전하 측정 메커니즘을 포함하고,
상기 기준 전압은 실질적으로 일정한 전압을 갖고,
상기 전하 측정 메커니즘은,
증폭기;
리셋; 및
상기 기준 전압에 관련하여 전하를 축적하도록 구성된 상기 증폭기와 커플링된 통합 피드백 커패시턴스를 포함하고,
상기 기준 전압은 실질적으로 일정한 전압을 갖고,
상기 전하 측정 메커니즘은, 상기 기준 전압에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 통합 피드백 커패시턴스 상의 전하를 제어하도록 상기 증폭기를 이용하고,
상기 커패시티브 센서 디바이스는 절대 측정 및 트랜스커패시티브 측정 양자에 이용하도록 구성된, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 64.
개념 63 에 있어서,
공급 전압을 더 포함하고,
상기 기준 전압은 상기 공급 전압에 비례하는, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 65.
개념 63 에 있어서,
상기 스위칭 메커니즘은 적어도 2개의 스위치들을 포함하는, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 66.
개념 63 에 있어서,
상기 스위칭 메커니즘의 제 1 스위치는, 제 1 기간 동안 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극을 제 1 전위와 커플링하고,
상기 스위칭 메커니즘의 제 2 스위치는, 제 2 기간 동안 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극을 상기 전하 측정 메커니즘과 커플링하는, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 67.
개념 66 에 있어서,
상기 스위칭 메커니즘의 제 3 스위치는 적어도 하나의 센서 전극을 제 2 전위와 커플링하는, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 68.
개념 63 에 있어서,
상기 리셋은 저항기를 포함하는, 커패시티브 센서 디바이스.
개념 69.
개념 63 에 있어서,
상기 리셋은 스위치를 포함하는, 커패시티브 센서 디바이스.

Claims (69)

  1. 제 1 센서 전극;
    제 2 센서 전극; 및
    상기 제 1 센서 전극과 상기 제 2 센서 전극에 커플링된 프로세싱 시스템을 포함하고,
    상기 프로세싱 시스템은,
    상기 제 1 센서 전극을 이용하여 제 1 전기 신호를 발신 및 수신함으로써 제 1 커패시티브 (capacitive) 측정치를 획득하고,
    제 2 전기 신호를 발신 및 수신함으로써 제 2 커패시티브 측정치를 획득하는 것으로서, 상기 제 1 센서 전극과 상기 제 2 센서 전극 중 하나의 센서 전극이 상기 발신을 수행하고, 상기 제 1 센서 전극과 상기 제 2 센서 전극 중 다른 하나의 센서 전극이 상기 수신을 수행하며, 상기 제 1 커패시티브 측정치 및 상기 제 2 커패시티브 측정치는 비축퇴성 (non-degenerate) 인, 상기 제 2 커패시티브 측정치를 획득하며,
    상기 제 1 커패시티브 측정치 및 상기 제 2 커패시티브 측정치를 이용하여 제 1 위치 정보를 결정하도록 구성되는, 커패시티브 센서 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은, 상기 제 1 커패시티브 측정치 및 상기 제 2 커패시티브 측정치를 이용하여 추정치를 구함으로써, 상기 제 1 커패시티브 측정치 및 상기 제 2 커패시티브 측정치를 이용하여 제 1 위치 정보를 결정하도록 구성되고,
    상기 추정치는 입력 오브젝트와 상기 제 2 센서 전극 중 하나와 상기 제 1 센서 전극 사이의 커패시티브 커플링에 대한 것이고,
    상기 제 1 위치 정보는 상기 커패시티브 커플링의 상기 추정치에 적어도 부분적으로 기초하는, 커패시티브 센서 디바이스.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 커패시티브 커플링은 상기 제 1 센서 전극과 상기 입력 오브젝트 사이에 존재하고,
    상기 프로세싱 시스템은 또한,
    상기 제 1 커패시티브 측정치 및 상기 제 2 커패시티브 측정치를 이용하여 제 2 추정치를 구하도록 구성되며,
    상기 제 2 추정치는 상기 제 1 센서 전극과 상기 제 2 센서 전극 사이의 커패시티브 커플링에 대한 것인, 커패시티브 센서 디바이스.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은 또한,
    상기 제 1 커패시티브 측정치 및 상기 제 2 커패시티브 측정치를 이용하여 입력 오브젝트의 사이즈 및 타입 중 적어도 하나를 결정하도록 구성되는, 커패시티브 센서 디바이스.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은, 제 1 기간 동안 상기 제 1 커패시티브 측정치를 획득하고, 상기 제 1 기간과는 상이한 제 2 기간 동안 상기 제 2 커패시티브 측정치를 획득하도록 구성되는, 커패시티브 센서 디바이스.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 센서 전극은, 상기 제 2 기간 동안 상기 발신을 수행하는 상기 제 1 센서 전극과 상기 제 2 센서 전극 중 상기 하나의 센서 전극이고,
    상기 프로세싱 시스템은 또한,
    상기 제 2 센서 전극이 상기 제 1 센서 전극을 전기적으로 보호하기 위해, 상기 제 1 기간 동안 시스템 접지에 관련하여 상기 제 2 센서 전극을 변조시키도록 구성되는, 커패시티브 센서 디바이스.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은, 상기 제 1 기간 동안 상기 제 1 센서 전극과 실질적으로 유사하게 상기 제 2 센서 전극을 변조시킴으로써, 상기 제 1 기간 동안 시스템 접지에 관련하여 상기 제 2 센서 전극을 변조시키도록 구성되는, 커패시티브 센서 디바이스.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 센서 전극은, 상기 발신을 수행하는 상기 제 1 센서 전극과 상기 제 2 센서 전극 중 상기 하나의 센서 전극이고,
    상기 프로세싱 시스템은 상기 제 1 커패시티브 측정치 및 상기 제 2 커패시티브 측정치를 동시에 획득하도록 구성되는, 커패시티브 센서 디바이스.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 센서 전극은, 상기 발신을 수행하는 상기 제 1 센서 전극과 상기 제 2 센서 전극 중 상기 하나의 센서 전극이고,
    상기 제 2 센서 전극의 표면적은 상기 제 1 센서 전극의 표면적보다 실질적으로 더 큰, 커패시티브 센서 디바이스.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 센서 전극은 제 1 축을 따라 정렬되고,
    상기 제 2 센서 전극은 상기 제 1 축과 비평행인 제 2 축을 따라 정렬되는, 커패시티브 센서 디바이스.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템에 커플링된 제 3 센서 전극; 및
    상기 프로세싱 시스템에 커플링된 제 4 센서 전극을 더 포함하고,
    상기 프로세싱 시스템은 또한,
    상기 제 3 센서 전극을 이용하여 제 3 전기 신호를 발신 및 수신함으로써 제 3 커패시티브 측정치를 획득하고,
    제 4 전기 신호를 발신 및 수신함으로써 제 4 커패시티브 측정치를 획득하는 것으로서, 상기 제 3 센서 전극과 상기 제 4 센서 전극 중 하나의 센서 전극이 상기 발신을 수행하고, 상기 제 3 센서 전극과 상기 제 4 센서 전극 중 다른 하나의 센서 전극이 상기 수신을 수행하며, 상기 제 3 커패시티브 측정치 및 상기 제 4 커패시티브 측정치는 비축퇴성인, 상기 제 4 커패시티브 측정치를 획득하며,
    상기 제 3 커패시티브 측정치 및 상기 제 4 커패시티브 측정치를 이용하여 제 2 위치 정보를 결정하도록 구성되는, 커패시티브 센서 디바이스.
  12. 제 1 센서 전극 및 제 2 센서 전극을 포함하는 커패시티브 센서 디바이스를 이용하여 위치 정보를 결정하는 방법으로서,
    상기 제 1 센서 전극을 이용하여 제 1 전기 신호를 발신 및 수신하여 제 1 커패시티브 측정치를 획득하는 단계;
    제 2 전기 신호를 발신 및 수신하여 제 2 커패시티브 측정치를 획득하는 단계로서, 상기 제 1 센서 전극과 상기 제 2 센서 전극 중 하나의 센서 전극이 상기 발신을 수행하고, 상기 제 1 센서 전극과 상기 제 2 센서 전극 중 다른 하나의 센서 전극이 상기 수신을 수행하며, 상기 제 1 커패시티브 측정치 및 상기 제 2 커패시티브 측정치는 비축퇴성인, 상기 제 2 커패시티브 측정치를 획득하는 단계; 및
    상기 제 1 커패시티브 측정치 및 상기 제 2 커패시티브 측정치를 이용하여 위치 정보를 결정하는 단계를 포함하는, 위치 정보를 결정하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 위치 정보는, 입력 오브젝트의 위치, 사이즈, 및 타입 중 적어도 하나를 포함하는, 위치 정보를 결정하는 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 센서 전극을 이용하여 제 1 전기 신호를 발신 및 수신하여 제 1 커패시티브 측정치를 획득하는 단계는, 제 1 기간 동안 발생하고,
    상기 제 2 전기 신호를 발신 및 수신하여 제 2 커패시티브 측정치를 획득하는 단계는, 상기 제 1 기간과는 상이한 제 2 기간 동안 발생하는, 위치 정보를 결정하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 센서 전극은, 상기 제 2 기간 동안 상기 발신을 수행하는 상기 제 1 센서 전극과 상기 제 2 센서 전극 중 상기 하나의 센서 전극이고,
    상기 방법은,
    상기 제 2 센서 전극이 상기 제 1 센서 전극을 전기적으로 보호하기 위해, 상기 제 1 기간 동안 시스템 접지에 관련하여 상기 제 2 센서 전극을 변조시키는 단계를 더 포함하는, 위치 정보를 결정하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 기간 동안 시스템 접지에 관련하여 상기 제 2 센서 전극을 변조시키는 단계는,
    상기 제 1 기간 동안 상기 제 1 센서 전극과 실질적으로 유사하게 상기 제 2 센서 전극을 변조시키는 단계를 포함하는, 위치 정보를 결정하는 방법.
  17. 제 1 축을 따라 정렬된 복수의 제 1 센서 전극들;
    상기 제 1 축과 비평행인 제 2 축을 따라 정렬된 복수의 제 2 센서 전극들; 및
    상기 복수의 제 1 센서 전극들과 상기 복수의 제 2 센서 전극들에 커플링된 프로세싱 시스템을 포함하고,
    상기 프로세싱 시스템은,
    상기 복수의 제 1 센서 전극들의 제 1 세트로부터 전기 신호들을 발신하고 상기 복수의 제 1 센서 전극들의 상기 제 1 세트로부터의 상기 전기 신호들을 상기 복수의 제 1 센서 전극들의 상기 제 1 세트를 이용하여 수신함으로써, 복수의 제 1 커패시티브 측정치들을 획득하고,
    상기 복수의 제 2 센서 전극들의 제 1 세트로부터 전기 신호들을 발신하고 상기 복수의 제 2 센서 전극들의 상기 제 1 세트로부터의 상기 전기 신호들을 상기 복수의 제 1 센서 전극들의 제 2 세트를 이용하여 수신함으로써, 복수의 제 2 커패시티브 측정치들을 획득하도록 구성되며,
    상기 복수의 제 1 센서 전극들의 상기 제 1 세트 및 상기 제 2 세트는 적어도 하나의 센서 전극을 공통으로 갖는, 커패시티브 센서 디바이스.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은 상기 복수의 제 1 커패시티브 측정치들 및 상기 복수의 제 2 커패시티브 측정치들을 동시에 획득하도록 구성되는, 커패시티브 센서 디바이스.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은 또한,
    상기 복수의 제 1 커패시티브 측정치들을 이용하여 상기 복수의 제 1 센서 전극들의 상기 제 2 세트를 결정하도록 구성되는, 커패시티브 센서 디바이스.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 커패시티브 센서 디바이스와 연관된 입력면을 더 포함하고,
    상기 프로세싱 시스템은 또한,
    상기 복수의 제 1 커패시티브 측정치들을 이용하여 입력 오브젝트의 제 1 위치 추정치를 결정하는 것으로서, 상기 제 1 위치 추정치는 상기 입력면으로부터 비교적 더 멀리 있는 상기 입력 오브젝트를 위치결정하는, 상기 입력 오브젝트의 제 1 위치 추정치를 결정하고,
    상기 복수의 제 2 커패시티브 측정치들을 이용하여 상기 입력 오브젝트의 제 2 위치 추정치를 결정하는 것으로서, 상기 제 2 위치 추정치는 상기 입력면에 비교적 더 가까이 있는 상기 입력 오브젝트를 위치결정하는, 상기 입력 오브젝트의 제 2 위치 추정치를 결정하도록 구성되는, 커패시티브 센서 디바이스.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은 또한,
    상기 복수의 제 1 커패시티브 측정치들 및 상기 복수의 제 2 커패시티브 측정치들을 이용하여 입력 오브젝트의 사이즈, 타입, 및 시스템 접지에 대한 커패시티브 커플링 중 적어도 하나를 결정하도록 구성되는, 커패시티브 센서 디바이스.
  22. 제 1 축을 따라 정렬된 복수의 제 1 센서 전극들 및 상기 제 1 축과 비평행인 제 2 축을 따라 정렬된 복수의 제 2 센서 전극들을 포함하는 커패시티브 센서 디바이스를 이용하여 감지하는 방법으로서,
    상기 복수의 제 1 센서 전극들의 제 1 세트로부터 전기 신호들을 발신하는 단계;
    상기 복수의 제 1 센서 전극들의 상기 제 1 세트로부터의 상기 전기 신호들을 상기 복수의 제 1 센서 전극들의 제 2 세트를 이용하여 수신하여, 복수의 제 1 커패시티브 측정치들을 획득하는 단계;
    상기 복수의 제 1 센서 전극들의 상기 제 2 세트로부터 전기 신호들을 발신하는 단계로서, 상기 복수의 제 1 센서 전극들의 상기 제 1 세트 및 상기 제 2 세트는 적어도 하나의 센서 전극을 공통으로 갖는, 상기 제 2 세트로부터 전기 신호들을 발신하는 단계; 및
    상기 복수의 제 1 센서 전극들의 상기 제 2 세트로부터의 제 2 전기 신호들을 상기 복수의 제 2 센서 전극들의 제 1 세트를 이용하여 수신하여, 복수의 제 2 커패시티브 측정치들을 획득하는 단계를 포함하는, 커패시티브 센서 디바이스를 이용하여 감지하는 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 복수의 제 1 센서 전극들의 상기 제 1 세트로부터 전기 신호들을 발신하는 단계, 및 상기 복수의 제 1 센서 전극들의 상기 제 2 세트로부터 상기 전기 신호들을 발신하는 단계는, 동시에 발생하는, 커패시티브 센서 디바이스를 이용하여 감지하는 방법.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 복수의 제 1 커패시티브 측정치들을 이용하여 상기 복수의 제 1 센서 전극들의 상기 제 2 세트를 결정하는 단계를 더 포함하는, 커패시티브 센서 디바이스를 이용하여 감지하는 방법.
  25. 제 1 축을 따라 정렬된 복수의 제 1 센서 전극들;
    상기 제 1 축과 비평행인 제 2 축을 따라 정렬된 복수의 제 2 센서 전극들; 및
    상기 복수의 제 1 센서 전극들과 상기 복수의 제 2 센서 전극들에 커플링된 프로세싱 시스템을 포함하고,
    상기 복수의 제 2 센서 전극들은 상기 복수의 제 1 센서 전극들과 매트릭스 패턴을 형성하고,
    상기 프로세싱 시스템은,
    상기 복수의 제 1 센서 전극들을 이용하여 제 1 전기 신호들을 발신 및 수신함으로써 복수의 제 1 커패시티브 측정치들을 획득하고,
    상기 복수의 제 1 커패시티브 측정치들을 이용하여 적어도 하나의 입력 오브젝트의 위치의 제 1 추정치를 구하고,
    상기 제 1 추정치를 이용하여 상기 복수의 제 1 센서 전극들의 제 1 세트 및 상기 복수의 제 2 센서 전극들의 제 1 세트를 선택하고,
    상기 복수의 제 1 센서 전극들 및 상기 복수의 제 2 센서 전극들의 상기 제 1 세트들 중 하나의 제 1 세트를 이용하여 제 2 전기 신호들을 발신하고 상기 복수의 제 1 센서 전극들 및 상기 복수의 제 2 센서 전극들의 상기 제 1 세트들 중 또 다른 하나의 제 1 세트를 이용하여 상기 제 2 전기 신호들을 수신함으로써, 복수의 제 2 커패시티브 측정치들을 획득하며,
    상기 복수의 제 2 커패시티브 측정치들을 이용하여 상기 적어도 하나의 입력 오브젝트의 상기 위치의 제 2 추정치를 구하도록 구성되는, 커패시티브 센서 디바이스.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 입력 오브젝트는 2개의 입력 오브젝트들을 포함하는, 커패시티브 센서 디바이스.
  27. 제 25 항에 있어서,
    상기 제 2 추정치는 상기 제 1 추정치보다 더 미세한 분해능에 대한 것인, 커패시티브 센서 디바이스.
  28. 제 25 항에 있어서,
    상기 제 1 추정치는 상기 적어도 하나의 입력 오브젝트의 가능한 위치들을 포함하고,
    상기 제 2 추정치는 상기 가능한 위치들이 명확화된 것인, 커패시티브 센서 디바이스.
  29. 제 25 항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은 또한,
    상기 복수의 제 1 커패시티브 측정치들 및 상기 복수의 제 2 커패시티브 측정치들을 이용하여 입력 오브젝트의 사이즈, 타입, 및 시스템 접지에 대한 커패시티브 커플링 중 적어도 하나를 결정하도록 구성되는, 커패시티브 센서 디바이스.
  30. 제 25 항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은, 제 1 기간 동안 상기 복수의 제 1 커패시티브 측정치들을 획득하고, 상기 제 1 기간과는 상이한 제 2 기간 동안 상기 복수의 제 2 커패시티브 측정치들을 획득하도록 구성되고,
    상기 프로세싱 시스템은 또한,
    상기 제 1 기간 동안 시스템 접지에 관련하여 상기 복수의 제 2 센서 전극들 중 적어도 하나의 센서 전극을 변조시킴으로써, 상기 복수의 제 1 센서 전극들을 전기적으로 보호하도록 구성되는, 커패시티브 센서 디바이스.
  31. 제 1 축을 따라 정렬된 복수의 제 1 센서 전극들 및 상기 제 1 축과 비평행인 제 2 축을 따라 정렬된 복수의 제 2 센서 전극들을 포함하는 커패시티브 센서 디바이스를 이용하여 감지하는 방법으로서,
    상기 복수의 제 1 센서 전극들을 이용하여 제 1 전기 신호들을 발신 및 수신하여 복수의 제 1 커패시티브 측정치들을 획득하는 단계;
    상기 복수의 제 1 커패시티브 측정치들을 이용하여 적어도 하나의 입력 오브젝트의 위치들의 제 1 추정치들의 세트를 구하는 단계;
    상기 위치들의 상기 제 1 추정치들의 세트를 이용하여 상기 복수의 제 1 센서 전극들의 제 1 세트 및 상기 복수의 제 2 센서 전극들의 제 1 세트를 결정하는 단계;
    상기 복수의 제 1 센서 전극들 및 상기 복수의 제 2 센서 전극들의 상기 제 1 세트들 중 하나의 제 1 세트를 이용하여 제 2 전기 신호들을 발신하고 상기 복수의 제 1 센서 전극들 및 상기 복수의 제 2 센서 전극들의 상기 제 1 세트들 중 다른 하나의 제 1 세트를 이용하여 상기 제 2 전기 신호들을 수신하여, 복수의 제 2 커패시티브 측정치들을 획득하는 단계; 및
    상기 복수의 제 2 커패시티브 측정치들을 이용하여 상기 적어도 하나의 입력 오브젝트의 상기 위치의 제 2 추정치를 구하는 단계를 포함하는, 커패시티브 센서 디바이스를 이용하여 감지하는 방법.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 복수의 제 2 커패시티브 측정치들을 이용하여 상기 적어도 하나의 입력 오브젝트의 상기 위치의 제 2 추정치를 구하는 단계는,
    상기 제 1 추정치보다 더 미세한 분해능의 추정치를 구하는 단계를 포함하는, 커패시티브 센서 디바이스를 이용하여 감지하는 방법.
  33. 제 31 항에 있어서,
    상기 제 1 추정치들의 상기 세트를 구하는 단계는, 상기 적어도 하나의 입력 오브젝트의 가능한 위치들을 식별하는 단계를 포함하고,
    상기 제 2 추정치를 구하는 단계는, 상기 가능한 위치들을 명확화하는 단계를 포함하는, 커패시티브 센서 디바이스를 이용하여 감지하는 방법.
  34. 제 1 축을 따라 정렬된 복수의 제 1 센서 전극들;
    상기 제 1 축과 비평행인 제 2 축을 따라 정렬된 복수의 제 2 센서 전극들; 및
    상기 복수의 제 1 센서 전극들과 상기 복수의 제 2 센서 전극들에 커플링된 프로세싱 시스템을 포함하고,
    상기 복수의 제 2 센서 전극들은 상기 복수의 제 1 센서 전극들과 매트릭스 패턴을 형성하고,
    상기 프로세싱 시스템은,
    제 1 기간 동안 상기 복수의 제 1 센서 전극들을 이용하여 제 1 전기 신호들을 발신 및 수신하여 복수의 제 1 커패시티브 측정치들을 획득하고,
    상기 제 1 기간 동안 상기 복수의 제 2 센서 전극들을 변조시킴으로써 상기 복수의 제 1 센서 전극들을 전기적으로 보호하고,
    상기 제 1 기간과는 상이한 제 2 기간 동안 상기 복수의 제 2 센서 전극들을 이용하여 제 2 전기 신호들을 발신하며,
    상기 제 2 기간 동안 상기 복수의 제 1 센서 전극들을 이용하여 상기 제 2 전기 신호들을 수신하여 복수의 제 2 커패시티브 측정치들을 획득하도록 구성되는, 커패시티브 센서 디바이스.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은, 상기 제 1 기간 동안 상기 복수의 제 1 센서 전극들 중 적어도 하나의 센서 전극과 실질적으로 유사하게 상기 복수의 제 2 센서 전극들 전부를 실질적으로 변조시킴으로써 상기 제 1 기간 동안 상기 복수의 제 2 센서 전극들을 변조시킴으로써, 상기 복수의 제 1 센서 전극들을 전기적으로 보호하도록 구성되는, 커패시티브 센서 디바이스.
  36. 제 34 항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은, 상기 제 1 기간 동안 상기 복수의 제 1 센서 전극들 중 적어도 하나의 센서 전극의 변조의 증폭된 버전과 실질적으로 유사하게 상기 복수의 제 2 센서 전극들의 서브세트를 변조시킴으로써 상기 제 1 기간 동안 상기 복수의 제 2 센서 전극들을 변조시킴으로써, 상기 복수의 제 1 센서 전극들을 전기적으로 보호하도록 구성되는, 커패시티브 센서 디바이스.
  37. 제 34 항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은,
    상기 복수의 제 2 센서 전극들 중 상이한 센서 전극들을 이용하여 상기 제 2 기간의 상이한 부분들 동안 발신함으로써, 또는
    상기 복수의 제 2 센서 전극들 중 상이한 센서 전극들을 이용하여 상이하게 변조된 전기 신호들을 동시에 발신함으로써,
    상기 제 1 기간과는 상이한 제 2 기간 동안 상기 복수의 제 2 센서 전극들을 이용하여 제 2 전기 신호들을 발신하도록 구성되는, 커패시티브 센서 디바이스.
  38. 제 34 항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은 또한,
    상기 복수의 제 1 커패시티브 측정치들 및 상기 복수의 제 2 커패시티브 측정치들 중 적어도 하나의 커패시티브 측정치를 이용하여 입력 오브젝트의 위치를 결정하도록 구성되는, 커패시티브 센서 디바이스.
  39. 제 34 항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은 또한,
    상기 복수의 제 1 커패시티브 측정치들 및 상기 복수의 제 2 커패시티브 측정치들을 이용하여 제 1 추정치를 구하는 것으로서, 상기 제 1 추정치는 제 1 센서 전극과 입력 오브젝트 사이의 커패시티브 커플링에 대한 것인, 상기 제 1 추정치를 구하고,
    상기 복수의 제 1 커패시티브 측정치들 및 상기 복수의 제 2 커패시티브 측정치들을 이용하여 제 2 추정치를 구하는 것으로서, 상기 제 2 추정치는 제 1 센서 전극과 제 2 센서 전극 사이의 커패시티브 커플링에 대한 것인, 상기 제 2 추정치를 구하도록 구성되는, 커패시티브 센서 디바이스.
  40. 제 34 항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은 또한,
    상기 복수의 제 1 커패시티브 측정치들 및 상기 복수의 제 2 커패시티브 측정치들을 이용하여 입력 오브젝트의 사이즈, 타입, 및 접지 중 적어도 하나를 결정하도록 구성되는, 커패시티브 센서 디바이스.
  41. 제 34 항에 있어서,
    상기 복수의 제 2 센서 전극들의 표면적은 상기 복수의 제 1 센서 전극들의 표면적보다 실질적으로 더 큰, 커패시티브 센서 디바이스.
  42. 제 1 축을 따라 정렬된 복수의 제 1 센서 전극들 및 상기 제 1 축과 비평행인 제 2 축을 따라 정렬된 복수의 제 2 센서 전극들을 포함하는 커패시티브 센서 디바이스를 이용하여 감지하는 방법으로서,
    제 1 기간 동안 상기 복수의 제 1 센서 전극들을 이용하여 제 1 전기 신호들을 발신 및 수신하여 복수의 제 1 커패시티브 측정치들을 획득하는 단계;
    상기 복수의 제 1 센서 전극들을 전기적으로 보호하도록, 상기 제 1 기간 동안 상기 복수의 제 2 센서 전극들의 센서 전극들을 변조시키는 단계;
    상기 제 1 기간과는 상이한 제 2 기간 동안 상기 복수의 제 2 센서 전극들을 이용하여 제 2 전기 신호들을 발신하는 단계; 및
    상기 제 2 기간 동안 상기 복수의 제 1 센서 전극들을 이용하여 상기 제 2 전기 신호들을 수신하여 복수의 제 2 커패시티브 측정치들을 획득하는 단계를 포함하는, 커패시티브 센서 디바이스를 이용하여 감지하는 방법.
  43. 제 42 항에 있어서,
    상기 제 1 기간 동안 상기 복수의 제 2 센서 전극들의 센서 전극들을 변조시키는 단계는,
    상기 제 1 기간 동안 상기 복수의 제 1 센서 전극들 중 적어도 하나의 센서 전극과 실질적으로 유사하게 상기 복수의 제 2 센서 전극들 전부를 실질적으로 변조시키는 단계를 포함하는, 커패시티브 센서 디바이스를 이용하여 감지하는 방법.
  44. 제 42 항에 있어서,
    상기 제 1 기간 동안 상기 복수의 제 2 센서 전극들의 센서 전극들을 변조시키는 단계는,
    상기 제 1 기간 동안 상기 복수의 제 1 센서 전극들 중 적어도 하나의 센서 전극의 변조의 증폭된 버전과 실질적으로 유사하게 상기 복수의 제 2 센서 전극들의 서브세트를 변조시키는 단계를 포함하는, 커패시티브 센서 디바이스를 이용하여 감지하는 방법.
  45. 제 42 항에 있어서,
    프로세싱 시스템은,
    상기 복수의 제 2 센서 전극들 중 상이한 센서 전극들을 이용하여 상기 제 2 기간 동안 비-동시적으로 발신함으로써, 또는
    상기 복수의 제 2 센서 전극들의 상이한 센서 전극들을 이용하여 상이하게 변조된 전기 신호들을 동시에 발신함으로써,
    상기 제 1 기간과는 상이한 제 2 기간 동안 상기 복수의 제 2 센서 전극들을 이용하여 제 2 전기 신호들을 발신하도록 구성되는, 커패시티브 센서 디바이스를 이용하여 감지하는 방법.
  46. 제 42 항에 있어서,
    상기 복수의 제 1 커패시티브 측정치들 및 상기 복수의 제 2 커패시티브 측정치들 중 적어도 하나의 커패시티브 측정치를 이용하여 입력 오브젝트의 위치를 결정하는 단계를 더 포함하는, 커패시티브 센서 디바이스를 이용하여 감지하는 방법.
  47. 제 42 항에 있어서,
    상기 제 1 커패시티브 측정치들 및 상기 제 2 커패시티브 측정치들을 이용하여 제 1 추정치를 구하는 단계로서, 상기 제 1 추정치는 제 1 센서 전극과 입력 오브젝트 사이의 커패시티브 커플링에 대한 것인, 상기 제 1 추정치를 구하는 단계;
    상기 제 1 커패시티브 측정치들 및 상기 제 2 커패시티브 측정치들을 이용하여 제 2 추정치를 구하는 단계로서, 상기 제 2 추정치는 상기 제 1 센서 전극과 제 2 센서 전극 사이의 커패시티브 커플링에 대한 것인, 상기 제 2 추정치를 구하는 단계; 및
    상기 제 1 추정치 및 상기 제 2 추정치를 이용하여 입력 오브젝트의 사이즈, 타입, 및 접지 중 적어도 하나를 결정하는 단계를 더 포함하는, 커패시티브 센서 디바이스를 이용하여 감지하는 방법.
  48. 커패시티브 센서 디바이스로서,
    복수의 송신 센서 전극들을 포함하는 송신 어셈블리; 및
    수신 어셈블리를 포함하고,
    상기 수신 어셈블리는,
    적어도 하나의 수신 센서 전극;
    상기 적어도 하나의 수신 센서 전극을 충전 전압으로 충전하도록 구성된 스위칭 메커니즘; 및
    기준 전압을 이용하여 전하 측정 메커니즘의 입력부에 인가되는 상기 충전 전압을 제어하도록 구성된 상기 전하 측정 메커니즘을 포함하고,
    상기 기준 전압은 실질적으로 일정한 전압을 갖고,
    상기 커패시티브 센서 디바이스는 절대 측정 및 트랜스커패시티브 (transcapacitive) 측정 양자에 이용하도록 구성된, 커패시티브 센서 디바이스.
  49. 제 48 항에 있어서,
    공급 전압을 더 포함하고,
    상기 기준 전압은 상기 공급 전압에 비례하는, 커패시티브 센서 디바이스.
  50. 제 48 항에 있어서,
    상기 복수의 송신 센서 전극들은, 복수의 스위치들을 통해 적어도 2개의 전위들과 커플링되는, 커패시티브 센서 디바이스.
  51. 제 48 항에 있어서,
    상기 스위칭 메커니즘은 적어도 2개의 스위치들을 포함하는, 커패시티브 센서 디바이스.
  52. 제 48 항에 있어서,
    상기 스위칭 메커니즘의 제 1 스위치는, 제 1 기간 동안 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극을 제 1 전위와 커플링하고,
    상기 스위칭 메커니즘의 제 2 스위치는, 제 2 기간 동안 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극을 상기 전하 측정 메커니즘과 커플링하는, 커패시티브 센서 디바이스.
  53. 제 52 항에 있어서,
    상기 스위칭 메커니즘의 제 3 스위치는 적어도 하나의 센서 전극을 제 2 전위와 커플링하는, 커패시티브 센서 디바이스.
  54. 제 48 항에 있어서,
    상기 전하 측정 메커니즘은,
    증폭기;
    리셋; 및
    상기 기준 전압에 관련하여 전하를 축적하도록 구성된 상기 증폭기와 커플링된 통합 피드백 커패시턴스를 포함하고,
    상기 기준 전압은 실질적으로 일정한 전압을 갖고,
    상기 전하 측정 메커니즘은, 상기 기준 전압에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 통합 피드백 커패시턴스 상의 전하를 제어하도록 상기 증폭기를 이용하는, 커패시티브 센서 디바이스.
  55. 제 54 항에 있어서,
    상기 리셋은 저항기를 포함하는, 커패시티브 센서 디바이스.
  56. 제 54 항에 있어서,
    상기 리셋은 스위치를 포함하는, 커패시티브 센서 디바이스.
  57. 제 48 항에 있어서,
    상기 복수의 송신 센서 전극들의 제 1 세트는 보호 신호를 발신하도록 구성되는, 커패시티브 센서 디바이스.
  58. 제 48 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 수신 센서 전극과 입력 오브젝트를 커패시티브 커플링하는 것으로서, 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극은 시스템 접지에 관련하여 변조되는 동시에, 상기 복수의 송신 센서 전극들 중 적어도 하나의 송신 센서 전극은 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극을 전기적으로 보호하는, 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극과 입력 오브젝트를 커패시티브 커플링하는 것;
    상기 적어도 하나의 송신 센서 전극과 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극을 커패시티브 커플링하는 것으로서, 상기 적어도 하나의 송신 센서 전극은 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극에 관련하여 변조되는 동시에, 상기 수신 센서 전극은 변조되지 않는, 상기 적어도 하나의 송신 센서 전극과 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극을 커패시티브 커플링하는 것;
    상기 적어도 하나의 수신 센서 전극과 상기 입력 오브젝트를 커패시티브 커플링하고 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극과 상기 복수의 송신 센서 전극들 중 상기 적어도 하나의 송신 센서 전극을 커패시티브 커플링하는 것으로서, 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극은 상기 시스템 접지에 관련하여 제 1 방법으로 변조되는 동시에, 상기 복수의 송신 센서 전극들 중 상기 적어도 하나의 송신 센서 전극은 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극에 관련하여 상기 제 1 방법으로 변조되는, 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극과 상기 입력 오브젝트를 커패시티브 커플링하고 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극과 상기 복수의 송신 센서 전극들 중 상기 적어도 하나의 송신 센서 전극을 커패시티브 커플링하는 것; 및
    상기 적어도 하나의 수신 센서 전극과 상기 입력 오브젝트를 커패시티브 커플링하고 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극과 상기 복수의 송신 센서 전극들 중 상기 적어도 하나의 송신 센서 전극을 커패시티브 커플링하는 것으로서, 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극은 상기 시스템 접지에 관련하여 변조되는 동시에, 상기 복수의 송신 센서 전극들 중 상기 적어도 하나의 송신 센서 전극은 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극에 관련하여 제 2 방법으로 변조되는, 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극과 상기 입력 오브젝트를 커패시티브 커플링하고 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극과 상기 복수의 송신 센서 전극들 중 상기 적어도 하나의 송신 센서 전극을 커패시티브 커플링하는 것
    중 적어도 2개를 수행하도록 구성된 커패시티브 커플링 컴포넌트를 포함하는, 커패시티브 센서 디바이스.
  59. 제 58 항에 있어서,
    상기 복수의 송신 센서 전극들 중 상기 적어도 하나의 송신 센서 전극은 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극을 전기적으로 보호하고,
    상기 복수의 송신 센서 전극들 중 상기 적어도 하나의 송신 센서 전극은 일정한 전압 전위로 구동되며,
    상기 복수의 송신 센서 전극들 중 상기 적어도 하나의 송신 센서 전극 이외의 하나 이상의 송신 센서 전극들은, 2개의 전위들 간에서 교번적으로 구동되는, 커패시티브 센서 디바이스.
  60. 제 58 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 수신 센서 전극은 상기 시스템 접지에 관련하여 변조되는 동시에, 상기 복수의 송신 센서 전극들 중 상기 적어도 하나의 송신 센서 전극은 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극에 관련하여 상기 제 1 방법으로 변조되고,
    상기 제 1 방법은,
    상기 복수의 송신 센서 전극들 중 상기 적어도 하나의 송신 센서 전극이 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극과 반대 극성으로 구동되는 것; 및
    상기 복수의 송신 센서 전극들 중 상기 적어도 하나의 송신 센서 전극 및 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극이 상이한 진폭들로 구동되는 것
    중 적어도 하나를 포함하는, 커패시티브 센서 디바이스.
  61. 제 58 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 수신 센서 전극은 상기 시스템 접지에 관련하여 변조되는 동시에, 상기 복수의 송신 센서 전극들 중 상기 적어도 하나의 송신 센서 전극은 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극에 관련하여 상기 제 2 방법으로 변조되고,
    상기 제 2 방법은,
    상기 복수의 송신 센서 전극들 중 상기 적어도 하나의 송신 센서 전극이 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극과 반대 극성으로 구동되는 것; 및
    상기 복수의 송신 센서 전극들 중 상기 적어도 하나의 송신 센서 전극 및 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극이 상이한 진폭들로 구동되는 것
    중 적어도 하나를 포함하는, 커패시티브 센서 디바이스.
  62. 제 48 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 수신 센서 전극은,
    제 1 수신 센서 전극 및 제 2 수신 센서 전극을 포함하고,
    상기 입력 스위치는, 상기 제 1 수신 센서 전극 및 상기 제 2 수신 센서 전극이 상기 전하 측정 메커니즘과 커플링되는 것을 허용하도록 구성되는 멀티플렉서인, 커패시티브 센서 디바이스.
  63. 커패시티브 센서 디바이스로서,
    복수의 스위치들을 통해 적어도 2개의 전위들과 커플링된 복수의 송신 센서 전극들을 포함하는 송신 어셈블리; 및
    수신 어셈블리를 포함하고,
    상기 수신 어셈블리는,
    적어도 하나의 수신 센서 전극;
    상기 적어도 하나의 수신 센서 전극을 충전 전압으로 충전하도록 구성된 스위칭 메커니즘; 및
    기준 전압을 이용하여 전하 측정 메커니즘의 입력부에 인가되는 상기 충전 전압을 제어하도록 구성된 상기 전하 측정 메커니즘을 포함하고,
    상기 기준 전압은 실질적으로 일정한 전압을 갖고,
    상기 전하 측정 메커니즘은,
    증폭기;
    리셋; 및
    상기 기준 전압에 관련하여 전하를 축적하도록 구성된 상기 증폭기와 커플링된 통합 피드백 커패시턴스를 포함하고,
    상기 기준 전압은 실질적으로 일정한 전압을 갖고,
    상기 전하 측정 메커니즘은, 상기 기준 전압에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 통합 피드백 커패시턴스 상의 전하를 제어하도록 상기 증폭기를 이용하고,
    상기 커패시티브 센서 디바이스는 절대 측정 및 트랜스커패시티브 측정 양자에 이용하도록 구성된, 커패시티브 센서 디바이스.
  64. 제 63 항에 있어서,
    공급 전압을 더 포함하고,
    상기 기준 전압은 상기 공급 전압에 비례하는, 커패시티브 센서 디바이스.
  65. 제 63 항에 있어서,
    상기 스위칭 메커니즘은 적어도 2개의 스위치들을 포함하는, 커패시티브 센서 디바이스.
  66. 제 63 항에 있어서,
    상기 스위칭 메커니즘의 제 1 스위치는, 제 1 기간 동안 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극을 제 1 전위와 커플링하고,
    상기 스위칭 메커니즘의 제 2 스위치는, 제 2 기간 동안 상기 적어도 하나의 수신 센서 전극을 상기 전하 측정 메커니즘과 커플링하는, 커패시티브 센서 디바이스.
  67. 제 66 항에 있어서,
    상기 스위칭 메커니즘의 제 3 스위치는 적어도 하나의 센서 전극을 제 2 전위와 커플링하는, 커패시티브 센서 디바이스.
  68. 제 63 항에 있어서,
    상기 리셋은 저항기를 포함하는, 커패시티브 센서 디바이스.
  69. 제 63 항에 있어서,
    상기 리셋은 스위치를 포함하는, 커패시티브 센서 디바이스.
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