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KR102009070B1 - 사용자 접지 보정을 위한 터치 패널 전극 구조체 - Google Patents

사용자 접지 보정을 위한 터치 패널 전극 구조체 Download PDF

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KR102009070B1
KR102009070B1 KR1020167003645A KR20167003645A KR102009070B1 KR 102009070 B1 KR102009070 B1 KR 102009070B1 KR 1020167003645 A KR1020167003645 A KR 1020167003645A KR 20167003645 A KR20167003645 A KR 20167003645A KR 102009070 B1 KR102009070 B1 KR 102009070B1
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electrode
touch
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mutual
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마르두크 유세프포르
샤루즈 샤파르니아
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애플 인크.
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Abstract

터치 패널에서 사용자 접지 보정을 위한 터치 패널 전극 구조체가 개시된다. 전극 구조체는 패널에서 터치를 감지하기 위한 전극들의 어레이, 및 서로 교차하는 전극 행들 및 열들을 형성하기 위하여 전극들의 그룹들을 선택적으로 다같이 연결하기 위한 다수의 점퍼들을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 어레이는 선형적 구성을 가질 수 있고 지그재그 패턴으로 점퍼들을 사용하여 인접한 전극들을 대각 방향으로 연결함으로써 행들 및 열들을 형성할 수 있거나, 또는 어레이는 다이아몬드형 구성을 가질 수 있고 선형적 패턴으로 점퍼들을 사용하여 인접한 전극들을 선형적으로 연결함으로써 행들 및 열들을 형성할 수 있다. 다양한 예들에서, 각각의 전극은 정사각형 형상의 중실 구조체, 외측 전극 및 물리적으로 분리된 중심 전극을 갖는 축소된 영역, 빈 중심, 또는 육각형 형상의 중실 구조체를 가질 수 있다.

Description

사용자 접지 보정을 위한 터치 패널 전극 구조체{TOUCH PANEL ELECTRODE STRUCTURE FOR USER GROUNDING CORRECTION}
본 명세서는 일반적으로 정전용량 터치 패널에 관한 것으로, 더 구체적으로는, 상호 및 자체 정전용량 둘 모두를 측정할 수 있는 터치 패널 및 사용자 접지를 보정하기 위한 터치 패널 전극 구조체에 관한 것이다.
버튼 또는 키, 마우스, 트랙볼, 조이스틱, 터치 패널, 터치스크린 등과 같은 많은 유형의 입력 디바이스들이 현재 컴퓨팅 시스템에서 작동들을 수행하는 데 이용가능하다. 터치 감응형 디바이스, 특히 터치 스크린은 매우 대중적인데, 그 이유는 적당한 가격뿐만 아니라 쉽고 융통성있는 작동 때문이다. 터치 감응형 디바이스는 터치 패널은 터치 감응형 표면을 구비한 투명한 패널일 수 있는 터치 패널, 및 터치 감응형 표면이 디스플레이 디바이스의 가시영역의 적어도 일부를 덮을 수 있도록 부분적으로 또는 완전히 패널 뒤에 위치될 수 있는 액정 디스플레이(LCD)와 같은 디스플레이 디바이스를 포함할 수 있다. 터치 감응형 디바이스를 통해 사용자는 손가락, 스타일러스 또는 기타 물체를 이용하여 디스플레이 디바이스에 의해 표시되고 있는 사용자 인터페이스(UI)에 의해 지시된 위치에서 터치 패널을 터치하거나 또는 그 위를 배회하면서 다양한 기능들을 수행할 수 있다. 일반적으로, 터치 감응형 디바이스는 터치 또는 배회 이벤트 및 터치 패널 상의 이벤트 위치를 인식할 수 있고, 이어서 컴퓨팅 시스템은 이벤트의 순간에 디스플레이가 보이는 것에 따라 이벤트를 해석할 수 있고, 이후에 이벤트에 기초하여 하나 이상의 동작을 수행할 수 있다.
일부 경우에, 터치 이벤트와 배회 이벤트 또는 실제 이벤트와 거짓 이벤트를 구분하는 것이 어려울 수 있다. 터치 패널에 불리한 조건, 예컨대 터치하는 또는 배회하는 물체의 불충분한 접지, 터치 패널 상의 물방울의 존재, 또는 터치 패널에 유입된 노이즈가 있을 때, 이러한 어려움은 악화될 수 있다. 예를 들어, 터치 패널을 터치하거나 또는 그 위를 배회하는 물체가 불충분하게 접지되는 경우, 터치 또는 배회 이벤트를 나타내는 출력 값들은 잘못되거나 또는 다른 방식으로 왜곡될 수 있다. 이러한 오류 또는 왜곡된 값들의 가능성은 둘 이상의 이벤트가 터치 패널에서 동시에 일어날 때 더 증가할 수 있다. 오류 또는 왜곡된 값들은 터치하는 물체와 배회하는 물체를 구분하는 패널의 성능에 영향을 줄 때, 그것들이 특히 문제가 될 수 있다.
본 명세서는 터치 패널에서 상호 및 자체 정전용량 둘 모두를 측정하는 것에 관한 것이다. 방법은 터치 패널의 다양한 전극 패턴들에서 자체 정전용량 및 상호 정전용량을 측정하는 단계, 및 자체 정전용량 측정, 상호 정전용량 측정, 또는 둘 모두에 기초하여, 터치 패널을 터치하거나 또는 그 위를 배회하는 물체를 나타내는 터치 신호를 계산하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 터치 패널은 행-열 전극 패턴일 수 있다. 일부 예들에서, 터치 패널은 픽셀형 전극 패턴을 가질 수 있다. 일부 예들에서, 자체 정전용량 측정, 상호 정전용량 측정, 또는 둘 모두를 이용하여 터치 패널의 불리한 조건을 나타내는 보정 계수를 결정하고, 보정 계수를 이용하여 불리한 조건에 대한 터치 신호를 보정할 수 있다. 상호 및 자체 정전용량 둘 모두를 측정함으로써, 터치 패널은 더 정확하고 빠른 터치 신호 검출을 유리하게 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 전력 절약을 제공하고, 여러 불리한 조건들에도 더 강하게 적응할 수 있다.
본 명세서는 또한 터치 패널에서 사용자 접지 보정을 위한 터치 패널 전극 구조체에 관한 것이다. 전극 구조체는 패널에서 터치를 감지하기 위한 전극들의 어레이, 및 서로 교차하는 전극 행들 및 열들을 형성하기 위하여 전극들의 그룹들을 선택적으로 다같이 연결하기 위한 다수의 점퍼들을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 어레이는 선형적 구성을 가질 수 있고, 점퍼들을 이용하여 인접한 전극들을 대각 방향으로 연결함으로써 행들 및 열들을 지그재그 패턴으로 형성할 수 있다. 대안적인 예들에서, 어레이는 다이아몬드형 구성을 가질 수 있고, 점퍼들을 이용하여 인접한 전극들을 선형적으로 연결함으로써 행들 및 열들을 선형 패턴으로 형성할 수 있다. 전극 구조체는 패널에서 불충분한 사용자 접지 조건에 대하여 유리하게 보정하고 노이즈, 예를 들어, AC 어댑터 노이즈를 완화함으로써, 더 정확하고 빠른 터치 신호 검출을 제공할뿐만 아니라, 전력 절약을 제공하고, 사용자의 다양한 접지 조건에 더 강하게 적응할 수 있다. 전극 구조체는 패널에서 노이즈를 추가로 완화할 수 있다.
도 1은 다양한 예들에 따른 상호 및 자체 정전용량 터치 측정을 이용하여 터치 신호들에서 사용자 접지를 보정하기 위한 예시적인 방법을 도시한다.
도 2는 다양한 예들에 따른 행-열 전극 구성의 터치 패널에서 예시적인 사용자 접지 조건을 도시한다.
도 3은 다양한 예들에 따른 다수의 행-열 전극 패턴들로부터의 상호 및 자체 정전용량 터치 측정을 이용하여 터치 신호들에서 사용자 접지를 보정하기 위한 예시적인 방법을 도시한다.
도 4 내지 도 7은 다양한 예들에 따른 터치 신호들에서 사용자 접지를 보정하기 위하여 상호 및 자체 정전용량 터치 측정들을 측정하기 위한 예시적인 행-열 전극 패턴들을 도시한다.
도 8a는 다양한 예들에 따른 다수의 행-열 전극 패턴들로부터의 상호 및 자체 정전용량 터치 측정들을 이용하여 터치 신호들에서 사용자 접지를 보정하기 위한 다른 예시적인 방법을 도시한다.
도 8b는 다양한 예들에 따른 다수의 행-열 전극 패턴들로부터의 상호 및 자체 정전용량 터치 측정들을 이용하여 터치 신호들에서 사용자 접지를 보정하기 위한 또 다른 예시적인 방법을 도시한다.
도 9는 다양한 예들에 따른 터치 신호들에서 사용자 접지를 보정하기 위하여 상호 및 자체 정전용량을 측정하기 위한 예시적인 행-열 전극 구조체를 도시한다.
도 10은 다양한 예들에 따른 픽셀형 전극 구성의 터치 패널에서 예시적인 사용자 접지 조건을 도시한다.
도 11은 다양한 예들에 따른 다수의 픽셀형 전극 패턴들로부터의 상호 및 자체 정전용량 터치 측정들을 이용하여 터치 신호들에서 사용자 접지를 보정하기 위한 예시적인 방법을 도시한다.
도 12 내지 도 18b는 다양한 예들에 따른 터치 신호들에서 사용자 접지를 보정하기 위하여 상호 및 자체 정전용량 터치 측정들을 측정하기 위한 예시적인 픽셀형 전극 패턴들을 도시한다.
도 19는 다양한 예들에 따른 다수의 픽셀형 전극 패턴들로부터의 상호 및 자체 정전용량 터치 측정들을 이용하여 터치 신호들에서 사용자 접지를 보정하기 위한 다른 예시적인 방법을 도시한다.
도 20a 및 도 20b는 다양한 예들에 따른 터치 신호들에서 사용자 접지를 보정하기 위하여 상호 및 자체 정전용량 터치 측정들을 측정하기 위한 다른 예시적인 픽셀형 전극 패턴들을 도시한다.
도 21은 다양한 예들에 따른 다수의 픽셀형 전극 패턴들로부터의 자체 정전용량 터치 측정을 이용하여 터치 신호들에서 사용자 접지를 보정하기 위한 예시적인 방법을 도시한다.
도 22 내지 도 25는 다양한 예들에 따른 터치 신호들에서 사용자 접지를 보정하기 위하여 자체 정전용량 터치 측정을 측정하기 위한 예시적인 픽셀형 전극 패턴들을 도시한다.
도 26은 다양한 예들에 따른 터치 신호들에서 사용자 접지를 보정하기 위하여 상호 및 자체 정전용량을 측정하기 위한 예시적인 픽셀형 전극 구조체를 도시한다.
도 27은 다양한 예들에 따른 상호 및 자체 정전용량 터치 측정들을 이용하여 터치 신호들에서 사용자 접지를 보정하기 위한 예시적인 시스템을 도시한다.
도 28 내지 도 30은 다양한 예들에 따른 터치 신호들에서 사용자 접지를 보정하기 위하여 상호 및 자체 정전용량 터치 측정들을 이용할 수 있는 예시적인 개인용 디바이스들을 도시한다.
도 31은 다양한 예들에 따른 터치 패널 상에서 터치 신호들에 영향을 줄 수 있는 예시적인 터치 및 물의 시나리오들을 도시한다.
도 32 내지 도 37은 다양한 예들에 따른 터치 신호들에서 사용자 접지를 보정하기 위하여 상호 및 자체 정전용량을 측정하기 위한 추가적인 예시적인 행-열 전극 구조체들을 도시한다.
개시내용 및 예들의 다음 설명에서, 실행될 수 있는 특정 예들이 도면들 내에서 예시로써 도시되는 첨부된 도면들이 참조된다. 개시내용의 범위를 벗어나지 않으면서 다른 예들이 실시될 수 있고, 구조적 변경이 가해질 수 있다는 것이 이해될 것이다.
본 명세서는 터치 패널에서 상호 및 자체 정전용량 둘 모두를 측정하는 것에 관한 것이다. 방법은 터치 패널의 다양한 전극 패턴들에서 자체 정전용량 및 상호 정전용량을 측정하는 단계, 및 자체 정전용량 측정, 상호 정전용량 측정, 또는 둘 모두에 기초하여, 터치 패널을 터치하거나 또는 그 위를 배회하는 물체를 나타내는 터치 신호를 계산하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 터치 패널은 행-열 전극 패턴일 수 있다. 일부 예들에서, 터치 패널은 픽셀형 전극 패턴을 가질 수 있다. 일부 예들에서, 자체 정전용량 측정, 상호 정전용량 측정, 또는 둘 모두를 이용하여 터치 패널의 불리한 조건을 나타내는 보정 계수를 결정하고, 보정 계수를 이용하여 불리한 조건에 대한 터치 신호를 보정할 수 있다. 상호 및 자체 정전용량 둘 모두를 측정함으로써, 터치 패널은 더 정확하고 빠른 터치 신호 검출을 유리하게 제공할 뿐만 아니라, 전력 절약을 제공하고, 다양한 불리한 조건들에도 더 강하게 적응할 수 있다.
본 명세서는 또한 터치 패널에서 사용자 접지 보정을 위한 터치 패널 전극 구조체에 관한 것이다. 전극 구조체는 패널에서 터치를 감지하기 위한 전극들의 어레이, 및 다같이 서로 교차하는 전극 행들 및 열들을 형성하기 위하여 전극들의 그룹들을 선택적으로 연결하기 위한 다수의 점퍼들을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 어레이는 선형적 구성을 가질 수 있고, 점퍼들을 이용하여 인접한 전극들을 대각 방향으로 연결함으로써 행들 및 열들을 지그재그 패턴으로 형성할 수 있다. 대안적인 예들에서, 어레이는 다이아몬드형 구성을 가질 수 있고, 점퍼들을 이용하여 인접한 전극들을 선형적으로 연결함으로써 행들 및 열들을 선형 패턴으로 형성할 수 있다. 전극 구조체는 불충분한 사용자 접지 조건에 대하여 유리하게 보정하고 패널에서 노이즈, 예를 들어, AC 어댑터 노이즈를 완화함으로써, 더 정확하고 빠른 터치 신호 검출을 제공할뿐만 아니라, 전력 절약을 제공하고, 사용자의 다양한 접지 조건에 더 강하게 적응할 수 있다. 전극 구조체는 패널에서 노이즈를 추가로 완화할 수 있다.
전극 구조체는 불량한 사용자 접지 조건에 대하여 유리하게 보정할 수 있고/있거나 패널의 노이즈, 예를 들어, AC 어댑터 노이즈를 완화할 수 있어서, 더 정확하고 더 빠른 터치 신호 검출뿐만 아니라, 전력 절약을 제공하고, 사용자의 다양한 접지 조건에 더 강하게 적응할 수 있다.
용어 "불충분하게 접지된", "접지안된", "접지되지 않은", "잘 접지되지 않은", "부적절하게 접지된", "고립된" 및 "플로팅된"을 상호교차로 사용하여, 사용자가 터치 패널의 그라운드에 전기적으로 연결되는 낮은 임피던스를 만들지 않을 때 존재할 수 있는 불충분한 접지 조건들을 지칭할 수 있다.
용어 "접지된", "적절하게 접지된" 및 "잘 접지된"을 상호교차로 사용하여, 사용자가 터치 패널의 그라운드에 전기적으로 연결되는 낮은 임피던스를 만들고 있을 때 존재할 수 있는 우수한 접지 조건들을 지칭할 수 있다.
도 1은 터치 감응형 디바이스의 터치 패널에서 터치 신호의 사용자 접지 보정을 위한 예시적인 방법을 도시한다. 도 1의 예에서, 패널의 다양한 전극 패턴들에서의 자체 정전용량 및 상호 정전용량을 측정하여 사용자의 접지 조건을 평가할 수 있다(120). 자체 정전용량 측정, 상호 정전용량 측정, 또는 둘 모두에 기초하여, 터치 신호에 대한 사용자 접지 보정 계수를 결정할 수 있다(130). 이어서 보정 계수를 이용하여 사용자의 임의의 불충분한 접지 조건들에 대하여 보정된 터치 신호를 계산할 수 있다(140). 이 방법의 여러 변형들이 아래에 더 자세히 설명될 것이다.
일 유형의 터치 패널은 행-열 전극 패턴을 가질 수 있다. 도 2는 이러한 유형의 터치 패널에 대한 예시적인 사용자 접지 조건을 도시한다. 도 2의 예에서, 터치 패널(200)은 행 전도성 트레이스(201)들과 열 전도성 트레이스(202)들의 교차점에 형성된 터치 노드(206)들의 어레이를 포함할 수 있지만, 다른 노드 구성들이 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 각각의 터치 노드(206)는 교차하는 행 트레이스(201)들과 열 트레이스(202)들 사이에 형성된 연관된 상호 정전용량(Cm)을 가질 수 있다.
잘 접지된 사용자의 손가락(또는 다른 물체)이 패널(200)을 터치하거나 또는 그 위를 배회할 때, 손가락으로 인해 터치 위치에서 정전용량(Cm)이 일정량(ΔCm)만큼 감소할 수 있다. 이 정전용량 변화(ΔCm)는 자극된 행 트레이스(201)로부터의 전하 또는 전류가 터치 위치에서 교차하는 열 트레이스(202)에 결합되는 대신에 터치하는(또는 배회하는) 손가락을 통해 그라운드로 션트되는 것에 의해 일어날 수 있다. 정전용량 변화(ΔCm)를 대표하는 터치 신호들은 열 트레이스(104)들에 의해 감지 회로(도시되지 않음)로 전송되어 처리될 수 있다. 터치 신호들은 터치가 일어난 터치 노드(206) 및 그 노드 위치에서 일어난 터치의 양을 나타낼 수 있다.
그러나, 도 2에 도시된 바와 같이, 불충분하게 접지된 사용자의 손가락(또는 다른 물체)이 패널(200)을 터치하거나 또는 그 위를 배회할 때, 손가락은 그라운드 대신에 패널로 되돌아가는 하나 이상의 2차 정전용량성 경로를 형성할 수 있다. 이 예에서, 손가락은 두 터치 노드(206)들의 검출가능한 거리 내에 있을 수 있는데, 하나의 노드는 제1 행(r1)과 제1 열(c1)에 의해 형성되고, 다른 하나의 노드는 제2 행(r2)과 제2 열(c2)에 의해 형성된다. 행 트레이스(r1)에 대한 손가락 정전용량(Cr1), 열 트레이스(c1)에 대한 손가락 정전용량(Cc1), 및 사용자 그라운드에 대한 손가락 정전용량(Cg)은 자극된 행 트레이스(r1)로부터 열 트레이스(c1)를 통해 패널로 되돌아가는 결합 전하에 대하여 하나의 2차 경로를 형성할 수 있다. 유사하게, 행 트레이스(r2)에 대한 손가락 정전용량(Cr2), 열 트레이스(c2)에 대한 손가락 정전용량(Cc2), 및 사용자 그라운드에 대한 손가락 정전용량(Cg)은 다른 2차 경로를 형성할 수 있다. 결과적으로, 터치 위치에 있는 터치 노드의 정전용량(Cm)이 ΔCm만큼 감소하는 대신에, Cm은 단지 (ΔCm ― Cneg)만큼 감소될 수 있으며, Cneg는 손가락의 불충분한 접지로 인해 교차하는 열 트레이스에 결합되는 전하를 원인으로 하는 소위 "음의 정전용량"을 나타낼 수 있다. 터치 신호들은 계속 일반적으로 터치가 일어난 터치 노드(206)를 나타내지만, 터치의 양을 실제 일어난 것보다 더 적게 나타낼 수 있다.
따라서, 음의 정전용량을 검출하고, 음의 정전용량에 대하여 터치 신호들을 보정하고, 사용자 접지 보정 방법을 이용하는 것은, 불충분한 사용자 접지 조건에서 터치 패널의 터치 검출을 개선할 수 있다.
도 3은 도 2의 행-열 터치 패널에서 터치 신호의 사용자 접지 보정을 위한 예시적인 방법을 도시한다. 도 3의 예에서, 터치 패널은 사용자의 접지 조건을 측정하도록 패널의 다양한 행-열 전극 패턴들에서 자체 및 상호 정전용량들을 획득하고, 임의의 불충분한 접지 조건들에 대하여 터치 신호를 보정하기 위하여 사용자 접지 측정을 이용하여 터치 신호를 계산할 수 있다. 따라서, 패널은 패널의 행 및 열 트레이스들의 자체 정전용량(Xr, Xc)을 각각 측정할 수 있다(310). 도 5는 부트 스트랩 작동(boot strap operation)을 이용하여 행 및 열 자체 정전용량들을 측정하는 예시적인 행-열 전극 패턴을 도시한다. 도 5의 예에서, 행 트레이스(501)들 및 열 트레이스(502)들은 교류 전류(AC) 파형을 포함할 수 있는 구동 회로(도시되지 않음)에 의해 제공되는 자극 신호(V)들에 의해 동시에 자극될 수 있고, 열 감지 트레이스(column sense trace)(402)에 대한 감지 증폭기를 포함할 수 있는 감지 회로(도시되지 않음)에 자체 정전용량(Xr, Xc)들을 전송할 수 있다. 따라서, 자체 정전용량(Xr, Xc)들은 단일 동작에서 측정될 수 있다.
일부 예들에서, 터치 패널은 행 및 열 트레이스들의 아래에 놓인 접지 플레이트를 포함할 수 있고 트레이스들 사이에 간격을 가질 수 있어서, 플레이트의 부분들이 트레이스들에 근접한(즉, 터치하거나 또는 배회하는) 손가락에 노출된다. 불충분하게 접지된 손가락과 노출된 플레이트는 터치 신호에 영향을 줄 수 있는 2차 정전용량성 경로를 형성할 수 있다. 따라서, 행 및 열 트레이스들을 자극하는 동안, 플레이트도 자극 신호(V)들에 자극될 수 있어서 행 및 열 자체 정전용량 측정들은 플레이트와 연관된 접지 조건들을 포함한다.
도 3을 다시 참조하여, 자체 정전용량들을 측정한 이후에, 패널은 패널에서 행 및 열 트레이스들의 행-열 간의 상호 정전용량(Cm)(또는 Yrc)을 측정할 수 있다(320). 도 4는 행-열 간의 상호 정전용량들을 측정하는 예시적인 행-열 전극 패턴을 도시한다. 도 4의 예에서, 터치 패널(400)은 구동 라인으로서 기능하는 행 트레이스(401) 및 감지 라인으로서 기능하는 열 트레이스(402)를 포함할 수 있으며, 행 및 열 트레이스들은 자신들이 교차하는 곳에서 상호 정전용량(Cm)을 형성할 수 있다. 행 구동 트레이스(401)는 구동 회로(도시되지 않음)에 의해 제공되는 자극 신호(V)들에 의해 자극될 수 있고, 열 감지 트레이스(402)는 패널(400)에서 터치를 나타내는 터치 신호(Cm ― ΔCm)를 감지 회로(도시되지 않음)로 전송할 수 있다.
도 3을 다시 참조하여, 행-열 간의 상호 정전용량들을 측정한 이후에, 패널은 패널에서 행 트레이스들의 행-행 간의 상호 정전용량(Yrr)들을 측정할 수 있다(330). 도 6a 및 도 6b는 행-행 간의 상호 정전용량들을 측정하는 예시적인 행-행 전극 패턴들을 도시한다. 도 6a의 예에서, 터치 패널(600)은 구동 트레이스로서 제1 행(601), 그라운드 트레이스로서 제2 행(611), 감지 트레이스로서 제3 행(621), 다른 그라운드 트레이스로서 제4 행(631)인 행-행 전극 패턴을 형성하도록 구성되고, 나머지 행들에 대하여 패턴이 반복될 수 있다. 행 구동 및 감지 트레이스(601, 621)들은 서로 간에 상호 정전용량(Yrr)을 형성할 수 있다. 행 구동 트레이스(601)는 구동 회로(도시되지 않음)에 의해 제공되는 자극 신호(V)들에 의해 자극될 수 있고 행 감지 트레이스(621)는 상호 정전용량(Yrr)을 감지 회로(도시되지 않음)에 전송할 수 있다. 상호 정전용량들이 모든 행들에 대하여 측정되는 것을 보장하기 위하여, 패널(600)은 그라운드 트레이스로서 제1 행(601), 구동 트레이스로서 제2 행(611), 다른 그라운드 트레이스로서 제3 행(621), 감지 트레이스로서 제4 행(631)인 다른 행-행 전극 패턴을 형성하도록 구성되고, 나머지 행들에 대하여 패턴이 반복될 수 있고, 이는 도 6b에 도시된 바와 같다. 이전 패턴과 같이, 행 구동 트레이스(611)는 자극될 수 있고 행 감지 트레이스(631)는 상호 정전용량(Yrr)을 전송할 수 있다. 따라서, 상호 정전용량(Yrr)들이 하나의 행-행 전극 패턴에서 제1 동작에 측정될 수 있고, 다른 행-행 전극 패턴에서 제2 동작이 이어질 수 있다. 일부 예들에서, 행 구동 트레이스들은 한번에 하나씩 자극될 수 있다. 일부 예들에서, 다수의 행 구동 트레이스들이 동시에 자극될 수 있다.
도 3을 다시 참조하여, 행-행 간의 상호 정전용량들을 측정한 이후에, 패널은 패널에서 열 트레이스들의 열-열 간의 상호 정전용량(Ycc)들을 측정할 수 있다(340). 도 7은 열-열 간의 상호 정전용량을 측정하는 예시적인 열-열 전극 패턴을 도시한다. 도 7의 예에서, 터치 패널(700)은 구동 트레이스로서 제1 열(702), 감지 트레이스로서 제2 열(712)인 열-열 전극 패턴을 형성하도록 구성되고, 나머지 열들에 대하여 패턴이 반복될 수 있다. 열 구동 및 감지 트레이스(702, 712)들은 서로 간에 상호 정전용량(Ycc)을 형성할 수 있다. 열 구동 트레이스(702)는 구동 회로(도시되지 않음)에 의해 제공되는 자극 신호(V)들에 의해 자극될 수 있고 열 감지 트레이스(712)는 상호 정전용량(Ycc)을 감지 회로(도시되지 않음)에 전송할 수 있다. 따라서, 상호 정전용량(Ycc)들은 한 동작에 열-열 전극 패턴에서 측정될 수 있다. 일부 예들에서, 열 구동 트레이스들은 한번에 하나씩 자극될 수 있다. 일부 예들에서, 다수의 열 구동 트레이스들이 동시에 자극될 수 있다.
도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 행 트레이스가 그라운드 트레이스로서 행 구동 및 감지 트레이스들을 분리하도록 구성될 수 있다. 트레이스-트레이스 간의 상호 정전용량 측정들에 부정적 영향을 끼칠 수 있는, 트레이스들이 서로 매우 가까운 경우 인접한 트레이스들 간의 강한 상호 정전용량들이 근접해있는 손가락에 의해 영향을 받는 것을 피하도록 이와 같이 수행될 수 있다. 반대로, 도 7에 도시된 바와 같이, 열 그라운드 트레이스는 생략될 수 있다. 트레이스-트레이스 간의 상호 정전용량 측정들에 부정적 영향을 주지 않는, 트레이스들이 충분히 멀리 떨어져 있어서, 인접한 트레이스들 간의 약한 상호 정전용량들이 근접해있는 손가락에 의해 영향을 받을 수 없는 경우, 이와 같이 수행될 수 있다. 따라서, 대안적인 예들에서, 행-행 전극 패턴은 구동 트레이스로서 제1 행, 감지 트레이스로서 제2 행을 포함하고, 나머지 행들에 대하여 패턴이 반복될 수 있고, 이는 도 7에 도시된 바와 같다. 유사하게, 대안적인 예들에서, 하나의 열-열 전극 패턴은 구동 트레이스로서 제1 열, 그라운드 트레이스로서 제2 열, 감지 트레이스로서 제3 열, 다른 그라운드 트레이스로서 제4 열을 포함하고, 나머지 열들에 대하여 패턴이 반복될 수 있고, 이는 도 6a에 도시되는 바와 같다. 다른 열-열 전극 패턴은 그라운드 트레이스로서 제1 열, 구동 트레이스로서 제2 열, 다른 그라운드 트레이스로서 제3 열, 감지 트레이스로서 제4 열을 포함하고, 나머지 열들에 대하여 패턴이 반복될 수 있고, 이는 도 6b에서 도시된 바와 같다. 이러한 그리고 다른 예시 패턴들은 패널 규격에 따라 가능하다.
도 3을 다시 참조하여, 열-열 간의 상호 정전용량들을 측정한 이후에, 자체 및 상호 정전용량 측정들에 기초하여 사용자 접지 보정 계수를 결정할 수 있고(350), 보정 계수를 이용하여 사용자 불충분 접지 조건들에 대하여 보정된 터치 신호를 계산할 수 있다(360). 식(1)을 이용하여 보정된 터치 신호를 계산할 수 있다.
[식(1)]
Figure 112016014077022-pct00001
여기서 ΔCmij,actual = 행 트레이스(i)와 열 트레이스(j)에 있는 터치 노드의 접지 보정된 터치 신호, ΔCmij = 행 트레이스(i)와 열 트레이스(j)에 있는 터치 노드의 측정된 터치 신호, Xri = 행 트레이스(i)의 자체 정전용량 측정, Xcj = 열 트레이스(j)의 자체 정전용량 측정, 및 K = f(Xri, Xcj, Yrirk, Ycjcl), 여기서 K는 Xri, Xcj, Yrirk(행 트레이스(k)에 대한 행 트레이스(i)의 상호 정전용량 측정), 및 Ycjcl(열 트레이스(l)에 대한 열 트레이스(j)의 상호 정전용량 측정)의 함수이고, 사용자의 접지 조건을 나타낸다. 일부 예들에서, K는 정전용량 측정의 실증 분석을 통해 결정될 수 있다.
대안적인 예들에서, K는 음의 정전용량 측정에 기초한 추정으로부터 결정될 수 있고, 여기서 K = f(ΔCmij < 0)이고, 행-행 간 및 열-열 간의 상호 정전용량 측정들은 생략될 수 있다.
도 8a는 도 2의 행-열 터치 패널에서 터치 신호의 사용자 접지 보정을 위한 다른 예시적인 방법을 도시한다. 도 8b 방법은 도 3 방법과 유사하지만, 열-열 간의 상호 정전용량의 측정을 행-열 간의 상호 정전용량의 측정으로 교체할 수 있고, 행-행 간의 상호 정전용량과 동시에 행-열 간의 상호 정전용량을 측정할 수 있다. 도 8a의 예에서, 터치 패널은 동시에 행 및 열 자체 정전용량을 측정할 수 있고, 이는 도 5에 도시된 바와 같다(820). 패널은 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이 행-행 간의 상호 정전용량을 측정할 수 있고, 추가적으로 도 4에 도시된 바와 같이 행-열 간의 상호 정전용량을 동시에 측정할 수 있다(830). K = f(Xri, Xcj, Yrirk)와 같이 자체 및 상호 정전용량 측정들에 기초하여 사용자 접지 보정 계수를 결정할 수 있고(840), 사용자 불충분 접지 조건들에 대하여 보정된 터치 신호를 계산하는 데 사용할 수 있다(850). 일부 예들에서, 이 방법은 분리된 열-열 간의 상호 정전용량 동작을 생략함으로써 측정 시간을 감소시킬 수 있다. 측정 시간을 감소시키는 것은 터치 패널을 구비한 디스플레이 디바이스를 포함하는 터치 감응형 디바이스에서 바람직할 수 있는데, 그 이유는 더 짧은 측정 시간이 디스플레이의 블랭킹(또는 업데이트) 기간동안 발생함으로써, 측정 중 디스플레이의 간섭을 방지할 수 있다.
도 8b는 도 2의 행-열 터치 패널에서 터치 신호의 사용자 접지 보정을 위한 다른 예시적인 방법을 도시한다. 도 8b 방법은 도 8a 방법과 유사하지만, 행-행 간의 상호 정전용량의 측정을 생략할 수 있다. 도 8b의 예에서, 터치 패널은 동시에 행 및 열 자체 정전용량을 측정할 수 있고, 이는 도 5에 도시된 바와 같다(860). 패널은 행-열 간의 상호 정전용량을 측정할 수 있고, 이는 도 4에 도시된 바와 같다(870). 행 및 열 상호 정전용량 측정들에 기초하여 사용자 접지 보정 계수를 결정할 수 있고(880), 사용자 불충분 접지 조건들에 대하여 보정된 터치 신호를 계산하는 데 사용할 수 있다(890). 여기서, K = f(ΔCmij < 0)이다.
대안적인 방법에서, ΔCmij 측정이 음의 정전용량을 나타내지 않는 한, 터치 신호를 계산하기 위하여(890) 보정 계수를 이용하기 보다는, 상호 정전용량 측정(Yricj)(열 트레이스(j)에 대한 행 트레이스(i)의 상호 정전용량 측정, 또는 Cmij)을 이용하여 터치 신호를 결정할 수 있다. 그러한 경우에, 자체 정전용량 측정(Xr, Xc)을 이용하여 터치 신호를 결정할 수 있다.
행-열 전극 패턴들이 도 5 내지 도 7에 도시된 것들로 제한되지 않지만, 터치 패널에서 행 및 열 트레이스들의 자체 및 상호 정전용량을 측정하는 데 적합한 다른 또는 추가적인 패턴들을 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어 행-열 전극 패턴은 구동 트레이스로서 제1 행 트레이스, 그라운드 트레이스로서 제2 행 트레이스, 이어서 제1 행 트레이스와 상호 정전용량들을 형성하는 감지 트레이스들로서 다수의 행 트레이스들, 이어서 다른 그라운드 트레이스로서 다른 행 트레이스를 포함하도록 구성되고, 나머지 행 트레이스들에 대하여 패턴이 반복될 수 있다. 대안적인 예에서, 행-열 전극 패턴은 구동 트레이스로서 제1 행 트레이스, 이어서 제1 행 트레이스와 상호 정전용량들을 형성하는 감지 트레이스들로서 다수의 행 트레이스들을 포함하도록 구성되고, 나머지 행 트레이스들에 대하여 패턴이 반복될 수 있다. 유사한 패턴들이 열 트레이스들에 대하여 구성될 수 있다.
사용자 접지 보정 계수를 터치 신호에 적용하는 것뿐만 아니라, 불충분한 접지 조건들을 완화하도록 행 및 열 트레이스들의 구조체가 설계될 수 있다. 도 9는 사용될 수 있는 예시적인 행-열 전극 구조체를 도시한다. 도 9의 예에서, 터치 패널(900)은 행 트레이스(901)들 및 열 트레이스(902)들을 포함할 수 있다. 행 트레이스(901)는 끝이 좁아지는 단부(911)를 갖는 넓은 부분(901a)들과 끝이 좁아지는 단부에 있는 좁은 부분(901b)들이 교번하는 단일 트레이스를 형성할 수 있다. 열 트레이스(902)는 전도성 브릿지(903)에 의해 서로 연결되는 끝이 좁아지는 단부(922)들을 갖는 분리된 넓은 부분(902a)들을 형성할 수 있다. 열 트레이스(902)의 브릿지(903)는 행 트레이스(901)의 좁은 부분(901b)을 가로지를 수 있다. 이 구조체는 터치 신호들을 형성하는 행-열 간의 상호 정전용량을 유리하게 최대화하는 반면, 자극 신호(V)들에 의해 유입되는 노이즈에 의해 영향을 받을 수 있는 트레이스 면적, 터치 신호들에 부정적 영향을 줄 수 있는 행-행 간 및/또는 열-열 간의 상호 정전용량, 및 터치 신호들에 부정적 영향을 줄 수 있는 행 및 열-그라운드 간의 정전용량을 최소화할 수 있다.
대안적인 예들에서, 행 트레이스(901)들은 분리된 넓은 부분들 및 넓은 부분을 서로 연결하는 전도성 브릿지들을 가질 수 있고, 이는 열 트레이스(902)들과 같다. 다른 대안적인 예들에서, 열 트레이스(902)들이 넓은 부분과 좁은 부분이 교번하는 단일 트레이스들을 형성할 수 있다.
도 32 내지 도 37은 사용될 수 있는 추가적인 예시적인 행-열 전극 구조체들을 도시한다. 이전에 설명한 바와 같이, 이러한 구조체들은 패널로 유입되는 노이즈에 의해 영향을 받을 수 있는 전극 영역 및 터치 신호들에 부정적 영향을 줄 수 있는 행-행 간 및/또는 열-열 간의 상호 정전용량을 유리하게 최소화할 수 있다. 추가적으로, 이러한 구조체들은 사용자 접지를 보정하는 데 필요한 터치의 크기를 최소화할 수 있다. 예를 들어, 이러한 구조체들에서 행-행 간 및 열-열 간의 상호 정전용량들을 최소화함으로써, 인접한 행들 및 열들은 멀리 떨어져 이격되거나 그 사이에 그라운드 전극 또는 트레이스를 가질 필요가 없다. 그와 같이, 사용자의 손가락(손가락을 통해 상호 정전용량들이 측정될 수 있음)은 필요한 전극 행들 및 열들을 포함하도록 패널의 작은 영역을 터치할 수 있다. 일부 예들에서, 터치 크기는 2×2 전극 행-열 영역일 수 있다. 일부 예들에서, 터치 크기는 3×3 전극 행-열 영역일 수 있다.
도 32의 예에서, 터치 패널(3200)은 다중 전극(3211)들을 포함할 수 있고, 전극들 중 일부는 전극 행(3201)들을 형성하는 전도성 점퍼(3221)들(또는 브릿지들) 및 전극 열(3202)들을 형성하는 전도성 점퍼들(또는 브릿지들)에 연결될 수 있다. 여기서, 행(3201)들은 지그재그 패턴으로 실질적으로 수평하고, 열(3012)들은 다른 지그재그 패턴으로 실질적으로 수직할 수 있다. 점퍼(3221, 3222)들 중 일부는 교차하여 그것들의 각각의 행(3201)과 열(3202) 사이에 상호 정전용량을 형성할 수 있다. 여기서, 행 지그재그 패턴은 제1 어레이 행 및 열에 있는 제1 전극(3211)이 제2 어레이 행 및 열에 있는 제2 전극에 연결되고, 제1 어레이 행 및 제3 어레이 열에 있는 제3 전극에 연결되고, 제2 어레이 행 및 제4 어레이 열에 있는 제4 전극에 연결되는 것 등을 지칭할 수 있고, 지그재그는 제1 및 제2 어레이 행들 사이에 있을 수 있다. 유사하게, 열 지그재그 패턴은 제1 어레이 행 및 제2 어레이 열에 있는 제1 전극(3211)이 제2 어레이 행 및 제1 어레이 열에 있는 제2 전극에 연결되고, 제3 어레이 행 및 제2 어레이 열에 있는 제3 전극에 연결되고, 제4 어레이 행 및 제1 어레이 열에 있는 제4 전극에 연결되는 것 등을 지칭할 수 있고, 지그재그는 제1 및 제2 어레이 열들 사이에 있을 수 있다.
도 33은 도 32의 구조체의 부분적인 적층을 도시한다. 도 32의 예에서, 터치 패널(3200)은 사용자가 터치하거나 또는 그 위를 배회할 수 있는 터치가능한 표면 및 도 32의 행-열 전극 구조체에 근접한 하부 표면을 갖는 커버 글래스(3343)를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 커버 글래스(3343)는 유리, 플라스틱, 중합체, 또는 임의의 적절한 투명 재료일 수 있다. 일부 예들에서, 행-전극 구조체는 인듐-주석-산화물(ITO) 또는 임의의 적절한 투명 전도성 재료일 수 있다. 터치 패널(3200)은 또한 구조체를 커버하고 보호하기 위하여 행-열 전극 구조체 상에 라미네이트(3345)를 포함할 수 있다. 라미네이트는 임의의 적절한 보호 재료일 수 있다. 터치 패널(3200)은 추가로 라미네이트(3345)에 근접하여 쉴드 역할을 하는 백 플레이트(3347) 및 백 플레이트에 근접하여 색상 정보를 제공하는 컬러 필터(3349)를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 백 플레이트는 ITO일 수 있다.
이 적층은 본 명세서에 기재된 임의의 다른 전극 구조체들에 유사하게 사용될 수 있으며, 예를 들어, 도 9, 도 26, 및 도 34 내지 도 37에서, 그것들의 전극 구조체들이 도 32 적층 형태의 구조체로 교체된다.
터치 패널 전극 구조체들은 패널의 내부 또는 외부에 있는 다른 구성요소들로부터의 노이즈를 겪을 수 있다. 노이즈를 구조체들에 유입시킬 수 있는 하나의 특정 구성요소는 전력을 공급하기 위하여 패널에 연결된 전원 어댑터, 예를 들어, AC 어댑터일 수 있다. 어댑터 노이즈는 전극들에 연결될 수 있고 상호 정전용량에 부정적 영향을 줄 수 있다. 이러한 어댑터 노이즈를 감소시키기 위하여, 전극 영역을 축소시켜 노이즈 커플링의 양을 감소시킬 수 있다.
도 34는 어댑터 노이즈를 감소시키기 위하여 전극 영역이 축소된 행-열 전극을 도시한다. 도 34의 예에서, 전극(3411)은 외측 전극(3411a) 및 중심 전극(3411b)을 가질 수 있고, 중심 전극은 노이즈 커플링 및 행-행 간 및/또는 열-열 간의 상호 정전용량들을 감소시키기 위하여 플로팅될 수 있다. 일부 예들에서, 중심 전극(3411b)에 근접한 백 플레이트(도 33에서 구성요소(3347)로 도시됨)는 터치 신호들에 부정적 영향을 줄 수 있는 행 및 열-그라운드 간의 정전용량을 최소화하기 위하여 행 전극(도 32에서 구성요소(3201)로 도시됨)과 동시에 자극 전압(V)에 의해 자극될 수 있다. 도 34의 전극(3411)은 도 32의 전극(3211)을 대체하여, 전극(3411)들을 이용하는 전극 행(3201) 및 열(3202)을 형성할 수 있다.
도 35는 어댑터 노이즈를 감소시키기 위하여 전극 영역의 가운데가 빈 행-열 전극을 도시한다. 도 35는 중심 전극이 제거된 도 34와 유사하다. 도 35의 예에서, 전극(3511)은 그것의 중심이 빌 수 있다. 도 35의 전극(3511)은 도 32의 전극(3211)을 대체하여, 전극(3511)들을 이용하는 전극 행(3201) 및 열(3202)을 형성할 수 있다.
도 36은 어댑터 노이즈를 감소시키기 위하여 다이아몬드형 구성 및 중공 전극 영역을 갖는 행-열 전극 구조체를 도시한다. 도 36은 정사각형 구성 대신에 다이아몬드형 구성을 갖는 도 34와 유사하다. 도 36의 예에서, 터치 패널(3600)은 다중 전극(3611)들을 포함할 수 있고, 전극들 중 일부는 전극 행(3601)들을 형성하는 전도성 점퍼(3621)들(또는 브릿지들) 및 전극 열(3602)들을 형성하는 전도성 점퍼들(3122)(또는 브릿지들)에 연결될 수 있다. 여기서, 행(3601)들은 수평하고 열(3602)들은 수직일 수 있다. 점퍼(3621, 3622)들은 교차되어 행(3601)과 열(3602) 사이에 상호 정전용량을 형성할 수 있다. 전극(3611)들은 그것들의 중심이 비어 있을 수 있다.
도 37은 어댑터 노이즈를 감소시키기 위하여 전극 영역이 축소된 행-열 전극을 도시한다. 도 37은 정사각형 구성 대신에 다이아몬드형 구성을 갖는 도 34와 유사하다. 도 37의 예에서, 전극(3711)은 외측 전극(3711a) 및 중심 전극(3711b)을 가질 수 있고, 중심 전극은 플로팅될 수 있다. 도 37의 전극(3711)은 도 36의 전극(3611)을 대체하여, 전극(3711)들을 구비한 전극 행(3601) 및 열(3602)을 형성할 수 있다.
대안적인 예들에서, 다이아몬드형 구성의 전극들은 도 9의 행 및 열 트레이스들과 같이 코너의 끝이 좁아져 육각형 모양을 형성하는 중실 전극 영역(solid electrode areas) 및 수평 행의 일부 전극들과 수직 열의 다른 전극들을 연결하는 점퍼들(또는 브릿지들)을 가질 수 있다. 점퍼들은 교차되어 행과 열 사이에 상호 정전용량을 형성할 수 있다.
사용자 접지를 보정하기 위하여 도 32 내지 도 37의 행-열 전극 구조체들을 이용하여 도 3 및 도 8의 방법을 수행할 수 있다.
다양한 경로, 예를 들어, 습기, 땀, 또는 젖은 터치 물체에 의해 물이 행-열 터치 패널에 유입될 수 있으며, 패널에 문제를 일으킬 수 있는데, 그 이유는 물이 패널의 임의의 행 또는 열과 커플링되어 상호 정전용량을 형성하여, 물과 터치 또는 배회 이벤트를 구분하는 것을 어렵게 만들 수 있다. 또한, 특히, 물이 터치 또는 배회 이벤트와 행 및/또는 열 트레이스들을 공유할 때, 그것은 패널에 음의 정전용량을 생성할 수 있다.
도 31은 위에서 설명한 어려움들을 일으킬 수 있는, 행-열 터치 패널이 겪을 수 있는 예시적인 물과 터치 시나리오를 도시한다. 도 31의 예에서, 시나리오(1)는 패널의 행 트레이스(3101)와 열 트레이스(3102)에 물이 없는 단일 터치(3106)를 도시한다. 시나리오(2) 내지 시나리오(5)는 패널 상의 다양한 위치에서 물이 없는 다중 터치(3106)들을 도시한다. 시나리오(6)는 패널 상에 터치 없이 물방울(3107)을 도시한다. 시나리오(7) 내지 시나리오(11)는 패널 상의 다양한 위치에서 동시에 하나 이상의 물방울(3107)과 하나 이상의 터치(3106)를 도시하고, 물과 터치는 행 및/또는 열 트레이스들을 공유한다. 시나리오(11)는 물방울(3107)들이 모여 패널 상에 큰 물 얼룩을 만드는 것을 도시한다. 이러한 시나리오들은 예시적인 목적에 불과하고, 다른 시나리오들 또한 가능하다는 것을 이해할 것이다.
도 3, 도 8a 및 도 8b의 방법들, 도 5 내지 도 7의 패턴들, 및 도 9의 구조체를 이용하여 물 영향에 대하여 터치 신호를 보정할 수 있다. 도 3의 예에서, 자체 및 상호 정전용량 측정들을 획득한 후(310 내지 340), 사용자 접지 보정 계수를 계산할 수 있다(350). 이어서 보정 계수를 이용하여 임의의 불충분한 사용자 접지 조건 및 물 영향에 대하여 보정된 터치 신호를 계산할 수 있다(360). 이전에 설명한 바와 같이, 사용자 접지 보정 계수(K)는 행 자체 정전용량 측정(Xr), 열 자체 정전용량 측정(Xc), 행 트레이스들 간의 상호 정전용량 측정(Yrr), 열 트레이스들 간의 상호 정전용량 측정(Ycc)의 함수일 수 있다. 물은 일반적으로 상호 정전용량 측정에 기여하여, 보정 계수(K)가 원래 값보다 더 크게 만들 수 있다. 결과적으로, 특히 터치 또는 배회 이벤트와 물방울이 동일한 행 및/또는 열 트레이스들을 공유할 때, 보정 계수(K)는 터치 신호 계산에서 초과보정하여 패널 상의 물 접촉 위치에서 초과보상된 거짓 터치들을 생성할 수 있다. 터치 신호가 보정되면, 물 터치 신호가 아직 음으로 남아있을 것이라는 사실에 기초하여 물 위치들이 식별될 수 있다. 일부 예들에서, 식별된 물 위치에서 계산된 터치 신호들은 폐기될 수 있다. 일부 예들에서, 식별된 물 위치에서 터치 신호 계산은 생략될 수 있다.
대안적인 예에서, 행-열 간의 상호 정전용량들을 측정할 때(320), 물 위치는 이러한 측정들로부터 식별될 수 있고, 이는 이전에 설명한 바와 같다. 이어서 보정 계수(K)가 초과추정되지 않도록 물이 없는 위치에서 선택적으로 행-행 간 및 열-열 간의 상호 정전용량(Yrr, Ycc)들을 측정할 수 있다(330 내지 340).
도 8b의 예에서, 터치 신호를 계산하기 위하여(890) 사용자 접지 보정 계수를 이용하는 대신에, 상호 정전용량 측정(Yrc) 측정이 물의 존재, 예를 들어, 음의 정전용량을 나타내지 않는 경우, (870)에서 측정된 (Yrc)을 이용하여 터치 신호를 결정할 수 있다. 그러한 경우에, (860)에서 측정된 자체 정전용량 측정(Xr, Xc)을 이용하여 터치 신호를 결정할 수 있다.
다양한 사용자 접지 조건들 및 물 영향는 본 명세서에서 설명한 다양한 예들에 따라 터치 패널의 터치 신호에서 보정될 수 있다. 일 예에서, 불충분하게 접지된 사용자의 열 손가락과 두 손바닥이 패널 상에 매우 가까이 접촉할 때, 음의 정전용량은 일부 또는 전체 터치 신호들에 영향을 줄 수 있는데, 예를 들어, 약지 및 검지 손가락 터치 신호들이 실질적으로 음의 정전용량에 의해 영향을 받을 수 있다. 본 명세서에서 설명한 보정 방법을 적용하는 경우, 음의 정전용량 효과는 보정될 수 있고 정확한 터치 신호들이 패널 상의 정확한 위치에서 회복될 수 있다.
제2 예에서, 물 얼룩들이 제1 예의 터치 조건들에 추가될 수 있으며, 예를 들어, 물 얼룩들이 엄지 손가락과 손바닥 사이에 배치되어, 손가락의 근접성과 물로부터 음의 정전용량을 일으킨다. 본 명세서에서 설명한 보정 방법을 적용하는 경우, 음의 정전용량 효과는 터치 신호들에서 보정되어 패널 상의 정확한 위치에서 실제 터치 신호들을 회복하고 물에 의해 유발된 거짓 터치들을 최소화할 수 있다.
제3 예에서, 물 얼룩들이 패널 상에서 터치하고 있는 손가락들에 비해 큰 경우에, 물은 실질적으로 음의 정전용량에 기여하여 터치 신호들을 압도한다. 본 명세서에서 설명한 보정 방법을 적용하는 경우, 물 위치들이 생략되거나 또는 물 위치를 수반하는 계산된 터치 신호들이 폐기되어 실제 터치 신호들은 물에 의해 유발된 어떠한 거짓 터치도 없이 패널 상의 정확한 위치에서 회복될 수 있다.
제4 예에서, 두 사용자가 패널을 터치하는데, 한 사용자는 잘 접지되고 다른 사용자는 불충분하게 접지될 수 있다. 일부 경우에, 잘 접지된 사용자가 효과적으로 불충분하게 접지된 사용자를 접지시켜서, 불충분하게 접지된 사용자의 터치 신호에 대한 영향이 더 낮아지도록 할 수 있다. 따라서, 본 명세서에서 설명한 보정 방법을 적용하는 경우, 불충분하게 접지된 사용자가 혼자 패널을 터치하는 것에 비하여 더 적은 보정이 터치 신호에 가해질 수 있다.
제5 예에서, 디스플레이 노이즈가 제1 예의 터치 조건들에 유입되어, 불충분한 접지로 인한 음의 정전용량뿐만 아니라 터치 신호 간섭을 일으킬 수 있다. 본 명세서에서 설명한 보정 방법을 적용하는 경우, 음의 정전용량 효과는 보정될 수 있고 노이즈가 최소화되어 정확한 터치 신호들이 패널 상의 정확한 위치에서 회복될 수 있다.
다른 유형의 터치 패널은 픽셀형 전극 패턴을 가질 수 있다. 도 10은 이러한 유형의 패널에 대한 예시적인 사용자 접지 조건을 도시한다. 도 10의 예에서, 터치 패널(1000)은 개별적인 터치 전극(1011)들의 어레이를 포함할 수 있지만, 다른 전극 구성들이 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 각각의 전극(1011)은 구동 전압(V)으로 전극을 구동하기 위하여 연결된 전도성 트레이스(1013) 및 터치 신호들을 감지 회로에 전송하기 위한 센서 트레이스(도시되지 않음)를 가질 수 있다. 각각의 전극(1011)은 그라운드에 대하여 연관된 자체 정전용량을 가질 수 있고 근접한 손가락(또는 다른 물체)과 자체 정전용량(Cs)을 형성할 수 있다. 도 12는 터치 신호를 획득하는 예시적인 픽셀형 터치 패널을 도시한다. 도 12의 예에서, 터치 패널(1200)은 터치 전극(1211)을 포함할 수 있고, 이는 구동 회로(도시되지 않음)에 의해 제공되는 구동 전압(V)에 의해 구동되어 패널(1200)에서 터치를 나타내는 손가락과의 정전용량(Cs)을 형성할 수 있다. 터치 신호(Cs)는 감지 회로(도시되지 않음)에 전송될 수 있다.
도 10을 다시 참조하여, 잘 접지된 사용자의 손가락(또는 다른 물체)이 패널(1000)을 터치하거나 또는 그 위를 배회하는 경우, 손가락은 터치 위치에서 전극(1011)과 자체 정전용량(Cs)을 형성할 수 있다. 이러한 정전용량은 전도성 트레이스(1013)에서 전극(1011)으로 구동된 전하 또는 전류에 의해 일어날 수 있다. 일부 예들에서, 전극(1011)들은 동일한 전압원에 연결되고 그것에 의해 구동될 수 있다. 다른 예들에서, 전극(1011)들은 각각 상이한 전압원에 연결되고 그것에 의해 구동될 수 있다. 정전용량(Cs)을 대표하는 터치 신호들은 센서 트레이스들에 의해 감지 회로(도시되지 않음)로 전송되어 처리될 수 있다. 터치 신호들은 터치가 일어난 전극(1011) 및 그 전극 위치에서 일어난 터치의 양을 나타낼 수 있다.
그러나, 도 10에 도시된 바와 같이, 불충분하게 접지된 사용자의 손가락(또는 다른 물체)이 패널(100)을 터치하거나 또는 그 위를 배회하는 경우, 정전용량(Cg)이 불충분하여 전극(1011)과 사용자의 손가락 사이에 형성된 정전용량(Cs)이 원래 값과 상이할 수 있다. 이 예에서, 손가락은 두 전극(1011)의 검출가능한 거리 내에 있을 수 있다. 제1 전극에 대한 손가락 정전용량(Cs1)과 제2 전극에 대한 손가락 정전용량(Cs2)이 형성될 수 있다. 그러나, 사용자-그라운드 간의 정전용량(Cg)이 불충분하기 때문에, 손가락 정전용량(Cs1, Cs2)은 부정확할 수 있다. 부정확한 정전용량(Cs1, Cs2)에 기초하여, 패널(1000)은 터치하지만 불충분하게 접지된 손가락과, 배회하지만 잘 접지된 손가락을 구별하는 데 실패할 수 있다.
따라서, 불충분한 접지를 검출하고, 불충분한 접지에 대하여 터치 신호들을 보정하고, 사용자 접지 보정 방법을 이용하는 것은, 불충분한 사용자 접지 조건에서 터치 패널의 터치 검출을 개선할 수 있다.
도 11은 도 10의 픽셀형 터치 패널에서 터치 신호의 사용자 접지 보정을 위한 예시적인 방법을 도시한다. 도 11의 예에서, 터치 패널은 사용자의 접지 조건을 측정하도록 패널의 다양한 픽셀형 전극 패턴들에서 자체 및 상호 정전용량들을 획득하고, 임의의 불충분한 접지 조건들에 대하여 터치 신호를 보정하기 위하여 사용자 접지 측정을 이용하여 터치 신호를 계산할 수 있다. 따라서, 패널은 패널에서 전극들의 광역적 자체 정전용량(Xe)을 측정할 수 있다(1120). 도 13은 부트 스트랩 작동을 이용하여 광역적 자체 정전용량을 측정하는 예시적인 픽셀형 터치 패널을 도시한다. 도 13의 예에서, 전극(1311)들은 구동 회로(도시되지 않음)에 의해 제공되는 구동 전압(V)에 의해 동시에 구동될 수 있고 자체 정전용량(Xe)들을 감지 회로(도시되지 않음)에 전송할 수 있다. 각각의 전극(1311) 상의 라벨 "D"는 그 전극이 구동되고 있음을 나타낼 수 있다. 따라서, 자체 정전용량(Xe)들은 단일 동작에서 측정될 수 있다.
도 11을 다시 참조하여, 광역적 자체 정전용량들을 측정한 이후에, 패널은 패널에서 대각 방향 전극들 간의 상호 정전용량(Yee)을 측정할 수 있다(1130). 도 14 내지 도 17은 전극 상호 정전용량을 측정하는 예시적인 픽셀형 전극 패턴을 도시한다. 도 14의 예에서, 터치 패널(1400)은 구동 전극으로서 전극(1411a), 그라운드 전극으로서 수평하게 인접한 전극(1411b), 다른 그라운드 전극으로서 수직하게 인접한 전극(1411c), 감지 전극으로서 대각 방향 전극(1411d)을 구비한 픽셀형 전극 패턴을 형성하도록 구성되고, 나머지 전극들에 대하여 패턴이 반복될 수 있다. 특정 전극(1411)들 상의 라벨 "D"는 전극이 구동되고 있다는 것을 나타내고, 라벨 "G"는 전극이 접지되어 있다는 것을 나타내고, 라벨 "S"는 전극이 상호 정전용량을 감지하고 있다는 것을 나타낼 수 있다. 구동 전극(1411a) 및 감지 전극(1411d)은 그 사이에 상호 정전용량(Yee)을 형성할 수 있다. 구동 전극(1411a)은 구동 회로(도시되지 않음)에 의해 제공되는 구동 전압(V)에 의해 구동될 수 있고 감지 전극(1411d)은 상호 정전용량(Yee)을 감지 회로(도시되지 않음)에 전송할 수 있다.
모든 전극들에 대하여 상호 정전용량이 측정되도록 보장하기 위하여, 패널은 도 14의 패턴을 시계방향으로 45 도 회전함으로써 제2 픽셀형 전극 패턴을 형성하도록 구성될 수 있다. 도 15는 제2 픽셀형 전극 패턴을 도시한다. 도 15의 예에서, 터치 패널(1400)은 이제 그라운드 전극으로서 전극(1411a), 구동 전극으로서 전극(1411b), 감지 전극으로서 전극(1411c), 다른 그라운드 전극으로서 전극(1411d)을 구비한 픽셀형 전극 패턴을 형성하도록 구성되고, 나머지 전극들에 대하여 패턴이 반복될 수 있다. 구동 전극(1411b) 및 감지 전극(1411c)은 그 사이에 상호 정전용량(Yee)을 형성할 수 있다.
일반적으로, 도 14 및 도 15의 패턴들은 전극들 간의 상호 정전용량을 측정하는 데 충분할 수 있다. 그러나, 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이 둘 이상의 패턴들을 추가적인 측정에 이용하여 도 14 및 도 15의 패턴들로부터 획득된 측정들과 평균낼 수 있다. 도 16은 도 15의 패턴을 시계방향으로 45 도 회전함으로써 형성되는 제3 픽셀형 전극 패턴을 도시한다. 도 16의 예에서, 터치 패널(1400)은 이제 감지 전극으로서 전극(1411a), 그라운드 전극으로서 전극(1411b), 다른 그라운드 전극으로서 전극(1411c), 구동 전극으로서 전극(1411d)을 구비한 픽셀형 전극 패턴을 형성하도록 구성되고, 나머지 전극들에 대하여 패턴이 반복될 수 있다. 구동 전극(1411d) 및 감지 전극(1411a)은 그 사이에 상호 정전용량(Yee)을 형성할 수 있다.
도 17은 도 16의 패턴을 시계방향으로 45 도 회전함으로써 형성되는 제4 픽셀형 전극 패턴을 도시한다. 도 17의 예에서, 터치 패널(1400)은 이제 그라운드 전극으로서 전극(1411a), 감지 전극으로서 전극(1411b), 구동 전극으로서 전극(1411c), 다른 그라운드 전극으로서 전극(1411d)을 구비한 픽셀형 전극 패턴을 형성하도록 구성되고, 나머지 전극들에 대하여 패턴이 반복될 수 있다. 구동 전극(1411c) 및 감지 전극(1411b)은 그 사이에 상호 정전용량(Yee)을 형성할 수 있다. 따라서, 상호 정전용량(Yee)들은 두 동작(도 14 및 도 15 패턴들) 또는 네 동작(도 14 내지 도 17 패턴들) 중 어느 하나에 측정될 수 있다.
이전에 설명한 바와 같이, 네 패턴들을 모두 사용하는 경우, 상호 정전용량들은 평균을 낼 수 있다. 예를 들어, 도 14 및 도 16의 패턴들을 이용하여 측정된 전극(1411a, 1411d) 간의 상호 정전용량들을 평균하여 이러한 두 전극들 간의 상호 정전용량(Yee)을 제공할 수 있다. 유사하게, 도 15 및 도 17의 패턴들을 이용하여 측정된 전극(1411b, 1411c) 간의 상호 정전용량들을 평균하여 이러한 두 전극들 간의 상호 정전용량(Yee)을 제공할 수 있다. 패널의 나머지 전극들에 대하여 동일하게 적용될 수 있다.
도 18a 및 도 18b는 도 14 내지 도 17의 패턴들을 대신할 수 있는 전극 상호 정전용량들을 측정하는 대안적인 픽셀형 전극 패턴들을 도시한다. 도 18a의 예에서, 터치 패널(1800)은 구동 전극으로서 전극(1811a), 감지 전극으로서 수평하게 인접한 전극(1811b)을 구비한 픽셀형 전극 패턴을 형성하도록 구성되고, 나머지 전극들에 대하여 패턴이 반복될 수 있다. 특정 전극(1811)들 상의 라벨 "D"는 전극이 구동되고 있다는 것을 나타내고, 라벨 "S"는 전극이 상호 정전용량을 감지하고 있다는 것을 나타낼 수 있다. 도 14 내지 도 17의 패턴들과는 다르게, 도 18a의 패턴들은 특정 전극들을 접지하는 것을 생략할 수 있다. 구동 전극(1811a) 및 감지 전극(1811b)은 그 사이에 상호 정전용량(Yee)을 형성할 수 있다. 구동 전극(1811a)은 구동 회로(도시되지 않음)에 의해 제공되는 구동 전압(V)에 의해 구동될 수 있고 감지 전극(1811b)은 상호 정전용량(Yee)을 감지 회로(도시되지 않음)에 전송할 수 있다.
일반적으로, 도 18a의 패턴은 전극들 간의 상호 정전용량을 측정하는 데 충분할 수 있다. 그러나, 도 18b에 도시된 바와 같이 제2 패턴을 추가적인 측정에 사용하여 도 18a의 패턴으로부터 획득된 측정들과 평균낼 수 있다. 도 18b의 예에서, 터치 패널(1800)은 이제 감지 전극으로서 전극(1811a), 구동 전극으로서 전극(1811b)을 구비한 픽셀형 전극 패턴을 형성하도록 구성되고, 나머지 전극들에 대하여 패턴이 반복될 수 있다. 구동 전극(1811b) 및 감지 전극(1811a)은 그 사이에 상호 정전용량(Yee)을 형성할 수 있다. 따라서, 상호 정전용량(Yee)들은 하나의 동작(도 18a 패턴) 또는 두 동작(도 18a 및 도 18b 패턴들) 중 어느 하나에서 측정될 수 있다. 도 18a 및 도 18b의 두 패턴들을 이용하여 측정된 전극(1811a, 1811b) 간의 상호 정전용량들을 평균하여 두 전극들 간의 상호 정전용량(Yee)을 제공할 수 있다. 패널의 나머지 전극들에 대하여 동일하게 적용될 수 있다.
픽셀형 전극 패턴들은 도 14 내지 도 18b에 도시된 것들에 제한되지 않고, 터치 패널에서 전극들의 자체 및 상호 정전용량을 측정하는 데 적합한 다른 또는 추가적인 패턴들을 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 픽셀형 전극 패턴은 구동 전극들인 제1 행의 전극들, 그라운드 전극들인 제2 행의 전극들, 제1 행 전극들과 상호 정전용량들을 형성하는 감지 전극들인 제3 행의 전극들, 그라운드 전극들인 제4 행의 전극들을 포함하도록 구성되고, 나머지 전극 행들에 대하여 패턴이 반복될 수 있다. 다른 예에서, 픽셀형 전극 패턴은 구동 전극인 제1 전극, 그라운드 전극들인 제1 전극을 둘러싸는 인접한 전극들, 제1 전극과 상호 정전용량들을 형성하는 감지 전극들인 그라운드 전극들을 둘러싸는 인접한 전극들을 포함하도록 구성되고, 나머지 전극들에 대하여 패턴이 반복될 수 있다.
도 11을 다시 참조하여, 상호 정전용량들을 측정한 이후에, 자체 및 상호 정전용량 측정들에 기초하여 사용자 접지 보정 계수를 결정할 수 있고(1140), 보정 계수를 이용하여 사용자 불충분 접지 조건들에 대하여 보정된 터치 신호를 계산할 수 있다(1150). 식(2)을 이용하여 보정된 터치 신호를 계산할 수 있다.
[식(2)]
Figure 112016014077022-pct00002
여기서 Cmi = 터치 전극(i)에서 획득된 터치 신호, Cmi,actual = 전극(i)에서 접지 보정된 터치 신호 및 Cg = f(Xei, Yeiej), 사용자 그라운드 정전용량, 여기서 Cg는 Xei(모든 터치 전극이 동시에 구동되어, 부트-스트랩될 때 터치 전극(i)의 자체 정전용량 측정) 및 Yeiej(터치 전극 (j)에 대한 터치 전극(i)의 상호 정전용량 측정)이고, 사용자의 접지 조건을 나타낸다. 보정 계수 형태를 계산하는 대안적인 방식은 K=Cg/[sum(Cmi,actual)+ Cg] = K(Xei, Yeiej)이고, 이는 Cmi=K Cmi,actual의 단수한 광역적 스칼라 보정 계수 형태로 유도된다.
도 19는 도 10의 픽셀형 전극 터치 패널에서 터치 신호의 사용자 접지 보정을 위한 다른 예시적인 방법을 도시한다. 도 19 방법은 도 11 방법과 유사하지만, 광역적 자체 정전용량의 측정을 국소적 자체 정전용량의 측정으로 대체할 수 있고 국소 및 상호 자체 정전용량들을 동시에 측정할 수 있다. 도 19의 예에서, 터치 패널은 전극들 간의 상호 정전용량(Yee)을 측정할 수 있고, 동시에 추가적으로 비-부트 스트랩 작동을 이용하여 국소적 자체 정전용량(Xe)을 측정할 수 있다(1920). 도 20a는 자체 및 상호 정전용량을 측정하는 예시적인 픽셀형 전극 패턴을 도시한다. 도 20의 예에서, 도 14와 유사하게, 터치 패널(2000)은 구동 전극으로서 전극(2011a), 그라운드 전극으로서 수평하게 인접한 전극(2011b), 다른 그라운드 전극으로서 수직하게 인접한 전극(2011c), 감지 전극으로서 대각 방향 전극(2011d)을 구비한 픽셀형 전극 패턴을 형성하도록 구성되고, 나머지 전극들에 대하여 패턴이 반복될 수 있다. 국소적 자체 정전용량을 측정하기 위하여, 전극(2011a)이 자신과 감지 전극(2011d) 간의 상호 정전용량(Yee)을 제공하도록 구동되는 동안, 구동 전극(2011a)의 자체 정전용량(Xe)이 측정될 수 있다. 도 15 내지 도 17의 것들과 유사한 추가적인 픽셀형 전극 패턴들이 형성될 수 있고, 예를 들어, 구동 전극(1411b)은 그것의 자체 정전용량을 측정하고(도 15), 구동 전극(1411c)은 그것의 자체 정전용량을 측정하고(도 16), 구동 전극(1411d)은 그것의 자체 정전용량을 측정한다(도 17).
도 19를 다시 참조하여, 자체 및 상호 정전용량들을 측정한 이후에, 자체 및 상호 정전용량 측정들에 기초하여 사용자 접지 보정 계수가 결정될 수 있고(1930), 사용자 불충분 접지 조건들에 대하여 보정된 터치 신호를 계산하는 데 사용할 수 있다(1940). 이전에 설명한 바와 같이, 식(2)을 이용하여 보정을 수행할 수 있다.
픽셀형 전극 패턴들은 도 20a에 도시된 것에 제한되지 않고, 터치 패널에서 전극들의 자체 및 상호 정전용량을 측정하는 데 적합한 다른 또는 추가적인 패턴들을 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 픽셀형 전극 패턴은 구동 전극들인 제1 행의 전극들, 제1 행 전극들과 상호 정전용량들을 형성하는 감지 전극들인 제2 행의 전극들, 제1 행 전극들과 상호 정전용량들을 형성하는 감지 전극들인 제3 행의 전극들, 제2 전극 행과 유사한 제4 행의 전극들을 포함하도록 구성되고, 나머지 전극 행들에 대하여 패턴이 반복될 수 있다. 다른 예에서, 픽셀형 전극 패턴은 구동 전극인 제1 전극, 제1 전극과 상호 정전용량들을 형성하는 감지 전극들인 제1 전극을 둘러싸는 인접한 전극들, 제1 전극과 상호 정전용량들을 형성하는 감지 전극들인 제1 그룹을 둘러싸는 제2 그룹의 인접한 전극들, 제1 인접한 그룹과 유사한 제3 그룹의 인접한 전극들로 구성되고, 나머지 전극들에 대하여 패턴이 반복될 수 있다.
도 20b는 도 20a의 패턴을 대체할 수 있는, 자체 및 상호 정전용량을 측정하는 다른 예시적인 픽셀형 전극 패턴을 도시한다. 도 20b의 예에서, 터치 패널(2000)은 구동 전극으로서 전극(2011a), 다른 구동 전극으로서 전극(2011b), 제3 구동 전극으로서 전극(2011c), 감지 전극으로서 전극(2011d)을 구비한 픽셀형 전극 패턴을 형성하도록 구성되고, 나머지 전극들에 대하여 패턴이 반복될 수 있다. 여기서, 전극(2011a)이 자신과 감지 전극(2011d) 간의 상호 정전용량(Yee)을 형성하도록 구동되는 동안, 전극(2011a)의 자체 정전용량(Xe)이 측정될 수 있다. 동시에, 전극(2011b, 2011c)들 또한 구동될 수 있고 그것들의 자체 정전용량(Xe)들이 측정될 수 있다. 그라운드 전극들이 구동 전극들로 대체되는 것을 제외하고, 도 15 및 도 17의 것들과 유사한 추가적인 픽셀형 전극 패턴들이 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 15와 유사하게, 전극(1411a, 1411d)들이 구동될 수 있고 그것들의 자체 정전용량들이 측정될 수 있다. 도 16과 유사하게, 전극(1411b, 1411c)들은 구동될 수 있고 그것들의 자체 정전용량들이 측정될 수 있다. 도 17과 유사하게, 전극(1411a, 1411d)들은 구동될 수 있고 그것들의 자체 정전용량들이 측정될 수 있다.
픽셀형 전극 패턴들은 도 20b에 도시된 것에 제한되지 않고, 터치 패널에서 전극들의 자체 및 상호 정전용량을 측정하는 데 적합한 다른 또는 추가적인 패턴들을 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 픽셀형 전극 패턴은 구동 전극들인 제1 행의 전극들, 구동 전극들인 제2 행의 전극들, 제1 행 전극들과 상호 정전용량들을 형성하는 감지 전극들인 제3 행의 전극들, 제2 행과 유사한 제4 행의 전극들을 포함하도록 구성되고, 나머지 전극 행들에 대하여 패턴이 반복될 수 있다. 다른 예에서, 픽셀형 전극 패턴은 구동 전극인 제1 전극, 구동 전극들인 제1 전극을 둘러싸는 인접한 전극들, 제1 전극과 상호 정전용량들을 형성하는 감지 전극들인 제1 인접한 그룹을 둘러싸는 제2 그룹의 인접한 전극들, 제1 인접한 그룹과 유사한 제2 그룹을 둘러싸는 제3 그룹의 인접한 전극들을 포함하도록 구성되고, 나머지 전극들에 대하여 패턴이 반복될 수 있다.
도 21은 도 10의 픽셀형 전극 터치 패널에서 터치 신호의 사용자 접지 보정을 위한 또 다른 예시적인 방법을 도시한다. 도 21 방법은 도 11 방법과 유사하지만, 상호 정전용량의 측정을 국소적 자체 정전용량의 측정으로 대체할 수 있다. 도 21의 예에서, 터치 패널은 사용자의 접지 조건을 측정하도록 패널의 다양한 픽셀형 전극 패턴들에서 자체 정전용량들을 획득하고, 측정들을 이용하여 임의의 불충분한 접지 조건들에 대하여 보정된 터치 신호를 계산할 수 있다. 따라서, 패널은 도 13에 도시된 바와 같이 부트 스트랩 작동으로 패널에서 전극들의 광역적 자체 정전용량(Xe)을 측정할 수 있다(2120). 이어서 패널은 비-부트 스트랩 작동으로 패널에서 전극들의 국소적 자체 정전용량(Xe)을 측정할 수 있다(2130). 도 22 내지 도 25는 국소적 자체 정전용량을 측정하는 예시적인 픽셀형 전극 패턴들을 도시한다. 도 22의 예에서, 터치 패널(2200)은 구동 전극으로서 전극(2211a), 추종 전극으로서 수평하게 인접한 전극(2211b), 다른 추종 전극으로서 수직하게 인접한 전극(2211c), 그라운드 전극으로서 대각 방향 전극(2211d)을 구비한 픽셀형 전극 패턴을 형성하도록 구성되고, 나머지 전극들에 대하여 패턴이 반복될 수 있다. 특정 전극(1411)들 상의 라벨 "D"는 전극이 구동되고 있다는 것을 나타내고, 라벨 "G"는 전극이 접지되어 있다는 것을 나타내고, 라벨 "F"는 전극이 구동되고 있지만, 그것의 자체 정전용량은 측정되지 않는다는 것을 나타낼 수 있다. 구동 전극(2211a)은 구동 회로(도시되지 않음)에 의해 제공되는 구동 전압(V)에 의해 구동될 수 있고, 전극에 대한 자체 정전용량(Xe)이 감지 회로(도시되지 않음)에 전송된다. 추종 전극(2211b, 2211c)들은 또한 구동 전압(V)에 의해 구동될 수 있다. 추종 전극(2211b, 2211c)들을 구동함으로써, 추종 전극들과 인접한 구동 전극(2211a) 간에 형성된 원치않는 기생 정전용량들은 최소화될 수 있고, 구동 전극으로부터의 자체 정전용량(Xe)을 간섭하지 않도록 한다.
모든 전극들에 대하여 국지적 자체 정전용량이 측정되도록 보장하기 위하여, 패널은 도 22의 패턴을 시계방향으로 45 도 회전함으로써 제2 픽셀형 전극 패턴을 형성하도록 구성될 수 있다. 도 23은 제2 픽셀형 전극 패턴을 도시한다. 도 23의 예에서, 터치 패널(2200)은 이제 추종 전극으로서 전극(2211a), 구동 전극으로서 전극(2211b), 그라운드 전극으로서 전극(2211c), 다른 추종 전극으로서 전극(2211d)을 구비한 픽셀형 전극 패턴을 형성하도록 구성되고, 나머지 전극들에 대하여 패턴이 반복될 수 있다. 구동 전극(2211b)의 자체 정전용량(Xe)이 측정될 수 있다.
일반적으로, 도 22 및 도 23의 패턴들은 국소적 자체 정전용량들을 측정하는 데 충분할 수 있다. 그러나, 도 24 및 도 25에 도시된 바와 같이 둘 이상의 패턴들을 추가적인 측정에 이용하여 도 22 및 도 23의 패턴들로부터 획득된 측정들을 평균할 수 있다. 도 24는 도 23의 패턴을 시계방향으로 45 도 회전함으로써 형성되는 제3 픽셀형 전극 패턴을 도시한다. 도 24의 예에서, 터치 패널(2200)은 이제 그라운드 전극으로서 전극(2211a), 추종 전극으로서 전극(2211b), 다른 추종 전극으로서 전극(2211c), 구동 전극으로서 전극(2211d)을 구비한 픽셀형 전극 패턴을 형성하도록 구성되고, 나머지 전극들에 대하여 패턴이 반복될 수 있다. 구동 전극(2211d)의 자체 정전용량(Xe)이 측정될 수 있다.
도 25는 도 24의 패턴을 시계방향으로 45 도 회전함으로써 형성되는 제4 픽셀형 전극 패턴을 도시한다. 도 25의 예에서, 터치 패널(2200)은 이제 추종 전극으로서 전극(2211a), 그라운드 전극으로서 전극(2211b), 구동 전극으로서 전극(2211c), 다른 추종 전극으로서 전극(2211d)을 구비한 픽셀형 전극 패턴을 형성하도록 구성되고, 나머지 전극들에 대하여 패턴이 반복될 수 있다. 구동 전극(2211c)의 자체 정전용량(Xe)이 측정될 수 있다. 따라서, 국지적 자체 정전용량(Xe)들은 두 동작(도 22 및 도 23 패턴들) 또는 네 동작(도 22 내지 도 25 패턴들) 중 어느 하나에 측정될 수 있다.
픽셀형 전극 패턴들은 도 22 내지 도 25에 도시된 것들에 제한되지 않고, 터치 패널에서 전극들의 자체 정전용량을 측정하는 데 적합한 다른 또는 추가적인 패턴들을 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 픽셀형 전극 패턴은 구동 전극들인 제1 행의 전극들, 구동 전극에 전기적으로 이어지는 제2 행의 전극들, 그라운드 전극들인 제3 행의 전극들, 구동 전극들에 전기적으로 이어지는 제4 행의 전극들로 구성되고, 나머지 전극 행들에 대하여 패턴이 반복될 수 있다. 다른 예에서, 픽셀형 전극 패턴은 구동 전극인 제1 전극, 추종 전극들인 제1 전극을 둘러싸는 인접한 전극들, 그라운드 전극인 추종 전극들을 둘러싸는 인접한 전극들로 구성되고, 나머지 전극들에 대하여 패턴이 반복될 수 있다.
도 21을 다시 참조하여, 자체 정전용량들을 측정한 이후에, 자체 정전용량 측정에 기초하여 사용자 접지 보정 계수를 결정할 수 있고(2140), 사용자 불충분 접지 조건들에 대하여 보정된 터치 신호를 계산하는 데 사용할 수 있다(2150). 이전에 설명한 바와 같이, 식(2)을 이용하여 불충분한 접지 조건들에 대하여 보정할 수 있다.
사용자 접지 보정 계수를 터치 신호에 적용하는 것뿐만 아니라, 불충분한 접지 조건들을 완화하도록 터치 전극들의 구조체를 설계할 수 있다. 도 26은 사용될 수 있는 예시적인 픽셀형 전극 구조체를 도시한다. 도 26의 예에서, 터치 패널(2600)은 코너(2615)들이 깎여서 대각 방향 전극들 간의 거리(d)를 형성하는 팔각형 모양의 터치 전극(2611)들의 어레이를 포함할 수 있지만, 다른 형상을 이용하여 대각 방향 전극들 간의 거리를 제공할 수 있다. 이 구조체는 터치 신호들을 형성하는 자체 정전용량을 유리하게 최대화할 수 있는 반면, 터치 신호에 부정적 영향을 줄 수 있는 대각 방향 전극들 간의 상호 정전용량, 및 터치 신호에 부정적 영향을 줄 수 있는 전극-그라운드 간의 정전용량을 최소화할 수 있다.
하나 이상의 터치 패널은 도 27에 도시된 시스템(2700)과 유사하거나 동일한 시스템에서 작동할 수 있다. 시스템(2700)은 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체, 예컨대 메모리(2703) 또는 저장 디바이스(2701)에 저장되고, 프로세서(2705)에 의해 실행되는 명령어들을 포함할 수 있다. 명령어들은 또한 임의의 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체 내에 저장 및/또는 전송되어,
명령어 실행 시스템, 장치, 또는 디바이스로부터 명령어들을 페치하고 명령어들을 실행할 수 있는 컴퓨터 기반 시스템, 프로세서 포함 시스템, 또는 기타 시스템과 같은 명령어 실행 시스템, 장치, 또는 디바이스에 의해 또는 그것에 연결되어 사용하도록 할 수 있다. 본 명세서의 맥락에서, "비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체"는 명령어 실행 시스템, 장치, 또는 디바이스에 의해 또는 그것에 연결되어 사용할 프로그램을 포함 또는 저장할 수 있는 임의의 매체일 수 있다. 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 전자, 자기, 광학, 전자기, 적외선, 또는 반도체 시스템, 장치 또는 디바이스, 휴대용 컴퓨터 디스켓(자기), 랜덤 액세스 메모리(RAM)(자기), 판독 전용 메모리(ROM)(자기), 소거가능 프로그래밍 판독 전용 메모리(EPROM)(자기), CD, CD-R, CD-RW, DVD, DVD-R, 또는 DVD-RW와 같은 휴대용 광학 디스크, 또는 콤팩트 플래시 카드, 보안 디지털 카드, USB 메모리 디바이스, 메모리 스틱과 같은 플래시 메모리 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
명령어들은 또한 명령어 실행 시스템, 장치, 또는 디바이스로부터 명령어들을 페치하고 명령어들을 실행할 수 있는 컴퓨터 기반 시스템, 프로세서 포함 시스템, 또는 기타 시스템과 같은 명령어 실행 시스템, 장치, 또는 디바이스에 의해 또는 그것에 연결되어 사용되는 임의의 전송 매체 내에서 전달될 수 있다. 본 명세서의 맥락에서, "전달 매체"는 명령어 실행 시스템, 장치, 또는 디바이스에 의해 또는 그것에 연결되어 사용할 프로그램을 통신, 전달 또는 전송할 수 있는 임의의 매체일 수 있다. 전송 매체는 전자, 자기, 광학, 전자기 또는 적외선 유선 또는 무선 전달 매체를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
시스템(2700)은 또한 프로세서(2705)에 연결된 디스플레이 디바이스(2709)를 포함할 수 있다. 디스플레이 디바이스(2709)를 이용하여 그래픽 사용자 인터페이스를 표시할 수 있다. 시스템(2700)은 프로세서(2705)에 연결된, 예컨대 도 2 및 도 10의 터치 패널(2707)을 추가로 포함할 수 있다. 터치 패널(2707)은 디스플레이 디바이스(2709) 상의 그래픽 사용자 인터페이스에 대응하는 위치에서 패널을 터치하거나 또는 그 위를 배회하는 물체를 검출할 수 있는 터치 노드들을 가질 수 있다. 프로세서(2705)는 터치 패널(2707)로부터의 출력들을 처리하여 터치 또는 배회 이벤트 및 표시된 그래픽 사용자 인터페이스에 기초하여 작동들을 수행할 수 있다.
시스템이 도 27의 컴포넌트 및 구성에 제한되지 않고, 다양한 예들에 따른 다중 구성에서 다른 또는 추가적인 컴포넌트들을 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 추가적으로, 시스템(2700)의 컴포넌트들은 단일 디바이스 내에 포함될 수 있고, 또는 다수의 디바이스 간에 분배될 수 있다. 일부 예들에서, 프로세서(2705)는 터치 패널(2707) 및/또는 디스플레이 디바이스(2709) 내에 위치할 수 있다.
도 28은 다양한 예들에 따른 터치 패널(2824), 디스플레이(2836) 및 터치 패널에서 터치 신호의 사용자 접지 보정을 수행할 수 있는 기타 컴퓨팅 시스템 블록들을 포함할 수 있는 예시적인 모바일 전화기(2800)를 도시한다.
도 29는 다양한 예들에 따른 터치 패널(2924), 디스플레이(2936), 및 터치 패널에서 터치 신호의 사용자 접지 보정을 수행할 수 있는 기타 컴퓨팅 시스템 블록들을 포함할 수 있는 예시적인 디지털 미디어 플레이어(2900)를 도시한다.
도 30은 다양한 예들에 따른 터치 패널(트랙패드)(3024), 디스플레이(3036), 및 터치 패널에서 터치 신호의 사용자 접지 보정을 수행할 수 있는 기타 컴퓨팅 시스템 블록들을 포함할 수 있는 예시적인 개인용 컴퓨터(3000)를 도시한다.
도 28 내지 도 30의 모바일 전화기, 미디어 플레이어, 개인용 컴퓨터는 유리하게 더 정확하고 빠른 터치 신호 검출을 제공할 뿐만 아니라 전력 절약을 제공하고, 다양한 예들에 따른 사용자의 다양한 접지 조건들에 더 강하게 적응할 수 있다.
따라서, 위 설명에 따라, 개시내용의 일부 예들은 터치 패널에서 상호 및 자체 정전용량을 측정하기 위한 방법에 관한 것으로, 방법은, 터치 패널의 다수의 터치 노드 패턴들에서 상호 및 자체 정전용량들을 측정하는 단계; 및 측정들에 기초하여 터치 신호를 계산하는 단계를 포함하고, 터치 신호는 터치 패널에 근접한 물체를 나타낸다. 위에서 개시한 하나 이상의 예에 추가적으로 또는 대안적으로, 터치 패널은 행-열 전극 구성을 가지며, 터치 패널은 다수 행들의 전도성 트레이스들 및 다수 열들의 전도성 트레이스들을 포함하고, 열들은 행들과 교차하여 그 사이에 상호 정전용량들을 형성한다. 위에서 개시한 하나 이상의 예에 추가적으로 또는 대안적으로, 터치 신호는 상호 정전용량 터치 신호를 포함한다. 위에서 개시한 하나 이상의 예에 추가적으로 또는 대안적으로, 측정하는 단계는: 제1 노드 패턴에서 터치 패널의 행 전도성 트레이스들의 제1 자체 정전용량 및 열 전도성 트레이스들의 제2 자체 정전용량을 동시에 측정하는 단계; 제2 노드 패턴에서 행 전도성 트레이스들의 쌍 간의 제1 상호 정전용량을 측정하는 단계; 및 제3 노드 패턴에서 열 전도성 트레이스들의 쌍 간의 제2 상호 정전용량을 측정하는 단계를 포함한다. 위에서 개시한 하나 이상의 예에 추가적으로 또는 대안적으로, 측정하는 단계는: 제1 노드 패턴에서 터치 패널의 행 전도성 트레이스들의 제1 자체 정전용량 및 열 전도성 트레이스들의 제2 자체 정전용량을 동시에 측정하는 단계; 및 제2 노드 패턴에서 행 전도성 트레이스들의 쌍 간의 제1 상호 정전용량 및 행 및 열 전도성 트레이스들의 쌍 간의 제2 상호 정전용량을 동시에 측정하는 단계를 포함한다. 위에서 개시한 하나 이상의 예에 추가적으로 또는 대안적으로, 계산하는 단계는: 불충분하게 접지된 근접한 물체, 터치 패널 상의 물, 또는 터치 패널에 유입된 노이즈 중 적어도 하나에 대하여 보정된 터치 신호를 계산하는 단계를 추가로 포함한다. 위에서 개시한 하나 이상의 예에 추가적으로 또는 대안적으로, 터치 패널은 픽셀형 전극 구성을 가지며, 터치 패널은 전극들과 물체 간의 자체 정전용량들을 형성하는 전극들의 어레이를 포함한다. 위에서 개시한 하나 이상의 예에 추가적으로 또는 대안적으로, 터치 신호는 자체 정전용량 터치 신호를 포함한다. 위에서 개시한 하나 이상의 예에 추가적으로 또는 대안적으로, 측정하는 방법은: 제1 노드 패턴에서 터치 패널의 전극들로부터 광역적으로 자체 정전용량을 측정하는 단계; 및 제2 노드 패턴에서 전극들의 쌍 간의 상호 정전용량을 측정하는 단계를 포함한다. 위에서 개시한 하나 이상의 예에 추가적으로 또는 대안적으로, 측정하는 단계는: 제1 노드 패턴에서 터치 패널의 전극들 중 적어도 하나로부터 국소적인 자체 정전용량 및 전극들의 쌍 간의 상호 정전용량을 동시에 측정하는 단계를 포함한다. 위에서 개시한 하나 이상의 예에 추가적으로 또는 대안적으로, 측정하는 방법은: 제1 노드 패턴에서 터치 패널의 전극들로부터 광역적으로 제1 자체 정전용량을 측정하는 단계; 및 제2 노드 패턴에서 전극들 중 적어도 하나로부터 국소적인 제2 자체 정전용량을 측정하는 단계를 포함한다. 위에서 개시한 하나 이상의 예에 추가적으로 또는 대안적으로, 방법은: 터치 패널에서 불리한 조건에 대하여 보정하기 위하여 측정된 정전용량들에 기초하여 보정 계수를 결정하는 단계를 추가로 포함한다. 위에서 개시한 하나 이상의 예에 추가적으로 또는 대안적으로, 결정하는 단계는: 터치 패널에서 행 전도성 트레이스들의 제1 자체 정전용량의 제1 측정, 터치 패널에서 열 전도성 트레이스들의 제2 자체 정전용량의 제2 측정, 행 전도성 트레이스 쌍들 간의 제1 상호 정전용량의 제3 측정, 열 전도성 트레이스 쌍들 간의 제2 상호 정전용량의 제4 측정, 또는 행 및 열 전도성 트레이스 쌍들 간의 제3 상호 정전용량의 제5 측정 중 적어도 하나에 기초하여 보정 계수를 결정하는 단계를 포함한다. 위에서 개시한 하나 이상의 예에 추가적으로 또는 대안적으로, 결정하는 단계는: 터치 패널의 전극들로부터의 광역적인 제1 자체 정전용량의 제1 측정, 전극들 중 적어도 하나로부터의 국소적인 제2 자체 정전용량의 제2 측정, 또는 전극들의 쌍 간의 상호 정전용량의 제3 측정 중 적어도 하나에 기초하여 보정 계수를 결정하는 단계를 포함한다.
개시내용의 다른 예들은 터치 디바이스에 관한 것으로, 터치 디바이스는: 상호 정전용량 터치 및 자체 정전용량 터치를 측정할 수 있는 터치 노드들의 세트를 갖는 터치 패널; 및 터치 노드들의 다수의 패턴들로부터 취해진 상호 정전용량 터치 측정들의 세트 또는 자체 정전용량 터치 측정들의 세트 중 적어도 하나를 수신하고, 측정들의 세트 중 적어도 하나를 이용하여 터치 패널에서 터치 신호를 계산할 수 있는 프로세서를 포함한다. 위에서 개시한 하나 이상의 예에 추가적으로 또는 대안적으로, 터치 노드들의 세트는: 다수 행들의 전도성 트레이스들 - 각각의 행 트레이스는 넓은 부분과 좁은 부분이 교번하고, 넓은 부분들은 말단부에서 좁아져서 좁은 부분들과 연결됨 -; 및 다수 열들의 전도성 트레이스들 - 각각의 열 트레이스는 말단부들에서 끝이 좁아지는 넓은 부분들 및 넓은 부분들의 끝이 좁아지는 말단부들을 연결하는 브릿지들을 가짐 -을 포함하고, 행들 및 열들은 행 트레이스들의 좁은 부분들과 열 트레이스들의 브릿지에서 서로 교차한다. 위에서 개시한 하나 이상의 예에 추가적으로 또는 대안적으로, 제1 패턴의 터치 노드들은 자체 정전용량 측정들의 세트를 제공하기 위하여 동시에 자극되는 터치 패널의 전도성 트레이스들의 행들 및 열들을 포함하고, 제2 패턴의 터치 노드들은 행 전도성 트레이스들의 쌍을 포함하고 - 행 쌍 중 하나는 행 쌍 중 다른 하나를 구동하여 상호 정전용량 측정들의 세트 중 적어도 일부를 전송하기 위하여 자극됨 -, 제3 패턴의 터치 노드들은 열 전도성 트레이스들의 쌍을 포함하고 - 열 쌍 중 하나는 열 쌍 중 다른 하나를 구동하여 상호 정전용량 측정들의 세트 중 적어도 다른 것들을 전송하기 위하여 자극됨 -, 프로세서는 제1, 제2, 및 제3 패턴들의 노드들로부터 상호 및 자체 정전용량 측정들의 세트들을 수신한다. 위에서 개시한 하나 이상의 예에 추가적으로 또는 대안적으로, 터치 노드들의 세트는: 전극들의 어레이를 포함하고, 각각의 전극은 다른 전극으로부터 거리를 제공하기 위하여 깎인 코너들을 갖는다. 위에서 개시한 하나 이상의 예에 추가적으로 또는 대안적으로, 제1 패턴의 터치 노드들은 자체 정전용량 측정들의 세트를 제공하기 위하여 동시에 자극되는 터치 패널의 전극들을 포함하고, 제2 패턴의 터치 노드들은 구동 전극인 전극들 중 제1 전극, 그라운드 전극인 전극들 중 제2 전극, 감지 전극인 전극들 중 제3 전극, 및 그라운드 전극인 전극들 중 제4 전극을 포함하고, 제1 전극은 제3 전극을 구동하여 상호 정전용량 측정들의 세트를 전송하기 위하여 자극되고, 프로세서는 제1 및 제2 패턴들의 노드들로부터 상호 및 자체 정전용량 측정들의 세트들을 수신한다. 위에서 개시한 하나 이상의 예에 추가적으로 또는 대안적으로, 제1 패턴의 터치 노드들은 구동 전극인 터치 패널의 제1 전극, 그라운드 전극인 제2 전극, 감지 전극인 제3 전극, 및 그라운드 전극인 제4 전극을 포함하고, 제1 전극은 자체 정전용량 측정들의 세트를 제공하고 동시에 상호 정전용량 측정들의 세트를 제공하도록 제3 전극을 구동하기 위하여 자극되고, 프로세서는 제1 패턴의 노드들로부터의 상호 및 자체 정전용량 측정들의 세트들을 수신한다. 위에서 개시한 하나 이상의 예에 추가적으로 또는 대안적으로, 제1 패턴의 터치 노드들은 자체 정전용량 측정들의 세트 중 일부를 제공하기 위하여 동시에 자극되는 터치 패널의 전극들을 포함하고, 제2 패턴의 터치 노드들은 구동 전극인 전극들 중 제1 전극, 추종 전극인 전극들 중 제2 전극, 그라운드 전극인 전극들 중 제3 전극, 및 추종 전극인 전극들 중 제4 전극을 포함하고, 제1 전극은 자체 정전용량 측정들의 세트 중 다른 것들을 제공하도록 자극되고, 프로세서는 제1 및 제2 패턴들의 노드들로부터 자체 정전용량 측정들의 세트를 수신한다. 위에서 개시한 하나 이상의 예에 추가적으로 또는 대안적으로, 디바이스는 모바일 전화기, 미디어 플레이어, 또는 휴대용 컴퓨터 중 적어도 하나를 포함한다.
개시내용의 다른 예들은 터치 패널에서 상호 및 자체 정전용량 측정들을 사용하기 위한 방법에 관한 것으로, 방법은: 터치 패널의 터치 노드들에서 자체 정전용량 및 상호 정전용량을 측정하는 단계 - 측정들은 터치 패널에 근접한 물체를 나타냄 -; 자체 및 상호 정전용량 측정들에 기초하여 보정 계수를 결정하는 단계; 및 보정 계수에 기초하여 터치 신호를 계산하는 단계를 포함하고, 터치 신호는 물체의 접지 조건, 터치 패널 상에 배치된 물, 또는 터치 패널에 유입된 노이즈 중 적어도 하나에 대하여 보정된다.
개시내용의 다른 예들은 터치 패널에 관한 것이고, 터치 패널은: 패널에 근접한 물체를 검출할 수 있는 다수의 터치 노드들을 포함하고, 터치 노드들 중 적어도 하나는 제1 동작에서 물체의 터치를 검출하고 제2 동작에서 노드의 자체 정전용량 또는 상호 정전용량 중 적어도 하나를 측정한다. 위에서 개시한 하나 이상의 예에 추가적으로 또는 대안적으로, 다수의 터치 노드들은 전도성 트레이스들의 행 및 전도성 트레이스들의 열을 포함하고, 행 및 열 트레이스들은 교차하여 노드들을 형성하고, 제1 동작은 상호 정전용량 터치 신호를 검출하고, 제2 동작은 행 및 열 트레이스들의 자체 정전용량, 행 트레이스들의 쌍의 상호 정전용량, 또는 열 트레이스들의 쌍의 상호 정전용량 중 적어도 하나를 측정한다. 위에서 개시한 하나 이상의 예에 추가적으로 또는 대안적으로, 다수의 터치 노드들은 전극들의 어레이를 포함하고, 제1 동작은 자체 정전용량 터치 신호를 검출하고, 제2 동작은 전극들의 자체 정전용량 또는 전극들의 쌍의 상호 정전용량 중 적어도 하나를 측정한다.
개시내용의 일부 예들은 터치 패널에 관한 것으로, 터치 패널은: 터치를 감지할 수 있는 전극들의 어레이; 및 지그재그 패턴으로 전극 행들 및 열들을 형성하기 위하여 서로 전극들의 그룹들을 선택적으로 연결할 수 있는 다수의 점퍼들을 포함하고, 행들 및 열들을 형성하는 점퍼들 중 적어도 일부는 서로 교차한다. 위에서 개시한 하나 이상의 예에 대안적으로 또는 추가적으로에, 일부 예들에서 전극들의 어레이는 선형적 구성을 갖는다. 위에서 개시한 하나 이상의 예에 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 예들에서 각각의 전극은 중실 표면 및 정사각형 형상을 갖는다. 위에서 개시한 하나 이상의 예에 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 예들에서 각각의 전극은 외측 전극 및 중심 전극을 가지며, 외측 및 중심 전극들은 물리적으로 분리된다. 위에서 개시한 하나 이상의 예에 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 예들에서 각각의 전극은 빈 중심을 갖는다. 위에서 개시한 하나 이상의 예에 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 예들에서 전극 행은: 어레이의 제1 행 및 제1 열에 있는 제1 전극과 어레이의 제2 행 및 제2 열에 있고, 제1 전극에 대각 방향에 있는 제2 전극을 연결하는 제1 점퍼 - 제1 점퍼는 제1 및 제2 전극들의 근접한 코너들을 연결함 -; 및 제2 전극을 어레이의 제1 행 및 제3 열에 있고, 제2 전극에 대각 방향에 있는 제3 전극을 연결하는 제2 점퍼 - 제2 점퍼는 제2 및 제3 전극들의 근접한 코너들을 연결함 - 를 포함하고, 제1 및 제2 점퍼들은 지그재그 패턴들 중 하나에서 전극 행을 형성한다. 위에서 개시한 하나 이상의 예에 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 예들에서 전극 열은: 어레이의 제1 행 및 제2 열에 있는 제1 전극과 어레이의 제2 행 및 제1 열에 있고, 제1 전극에 대각 방향에 있는 제2 전극을 연결하는 제1 점퍼 - 제1 점퍼는 제1 및 제2 전극들의 근접한 코너들을 연결함 -; 및 제2 전극을 어레이의 제3 행 및 제2 열에 있고, 제2 전극에 대각 방향에 있는 제3 전극을 연결하는 제2 점퍼 - 제2 점퍼는 제2 및 제3 전극들의 근접한 코너들을 연결함 - 를 포함하고, 제1 및 제2 점퍼들은 지그재그 패턴들 중 하나에서 전극 열을 형성한다. 위에서 개시한 하나 이상의 예에 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 예들에서 지그재그 패턴들은 패널에서 사용자 접지 조건들을 보정할 수 있다. 위에서 개시한 하나 이상의 예에 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 예들에서 패널은 모바일 전화기, 미디어 플레이어, 또는 휴대용 컴퓨터 중 적어도 하나에 포함된다.
개시내용의 일부 예들은 터치 디바이스에 관한 것으로, 터치 디바이스는: 상호 정전용량 및 자체 정전용량을 감지할 수 있는 전극들의 어레이, 및 지그재그 패턴들로 전극 행들 및 열들을 형성하기 위하여 서로 전극들의 그룹들을 선택적으로 연결할 수 있는 다수의 점퍼들을 포함하는 터치 패널; 및 상호 정전용량 터치 측정들의 세트 또는 전극들의 다수의 감지 패턴들로부터 취해진 자체 정전용량 터치 측정들의 세트 중 적어도 하나를 수신하고, 적어도 하나의 측정들의 세트를 이용하여 터치 패널에 대한 사용자 접지 보정 계수를 결정할 수 있는 프로세서를 포함한다. 위에서 개시한 하나 이상의 예에 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 예들에서 제1 감지 패턴들은 터치 패널의 전극 행들 및 열들을 포함하고, 행들 및 열들은 자체 정전용량 측정들의 세트를 제공하기 위하여 동시에 자극되고, 제2 감지 패턴들은 전극 행들의 쌍을 포함하고, 행 쌍 중 하나는 행 쌍 중 다른 하나를 구동하여 상호 정전용량 측정들의 세트중 적어도 일부를 전송하기 위하여 자극되고, 제3 감지 패턴들은 전극 열들의 쌍을 포함하고, 열 쌍 중 하나는 상호 정전용량 측정들의 세트 중 적어도 다른 것들을 전송하기 위하여 열 쌍의 다른 하나를 구동하도록 자극되고, 프로세서는 제1, 제2, 및 제3 감지 패턴들로부터 상호 및 자체 정전용량 측정들의 세트들을 수신한다. 위에서 개시한 하나 이상의 예에 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 예들에서 제1 감지 패턴들은 터치 패널의 전극 행들 및 열들을 포함하고 - 행들 및 열들은 자체 정전용량 측정들의 세트를 제공하기 위하여 동시에 자극됨 -, 제2 감지 패턴들은 동시에 전극 행들의 쌍 - 행 쌍 중 하나는 행 쌍 중 다른 하나를 구동하여 상호 정전용량 측정들의 세트 중 적어도 일부를 전송하기 위하여 자극됨 -, 및 전극 행 및 전극 열의 쌍 - 행-열 쌍 중 행은 행-열 쌍 중 열을 구동하도록 자극되고, 행-열 쌍 중 열은 상호 정전용량 측정들의 세트 중 적어도 다른 것들을 전송함 - 을 포함하고, 프로세서는 제1 및 제2 감지 패턴들로부터 상호 및 자체 정전용량 측정들의 세트들을 수신한다.
개시내용의 일부 예들은 터치 패널을 형성하기 위한 방법에 관한 것으로, 방법은: 터치를 감지하기 위한 전극들의 어레이를 형성하는 단계; 전극들 사이에 다수의 점퍼들을 형성하는 단계; 패널을 구동하기 위한 전극 행들을 형성하기 위하여 제1 그룹의 전극들을 제1 그룹의 점퍼들과 선택적으로 서로 연결하는 단계 - 전극 행들은 제1 지그재그 패턴을 형성함 -; 터치를 나타내는 터치 신호를 전송하기 위한 전극 열들을 형성하기 위하여 제2 그룹의 전극들을 제2 그룹의 점퍼들과 선택적으로 서로 연결하는 단계 - 전극 열들은 제2 지그재그 패턴을 형성함 -; 및 제1 및 제2 그룹의 점퍼들 중 적어도 일부를 교차시키는 단계를 포함한다. 위에서 개시한 하나 이상의 예에 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 예들에서 제1 그룹의 전극들을 선택적으로 연결하는 단계는 제1 지그재그 패턴을 형성하기 위하여 실질적으로 수평 방향으로 제1 그룹의 전극들의 대각 방향 코너들에 인접한 제1 그룹의 점퍼들과 서로 연결하는 단계를 포함한다. 위에서 개시한 하나 이상의 예에 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 예들에서 제2 그룹의 전극들을 선택적으로 연결하는 단계는 제2 지그재그 패턴을 형성하기 위하여 실질적으로 수직 방향으로 제2 그룹의 전극들의 대각 방향 코너들에 인접한 제2 그룹의 점퍼들과 서로 연결하는 단계를 포함한다.
개시내용의 일부 예들은 터치 패널에 관한 것으로, 터치 패널은: 터치를 감지할 수 있는 전극들의 어레이 - 각각의 전극은 비-중실 표면을 가짐 -; 및 전극 행들 및 열들을 형성하기 위하여 전극들의 그룹들을 선택적으로 서로 연결할 수 있는 다수의 점퍼들을 포함하고, 행들 및 열들을 형성하는 점퍼들 중 적어도 일부는 서로 교차한다. 위에서 개시한 하나 이상의 예에 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 예들에서 전극들의 어레이는 다이아몬드형 구성을 갖는다. 위에서 개시한 하나 이상의 예에 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 예들에서 비-중실 표면은 외측 전극 및 중심 전극을 포함하며, 외측 및 중심 전극들은 물리적으로 분리된다. 위에서 개시한 하나 이상의 예에 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 예들에서 비-중실 표면은 빈 중심을 포함한다. 위에서 개시한 하나 이상의 예에 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 예들에서 전극 행은 전극들의 행의 인접한 코너들을 연결하는 점퍼들 중 일부를 포함한다. 위에서 개시한 하나 이상의 예에 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 예들에서 전극 열은 전극들의 열의 인접한 코너들을 연결하는 점퍼들 중 일부를 포함한다. 위에서 개시한 하나 이상의 예에 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 예들에서 비-중실 표면은 패널에서 노이즈를 완화할 수 있다. 위에서 개시한 하나 이상의 예에 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 예들에서 전극들은 패널에서 사용자 접지 조건들을 보정할 수 있다.
개시내용 및 예들이 첨부의 도면들을 참조하여 충분히 설명되었지만, 통상의 기술자에게 다양한 변경들 및 수정들이 명백할 것이라는 것에 주목하여야 한다. 그러한 변경들 및 수정들은 첨부된 청구항들에 의해 정의되는 바와 같은 개시내용 및 예들의 범주 내에 포함되는 것과 같이 이해되어야 한다.

Claims (48)

  1. 터치 패널에서 상호 및 자체 정전용량을 측정하기 위한 방법으로서,
    상기 터치 패널의 다수의 터치 노드 패턴들에서 상호 및 자체 정전용량들을 측정하는 단계;
    하나 이상의 보정 계수를 결정하는 단계 - 각각의 보정 계수는 상기 측정된 상호 및 자체 정전용량들에 기초한 값들을 사용해서 계산됨 - ; 및
    상기 하나 이상의 보정 계수를 상기 측정된 상호 및 자체 정전용량들에 적용하는 것에 기초하여, 터치 신호를 계산하는 단계 - 상기 터치 신호는 상기 터치 패널에 근접한 물체를 나타냄 ―
    를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 터치 패널은 행-열 전극 구성을 가지며, 상기 터치 패널은 다수 행들의 전도성 트레이스들 및 다수 열들의 전도성 트레이스들을 포함하고, 상기 열들은 상기 행들과 교차하여 그 사이에 상호 정전용량들을 형성하는, 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 터치 신호는 상호 정전용량 터치 신호를 포함하는, 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 측정하는 단계는,
    제1 노드 패턴에서 상기 터치 패널의 행 전도성 트레이스들의 제1 자체 정전용량 및 열 전도성 트레이스들의 제2 자체 정전용량을 동시에 측정하는 단계;
    제2 노드 패턴에서 상기 행 전도성 트레이스들의 쌍 사이의 제1 상호 정전용량을 측정하는 단계; 및
    제3 노드 패턴에서 상기 열 전도성 트레이스들의 쌍 사이의 제2 상호 정전용량을 측정하는 단계를 포함하는, 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 측정하는 단계는,
    제1 노드 패턴에서 상기 터치 패널의 행 전도성 트레이스들의 제1 자체 정전용량 및 열 전도성 트레이스들의 제2 자체 정전용량을 동시에 측정하는 단계; 및
    제2 노드 패턴에서 상기 행 전도성 트레이스들의 쌍 사이의 제1 상호 정전용량 및 상기 행 및 열 전도성 트레이스들의 쌍 사이의 제2 상호 정전용량을 동시에 측정하는 단계를 포함하는, 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 계산하는 단계는,
    불충분하게 접지된 상기 근접한 물체, 상기 터치 패널 상의 물, 또는 상기 터치 패널에 유입된 노이즈 중 적어도 하나에 대하여 보정된 상기 터치 신호를 계산하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 터치 패널은 픽셀형 전극 구성을 가지며, 상기 터치 패널은 전극들과 상기 물체 사이에 자체 정전용량들을 형성하는 상기 전극들의 어레이를 포함하는, 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 터치 신호는 자체 정전용량 터치 신호를 포함하는, 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 측정하는 단계는,
    제1 노드 패턴에서 상기 터치 패널의 전극들로부터 광역적으로 자체 정전용량을 측정하는 단계; 및
    제2 노드 패턴에서 상기 전극들의 쌍 사이의 상호 정전용량을 측정하는 단계를 포함하는, 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 측정하는 단계는,
    제1 노드 패턴에서 상기 터치 패널의 전극들 중 적어도 하나로부터 국소적으로 자체 정전용량 및 상기 전극들의 쌍 사이의 상호 정전용량을 동시에 측정하는 단계를 포함하는, 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 측정하는 단계는,
    제1 노드 패턴에서 상기 터치 패널의 전극들로부터 광역적으로 제1 자체 정전용량을 측정하는 단계; 및
    제2 노드 패턴에서 상기 전극들 중 적어도 하나로부터 국소적으로 제2 자체 정전용량을 측정하는 단계를 포함하는, 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 터치 패널 내에 유입된 잡음, 상기 터치 패널 상에 배치된 물 또는 근접한 물체의 접지 상태 중 하나에 대해 보정하도록 상기 보정 계수는 상기 측정된 상호 및 자체 정전용량들에 적용되는, 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 결정하는 단계는,
    상기 터치 패널에서 행 전도성 트레이스들의 제1 자체 정전용량의 제1 측정, 상기 터치 패널에서 열 전도성 트레이스들의 제2 자체 정전용량의 제2 측정, 상기 행 전도성 트레이스들의 쌍들 사이의 제1 상호 정전용량의 제3 측정, 상기 열 전도성 트레이스들의 쌍들 사이의 제2 상호 정전용량의 제4 측정, 또는 상기 행 및 열 전도성 트레이스들의 쌍들 사이의 제3 상호 정전용량의 제5 측정 중 적어도 하나에 기초하여 상기 보정 계수를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 결정하는 단계는,
    상기 터치 패널의 전극들로부터 광역적인 제1 자체 정전용량의 제1 측정, 상기 전극들 중 적어도 하나로부터 국소적인 제2 자체 정전용량의 제2 측정, 또는 상기 전극들의 쌍 사이의 상호 정전용량의 제3 측정 중 적어도 하나에 기초하여 상기 보정 계수를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  15. 터치 디바이스로서,
    상호 정전용량 터치 및 자체 정전용량 터치를 측정할 수 있는 터치 노드들의 세트를 갖는 터치 패널; 및
    프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 터치 노드들의 다수의 패턴들로부터 취해진 자체 정전용량 터치 측정들의 적어도 하나의 세트 및 상호 정전용량 터치 측정들의 적어도 하나의 세트를 수신하고,
    하나 이상의 보정 계수를 결정하고 - 각각의 보정 계수는 상기 자체 정전용량 터치 측정들의 적어도 하나의 세트 및 상기 상호 정전용량 터치 측정들의 적어도 하나의 세트에 기초한 값들을 사용해 계산됨 - ,
    상기 자체 정전용량 터치 측정들의 세트 및 상기 상호 정전용량 터치 측정들의 세트 중 적어도 하나에 상기 하나 이상의 보정 계수를 적용하는 것에 기초해서 상기 터치 패널에서 터치 신호를 계산할 수 있는, 터치 디바이스.
  16. 제15항에 있어서, 상기 터치 노드들의 세트는,
    다수 행들의 전도성 트레이스들 - 각각의 행 트레이스는 넓은 부분들과 좁은 부분들이 교번하고, 상기 넓은 부분들은 말단부에서 끝이 좁아져서 상기 좁은 부분들에 연결됨 -; 및
    다수 열들의 전도성 트레이스들 - 각각의 열 트레이스는 말단부들에서 끝이 좁아지는 넓은 부분들, 및 상기 넓은 부분들의 상기 끝이 좁아지는 상기 말단부들을 연결하는 브릿지들을 가짐 - 을 포함하고,
    상기 행들 및 열들은 상기 행 트레이스들의 상기 좁은 부분들 및 상기 열 트레이스들의 상기 브릿지들에서 서로 교차하는, 터치 디바이스.
  17. 제15항에 있어서, 상기 터치 노드들의 제1 패턴은 상기 자체 정전용량 측정들의 세트를 제공하기 위하여 동시에 자극되는 상기 터치 패널의 전도성 트레이스들의 행들 및 열들을 포함하고,
    상기 터치 노드들의 제2 패턴은 상기 행 전도성 트레이스들의 쌍을 포함하고, 상기 행 쌍 중 하나는 상기 행 쌍 중 다른 하나를 구동하여 상기 상호 정전용량 측정들의 세트 중 적어도 일부를 전송하기 위하여 자극되고,
    상기 터치 노드들의 제3 패턴은 상기 열 전도성 트레이스들의 쌍을 포함하고, 상기 열 쌍 중 하나는 상기 열 쌍 중 다른 하나를 구동하여 상기 상호 정전용량 측정들의 세트 중 적어도 다른 것들을 전송하기 위하여 자극되고,
    상기 프로세서는 상기 노드들의 상기 제1, 제2, 및 제3 패턴들로부터 상기 상호 및 자체 정전용량 측정들의 세트들을 수신하는, 터치 디바이스.
  18. 제15항에 있어서, 상기 터치 노드들의 세트는,
    전극들의 어레이를 포함하고, 각각의 전극은 다른 전극으로부터 거리를 제공하기 위하여 깎인 코너들을 갖는, 터치 디바이스.
  19. 제15항에 있어서, 상기 터치 노드들의 제1 패턴은 상기 자체 정전용량 측정들의 세트를 제공하기 위하여 동시에 자극되는 상기 터치 패널의 전극들을 포함하고,
    상기 터치 노드들의 제2 패턴은 구동 전극인 상기 전극들 중 제1 전극, 그라운드 전극인 상기 전극들 중 제2 전극, 감지 전극인 상기 전극들 중 제3 전극, 및 그라운드 전극인 상기 전극들 중 제4 전극을 포함하며, 상기 제1 전극은 상기 제3 전극을 구동하여 상기 상호 정전용량 측정들의 세트를 전송하기 위하여 자극되고,
    상기 프로세서는 상기 노드들의 상기 제1 및 제2 패턴들로부터 상기 상호 및 자체 정전용량 측정들의 세트들을 수신하는, 터치 디바이스.
  20. 제15항에 있어서, 상기 터치 노드들의 제1 패턴은 구동 전극인 상기 터치 패널의 제1 전극, 그라운드 전극인 제2 전극, 감지 전극인 제3 전극, 및 그라운드 전극인 제4 전극을 포함하며, 상기 제1 전극은 상기 자체 정전용량 측정들의 세트를 제공하고 동시에 상기 제3 전극을 구동하여 상기 상호 정전용량 측정들의 세트를 제공하기 위하여 자극되고,
    상기 프로세서는 상기 노드들의 상기 제1 패턴으로부터 상기 상호 및 자체 정전용량 측정들의 세트들을 수신하는, 터치 디바이스.
  21. 제15항에 있어서, 상기 터치 노드들의 제1 패턴은 상기 자체 정전용량 측정들의 세트 중 일부를 제공하기 위하여 동시에 자극되는 상기 터치 패널의 전극들을 포함하고,
    상기 터치 노드들의 제2 패턴은 구동 전극인 상기 전극들 중 제1 전극, 상기 전극들 중 제2 전극, 그라운드 전극인 상기 전극들 중 제3 전극, 및 상기 전극들 중 제4 전극을 포함하며, 상기 제1 전극, 제2 전극 및 제4 전극은 자극 신호들로 자극되고, 상기 제1 전극은 상기 자체 정전용량 측정들의 세트 중 다른 것들을 제공하기 위하여 감지되고, 상기 제2 전극 및 제4 전극은 감지되지 않고,
    상기 프로세서는 상기 노드들의 상기 제1 및 제2 패턴들로부터 상기 자체 정전용량 측정들의 세트를 수신하는, 터치 디바이스.
  22. 터치 센서 패널에서 상호 및 자체 정전용량을 측정하기 위한 명령어들의 세트가 저장된 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서, 상기 명령어들의 세트는 프로세서에 의한 실행시 상기 프로세서로 하여금,
    상기 터치 센서 패널의 터치 노드들의 세트의 다수의 패턴들로부터 취해진 상호 정전용량 터치 측정들의 세트 또는 자체 정전용량 터치 측정들의 세트 중 적어도 하나를 수신하는 단계,
    하나 이상의 보정 계수를 결정하는 단계 - 각각의 보정 계수는 상기 측정된 상호 및 자체 정전용량들에 기초한 값들을 사용해서 계산됨 - , 및
    상기 터치 센서 패널의 터치 노드들의 세트의 다수의 패턴으로부터 취해진 상기 자체 정전용량 터치 측정들의 세트 또는 상기 상호 정전용량 터치 측정들의 세트 중 상기 적어도 하나에 상기 하나 이상의 보정 계수를 적용하는 것에 기초해서 상기 터치 패널에서 터치 신호를 계산하는 단계 - 상기 터치 신호는 상기 터치 패널에 근접한 물체를 나타냄 -
    를 포함하는 방법을 수행하게 하는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  23. 제22항에 있어서, 상기 터치 노드들의 제1 패턴은 상기 자체 정전용량 측정들의 세트를 제공하기 위하여 동시에 자극되는 상기 터치 패널의 전도성 트레이스들의 행들 및 열들을 포함하고,
    상기 터치 노드들의 제2 패턴은 상기 행 전도성 트레이스들의 쌍을 포함하고, 상기 행 쌍 중 하나는 상기 행 쌍 중 다른 하나를 구동하여 상기 상호 정전용량 측정들의 세트 중 적어도 일부를 전송하기 위하여 자극되고,
    상기 터치 노드들의 제3 패턴은 상기 열 전도성 트레이스들의 쌍을 포함하고, 상기 열 쌍 중 하나는 상기 열 쌍 중 다른 하나를 구동하여 상기 상호 정전용량 측정들의 세트 중 적어도 다른 것들을 전송하기 위하여 자극되고,
    상기 프로세서는 상기 노드들의 상기 제1, 제2, 및 제3 패턴들로부터 상기 상호 및 자체 정전용량 측정들의 세트들을 수신하는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  24. 제22항에 있어서, 상기 터치 노드들의 제1 패턴은 상기 자체 정전용량 측정들의 세트를 제공하기 위하여 동시에 자극되는 상기 터치 패널의 전극들을 포함하고,
    상기 터치 노드들의 제2 패턴은 구동 전극인 상기 전극들 중 제1 전극, 그라운드 전극인 상기 전극들 중 제2 전극, 감지 전극인 상기 전극들 중 제3 전극, 및 그라운드 전극인 상기 전극들 중 제4 전극을 포함하며, 상기 제1 전극은 상기 제3 전극을 구동하여 상기 상호 정전용량 측정들의 세트를 전송하기 위하여 자극되고,
    상기 프로세서는 상기 노드들의 상기 제1 및 제2 패턴들로부터 상기 상호 및 자체 정전용량 측정들의 세트들을 수신하는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  25. 제22항에 있어서, 상기 터치 노드들의 제1 패턴은 구동 전극인 상기 터치 패널의 제1 전극, 그라운드 전극인 제2 전극, 감지 전극인 제3 전극, 및 그라운드 전극인 제4 전극을 포함하며, 상기 제1 전극은 상기 자체 정전용량 측정들의 세트를 제공하고 동시에 상기 제3 전극을 구동하여 상기 상호 정전용량 측정들의 세트를 제공하기 위하여 자극되고,
    상기 프로세서는 상기 노드들의 상기 제1 패턴으로부터 상기 상호 및 자체 정전용량 측정들의 세트들을 수신하는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
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