KR102002605B1 - Tactile sense feedback touch screen - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 피드백 터치 스크린은 Tx 라인들, 상기 Tx 라인들과 교차하는 Rx 라인들 및 상기 Tx 라인들과 상기 Rx 라인들 상에 형성된 절연층을 포함하는 터치 스크린, 상기 Tx 라인들에 인가되는 전기적 입력을 생성하는 전기자극 생성부, 상기 Tx 라인들에 터치 구동펄스를 인가하고 상기 Rx 라인들을 통해 센싱하여 터치 데이터를 생성하고, 상기 전기자극 생성부에 전기자극 구동펄스를 인가하는 터치 스크린 구동회로 및 상기 터치 데이터에 따라 상기 전기자극 생성부에 상기 전기자극 구동펄스를 인가하도록 상기 터치 스크린 구동회로에 제어신호를 인가하는 호스트 시스템을 포함하며, 상기 터치 스크린 구동회로는 터치 구동기간과 전기자극 생성부 구동기간으로 시분할하는 1 프레임 기간을 포함하고, 상기 Tx 라인들은 상기 터치 구동기간에 상기 터치 구동펄스가 인가되고, 상기 전기자극 생성부 구동기간에 상기 전기자극 구동펄스에 따라 상기 전기자극 생성부로부터 상기 전기적 입력이 인가되어 터치 신체 부위에 전기자극을 주는 것을 특징으로 한다.A tactile feedback touch screen according to an embodiment of the present invention includes a touch screen including Tx lines, Rx lines intersecting the Tx lines, and an insulation layer formed on the Tx lines and the Rx lines, the Tx An electric stimulation generating unit for generating an electric input applied to the lines, a touch driving pulse applied to the Tx lines, sensing through the Rx lines to generate touch data, And a host system for applying a control signal to the touch screen driving circuit to apply the electric stimulation driving pulse to the electric stimulation generating unit in accordance with the touch data, And one frame period for time division into a driving period and a driving period of the electric stimulation generating unit, The touch driving pulse is applied during the driving period and the electrical input is applied from the electric stimulation generating unit according to the electric stimulation driving pulse in the driving period of the electric stimulation generating unit to give electric stimulation to the touch body part .

Description

촉각 피드백 터치 스크린{TACTILE SENSE FEEDBACK TOUCH SCREEN}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a tactile feedback touch screen,

본 발명은 터치 스크린에 관한 것으로, 보다 자세하게는 촉각 피드백 터치 스크린에 관한 것이다.
The present invention relates to a touch screen, and more particularly to a tactile feedback touch screen.

유저 인터페이스(User Interface, UI)는 사람(사용자)과 각종 전기, 전자 기기 등의 통신을 가능하게 하여 사용자가 기기를 쉽게 자신이 원하는 대로 제어할 수 있게 한다. 이러한 유저 인터페이스의 대표적인 예로는 키패드, 키보드, 마우스, 온스크린 디스플레이(On Screen Display, OSD), 적외선 통신 혹은 고주파(RF) 통신 기능을 갖는 원격 제어기(Remote controller) 등이 있다. 유저 인터페이스 기술은 사용자 감성과 조작 편의성을 높이는 방향으로 발전을 거듭하고 있다. 유저 인터페이스는 터치 UI, 음성 인식 UI, 3D UI 등으로 진화되고 있다.A user interface (UI) enables communication between a person (user) and various electric or electronic devices, allowing a user to easily control the device as desired. Representative examples of such a user interface include a keypad, a keyboard, a mouse, an on screen display (OSD), a remote controller having infrared communication or radio frequency (RF) communication function, and the like. User interface technology has been developed to enhance the user's sensibility and ease of operation. The user interface is evolving into touch UI, voice recognition UI, 3D UI and so on.

터치 UI는 휴대용 정보기기에 필수적으로 채택되고 있는 추세에 있으며, 나아가 가전 제품에도 확대 적용되고 있다. 터치 UI를 구현하기 위한 터치 스크린의 일예로서, 터치 뿐 아니라 근접 여부도 센싱하고 멀티 터치(또는 근접) 각각을 인식할 수 있는 상호 용량(mutual capacitance) 방식의 터치 스크린이 각광받고 있다. 터치 스크린을 센싱하는 방법은 센서 노드에 구동 전압을 공급하여 그 센서 노드에 형성된 상호 용량으로부터 전하를 발생시키고 그 상호 용량의 전하 변하량을 전압 변화로 변환한 다음, 터치 전후의 전압 변화량을 기준전압과 비교하거나 카운트하는 등 여러 가지 방법이 알려져 있다.Touch UI is becoming a necessity for portable information devices and is being applied to household appliances. As an example of a touch screen for implementing a touch UI, mutual capacitance type touch screens capable of sensing proximity and sensing multi-touch (or proximity) as well as touch are attracting attention. A method of sensing a touch screen includes supplying a driving voltage to a sensor node, generating charge from the mutual capacitance formed at the sensor node, converting a charge variation of the mutual capacitance into a voltage change, And counting.

최근에는 사용자의 터치에 대해 사용자에게 촉각적인 피드백을 제공하여, 사용자가 터치한 것에 대해 인지할 수 있는 기술이 개발되고 있다. 그러나, 촉각적인 패드백을 제공하기 위해 별도의 피드백 제공 수단이 필요하게 되어 장치가 복잡해지고 두께가 두꺼워지는 등의 문제점이 있다.
In recent years, a technology has been developed that provides tactile feedback to the user in response to the user's touch, thereby recognizing the user's touch. However, a separate feedback providing means is required to provide a tactile pad back, which complicates the apparatus and increases the thickness.

본 발명은 터치 스크린의 전극들을 촉각 피드백 전극으로 함께 적용함으로써, 비용의 증가 없이 터치와 연동될 수 있는 촉각 피드백 터치 스크린을 제공한다.
The present invention provides a tactile feedback touch screen that can be interlocked with a touch without increasing cost by applying the electrodes of the touch screen together as a tactile feedback electrode.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 피드백 터치 스크린은 Tx 라인들, 상기 Tx 라인들과 교차하는 Rx 라인들 및 상기 Tx 라인들과 상기 Rx 라인들 상에 형성된 절연층을 포함하는 터치 스크린, 상기 Tx 라인들에 인가되는 전기적 입력을 생성하는 전기자극 생성부, 상기 Tx 라인들에 터치 구동펄스를 인가하고 상기 Rx 라인들을 통해 센싱하여 터치 데이터를 생성하고, 상기 전기자극 생성부에 전기자극 구동펄스를 인가하는 터치 스크린 구동회로 및 상기 터치 데이터에 따라 상기 전기자극 생성부에 상기 전기자극 구동펄스를 인가하도록 상기 터치 스크린 구동회로에 제어신호를 인가하는 호스트 시스템을 포함하며, 상기 터치 스크린 구동회로는 터치 구동기간과 전기자극 생성부 구동기간으로 시분할하는 1 프레임 기간을 포함하고, 상기 Tx 라인들은 상기 터치 구동기간에 상기 터치 구동펄스가 인가되고, 상기 전기자극 생성부 구동기간에 상기 전기자극 구동펄스에 따라 상기 전기자극 생성부로부터 상기 전기적 입력이 인가되어 터치 신체 부위에 전기자극을 주는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a tactile feedback touch screen according to an embodiment of the present invention includes Tx lines, Rx lines intersecting the Tx lines, and an insulation layer formed on the Tx lines and the Rx lines. A touch screen including a touch screen, an electrical stimulation generator for generating an electrical input applied to the Tx lines, a touch drive pulse applied to the Tx lines, sensing through the Rx lines to generate touch data, And a host system for applying a control signal to the touch screen driving circuit to apply the electric stimulation driving pulse to the electric stimulation generating unit according to the touch data, , The touch screen driving circuit includes a one-frame period in which the touch driving period and the electric stimulation generating unit driving period are time-divided Wherein the touch driving pulse is applied to the Tx lines during the touch driving period and the electrical input is applied from the electrical stimulation generator in accordance with the electrical stimulation drive pulse during the driving period of the electrical stimulation generator, Thereby imparting electric stimulation.

상기 터치 구동기간은 상기 터치 데이터를 발생하는 기간이고, 상기 전기자극 생성부 구동기간은 상기 터치 데이터에 의해 상기 터치 신체 부위에 전기자극을 주는 기간이다.The touch driving period is a period for generating the touch data, and the electric stimulation generating unit driving period is a period for giving electric stimulation to the touch body part by the touch data.

상기 터치 구동회로는 TSP 타이밍 콘트롤러를 포함하며, 상기 TSP 타이밍 콘트롤러는 상기 터치 구동기간에 상기 Tx 라인들에 상기 터치 구동펄스를 인가하도록 Tx 구동회로를 제어하고, 상기 전기자극 생성부의 구동은 중지하도록 제어한다.Wherein the touch driving circuit includes a TSP timing controller, the TSP timing controller controls the Tx driving circuit to apply the touch driving pulse to the Tx lines during the touch driving period, and stops driving the electric stimulation generating unit .

상기 TSP 타이밍 콘트롤러는 상기 전기자극 생성부 구동기간에 상기 Tx 라인들에 상기 전기적 입력을 인가하도록 상기 전기자극 생성부를 제어하고, 상기 Tx 구동회로의 구동은 중지하도록 제어한다.The TSP timing controller controls the electric stimulation generator to apply the electric input to the Tx lines during the driving period of the electric stimulation generator, and stops the driving of the Tx driving circuit.

상기 상기 Tx 라인들에 인가되는 상기 전기적 입력은 고전압의 전류이다.The electrical input applied to the Tx lines is a high voltage current.

상기 전기자극 생성부는 전류 증폭기 및 고전압 변압기로 이루어진 고전압 증폭기를 포함한다.The electric stimulus generator includes a high voltage amplifier composed of a current amplifier and a high voltage transformer.

상기 전기자극 생성부는 상기 Tx 라인들에 1 대 1로 연결된 복수의 Ex 라인들로 이루어진 전극들을 포함한다.
The electrical stimulation generator includes electrodes consisting of a plurality of Ex lines connected to the Tx lines on a one-to-one basis.

본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 피드백 터치 스크린은 터치 스크린의 Tx 라인들을 전기자극 생성부의 전극들로 이용함으로써, 터치 스크린의 사이즈의 증가 없이 촉각 피드백을 수행할 수 있는 터치 스크린을 제공할 수 있는 이점이 있다.
The tactile feedback touch screen according to an embodiment of the present invention can provide a touch screen capable of performing tactile feedback without increasing the size of the touch screen by using the Tx lines of the touch screen as electrodes of the electric stimulation generating unit There is an advantage.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 피드백 터치 스크린을 포함하는 표시장치를 나타낸 블록도.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다양한 형태의 터치 스크린과 표시패널의 조합을 나타내는 도면들.
도 4 및 도 5는 본 발명의 전기자극 생성부의 작동원리를 설명하기 위한 개념도.
도 6은 본 발명의 터치 스크린에 적용되는 전기자극 생성부를 나타낸 도면.
도 7은 터치 스크린과 전기자극 생성부의 시분할 구동 방법을 보여 주는 수직 동기 신호의 파형도.
도 8은 전기자극 생성부가 내장된 터치 스크린의 동작을 보여주는 파형도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자극 생성부가 내장된 터치 스크린의 동작을 단계적으로 보여주는 흐름도.
1 is a block diagram illustrating a display device including a tactile feedback touch screen in accordance with an embodiment of the present invention.
FIGS. 2 and 3 illustrate a combination of various types of touch screens and display panels according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIGS. 4 and 5 are conceptual diagrams for explaining the operation principle of the electric stimulation generator of the present invention. FIG.
6 is a view showing an electrical stimulation generating unit applied to the touch screen of the present invention.
7 is a waveform diagram of a vertical synchronizing signal showing a time division driving method of a touch screen and an electric stimulus generator.
8 is a waveform diagram showing an operation of a touch screen having an electric stimulation generating unit incorporated therein;
FIG. 9 is a flowchart illustrating a stepwise operation of a touch screen having an electric stimulation generating unit according to an embodiment of the present invention; FIG.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. Like reference numerals throughout the specification denote substantially identical components. In the following description, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 피드백 터치 스크린을 포함하는 표시장치를 나타낸 블록도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다양한 형태의 터치 스크린과 표시패널의 조합을 나타내는 도면들이다.FIG. 1 is a block diagram illustrating a display device including a tactile feedback touch screen according to an exemplary embodiment of the present invention. FIGS. 2 and 3 illustrate various combinations of touch screens and display panels according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 표시장치는 표시패널(DIS), 디스플레이 구동회로, 디스플레이 타이밍 콘트롤러(20), 터치 스크린(TSP), 터치 스크린 구동회로, 터치 인식 알고리즘 실행부(30), 전기자극 생성부(55) 등을 포함한다.1 to 3, a display device according to an embodiment of the present invention includes a display panel DIS, a display driving circuit 20, a display timing controller 20, a touch screen (TSP), a touch screen driving circuit, An execution unit 30, an electric stimulation generating unit 55, and the like.

본 발명의 표시장치는 액정표시소자(Liquid Crystal Display, LCD), 전계방출 표시소자(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Display, OLED), 전기영동 표시소자(Electrophoresis, EPD) 등의 평판 표시소자 기반으로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 평판 표시소자의 일 예로서 표시장치를 액정표시소자 중심으로 설명하지만, 본 발명의 표시장치는 액정표시소자에 한정되지 않는다는 것에 주의하여야 한다. The display device of the present invention can be applied to a liquid crystal display (LCD), a field emission display (FED), a plasma display panel (PDP), an organic light emitting display , OLEDs, and electrophoresis (EPD) devices. In the following embodiments, a display device is described as a liquid crystal display device as an example of a flat panel display device, but it should be noted that the display device of the present invention is not limited to a liquid crystal display device.

표시패널(DIS)은 두 장의 기판들 사이에 액정층이 형성된다. 표시패널(DIS)의 하부 기판에는 다수의 데이터 라인들(D1~Dm, m은 자연수), 데이터 라인들(D1~Dm)과 교차되는 다수의 게이트 라인들(G1~Gn, n은 자연수), 데이터 라인들(D1~Dm)과 게이트 라인들(G1~Gn)의 교차부들에 형성되는 다수의 TFT들(Thin Film Transistor), 액정셀들에 데이터 전압을 충전시키기 위한 다수의 화소 전극, 화소 전극에 접속되어 액정셀의 전압을 유지시키기 위한 스토리지 커패시터(Storage Capacitor) 등을 포함한다. The display panel (DIS) has a liquid crystal layer formed between two substrates. A plurality of gate lines G1 to Gn, n being a natural number) intersecting the data lines D1 to Dm and m are natural numbers and the data lines D1 to Dm are formed on the lower substrate of the display panel DIS, A plurality of TFTs (Thin Film Transistors) formed at intersections of the data lines D1 to Dm and the gate lines G1 to Gn, a plurality of pixel electrodes for charging data voltages to the liquid crystal cells, And a storage capacitor for maintaining the voltage of the liquid crystal cell.

표시패널(DIS)의 픽셀들은 데이터 라인들(D1~Dm)과 게이트 라인들(G1~Gn)에 의해 정의된 픽셀 영역에 형성되어 매트릭스 형태로 배치된다. 픽셀들 각각의 액정셀은 화소 전극에 인가되는 데이터 전압과, 공통 전극에 인가되는 공통 전압의 전압 차에 따라 인가되는 전계에 의해 구동되어 입사광의 투과양을 조절한다. TFT들은 게이트 라인(G1~Gn)으로부터의 게이트 펄스에 응답하여 턴-온되어 데이터 라인(D1~Dm)으로부터의 전압을 액정셀의 화소 전극에 공급한다. The pixels of the display panel DIS are formed in a pixel region defined by the data lines D1 to Dm and the gate lines G1 to Gn and arranged in a matrix form. The liquid crystal cells of each of the pixels are driven by an electric field applied in accordance with a voltage difference between a data voltage applied to the pixel electrode and a common voltage applied to the common electrode to control the amount of incident light. The TFTs are turned on in response to gate pulses from the gate lines G1 to Gn to supply a voltage from the data lines D1 to Dm to the pixel electrodes of the liquid crystal cell.

표시패널(DIS)의 상부 기판에는 블랙매트릭스, 컬러필터 등을 포함할 수 있다. 표시패널(DIS)의 하부 기판은 COT(Color filter On TFT) 구조로 구현될 수 있다. 이 경우에, 블랙매트릭스와 컬러필터는 표시패널(DIS)의 하부 기판에 형성될 수 있다. 표시패널(DIS)의 상부 기판과 하부 기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정과 접하는 내면에 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 표시패널(DIS)의 상부 기판과 하부 기판 사이에는 액정셀의 셀갭(Cell gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서가 형성된다. The upper substrate of the display panel DIS may include a black matrix, a color filter, and the like. The lower substrate of the display panel DIS may be implemented with a COT (Color Filter On TFT) structure. In this case, the black matrix and the color filter can be formed on the lower substrate of the display panel DIS. On the upper substrate and the lower substrate of the display panel DIS, a polarizing plate is attached, and an alignment film for forming a pre-tilt angle of the liquid crystal on the inner surface in contact with the liquid crystal is formed. A column spacer for maintaining a cell gap of the liquid crystal cell is formed between the upper substrate and the lower substrate of the display panel DIS.

표시패널(DIS)의 배면 아래에는 백라이트 유닛이 배치될 수 있다. 백라이트 유닛은 에지형(edge type) 또는 직하형(Direct type) 백라이트 유닛으로 구현되어 표시패널(DIS)에 빛을 조사한다. 표시패널(DIS)은 TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 모드 등 공지된 어떠한 액정 모드로도 구현될 수 있다. A backlight unit may be disposed below the rear surface of the display panel DIS. The backlight unit is implemented as an edge type or direct type backlight unit, and irradiates the display panel (DIS) with light. The display panel DIS may be implemented in any known liquid crystal mode such as TN (Twisted Nematic) mode, VA (Vertical Alignment) mode, IPS (In Plane Switching) mode and FFS (Fringe Field Switching) mode.

디스플레이 구동회로는 데이터 구동회로(12), 스캔 구동회로(14) 및 디스플레이 타이밍 콘트롤러(20)를 포함하여 입력 영상의 비디오 데이터 전압을 표시패널(DIS)의 픽셀들에 기입한다. 데이터 구동회로(12)는 디스플레이 타이밍 콘트롤러(20)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 아날로그 정극성/부극성 감마보상 전압으로 변환하여 데이터 전압을 출력한다. 데이터 구동회로(12)로부터 출력된 데이터 전압은 데이터 라인들(D1~Dm)에 공급된다. 스캔 구동회로(14)는 데이터 전압에 동기되는 게이트 펄스(또는 스캔펄스)를 게이트 라인들(G1~Gn)에 순차적으로 공급하여 데이터 전압이 기입되는 표시패널(DIS)의 라인을 선택한다.The display driving circuit includes a data driving circuit 12, a scan driving circuit 14, and a display timing controller 20, and writes the video data voltage of the input image to the pixels of the display panel DIS. The data driving circuit 12 converts the digital video data RGB input from the display timing controller 20 into an analog positive / negative gamma compensation voltage to output a data voltage. The data voltage output from the data driving circuit 12 is supplied to the data lines D1 to Dm. The scan driving circuit 14 sequentially supplies a gate pulse (or a scan pulse) synchronized with the data voltage to the gate lines G1 to Gn to select a line of the display panel DIS to which the data voltage is written.

디스플레이 타이밍 콘트롤러(20)는 외부의 호스트 시스템(15)으로부터 입력되는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 메인 클럭(MCLK) 등의 타이밍신호를 입력받아 데이터 구동회로(12)와 스캔 구동회로(14)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 스캔 타이밍 제어신호와 데이터 타이밍 제어신호를 발생한다. 스캔 타이밍 제어신호는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock), 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable, GOE) 등을 포함한다. 데이터 타이밍 제어신호는 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC), 극성제어신호(Polarity, POL), 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable, SOE) 등을 포함한다. The display timing controller 20 controls the timing of the vertical synchronization signal Vsync, the horizontal synchronization signal Hsync, the data enable signal DE and the main clock MCLK input from the external host system 15 And generates a scan timing control signal and a data timing control signal for controlling the operation timings of the data driving circuit 12 and the scan driving circuit 14. The scan timing control signal includes a gate start pulse (GSP), a gate shift clock, a gate output enable signal (GOE), and the like. The data timing control signal includes a source sampling clock (SSC), a polarity control signal (Polarity), a source output enable signal (SOE), and the like.

터치 스크린(TSP)은 도 2와 같이 표시패널(DIS)의 상부 편광판(POL1) 상에 접합되거나, 도 3과 같이 상부 편광판(POL1)과 상부 기판(GLS1) 사이에 형성될 수 있다. 도 2 및 도 3에서 "PIX"는 액정셀의 화소 전극, "GLS2"는 하부 기판, "POL2"는 하부 편광판을 각각 의미한다. The touch screen TSP may be bonded onto the upper polarizer POL1 of the display panel DIS as shown in FIG. 2 or may be formed between the upper polarizer POL1 and the upper substrate GLS1 as shown in FIG. 2 and 3, "PIX" denotes a pixel electrode of a liquid crystal cell, "GLS2" denotes a lower substrate, and "POL2" denotes a lower polarizer.

터치 스크린(TSP)은 Tx 라인들(T1~Tj, j는 n 보다 작은 양의 정수), Tx 라인들(T1~Tj)과 교차하는 Rx 라인들(R1~Ri, i는 m 보다 작은 양의 정수), 및 Tx 라인들(T1~Tj)과 Rx 라인들(R1~Ri)의 교차부들에 형성된 i×j 개의 센서 노드들(미도시)을 포함한다. 센서 노드들 각각은 상호 용량을 포함한다.The touch screen TSP includes Tx lines (T1 to Tj, j is a positive integer less than n), Rx lines (R1 to Ri, i being an amount less than m) crossing the Tx lines Integer) and ix j sensor nodes (not shown) formed at intersections of the Tx lines T1 to Tj and the Rx lines R1 to Ri. Each of the sensor nodes includes mutual capacity.

터치 스크린 구동회로는 Tx 라인들(T1~Tj)에 구동펄스를 인가하고 그 구동펄스에 동기하여 센서 노드의 전압을 Rx 라인들(R1~Ri)을 통해 수신한다. 이러한 터치 스크린 구동회로는 Tx 구동회로(32), Rx 구동회로(34), TSP 타이밍 콘트롤러(36) 및 터치 인식 알고리즘 실행부(30)를 포함한다.The touch screen driving circuit applies a driving pulse to the Tx lines T1 to Tj and receives the voltage of the sensor node through the Rx lines R1 to Ri in synchronization with the driving pulse. The touch screen driving circuit includes a Tx driving circuit 32, an Rx driving circuit 34, a TSP timing controller 36, and a touch recognition algorithm executing unit 30.

Tx 구동회로(32)는 TSP 타이밍 콘트롤러(36)로부터 입력된 Tx 셋업신호에 응답하여 구동펄스를 출력할 Tx 채널을 선택하고, 선택된 Tx 채널과 연결된 Tx 라인들(T1~Tj)에 구동펄스를 인가한다. 구동펄스는 Rx 채널을 통해 수신된 신호 전압이 적분기에서 누적될 수 있도록 Tx 라인들(T1~Tj) 각각에 N(N은 2 이상의 양의 정수) 회 공급된다. The Tx drive circuit 32 selects a Tx channel to output a drive pulse in response to the Tx setup signal input from the TSP timing controller 36 and outputs drive pulses to the Tx lines T1 to Tj connected to the selected Tx channel . The driving pulse is supplied to N (N is a positive integer equal to or larger than 2) times to each of the Tx lines Tl to Tj so that the signal voltage received through the Rx channel can be accumulated in the integrator.

Rx 구동회로(34)는 TSP 타이밍 콘트롤러(36)로부터 입력된 Rx 셋업신호에 응답하여 센서 노드 전압을 수신할 Rx 채널을 선택한다. Rx 구동회로(34)는 선택된 Rx 채널과 연결된 Rx 라인들(R1~Ri)을 통해 정극성 신호와 부극성 신호를 수신한다. Rx 구동회로(34)는 적분기의 출력 전압을 샘플링한 후에 디지털 데이터로 변환한다. Rx 구동회로(34)로부터 출력된 디지털 데이터는 터치 로 데이터(Touch Raw Data, Tdata)로서 터치 인식 알고리즘 실행부(30)로 전송된다. The Rx drive circuit 34 selects an Rx channel to receive the sensor node voltage in response to the Rx setup signal input from the TSP timing controller 36. [ The Rx driving circuit 34 receives the positive polarity signal and the negative polarity signal through the Rx lines R1 to Ri connected to the selected Rx channel. The Rx drive circuit 34 samples the output voltage of the integrator and converts it to digital data. The digital data output from the Rx driving circuit 34 is transmitted to the touch recognition algorithm executing section 30 as touch data (Touch Raw Data, Tdata).

TSP 타이밍 콘트롤러(36)는 Tx 구동회로(32)에서 구동펄스가 출력될 Tx 채널을 설정하기 위한 셋업 신호와, Rx 구동회로(34)에서 센서 노드 전압을 수신할 Rx 채널을 설정하기 위한 셋업 신호를 발생한다. 또한, TSP 타이밍 콘트롤러(36)는 Tx 구동회로(32), Rx 구동회로(34) 및 전기자극 생성부(55)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어신호들을 발생한다. The TSP timing controller 36 generates a setup signal for setting a Tx channel in which a drive pulse is output from the Tx drive circuit 32 and a setup signal for setting an Rx channel for receiving the sensor node voltage in the Rx drive circuit 34 . The TSP timing controller 36 also generates timing control signals for controlling the operation timings of the Tx driving circuit 32, the Rx driving circuit 34, and the electric stimulation generating unit 55.

터치 인식 알고리즘 실행부(30)는 미리 설정된 터치 인식 알고리즘을 분석하여 Rx 구동회로(34)로부터 입력되는 터치 로 데이터(Tdata)를 분석하여 센서 노드 전압에서 터치 전후의 변화량이 소정의 기준값 이상으로 큰 데이터를 터치(또는 근접) 입력으로 판단하고 그 터치(또는 근접) 입력에 대한 좌표를 추정하여 터치 입력 위치의 좌표를 포함한 터치 맵 데이터(HIDxy)를 출력한다. 터치 인식 알고리즘 실행부(30)로부터 출력된 터치 맵 데이터(HIDxy)는 호스트 시스템(15)으로 전송된다. 터치 인식 알고리즘 실행부(30)는 MCU(Micro Controller Unit, MCU)로 구현될 수 있다. The touch recognition algorithm executing unit 30 analyzes the preset touch recognition algorithm and analyzes the data (Tdata) with the touch input from the Rx driving circuit 34. When the amount of change in the sensor node voltage before and after the touch is larger than a predetermined reference value Determines the data as a touch (or proximity) input, estimates coordinates of the touch (or proximity) input, and outputs touch map data (HIDxy) including coordinates of the touch input position. The touch map data HIDxy output from the touch recognition algorithm executing section 30 is transmitted to the host system 15. [ The touch recognition algorithm executing unit 30 may be implemented as an MCU (Micro Controller Unit).

호스트 시스템(15)은 네비게이션 시스템, 셋톱박스, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템, 방송 수신기, 폰 시스템(Phone system) 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 호스트 시스템(15)은 스케일러(scaler)를 내장한 SoC(System on chip)을 포함하여 영상 데이터를 표시패널(DIS)에 표시하기에 적합한 포맷으로 변환한다. 또한, 호스트 시스템은 터치 인식 알고리즘 실행부(30)로부터 입력되는 터치 데이터의 좌표값과 연계된 응용 프로그램을 실행한다. 그리고, 호스트 시스템(15)은 상기 터치 데이터 좌표값에 따라 전기자극 생성부(55)를 구동하기 위한 구동신호를 TSP 타이밍 콘트롤러(36)에 전송한다.The host system 15 may be implemented as any one of a navigation system, a set top box, a DVD player, a Blu-ray player, a personal computer (PC), a home theater system, a broadcast receiver, and a phone system. The host system 15 includes a system on chip (SoC) with a built-in scaler, and converts the image data into a format suitable for display on the display panel DIS. In addition, the host system executes an application program associated with coordinate values of the touch data input from the touch recognition algorithm executing section 30. [ The host system 15 transmits a drive signal for driving the electric stimulus generator 55 to the TSP timing controller 36 according to the touch data coordinate value.

전기자극 생성부(55)는 상기 터치 스크린의 Tx 라인들(T1~Tj)에 전기적 입력을 인가하여, 사용자의 터치 신체 부위와 Tx 라인들 사이에 용량성 커플링을 형성하여 전기자극을 주게 된다. 전기자극 생성부(55)는 상기 Tx 라인들(T1~Tj)에 연결된 Ex 라인들(E1~Ej)에 전기적 신호를 입력한다. Ex 라인들(E1~Ej)은 상기 Tx 라인들(T1~Tj)에 1대 1로 연결되어 전기적 신호 예를 들어 고전압의 전류를 입력하게 된다. 또한, 전기자극 생성부(55)는 터치 좌표에 따라 호스트 시스템(15)에서 타이밍 콘트롤러(36)에 입력된 제어신호에 따라 상기 터치 좌표에 해당하는 Ex 라인들(E1~Ej)에 전기적 입력을 하여 상기 Tx 라인들(T1~Tj)에 고전압 전류를 입력한다.The electrical stimulation generator 55 applies an electrical input to the Tx lines T1 to Tj of the touch screen to form a capacitive coupling between the touch body part of the user and the Tx lines to give electrical stimulation . The electric stimulation generator 55 inputs electrical signals to the Ex lines E1 to Ej connected to the Tx lines T1 to Tj. The Ex lines E1 to Ej are connected to the Tx lines T1 to Tj on a one-to-one basis to input an electric signal, for example, a high voltage current. The electric stimulation generating unit 55 generates an electric stimulus to the Ex lines E1 to Ej corresponding to the touch coordinates according to the control signal input to the timing controller 36 in the host system 15 according to the touch coordinates And inputs a high voltage current to the Tx lines (T1 to Tj).

TSP 타이밍 콘트롤러(36)는 Tx 구동회로(32), Rx 구동회로(34), 전기자극 생성부(55)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 동기신호(SYNC)를 발생한다.The TSP timing controller 36 generates a synchronizing signal SYNC for controlling the operation timings of the Tx driving circuit 32, the Rx driving circuit 34 and the electric stimulation generating unit 55.

전술한 전기자극 생성부를 통해 사용자에게 전기자극을 부여하는 구체적인 실시예를 개시하기로 한다.A concrete embodiment for giving an electric stimulus to a user through the above-described electric stimulation generator will be described.

도 4 및 도 5는 전기자극 생성부의 작동원리를 설명하기 위한 개념도이다. 전기자극 생성부(55)는 고전압 증폭기(100), 절연체(108) 및 전극(106)을 포함한다. 고전압 증폭기(100)의 출력은 OUT으로 표시되며, 고전압 증폭기는 절연층 또는 절연부재 중 적어도 하나를 포함하는 절연체(108)로 인하여 전기 접촉으로부터 절연된 전극(106)과 연결된다.FIGS. 4 and 5 are conceptual diagrams for explaining the operation principle of the electric stimulation generator. FIG. The electric stimulation generating portion 55 includes a high voltage amplifier 100, an insulator 108 and an electrode 106. The output of the high voltage amplifier 100 is labeled OUT and the high voltage amplifier is connected to the isolated electrode 106 from the electrical contact due to the insulator 108 comprising at least one of an insulating layer or an insulating member.

절연체(108)에 접촉하는 사용자의 신체부위(120), 예를 들어 손가락의 피부(121)는 건조한 상태에서 상대적으로 좋은 절연체이지만, 전기자극 생성부(55)는 전극(106) 및 신체부위(120) 사이에 상대적으로 양호한 용량성 커플링(capacitive coupling)을 제공한다. 본 발명은 전극(106) 및 신체부위(120) 사이의 용량성 커플링이 전기력(Coulomb Force)을 발생시킨다. 전기력은 파치니소체(Pacinian corpuscle)(122)라 명명되는, 이포데미(ipodermis)(121) 내에 포함된 피부 외피층 아래에 존재하는 진동-감지 수용기를 자극한다.The electrical stimulation generator 55 is a relatively good insulator in the dry state while the body part 120 of the user's body 120 contacting the insulator 108, 120 to provide relatively good capacitive coupling. The present invention allows the capacitive coupling between electrode 106 and body region 120 to generate a Coulomb Force. The electrical force stimulates the vibration-sensing receptors present under the skin epithelial layer contained within the ipodermis 121, termed the Pacinian corpuscle 122.

고전압 증폭기(100)는 입력신호(IN)에 의하여 구동되며, 입력신호는 파치니소체(122)가 감지할 수 있는 주파수 범위 내에 존재하는 전기력을 발현시키는 에너지 콘텐츠의 상당한 부분을 발현시킨다. 인간에 있어서, 상기 주파수 범위는 10Hz 내지 1000Hz 범위 내, 바람직하게는 50Hz 및 500Hz이며, 100Hz 내지 300Hz의 범위, 약 240Hz 정도가 최적의 주파수이다.The high voltage amplifier 100 is driven by an input signal IN and the input signal expresses a significant portion of the energy content that expresses the electrical force present within a frequency range that the Pachinier body 122 can sense. In human, the above frequency range is within the range of 10 Hz to 1000 Hz, preferably 50 Hz and 500 Hz, and the range of 100 Hz to 300 Hz, about 240 Hz is the optimum frequency.

고전압 증폭기(100) 및 절연체(108)에 대한 용량성 커플링은 파시니소체 또는 여타의 물리적 수용기가 자극되고, 전기센서 감각이 발생하도록 배치된다. 이를 위해, 고전압 증폭기(100)는 수백 또는 수천 볼트의 출력을 발생시킬 수 있어야 한다. 실제 구현시에는 신체부위(120)를 향하여 발생된 교류전류는 매우 작은 크기이며, 저주파수의 교류를 이용함으로써 더욱 감소될 수 있다.The capacitive coupling to the high voltage amplifier 100 and the insulator 108 is arranged such that the passcannus or other physical receptors are stimulated and an electrical sensor sense is generated. To this end, the high voltage amplifier 100 must be capable of generating hundreds or even thousands of volts of output. In actual implementation, the alternating current generated towards the body part 120 is of a very small size and can be further reduced by using alternating low frequencies.

도 5을 참조하면, 본 실시예에서, 고전압 증폭기(100)는 고전압 변압기(104)와 전류 증폭기(102)를 포함한다. 전류 증폭기(102)는 도면부호 112 및 114로 표시된 변조된 신호에 의하여 구동된다. 고전압 증폭기(100)로부터의 출력은 절연체(108)에 의하여 전기적 접촉으로부터 절연된 전극(106)으로 연결된다. 증폭기(100, 102)는 변조기(110) 내에서 저주파수 신호가 변조된 고주파수 신호(112)에 의하여 구동된다. 저주파수 신호(114)의 주파수는 피부 표면에 내재된 전도성 조직 내에 존재하는 파시니소체가 반응하는 주파수이다. 고주파수 신호(112)의 주파수는 바람직하게는 인간의 가청 주파수보다 소량의 수치만큼 높은 수준의 18 내지 25kHz의 주파수이다. 더욱 바람직하게는 약 19 내지 22 kHz 사이이다.Referring to FIG. 5, in this embodiment, high voltage amplifier 100 includes a high voltage transformer 104 and a current amplifier 102. The current amplifier 102 is driven by a modulated signal denoted by reference numerals 112 and 114. The output from the high-voltage amplifier 100 is coupled from the electrical contact to the insulated electrode 106 by an insulator 108. The amplifiers 100 and 102 are driven by the high frequency signal 112 in which the low frequency signal is modulated in the modulator 110. [ The frequency of the low frequency signal 114 is the frequency at which the response of the parancholy present in the conductive tissue inherent in the skin surface. The frequency of the high frequency signal 112 is preferably a frequency of 18 to 25 kHz, which is as high as a small amount of the human audible frequency. More preferably between about 19 and 22 kHz.

제어부(116)는 고주파수 또는 저주파수 신호(112, 114)의 주파수 또는 진폭 증폭기(102)를 작동시키거나, 전력 공급을 제어한다. The control unit 116 operates the frequency or amplitude amplifier 102 of the high or low frequency signals 112 and 114, or controls the power supply.

도 6은 본 발명의 터치 스크린에 적용되는 전기자극 생성부(55)를 나타낸 도면이다. 본 실시예는 다수의 독립적으로 통제 가능한 전극(206A, 206B 및 206C)로 구성된다. 도면에서는 전극이 세 개로 표시되어 있지만, 전극의 개수는 터치 스크린의 Tx 라인들의 개수만큼일 수 있다.6 is a diagram showing an electric stimulus generator 55 applied to the touch screen of the present invention. The present embodiment consists of a number of independently controllable electrodes 206A, 206B and 206C. Although three electrodes are shown in the drawing, the number of electrodes may be equal to the number of Tx lines of the touch screen.

제어부(216)는 전극들(206A, 206B 및 206C)로의 고전압 신호를 제어하는 것으로, 호스트 시스템으로부터의 명령에 응답할 수 있다. 상기 전극들(206A, 206B 및 206C)은 상기 터치 스크린의 Tx 라인들일 수 있다. 제어부(216)는 스위치(217)를 제어하여 각 전극들(206A, 206B, 206C)에 전기적 신호를 입력하게 되는데, 스위치(217)는 반도체 계전기(semiconductor relay)를 포함하여, 여타의 반도체 타입의 스위치도 사용될 수 있다.The control unit 216 can respond to commands from the host system by controlling high voltage signals to the electrodes 206A, 206B, and 206C. The electrodes 206A, 206B, and 206C may be Tx lines of the touch screen. The control unit 216 controls the switch 217 to input an electrical signal to each of the electrodes 206A, 206B and 206C. The switch 217 includes a semiconductor relay, Switches can also be used.

전술한 전기자극 생성부(55)는 사용자의 터치 신체인 손가락과, 터치 스크린 사이의 전기력을 변조시켜 이를 이용해 손가락에 촉각 신호를 생성한다. 따라서, 사용자는 표시장치에 터치를 하게 되면 전기자극의 피드백을 받게 전달받게 된다.The electric stimulation generating unit 55 modulates an electric force between the finger, which is the touch body of the user, and the touch screen, and generates a tactile signal by using the electric power. Therefore, when the user touches the display device, the user receives the electric stimulation feedback.

한편, 전술한 바와 같이, 터치 스크린(TSP)의 Tx 라인들은 전기자극 생성부(55)의 전극들로 동시에 이용될 수 있다. 이에 따라, 전기자극 생성부(55)와 터치 스크린(TSP)은 도 7과 같은 방법으로 시분할 구동될 수 있다. On the other hand, as described above, the Tx lines of the touch screen (TSP) can be used simultaneously as the electrodes of the electric stimulus generator 55. Accordingly, the electric stimulation generating unit 55 and the touch screen TSP can be time-divisionally driven in the same manner as in FIG.

도 7은 터치 스크린과 전기자극 생성부의 시분할 구동 방법을 보여 주는 수직 동기 신호의 파형도이고, 도 8은 전기자극 생성부가 내장된 터치 스크린의 동작을 보여주는 파형도이다. 또한, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자극 생성부가 내장된 터치 스크린의 동작을 단계적으로 보여주는 흐름도이다. FIG. 7 is a waveform diagram of a vertical synchronizing signal showing a time-division driving method of the touch screen and the electric stimulation generating unit, and FIG. 8 is a waveform diagram showing the operation of the touch screen having the electric stimulation generating unit incorporated therein. FIG. 9 is a flowchart illustrating an operation of a touch screen having an electric stimulation generating unit according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 7 내지 도 9를 참조하면, 1 프레임 기간은 터치 스크린 구동기간(T1)과, 전기자극 생성부 구동기간(T2)으로 시분할될 수 있다. 도 7에서 "Vsync"는 TSP 타이밍 콘트롤러(36)에 입력되는 제1 수직 동기신호이고, "SYNC"는 전기자극 생성부(55)에 입력되는 제2 수직 동기신호이다. TSP 타이밍 콘트롤러(36)는 1 프레임 기간에서 터치 스크린 구동기간(T1)과 전기자극 생성부 구동기간(T2)을 정의하기 위하여, 호스트 시스템으로부터 입력되는 제1 수직 동기신호(Vsync)를 변조하여 제2 수직 동기신호(SYNC)를 발생할 수 있다. Referring to FIGS. 7 to 9, one frame period may be time-divided into a touch screen driving period T1 and an electric stimulus generator driving period T2. 7, "Vsync" is a first vertical synchronization signal input to the TSP timing controller 36, and "SYNC" is a second vertical synchronization signal input to the electric stimulus generator 55. The TSP timing controller 36 modulates the first vertical synchronization signal Vsync input from the host system to define the touch screen driving period T1 and the electric stimulus generator driving period T2 in one frame period 2 vertical sync signal SYNC.

다른 실시예로서, 호스트 시스템(15)이 도 7과 같은 제2 수직 동기신호(SYNC)를 발생하고, TSP 타이밍 콘트롤러(36)는 호스트 시스템(15)으로부터 입력되는 제2 수직 동기신호(SYNC)에 응답하여 터치 스크린 구동기간(T1)과 전기자극 생성부 구동기간(T2)을 제어할 수 있다. 따라서, 본 발명에서, 1 프레임 기간을 터치 스크린 구동기간과 전기자극 생성부 구동기간으로 시분할하여 터치 스크린 구동회로와 전기자극 생성부의 동작 타이밍을 제어하는 콘트롤러는 TSP 타이밍 콘트롤러(36)와 호스트 시스템(15) 중 어느 하나일 수 있다.7, the TSP timing controller 36 receives the second vertical synchronization signal SYNC input from the host system 15, and outputs the second vertical synchronization signal SYNC to the host system 15, The touch screen driving period T1 and the electric stimulus generator driving period T2 can be controlled in response to the control signal. Accordingly, in the present invention, the controller for time-dividing one frame period into the touch screen driving period and the electric stimulation generating unit driving period to control the operation timing of the touch screen driving circuit and the electric stimulation generating unit includes the TSP timing controller 36 and the host system 15). ≪ / RTI >

제2 수직 동기신호(SYNC)의 로우 로직 레벨(low logic level) 구간은 터치 스크린 구동기간(T1)으로 정의되고, 제2 수직 동기신호(SYNC)의 하이 로직 레벨(high logic level) 구간은 전기자극 생성부 구동기간(T2)으로 정의될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제2 수직 동기신호(SYNC)의 하이 로직 레벨 구간이 전기자극 생성부 구동기간(T1)으로 정의되고, 제2 수직 동기신호(SYNC)의 로우 로직 레벨 구간이 터치 스크린 구동기간(T2)으로 정의될 수도 있다. 터치 스크린 구동기간(T1) 동안, 터치 스크린 구동회로는 구동되고 전기자극 생성부(55)는 구동되지 않는다.The low logic level section of the second vertical synchronization signal SYNC is defined as the touch screen driving period T1 and the high logic level section of the second vertical synchronization signal SYNC is defined as the And the stimulus generator driving period T2. However, the present invention is not limited thereto. For example, when the high logic level interval of the second vertical synchronizing signal SYNC is defined as the electric stimulus generator driving period T1 and the low logic level interval of the second vertical synchronizing signal SYNC is the touch screen driving period T2). ≪ / RTI > During the touch screen driving period T1, the touch screen driving circuit is driven and the electric stimulation generating unit 55 is not driven.

사용자는 필요에 의해 터치 스크린을 터치한다.(S1) 터치 스크린 구동기간(T1) 동안, Tx 구동회로(32)는 Tx 라인들(T1~Tj)에 구동펄스를 인가하고, Rx 구동회로(34)는 Rx 라인들(R1~Ri)을 통해 정극성 신호와 부극성 신호를 수신하여 적분기의 출력 전압을 샘플링한 후에 디지털 데이터로 변환한다. 변환된 디지털 데이터는 터치 인식 알고리즘 실행부(30)에서 터치 입력 위치의 좌표를 포함한 터치 맵 데이터를 출력하여 호스트 시스템(15)으로 전송된다.(S2) 전기자극 생성부(55)는 터치 스크린 구동기간(T1) 동안, 터치 스크린의 Tx 라인들(T1~Tj)에 구동신호를 공급하지 않는다.(S1) During the touch screen driving period T1, the Tx driving circuit 32 applies driving pulses to the Tx lines T1 to Tj, and the Rx driving circuit 34 Receives the positive polarity signal and the negative polarity signal through the Rx lines (R1 to Ri), samples the output voltage of the integrator, and converts the output voltage to digital data. The converted digital data is outputted to the host system 15 by outputting the touch map data including the coordinates of the touch input position in the touch recognition algorithm executing unit 30. (S2) The electric stimulation generating unit 55 generates a touch- During the period T1, no driving signal is supplied to the Tx lines T1 to Tj of the touch screen.

호스트 시스템(15)은 터치 맵 데이터를 TSP 타이밍 콘트롤러(36)로 전송한다.(S3) 이에 따라, Tx 구동회로(32)에서 Tx 라인들에 구동펄스를 인가하는 것을 중단한다.(S4) 전기자극 생성부 구동기간(T2)에서는 TSP 타이밍 콘트롤러(36)가 터치 맵 데이터를 전기자극 생성부(55)에 전송하여 전기자극 생성부(55)에서 터치 맵 데이터에 해당되는 전극들(E1~Ej)에 전기적 입력이 가능하도록 스위치에 구동펄스를 인가한다. 인가된 구동펄스에 따라 스위치가 해당 전극들(E1~Ej)을 턴 온(on)하게 되고 해당 전극들에 1대 1로 연결된 Tx 라인들에 고전압의 전기적 신호가 입력된다.(S5) The host system 15 transmits the touch map data to the TSP timing controller 36. This causes the Tx driving circuit 32 to stop applying driving pulses to the Tx lines. In the stimulus generator driving period T2, the TSP timing controller 36 transmits the touch map data to the electric stimulus generator 55, and the electric stimulation generator 55 generates the electrodes E1 to Ej ) So that an electric input is possible. The switches turn on the corresponding electrodes E1 to Ej according to the applied driving pulse and a high voltage electrical signal is inputted to the Tx lines connected one to one to the corresponding electrodes.

전기자극 생성부(55)는 전기자극 생성부 구동기간(T2) 동안, E1 라인들을 통해 Tx 라인들에 고전압의 전기적 신호 입력을 수행한다. 전기자극 생성부(55)는 사용자의 터치가 없을 때에는 구동되지 않고, 터치 데이터 좌표값에 따라 호스트 시스템(15)을 통해 타이밍 콘트롤러(36)로부터 제어신호가 입력되면, 터치 데이터 좌표값에 해당되는 Tx 라인들에 연결된 Ex 라인들에 고전압의 전기적 신호를 발생하게 한다. The electrical stimulation generating unit 55 performs high voltage electrical signal input to the Tx lines through the E1 lines during the electrical stimulation generator driving period T2. When the control signal is inputted from the timing controller 36 through the host system 15 in accordance with the touch data coordinate value, the electric stimulation generating unit 55 generates the electric stimulus corresponding to the touch data coordinate value Causing the Ex lines connected to the Tx lines to generate a high voltage electrical signal.

Tx 라인들에 인가된 고전압의 전기적 신호는 터치 스크린에 터치된 사용자의 손가락 사이에 전기력을 발생하게 되어, 사용자의 손가락에서 전기자극을 감지하는 피드백(feedback)이 전달된다.(S6) 전기자극 생성부 구동기간(T2) 동안, 터치 스크린 구동회로는 구동되지 않고 전기자극 생성부(55)가 구동된다. 전기자극 생성부 구동기간(T2)이 종료된 후에는 다시 다음 터치 구동기간(T1)이 수행된다.(S7)A high-voltage electrical signal applied to the Tx lines generates an electric force between the fingers of the user touched on the touch screen, so that feedback is sensed at the user's finger to sense electric stimulation. (S6) During the sub-drive period T2, the touch screen drive circuit is not driven and the electric stimulation generator 55 is driven. After the electric stimulation generator driving period T2 ends, the next touch driving period T1 is performed again. (S7)

전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 피드백 터치 스크린은 터치 스크린의 Tx 라인들을 전기자극 생성부의 전극들로 이용함으로써, 터치 스크린의 사이즈의 증가 없이 촉각 피드백을 수행할 수 있는 터치 스크린을 제공할 수 있는 이점이 있다.As described above, the tactile feedback touch screen according to an embodiment of the present invention uses the Tx lines of the touch screen as the electrodes of the electric stimulation generating unit, thereby enabling the touch screen to perform tactile feedback without increasing the size of the touch screen. Can be provided.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification, but should be defined by the claims.

DIS : 표시패널 TSP : 터치 스크린
12 : 데이터 구동회로 14 : 스캔 구동회로
15 : 호스트 시스템 20 : 디스플레이 타이밍 콘트롤러
30 : 터치 인식 알고리즘 실행부 32 : Tx 구동회로
34 : Rx 구동회로 36 : TSP 타이밍 콘트롤러
55 : 전기자극 생성부
DIS: Display panel TSP: Touch screen
12: Data driving circuit 14: Scan driving circuit
15: host system 20: display timing controller
30: Touch recognition algorithm executing section 32: Tx driving circuit
34: Rx driving circuit 36: TSP timing controller
55: Electrical Stimulation Generator

Claims (7)

Tx 라인들, 상기 Tx 라인들과 교차하는 Rx 라인들 및 상기 Tx 라인들과 상기 Rx 라인들 상에 형성된 절연층을 포함하는 터치 스크린;
상기 Tx 라인들에 인가되는 전기적 입력을 생성하는 전기자극 생성부;
상기 Tx 라인들에 터치 구동펄스를 인가하고 상기 Rx 라인들을 통해 센싱하여 터치 데이터를 생성하고, 상기 전기자극 생성부에 전기자극 구동펄스를 인가하는 터치 스크린 구동회로; 및
상기 터치 데이터에 따라 상기 전기자극 생성부에 상기 전기자극 구동펄스를 인가하도록 상기 터치 스크린 구동회로에 제어신호를 인가하는 호스트 시스템을 포함하며,
상기 터치 스크린 구동회로는 터치 구동기간과 전기자극 생성부 구동기간으로 시분할하는 1 프레임 기간을 포함하고,
상기 Tx 라인들은 상기 터치 구동기간에 상기 터치 구동펄스가 인가되고, 상기 전기자극 생성부 구동기간에 상기 전기자극 구동펄스에 따라 상기 전기자극 생성부로부터 상기 전기적 입력이 인가되어 터치 신체 부위에 전기자극을 주며,
상기 전기자극 생성부는 상기 Tx 라인들에 1 대 1로 연결된 복수의 Ex 라인들로 이루어진 전극들을 포함하는 촉각 피드백 터치 스크린.
Tx lines, Rx lines intersecting the Tx lines, and an insulation layer formed on the Tx lines and the Rx lines;
An electrical stimulation generator for generating an electrical input applied to the Tx lines;
A touch screen driving circuit for applying touch driving pulses to the Tx lines, sensing the touch data through the Rx lines to generate touch data, and applying an electric stimulation driving pulse to the electric stimulation generating unit; And
And a host system for applying a control signal to the touch screen drive circuit to apply the electric stimulation drive pulse to the electric stimulation generator according to the touch data,
Wherein the touch screen driving circuit includes one frame period in which time division is performed in a touch driving period and a driving period of an electric stimulation generating unit,
Wherein the touch driving pulse is applied to the Tx lines during the touch driving period and the electrical input is applied from the electrical stimulation generator in response to the electrical stimulation drive pulse during the driving period of the electrical stimulation generator, Lt; / RTI >
Wherein the electrical stimulation generator comprises electrodes consisting of a plurality of Ex lines connected one to one to the Tx lines.
제1 항에 있어서,
상기 터치 구동기간은 상기 터치 데이터를 발생하는 기간이고, 상기 전기자극 생성부 구동기간은 상기 터치 데이터에 의해 상기 터치 신체 부위에 전기자극을 주는 기간인 촉각 피드백 터치 스크린.
The method according to claim 1,
Wherein the touch driving period is a period for generating the touch data, and the electric stimulation generating unit driving period is a period for giving an electric stimulus to the touch body part by the touch data.
제2 항에 있어서,
상기 터치 스크린 구동회로는 TSP 타이밍 콘트롤러를 포함하며,
상기 TSP 타이밍 콘트롤러는 상기 터치 구동기간에 상기 Tx 라인들에 상기 터치 구동펄스를 인가하도록 Tx 구동회로를 제어하고, 상기 전기자극 생성부의 구동은 중지하도록 제어하며,
상기 TSP 타이밍 콘트롤러는 상기 전기자극 생성부 구동기간에 상기 Tx 라인들에 상기 전기적 입력을 인가하도록 상기 전기자극 생성부를 제어하고, 상기 Tx 구동회로의 구동은 중지하도록 제어하는 촉각 피드백 터치 스크린.
3. The method of claim 2,
The touch screen driving circuit includes a TSP timing controller,
Wherein the TSP timing controller controls the Tx driving circuit to apply the touch driving pulse to the Tx lines during the touch driving period and controls the driving of the electric stimulation generating unit to stop,
Wherein the TSP timing controller controls the electric stimulation generator to apply the electric input to the Tx lines during the driving period of the electric stimulation generator and controls the driving of the Tx driving circuit to stop.
삭제delete 제3 항에 있어서,
상기 Tx 라인들에 인가되는 상기 전기적 입력은 고전압의 전류인 촉각 피드백 터치 스크린.
The method of claim 3,
Wherein the electrical input applied to the Tx lines is a high voltage current.
제1 항에 있어서,
상기 전기자극 생성부는 전류 증폭기 및 고전압 변압기로 이루어진 고전압 증폭기를 포함하는 촉각 피드백 터치 스크린.
The method according to claim 1,
Wherein the electrical stimulation generator comprises a high voltage amplifier comprising a current amplifier and a high voltage transformer.
삭제delete
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