KR102081809B1 - Capacitive touch system and driving method thereof - Google Patents

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KR102081809B1
KR102081809B1 KR1020190003754A KR20190003754A KR102081809B1 KR 102081809 B1 KR102081809 B1 KR 102081809B1 KR 1020190003754 A KR1020190003754 A KR 1020190003754A KR 20190003754 A KR20190003754 A KR 20190003754A KR 102081809 B1 KR102081809 B1 KR 102081809B1
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주식회사 리딩유아이
한상현
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Abstract

Disclosed are a capacitive touch system with an increased peak-to-average power ratio (PAPR), and an operation method thereof. According to the present invention, the capacitive touch system comprises: a touch panel including a plurality of TX electrodes and RX electrodes; a TX operation unit providing TX signals with a different frequency to the TX electrodes, respectively; an RX reception unit receiving RX signals outputted from the RX electrodes, respectively; a frequency mixing unit mixing a mixing signal with a predetermined frequency to each of the TX or RX signals to output a mixed sensing signal; and a signal detection unit separating the mixing signal from the mixed sensing signal to reconfigure a raw touch signal. Accordingly, a sinusoidal signal with a predetermined frequency is mixed to the TX signal applied to a TX terminal or the RX signal outputted from an RX terminal, and deconvolution processing or production of the inverse of the mixing signal is performed to restore the raw touch signal such that generation of charge overflow is prevented without lowering a frame rate or a sound/noise ratio (SNR), thereby increasing the PAPR.

Description

정전용량식 터치 시스템 및 이의 구동 방법{CAPACITIVE TOUCH SYSTEM AND DRIVING METHOD THEREOF}Capacitive touch system and its driving method {CAPACITIVE TOUCH SYSTEM AND DRIVING METHOD THEREOF}

본 발명은 정전용량식 터치 시스템 및 이의 구동 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 최대전력 대 평균전력 비(Peak-to-Average Power Ratio: PAPR)가 개선된 정전용량식 터치 시스템 및 이의 구동 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a capacitive touch system and a driving method thereof, and more particularly, to a capacitive touch system and a driving method thereof having an improved peak-to-average power ratio (PAPR). It is about.

높은 프레임레이트(frame rate)와 신호대잡음비(signal-to-noise ratio, SNR)는 미세한 정전용량 변화를 빠른 속도로 센싱하기 위해 필수적이다. 따라서, 높은 SNR과 프레임레이트를 확보하기 위해 모든 TX 전극에 동시에 구동하는 병렬 구동 방법(parallel driving method) 또는 다중 주파수 구동 방식(multiple frequency driving method) 등이 제안되었다. High frame rates and signal-to-noise ratios (SNRs) are essential for fast sensing of small capacitance changes. Accordingly, in order to secure high SNR and frame rate, a parallel driving method or a multiple frequency driving method for simultaneously driving all TX electrodes has been proposed.

병렬 구동 방법은 모든 TX 전극에 특정 매트릭스 형태의 TX 신호를 인가하고, 터치 컨트롤러에서 터치 패널의 정전용량 변화를 센싱한다. 병렬 구동 방법은 동시에 모든 TX 전극을 구동하기 때문에, 센싱 시간이 길어져 SNR의 향상을 확보할 수 있다. 하지만, TX 전극의 수가 증가할수록 구동해야 하는 매트릭스의 크기가 증가하게 되어, 매트릭스를 구동하는 시간이 증가(즉, 프레임레이트가 감소하는)하는 문제가 발생할 수 있다. 또한 매트릭스의 형태에 따라 모든 TX 전극에 동일한 위상의 TX 신호가 구동될 경우, 아날로그 프론트 엔드(AFE) IC 내 리드아웃 회로(readout circuit)의 센싱 범위를 넘어가는 신호가 인가될 수 있다. 이를 차지 오버플로우(charge overflow)라고 한다. 따라서, 이를 해결하기 위해 부분적으로 TX 전극을 구동하거나, 구동 전압을 낮출 수 밖에 없어 프레임레이트나 SNR이 감소하는 문제가 발생한다. The parallel driving method applies a TX signal in a specific matrix form to all TX electrodes, and senses capacitance change of the touch panel in the touch controller. Since the parallel driving method drives all TX electrodes at the same time, the sensing time is long, and the improvement of the SNR can be ensured. However, as the number of TX electrodes increases, the size of the matrix to be driven increases, which may cause a problem that the time for driving the matrix increases (that is, the frame rate decreases). In addition, when the TX signal of the same phase is driven to all TX electrodes according to the form of the matrix, a signal that exceeds the sensing range of the readout circuit in the analog front end (AFE) IC may be applied. This is called charge overflow. Therefore, in order to solve this problem, the TX electrode must be partially driven or the driving voltage can be lowered, thereby reducing the frame rate or the SNR.

다중 주파수 구동 방식도 병렬 구동 방법과 마찬가지로 높은 프레임레이트와 SNR을 확보하기 위한 구동 방법이다. 외부 노이즈를 먼저 판단하여 노이즈가 작은 영역에 구동에 필요한 TX 신호의 주파수를 할당하기 때문에 높은 SNR을 확보할 수 있다. 또한 동시에 여러 개의 TX 전극에 TX 신호를 구동하여 프레임레이트를 확보할 수 있다. Like the parallel driving method, the multi-frequency driving method is a driving method for securing high frame rate and SNR. Since external noise is first determined and a frequency of the TX signal required for driving is allocated to a region having a small noise, high SNR can be secured. In addition, it is possible to secure the frame rate by driving the TX signal to multiple TX electrodes at the same time.

하지만, 여러 TX 전극에 TX 신호를 동시에 구동할 경우, 각각의 TX 신호들을 신호 수신측에서 관찰하면 보강 간섭과 소멸 간섭이 발생하는 것을 알 수 있다. 특히 보강 간섭이 최대로 이루어지게 될 경우 TX 신호에 피크 신호가 발생한다. 이러한 피크 신호는 수신 회로의 입력 다이내믹레인지를 초과하게 되어 수신 신호의 왜곡인 차지 오버플로우를 발생시키는 원인이 된다. However, when driving TX signals simultaneously to multiple TX electrodes, it can be seen that constructive and destructive interference occurs when each TX signal is observed from the signal receiver. In particular, when the constructive interference is maximized, a peak signal is generated in the TX signal. This peak signal exceeds the input dynamic range of the receiving circuit, causing a charge overflow that is a distortion of the received signal.

또한 차지 오버플로우를 방지하기 위해 입력 신호의 증폭 비율을 낮추는 경우, 너무 작은 신호 이득으로 인하여 SNR이 급격히 저하된다. 이로 인해 해당 구동 방법도 부분적으로 TX 전극을 구동하거나, TX 신호의 전압을 낮출 수 밖에 없어 프레임레이트나 SNR이 감소하는 문제가 발생한다. In addition, if the amplification ratio of the input signal is lowered to prevent charge overflow, the SNR drops sharply due to too small signal gain. As a result, the corresponding driving method partially drives the TX electrode or lowers the voltage of the TX signal, thereby reducing the frame rate and the SNR.

0001)한국공개특허 제10-2016-0085126호(2016. 07. 15.)(전자 장치 및 전자 장치의 터치 스캔 방법)0001) Korea Patent Publication No. 10-2016-0085126 (2016. 07. 15.) (Electronic device and touch scan method of the electronic device) 0002)한국등록특허 제10-1863162호(2018. 05. 25.)(정전용량방식 터치 센서에서 신호 대 잡음을 국부적으로 개선하기 위한 기술)Korean Patent Registration No. 10-1863162 (2018. 05. 25.) (Technology for Locally Improving Signal-to-Noise in Capacitive Touch Sensors)

이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에 착안한 것으로, 본 발명의 목적은, 다중 주파수 구동 시 프레임레이트나 SNR 저하없이 차지 오버플로우의 발생을 억제할 수 있도록 구현된 정전용량식 터치 시스템을 제공하는 것이다. Therefore, the technical problem of the present invention has been made in view of the above, an object of the present invention, to provide a capacitive touch system implemented to suppress the occurrence of charge overflow without reducing the frame rate or SNR when driving the multi-frequency will be.

본 발명의 다른 목적은 상기한 정전용량식 터치 시스템의 구동 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a method of driving the capacitive touch system.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 정전용량식 터치 시스템은, 복수의 TX 전극들과 복수의 RX 전극들을 포함하는 터치 패널; 서로 다른 주파수를 갖는 TX 신호들을 상기 TX 전극들에 각각 제공하는 TX 구동부; 상기 RX 전극들 각각에서 출력되는 RX 신호들을 수신하는 RX 수신부; 상기 TX 신호들 또는 상기 RX 신호들 각각에 특정 주파수를 갖는 믹싱신호를 믹싱하여 믹스된 센싱신호를 출력하는 주파수 믹싱부; 및 상기 믹스된 센싱신호에서 상기 믹싱신호를 분리하여 터치 원신호를 재구성하는 신호 검출부를 포함한다. According to one or more exemplary embodiments, a capacitive touch system includes a touch panel including a plurality of TX electrodes and a plurality of RX electrodes; A TX driver which provides TX signals having different frequencies to the TX electrodes, respectively; An RX receiver configured to receive RX signals output from each of the RX electrodes; A frequency mixing unit configured to mix a mixing signal having a specific frequency to each of the TX signals or the RX signals and output a mixed sensing signal; And a signal detector configured to reconstruct the touch original signal by separating the mixed signal from the mixed sensing signal.

일실시예에서, 상기 TX 신호들의 주파수는 등 간격, 소수 간격 및 랜덤 간격 중 어느 하나를 가질 수 있다. In one embodiment, the frequency of the TX signals may have any one of equal intervals, fractional intervals and random intervals.

일실시예에서, 상기 믹싱신호는 정현파를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 정현파의 주파수는 TX 신호들의 최소주파수 간격의 0.5배 내지 최소주파수 간격의 정수배일 수 있다. In one embodiment, the mixing signal may include a sine wave. Here, the frequency of the sinusoidal wave may be an integer multiple of 0.5 times the minimum frequency interval of the minimum frequency interval of the TX signals.

일실시예에서, 상기 신호 검출부는 상기 믹싱신호의 믹싱주파수가 (TX 신호의 최대주파수-TX 신호의 최소주파수)/2보다 큰 경우, 밴드패스필터를 적용하여 상기 믹싱신호를 재구성할 수 있다. 여기서, 상기 신호 검출부는, 상기 믹스된 센싱신호를 ADC 변환하는 ADC 블록; 및 ADC 변환된 믹스된 센싱신호를 FFT 처리하여 상기 믹싱신호를 검출하는 FFT 블록을 포함할 수 있다. The signal detector may reconstruct the mixed signal by applying a band pass filter when the mixing frequency of the mixing signal is greater than the maximum frequency of the TX signal and the minimum frequency of the TX signal. The signal detector may include: an ADC block configured to ADC convert the mixed sensing signal; And an FFT block configured to detect the mixed signal by performing FFT processing on the mixed ADC sensed signal.

일실시예에서, 상기 신호 검출부는 디콘볼루션 필터를 적용하여 FFT 결과에서 터치 원신호를 재구성할 수 있다. 여기서, 상기 신호 검출부는, 상기 믹스된 센싱신호를 ADC 변환하는 ADC 블록; ADC 변환된 신호를 FFT 처리하는 FFT 블록; 및 FFT 처리된 신호를 디콘볼루션 처리하여 상기 믹스된 센싱신호를 검출하는 디콘볼로션 블록을 포함할 수 있다. In one embodiment, the signal detector may apply a deconvolution filter to reconstruct the touch original signal from the FFT result. The signal detector may include: an ADC block configured to ADC convert the mixed sensing signal; An FFT block for FFT processing the ADC converted signal; And a deconvolution block that detects the mixed sensing signal by deconvolving the FFT processed signal.

일실시예에서, 상기 신호 검출부는 시간 도메인에서 믹싱을 통해 승산한 상기 믹싱신호 크기만큼 상기 믹싱신호의 역수로 승산하여 상기 믹스된 센싱신호를 재구성할 수 있다. 여기서, 상기 신호 검출부는, 상기 믹스된 센싱신호를 ADC 변환하는 ADC 블록; ADC 변환된 믹스된 센싱신호에 상기 믹싱신호의 역수를 승산하는 제1 승산블럭; 및 상기 믹싱신호의 역수가 승산된 믹스된 센싱신호를 FFT 처리하여 상기 믹스된 센싱신호를 검출하는 FFT 블록을 포함할 수 있다. In an example embodiment, the signal detector may reconstruct the mixed sensing signal by multiplying the mixed signal by the inverse of the mixed signal by multiplying the mixed signal in the time domain. The signal detector may include: an ADC block configured to ADC convert the mixed sensing signal; A first multiplication block multiplying the ADC-converted mixed sensing signal by the inverse of the mixing signal; And an FFT block configured to detect the mixed sensing signal by FFT processing the mixed sensing signal multiplied by the inverse of the mixing signal.

상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 정전용량식 터치 시스템의 구동 방법은, 서로 다른 주파수들을 갖는 TX 신호들 각각에 특정 주파수를 갖는 믹싱신호를 믹싱하여 TX 전극에 출력하는 단계; 및 RX 전극을 통해 출력되는 믹스된 센싱신호들 각각에서 상기 믹싱신호를 분리하여 터치 원신호를 재구성하는 단계를 포함한다. In order to achieve the above object of the present invention, a method of driving a capacitive touch system according to an embodiment includes mixing a mixed signal having a specific frequency with each of the TX signals having different frequencies and outputting the mixed signal to the TX electrode. step; And reconstructing the touch original signal by separating the mixed signal from each of the mixed sensing signals output through the RX electrode.

일실시예에서, 상기 터치 원신호를 재구성하는 단계는, 상기 믹스된 센싱신호들 각각을 디지털 변환하는 단계; 및 디지털 변환된 센싱신호들 각각을 FFT 처리하여 터치 원신호를 검출하는 단계를 포함할 수 있다. In one embodiment, the reconstructing the touch original signal may include: digitally converting each of the mixed sensing signals; And detecting the touch original signal by performing FFT on each of the digitally converted sensing signals.

일실시예에서, 상기 터치 원신호를 재구성하는 단계는, 상기 믹스된 센싱신호들 각각을 디지털 변환하는 단계; 디지털 변환된 센싱신호들 각각을 FFT 처리하는 단계; 및 FFT 처리된 믹스된 센싱신호를 디콘볼루션 처리하여 터치 원신호를 검출하는 단계를 포함할 수 있다. In one embodiment, the reconstructing the touch original signal may include: digitally converting each of the mixed sensing signals; FFT processing each of the digitally converted sensing signals; And deconvoluting the mixed sensing signal processed by the FFT to detect the touch original signal.

일실시예에서, 상기 터치 원신호를 재구성하는 단계는, 상기 믹스된 센싱신호들 각각을 디지털 변환하는 단계; 디지털 변환된 센싱신호들 각각에 상기 믹싱신호의 역수를 승산하는 단계; 및 상기 믹싱신호의 역수가 승산된 신호들 각각을 FFT 처리하여 터치 원신호를 검출하는 단계를 포함할 수 있다. In one embodiment, the reconstructing the touch original signal may include: digitally converting each of the mixed sensing signals; Multiplying each of the digitally converted sensing signals by the inverse of the mixing signal; And detecting the touch original signal by performing FFT processing on the signals multiplied by the reciprocal of the mixing signal.

상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위하여 다른 실시예에 따른 정전용량식 터치 시스템의 구동 방법은, 서로 다른 주파수들을 갖는 TX 신호들을 TX 전극에 출력하는 단계; RX 전극을 통해 출력되는 RX 신호들 각각에 특정 주파수를 갖는 믹싱신호를 믹싱하여 믹스된 센싱신호를 출력하는 단계; 및 상기 믹스된 센싱신호들 각각에서 상기 믹싱신호를 분리하여 터치 원신호를 재구성하는 단계를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of driving a capacitive touch system, including: outputting TX signals having different frequencies to a TX electrode; Mixing a mixed signal having a specific frequency with each of the RX signals output through the RX electrode and outputting a mixed sensing signal; And reconstructing the touch original signal by separating the mixed signal from each of the mixed sensing signals.

이러한 정전용량식 터치 시스템 및 이의 구동 방법에 의하면, 특정 주파수를 갖는 정현파 신호를 TX 단에 인가되는 TX 신호 또는 RX 단에서 출력되는 RX 신호에 믹싱하고, 터치 원신호를 복원하기 위해 디콘볼루션 처리 또는 믹싱신호의 역수를 승산하므로써, 프레임레이트의 저하나 SNR의 저하없이 차지 오버플로우가 발생하는 것을 방지하여 최대전력 대 평균전력 비(Peak-to-Average Power Ratio: PAPR)를 개선할 수 있다. According to the capacitive touch system and a driving method thereof, a sinusoidal signal having a specific frequency is mixed with a TX signal applied to a TX terminal or an RX signal output from an RX terminal, and deconvolution processing is performed to restore the original touch signal. Alternatively, by multiplying the inverse of the mixed signal, charge overflow can be prevented from occurring without lowering the frame rate or lowering the SNR, thereby improving the peak-to-average power ratio (PAPR).

도 1은 일반적인 정전용량식 터치 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 블록도이다.
도 2a 내지 도 2d는 서로 다른 주파수들의 TX 신호가 TX 전극들 각각에 인가될 때 RX 단에서 검출되는 신호의 파형도들이다.
도 3a는 TX 신호들 간의 주파수 간격이 등 간격일 때 RX 단을 통해 출력되는 정형화된 입력 신호를 개략적으로 설명하기 위한 파형도이고, 도 3b는 TX 신호들 간의 주파수 간격이 소수 간격일 때 RX 단을 통해 출력되는 정형화된 입력 신호를 개략적으로 설명하기 위한 파형도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량식 터치 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 정전용량식 터치 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 블록도이다.
도 6은 TX 신호들의 주파수 간격이 등 간격일 때 믹싱신호와의 주파수 믹싱 결과를 개략적으로 설명하기 위한 파형도이다.
도 7은 TX 신호들의 주파수 간격이 소수 간격일 때 믹싱신호와의 주파수 믹싱 결과를 개략적으로 설명하기 위한 파형도이다.
도 8은 도 4 또는 도 5에 도시된 신호검출부의 제1 실시예를 개략적으로 설명하기 위한 블록도이다.
도 9는 도 8에서 설명된 신호검출부에 따라 터치 원신호의 재구성을 개략적으로 설명하기 위한 개념도이다.
도 10은 도 4 또는 도 5에 도시된 신호검출부의 제2 실시예를 개략적으로 설명하기 위한 블록도이다.
도 11은 도 10에서 설명된 신호검출부에 의한 신호 검출방법을 개략적으로 설명하기 위한 파형도이다.
도 12는 도 10에서 설명된 신호검출부에 따라 터치 원신호의 재구성을 개략적으로 설명하기 위한 개념도이다.
도 13은 도 4 또는 도 5에 도시된 신호검출부의 제3 실시예를 개략적으로 설명하기 위한 블록도이다.
도 14는 도 13에서 설명된 신호검출부에 의한 신호 검출방법을 개략적으로 설명하기 위한 파형도이다.
도 15는 RX 단을 통해 출력되는 RX 신호의 일례를 개략적으로 설명하기 위한 주파수 스펙트럼이다.
도 16은 RX 단을 통해 출력되는 RX 신호의 다른 예를 개략적으로 설명하기 위한 주파수 스펙트럼이다.
도 17은 믹싱신호의 믹싱주파수가 (TX 신호의 최대주파수-TX 신호의 최소주파수)/2보다 큰 경우, 필터를 적용하여 믹싱신호를 재구성하는 예를 개략적으로 설명하기 위한 주파수 스펙트럼이다.
도 18은 시간 도메인에서 믹싱을 통해 승산된 정현파의 크기만큼 정현파의 역수를 승산하여 터치 원신호를 재구성하는 예를 도시한 도면이다.
1 is a block diagram schematically illustrating a typical capacitive touch system.
2A to 2D are waveform diagrams of signals detected at the RX stage when TX signals of different frequencies are applied to each of the TX electrodes.
3A is a waveform diagram schematically illustrating a standardized input signal output through the RX stage when the frequency intervals between the TX signals are equal intervals, and FIG. 3B illustrates the RX stage when the frequency intervals between the TX signals are fractional intervals. This is a waveform diagram for schematically illustrating a standardized input signal output through the.
4 is a block diagram schematically illustrating a capacitive touch system according to an embodiment of the present invention.
5 is a block diagram schematically illustrating a capacitive touch system according to another exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a waveform diagram schematically illustrating a result of frequency mixing with a mixing signal when frequency intervals of TX signals are equally spaced.
FIG. 7 is a waveform diagram schematically illustrating a result of frequency mixing with a mixing signal when a frequency interval of TX signals is a fractional interval.
FIG. 8 is a block diagram schematically illustrating a first embodiment of the signal detection unit illustrated in FIG. 4 or 5.
FIG. 9 is a conceptual diagram schematically illustrating reconstruction of a touch original signal according to the signal detector described in FIG. 8.
FIG. 10 is a block diagram schematically illustrating a second embodiment of the signal detection unit illustrated in FIG. 4 or 5.
FIG. 11 is a waveform diagram schematically illustrating a signal detection method by the signal detection unit described in FIG. 10.
FIG. 12 is a conceptual diagram schematically illustrating reconstruction of a touch original signal according to the signal detector described in FIG. 10.
FIG. 13 is a block diagram schematically illustrating a third embodiment of the signal detection unit illustrated in FIG. 4 or 5.
FIG. 14 is a waveform diagram schematically illustrating a signal detection method by the signal detection unit described in FIG. 13.
15 is a frequency spectrum for schematically illustrating an example of the RX signal output through the RX stage.
16 is a frequency spectrum for schematically illustrating another example of the RX signal output through the RX stage.
17 is a frequency spectrum for schematically illustrating an example of reconstructing a mixed signal by applying a filter when the mixing frequency of the mixed signal is greater than (maximum frequency of the TX signal-minimum frequency of the TX signal) / 2.
18 is a diagram illustrating an example of reconstructing a touch original signal by multiplying the sine wave by the inverse of the sine wave multiplied by mixing in the time domain.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail the present invention. As the inventive concept allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific form disclosed, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. In describing the drawings, similar reference numerals are used for similar elements. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are shown in an enlarged scale than actual for clarity of the invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof described on the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. In addition, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art, and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.

도 1은 일반적인 정전용량식 터치 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 블록도이다. 특히, 다중 주파수 구동 방식으로 구동되는 정전용량식 터치 시스템이 도시된다. 1 is a block diagram schematically illustrating a typical capacitive touch system. In particular, a capacitive touch system is shown that is driven in a multi-frequency driving manner.

도 1을 참조하면, 일반적인 정전용량식 터치 시스템은 터치 패널(10), TX 구동부(20), RX 수신부(30) 및 신호 검출부(40)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a typical capacitive touch system includes a touch panel 10, a TX driver 20, an RX receiver 30, and a signal detector 40.

TX 구동부(20)는 복수의 터치 위치들을 파악하기 위해 각 TX 전극에 출력되는 주파수가 겹치지 않도록 서로 다른 주파수를 갖는 TX 신호들을 터치 패널(10)의 TX 전극들 각각에 인가한다. The TX driver 20 applies TX signals having different frequencies to each of the TX electrodes of the touch panel 10 so that the frequencies output to the TX electrodes do not overlap in order to identify the plurality of touch positions.

각 TX 전극에서 출력되는 신호는 FFT 블록을 통해 주파수축으로 변화되고, 주파수축에서 각 TX 주파수를 확인하여 터치 위치를 파악한다. 하지만, TX 전극의 수가 증가함에 따라 최대전력 대 평균전력 비(Peak-to-Average Power Ratio: PAPR) 문제를 발생시킨다. 즉, TX 전극들이 동시에 구동되기 때문에 RX 단에는 각 TX 주파수의 사인파가 합해져서 출력된다. The signal output from each TX electrode is changed to the frequency axis through the FFT block, and the touch position is determined by checking each TX frequency on the frequency axis. However, as the number of TX electrodes increases, there is a problem of peak-to-average power ratio (PAPR). That is, since the TX electrodes are driven at the same time, the sine wave of each TX frequency is summed and output at the RX stage.

도 2a 내지 도 2d는 서로 다른 주파수들의 TX 신호가 TX 전극들 각각에 인가될 때 RX 단에서 검출되는 신호의 파형도들이다. 2A to 2D are waveform diagrams of signals detected at the RX stage when TX signals of different frequencies are applied to each of the TX electrodes.

도 2a를 참조하면, 서로 다른 3개의 주파수들의 TX 신호가 TX 전극들 각각에 인가될 때, RX 단에서 검출되는 RX 신호에는 3개의 피크들이 더해진 값이 존재하는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 2A, when TX signals of three different frequencies are applied to each of the TX electrodes, it may be confirmed that three peaks are added to the RX signal detected at the RX terminal.

도 2b를 참조하면, 서로 다른 10개의 주파수들의 TX 신호가 TX 전극들 각각에 인가될 때, RX 단에서 검출되는 RX 신호에는 10개의 피크들이 더해진 값이 존재하는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 2B, when TX signals of 10 different frequencies are applied to each of the TX electrodes, it may be confirmed that there are values added with 10 peaks in the RX signal detected at the RX terminal.

도 2c를 참조하면, 서로 다른 30개의 주파수들의 TX 신호가 TX 전극들 각각에 인가될 때, RX 단에서 검출되는 RX 신호에는 30개의 피크들이 더해진 값이 존재하는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 2C, when TX signals of 30 different frequencies are applied to each of the TX electrodes, it may be confirmed that 30 peaks are added to the RX signal detected at the RX terminal.

도 2d를 참조하면, 서로 다른 100개의 주파수들의 TX 신호가 TX 전극들 각각에 인가될 때, RX 단에서 검출되는 RX 신호에는 100개의 피크들이 더해진 값이 존재하는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 2D, when TX signals of 100 different frequencies are applied to each of the TX electrodes, it may be confirmed that 100 peaks are added to the RX signal detected at the RX terminal.

이처럼, 다중 주파수 구동 방식을 채용하는 터치 패널에서 RX 단을 통해 출력되는 RX 신호의 특징은 다음과 같다. As such, characteristics of the RX signal output through the RX stage in the touch panel employing the multi-frequency driving method are as follows.

첫째, TX 전극의 수가 증가할수록 시간축에서 RX 단의 피크가 커지고, 피크가 발생하는 시간의 폭은 줄어든다. First, as the number of TX electrodes increases, the peak of the RX stage increases on the time axis, and the width of time at which the peak occurs decreases.

둘째, 신호의 피크가 커지더라도 작은 신호가 존재하는 구간은 (-1~1)이 길게 존재한다. Second, even if the peak of the signal is large, (-1 to 1) is long in the section where the small signal exists.

도 3a는 TX 신호들 간의 주파수 간격이 등 간격일 때 RX 단을 통해 출력되는 정형화된 입력 신호를 개략적으로 설명하기 위한 파형도이고, 도 3b는 TX 신호들 간의 주파수 간격이 소수 간격일 때 RX 단을 통해 출력되는 정형화된 입력 신호를 개략적으로 설명하기 위한 파형도이다. FIG. 3A is a waveform diagram schematically illustrating a standardized input signal output through the RX stage when the frequency intervals between the TX signals are equal intervals, and FIG. 3B illustrates the RX stage when the frequency intervals between the TX signals are fractional intervals. This is a waveform diagram for schematically illustrating a standardized input signal output through the.

도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 서로 다른 주파수를 갖는 TX 신호들 각각이 TX 전극들에 동시에 인가된다. 따라서, N개의 TX 전극에 TX 신호가 동시에 인가되어 구동될 경우(즉, 주파수가 등 간격 또는 소수 간격, 랜덤 간격일 수 있다), N개의 전극을 구동하면 N배의 피크 신호가 발생하는데, 이는 이상적인 시스템에서의 경우이다. 설명을 편의를 위해, 이상적인 터치 스크린 시스템을 기준으로 설명한다. 현실적으로는 터치 스크린의 센서의 주파수 특성에 의해서 N보다는 작게 되지만, 전반적으로 TX 주파수가 늘면 그에 따른 신호의 증가가 발생하는 피크값도 증가한다. TX 전극과 RX 전극 사이의 뮤츄얼 캐패시턴스(mutual capacitance)에 따라 상수값(C)이 승산하여 신호 진폭(signal amplitude(s))은 N×C=n로 결정된다. As shown in Figs. 3A and 3B, each of TX signals having different frequencies is simultaneously applied to the TX electrodes. Therefore, when the TX signals are simultaneously applied to and driven by the N TX electrodes (that is, the frequency may be equal intervals, decimal intervals, or random intervals), driving N electrodes generates N times the peak signal. In an ideal system. For convenience, the description will be based on an ideal touch screen system. In reality, although it becomes smaller than N by the frequency characteristic of the sensor of the touch screen, as the overall TX frequency increases, the peak value at which the signal increase occurs accordingly increases. The constant value C is multiplied according to the mutual capacitance between the TX electrode and the RX electrode, and the signal amplitude (s) is determined as N × C = n.

상기한 내용에 대한 정량적인 분석은 다음과 같다. Quantitative analysis of the above is as follows.

n은 TX 전극의 개수, fl은 TX 신호의 가장 낮은 주파수, fd는 주파수 사이의 간격이라고 가정한다. 이때, 낮은 주파수인 fl부터 동일한 간격의 주파수 (fd)를 갖는 TX 신호를 모두 합하면 신호 진폭(signal amplitude)은 아래의 수학식 1과 같이 계산된다. Assume that n is the number of TX electrodes, f l is the lowest frequency of the TX signal, and f d is the interval between frequencies. At this time, if the sum of the TX signal having a frequency f d of the same interval from the low frequency f l signal amplitude (signal amplitude) is calculated as in Equation 1 below.

[수학식 1] [Equation 1]

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이때 만약 TX 전극의 개수가 2k 개라면, 아래의 수학식 2와 같이 계산된다. At this time, if the number of TX electrodes is 2 k , it is calculated as in Equation 2 below.

[수학식 2] [Equation 2]

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싸인(sin)과 코사인(cos)의 경우 각각 최대값이 1이기 때문에 신호 진폭(signal amplitude)의 최대값은 2k로 결정된다. In the case of sin and cosine, since the maximum value is 1, the maximum value of the signal amplitude is determined to be 2 k .

본 발명은, 정전용량식 터치 시스템이 다중 주파수 구동 방식을 사용하는 경우, 특정 주파수를 갖는 믹싱신호를 TX 전극에 인가되는 TX 신호 또는 RX 전극을 통해 출력되는 RX 신호에 믹싱하여 프레임레이트의 저하나 SNR의 저하없이 차지 오버플로우가 발생되는 것을 방지하여 최대전력 대 평균전력 비(PAPR)를 개선할 수 있는 방법을 개시한다. In the present invention, when the capacitive touch system uses a multi-frequency driving method, a mixing signal having a specific frequency is mixed with a TX signal applied to a TX electrode or an RX signal output through an RX electrode, thereby lowering the frame rate. Disclosed is a method that can improve the maximum power-to-average power ratio (PAPR) by preventing charge overflow from occurring without lowering the SNR.

도 4은 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량식 터치 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 블록도이다. 특히, 특정 주파수를 갖는 믹싱신호를 TX 전극에 인가되는 TX 신호에 믹싱하여 프레임레이트의 저하나 SNR의 저하없이 차지 오버플로우를 막는 방법을 개략적으로 설명하기 위한 정전용량식 터치 시스템의 블록도가 도시된다. 4 is a block diagram schematically illustrating a capacitive touch system according to an embodiment of the present invention. In particular, a block diagram of a capacitive touch system for schematically explaining a method of mixing a mixing signal having a specific frequency with a TX signal applied to a TX electrode to prevent charge overflow without a decrease in frame rate or SNR is shown. do.

도 4을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량식 터치 시스템은 터치 패널(110), TX 구동부(120), 주파수 믹싱부(130), RX 수신부(140) 및 신호 검출부(150)를 포함한다. Referring to FIG. 4, in the capacitive touch system according to the exemplary embodiment, the touch panel 110, the TX driver 120, the frequency mixer 130, the RX receiver 140, and the signal detector 150 may be used. It includes.

상기 터치 패널(110)은 TX 신호를 전달하는 복수의 TX 전극들과 RX 신호를 전달하는 복수의 RX 전극들을 포함한다. 상기 TX 전극들과 상기 RX 전극들은 서로 다른 평면에 배치될 수도 있고, 동일한 평면에 배치될 수도 있다. The touch panel 110 includes a plurality of TX electrodes that transmit TX signals and a plurality of RX electrodes that transmit RX signals. The TX electrodes and the RX electrodes may be disposed in different planes or in the same plane.

상기 TX 구동부(120)는 서로 다른 주파수를 갖는 TX 신호들을 출력한다. The TX driver 120 outputs TX signals having different frequencies.

상기 주파수 믹싱부(130)는 특정 주파수를 갖는 믹싱신호를 상기 TX 구동부(120)에서 출력되는 TX 신호에 믹싱하고, 믹싱된 TX 신호를 상기 터치 패널(110)의 TX 전극들에 제공한다. The frequency mixing unit 130 mixes a mixing signal having a specific frequency with the TX signal output from the TX driver 120, and provides the mixed TX signal to the TX electrodes of the touch panel 110.

상기 RX 수신부(140)는 상기 터치 패널(110)의 RX 전극들에서 제공되는 RX 신호를 수신한다. The RX receiver 140 receives an RX signal provided from the RX electrodes of the touch panel 110.

상기 신호 검출부(150)는 상기 주파수 믹싱부(130)에서 출력되는 믹싱신호를 검출한다. The signal detector 150 detects the mixed signal output from the frequency mixer 130.

본 실시예에서, TX 신호의 주파수는 등 간격, 소수 간격, 랜덤 간격 등이 가능하다. 믹싱신호의 믹싱주파수(mixing frequency)는 TX 신호의 최소주파수 간격의 0.5배 내지 최소주파수 간격의 정수배가 가능하다. 여기서, 복수의 TX 신호들의 주파수들을 그 주파수의 크기 순으로 정렬하였을 때, 순차적으로 배열된 주파수의 간격들 중 가장 작은 간격을 최소주파수 간격으로 정의한다. In the present embodiment, the frequency of the TX signal may be equal intervals, fractional intervals, random intervals, and the like. The mixing frequency of the mixing signal may be 0.5 times the minimum frequency interval of the TX signal to an integer multiple of the minimum frequency interval. Here, when the frequencies of the plurality of TX signals are arranged in the order of magnitude of the frequencies, the smallest interval among the intervals of the sequentially arranged frequencies is defined as the minimum frequency interval.

이상에서는 주파수 믹싱부가 TX 구동부에서 출력되는 TX 신호들 각각에 믹싱신호를 믹싱하는 것을 설명하였다. 한편, 주파수 믹싱부는 터치 패널에서 출력되는 RX 신호들 각각에 믹싱신호를 믹싱하도록 정전용량식 터치 시스템을 구성할 수도 있다. In the above, it was described that the frequency mixing unit mixes the mixing signal with each of the TX signals output from the TX driver. The frequency mixing unit may configure the capacitive touch system to mix the mixing signal with each of the RX signals output from the touch panel.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 정전용량식 터치 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 블록도이다. 5 is a block diagram schematically illustrating a capacitive touch system according to another exemplary embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 정전용량식 터치 시스템은 터치 패널(110), TX 구동부(120), 주파수 믹싱부(230), RX 수신부(140) 및 신호 검출부(150)를 포함한다. Referring to FIG. 5, in the capacitive touch system according to another exemplary embodiment, the touch panel 110, the TX driver 120, the frequency mixer 230, the RX receiver 140, and the signal detector 150 may be used. It includes.

상기 터치 패널(110)은 TX 신호를 전달하는 복수의 TX 전극들과 RX 신호를 전달하는 복수의 RX 전극들을 포함한다. 상기 TX 전극들과 상기 RX 전극들은 서로 다른 평면에 배치될 수도 있고, 동일한 평면에 배치될 수도 있다.The touch panel 110 includes a plurality of TX electrodes that transmit TX signals and a plurality of RX electrodes that transmit RX signals. The TX electrodes and the RX electrodes may be disposed in different planes or in the same plane.

상기 TX 구동부(120)는 서로 다른 주파수를 갖는 TX 신호들을 상기 터치 패널(110)의 TX 전극들에 출력한다. The TX driver 120 outputs TX signals having different frequencies to the TX electrodes of the touch panel 110.

상기 주파수 믹싱부(230)는 특정 주파수를 갖는 믹싱신호를 상기 터치 패널(110)에서 출력되는 RX 신호에 믹싱하고, 믹싱된 RX 신호를 상기 RX 수신부(140)에 제공한다. The frequency mixing unit 230 mixes a mixing signal having a specific frequency with the RX signal output from the touch panel 110, and provides the mixed RX signal to the RX receiving unit 140.

상기 RX 수신부(140)는 상기 주파수 믹싱부(230)에 의해 믹싱신호가 믹싱된 RX 신호를 수신한다. The RX receiver 140 receives an RX signal mixed with a mixed signal by the frequency mixer 230.

상기 신호 검출부(150)는 상기 RX 수신부(140)에서 출력되는 믹싱된 RX 신호를 검출한다. The signal detector 150 detects the mixed RX signal output from the RX receiver 140.

본 실시예에서, 서로 다른 주파수를 갖는 TX 신호들의 주파수 간격은 등 간격, 소수 간격, 랜덤 간격 등이 가능하다. 믹싱신호의 믹싱주파수(mixing frequency)는 TX 신호의 최소주파수 간격의 0.5배 내지 최소주파수 간격의 정수배일 수 있다. In this embodiment, the frequency intervals of TX signals having different frequencies may be equal intervals, fractional intervals, random intervals, or the like. The mixing frequency of the mixing signal may be 0.5 times the minimum frequency interval of the TX signal to an integer multiple of the minimum frequency interval.

도 6은 TX 신호들의 주파수 간격이 등 간격일 때 믹싱신호와의 주파수 믹싱 결과를 개략적으로 설명하기 위한 파형도이다. FIG. 6 is a waveform diagram schematically illustrating a result of frequency mixing with a mixing signal when frequency intervals of TX signals are equally spaced.

도 6을 참조하면, TX 신호들의 주파수 간격이 등 간격인 경우, TX 신호들의 합과 믹싱신호를 합하면 믹싱 결과는 특정 레벨(DC)로 수렴하는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 6, when the frequency intervals of the TX signals are equally spaced, when the sum of the TX signals and the mixing signal are added, the mixing result converges to a specific level DC.

도 7은 TX 신호들의 주파수 간격이 소수 간격일 때 믹싱신호와의 주파수 믹싱 결과를 개략적으로 설명하기 위한 파형도이다. FIG. 7 is a waveform diagram schematically illustrating a result of frequency mixing with a mixing signal when a frequency interval of TX signals is a fractional interval.

도 7을 참조하면, TX 신호들의 주파수 간격이 소수 간격인 경우, TX 신호들의 합과 믹싱신호를 합하면 믹싱 결과는 진폭(amplitude)이 감소하는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 7, when the frequency interval of the TX signals is a fractional interval, when the sum of the TX signals and the mixing signal are summed, the mixing result decreases the amplitude.

그러면, 이하에서 주파수 믹싱을 사용한 경우에 대해 설명한다. Next, a case where frequency mixing is used will be described below.

본 발명에서는 주파수 믹싱부를 통해 TX 단에 입력되는 신호 또는 RX 단을 통해 출력되는 신호에 특정 주파수의 믹싱신호를 믹싱하는 경우(예를 들어, TX 신호 주파수 간격의 1/2가 되는 주파수로 믹싱), 신호 진폭(signal amplitude)은 아래의 수학식 3과 같다. In the present invention, when mixing a mixed signal of a specific frequency to a signal input to the TX stage or a signal output through the RX stage through the frequency mixing unit (for example, mixing at a frequency that is 1/2 of the TX signal frequency interval) Signal amplitude is represented by Equation 3 below.

[수학식 3] [Equation 3]

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코사인(cos)은 -1~1 사이에 분포하기 때문에, 주파수 믹싱(frequency mixing)을 했을 때의 신호 진폭(signal amplitude) 최대값은 1로 수렴한다. Since cosine is distributed between -1 and 1, the maximum signal amplitude at the time of frequency mixing converges to one.

도 8은 도 4 또는 도 5에 도시된 신호검출부(150)의 제1 실시예를 개략적으로 설명하기 위한 블록도이다. 도 9는 도 8에서 설명된 신호검출부(150)에 따라 터치 원신호의 재구성을 개략적으로 설명하기 위한 개념도이다. 특히, 믹싱신호의 믹싱주파수가 (TX 신호의 최대주파수-최소주파수)/2 보다 큰 경우, 밴드패스필터를 적용하여 믹싱신호를 재구성 가능한 예가 도시된다. FIG. 8 is a block diagram schematically illustrating a first embodiment of the signal detector 150 illustrated in FIG. 4 or 5. FIG. 9 is a conceptual diagram schematically illustrating reconstruction of a touch original signal by the signal detector 150 described with reference to FIG. 8. In particular, when the mixing frequency of the mixing signal is greater than (maximum frequency-minimum frequency of the TX signal) / 2, an example in which the band pass filter may be applied to reconstruct the mixing signal is shown.

도 8 및 도 9를 참조하면, 제1 실시예에 따른 신호검출부(150)는 ADC 블록(510), FFT 블록(512) 및 신호검출 블록(514)을 포함한다. 8 and 9, the signal detection unit 150 according to the first embodiment includes an ADC block 510, an FFT block 512, and a signal detection block 514.

상기 ADC 블록(510)는 특정 주파수를 갖는 믹싱신호가 믹스된 센싱신호를 ADC 변환하고, ADC 변환된 믹스된 센싱신호를 FFT 블록(512)에 제공한다. The ADC block 510 ADC converts a sensing signal mixed with a mixed signal having a specific frequency and provides the ADC converted mixed sensing signal to the FFT block 512.

상기 FFT 블록(512)은 ADC 변환된 믹스된 센싱신호를 FFT 처리하여 상기 신호검출 블록(514)에 제공한다. The FFT block 512 performs an FFT process on the ADC-converted mixed sensing signal and provides it to the signal detection block 514.

상기 신호검출 블록(514)은 상기 FFT 블록(512)에 의해 FFT 처리된 믹스된 센싱신호에서 믹싱신호를 재구성한다. 믹싱신호의 믹싱주파수(fmix)가 터치 원신호의 <신호 대역(fband)/2>보다 큰 경우, 상기 신호검출 블록(514)은 밴드패스필터로 구성되어 터치 원신호를 재구성할 수 있다. The signal detection block 514 reconstructs the mixed signal from the mixed sensing signal FFT processed by the FFT block 512. Mixing frequency (f mix) the <signal band (f band) / 2> than large, the signal detection block 514 of the touch original signal of the mixed signal is composed of a band-pass filter can be reconfigured to touch the original signal .

아래의 수학식 4와 같이 특정 주파수를 갖는 믹싱신호가 믹스된 센싱신호(smix)는 믹싱신호의 믹싱주파수인 fmix와 다른 신호로 분리할 수 있다. As shown in Equation 4 below, a sensing signal s mix in which a mixing signal having a specific frequency is mixed may be separated into a signal different from f mix which is a mixing frequency of the mixing signal.

[수학식 4][Equation 4]

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이에, smix

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로 분리할 수 있기 때문에 두 부분은, 도 9에 도시된 바와 같이, 디지털 밴드패스필터(digital band-pass filter)로 분리할 수 있다. So, s mix
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Wow
Figure 112019003667916-pat00025
The two parts can be separated by a digital band-pass filter, as shown in FIG. 9.

한편, TX 신호의 주파수와 믹싱신호의 믹싱주파수를 합친 신호를 사용하여 터치 원신호를 복원하기 위해서는 디콘볼루션 방법을 사용할 수 있다. 여기서, 디콘볼루션(deconvolution)은 콘볼루션을 제거하는 연산으로서, 입력신호와 시스템 임펄스 반응의 콘볼루션의 결과로 나타난 출력신호에서 입력신호 또는 시스템 임펄스 반응을 알기 위해 콘볼루션의 효과를 역으로 제거하는 것이다.Meanwhile, a deconvolution method may be used to recover the original touch signal by using the sum of the TX signal frequency and the mixing frequency of the mixing signal. Here, deconvolution is an operation that removes convolution, and inversely removes the effect of convolution to know the input signal or system impulse response in the output signal resulting from the convolution of the input signal and the system impulse response. It is.

도 10은 도 4 또는 도 5에 도시된 신호검출부(150)의 제2 실시예를 개략적으로 설명하기 위한 블록도이다. 도 11은 도 10에서 설명된 신호검출부(150)에 따른 신호 검출방법을 개략적으로 설명하기 위한 파형도이다. 도 12는 도 10에서 설명된 신호검출부(150)에 따라 터치 원신호의 재구성을 개략적으로 설명하기 위한 개념도이다. 특히, 디콘볼루션 필터를 적용하여 FFT 결과에서 터치 원신호를 재구성하는 예를 도시한 도면이다. FIG. 10 is a block diagram schematically illustrating a second embodiment of the signal detector 150 illustrated in FIG. 4 or 5. FIG. 11 is a waveform diagram schematically illustrating a signal detection method according to the signal detector 150 described with reference to FIG. 10. FIG. 12 is a conceptual diagram schematically illustrating reconstruction of a touch original signal by the signal detector 150 described with reference to FIG. 10. In particular, a diagram illustrating an example of reconstructing a touch original signal from an FFT result by applying a deconvolution filter.

도 10 및 도 11을 참조하면, 제2 실시예에 따른 신호검출부(150)는 ADC 블록(520), FFT 블록(522), 디콘볼루션 블록(524) 및 신호검출 블록(526)을 포함한다. 10 and 11, the signal detector 150 according to the second embodiment includes an ADC block 520, an FFT block 522, a deconvolution block 524, and a signal detection block 526. .

상기 ADC 블록(520)는 믹스된 센싱신호를 ADC 변환하고, ADC 변환된 믹스된 센싱신호를 상기 FFT 블록(522)에 제공한다. The ADC block 520 converts the mixed sensing signal into an ADC and provides the ADC converted mixed sensing signal to the FFT block 522.

상기 FFT 블록(522)은 ADC 변환된 믹스된 센싱신호를 주파수 도메인으로 변환하는 FFT 처리한 후 상기 디콘볼루션 블록(524)에 제공한다. The FFT block 522 provides the deconvolution block 524 after FFT processing for converting an ADC-converted mixed sensing signal into a frequency domain.

상기 디콘볼루션 블록(524)은 FFT 처리된 믹스된 센싱신호에 대해 디콘볼루션(deconvolution) 처리한 후 상기 신호검출 블록(526)에 제공한다. The deconvolution block 524 deconvolutions the FFT processed mixed sensing signal and provides the deconvolution block to the signal detection block 526.

구체적으로, 본 실시예에 따라 신호를 검출하기 위해, AFE(analog front end) IC 내에 배치되는 리드아웃 IC 내부에서 ADC 블록(520)를 통과한 신호를 이산 주파수 도메인(discrete frequency domain)에서 디콘볼루션을 적용한다. 이에 대한 수식은 다음의 수학식 5와 같다. Specifically, to detect the signal according to the present embodiment, the signal passing through the ADC block 520 inside the readout IC disposed in the analog front end (AFE) IC is deconballed in the discrete frequency domain. Apply the solution. The equation for this is shown in Equation 5 below.

[수학식 5] [Equation 5]

Figure 112019003667916-pat00026
Figure 112019003667916-pat00026

만약, Fmix, S의 길이가 각각 3,5 인 경우, Smix 신호의 결과는 아래와 같다. If the lengths of F mix and S are 3 and 5, respectively, the result of S mix signal is as follows.

Figure 112019003667916-pat00027
Figure 112019003667916-pat00027

이렇게 되면, fmix에 따라 믹싱 결과가 도 11에 도시된 바와 같이 변경된다. In this case, the mixing result is changed as shown in FIG. 11 according to f mix .

한편,

Figure 112019003667916-pat00028
Figure 112019003667916-pat00029
Figure 112019003667916-pat00030
상기한 신호를 디콘볼루션하는 경우 아래와 같은 의사코드(pseudo code)를 사용하여 수행한다. Meanwhile,
Figure 112019003667916-pat00028
Figure 112019003667916-pat00029
Figure 112019003667916-pat00030
In the case of deconvolution of the signal, the following pseudo code is used.

Figure 112019003667916-pat00031
Figure 112019003667916-pat00031

계산 로드(Computational load)를 감소시키기 위해, fmix의 길이가 짧은 것이 좋다. FFT 처리를 위한 샘플 타임과 믹싱신호의 믹싱주파수의 주기가 동일한 경우, 가장 짧은 길이의 fmix를 사용할 수 있다. To reduce computational load, short f mix lengths are recommended. When the sample time for FFT processing and the period of the mixing frequency of the mixing signal are the same, the shortest length f mix can be used.

상기 신호검출 블록(526)은 디콘볼루션 처리된 신호에서 터치 원신호를 검출한다. The signal detection block 526 detects the touch original signal from the deconvolutiond signal.

도 13은 도 4 또는 도 5에 도시된 신호검출부(150)의 제3 실시예를 개략적으로 설명하기 위한 블록도이다. 도 14는 도 13에서 설명된 신호검출부(150)에 따른 신호 검출방법을 개략적으로 설명하기 위한 파형도이다. 특히, 시간 도메인에서 믹싱을 통해 승산한 정현파 크기만큼 역정현파를 승산한 터치 원신호를 재구성하는 예를 도시한 도면이다. FIG. 13 is a block diagram schematically illustrating a third embodiment of the signal detector 150 illustrated in FIG. 4 or 5. FIG. 14 is a waveform diagram schematically illustrating a signal detection method according to the signal detector 150 described with reference to FIG. 13. In particular, a diagram illustrating an example of reconstructing a touch original signal multiplied by an inverse sine wave by the size of a sine wave multiplied by mixing in the time domain.

도 12를 참조하면, 제3 실시예에 따른 신호검출부(150)는 ADC 블록(530), 역정현파 처리 블록(532), FFT 블록(534) 및 신호검출 블록(536)을 포함한다. Referring to FIG. 12, the signal detector 150 according to the third embodiment includes an ADC block 530, an inverse sine wave processing block 532, an FFT block 534, and a signal detection block 536.

상기 ADC 블록(530)는 믹스된 센싱신호를 ADC 변환하고, ADC 변환된 믹스된 센싱신호를 상기 역정현파 처리 블록(532)에 제공한다. The ADC block 530 ADC-converts the mixed sensing signal and provides the inverted sine wave processing block 532 to the ADC-mixed mixed sensing signal.

상기 역정현파 처리 블록(532)은 믹싱신호로서 승산된 정현파 신호만큼 역정현파 신호를 상기 변환된 ADC 신호에 승산하고, 역정현파 신호가 승산된 신호를 상기 FFT 블록(534)에 제공한다. The inverse sinusoidal processing block 532 multiplies an inverse sinusoidal signal by the converted ADC signal by a sinusoidal signal multiplied as a mixing signal and provides a signal obtained by multiplying the inverse sinusoidal signal to the FFT block 534.

상기 FFT 블록(534)은 역정현파 신호가 승산된 신호를 FFT 처리하여 상기 신호검출 블록(536)에 제공한다. The FFT block 534 performs FFT processing on the signal multiplied by the inverse sinusoidal signal and provides the signal to the signal detection block 536.

상기 신호검출 블록(536)은 상기 FFT 처리된 신호에서 터치 원신호를 검출한다. The signal detection block 536 detects a touch original signal from the FFT processed signal.

본 실시예에 따른 신호 검출방법은 시간 도메인에서 믹싱을 통해 승산된 정현파(즉, 싸인파(sin)) 크기만큼 1/정현파(즉, 1/sin)으로 승산하여 터치 원신호를 재구성하는 방법이다. The signal detection method according to the present embodiment is a method of reconstructing a touch original signal by multiplying by 1 / sine wave (ie, 1 / sin) by the amount of sinusoidal wave (ie, sin) multiplied by mixing in the time domain. .

터치 원신호와 믹싱신호를 승산하면 DC 형태의 믹싱 결과가 출력된다. 복원을 위해 DC 형태의 믹싱 결과값에 1/(믹싱신호)를 승산하면 터치 원신호가 복구되는 방법이다. 상기한 복구 방법에 대한 파형도는 도 14와 같다. When the touch original signal and the mixing signal are multiplied, a DC type mixing result is output. In this case, the original touch signal is recovered by multiplying the DC mixing result by 1 / (mixing signal). The waveform diagram for the above recovery method is shown in FIG.

그러면, 믹싱신호를 다양한 방식으로 검출하는 단계들에서 주파수 도메인 결과가 어떻게 나오는지에 대해 설명한다. Next, a description will be given of how the frequency domain result is obtained in the steps of detecting the mixed signal in various ways.

이하에서, 터치 패널에 7개의 TX 채널이 존재하고, 5번째 TX 위치가 터치된 경우를 가정하여 설명한다. Hereinafter, assuming that seven TX channels exist in the touch panel and the fifth TX position is touched.

도 15은 RX 단을 통해 출력되는 RX 신호의 일례를 개략적으로 설명하기 위한 주파수 스펙트럼이다. 특히, 믹싱신호가 믹싱되지 않은 경우와 fd/2 주파수를 갖는 믹싱신호가 믹싱된 경우로 구분하여 도시된다. 15 is a frequency spectrum for schematically illustrating an example of the RX signal output through the RX stage. In particular, it is shown separately when a mixed signal is not mixed and when a mixed signal having a fd / 2 frequency is mixed.

도 15을 참조하면, 믹싱신호가 믹싱되지 않은 경우, RX 단을 통해 출력되는 RX 신호에 포함된 f1, f2, f3, f4, f6 및 f7 주파수 성분은 균일한 크기로 검출되고, RX 신호에 포함된 f5 주파수 성분은 f1, f2, f3, f4, f6 및 f7 주파수 성분보다 낮은 크기로 검출된다. 여기서, 주파수 성분들간의 간격은 fd이다. Referring to FIG. 15, when the mixed signal is not mixed, the frequency components f1, f2, f3, f4, f6, and f7 included in the RX signal output through the RX stage are detected with a uniform magnitude and included in the RX signal. The frequency component f5 is detected at a lower magnitude than the frequency components f1, f2, f3, f4, f6, and f7. Here, the interval between frequency components is fd.

한편, fd/2 주파수를 갖는 믹싱신호가 믹싱된 경우, f1과 f2 사이, f2와 f3 사이, f3와 f4 사이, f6과 f7 사이에서 두 신호들의 위상이 서로 반대이고 크기는 같기 때문에 두 신호들은 서로 상쇄한다. 하지만, f4와 f5 사이, f5와 f6 사이에서 두 신호들의 위상은 서로 반대이나 크기가 다르기 때문에 두 신호들의 일부만 상쇄된다. 이에 따라, fd/2 주파수를 갖는 믹싱신호가 믹싱된 경우, 최종 결과는 f1-(fd/2), f4+(fd/2), f5+(fd/2) 및 f7+(fd/2) 주파수 성분에 대응하는 신호들만 남는다. 여기서, f4+(fd/2) 및 f5+(fd/2) 주파수 성분의 크기는 f1-(fd/2) 및 f7+(fd/2) 주파수 성분의 크기보다 작다. On the other hand, when a mixed signal having a frequency of fd / 2 is mixed, the two signals are opposite and have the same magnitude between f1 and f2, between f2 and f3, between f3 and f4, and between f6 and f7. Offset each other. However, because the phases of the two signals are different from each other or different in magnitude between f4 and f5 and between f5 and f6, only a part of the two signals are canceled. Thus, when a mixed signal having a frequency fd / 2 is mixed, the final result is applied to the frequency components f1- (fd / 2), f4 + (fd / 2), f5 + (fd / 2) and f7 + (fd / 2). Only the corresponding signals remain. Here, the magnitudes of the f4 + (fd / 2) and f5 + (fd / 2) frequency components are smaller than the magnitudes of the f1- (fd / 2) and f7 + (fd / 2) frequency components.

따라서, f4-(fd/2) 주파수 성분과 f5-(fd/2) 주파수 성분간의 사이값인 f5 주파수의 TX 신호가 인가되는 5번째 TX 전극이 터치되었음을 확인할 수 있다. Accordingly, it can be confirmed that the fifth TX electrode to which the TX signal of the f5 frequency, which is a value between the f4- (fd / 2) frequency component and the f5- (fd / 2) frequency component, is applied.

도 16는 RX 단을 통해 출력되는 RX 신호의 다른 예를 개략적으로 설명하기 위한 주파수 스펙트럼이다. 특히, 믹싱신호가 믹싱되지 않은 경우와 fd 주파수를 갖는 믹싱신호가 믹싱된 경우로 구분하여 도시된다.16 is a frequency spectrum for schematically illustrating another example of the RX signal output through the RX stage. In particular, it is shown separately when the mixing signal is not mixed and when the mixing signal having the fd frequency is mixed.

도 16를 참조하면, 믹싱되지 않은 경우, RX 단을 통해 출력되는 RX 신호에 포함된 f1, f2, f3, f4, f6 및 f7 주파수 성분은 균일한 크기로 검출되고, RX 신호에 포함된 f5 주파수 성분은 낮은 크기로 검출된다. 여기서, 주파수들간의 간격은 fd이다. Referring to FIG. 16, when not mixed, the frequency components f1, f2, f3, f4, f6, and f7 included in the RX signal output through the RX stage are detected with a uniform magnitude, and the f5 frequency included in the RX signal. The component is detected at a low size. Here, the spacing between frequencies is fd.

한편, fd 주파수를 갖는 믹싱신호가 믹싱된 경우, RX 단을 통해 출력되는 RX 신호에 포함된 f2, f3, f5 주파수 성분은 두 신호들의 위상이 서로 반대이고 크기는 같기 때문에 두 신호들은 서로 상쇄한다. 하지만, RX 신호에 포함된 f4, f6 주파수 성분의 경우, 두 신호들의 위상은 서로 반대이나 크기가 다르기 때문에 두 신호들의 일부만 상쇄된다. 이에 따라, fd 주파수를 갖는 믹싱신호가 믹싱된 경우, 최종 결과는 f1-fd, f1, f4, f6, f7 및 f7-fd 주파수 성분에 대응하는 신호들만 남는다. 여기서, f4 및 f6 주파수 성분의 크기는 f1-fd, f1, f7 및 f7-fd 주파수 성분의 크기보다 작다. On the other hand, when a mixed signal having a frequency fd is mixed, the two components cancel each other because the frequency components f2, f3, and f5 included in the RX signal output through the RX stage are opposite in phase and the same in magnitude. . However, in the case of the f4 and f6 frequency components included in the RX signal, only a part of the two signals are canceled because the phases of the two signals are opposite or different in magnitude. Accordingly, when the mixed signal having the fd frequency is mixed, the final result leaves only the signals corresponding to the f1-fd, f1, f4, f6, f7 and f7-fd frequency components. Here, the magnitudes of the f4 and f6 frequency components are smaller than the magnitudes of the f1-fd, f1, f7 and f7-fd frequency components.

따라서, f4 주파수 성분과 f6 주파수 성분간의 사이값인 f5 주파수의 TX 신호가 인가되는 5번째 TX 전극이 터치되었음을 확인할 수 있다. Accordingly, it can be confirmed that the fifth TX electrode to which the TX signal of the f5 frequency, which is a value between the f4 frequency component and the f6 frequency component, is applied.

도 17은 믹싱신호의 믹싱주파수가 (TX 신호의 최대주파수-TX 신호의 최소주파수)/2보다 큰 경우, 필터를 적용하여 믹싱신호를 재구성하는 예를 개략적으로 설명하기 위한 주파수 스펙트럼이다. 17 is a frequency spectrum for schematically illustrating an example of reconstructing a mixed signal by applying a filter when the mixing frequency of the mixed signal is greater than (maximum frequency of the TX signal-minimum frequency of the TX signal) / 2.

도 17을 참조하면, 믹싱되지 않은 경우, RX 단을 통해 출력되는 RX 신호에는 f1, f2, f3, f4, f5, f6 및 f7 주파수 성분이 존재한다. 여기서, f5 주파수 성분을 갖는 TX 신호를 전달하는 TX 전극이 터치되었으므로 f5 주파수 성분은 다른 주파수 성분들에 비해 크기가 작다. Referring to FIG. 17, when not mixed, frequency components f1, f2, f3, f4, f5, f6, and f7 exist in the RX signal output through the RX stage. Here, since the TX electrode for transmitting the TX signal having the f5 frequency component is touched, the f5 frequency component is smaller in size than other frequency components.

한편, 믹싱신호가 믹싱된 경우, 포지티브 위상의 주파수 성분들은 f7 보다 높은 주파수 대역에 배치되고 네거티브 위상의 주파수 성분들은 f1 보다 낮은 주파수 대역에 배치된다. 따라서, 믹싱신호의 믹싱주파수가 (TX 신호의 최대주파수-최소주파수)/2 보다 큰 경우, 믹스된 센싱신호들은 서로 상쇄가 불가능할 정도로 주파수 스펙트럼 상에서 서로 멀어진다. On the other hand, when the mixed signal is mixed, the frequency components of the positive phase are arranged in the frequency band higher than f7 and the frequency components of the negative phase are arranged in the frequency band lower than f1. Therefore, when the mixing frequency of the mixing signal is greater than (maximum frequency-minimum frequency of the TX signal) / 2, the mixed sensing signals are separated from each other on the frequency spectrum such that they cannot be canceled with each other.

따라서, 포지티브 위상의 주파수 성분들을 검출하거나 네거티브 위상의 주파수 성분들을 검출하고, 검출된 주파수 성분들의 크기를 근거로 터치 위치를 확인할 수 있다. Therefore, the frequency components of the positive phase or the frequency components of the negative phase can be detected, and the touch position can be confirmed based on the magnitude of the detected frequency components.

상기한 포지티브 위상의 주파수 성분들은 하이패스필터에 의해 검출될 수 있고, 상기한 네거티브 위상의 주파수 성분들은 로우패스필터에 의해 검출될 수 있다. 상기한 하이패스필터나 로우패스필터는 RX 신호가 입력되는 입력단의 전단에 배치될 수도 있고, ADC 블록의 전단에 배치될 수도 있고, FFT 블록의 전단에 배치될 수도 있다.The frequency components of the positive phase may be detected by a high pass filter, and the frequency components of the negative phase may be detected by a low pass filter. The high pass filter or the low pass filter may be disposed in front of the input terminal to which the RX signal is input, may be disposed in front of the ADC block, or may be disposed in front of the FFT block.

도 18은 시간 도메인에서 믹싱을 통해 승산된 정현파의 크기만큼 정현파의 역수를 승산하여 터치 원신호를 재구성하는 예를 도시한 도면이다. 18 is a diagram illustrating an example of reconstructing a touch original signal by multiplying the sine wave by the inverse of the sine wave multiplied by mixing in the time domain.

도 18을 참조하면, 정현파가 승산된 믹싱신호에는 f1-(fd/2), f4+(fd/2), f5+(fd/2) 및 f1+(fd/2) 주파수 성분이 존재한다. Referring to FIG. 18, there are f1- (fd / 2), f4 + (fd / 2), f5 + (fd / 2), and f1 + (fd / 2) frequency components in the mixed signal multiplied by the sine wave.

f1-(fd/2) 주파수 성분의 크기와 f1+(fd/2) 주파수 성분의 크기는 서로 같고, f4+(fd/2) 주파수 성분의 크기와 f5+(fd/2) 주파수 성분의 크기는 서로 같다. 또한, f4+(fd/2) 주파수 성분의 크기는 f1-(fd/2) 주파수 성분의 크기보다 작다. The magnitude of the f1- (fd / 2) frequency component and the magnitude of the f1 + (fd / 2) frequency component are the same, and the magnitude of the f4 + (fd / 2) frequency component and the magnitude of the f5 + (fd / 2) frequency component are the same. . Also, the magnitude of the f4 + (fd / 2) frequency component is smaller than the magnitude of the f1- (fd / 2) frequency component.

하지만, 믹싱신호에 정현파의 역수를 승산하면 원 신호가 재구성되어 f1, f2, f3, f4, f5, f6 및 f7 주파수 성분이 검출된다. 여기서, f5 주파수 성분은 다른 주파수 성분에 비해 크기가 작다. 따라서, f5 주파수 성분의 TX 신호에 대응하는 TX 전극이 터치되었음을 알 수 있다. However, multiplying the sine wave by the inverse of the mixed signal reconstructs the original signal and detects the frequency components f1, f2, f3, f4, f5, f6, and f7. Here, the f5 frequency component is smaller in size than other frequency components. Accordingly, it can be seen that the TX electrode corresponding to the TX signal of the f5 frequency component is touched.

본 발명에 따른 정전용량식 터치 시스템은 표시 패널을 포함하는 다양한 전자 장치에 채용될 수 있다. The capacitive touch system according to the present invention can be employed in various electronic devices including a display panel.

상기 전자 장치는, 예를 들면, 스마트폰, 태블릿 PC, 이동 전화기, 영상 전화기, 전자책 리더기, 데스크탑 PC, 랩탑 PC, 넷북 컴퓨터, 워크스테이션, 서버, PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라, 또는 웨어러블 장치(예: 스마트 안경, 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD) 등), 전자 의복, 전자 팔찌, 전자 목걸이, 전자 앱세서리, 전자 문신, 스마트 미러, 또는 스마트 와치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The electronic device may be, for example, a smartphone, a tablet PC, a mobile phone, a video phone, an e-book reader, a desktop PC, a laptop PC, a netbook computer, a workstation, a server, a personal digital assistant (PDA), and a portable multimedia. player, MP3 player, mobile medical device, camera, or wearable device (e.g. smart glasses, head-mounted-device (HMD)), electronic apparel, electronic bracelets, electronic necklaces, electronic accessories, It may include at least one of an electronic tattoo, a smart mirror, or a smart watch.

또한, 전자 장치는 스마트 가전 제품일 수 있다. 스마트 가전 제품은, 예를 들면, 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스, 홈 오토매이션 컨트롤 패널, 보안 컨트롤 패널, TV 박스, 게임 콘솔, 전자 사전, 전자 키, 캠코더, 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In addition, the electronic device may be a smart home appliance. Smart home appliances are, for example, televisions, digital video disk (DVD) players, audio, refrigerators, air conditioners, cleaners, ovens, microwaves, washing machines, air purifiers, set-top boxes, home automation control panels, security control panels. It may include at least one of a TV box, a game console, an electronic dictionary, an electronic key, a camcorder, or an electronic picture frame.

또한, 전자 장치는, 각종 의료기기(예: 각종 휴대용 의료측정기기(혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 네비게이션 장치, GPS 수신기, EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치, 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기, 보안 기기, 차량용 헤드 유닛(head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 금융 기관의 ATM, 상점의 POS, 또는 사물 인터넷 장치(예: 전구, 각종 센서, 전기 또는 가스 미터기, 스프링클러 장치, 화재경보기, 온도조절기, 가로등, 토스터, 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In addition, the electronic device may include various medical devices (e.g., various portable medical measuring devices such as blood glucose meters, heart rate monitors, blood pressure monitors, or body temperature meters), magnetic resonance angiography (MRA), magnetic resonance imaging (MRI), and CT (computed). tomography, cameras, or ultrasounds), navigation devices, GPS receivers, event data recorders (EDRs), flight data recorders (FDRs), automotive infotainment devices, ship electronics (e.g. ship navigation devices, gyro compasses, etc.) Electronics, security devices, vehicle head units, industrial or household robots, ATMs in financial institutions, point of sale stores, or Internet of Things devices (e.g. light bulbs, sensors, electric or gas meters, sprinkler devices, fire alarms) , Temperature controller, street light, toaster, exercise equipment, hot water tank, heater, boiler, and the like.

또한, 전자 장치는 가구 또는 건물/구조물의 일부, 전자 보드, 전자 사인 수신 장치, 프로젝터, 또는 각종 계측 기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 전자 장치는 전술한 다양한 장치들 중 하나 또는 그 이상의 조합일 수 있다. 전자 장치는 플렉서블 전자 장치일 수 있다. 또한, 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않으며, 기술 발전에 따른 새로운 전자 장치를 포함할 수 있다. In addition, the electronic device may include at least one of a part of a furniture or a building / structure, an electronic board, an electronic sign receiving device, a projector, or various measuring devices (eg, water, electricity, gas, or radio wave measuring device). . The electronic device may be one or a combination of the above-described various devices. The electronic device may be a flexible electronic device. In addition, the electronic device is not limited to the above-described devices, and may include a new electronic device according to technology development.

이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 따르면, 터치 시스템이 다중 주파수 구동 방식을 채용하는 경우, 특정 주파수를 갖는 정현파 신호를 TX 단에 인가되는 신호 또는 RX 단에서 출력되는 신호에 믹싱하고, 터치 원신호를 복원하기 위해 디콘볼루션 또는 믹싱신호의 역수를 승산하여 프레임레이트의 저하나 SNR의 저하없이 차지 오버플로우의 발생을 방지할 수 있다. As described above, according to the present invention, when the touch system adopts a multi-frequency driving scheme, a sinusoidal signal having a specific frequency is mixed with a signal applied to the TX stage or a signal output from the RX stage, and the touch circle To recover the signal, the inverse of the deconvolution or mixing signal can be multiplied to prevent the occurrence of charge overflow without lowering the frame rate or lowering the SNR.

이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. Although described above with reference to the embodiments, those skilled in the art can be variously modified and changed within the scope of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. I can understand.

10, 110 : 터치 패널 20, 120 : TX 구동부
30, 140 : RX 수신부 40, 150 : 신호 검출부
130, 230 : 주파수 믹싱부 510, 520, 530 : ADC 블록
512, 522, 534 : FFT 블록 514, 526, 536 : 신호검출 블록
524 : 디콘볼루션 블록 532 : 역정현파 처리 블록
10, 110: touch panel 20, 120: TX drive unit
30, 140: RX receiver 40, 150: signal detector
130, 230: frequency mixing unit 510, 520, 530: ADC block
512, 522, 534: FFT block 514, 526, 536: signal detection block
524: Deconvolution block 532: Inverse sine wave processing block

Claims (15)

복수의 TX 전극들과 복수의 RX 전극들을 포함하는 터치 패널;
서로 다른 주파수를 갖는 TX 신호들을 상기 TX 전극들에 각각 제공하는 TX 구동부;
상기 RX 전극들 각각에서 출력되는 RX 신호들을 수신하는 RX 수신부;
상기 TX 신호들 또는 상기 RX 신호들 각각에 특정 주파수를 갖는 믹싱신호를 믹싱하여 믹스된 센싱신호를 출력하는 주파수 믹싱부; 및
상기 믹스된 센싱신호에서 상기 믹싱신호를 분리하여 터치 원신호를 재구성하는 신호 검출부를 포함하되, 상기 믹싱신호는 정현파를 포함하고, 상기 정현파의 주파수는 TX 신호들의 최소주파수 간격의 0.5배 내지 최소주파수 간격의 정수배이고,
상기 신호 검출부는 디콘볼루션 필터를 적용하여 FFT 결과 내 주파수 영역에서 복수의 TX 신호들이 존재하는 전체 구간에서 연산하여 터치 원신호를 재구성하는 것을 특징으로 하는 정전용량식 터치 시스템.
A touch panel including a plurality of TX electrodes and a plurality of RX electrodes;
A TX driver which provides TX signals having different frequencies to the TX electrodes, respectively;
An RX receiver configured to receive RX signals output from each of the RX electrodes;
A frequency mixing unit configured to mix a mixing signal having a specific frequency with each of the TX signals or the RX signals and output a mixed sensing signal; And
And a signal detector for reconstructing the touch original signal by separating the mixed signal from the mixed sensing signal, wherein the mixed signal includes a sine wave, and the frequency of the sine wave is 0.5 times to the minimum frequency of the minimum frequency intervals of the TX signals. Is an integer multiple of the interval,
The signal detection unit is a capacitive touch system, characterized in that for applying the deconvolution filter to reconstruct the touch original signal by calculating in the entire section where a plurality of TX signals in the frequency domain within the FFT result.
제1항에 있어서, 상기 TX 신호들의 주파수는 등 간격, 소수 간격 및 랜덤 간격 중 어느 하나를 갖는 것을 특징으로 하는 정전용량식 터치 시스템. The capacitive touch system of claim 1, wherein the frequency of the TX signals has any one of an equal interval, a minor interval, and a random interval. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 신호 검출부는,
상기 믹스된 센싱신호를 ADC 변환하는 ADC 블록;
ADC 변환된 신호를 FFT 처리하는 FFT 블록; 및
FFT 처리된 신호를 디콘볼루션 처리하여 상기 믹스된 센싱신호를 검출하는 디콘볼루션 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전용량식 터치 시스템.
The method of claim 1, wherein the signal detection unit,
An ADC block for ADC converting the mixed sensing signal;
An FFT block for FFT processing the ADC converted signal; And
And a deconvolution block for deconvolving the FFT processed signal to detect the mixed sensing signal.
삭제delete 삭제delete 서로 다른 주파수들을 갖는 TX 신호들 각각에 특정 주파수를 갖는 믹싱신호를 믹싱하여 TX 전극에 출력하는 단계; 및
RX 전극을 통해 출력되는 믹스된 센싱신호들 각각에서 상기 믹싱신호를 분리하여 터치 원신호를 재구성하는 단계를 포함하되, 상기 믹싱신호는 정현파를 포함하고, 상기 정현파의 주파수는 TX 신호들의 최소주파수 간격의 0.5배 내지 최소주파수 간격의 정수배이고,
상기 터치 원신호를 재구성하는 단계는,
상기 믹스된 센싱신호들 각각을 디지털 변환하는 단계;
디지털 변환된 센싱신호들 각각을 FFT 처리하는 단계; 및
FFT 처리된 믹스된 센싱신호를 디콘볼루션 처리하여 터치 원신호를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전용량식 터치 시스템의 구동 방법.
Mixing a mixed signal having a specific frequency with each of the TX signals having different frequencies and outputting the mixed signal to the TX electrode; And
And reconstructing the touch original signal by separating the mixed signal from each of the mixed sensing signals output through the RX electrode, wherein the mixed signal includes a sine wave and the frequency of the sine wave is a minimum frequency interval of the TX signals. 0.5 times to an integer multiple of the minimum frequency interval,
Reconstructing the touch original signal,
Digitally converting each of the mixed sensing signals;
FFT processing each of the digitally converted sensing signals; And
A method of driving a capacitive touch system comprising deconvoluting an FFT processed mixed sensing signal to detect a touch original signal.
서로 다른 주파수들을 갖는 TX 신호들을 TX 전극에 출력하는 단계;
RX 전극을 통해 출력되는 RX 신호들 각각에 특정 주파수를 갖는 믹싱신호를 믹싱하여 믹스된 센싱신호를 출력하는 단계; 및
상기 믹스된 센싱신호들 각각에서 상기 믹싱신호를 분리하여 터치 원신호를 재구성하는 단계를 포함하되, 상기 믹싱신호는 정현파를 포함하고, 상기 정현파의 주파수는 TX 신호들의 최소주파수 간격의 0.5배 내지 최소주파수 간격의 정수배이고,
상기 터치 원신호를 재구성하는 단계는,
상기 믹스된 센싱신호들 각각을 디지털 변환하는 단계;
디지털 변환된 센싱신호들 각각을 FFT 처리하는 단계; 및
FFT 처리된 믹스된 센싱신호를 디콘볼루션 처리하여 터치 원신호를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전용량식 터치 시스템의 구동 방법.

Outputting TX signals having different frequencies to the TX electrode;
Mixing a mixed signal having a specific frequency with each of the RX signals output through the RX electrode and outputting a mixed sensing signal; And
And reconstructing the touch original signal by separating the mixed signal from each of the mixed sensing signals, wherein the mixed signal includes a sine wave, and the frequency of the sine wave is 0.5 times to a minimum of a minimum frequency interval of TX signals. Is an integer multiple of the frequency interval,
Reconstructing the touch original signal,
Digitally converting each of the mixed sensing signals;
FFT processing each of the digitally converted sensing signals; And
A method of driving a capacitive touch system comprising deconvoluting an FFT processed mixed sensing signal to detect a touch original signal.

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