JP2013045466A - タッチセンサ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】タッチスクリーンの性能を改善することができるタッチセンサ装置とその駆動方法を提供する。
【解決手段】タッチセンサ装置はTxラインとTxラインと交差するRxライン、及びTxラインとRxラインの間に形成されたタッチセンサを含んだタッチスクリーンと、1次センシングステップでタッチスクリーン内の全てのタッチセンサを1次センシングしてタッチ入力有無を検出した後、2次センシングステップから1次センシング結果タッチ入力が検出されたタッチセンサを2次センシングしてタッチ入力の位置を検出するタッチスクリーン駆動回路を含む。
【選択図】図1

Description

本発明はタッチセンサ装置に関する。
家電機器やポータブル情報機器の軽量化、スリム化にしたがってユーザー入力手段がボタン型スイッチからタッチセンサに取り変わっている。タッチスクリーンは複数のタッチセンサを含む。
特許文献1(アメリカ公開特許US2010/0200310(2010.08.12.公開)は互いに交差するXライン とYラインの交差部ごとに容量性タッチセンサ(capacitive touch sensor)を含むタッチスクリーン「以下"セルフキャパシタンス(Self capacitance)方式のタッチスクリーン"と称する」を開示している。セルフキャパシタンス(Self capacitance)方式のタッチスクリーンはXラインをスキャニングしてXラインから受信された信号をアナログ-デジタル変換(Analog to Digital conversion、と"ADC"と称する) 過程を通じてデジタルデータに変換しまた、YラインをスキャニングしてYラインから受信された信号をADC過程を通じてデジタルデータに変換する。セルフキャパシタンス方式のタッチスクリーンはタッチ前後の容量変化量が大きいXラインとYラインの交点に位置するタッチセンサをタッチ位置で認識する。このようなセルフキャパシタンス方式のタッチスクリーンはXラインとYラインそれぞれをセンシングしてADCに変換し得られたデジタルデータを分析してタッチ位置を判断するから実際タッチ位置のようなXラインとYラインに存在するゴーストポイント(ghost point)をタッチ位置に誤認識される可能性がある。従って、セルフキャパシタンス方式のタッチスクリーンはマルチタッチ認識感度が落ち、複雑なゴースト検出及び除去アルゴリズムを追加で適用しなければならないなどの問題がある。
特許文献1に開示されたセルフキャパシタンス方式のタッチスクリーンはフリースキャンステップ(Pre-scan)からグループ単位でXラインとYラインをセンシングする。引き継いで、特許文献1に開示されたセルフキャパシタンス方式のタッチスクリーンはADC過程とタッチ位置検出過程を経った後リスキャン(Re-scan)過程とタッチ位置検出過程を経ってタッチ認識の正確度を高める。また、特許文献1に開示されたセルフキャパシタンス方式のタッチスクリーンはフリースキャン過程でグループ内のXライン(またはYライン)を同時にスキャニングするのでタッチ位置を認識する度に全てのXラインとYラインを順次にセンシングする方式に比べてタッチセンシング速度を減らすことができる。しかし特許文献1に開示されたセルフキャパシタンス方式のタッチスクリーンはタッチ位置を認識する度にフリースキャン、ADC、タッチ認識アルゴリズム実行、リスキャン、ADC、タッチ認識アルゴリズム実行などを順次に処理しなければならないのでタッチセンシング速度を減らすのに限界がある。
タッチレポートレート(Touch Report Rate)はタッチスクリーン内に存在する全てのタッチセンサをセンシングした後得られる座標データを外部に伝送する周波数(Hz)である。タッチレポートレートが高いほどタッチ入力軌跡の連続性を高めることができ使用者が感じるタッチ感度を高めることができる。このようなタッチレポートレートはタッチスクリーン内の全てのタッチセンサをセンシングするのに必要な全てのセンシング時間に反比例する。すなわち、全てのセンシング時間が長くなればタッチレポートレートは減少される。従って、特許文献1に開示されたセルフキャパシタンス方式のタッチスクリーンはタッチレポートレートを充分に高めることができない。
また、従来のタッチスクリーンはゴーストポイントをタッチ入力に誤認識しやすくて瞬間的に発生されたノイズがセンシングタイミングと同期されればそのノイズをタッチ入力で認識するなどセンシング感度の低い問題がある。使用者が感じるタッチ感度を向上するにはタッチレポートレート向上、センシング感度向上などタッチスクリーンの性能改善が成らなければならない。例えば、従来のタッチスクリーンはタッチスクリーン上でラインドローイング(line drawing)やドラッギング(dragging)する時線形性(linearity)が落ちる。
また、従来のタッチスクリーンはタッチ(または近接)入力有無に拘わらず全てのタッチセンサを繰り返しセンシングするのでその消費電力を減らしにくい。
アメリカ公開特許US2010/0200310(2010年8月12日公開)
本発明の目的は、タッチスクリーンの性能を改善することができるタッチセンサ装置を提供することにある。
前記課題を解決するために、本発明のタッチセンサ装置はTxライン、前記Txラインと交差するRxライン、及び前記Txラインと前記Rxラインの間に形成されたタッチセンサを含むタッチスクリーンと、1次センシングステップで前記タッチスクリーン内の全てのタッチセンサを1次センシングしてタッチ入力有無を検出した後、2次センシングステップから1次センシング結果タッチ入力が検出されたタッチセンサを2次センシングして前記タッチ入力の位置を検出するタッチスクリーン駆動回路を含む。
前記タッチスクリーン駆動回路は1次センシング結果タッチ入力が検出されたタッチセンサがなければ前記1次センシングステップを繰り返す。
本発明によれば、タッチスクリーンの全てのセンシング時間を短縮し、タッチレポートレートを高めることができる。さらに、本発明はタッチスクリーンに加えられるノイズの影響を減らし、タッチ誤入力を検証してタッチ感度を高めることができる。本発明によれば、1次ブロックセンシングに従ってタッチ(または近接)入力が検出されない場合、所定の待機モード時間の間タッチスクリーン駆動回路の消費電力を最小に制御する。
本発明はタッチ(または近接)入力位置に従ってパーシャルセンシング領域100を拡張する。その結果、本発明はパーシャルセンシングステップでタッチ(または近接)入力領域の中心点がシフトされる現象を最小化してブロックの間境界でもタッチ入力位置を正確に検出することができる。
本発明の実施の形態に係る表示装置を示すブロック図である。 図1からタッチスクリーンの一部を拡大して電極パターンを詳しく示す平面図である。 タッチスクリーンと表示パネルの多様な組合を示す図である。 タッチスクリーンと表示パネルの多様な組合を示す図である。 タッチスクリーンと表示パネルの多様な組合を示す図である。 本発明のRO IC回路構成を示すブロック図である。 本発明の第1実施の形態に係るタッチセンサ装置の駆動方法を示すフローチャートである。 ブロックセンシング時間とパーシャルセンシング時間を示す図である。 ブロックセンシング時間とパーシャルセンシング時間を示す図である。 タッチスクリーンが二つ以上のTxブロックに分割駆動される場合におけるブロックセンシング方法とパーシャルセンシング方法を示す図である。 タッチスクリーンが二つ以上のTxブロックに分割駆動される場合におけるブロックセンシング方法とパーシャルセンシング方法を示す図である。 タッチスクリーンが二つ以上のTxブロックに分割駆動される場合におけるブロックセンシング方法とパーシャルセンシング方法を示す図である。 ブロックセンシング結果シングルタッチ入力が検出された場合におけるTxラインに供給される駆動信号を示す波形図である。 ブロックセンシング結果複数のTxブロックにマルチタッチ入力が検出された場合におけるブロックセンシング方法とパーシャルセンシング方法を示す図である。 ブロックセンシング結果マルチタッチ入力が検出される場合におけるTxラインに供給される駆動信号を示す波形図である。 隣接するブロックの間の境界にタッチ入力が発生された場合におけるブロックセンシング方法とパーシャルセンシング方法を示す図である。 図16のような場合にTxラインに供給される駆動信号を示す波形図である。 タッチスクリーンが二つ以上のRxブロックに分割駆動される場合におけるブロックセンシング方法とパーシャルセンシング方法を示す図である。 タッチスクリーンが二つ以上のRxブロックに分割駆動される場合におけるブロックセンシング方法とパーシャルセンシング方法を示す図である。 タッチスクリーンが二つ以上のRxブロックに分割駆動される場合におけるブロックセンシング方法とパーシャルセンシング方法を示す図である。 タッチスクリーンが二つ以上のRxブロックに分割駆動される場合におけるブロックセンシング方法とパーシャルセンシング方法を示す図である。 タッチスクリーンが二つ以上のRxブロックに分割駆動される場合におけるブロックセンシング方法とパーシャルセンシング方法を示す図である。 本発明の第2実施の形態に係るタッチセンサ装置の駆動方法でタッチ感度が改善する効果を示す図である。 本発明の第2実施の形態に係るタッチセンサ装置の駆動方法を示すフローチャートである。 本発明の第2実施の形態に係るタッチセンサ装置の駆動方法を具現するためのRx駆動回路のサンプリング回路とアナログ-デジタル変換器を示す回路図である。 図25に示されたスイッチ(S11、S12、S11’ 、S12’)がターンオンされる時サンプリング回路の等価回路図である。 図25に示されたスイッチ(S21、S22、S21’、S22’)がターンオンされる時サンプリング回路の等価回路図である。 本発明の第3実施の形態に係るタッチセンサ装置の駆動方法を示すフローチャートである。 プリーセンシング方法を示す波形図である。 本発明の第3実施の形態に係るタッチセンサ装置の駆動方法でタッチ感度が改善する効果を示す図である。 本発明の第3実施の形態に係るタッチセンサ装置の駆動方法を詳しく示すフローチャートである。 本発明の第4実施の形態に係るタッチセンサ装置の駆動方法を示すフローチャートである。 本発明の第4実施の形態に係るタッチセンサ装置の駆動方法においてブロックセンシング期間とパーシャルセンシング期間を示す図である。 本発明の第4実施の形態に係るタッチセンサ装置の駆動方法においてブロックセンシング期間とパーシャルセンシング期間を示す図である。 1次ブロック分割方法の一例を示す図である。 図35のような1次ブロックの中でタッチ入力が検出された1次ブロック内で分割された2次ブロックの一例を示す図である。 図36のような2次ブロックの中でタッチ入力が検出された2次ブロック内で実施されるパーシャルセンシング方法を示す図である。 図35乃至図38のような場合にブロックセンシング方法とパーシャルセンシング方法を示す波形図である。 図35のような1次ブロックの中で2個のブロックにタッチ入力が発生されたマルチタッチ入力の一例を示す図である。 図39のようなマルチタッチ入力でブロックセンシング方法とパーシャルセンシング方法を示す波形図である。 1次ブロック分割方法の他の例を示す図である。 図41のような1次ブロックの中でタッチ入力が検出された1次ブロック内で分割された2次ブロックの一例を示す図である。 図42のような2次ブロックの中でタッチ入力が検出された2次ブロック内で分割された3次ブロックの一例を示す図である。 図41乃至図43のような場合にブロックセンシング方法とパーシャルセンシング方法を示す波形図である。 パーシャルセンシングステップからブロック内のタッチセンサのみをセンシングする例を示す図である。 図45のようなパーシャルセンシング方法でタッチスクリーンに印加される駆動パルスを示す波形図である。 図45のようなパーシャルセンシング方法におけるタッチ入力の中心点シフト現象を示す図である。 本発明の第5実施の形態に係るタッチセンサ装置の駆動方法でパーシャルセンシング領域が拡張される事例(CASE1)を示す図である。 図48のようなパーシャルセンシング方法でタッチスクリーンに印加される駆動パルスを示す波形図である。 本発明の第5実施の形態に係るタッチセンサ装置の駆動方法でパーシャルセンシング領域が拡張される他の例(CASE2)を示す図である。 図50のようなパーシャルセンシング方法でタッチスクリーンに印加される駆動パルスを示す波形図である。 本発明の第5実施の形態に係るタッチセンサ装置の駆動方法でパーシャルセンシング領域が拡張されるまた他の例(CASE3)を示す図である。 図52のようなパーシャルセンシング方法でタッチスクリーンに印加される駆動パルスを示す波形図である。 本発明の第5実施の形態に係るタッチセンサ装置の駆動方法でパーシャルセンシング領域が拡張されるまた他の例(CASE4)を示す図である。 図54のようなパーシャルセンシング方法でタッチスクリーンに印加される駆動パルスを示す波形図である。 本発明の第5実施の形態に係るタッチセンサ装置の駆動方法でパーシャルセンシング領域が拡張されるまた他の例(CASE5)を示す図である。 図56のようなパーシャルセンシング方法でタッチスクリーンに印加される駆動パルスを示す波形図である。
以下、添付された図面を参照して、本発明に係る望ましい実施の形態を詳しく説明する。明細書全体にかけて同一である参照番号は実質的に同一である構成要素を意味する。以下の説明で、本発明と係わる公知機能あるいは構成に対する具体的な説明が本発明の要旨に無関係であると判断される場合、その詳細な説明を省略する。
相互容量(mutual capacitance) 方式のタッチスクリーンはTxライン、Txラインと交差されるRxライン、及びTxラインとRxラインの間に形成されたタッチセンサを含む。タッチセンサそれぞれはTxラインとRxラインの間に形成された相互容量を有する。タッチセンサ装置はタッチ(または近接)前後のタッチセンサに充電された電圧の変化を感知して伝導性物質のタッチ(または近接)可否とその位置を判断する。相互容量方式のタッチスクリーンはTxラインに駆動信号を供給しその駆動信号に同期してRxラインを通じてタッチセンサそれぞれの容量変化を個別センシングする。このような相互容量方式のタッチスクリーンで、駆動信号が印加されるTxラインとタッチセンサをセンシングするRxラインが互いに分離している。駆動信号は図面で便宜上駆動信号形態の駆動信号に例示されたがここに限定されない。例えば、駆動信号は球形派形態のパルス、正弦波、三角波など多様な形態に発生されることができる。このようなセンシング方式に従って相互容量方式のタッチスクリーンはタッチセンサそれぞれでタッチ前後の電圧変化を感知することができるのでゴーストポイントなしにマルチタッチ状況でタッチ(または近接)入力それぞれを正確に認識することができる。
図1及び図2を参照すれば、本発明の実施の形態に係る表示装置は表示パネル(DIS)、ディスプレイ駆動回路、及びタッチセンサ装置を含む。タッチセンサ装置はタッチスクリーン(TSP)と、タッチスクリーン駆動回路を含む。
本発明の表示装置は液晶表示素子(Liquid Crystal Display、LCD)、電界放出表示素子(Field Emission Display : FED)、プラズマディスプレイパネル(Plasma Display Panel、 PDP)、有機発光ダイオード表示装置(Organic Light Emitting Display、OLED)、電気泳動表示素子(Electrophoresis、EPD)などの平板表示素子を用いて構成することができる。以下の実施の形態で、平板表示素子の一例として表示装置を液晶表示素子中心に説明するが、本発明の表示装置は液晶表示素子に限定されないということに注意されたい。
表示パネル(DIS)は二枚のガラス基板の間に液晶層が形成される。表示パネル(DIS)の下部基板には複数のデータライン(D1〜Dm、mは正の整数)、データライン(D1〜Dm)と交差される複数のゲートライン(G1〜Gn、nは正の整数)、データライン(D1〜Dm)とゲートライン(G1〜Gn)の交差部に形成される複数のTFT(Thin Film Transistor)、液晶セルにデータ電圧を充電させるための複数の画素電極、画素電極に接続され液晶セルの電圧を維持させるためのストレージ キャパシター(Storage Capacitor)等を含む。
表示パネル(DIS)のピクセルはデータライン(D1〜Dm)とゲートライン(G1〜Gn)に従って定義されたピクセル領域に形成されマトリックス形態に配置される。ピクセルのそれぞれの液晶セルは画素電極に印加されるデータ電圧と共通電極に印加される共通電圧の電圧差に従って印加される電界に従って駆動され、入射光の透過量を調節する。TFTはゲートライン(G1〜Gn)からのゲートパルスに応答しターン-オンされ、データライン(D1〜Dm)からの電圧を液晶セルの画素電極に供給する。
表示パネル(DIS)の上部基板にはブラックマットリックス、カラーフィルタ等を含むことができる。表示パネル(DIS)の下部基板はCOT(Color filter On TFT)構造にて構成可能である。この場合、ブラックマットリックスとカラーフィルタは表示パネル(DIS)の下部基板に形成可能である。
表示パネル(DIS)の上部基板と下部基板それぞれには偏光板が附着し液晶と接する内面に液晶のプレチルト角を設定するための配向膜が形成される。表示パネル(DIS)の上部基板と下部基板の間には液晶セルのセルギャップ(Cell gap)を維持するためのカラムスペーサーが形成される。
表示パネル(DIS)の背面にはバックライトユニットが配置されることができる。バックライトユニットはエッジ型(edge type)または直下型(Direct type)バックライトユニットに具現され表示パネル(DIS)に光を照射する。表示パネル(DIS)は、TN(Twisted Nematic)モード、VA(Vertical Alignment)モード、IPS(In Plane Switching)モード、FFS(Fringe Field Switching)モードなど公知のどのような液晶モードを用いて構成可能である。
ディスプレイ駆動回路はデータ駆動回路12、スキャン駆動回路14、及びタイミングコントローラ20を含み、入力映像のビデオデータをピクセルに出力する。
データ駆動回路12はタイミングコントローラ20から入力されるデジタルビデオデータ(RGB)をアナログ正極性/負極性ガンマ補償電圧に変換し、データ電圧を出力する。データ電圧はデータライン(D1〜Dm)に供給される。スキャン駆動回路14はデータ電圧に同期されるゲートパルス(またはスキャンパルス)をゲートライン(G1〜Gn)に順次供給し、データが記入される表示パネル(DIS)のラインを選択する。
タイミングコントローラ20は外部のホストシステムから入力される垂直同期信号(Vsync)、水平同期信号(Hsync)、データイネーブル信号(Data Enable、DE)、メインクロック(MCLK)等のタイミング信号を入力する。タイミングコントローラ20はデータ駆動回路12とスキャン駆動回路14の動作タイミングを制御するためのスキャンタイミング制御信号とデータタイミング制御信号を発生する。スキャンタイミング制御信号はゲートスタートパルス(Gate Start Pulse、GSP)、ゲートシフトクロック(Gate Shift Clock)、ゲート出力イネーブル信号(Gate Output Enable、GOE) などを含む。データタイミング制御信号はソースサンプリングクロック(Source Sampling Clock、SSC)、極性制御信号(POLarity、POL)、ソース出力イネーブル信号(Source Output Enable、SOE)等を含む。
タッチスクリーン(TSP)は図3のように表示パネル(DIS)の上部偏光板(POL1)上に接合され、若しくは、図4のように上部偏光板(POL1)と上部ガラス基板(GLS1)の間に形成可能である。また、タッチスクリーン(TSP)のタッチセンサ(TSN)は図5のように表示パネル(DIS)内でピクセルアレイとともに画素内(In-cell)タイプで下部基板に内蔵することもできる。図3乃至図5で“PIX”は液晶セルの画素電極、“GLS2”は下部基板、”POL2”は下部偏光板をそれぞれ意味する。
タッチスクリーン(TSP)はTxライン(T1〜Tj、jは nより小さな正の整数)、Txライン(T1〜Tj)と交差するRxライン(R1〜Ri、iはmより小さな正の整数)、及びTxライン(T1〜Tj)とRxライン(R1〜Ri)の間に形成されたi×j個のタッチセンサ(Cm)を含む。タッチセンサ(Cm)それぞれは相互容量を有する。
タッチスクリーン駆動回路はTx駆動回路32、Rx駆動回路34、タッチスクリーンタイミングコントローラ(以下”TSPタイミングコントローラ”と称する、36)、及びタッチ認識プロセッサ30を含む。タッチスクリーン駆動回路、Txライン(T1〜Tj)に駆動信号を供給し、その駆動信号と同期してRxライン(R1〜Ri)を通じてタッチセンサの電圧をセンシングする。Tx駆動回路32、Rx駆動回路34及びTSPタイミングコントローラ36は図6のように一つのROIC(Read-out IC、40)内に集積されることができる。タッチ認識プロセッサ30もROIC40内に集積されることができる。
タッチスクリーン駆動回路は1次センシングステップからタッチスクリーン(TSP)内の全てのタッチセンサを1次センシングした後に、2次センシングステップから1次センシング結果タッチ入力が検出されたタッチセンサのみを2次センシングしタッチ入力位置を検出する。1次センシングステップはブロックセンシング方法またはプリーセンシング方法を利用しタッチスクリーン(TSP)のタッチセンサをスキャニングする。2次センシングステップは1次センシングでタッチ入力が検出されたタッチセンサのみを再度精緻にセンシングするパーシャルセンシング方法を利用する。1次センシングステップはタッチ入力が検出されない場合、1回以上繰り返されることができる。
タッチスクリーン駆動回路、1次ブロックセンシングステップからタッチ入力の位置を中心にTxブロックの大きさを徐々に小さく調節しながらブロックセンシングを2回以上繰り返すことができる。ここで、1次センシングステップからブロックサイズを減少しながらセンシングを繰り返す理由はタッチ入力の正誤を検証し消費電力を減らすためである。
Tx駆動回路32はTSPタイミングコントローラ36から入力されたセットアップ信号(図6のSUTx)に応答して駆動信号が供給されるTxラインを選択し、選択されたTxライン(T1〜Tj)に駆動信号を供給する。本発明はタッチセンサ(TSN)の電圧をN(Nは2以上の正の整数)回繰り返し累積してRx駆動回路34のサンプリングキャパシターに充電することでタッチ前後のタッチセンサの電圧変化を大きくできる。これのために、Txライン(T1〜Tj)それぞれに印加される駆動信号は所定時間間隔に発生されるN個の駆動信号を含むことができる。一つのTxラインにタッチセンサがj個接続されている場合、N個の駆動信号を含む駆動信号がj回連続でTxラインに供給された後に、次Txラインにも同じ方式で駆動信号が供給される。
Rx駆動回路34はTSPタイミングコントローラ36から入力されたRxセットアップ信号(図6のSURx)に応答してタッチセンサ電圧を受信するRxラインを選択する。Rx駆動回路34は選択されたRxラインを通じてタッチセンサの電圧を受信しサンプリングする。Rx駆動回路34はアナログ-デジタル変換器を利用しサンプリングした電圧をデジタルデータに変換してタッチ元のデータ(touch raw data、図6のTData)を出力する。タッチ元のデータ(TData)はタッチ認識プロセッサ30に伝送される。
TSPタイミングコントローラ36はI2Cバス、SPI(serial peripheral interface)、システムバス(System bus)などのインターフェースを通じてTx駆動回路32とRx駆動回路34に接続されTx駆動回路32とRx駆動回路34の動作タイミングを同期させる。TSPタイミングコントローラ36はTx駆動回路32とRx駆動回路34のTx/Rxチャンネルセットアップ、Rx駆動回路34のサンプリングタイミング、Rx駆動回路34のADCタイミングなどを制御する。TSPタイミングコントローラ36はTx駆動回路32とRx駆動回路34のTx/Rxチャンネルセットアップと動作タイミングを制御するために必要な制御信号を発生する。
タッチ認識プロセッサ30はRx駆動回路34から入力されるタッチ元のデータをあらかじめ設定されたタッチ認識アルゴリズムに分析する。タッチ認識アルゴリズムはタッチ元のデータと所定のしきい値を比べてしきい値以上のタッチ元のデータをタッチ(または近接)入力データで推正し、そのタッチ(または近接)入力の位置に対する座標を計算する。タッチ認識アルゴリズムは相互容量方式のタッチスクリーンに適用可能な公知のどんなアルゴリズムでも適用されることができる。タッチ認識プロセッサ30はタッチ認識アルゴリズムの演算結果で得られたタッチ(または近接)入力位置の座標情報を含む座標データ(H IDxy)を外部のホストシステムに伝送される。タッチ認識プロセッサ30はタッチ認識アルゴリズムの計算結果とタッチ座標データを貯蔵するバッファーメモリーを含むことができる。タッチ認識プロセッサ30はMCU(Micro Controller Unit、MCU)を用いて構成可能である。
ホストシステムは外部ビデオソース機器例えば、ナビゲーションシステム、セットトップボックス、DVDプレーヤー、ブルーレイプレーヤー、パソコン(PC)、ホームシアターシステム、放送受信機、ホンシステム(Phone system)などに接続されてその外部ビデオソース機器から映像データを入力可能である。ホストシステムは外部ビデオソース機器からの映像データを表示パネル(DIS)に表示するのに適合なフォーマットに変換する。また、ホストシステムはタッチ認識プロセッサ30から入力される座標データと連携された応用プログラムを行う。
本発明のタッチセンサ装置の駆動方法は1次センシング方法でブロックセンシング方法を利用する時タッチスクリーン(TSP)のタッチセンサを2個以上のブロックで分割し、ブロックセンシング(Block sensing)方法を利用してブロック単位でタッチ(または近接)入力有無を早く判断することができる。次に、本発明のタッチスクリーンセンシング方法はタッチ(または近接)入力が検出されたブロックに限ってパーシャルセンシング(Partial sensing)方法を適用してそのブロック内でタッチ入力位置を精緻にセンシングすることができる。従って、本発明のタッチスクリーンセンシング方法はタッチスクリーンの全てのセンシング時間を減らしタッチレポートレートを高めることができることは勿論、センシング感度を高めることも可能である。
以下、図7乃至図24を参照しながら、ブロックセンシング方法とパーシャルセンシング方法を一緒に適用したタッチセンサ装置の駆動方法を説明する。
タッチスクリーン(TSP)はx軸方向及び/またはy軸方向(図1及び図2参照)に沿って仮想のTx/Rxブロックに分割され、それぞれのブロックは2以上のTxラインと2以上のRxラインと、複数のタッチセンサを含む。
タッチスクリーン駆動回路は図7乃至図24のようにタッチスクリーン(TSP)のタッチセンサを1次スキャニングしてブロック単位でタッチセンサをセンシングした後に、2次スキャニングでタッチ(または近接)入力が検出されたブロックに限ってそのブロック内のタッチセンサをパーシャルセンシング(または2次スキャニング)してタッチ位置を精密に検出する。ブロックセンシング期間は従来技術における1ラインのセンシング時間に過ぎない。従って、本発明のタッチスクリーン駆動装置はタッチスクリーン内の全てのタッチセンサをセンシングするのに必要な全てのセンシング時間を短縮することができる。また、ブロックセンシングステップとパーシャルセンシングステップを通じてタッチ(または近接)入力位置を毎フレーム期間ごとに2回以上センシングしてタッチセンシング正確度を高めタッチセンサの感度を高めることができる。
Tx駆動回路32はTSPタイミングコントローラ36の制御の下にブロックセンシング期間の間Txブロック単位でTxライン(T1〜Tj)に駆動信号を印加し、パーシャルセンシング期間の間タッチ(または近接)が検出されたTxブロック内に存在するTxライン(T1〜Tj)にだけ駆動信号を供給する。
Rx駆動回路34はTSPタイミングコントローラ36の制御の下にブロックセンシング期間の間タッチ認識プロセッサ30の制御の下にRxブロック単位でRxライン(R1〜Ri)を通じてタッチセンサの電圧を同時にセンシングしてデジタルデータに変換した後、パーシャルセンシング期間の間ブロックセンシング結果タッチ(または近接)入力が検出されたRxブロックに限ってそのブロック内のRxラインを通じて受信されるタッチセンサの電圧を順次にサンプリング及びデジタル変換することもできる。RxブロックはG(Gは2以上i/2より小さな正の整数)個のRxラインを含む。
従来技術で、Tx駆動回路は駆動信号をTxラインに順次供給した。これに比べて、本発明はブロックセンシングステップを通じてTx駆動時間を大幅に減らしパーシャルセンシングステップを通じてタッチ誤認識を防止することができる。
Tx駆動回路32はTSPタイミングコントローラ36から入力されたセットアップ信号(SUTx)に応答しブロックセンシング期間の間Txラインをブロック単位で選択して、パーシャルセンシング期間の間Txラインをライン単位で選択する。そしてTx駆動回路32はTxセットアップ信号に従って選択されたTxライン(T1〜Tj)に駆動信号を供給する。タッチセンサ(TSN)の電圧をN回繰り返し累積してサンプリングキャパシター の充電量を高めるために、図13、図15などのようにTxライン(T1〜Tj)それぞれに印加される駆動信号は所定時間間隔で連続に発生されるN個の駆動信号を含むことができる。一つのTxラインにタッチセンサがj個接続されていたら、N個の駆動信号を含む駆動信号がj回連続でTxラインに供給された後に、次のTxラインにも同じ方式で駆動信号たちが供給される。
従来技術では、Rx駆動回路は一つのTxラインに接続されたタッチセンサをセンシングする時タッチセンサの電圧を一つずつ順次にサンプリングしデジタル変換する。これに比べて、本発明のRx駆動回路34はブロックセンシングステップを通じてタッチセンサ電圧の受信及びサンプリング時間を大幅に短縮することができる。
Rx駆動回路34はTSPタイミングコントローラ36から入力されたセットアップ信号(SURx)に応答しタッチセンサ電圧を受信するRxライン(R1〜Ri)を選択する。Rx駆動回路34はセットアップ信号(SURx)に従って選択されたRxラインを通じてタッチセンサ電圧を受信してサンプリングする。
Rx駆動回路34はブロックセンシング期間の間Rxブロック単位でRxライン(R1〜Ri)を通じてタッチセンサの電圧を同時に受信しサンプリングしてデジタルデータに変換することができる。Rx駆動回路34はブロックセンシング結果タッチ(または近接)入力が検出されたRxブロックに限ってそのRxブロック内のRxラインを通じてタッチセンサの電圧を順次受信しサンプリングしてデジタルデータに変換することもできる。Rx駆動回路34から出力されたデジタルデータはタッチ元のデータ(TData)としてタッチ認識プロセッサ30に伝送される。
タッチ認識プロセッサ30はタッチ認識アルゴリズムを行ってブロックセンシング結果得られたタッチ元のデータ(TData)を分析しタッチ前後にタッチセンサ電圧の変化値が所定のしきい値以上に大きいデータをタッチ(または近接)入力位置のデータで判断してタッチ(または近接)入力有無を判断することができる。タッチ認識プロセッサ30はブロックセンシング結果タッチ(または近接)入力が検出されればTx駆動回路32とRx駆動回路34をパーシャルセンシングステップで制御する。タッチ認識プロセッサ30はパーシャルセンシングステップを遂行しブロックセンシングステップでタッチ(または近接)入力が検出されたブロックに限ってタッチセンサを精密センシングして得られたタッチ元のデータ(TData)を分析する。タッチ認識プロセッサ30はタッチ認識アルゴリズムを行ってパーシャルセンシング結果タッチ前後の変化量が所定のしきい値以上に大きいデータを実際タッチ(または近接)入力位置のタッチセンサから得られたデータで判断してそのタッチセンサに対する座標値を推正する。タッチ認識プロセッサ30はブロックセンシングステップとパーシャルセンシングステップですべてタッチ(または近接)入力で検出されたタッチセンサの座標情報を含む最終タッチ座標データをホストシステムに伝送する。
タッチ認識プロセッサ30はブロックセンシングステップでタッチ(または近接)入力が検出されなければパーシャルセンシングステップに移行しないでブロックセンシングステップを繰り返す。従って、タッチ認識プロセッサ30はブロックセンシング結果に従って選択的にパーシャルセンシングステップを省略してタッチ感度低下なしにタッチスクリーンの全てのセンシング時間を減らすことができる。
図7乃至図10を参照すれば、ブロックセンシングステップはブロック単位でタッチセンサをセンシングして、第1センシング時間(TB)の間、タッチスクリーン(TSP)内の全てのタッチセンサをセンシングする。ブロックセンシングステップ(S71)は第I(Iは正の整数)ブロック内に存在するTxラインに駆動信号を同時に供給し第Iブロック内に存在する全てのタッチセンサの電圧を同時にセンシングする。続いて、ブロックセンシングステップは第I+1ブロック内に存在するTxラインに駆動信号を同時に印加し第I+1ブロック内に存在する全てのタッチセンサの電圧を同時にセンシングする。第1センシング時間は図13及び図15のように1ブロック内の全てのTxラインに駆動信号が同時に供給されるので従来技術でタッチスクリーンの1ラインセンシングに必要な時間に過ぎない。
タッチスクリーン駆動回路、ブロックセンシング結果タッチ(または近接)入力が検出されると、パーシャルセンシングステップに移行し第2センシング時間(TP)間タッチ(または近接)入力が検出されたブロック内のTxラインに駆動信号をライン別に順次供給してそのブロック内に存在するタッチセンサの電圧を精密にセンシングすることでタッチ(または近接)入力位置を精密に検出する(S72及びS73)。第2センシング時間(TP)はタッチ(または近接)入力が検出されたブロックの個数によって変わる。
ブロックセンシングステップでタッチ(または近接)入力が検出された場合にだけ、図8のようにブロックセンシングステップ以後にパーシャルセンシングステップに移行される。反面、ブロックセンシングステップで何らのタッチ(または近接)入力が検出されなければ、図9のようにブロックセンシングステップ以後にまたブロックセンシングステップが実行される。
タッチスクリーン駆動回路の消費電力を減らすために、図9からブロックセンシングステップが繰り返される時次ブロックセンシングステップに移行する前に所定時間の間Tx駆動回路32、Rx駆動回路34、及びTSPタイミングコントローラ36をディスエイブル(disable)させ、その動作を停止させることができる。
タッチスクリーン(TSP)の全てのタッチセンサをセンシングするのに必要である全てのセンシング時間(Ttotal)は図8及び図9のように第1センシング時間(TB)と第2センシング時間(TP)を合わせた時間である。ブロックセンシング結果、タッチ(または近接)入力がいくつかのブロックで検出されれば、すなわち、マルチタッチ(または近接)入力が検出されればそのブロックに対してパーシャルセンシングが実行される。従って、図8のようにブロックセンシングに必要な第1センシング時間(TB)は固定され、一方において、ブロックセンシングの結果、マルチタッチ(または近接)が検出されれば第2センシング時間(TP)が長くなるのでパーシャルセンシングに必要な第2センシング時間(TP)は変更可能である。
図10乃至図12はタッチスクリーン(TSP)が y軸に付いて複数のTxブロックに分割駆動される場合にブロックセンシングステップとパーシャルセンシングステップを示す図である。ここで、y軸は図1及び図2のようにRxラインの長軸方向と平行である。
タッチスクリーン(TSP)は図10のように第1及び第2Txブロック(B1、B2)に分割可能である。この場合、タッチスクリーン駆動回路はブロックセンシングステップで第1Txブロック(B1)内の全てのTxラインに駆動信号を同時に供給した後、第2Txブロック(B2)内の全てのTxラインに駆動信号を同時に供給し、Txブロック単位でタッチ(または近接)入力有無を検出する。タッチスクリーン駆動回路はブロックセンシング結果第1Txブロック(B1)内でタッチ(または近接)入力が検出されれば、パーシャルセンシングステップに移行する。タッチスクリーン駆動回路はパーシャルセンシングステップで第1Txブロック(B1)内のTxラインに駆動信号を順次供給し第1Txブロック(B1)内のタッチセンサを精密にセンシングし、その結果最終タッチ(または近接)入力位置を正確に検出する。ロックセンシングステップでタッチ(または近接)入力が検出されない第2Txブロック(B2)はパーシャルセンシングステップでセンシングされない。
タッチスクリーン(TSP)は図11のように第1乃至第3Txブロック(B1〜B3)に分割可能である。この場合、タッチスクリーン駆動回路はブロックセンシングステップで第1Txブロック(B1)内の全てのTxラインに駆動信号を同時に供給した後、第2Txブロック(B2)内の全てのTxラインに駆動信号を同時に供給しTxブロック単位でタッチ(または近接)入力有無を検出する。続いて、タッチスクリーン駆動回路は第3ブロック(B3)内の全てのTxラインに駆動信号を同時に供給し第3Txブロック内でタッチ(または近接)入力有無を検出する。タッチスクリーン駆動回路はブロックセンシング結果、第2Txブロック(B2)内でタッチ(または近接)入力が検出されれば、パーシャルセンシングステップに移行する。タッチスクリーン駆動回路はパーシャルセンシングステップで第2Txブロック(B2)内のTxラインに駆動信号を順次供給して第2Txブロック(B2)内のタッチセンサを精緻にセンシングし、その結果最終タッチ(または近接)入力位置を精密に検出する。ブロックセンシングの結果、タッチ(または近接)入力が検出されない制1及び第3Txブロック(B1、B3)はパーシャルセンシングステップでセンシングされない。
タッチスクリーン(TSP)は図12のように第1ないし第3Txブロック(B1〜B3)に分割可能である。この場合、タッチスクリーン駆動回路、ブロックセンシングステップで第1Txブロック(B1)内の全てのTxラインに駆動信号を同時に供給された後に、第2Txブロック(B2)内の全てのTxラインに駆動信号を同時に供給する。続いて、タッチスクリーン駆動回路は第3Txブロック(B3)内の全てのTxラインに駆動信号を同時に供給した後に、第4Txブロック(B4)内の全てのTxラインに駆動信号を同時に供給しTxブロック単位でタッチ(または近接)入力有無を検出する。タッチスクリーン駆動回路はブロックセンシングの結果、第2Txブロック(B2)内でタッチ(または近接)入力が検出されれば、パーシャルセンシングステップに移行する。タッチスクリーン駆動回路はパーシャルセンシングステップで第2Txブロック(B2)内の Txラインに駆動信号を順次供給して第2Txブロック(B2)内のタッチセンサを精密にセンシングし、その結果、最終タッチ(または近接)入力位置を精密に検出する。ブロックセンシング結果タッチ(または近接)入力が検出されない第1、第3及び第4Txブロック(B1、B3、B4)はパーシャルセンシングステップでセンシングされない。
図13は図12に示されるTxラインに供給される駆動信号を示す波形図である。
図14はマルチタッチ(または近接)入力でブロックセンシングステップとパーシャルセンシングステップを示す図である。図15は図14に示されるTxラインに供給される駆動信号を示す波形図である。
図14及び図15を参照すれば、ブロックセンシングステップはTxブロック単位で駆動信号を印加しTxブロック単位でタッチ(または近接)入力有無を検出する。ブロックセンシング結果、第2及び第3Txブロック(B2、B3)それぞれでタッチ(または近接)入力が検出されれば、パーシャルセンシングステップが実行される。パーシャルセンシングステップは第2Txブロック(B2)内のTxラインに駆動信号を順次供給した後、第3Txブロック(B3)内のTxラインに駆動信号を順次供給し第2及び第3Txブロック(B2、B3)内でタッチセンサを精密にセンシングする。従って、ブロックセンシング結果、いくつかのブロックでタッチ(または近接)入力が検出されれば第2センシング時間(TP)が長くなり得る。パーシャルセンシングステップはブロックセンシングステップでタッチ(または近接)入力が検出されない第1及び第4ブロック(B1、B4)のタッチセンサをセンシングしない。
図16及び図22のように隣接するTx/Rxブロックの間の境界にタッチ(または近接)入力が検出されれば、パセルセンシング方法はタッチ(または近接)入力位置と近い隣接するTx/Rxブロックに対して精密にセンシングする。図17は図16に示される場合においてTxラインに供給される駆動信号を示す波形図である。
図16及び図17を参照すれば、ブロックセンシング結果第1及び第2Txブロック(B1、B2)の間の境界でタッチ(または近接)入力が検出されれば、パーシャルセンシングステップが遂行される。パーシャルセンシングステップは第1Txブロック(B1)内のTxラインに駆動信号を順次供給した後第2Txブロック(B2)内のTxラインに駆動信号を順次供給して第1及び第2Txブロック(B2、B3)内でタッチセンサを精密にセンシングする。従って、ブロックセンシング結果ブロックの間の境界でタッチ(または近接)入力が検出されれば第2センシング時間(TP)が長くなり得る。パーシャルセンシングステップはブロックセンシングステップでタッチ(または近接)入力が検出されない第1及び第4ブロック(B1、B4)のタッチセンサをセンシングしない。
図18乃至図22はタッチスクリーン(TSP)がx軸に沿って複数のRxブロック(C1〜C4)に分割駆動される場合にブロックセンシングステップとパーシャルセンシングステップを示す図である。ここで、x軸は図1及び図2のようにTxラインの長軸方向と平行である。
図18乃至図22を参照すれば、タッチスクリーン駆動回路はブロックセンシングステップで前述のようにTxブロック単位で駆動信号をTxブロックに印加し第1乃至第4Rxブロック単位でタッチセンサの電圧を受信してサンプリングし、サンプリングした電圧をデジタルデータに変換することができる。例えば、タッチスクリーン駆動回路、第1Txブロック(B1)のTxラインに第1駆動信号を同時に供給して第1Rxブロック(C1)のRxラインを通じてタッチセンサの電圧を同時に受信した後に、第1TxブロックのTxラインに第2駆動信号を同時に供給して第2Rxブロック(C2)のRxラインを通じてタッチセンサの電圧を同時に受信することができる。次に、タッチスクリーン駆動回路、第1Txブロック(B1)のTxラインに第3駆動信号を同時に供給し第3Rxブロック(C3)のRxラインを通じてタッチセンサの電圧を同時に受信した後に、第1TxブロックのTxラインに第4駆動信号を同時に供給し、第4Rxブロック(C4)のRxラインを通じてタッチセンサの電圧を同時に受信することができる。このような方法で第1Txブロック内の全てのタッチセンサがブロックセンシングステップでセンシングされ、次にTxブロックのタッチセンサがセンシングされる。
ブロックセンシングステップに従ってタッチ(または近接)入力が検出されると、タッチスクリーン駆動回路はパーシャルセンシングステップを実行する。タッチスクリーン駆動回路はパーシャルセンシングステップでブロックセンシング結果タッチ(または近接)入力が検出されたタッチセンサに接続されるTxブロックとRxブロックに限ってそのブロックが交差する領域内の全てのタッチセンサを精密にセンシングする。詳述すると、タッチスクリーン駆動回路はパーシャルセンシングステップからブロックセンシングの結果、タッチ(または近接)入力が検出されたTxブロックのTxラインに駆動信号を順次に印加し、ブロックセンシング結果タッチ(または近接)入力が検出されたRxブロックのRxラインを通じてタッチセンサ電圧を同時にまたは順次受信およびサンプリングし、サンプリングされた電圧をデジタルデータに変換する。タッチスクリーン駆動回路はパーシャルセンシングステップでブロックセンシングの結果、タッチ(または近接)入力が検出されないTxブロックには駆動信号を印加せず、また、ブロックセンシングステップに従ってタッチ(または近接)入力が検出されないRxブロックを通じてタッチセンサ電圧を受信しない。ブロックセンシング結果、全てのブロックでタッチ(または近接)入力が検出されなければ、パーシャルセンシングステップが遂行されないでブロックセンシングステップが再度実行される。
ブロックセンシングステップにおいて、図21のように複数のRxブロック内でマルチタッチ(または近接)入力が検出されると、タッチスクリーン駆動回路はパーシャルセンシングステップでタッチ(または近接)入力が検出されたTxブロックそれぞれのTxラインに駆動信号を順次、印加する。そしてタッチスクリーン駆動回路はタッチ(または近接)入力がそれぞれ検出されたRxブロックそれぞれのRxラインを通じてタッチセンサ電圧を同時にまたは順次受信してサンプリングし、サンプリングされた電圧をデジタルデータに変換する。この場合にも、パーシャルセンシングステップはブロックセンシングステップに従ってタッチ(または近接)入力が検出されないTxブロックには駆動信号を印加しなくまた、ブロックセンシングステップに従ってタッチ(または近接)入力が検出されないRxブロックを通じてタッチセンサ電圧を受信しない。ブロックセンシング結果、全てのブロックでタッチ(または近接)入力が検出されなければ、パーシャルセンシングステップが実行されず、ブロックセンシングステップが再度実行される。
ブロックセンシングステップにおいて、図22のように隣接するRxブロックの境界でタッチ(または近接)入力が検出されると、パーシャルセンシングステップはタッチ(または近接)入力が検出されたTxブロックのTxラインに駆動信号を順次、印加する。そしてタッチスクリーン駆動回路はタッチ(または近接)入力位置を境界で隣接するRxブロックのRxラインを通じてタッチセンサ電圧を同時にまたは順次受信してサンプリングしサンプリングされた電圧をデジタルデータに変換する。この場合にも、パーシャルセンシングステップはブロックセンシングステップに従ってタッチ(または近接)入力が検出されないTxブロックには駆動信号を印加せず、また、ブロックセンシングステップにおいてタッチ(または近接)入力が検出されないRxブロックを通じてタッチセンサ電圧を受信しない。ブロックセンシングの結果、全てのブロックでタッチ(または近接)入力が検出されなければ、パーシャルセンシングステップが実行されないでブロックセンシングステップが再度実行される。
本発明によれば、図23に示されるようにブロックセンシングデータとパーシャルセンシングデータを合算した結果に基づいてタッチ前後のタッチセンサ電圧変化量がをきくすることができる。この場合、タッチ入力がない時のタッチ無信号とタッチ入力信号の電圧差が大きくなるのでタッチ感度をさらに改善することができる。このような方法は図24のに示されるようにアナログ-デジタル演算から順次出力されたデジタルデータを加算する方法を用いて実現可能である。
図24は本発明の第2実施の形態に係るタッチセンサ装置の駆動方法を示すフローチャートである。
図24において、タッチスクリーン駆動回路、ブロックセンシングステップからブロック単位でタッチセンサの電圧をセンシングする(S211)。ブロックセンシングステップで受信されたタッチセンサ電圧はデジタルデータであるタッチ元のデータ(TData)に変換されてメモリー(図25の301)に一時的に記録される(S212)。ブロックセンシングの結果、メモリーに記録されたデータをブロックセンシングデータと称する。ブロックセンシングの結果、センシングされたデジタルデータに対するタッチ前後の変化値が所定のしきい値以上である場合、そのデジタルデータはタッチ(または近接)入力データで判断され、パーシャルセンシングステップが実行される(S213及びS214)。
タッチスクリーン駆動回路はパーシャルセンシングステップでタッチ(または近接)入力が検出されたTxブロックに限ってそのTxブロック内のTxラインに駆動信号をライン別に順次供給し、そのブロック内に存在するタッチセンサの電圧を精密にセンシングすることでタッチ(または近接)位置を検出する(S214)。パーシャルセンシングステップで受信されたタッチセンサの電圧はデジタルデータであるタッチ元のデータ(TData)に変換される(S215)。パーシャルセンシングの結果で得られたデータをパーシャルセンシングデータと称する。タッチ認識プロセッサ30はメモリー(図25の301)にあらかじめ記録されていたブロックセンシングデータとパーシャルセンシングデータを加算してその結果をタッチ認識プロセッサ30へ伝送する(S216)。タッチ認識プロセッサ30は、ブロックセンシングデータとパーシャルセンシングデータが加算されタッチ前後の変化量が大きくなったタッチ元のデータをしきい値と比較し、タッチ(または近接)入力を検出する。
図25乃至図27は本発明の第2実施の形態に係るタッチセンサ装置の駆動方法のためのRx駆動回路34の回路構成とその動作の詳細を示す図である。図25で、上段に表示されたパルス信号はTxライン(T1〜Tj)に供給される駆動信号を例示したものである。駆動信号はt1時間の間ハイロジッグレベル(high logic level)の電圧で生成され、t2時間の間ローロジックレベル(low logic level)の電圧で生成される。
図25乃至図27において、Tx(i)はi(iは自然数)番目Txライン(Tx(i))、Rx(i)はi番目Rxライン、Rx(i+1)はi+1番目Rxラインを示している。Txライン(Tx(i))とRxライン(Rx(i)、Rx(i+1))の間にはタッチセンサが形成される。
Rx駆動回路34のサンプリング回路は隣接するRxライン(Rx(i)、Rx(i+1))を通じて受信されたタッチセンサの電圧を受信してそれぞれサンプリングし、サンプリングした電圧の差をアナログ-デジタル変換器341に供給する。このため、サンプリング回路は第1及び第2サンプリング回路、及びそのサンプリング回路の出力を比較する比較器(COMP)を含む。比較器(COMP)は演算増幅器(Operation Amplifier、OP)によって構成可能である。第1及び第2サンプリング回路はi番目Txライン(Tx(i))に駆動信号が印加される度にi番目Rxライン(Rx(i))を通じて受信されるタッチセンサの電圧を第1サンプリングキャパシター(C1)に累積しそのタッチセンサの電圧をサンプリングすると共に、i+1番目Rxライン(Rx(i+1))を通じて受信されるタッチセンサの電圧を第2サンプリングキャパシター (C2)に累積してタッチセンサの電圧をサンプリングする。
第1サンプリング回路は第1乃至第4スイッチ(S11〜S22)、第1センシングキャパシター(Cs)、第1サンプリングキャパシター(C1)を含み、i番目Rxライン(Rx(i))を通じて受信されるタッチセンサの電圧をサンプリングする。
第1スイッチ(S11)はi番目Rxライン(Rx(i))に接続されている。第3スイッチ(S21)は第1スイッチ(S11)とグランド電圧源(GND)の間に接続されている。第2スイッチ(S12)は第4スイッチ(S22)とグランド電圧源(GND)の間に接続されている。第4スイッチ(S22)は第2スイッチ(S12)と比較器(COMP)の非反転入力端子の間に接続されている。
第1センシングキャパシター(Cs)の一端は第1スイッチ(S11)と第3スイッチ(S21)の間の第1ノードに接続される。第1センシングキャパシター(Cs)の他端は第2スイッチ(S12)と第4スイッチ(S22)の間の第2ノードに接続されている。第1サンプリングキャパシター(C1)の一端は第4スイッチ(S22)と比較器(COMP)の非反転入力端子の間のノードに接続されている。第1サンプリングキャパシター(C1)の他端は比較器(COMP)の第1出力端子に接続されている。
第1及び第2スイッチ(S11、S12)は駆動パルスが発生されるt1時間にターン-オンする。よって、図26に示されるように、i番目Rxライン(Rx(i)に保持された第1タッチセンサの電圧が第1センシングキャパシター(Cs)に保持される。次に、第3及び第4スイッチ(S21、S22)はi番目Txライン(Tx(i))の電圧がローロジッグレベルで低くなるt2時間にターン-オンする。よって、図27に示されるように、第1センシングキャパシター(Cs)に保持された第1タッチセンサの電圧が第1サンプリングキャパシター(C1)にサンプリングされる。
第2サンプリング回路は第5乃至第8スイッチ(S11’〜S22’)、第2センシングキャパシター(Cs’)、第2サンプリングキャパシター (C1’)を含みi+1番目Rxライン(Rx(i+1))を通じて受信されるタッチセンサの電圧をサンプリングする。
第5スイッチ(S11’)はi+1番目Rxライン(Rx(i+1))に接続される。第7スイッチ(S21’)は第5スイッチ(S11’)とグランド電圧源(GND)の間に接続されている。第6スイッチ(S12’)は第8スイッチ(S22)とグランド電圧源(GND)の間に接続されている。第8スイッチ(S22’)は第6スイッチ(S12’)と比較器(COMP)の反転入力端子の間に接続されている。
第2センシングキャパシター(Cs’)の一端は第5スイッチ(S11’)と第7スイッチ(S21’)はの間の第3ノードに接続されている。第2センシングキャパシター(Cs’)の他端は第6スイッチ(S12’)と第8スイッチ(S22’)の間の第4ノードに接続されている。第2サンプリングキャパシター(C1’)の一端は第8スイッチ(S22’)と比較器(COMP)の反転入力端子の間のノードに接続される。第2サンプリングキャパシター(C1’)の他端は比較器(COMP)の第2出力端子に接続される。
第5及び第6スイッチ(S11‘、S12’)は駆動パルスが発生されるt1時間にターン-オンされる。よって、図26に示されるようにi+1番目Rxライン(Rx(i+1))に接続された第2タッチセンサの電圧が第2センシングキャパシター(Cs’)に保持される。次に、第7及び第8スイッチ(S21’、S22’)はi番目Txライン(Tx(i))の電圧がローロジッグレベルで低くなる t2時間にターン-オンされる。よって、図27に示されるように、第2センシングキャパシター(Cs’)に保持された第2タッチセンサの電圧が第2サンプリングキャパシター(C1’)にサンプリングされる。
比較器(COMP)は第1サンプリングキャパシター(C1)に貯蔵された第1タッチセンサの電圧と第2サンプリングキャパシター(C2)に保持された第2タッチセンサの電圧をアナログ-デジタル変換器341に供給する。
アナログ-デジタル変換器341はブロックセンシングとパーシャルセンシングのそれぞれにおいえて1タッチセンサの電圧と第2タッチセンサの電圧の差をデジタルデータに変換し、タッチ認識プロセッサ30に供給する。
タッチ認識プロセッサ30はブロックセンシング結果において受信されたデジタルデータをメモリー301に保持する。タッチ認識プロセッサ30はタッチ(または近接)入力が検出された後に入力されるパーシャルセンシング結果のデジタルデータをメモリー301から読み出したブロックセンシング結果のデジタルデータと加算する。そしてタッチ認識プロセッサ30はタッチ認識アルゴリズムを行ってブロックセンシング結果とパーシャルセンシング結果の加算結果で得られたタッチ元のデータ(Touch raw data)を分析して最終タッチ(または近接)入力位置の座標値を計算する。
ブロックセンシングステップは図28乃至図31のようにプリーセンシングステップに入れ替えされることができる。この場合に、全てのセンシング時間を短縮する効果は低いが、センシング感度は改善可能である。
図28は本発明の第3実施の形態に係るタッチセンサ装置の駆動方法を示すフローチャートである。図29はプリーセンシング方法を示す波形図である。
図28及び図29を参照すると、タッチスクリーン駆動回路はフルセンシング方法でタッチスクリーン(TSP)のタッチセンサを1次スキャニングしタッチセンサをセンシングする(S281)。フルセンシング(Fully sensing)方法は図29のように第1Txライン(T1)から第jTxライン(Tj)まで駆動信号を順次供給してタッチセンサをセンシングする。本発明はにおいて、フルセンシングステップの時間を短縮するために、タッチセンサは図18乃至図22のようにRxブロック単位でセンシングしても良い。
タッチスクリーン駆動回路は、フルセンシングの結果、タッチ(または近接)入力が検出されると、2次スキャニング過程であるパーシャルセンシングステップに移行しプリーセンシングステップでタッチ(または近接)入力が検出されたTxラインに限って駆動信号をライン別で順次供給し、そのブロック内に存在するタッチセンサの電圧を精密にセンシングする(S282及びS283)。
フルセンシングステップでタッチ(または近接)入力が検出された場合にだけ、パーシャルセンシングステップが実行される。一方、フルセンシングステップで何らのタッチ(または近接)入力が検出されなければ、そのフルセンシングステップ以後にまたパーシャルセンシングステップが繰り返される、前述のブロックセンシングステップが実行される。
本発明は図30のようにパーシャルセンシングデータとパーシャルセンシングデータを加算した結果に基づいてタッチ前後のタッチセンサ電圧変化量を大きくすることができる。この場合、タッチ入力がない時のタッチ無信号とタッチ入力信号の電圧差が大きくなるのでタッチ感度をさらに改善することができる。このような方法は図31のようにアナログ-デジタル演算から順次出力されたデジタルデータを加算する方法によって実現することができる。
図30及び図31を参照すると、タッチスクリーン駆動回路はフルセンシングステップでTxライン(T1〜Tj)にライン別で順次に駆動信号を印加しタッチセンサの電圧をセンシングする(S311)。フルセンシングステップで受信されたタッチセンサの電圧はデジタルデータであるタッチ元のデータ(TData)に変換されメモリー(図25の301)に一時的に保持される(S312)。フルセンシングの結果メモリーに保持されたデータをフルセンシングデータと称する。フルセンシングの結果センシングされたデジタルデータに対するタッチ前後の変化値が所定のしきい値以上なら、そのデジタルデータはタッチ(または近接)入力データで判断されパーシャルセンシングステップが実行される(S313及びS314)。
タッチスクリーン駆動回路はパーシャルセンシングステップでタッチ(または近接)入力が検出されたTxラインに限ってそのTxラインに駆動信号をライン別に順次供給し、そのブロック内に存在するタッチセンサの電圧を精密にセンシングすることでタッチ(または近接)位置を検出する(S314)。パーシャルセンシングステップで受信されたタッチセンサらの電圧はデジタルデータであるタッチ元のデータ(TData)に変換される(S315)。パーシャルセンシング結果で得られたデータをパーシャルセンシングデータと称する。タッチ認識プロセッサ30はメモリー(図25の301)にあらかじめ保持されていたフルセンシングデータとパーシャルセンシングデータを加算し、その結果をタッチ認識プロセッサ30に伝送する(S216)。タッチ認識プロセッサ30はフルセンシングデータとパーシャルセンシングデータが加算され、タッチ前後の変化量が大きくなったタッチ元のデータをしきい値と比べてタッチ(または近接)入力を検出する。
前述の実施の形態でブロックセンシングステップはタッチ(または近接)入力を検証し消費電力を低減するために2回以上繰り返しても良い。この実施の形態を図32ないし図44を参照しながら説明する。
図32は本発明の第4実施の形態に係るタッチセンサ装置の駆動方法を示す流れ図である。図33及び図34は本発明の第4実施の形態に係るタッチセンサ装置の駆動方法においてブロックセンシング期間とパーシャルセンシング期間を示す図である。
本発明の第4実施の形態で、タッチスクリーン(TSP)は仮想のブロックに分割される。ブロックは1次センシング対象領域に設定された1次ブロックに分割され、1次ブロックのそれぞれは2次センシング対象領域に設定される2次ブロックに分けられる得る。2次ブロックのそれぞれは複数の3次ブロックに分割され、それぞれの3次ブロックは3次センシング対象領域に設定される。2次ブロックの大きさは1次ブロックのそれより小さく、3次ブロックの大きさは2次ブロックのそれより小さい。ブロックの最小の大きさは2以上のTxラインと2以上のRxラインを含む大きさに設定される。
図32乃至図34を参照すれば、タッチセンサ装置の駆動方法はタッチスクリーン駆動回路とタッチスクリーン(TSP)のタッチセンサを初期化する(S321)。続いて、タッチセンサ装置の駆動方法は1次ブロックセンシング期間(TB1)間1次ブロック単位でタッチセンサをセンシングする(S322)。
タッチセンサ装置の駆動方法は1次ブロックセンシング期間(TB1)の間、1次ブロック内に存在するTxラインに駆動信号を同時に供給し、その1次ブロック内に存在する全てのタッチセンサの電圧を同時にセンシングした後に、同じ方法で他の1次ブロック内のタッチセンサを同時にセンシングする。1次ブロックセンシング期間(TB1)はその1次ブロック内のTxラインに同時に駆動信号が印加されるので従来技術の1ラインセンシング時間に過ぎない。
タッチセンサ装置の駆動方法は、1次ブロックセンシングステップを通じて得られたタッチ元のデータを分析し、タッチ前後におけるタッチセンサ電圧の変化量が所定のしきい値以上である大きいデータをタッチ(または近接)データで判断することにより、タッチ(または近接)入力有無を判断することができる(S323)。タッチセンサ装置の駆動方法は1次ブロックセンシングの結果、タッチスクリーン(TSP)上でどんなタッチ(または近接)入力も検出されないと判断されると、所定の待機時間(図34のTidle)の間、タッチスクリーンの駆動回路をディスエイブル(disable)させる(S324)。タッチスクリーン駆動回路は待機時間(Tidle)の間、ディスエイブルされるので、いかなる出力も発生させず、タッチセンサをセンシングしない。従って、タッチスクリーン駆動回路とタッチスクリーン(TSP)の消費電力は待機時間(Tidle)の間、最小に制御される。待機時間(Tidle)はタッチスクリーンの感度と消費電力を考慮し、適切に選択可能である。例えば、待機時間(Tidle)は0.1mse〜50msec間でタッチスクリーンの感度と消費電力を考慮し、決定することができる。
ホストシステムは、1次ブロックセンシングの結果、タッチスクリーン(TSP)上でタッチ(または近接)入力が検出されないと判断されると、タッチスクリーン駆動回路の電源やイネーブル/ディスエイブル信号を制御し、タッチスクリーン駆動回路の動作を停止させることができる。ホストシステムはタッチ認識処理部30の出力を分析し、1次ブロックセンシングの結果、タッチスクリーン(TSP)上でタッチ(または近接)入力が検出されないと判断されると、タッチスクリーン駆動回路が内蔵されたICの電源入力スイッチ(図示せず)を制御し、時間(Tidle)の間、ROICの駆動電源(Vcc)を遮断することができる。タッチスクリーン駆動回路は駆動電源(Vcc)が供給されなければ動作を停止し、出力を発生しない。ホストシステムはカウンターを利用し、待機時間(Tidle)をカウントし、待機時間(Tidle)が経過された後に、タッチスクリーン駆動回路に再び駆動電源(Vcc)を供給する。
ホストシステムは、タッチ認識処理部30の出力を分析し、1次ブロックセンシング結果タッチスクリーン(TSP)上でタッチ(または近接)入力が検出されないと判断されると、待機時間(Tidle)の間、タッチスクリーン駆動回路が内蔵されたROICのイネーブル/ディスエイブル信号(EN)をディスエイブル状態の論理値で反転させ、タッチスクリーン駆動回路の動作を停止させることができる。ホストシステムは、カウンターを利用し、待機時間(Tidle)をカウントし、待機時間(Tidle)が経過された後に、イネーブル/ディスエイブル信号(EN)の論理値をイネーブル状態の論理値で反転させ、タッチスクリーン駆動回路を再びイネーブルさせる。
S321 〜 S324ステップは1次ブロックセンシングの結果、タッチ(または近接)入力が検出されない時所定の待機時間(Tidle)以後に1次ブロックセンシングが再開されるアイドルセンシングモード(idle sensing mode)である。
タッチセンサ装置の駆動方法において、S323ステップから1次ブロックセンシングを通じてタッチ(または近接)入力が検出されたと判断されると、図33のように2次ブロックセンシングステップを実行し、タッチ(または近接)入力が検出された1次ブロック内で分割された2次ブロックを対象にし、その2次ブロック単位でタッチセンサをセンシングする(S325)。タッチセンサ装置の駆動方法は2次ブロックセンシングステップで一つの2次ブロック内に存在するTxラインに駆動信号を同時に供給し、そのブロック内に存在するタッチセンサを同時にセンシングする。従って、一つの2次ブロックをセンシングするのに必要な時間は従来技術の1ラインセンシング時間に過ぎない。
タッチセンサ装置の駆動方法において、2次ブロックセンシングステップを通じて得られたタッチ元のデータを分析しタッチ前後にタッチセンサ電圧の変化値が所定のしきい値以上に大きいデータをタッチ(または近接)データで判断してタッチ(または近接)入力有無を判断することができる。
タッチセンサ装置の駆動方法において、2次ブロックセンシングステップを通じて得られたタッチ元のデータを分析してタッチ前後にタッチセンサ電圧の変化値が所定のしきい値以上に大きいデータをタッチ(または近接)データで判断し、タッチ(または近接)入力有無を判断することができる。
タッチセンサ装置の駆動方法において、2次ブロックセンシングの結果、タッチ(または近接)入力が検出されたと判断されると、1次ブロックセンシングステップで判断されたタッチ(または近接)入力が真偽のタッチ(または近接)入力と判断し、そのタッチ(または近接)値を精密にセンシングするためにパーシャルセンシングステップを実行する(S326及びS327)。これと異なり、タッチセンサ装置の駆動方法において、2次ブロックセンシングの結果、タッチ(または近接)入力が検出されなければ、1次ブロックセンシングステップで判断されたタッチ(または近接)入力をノイズによるタッチミスと判断し、図34のようにパーシャルセンシングステップを実行しないで、S321ステップを実行し、1次ブロックセンシングステップを繰り返す。従って、2次ブロックセンシングステップは1次ブロックセンシング結果に対する検証と共に1次ブロックセンシング結果で得られたタッチ(または近接)入力位置をより精密にセンシングする。
タッチセンサ装置の駆動方法において、タッチ(または近接)入力が検出された2次ブロックを対象にしてパーシャルセンシング期間(TP)間その2次ブロック内に存在するTxラインに駆動信号をライン別に順次供給しタッチ(または近接)位置を精密に検出する(S327)。タッチセンサ装置の駆動方法において、パーシャルセンシングの結果、生成されたタッチ元のデータを所定のしきい値と比べ、タッチ(または近接)前後のタッチセンサ電圧変化量がしきい値以上に大きいタッチ元のデータをタッチ(または近接)入力データとして判断する。続いて、タッチセンサ装置の駆動方法において、タッチ認識アルゴリズムを行ってパーシャルセンシング結果で得られたタッチ(または近接)入力に対する座標を推定し、タッチ(または近接)入力位置の座標情報を含む座標データ(H IDxy)を出力する。
S325乃至S327ステップはタッチ(または近接)入力位置の座標を推定するためのノルマルセンシング(Normal sensing)モードである。このノルマルセンシングモードにおいて、タッチスクリーン駆動回路はイネーブルされ駆動信号を発生し、センシング動作を繰り返して正常駆動水準で消費電力を発生する。
2次ブロックセンシング期間(TB2)は図33のようにタッチスクリーン(TSP)上で検出されたタッチ(または近接)入力の個数にしたがって変わる。1次ブロックセンシングの結果、タッチ(または近接)入力個数が多いほど2次ブロックセンシングが実行される1次ブロックの個数が多くなるので、2次ブロックセンシング期間(TB2)が長くなる。パーシャルセンシング期間(TP)は図33のようにタッチスクリーン(TSP)上で検出されたタッチ(または近接)入力の個数にしたがって変わる。2次ブロックセンシング結果、タッチ(または近接)入力個数が多いほどパーシャルセンシングが実行される2次ブロックの個数が多くなるのでパーシャルセンシング期間(TP)が長くなる。
タッチセンサ装置の駆動方法において、2次ブロックセンシング結果タッチ(または近接)入力が検出されるすぐに、パーシャルセンシングステップを実行しないで1次ブロックセンシング領域を1/2以下に減少しながら1回以上ブロックセンシングをさらに実行した後、タッチ(または近接)入力が再検出される時にパーシャルセンシングステップを実行可能である。例えば、タッチセンサ装置の駆動方法において、図41乃至図44のようにS326ステップとS327ステップの間で2次ブロックセンシングの結果、タッチ(または近接)入力が検出された2次ブロックに対して大きさが1/2に減少した3次ブロック単位で3次ブロックセンシングを実行する。この場合、本発明のタッチスクリーン駆動方法において、3次ブロックセンシングの結果、タッチ(または近接)入力が検出される時に4次ブロックセンシングを実行するかパーシャルセンシングステップを実行することができる。
図35は1次ブロック分割方法の一例を示す図である。図36は図35のような1次ブロックの中でタッチ入力が検出された1次ブロック内で分割された2次ブロックの一例を示す図である。図37は図36のような2次ブロックの中でタッチ入力が検出された2次ブロック内で実施されるパーシャルセンシング方法を示す図である。図38は図35乃至図38のような場合にブロックセンシング方法とパーシャルセンシング方法を示す波形図である。図35乃至図38において、Txラインの個数は16個で、Rxラインの個数は24個であると仮定する。図35乃至図38に示されたタッチスクリーン(TSP)は説明の便宜のために例示にすぎず、ブロック大きさ、Txライン数、Rxライン数は図35乃至図38に限定されないということに気を付けなければならない。
図35乃至図38を参照すると、タッチスクリーン(TSP)は複数の1次ブロック(BL1〜BL4)に分割される。
Tx駆動回路32は、1次ブロックセンシングステップで図35及び図38のように第1駆動信号(P11)をTxライン(T1〜T16)に同時に供給した後、第2駆動信号(P12)をTxライン(T1〜T16)に同時に供給する。続いて、Tx駆動回路32は、第3駆動信号(P13)をTxライン(T1〜T16)に同時に供給した後、第4駆動信号(P14)をTxライン(T1〜T16)に同時に供給する。駆動信号(P11〜P14)のそれぞれは複数のパルスを含むことができる。
Rx駆動回路34は、1次ブロックセンシングステップで図35及び図38のように第1駆動信号(P11)と同期され、第1Rxブロック(GRx1(R1〜R6))内のRxライン(R1〜R6)を通じてタッチセンサの電圧を受信しそのタッチセンサの電圧をサンプリングしデジタルデータに変換する。Rx駆動回路34は、第2駆動信号(P12)と同期され、第2Rxブロック(GRx2(R7〜R12))内のRxライン(R7〜R12)を通じてタッチセンサの電圧を受信し、サンプリング及びデジタル変換する。続いて、Rx駆動回路34は、第3駆動信号(P13)と同期され、第3Rxブロック(GRx3(R13〜R18))内のRxライン(R13〜R18)を通じてタッチセンサの電圧を受信して、サンプリング及びデジタル変換した後、第4駆動信号(P14)と同期され、第4グループ(GRx4(R19〜R24)) 内のRxライン(R19〜R24)を通じてタッチセンサの電圧を受信し、サンプリング及びデジタル変換する。
第1Rxブロック(GRx1(R1〜R6))は、第1の1次ブロック(BL1)内のタッチセンサと接続されたRxライン(R1〜R6)を含む。第2Rxブロック(GRx2(R7〜R12))は、第2の1次ブロック(BL2)内のタッチセンサと接続されたRxライン(R7〜R12)を含む。第3Rxブロック(GRx3(R13〜R18))は第3の1次ブロック(BL3)内のタッチセンサと接続されたRxライン(R13〜R18)を含む。第4Rxブロック(GRx4(R19〜R24))は第4の1次ブロック(BL4)内のタッチセンサと接続されたRxライン(R19〜R24)を含む。
タッチ認識プロセッサ30は、1次ブロックセンシングの結果、Rx駆動回路34から受信されたタッチ元のデータをしきい値と比較してタッチ(または近接)入力の可否を判断する。1次ブロックセンシングの結果、図35のように第3の1次ブロック(BL3)からタッチ(または近接)入力が検出されると、第3の1次ブロック(BL3)は、図36のようにさらに小さな大きさの2次ブロック(BL31〜BL32)に分割される。1次ブロックセンシング結果タッチ(または近接)入力が検出されなければ、タッチスクリーン駆動回路は所定の待機時間(Tidled)の間、待機モードに維持される。
Tx駆動回路32は、1次ブロックセンシング結果タッチ(または近接)入力が検出されれば、2次ブロックセンシングステップに移行し、図46及び図38のように第1の2次ブロック(BL31)のタッチセンサに接続されたTxライン(T1〜T4))に第1駆動信号(P21)を同時に供給した後、第2 2次ブロック(BL32)のタッチセンサに接続されたTxライン(T5〜T8)に第2駆動信号(P22)を同時に供給する。続いて、Tx駆動回路32は第32次ブロック(BL33)のタッチセンサに接続されたTxライン(T9〜T12)に第3駆動信号(P23)を同時に供給した後、第4の2次ブロック(BL34)のタッチセンサに接続されたTxライン(T13〜T16)に第4駆動信号(P24)を同時に供給する。駆動信号(P21〜P24)のそれぞれは前述のようn複数のパルスを含むことができる。
Rx駆動回路34は、2次ブロックセンシングステップで図36及び図38のように駆動信号(P21〜P24)に同期し、1次ブロックセンシングの結果タッチ(または近接)入力が検出された第3の1次ブロックに限ってタッチセンサ電圧を受信する。Rx駆動回路34は先ず、第1 駆動信号(P21)と同期され、第3Rxブロック(GRx3(R13〜R18))内のRxライン(R13〜R18)を通じてタッチセンサの電圧を受信して、サンプリング及びデジタル変換した後、第2駆動信号(P22)と同期され、第3Rxブロック(GRx3(R13〜R18))内のRxライン(R13〜R18)を通じてタッチセンサの電圧を受信し、サンプリング及びデジタル変換する。続いて、Rx駆動回路34は第3駆動信号(P23)と同期され、第3Rxブロック(GRx3(R13〜R18))内のRxライン(R13〜R18)を通じてタッチセンサの電圧を受信し、サンプリング及びデジタル変換した後、第4駆動信号(P24)と同期され、第3Rxブロック(GRx3(R13〜R18))内のRxライン(R13〜R18)を通じてタッチセンサの電圧を受信し、サンプリング及びデジタル変換する。
タッチ認識プロセッサ30は、2次ブロックセンシングの結果、Rx駆動回路34から受信されたタッチ元のデータをしきい値と比較し、タッチ(または近接)入力可否を判断する。2次ブロックセンシングの結果、図36のように第32次ブロック(BL33)からタッチ(または近接)入力が検出されれば、第3の2次ブロック(BL33)に限ってパーシャルセンシングステップを実行する。パーシャルセンシングステップはTxラインに駆動信号を1ラインずつ順次で供給しその駆動信号に同期してRxチャンネルをRxブロック単位で同時にまたはRxライン単位で順次に設定しタッチセンサそれぞれを精緻にセンシングする。一方、タッチスクリーン駆動回路は2次ブロックセンシング結果タッチ(または近接)入力が検出されなければ、1次ブロックセンシングステップを実行する。
Tx駆動回路32は、2次ブロックセンシングの結果、タッチ(または近接)入力が検出されれば、パーシャルセンシングステップを実行し、図37のように第32次ブロック(BL33)内のタッチセンサに接続されたTxライン(T9〜T12)に第1乃至第4駆動信号(図38のP31〜P34)を順次供給する。駆動信号(P31〜P34)のそれぞれは前述したように複数のパルスを含むことができる。
Rx駆動回路34は、パーシャルセンシングステップで図37及び図38のように第1駆動信号P31に同期され、第3Rxブロック(GRx3(R13〜R18))内のRxライン(R1〜R18)を通じてタッチセンサの電圧を受信し、サンプリング及びデジタル変換した後、第2駆動信号P32に同期され、第3Rxブロック(GRx3(R13〜R18))内のRxライン(R1〜R18)を通じてタッチセンサの電圧を受信し、サンプリング及びデジタル変換する。続いて、Rx駆動回路34は、第3駆動信号P33と同期され、第3Rxブロック(GRx3(R13〜R18))内のRxライン(R1〜R18)を通じてタッチセンサの電圧を受信し、サンプリング及びデジタル変換した後、第4駆動信号(P34)と同期され、第3Rxブロック(GRx3(R13〜R18))を通じてタッチセンサの電圧を受信し、サンプリング及びデジタル変換する。
タッチ認識プロセッサ30は、パーシャルセンシングの結果、Rx駆動回路34から受信されたタッチ元のデータをしきい値と比較してタッチ(または近接)入力位置を判断し、タッチ認識アルゴリズムを行ってそのタッチ(または近接)入力位置に対する座標値を推定する。そしてタッチ認識プロセッサ30は、パーシャルセンシングの結果検出されたタッチ(または近接)位置に対する座標情報を含む座標データ(H IDxy)を出力する。
1次ブロックセンシングの結果、図39のようにマルチタッチ(または近接)入力が検出されれば図40のように2次ブロックセンシング期間(TB2)とパーシャルセンシング期間(TP)が長くなる。
図39は、図35に示される1次ブロックの中で2個のブロックにタッチ入力が発生されたマルチタッチ入力の一例を示す図である。図40は、図39に示されるマルチタッチ入力でブロックセンシング方法とパーシャルセンシング方法を示す波形図である。図39及び図40において、Txラインの個数は16個で、Rxラインの個数は24個であると仮定する。図39及び図40に示されたタッチスクリーン(TSP)は説明の便宜のために例示するにすぎず、ブロックの大きさ、Txライン数、Rxライン数は限定されない。
図39及び図40を参照すると、タッチスクリーンは複数の1次ブロック(BL1〜BL4)に分割されることができる。
タッチスクリーン駆動回路は、1次ブロックセンシングを実行した結果、図39のように第2及び第3の1次ブロック(BL2、BL3)それぞれでタッチ(または近接)入力が検出されると、2次ブロックセンシングステップを実行する。2次ブロックセンシングステップで、タッチ(または近接)入力が検出された第2及び第3の1次ブロック(BL2、BL3)のそれぞれは、それより小さな大きさの2次ブロックに分割される。
Tx駆動回路32は1次ブロックセンシングの結果図39のようにマルチタッチ入力が検出されると、2次ブロックセンシングステップを実行し、第2ブロック(BL2)内で分割された2次ブロック単位で駆動信号(P21〜P24)を順次供給した後、第3の1次ブロック(BL3)内で分割された2次ブロック単位で駆動信号(P31〜34)を順次供給する。
Rx駆動回路34は2次ブロックセンシングステップで駆動信号(P21〜P24)に同期し第2 1次ブロック(BL2)内のタッチセンサに接続された第2Rxブロック(GRx2(R7〜R12))のRxライン(R7〜R12)を通じてタッチセンサの電圧を受信し、サンプリング及びデジタル変換する。続いて、Rx駆動回路34は駆動信号(P31〜P34)に同期し、第3の1次ブロック(BL3)内のタッチセンサに接続された第3Rxブロック(GRx3(R13〜R18))のRxライン(R13〜R18)を通じてタッチセンサの電圧を受信し、サンプリング及びデジタル変換する。
タッチ認識プロセッサ30は、2次ブロックセンシングの結果Rx駆動回路34から受信されたタッチ元のデータをしきい値と比較してタッチ(または近接)入力可否を判断する。2次ブロックセンシングの結果結果、第2の1次ブロック(BL2)から分割された2次ブロックの中で第1の2次ブロックでタッチ(または近接)入力が検出され、第3の1次ブロック(BL3)から分割された2次ブロックの中で第3の2次ブロックでタッチ(または近接)入力が検出されたと仮定する。この場合に、Tx駆動回路32はパーシャルセンシングステップを実行し、第2の1次ブロック(BL2)から分割された第1の2次ブロック内のTxライン(T1〜T4)に第1乃至第4駆動信号(P41〜P44)を順次供給した後、第3の1次ブロック(BL3)から分割された第3の2次ブロック内のTxライン(T9〜T12)に第5乃至第8駆動信号(P45〜P48)を順次供給する。駆動信号(P41〜P48)のそれぞれは前述のように複数のパルスを含むことができる。
Rx駆動回路34は、パーシャルセンシングステップで第1駆動信号P41に同期され、第2Rxブロック(GRx2(R7〜R12))を通じてタッチセンサの電圧を順次受信してサンプリング及びデジタル変換した後、第2駆動信号P42に同期され、第2Rxブロック(GRx2(R7〜R12))を通じてタッチセンサの電圧を順次受信してサンプリング及びデジタル変換する。続いて、 Rx駆動回路34は、第3駆動信号(P43)に同期され、第2Rxブロック(GRx2(R7〜R12))を通じてタッチセンサの電圧を順次受信して、サンプリング及びデジタル変換した後、第4駆動信号(P44)に同期され、第2Rxブロック(GRx2(R7〜R12))を通じてタッチセンサの電圧を順次受信し、サンプリング及びデジタル変換する。続いて、Rx駆動回路34は第5駆動信号(P45)に同期され、第3Rxブロック(GRx3(R13〜R18))を通じてタッチセンサの電圧を順次受信して、サンプリング及びデジタル変換した後、第6駆動信号(P46)に同期され、第3Rxブロック(GRx3(R13〜R18))を通じてタッチセンサの電圧を順次受信して、サンプリング及びデジタル変換する。続いて、Rx駆動回路34は第7駆動信号(P47)に同期され、第3Rxブロック(GRx3(R13〜R18))を通じてタッチセンサの電圧を順次受信して、サンプリング及びデジタル変換した後、第8駆動信号(P48)に同期され第3Rxブロック(GRx3(R13〜R18))を通じてタッチセンサの電圧を順次受信し、サンプリング及びデジタル変換する。
タッチ認識プロセッサ30は、パーシャルセンシングの結果、Rx駆動回路34から受信されたタッチ元のデータをしきい値と比較してタッチ(または近接)入力位置を判断し、タッチ認識アルゴリズムを行ってそのマルチタッチ(または近接)入力それぞれの位置に対する座標値を推定する。そしてタッチ認識プロセッサ30はパーシャルセンシング結果検出されたマルチタッチ(または近接)入力に対する座標情報を含む座標データ(H IDxy)を出力する。
図41は1次ブロック分割方法の他の例を示す図である。図42は図41に示される1次ブロックの中でタッチ入力が検出された1次ブロック内で分割された2次ブロックの一例を示す図である。図43は図42に示され他2次ブロックの中でタッチ入力が検出された2次ブロック内で分割された3次ブロックの一例を示す図である。図44は図41乃至図43におけるブロックセンシング方法とパーシャルセンシング方法を示す波形図である。図41乃至図44において、Txラインの個数は16個で、Rxラインの個数は24個であると仮定する。図41乃至図44に示されたタッチスクリーン(TSP)は説明の便宜のために例示に過ぎず、ブロック大きさ、Txライン数、Rxライン数等は限定されない。
図41乃至図44を参照すると、タッチスクリーン(TSP)は垂直方向(またはy軸方向、Rxライン方向)から1/2に分割されることができる。この場合、タッチスクリーン(TSP)は第1及び第21次ブロック(BL1、BL2)に分割される。第1及び第2の1次ブロック(BL1、BL2)の各々の大きさはタッチスクリーン(TSP)の全体タッチ認識可能領域に比較して1/2の大きさに定めることができるがこれに限定されない。例えば、第1及び第2の1次ブロック(BL1、BL2)はその大きさが互いに同一、若しくは互いに異なる大きさであっても良い。
Tx駆動回路32は、1次ブロックセンシングステップで図41及び図44のように第1駆動信号(P51)を第1の1次ブロック(BL1)のタッチセンサに接続されたTxラインT1〜T8)に同時に供給した後、第2駆動信号P52を第2の1次ブロック(BL2)(BL2)のタッチセンサに接続されたTxライン(T9〜T16)に同時に供給する。駆動信号(P51,P52)のそれぞれは前述のように複数のパルスを含むことができる。
Rx駆動回路34は、1次ブロックセンシングステップで図41及び図44に示されたように第1駆動信号(P51)と同期され、Rxライン(R1〜R24)を通じてタッチセンサの電圧を受信してサンプリング及びデジタル変換する。続いて、Rx駆動回路34は第2駆動信号P52と同期され、Rxライン(R1〜R24)を通じてタッチセンサの電圧を受信しサンプリング及びデジタル変換する。
タッチ認識プロセッサ30は、1次ブロックセンシングの結果、Rx駆動回路34から受信されたタッチ元のデータをしきい値と比較してタッチ(または近接)入力可否を判断する。1次ブロックセンシングの結果、図41のように第1の1次ブロック(BL1)からタッチ(または近接)入力が検出されると、第1の1次ブロック(BL1)は図42のように垂直方向(y軸方向)から1/2に分割される。従って、第1の1次ブロック(BL1)は図42のように第1及び第2の2次ブロック(BL11、BL12)に分割される。第1及び第2の2次ブロック(BL11、BL12)それぞれの大きさは第1の1次ブロック(BL1)に比べて1/2の大きさに定めることができる。
タッチスクリーン駆動回路は、消費電力を減らすために前述の実施の形態のような方法で1次ブロックセンシングの結果タッチ(または近接)入力が検出されなければ、所定の待機時間(Tidled)の間、待機モードに維持される。
Tx駆動回路32は、1次ブロックセンシングの結果、タッチ(または近接)入力が検出されれば、2次ブロックセンシングステップを実行し、図42及び図44のように第1の2次ブロック(BL11)のタッチセンサに接続されたTxライン(T1〜T4)に第1駆動信号(P61)を同時に供給した後、第2の2次ブロック(BL12)のタッチセンサに接続されたTxライン(T5〜T8)に第2駆動信号(P62)を同時に供給する。駆動信号(P61〜P62)のそれぞれは前述のように複数のパルスを含むことができる。Tx駆動回路32は2次ブロックセンシングステップから1次ブロックセンシングの結果、タッチ(または近接)入力が検出されない第2の1次ブロック(BL2)のタッチセンサに属するTxライン(T9〜T16)に駆動信号を印加しない。
Rx駆動回路34は、2次ブロックセンシングステップで図42及び図44のように第1駆動信号(P61)に同期しRxライン(R1〜R24)を通じて第1の2次ブロック(BL11)内のタッチセンサの電圧を受信しサンプリング及びデジタル変換した後、第2駆動信号(P22)と同期されRxライン(R1〜R24)を通じて第2の2次ブロック(BL12)内のタッチセンサの電圧を受信してサンプリング及びデジタル変換する。
タッチ認識プロセッサ30は2次ブロックセンシング結果Rx駆動回路34から受信されたタッチ元のデータをしきい値と比べてタッチ(または近接)入力可否を判断する。2次ブロックセンシング結果、図42のように第2の2次ブロック(BL12)からタッチ(または近接)入力が検出されれば、第2の2次ブロック(BL12)は図43のように垂直方向(y軸方向)から1/2に分割される。この場合、第2の2次ブロック(BL12)は図18のように第1及び第2の3次ブロック(BL121、BL122)に分割される。第1及び第2の3次ブロック(BL121、BL122)のそれぞれの大きさは第2の2次ブロック(BL12)に比べて1/2の大きさである。タッチスクリーン駆動回路は、2次ブロックセンシングの結果、タッチ(または近接)入力が検出されなければ所定時間の間、待機モードに維持された後、1次ブロックセンシングステップで動作する。ここで、待機モードは省略可能である。
Tx駆動回路32は、2次ブロックセンシングの結果、タッチ(または近接)入力が検出されれば、3次ブロックセンシングステップを実行し、図43及び図44のように第1の3次ブロック(BL121)のタッチセンサに接続されたTxライン(T5、T6)に第1駆動信号(P71)を同時に供給した後、第2の3次ブロック(BL122)のタッチセンサに接続されたTxライン(T7、T8)に第2駆動信号(P72)を同時に供給する。駆動信号(P71〜P72)それぞれは前述のように複数のパルスを含むことができる。Tx駆動回路32は3次ブロックセンシングステップから2次ブロックセンシング結果タッチ(または近接)入力が検出されない第1の2次ブロック(BL11)に属したTxライン(T1〜T4)と、1次ブロックセンシング結果タッチ(または近接)入力が検出されない第2の1次ブロック(BL2)に属したTxライン(T9〜T16)に駆動信号を印加しない。
Rx駆動回路34は、3次ブロックセンシングステップで図43及び図44のように第1駆動信号(P71)に同期しRxライン(R1〜R24)を通じて第1の3次ブロック(BL121) 内のタッチセンサの電圧を受信してサンプリング及びデジタル変換する。続いて、Rx駆動回路34は第2駆動信号(P72)と同期され、Rxライン(R1〜R24)を通じて第2の3次ブロック(BL122)内のタッチセンサの電圧を受信してサンプリング及びデジタル変換する。
タッチ認識プロセッサ30は、3次ブロックセンシングの結果、Rx駆動回路34から受信されたタッチ元のデータをしきい値と比較し、タッチ(または近接)入力可否を判断する。3次ブロックセンシングの結果、図43のように第2の3次ブロック(BL122)からタッチ(または近接)入力が検出されれば、第2の3次ブロック(BL12)に対してパーシャルセンシングが実行される。3次ブロックはこれ以上ブロックに分割されないため、3次ブロックセンシングでタッチ(または近接)入力が検出されればパーシャルセンシングステップが実行される。一方、2次ブロックセンシングまたは3次ブロックセンシングで一定大きさ以上のタッチ(または近接)入力が検出されればパーシャルセンシングステップを実行せずに正しくタッチ認識アルゴリズムが実行され、タッチ(または近接)入力位置に対する座標が推定される。
Tx駆動回路32はパーシャルセンシングステップに移行し図43及び図44のように第2の3次ブロック(BL122)のタッチセンサに接続されたTxライン(T7、T8)に駆動信号(P81、P82)を順次供給する。駆動信号(P81、P82)のそれぞれは前述のように複数のパルスを含むことができる。
Rx駆動回路34は、パーシャルセンシングステップで図43及び図44のように第1駆動信号(P81)に同期され、Rxライン(R1〜R24)を通じてタッチセンサの電圧を順次受信し、サンプリング及びデジタル変換する。続いて、Rx駆動回路34は第2駆動信号(P82)に同期されRxライン(R1〜R24)を通じてタッチセンサの電圧を順次受信してサンプリング及びデジタル変換する。
タッチ認識プロセッサ30は、パーシャルセンシングの結果、Rx駆動回路34から受信されたタッチ元のデータをしきい値と比較してタッチ(または近接)入力位置を判断し、タッチ認識アルゴリズムを行ってそのタッチ(または近接)入力位置に対する座標値を推正する。そしてタッチ認識プロセッサ30はパーシャルセンシング結果検出されたタッチ(または近接)位置に対する座標情報を含む座標データ(H IDxy)を出力する。
パーシャルセンシングステップでセンシング対象領域が固定されればタッチ(または近接)入力位置が不正確に処理されることができる。これを図45乃至図47を参照しながら説明する。
図45乃至図47を参照すると、Txブロックは複数のRxブロックに分けられることができる。第1Txブロックは、第1乃至第4Txライン(T1〜T4))を共有する第1乃至第3ブロック(B11〜B13)を含む。第2Txブロックは第5乃至第8Txライン(T5〜T8)を共有する第4乃至第6ブロック(B21〜B23)を含む。第3Txブロックは第9乃至第12Txライン(T9〜T12)を共有する第7乃至第9ブロック(B31〜B33)を含む。第1乃至第9ブロック(B11〜B31)はTxブロックとRxブロックの交差に従って定義された格子形態に分けられる。
ブロックセンシングステップはTxブロック単位でタッチ入力有無を高速に検出する。パーシャルセンシングステップはタッチ入力位置が検出されたブロック内のタッチセンサを精緻にセンシングする。
Tx駆動回路32はブロックセンシングステップで第1Txブロック(B11〜B13)のタッチセンサの電圧をセンシングするために第1乃至第4Txライン(T1〜T4)に駆動信号(P11〜P13)を同時に印加した後、第2Txブロック(B21〜B23)のタッチセンサの電圧をセンシングするために第5乃至第8Txライン(T5〜T8)に駆動信号(P21〜P23)を同時に印加する。続いて、Tx駆動回路32は、第3Txブロック(B31〜B33)のタッチセンサの電圧をセンシングするために第9乃至第12Txライン(T9〜T12)に駆動信号(P31〜P33)を同時に印加する。
Rx駆動回路34はブロックセンシングステップで駆動パルスP11に同期し、第1乃至第4Rxライン(R1〜R4)を通じてタッチセンサの電圧を受信し第1ブロック(B11)内のタッチセンサの電圧を受信してサンプリングしてデジタルデータに変換する。Rx駆動回路34はブロックセンシングステップで駆動パルスP12に同期し、第5乃至第8Rxライン(R5〜R8)を通じてタッチセンサの電圧を受信し、第2ブロック(B12)内に存在するタッチセンサの電圧を受信してサンプリングしデジタルデータに変換する。Rx駆動回路34はブロックセンシングステップで駆動パルスP13に同期し第9乃至第12Rxライン(R9〜R12)を通じてタッチセンサの電圧を受信し、第3ブロック(B13)内に存在するタッチセンサの電圧を受信し、サンプリングしてデジタルデータに変換する。
Rx駆動回路34は、ブロックセンシングステップで駆動パルスP21に同期して第1乃至第4Rxライン(R1〜R4)を通じてタッチセンサの電圧を受信し、第4ブロック(B21)内に存在するタッチセンサの電圧を受信してサンプリングしデジタルデータに変換する。Rx駆動回路34は、ブロックセンシングステップで駆動パルスP22に同期して第5乃至第8Rxライン(R5〜R8)を通じてタッチセンサの電圧を受信し、第5ブロック(B22)内に存在するタッチセンサの電圧を受信しサンプリングしてデジタルデータに変換する。Rx駆動回路34はブロックセンシングステップで駆動パルスP23に同期して第9乃至第12Rxライン(R9〜R12)を通じてタッチセンサの電圧を受信し、第6ブロック(B23)内に存在するタッチセンサの電圧を受信してサンプリングしデジタルデータに変換する。
Rx駆動回路34は、ブロックセンシングステップで駆動パルスP31に同期して第1乃至第4Rxライン(R1〜R4)を通じてタッチセンサの電圧を受信し、第7ブロック(B31)内に存在するタッチセンサの電圧を受信しサンプリングしデジタルデータに変換する。Rx駆動回路34はブロックセンシングステップで駆動パルスP32に同期し、第5乃至第8Rxライン(R5〜R8)を通じてタッチセンサの電圧を受信し、第8ブロック(B32)内に存在するタッチセンサの電圧を受信しサンプリングしてデジタルデータに変換する。Rx駆動回路34はブロックセンシングステップで駆動パルスP33に同期し第9ないし第12Rxライン(R9〜R12)を通じてタッチセンサの電圧を受信し、第9ブロック(B33)内に存在するタッチセンサの電圧を受信してサンプリングしデジタルデータに変換する。
タッチスクリーン駆動回路は、ブロックセンシングの結果、図45のように第5ブロック(B22)内でタッチ(または近接)入力が検出されればパーシャルセンシングステップを実行する。タッチスクリーン駆動回路は、パーシャルセンシングステップで第5ブロック(B22)内のタッチセンサをセンシングするために、第5乃至第8Txライン(T5〜T8)に駆動信号を順次に印加して第5ブロック(B22)内のタッチセンサをセンシングすることができる。
タッチ(または近接)入力位置を正確に計算するためにはタッチ(または近接)入力領域の中心点を正確に捜さなければならない。例えば図45のようにタッチ(または近接)入力位置が第5ブロック(B22)の右側端に存在する時、パーシャルセンシングステップが第5ブロック(B22)内においてのみ実行されると、タッチ(または近接)入力領域の中心点がシフトされることができる。この時、第5ブロック(B22)の右側端に位置するタッチセンサのタッチ入力前後の電圧変化量がしきい値(Vth)以上に変わってタッチ位置に認識される。これに比べて、第6ブロック(B23)の左側端に位置する一部タッチセンサの電圧が変わるがしきい値(Vth)より低いため、タッチ(または近接)入力がないタッチセンサで認識される。パーシャルセンシングステップが第5ブロック(B22)内においてのみ実行されると、図47の斜線を引いた部分のように第6ブロック(B23)のタッチセンサの電圧がセンシングされない。
図47のような場合に、タッチ(または近接)入力領域の中心点が実際中心点(x2)より左側にシフトされたx1に認識され、タッチ(または近接)入力位置が誤認識されることがある。タッチ(または近接)入力がラインドローイング(drawing)やドラッギング(dragging)である場合には線形性が失われ、タッチ(または近接)入力の軌跡がブロックの間境界で切れるかジグザグ形状に歪曲されることがある。このような問題を解決するために、本発明の第5実施の形態はパーシャルセンシングステップで図48乃至図47のようにブロック内でタッチ(または近接)入力位置に従って可変されるパーシャルセンシング領域を適用しパーシャルセンシングを遂行する。このようなパーシャルセンシング方法は本願の全ての実施の形態に適用可能である。
本発明の第5実施の形態に係るタッチセンサ装置の駆動方法におけるパーシャルセンシング方法は、ブロックセンシングステップでパーシャルセンシング領域を拡張しタッチ(または近接)入力が検出されたブロックとともに、そのブロック周辺のブロック及び/またはタッチセンサを追加で精密センシングする。図48乃至図57は本発明の第5実施の形態に係るタッチセンサ装置の駆動方法でパーシャルセンシング方法を示す図である。図48乃至図57におけるブロックセンシング方法は前述の実施の形態を適用することができる。従って、ブロックセンシング方法に対する詳細な説明を省略する。
CASE1
図48及び図49は特定ブロックの右側端にタッチ(または近接)入力が検出された場合に指定されるパーシャルセンシング領域100と、そのパーシャルセンシング領域100に印加される駆動信号を示す図である。
図48及び図49を参照すれば、ブロックセンシングステップで第5ブロック(B22)の右側端でタッチ(または近接)入力が検出されれば、タッチスクリーン駆動回路はパーシャルセンシングステップで第5ブロック(B22)とその右側に隣接する第6ブロック(B23)のタッチセンサ電圧をセンシングする。そしてタッチスクリーン駆動回路は第5及び第6ブロック(B22、B23)の外に位置するタッチセンサの中で第5及び第6ブロック(B22、B23)と近いタッチセンサの電圧を追加的にセンシングする。ここで、第5及び第6ブロック(B22、B23)と近いタッチセンサは第5及び第6ブロック(B22、B23)の上に配置されたタッチセンサと、第5及び第6ブロック(B22、B23)の下に配置されたタッチセンサを含む。第5及び第6ブロック(B22、B23)の上に配置されたタッチセンサは第5及び第6ブロック(B22、B23)の上に配置された第2 及び第3ブロック(B12、B13)内で第5及び第6ブロック(B22、B23)と近いM(Mは1以上であり1ブロックに含まれたTxライン数より小さな正の整数)個のTxラインに接続されたタッチセンサで有り得る。第5及び第6ブロック(B22、B23)の下に配置されたタッチセンサは第5及び第6ブロック(B22、B23)の下に配置された第8及び第9ブロック(B32、B33)内で第5及び第6ブロック(B22、B23)と近いM個のTxラインに接続されたタッチセンサで有り得る。図48及び図49でM=1で仮定したがここに限定されない。
タッチスクリーン駆動回路は、パーシャルセンシングステップで図49のように第5及び第6ブロック(B22、B23)内のタッチセンサと接続されたTxライン(T5〜T8)に駆動信号を供給し、パーシャルセンシング領域100を拡張するために第2及び第3ブロック(B12、B13)に配置された第4Txライン(T4)と、第8及び第9ブロック(B32、B33)に配置された第9Txライン(T4、T9)にも駆動信号を供給する。駆動信号はパーシャルセンシングステップで第4Txライン(T4)から第9Txライン(T9)順序でTxライン(T4〜T9)に順次に印加されることができる。図49でパーシャルセンシングステップで一つのTxラインに一つの駆動信号が供給されることに図示されているが、その駆動信号は複数のパルスを含むことができる。Rx駆動回路34はTxライン(T4〜T9)に供給される駆動信号に同期し拡張されたパーシャルセンシング領域100内でTxライン(T4〜T9)と交差されるRxライン(R5〜R12)を通じてタッチセンサの電圧を受信し、そのタッチセンサの電圧を順次にサンプリングしてデジタルデータに変換する。
CASE 2
図50及び図51は特定ブロックの左側端にタッチ(または近接)入力が検出された場合に指定されるパーシャルセンシング領域100と、そのパーシャルセンシング領域100に印加される駆動信号を示す図である。
図50及び図51を参照すれば、第5ブロック(B22)の左側端でタッチ(または近接)入力が検出されれば、タッチスクリーン駆動回路はパーシャルセンシングステップで第5ブロック(B22)とその左側に隣接する第4ブロック(B21)のタッチセンサ電圧をセンシングする。そしてタッチスクリーン駆動回路、パーシャルセンシング領域100を拡張して第4及び第5ブロック(B21、B22)の外に位置するタッチセンサの中で第4及び第5ブロック(B21、B22)と近いタッチセンサの電圧を追加にセンシングする。ここで、第4及び第5ブロック(B21、B22)と近いタッチセンサは第4及び第5ブロック(B21、B22)の上に配置されたタッチセンサと、第4及び第5ブロック(B21、B22)の下に配置されたタッチセンサを含む。第4及び第5ブロック(B21、B22)の上に配置されたタッチセンサは第4及び第5ブロック(B21、B22)の上側に配置されたタッチセンサの中で第4及び第5ブロック(B21、B22)と近いM個のTxラインに接続されたタッチセンサで有り得る。第4及び第5ブロック(B21、B22)の下に配置されたタッチセンサは第4及び第5ブロック(B21、B22)の下に配置されたタッチセンサの中で第4及び第5ブロック(B21、B22)と近いM個のTxラインに接続されたタッチセンサで有り得る。 図50及び図51でM=1で仮定したがここに限定されない。
タッチスクリーン駆動回路、パーシャルセンシングステップで図51のように第4及び第5ブロック(B21、B22)内のタッチセンサと接続されたTxライン(T5〜T8)に駆動信号を供給し、パーシャルセンシング領域100を拡張するために第1及び第2ブロック(B11、B12)に配置された第4Txライン(T4)と、第7及び第8ブロック(B31、B32)に配置された第9Txライン(T9)にも駆動信号を供給する。パーシャルセンシング期間(TP)間、駆動信号は第4Txライン(T4)から第9Txライン(T9)順でTxライン(T4〜T9)に順次に印加されることができる。図51でパーシャルセンシング期間(TP)に一つのTxラインに一つの駆動信号が供給されることに示されているが、その駆動信号は複数のパルスを含むことができる。Rx駆動回路34はTxライン(T4〜T9)に供給される駆動信号に同期し、パーシャルセンシング領域100内でTxライン(T4〜T9)と交差されるRxライン(R1〜R8)を通じてタッチセンサの電圧を受信して、そのタッチセンサの電圧を順次にサンプリングしてデジタルデータに変換する。
CASE 3
図52及び図53は特定ブロックの中央にタッチ(または近接)入力が検出された場合に指定されるパーシャルセンシング領域100と、そのパーシャルセンシング領域100に印加される駆動信号を示す図である。
図52及び図53を参照すれば、タッチスクリーン駆動回路は第5ブロック(B22)の中央でタッチ(または近接)入力が検出されれば、パーシャルセンシングステップで第5ブロック(B22)のタッチセンサの電圧を精密にセンシングする。そして、タッチスクリーン駆動回路は、パーシャルセンシングステップでパーシャルセンシング領域100を拡張して第5ブロック(B22)の外に位置するタッチセンサの中で第5ブロック(B22)と近いタッチセンサを追加にセンシングする。ここで、第5ブロック(B22)と近いタッチセンサは第5ブロック(B22)の上に配置されたタッチセンサと、第5ブロック(B22)の下に配置されたタッチセンサを含む。第5ブロック(B22)の上に配置されたタッチセンサは第5ブロック(B22)の上に配置されたタッチセンサの中で第5ブロック(B22)と近いM個のTxラインに接続されたタッチセンサで有り得る。第5ブロック(B22)の下に配置されたタッチセンサは第5ブロック(B22)の下に配置されたタッチセンサの中で第5ブロック(B22)と近いM個のTxラインに接続されたタッチセンサで有り得る。図42及び図53でM=1で仮定したがここに限定されない。
タッチスクリーン駆動回路はパーシャルセンシングステップで図53のように第5ブロック(B22)内のタッチセンサと接続されたTxライン(T5〜T8)に駆動信号を供給し、パーシャルセンシング領域100を拡張するために第2ブロック(B12)に配置された第4Txライン(T4)と第8ブロック(B32)に配置された第9Txライン(T4、T9)にも駆動信号を供給する。パーシャルセンシング期間(TP)の間、駆動信号は第4Txライン(T4)から第9Txライン(T9)の順でTxライン(T4〜T9)に順次に印加される。図53において、パーシャルセンシング期間(TP)に一つのTxラインに一つの駆動信号が供給されることが示されているが、その駆動信号は複数のパルスを含むことができる。Rx駆動回路34はTxライン(T4〜T9)に供給される駆動信号に同期してパーシャルセンシング領域100内でTxライン(T4〜T9)と交差されるRxライン(R5〜R8)を通じてタッチセンサの電圧を受信して、そのタッチセンサの電圧を順次にサンプリングしてデジタルデータに変換する。
CASE4
図54及び図55は特定ブロックの上側端でタッチ(または近接)入力が検出された場合に指定されるパーシャルセンシング領域100と、そのパーシャルセンシング領域100に印加される駆動信号を示す図である。
図54及び図55を参照すれば、タッチスクリーン駆動回路は第5ブロック(B22)の上側端でタッチ(または近接)入力が検出されれば、パーシャルセンシングステップで第5ブロック(B22)とその上側に隣合う第2ブロック(B12)のタッチセンサの電圧をセンシングする。そしてタッチスクリーン駆動回路は、パーシャルセンシングステップでパーシャルセンシング領域100を拡張して第2及び第5ブロック(B12、B22)外のタッチセンサの中で第2及び第5ブロック(B12、B22)と近いタッチセンサの電圧を追加的にセンシングする。ここで、第2及び第5ブロック(B12、B22)と近いタッチセンサは第2及び第5ブロック(B12、B22)の左側外に配置されたタッチセンサと、第2及び第5ブロック(B12、B22)の右側外に配置されたタッチセンサを含む。第2及び第5ブロック(B12、B22)の左側外に配置されたタッチセンサは第1及び第4ブロック(B11、B21)内で第2及び第5ブロック(B12、B22)と近い M個のRxラインに接続されたタッチセンサで有り得る。第2及び第5ブロック(B12、B22)の右側外に配置されたタッチセンサは第2及び第5ブロック(B12、B22)の右側と近い第3及び第6ブロック(B13、B23)内で第2及び第5ブロック(B12、B22)と近いM個のRxラインに接続されたタッチセンサで有り得る。図54及び図55でM=1で仮定したがここに限定されない。
タッチスクリーン駆動回路は、パーシャルセンシングステップで図55のように第2及び第5ブロック(B12、B22)内のタッチセンサと接続されたTxライン(T1〜T8)に駆動信号を順次供給する。図55において、パーシャルセンシング期間(TP)に一つのTxラインに一つの駆動信号が供給されることが示されているが、その駆動信号は複数のパルスを含むことができる。Rx駆動回路34はTxライン(T1〜T8)に供給される駆動信号に同期し、パーシャルセンシング領域100内でTxライン(T1〜T8)と交差されるRxライン(R4〜R9)を通じてタッチセンサの電圧を受信し、そのタッチセンサの電圧を順次にサンプリングしてデジタルデータに変換する。
CASE 5
図56及び図57は特定ブロックの下側端でタッチ(または近接)入力が検出された場合に指定されるパーシャルセンシング領域100と、そのパーシャルセンシング領域100に印加される駆動信号を示す図である。
図56及び図57を参照すれば、タッチスクリーン駆動回路は第5ブロック(B22)の下側端でタッチ(または近接)入力が検出されると、パーシャルセンシングステップで第5ブロック(B22)とその下側に隣接する第8ブロック(B32)のタッチセンサの電圧をセンシングする。そして、タッチスクリーン駆動回路は、パーシャルセンシングステップでパーシャルセンシング領域100を拡張して第5及び第8ブロック(B22、B32)の外に配置されたタッチセンサの中で第5及び第8ブロック(B22、B32)と近いタッチセンサの電圧を追加にセンシングする。ここで、第5及び第8ブロック(B22、B32)と近いタッチセンサは第5及び第8ブロック(B22、B32)の左側外に配置されたタッチセンサと、第5及び第8ブロック(B22、B32)の右側外に配置されたタッチセンサを含む。第5及び第8ブロック(B22、B32)の左側外に配置されたタッチセンサは第4及び第7ブロック(B21、B31)内で第5及び第8ブロック(B22、B32)と近いM個のRxラインに接続されたタッチセンサで有り得る。第5及び第8ブロック(B22、B32)の右側外に配置されたタッチセンサは第6及び第9ブロック(B23、B33)内で第5及び第8ブロック(B22、B32)と近いM個のRxラインに接続されたタッチセンサで有り得る。図46及び図57でM=1で仮定したがここに限定されない。
タッチスクリーン駆動回路は、パーシャルセンシングステップで図57のように第5及び第8ブロック(B22、B32)内のタッチセンサと接続されたTxライン(T5〜T12)に駆動信号を順次供給する。図22において、パーシャルセンシング期間(TP)に一つのTxラインに一つの駆動信号が供給されることが示されているが、その駆動信号は複数のパルスを含むことができる。Rx駆動回路34はTxライン(T5〜T12)に供給される駆動信号に同期しパーシャルセンシング領域100内でTxライン(T5〜T12)と交差されるRxライン(R4〜R9)を通じてタッチセンサの電圧を受信し、そのタッチセンサの電圧を順次にサンプリングしてデジタルデータに変換する。

Claims (12)

  1. Txライン、前記Txラインと交差するRxライン、及び前記Txラインと前記Rxラインの間に形成されたタッチセンサを含んだタッチスクリーンと、
    1次センシングステップで前記タッチスクリーン内の全てのタッチセンサを1次センシングしてタッチ入力有無を検出した後、2次センシングステップで1次センシングの結果タッチ入力が検出されたタッチセンサを2次センシングして前記タッチ入力の位置を検出するタッチスクリーン駆動回路を含み、
    前記タッチスクリーン駆動回路は1次センシングの結果タッチ入力が検出されたタッチセンサがなければ前記1次センシングステップを繰り返すことを特徴とするタッチセンサ装置。
  2. 前記タッチスクリーン駆動回路は、
    前記タッチスクリーンを少なくとも2以上のTxブロックに分割して前記1次センシングステップで第1Txブロック内のTxラインに駆動信号を同時に供給し、前記第1Txブロック内のタッチセンサを同時にセンシングした後に、第2Txブロック内のTxラインに駆動信号を同時に供給して前記第2Txブロック内のタッチセンサを同時にセンシングし、
    前記第1及び第2Txブロックのそれぞれは前記Rxラインの長軸方向に沿って分割され、
    前記第1及び第2Txブロックのそれぞれは2個以上のTxラインと2個以上のRxラインを含み、
    前記タッチスクリーン駆動回路は、
    前記2次センシングステップで前記タッチ入力が検出されたTxブロック内に存在するTxラインにだけ駆動信号を順次供給し前記タッチ入力が検出されたTxブロック内のタッチセンサをセンシングすることを特徴とする請求項1記載のタッチセンサ装置。
  3. 前記タッチコントローラは、
    前記1次センシングステップで得られたセンシング結果をメモリーに貯蔵し、
    前記1次センシングステップで得られたセンシング結果と前記2次センシングステップで得られたセンシング結果を加算し、その加算結果として生成されたタッチ元のデータに基づいて前記タッチ入力の位置を推定することを特徴とする請求項2記載のタッチセンサ装置。
  4. 前記タッチスクリーン駆動回路は、
    前記1次センシングステップで前記Txラインに駆動信号を順次供給して前記タッチセンサをセンシングし、
    前記2次センシングステップで前記タッチ入力が検出されたTxブロック内に存在するTxラインにだけ駆動信号を順次供給して前記タッチ入力が検出されたTxブロック内のタッチセンサをセンシングし、
    前記1次センシングステップで得られたセンシング結果をメモリーに貯蔵し、
    前記1次センシングステップで得られたセンシング結果と前記2次センシングステップで得られたセンシング結果を加算し、その加算結果として生成されたタッチ元のデータに基づいて前記タッチ入力の位置を推定することを特徴とする請求項1記載のタッチセンサ装置。
  5. 前記タッチスクリーン駆動回路は、
    前記タッチスクリーンを少なくと2以上のRxブロックに分割して前記1次センシングステップで第1Rxブロック内のRxラインを通じて受信される前記タッチセンサの電圧を同時にまたは順次にサンプリングしてタッチ元のデータに変換した後、第2Rxブロック内のRxラインを通じて受信される前記タッチセンサの電圧を同時にまたは順次にサンプリングしてタッチ元のデータに変換し、
    前記2次センシングステップで前記タッチ入力が検出されたRxブロック内のRxラインのみを通じて前記タッチセンサの電圧を受信し、そのタッチセンサの電圧を同時にまたは順次にサンプリングしてタッチ元のデータに変換し、
    前記第1及び第2Rxブロックそれぞれは前記Txラインの長軸方向に沿って分割され、
    前記第1及び第2Rxブロックそれぞれは2個以上のTxラインと2個以上のRxラインを含むことを特徴とする請求項2乃至4項の内いずれか1項に記載のタッチセンサ装置。
  6. 前記タッチスクリーン駆動回路は、
    前記Txラインに駆動信号を供給するTx駆動回路と、
    前記Rxラインを通じて受信された前記タッチセンサの電圧をサンプリングしデジタルデータに変換してタッチ元のデータを出力するRx駆動回路と、
    前記Tx駆動回路と前記Rx駆動回路の動作タイミングを同期させ、前記Tx駆動回路と前記Rx駆動回路のチャンネルセットアップ、前記Rx駆動回路のサンプリングタイミング、前記Rx駆動回路のADCタイミングを制御するタッチスクリーンタイミングコントローラと、
    前記タッチ元のデータを所定のしきい値を比べて前記しきい値以上のタッチ元のデータを前記タッチ入力データで推定するタッチ認識プロセッサを含むことを特徴とする請求項1記載のタッチセンサ装置。
  7. 前記タッチスクリーン駆動回路は、
    前記タッチスクリーンを2以上のTxブロックに分割し、前記1次センシングステップで前記タッチ入力の位置を中心に前記Txブロックの大きさを徐々に小さく調節しながら前記タッチセンサの電圧を2回以上繰り返しセンシングすることを特徴とする請求項1記載のタッチセンサ装置。
  8. 前記1次センシングステップは、
    少なくとも2以上に分割された1次Txブロックで前記タッチセンサの電圧をセンシングし、タッチ入力有無を検出する1次ブロックセンシングステップと、
    前記1次ブロックセンシングステップで前記タッチ入力が検出される時前記タッチ入力が検出された1次Txブロック内で分割された2以上の2次Txブロックに対してタッチ有無を検出する2次ブロックセンシングステップを含み、
    前記1次ブロックセンシングステップで第1の1次Txブロック内のTxラインに駆動パルスが同時に印加された後に、第2の1次Txブロック内のTxラインに駆動パルスが同時に印加され、
    前記2次ブロックセンシングステップで第1の2次Txブロック内のTxラインに駆動パルスが同時に印加された後に、第2の2次Txブロック内のTxラインに駆動パルスが同時に印加され、
    前記2次Txブロックの大きさは前記1次Txブロックの大きさより小さく、
    前記タッチスクリーン駆動回路は、
    前記2次ブロックセンシングステップで前記タッチ入力が検出された場合、前記2次センシングステップを実行し、前記タッチ入力が検出された2次Txブロック内に存在するTxラインにだけ駆動信号を順次供給し、前記タッチ入力が検出された2次Txブロック内のタッチセンサをセンシングすることを特徴とする請求項7記載のタッチセンサ装置。
  9. 前記1次センシングステップは、
    少なくとも2以上に分割された1次Txブロックで前記タッチセンサの電圧をセンシングし、タッチ入力有無を検出する1次ブロックセンシングステップと、
    前記1次ブロックセンシングステップで前記タッチ入力が検出される時前記タッチ入力が検出された1次Txブロック内で分割された2以上の2次Txブロックに対して前記タッチ入力有無を検出する2次ブロックセンシングステップと、
    前記2次ブロックセンシングステップで前記タッチ入力が検出される時前記タッチ入力が検出された2次Txブロック内で分割された2以上の3次Txブロックに対して前記タッチ有無を検出する3次ブロックセンシングステップを含み、
    前記1次ブロックセンシングステップで第1の1次Txブロック内のTxラインに駆動パルスが同時に印加された後に、第2の1次Txブロック内のTxラインに駆動パルスが同時に印加され、
    前記2次ブロックセンシングステップで第1の2次Txブロック内のTxラインに駆動パルスが同時に印加された後に、第2の2次Txブロック内のTxラインに駆動パルスが同時に印加され、
    前記3次ブロックセンシングステップで第1の3次Txブロック内のTxラインに駆動パルスが同時に印加された後に、第2の3次Txブロック内のTxラインに駆動パルスが同時に印加され、
    前記2次Txブロックの大きさは前記1次Txブロックの大きさより小さく、
    前記3次Txブロックの大きさは前記2次Txブロックの大きさより小さく、
    前記タッチスクリーン駆動回路は、
    前記3次ブロックセンシングステップで前記タッチ入力が検出される時前記2次センシングステップに移行し前記タッチ入力が検出された3次Txブロック内に存在するTxラインにだけ駆動信号を順次供給して前記タッチ入力が検出された3次Txブロック内のタッチセンサをセンシングすることを特徴とする請求項7記載のタッチセンサ装置。
  10. 前記タッチスクリーン駆動回路は、
    前記1次ブロックセンシングステップで前記タッチ入力が検出されない場合、あらかじめ設定された所定の待機時間の間ディスエイブルされた後、前記1次ブロックセンシングステップを繰り返し、
    前記2次ブロックセンシングステップからタッチ入力が検出されない場合、前記1次ブロックセンシングステップを繰り返すことを特徴とする請求項8または9項に記載のタッチスクリーン駆動装置。
  11. 前記タッチスクリーン駆動回路は、
    前記3次ブロックセンシングステップで前記タッチ入力が検出される時前記2次センシングステップを実行し、前記タッチ入力が検出された3次Txブロック内に存在するTxラインにだけ駆動信号を順次供給して前記タッチ入力が検出された3次Txブロック内のタッチセンサをセンシングすることを特徴とする請求項9記載のタッチセンサ装置。
  12. 前記タッチスクリーン駆動回路は、
    前記タッチスクリーンを格子形態のブロックに分割し、
    前記1次センシングステップで前記タッチスクリーンの第1Txブロック内のTxラインに駆動信号を同時に供給して前記第1Txブロック内のタッチセンサを同時にセンシングした後に、第2Txブロック内のTxラインに駆動信号を同時に供給して前記第2Txブロック内のタッチセンサを同時にセンシングし、
    前記第1及び第2Txブロックのそれぞれは前記Rxラインの長軸方向に沿って分割され、
    前記第1及び第2Txブロックのそれぞれは2個以上のTxラインと2個以上のRxラインを含み、
    前記第1Txブロックは前記格子形態に分けられたブロックの中で前記第1Txブロック内のTxラインを共有する第1グループのブロックを含み、
    前記第2Txブロックは前記格子状に分けられたブロックの中で前記第2Txブロック内のTxラインを共有する第2グループのブロックを含み、
    前記タッチスクリーン駆動回路は、
    前記2次センシングステップで前記タッチ入力が検出されたブロックより大きいパーシャルセンシング領域内のTxラインに前記駆動信号を順次供給し、前記パーシャルセンシング領域内のタッチセンサをセンシングすることを特徴とする請求項1記載のタッチセンサ装置。
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