KR101091733B1 - 복수개의 터치 감지회로를 선택적으로 사용하게 하는 터치스크린의 멀티플렉서 회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 대형 터치스크린 또는 소형 터치스크린에 일괄적으로 적용할 수 있도록 터치 유무 감지가 가능한 터치 감지회로의 개수를 선택적으로 사용할 수 있는 옵션이 제공되는 터치스크린의 멀티플렉서 회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 두 개의 ITO 채널에 각각 연결되는 입력단자와, 상기 입력단자의 출력측에 각각 연결되어 기생 커패시턴스를 가상 그라운드로 제거하는 A스위치와, 상기 입력단자의 출력측에 각각 연결되어 A스위치의 개폐 동작과 반대되는 동작을 수행하는 B스위치로 구성되는 입력단;을 복수개 구비하고, 상기 복수개의 입력단의 출력측과 연결되는 복수개의 출력스위치와; 상기 복수개의 출력스위치의 출력측과 병렬로 연결되는 적어도 하나 이상의 제1 출력단자와; 상기 복수개의 입력단의 A스위치와 B스위치 및 복수개의 출력스위치를 제어하는 제어부;를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 복수개의 터치 감지회로를 선택적으로 사용하게 하는 터치스크린의 멀티플렉서 회로에 관한 것이다.

Description

복수개의 터치 감지회로를 선택적으로 사용하게 하는 터치스크린의 멀티플렉서 회로{Multiplexer Circuit for Touch screen}
본 발명은 대형 터치스크린 또는 소형 터치스크린에 일괄적으로 적용할 수 있도록 터치 유무 감지가 가능한 터치 감지회로의 개수를 선택적으로 사용할 수 있는 옵션이 제공되는 터치스크린의 멀티플렉서 회로에 관한 것이다.
터치 감지 회로는 ITO 또는 기타 전극들로 구성되는 터치 스크린으로부터 모든 채널을 감지할 수 있어야 한다.
전력 및 면적 등의 한계로 채널 수 대비 감지 회로의 개수는 극히 제한적이며, 이러한 제한적인 감지 회로로부터 모든 채널을 구동하기 위해서는 먹스를 통해 채널을 순차적으로 감지해야 한다. 일반적인 멀티플렉서 회로의 경우 여러 개의 입력 중 오직 하나의 입력을 출력으로 내보내는 특징으로 인해, 병렬로 감지 회로를 구동하기에는 부적합하다. 또한 터치스크린의 크기에 따라 채널의 수가 증가 또는 감소하게 되는데, 이를 일괄적으로 구동할 수 있는 멀티플렉서 회로가 필요하게 된다. 제안하고자 하는 멀티플렉서 회로는 병렬 동작이 가능하며 채널 수에 따라 유동적으로 감지회로를 선택할 수 있는 멀티플렉서 회로이다.
또한 패드 및 ITO에서 발생하는 기생 커패시턴스는 감지 회로의 정확성을 떨어뜨리는 문제점을 발생시키며, 이를 효율적으로 제거하기 위해서는 기생 커패시턴스를 항상 일정한 전압으로 충전하여, 동작 중간에 전하의 충·방전이 없도록 해야 한다. 이러한 패드의 기생 커패시턴스 효과는 직·간접 적분기의 특성상 일정한 전압을 유지하는 OP amp의 가상 그라운드를 통해 제거가 가능하다.
본 발명의 목적은 대형 터치스크린 또는 소형 터치스크린에 일괄적으로 적용할 수 있도록 터치 유무 감지가 가능한 터치 감지회로의 개수를 선택적으로 사용할 수 있는 옵션이 제공되는 멀티플렉서 회로를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 기생 커패시턴스에 둔감한 반응을 보이고, ITO 채널 전체를 스캔하는 속도를 향상시키며, DSSS의 성능을 향상시킬 수 있는 멀티플렉서 회로를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적들은, 두 개의 ITO 채널에 각각 연결되는 입력단자와, 상기 입력단자의 출력측에 각각 연결되어 기생 커패시턴스를 가상 그라운드로 제거하는 A스위치와, 상기 입력단자의 출력측에 각각 연결되어 A스위치의 개폐 동작과 반대되는 동작을 수행하는 B스위치로 구성되는 입력단;을 복수개 구비하고,
상기 복수개의 입력단의 출력측과 연결되는 복수개의 출력스위치와;
상기 복수개의 출력스위치의 출력측과 병렬로 연결되는 적어도 하나 이상의 제1 출력단자와;
상기 복수개의 입력단의 A스위치와 B스위치 및 복수개의 출력스위치를 제어하는 제어부;를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 복수개의 터치 감지회로를 선택적으로 사용하게 하는 터치스크린의 멀티플렉서 회로에 의해 달성된다.
여기서, 상기 출력스위치의 입력측과 병렬로 연결되는 병렬스위치를 더 구비하고, 상기 병렬스위치의 출력측과 병렬로 연결되는 제2 출력단자를 더 구비하여 제어부를 통해 출력스위치와 병렬스위치를 병렬로 구동하여 ITO 채널로부터 입력되는 신호를 두 개 이상 동시에 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 터치 유무 감지가 가능한 터치 감지 회로의 개수를 선택적으로 사용할 수 있고, 이로 인해 대형 인치(채널 개수가 많은 큰 사이즈의 ITO)와 소형 인치(채널 개수가 적은 작은 사이즈의 ITO)에 따라 구동하는 터치 감지 회로의 개수를 조절할 수 있다.
또한, 소형 인치의 경우에도 병렬로 구동하는 터치 감지 회로의 개수를 증가시키면, 직·간접 적분기의 특성에 의한 필터 성능 및 DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum) 성능을 향상시킬 수 있거나, ITO 채널 전체를 스캔하는 속도(스캔 주파수 ↑)를 향상시킬 수 있다.
또한, 순차적으로 움직이는 스위치 A 및 B를 통해 ITO 패턴의 연결부의 패드에서 발생하는 기생 캐패시터(Parasitic Capacitor)에 둔감한 효과를 가져올 수 있고, 순차적으로 움직이는 스위치 A와 B 모두 다 열려있는 구간(L)을 최소화하여, EMI의 간섭을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 복수개의 터치 감지회로를 선택적으로 사용하게 하는 터치스크린의 멀티플렉서 회로의 일예를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명에 따른 터치 감지회로를 나타낸 도면,
도 3은 EMI의 간섭을 방지하는 A스위치와 B스위치의 동작관계를 나타낸 도면.
대형 인치의 ITO 채널들은 소형 인치의 ITO 채널들에 비해 채널의 수가 많다. 한편, 소형 인치의 경우 ITO 채널의 개수가 적어서 ITO 채널 전체를 하나의 터치 감지회로로 스캔하는 것은 가능하겠으나, 대형 인치의 경우 상기 소형 인치와 같이 하나의 터치 감지회로로 ITO 채널 전체를 스캔하면 스캔 속도가 느려지는 문제점이 있다. 따라서, 대형 인치의 경우는 터치 감지회로가 많을수록 좋은데, 이하에서는 대형 인치와 소형 인치에 일괄적으로 적용할 수 있는 즉, 복수개의 터치 감지회로를 소형 인치, 또는 대형 인치에 필요한 만큼 활성화하여 선택적으로 사용하게 하는 터치스크린의 멀티플렉서 회로를 개시한다.
이하, 첨부된 도면들과 관련하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명은 ITO 채널과 연결된 입력단자가 8개(TSY_MUX-YIN0 ~ TSY_MUX-YIN7)로 되어 있는 것으로 도시되었지만, 입력단자가 8개 이상으로 구현될 수 있음은 자명하다.
한편, 본 발명은 8개(TSY_MUX-YIN0 ~ TSY_MUX-YIN7)의 입력단자에 상응하는 A,B스위치 및 가상 그라운드와, 두 개의 B스위치 출력측 병렬 연결부분과 연결되는 출력스위치와, 출력스위치의 출력측과 병렬연결되는 제1 출력단자 및 상기 출력스위치의 입력측과 병렬로 연결되는 병렬스위치와, 상기 병렬스위치의 출력측과 병렬연결되는 제2 출력단자로 구성된다.
즉, 본 발명에 따른 멀티플렉서 회로는 두 개의 ITO 채널에 각각 연결되는 입력단자(11,12)와, 상기 입력단자(11,12)의 출력측에 각각 연결되어 기생 커패시턴스를 가상 그라운드(21a,22a)로 제거하는 A스위치(21,22)와, 상기 입력단자(11,12)의 출력측에 각각 연결되어 A스위치(21,22)의 개폐 동작과 반대되는 동작을 수행하는 B스위치(41,42)로 구성되는 입력단을 복수개 구비하고,
상기 복수개의 입력단의 출력측과 연결되는 복수개의 출력스위치(61,62)와, 상기 복수개의 출력스위치(61,62)의 출력측과 병렬로 연결되는 적어도 하나 이상의 제1 출력단자(31)와, 상기 복수개의 입력단의 A스위치(21,22)와 B스위치(41,42) 및 복수개의 출력스위치(61,62)를 제어하는 제어부를 구비하며,
상기 출력스위치(61,62)의 입력측과 병렬로 연결되는 병렬스위치(61',62')를 더 구비하고, 상기 병렬스위치(61',62')의 출력측과 병렬로 연결되는 제2 출력단자(31')를 더 구비하여 제어부를 통해 출력스위치(61,62)와 병렬스위치(61',62')를 병렬로 구동하여 ITO 채널로부터 입력되는 신호를 두 개 이상 동시에 출력하는 구성이다.
상기 제1,2 출력단자(31,31')의 출력측은 서로 다른 OP-amp(P)의 입력측과 연결된다.
<ITO 채널의 수가 적은 소형 터치스크린에서의 기본동작>
제어부의 동작신호(51,51a,52,52a,53,53a,54,54a,71)에 의한 ITO 채널의 스캔은 다음과 같이 순차적으로 이루어진다.
입력단(100)의 B스위치(41)와 출력스위치(61)를 닫고(이하, ON이라 함), 해당 입력단(100)의 B스위치(42)는 물론 다른 입력단(200)의 B스위치(43,44)들 및 출력스위치(62)는 열어(이하, OFF라 함), 하나의 ITO 채널을 스캔하기 위해 제1 출력단자(31)로 출력하여 OP-amp(P)로 해당 ITO 채널의 신호를 인가한다. 이때 A스위치(22,23,24)는 ON되어 가상 커패시턴스가 제거된다.
다음 입력단(100)의 B스위치(42)와 출력스위치(61)를 ON하고, 해당 입력단(100)의 B스위치(41)는 물론 다른 입력단(200)의 B스위치(43,44)들 및 출력스위치(62)는 OFF하여 또 하나의 ITO 채널을 스캔하기 위해 제1 출력단자(31)로 출력하여 OP-amp(P)로 해당 ITO 채널의 신호를 인가한다. 이때 A스위치(21,23,24)는 ON되어 가상 커패시턴스가 제거된다.
다음 입력단(200)의 B스위치(43)와 출력스위치(62)를 ON하고, 해당 입력단(200)의 B스위치(44)는 물론 다른 입력단(100)의 B스위치(41,42)들 및 출력스위치(61)는 OFF하여 또 하나의 ITO 채널을 스캔하기 위해 제1 출력단자(31)로 출력하여 OP-amp(P)로 해당 ITO 채널의 신호를 인가한다. 이때 A스위치(21,22,24)는 ON되어 가상 커패시턴스가 제거된다.
다음 입력단(200)의 B스위치(44)와 출력스위치(62)를 ON하고, 해당 입력단(200)의 B스위치(43)는 물론 다른 입력단(100)의 B스위치(41,42)들 및 출력스위치(61)는 OFF하여 또 하나의 ITO 채널을 스캔하기 위해 제1 출력단자(31)로 출력하여 OP-amp(P)로 해당 ITO 채널의 신호를 인가한다. 이때 A스위치(21,22,23)는 ON되어 가상 커패시턴스가 제거된다.
한편, 하나의 입력단(100)에서의 ITO 채널이 스캔 중이면 해당 출력스위치(61)만이 ON 되고 다른 출력스위치(62,63,64)들은 OFF 되기 때문에 다른 입력단(200)에서의 A,B스위치(23,43,24,44)들의 ON/OFF 동작의 반복은 이루어져도 무방할 것이어서, 도 3과 같이 A,B스위치들의 ON/OFF 동작에서의 동작 갭(L)이 짧아지는 현상, 즉 순차적으로 움직이는 A,B스위치 모두 다 열려있는 구간이 최소화됨으로 EMI의 간섭이 방지된다.
<ITO 채널의 수가 많은 대형 터치스크린에서의 기본동작 및 병렬동작>
기본 동작은 상기 소형 터치스크린의 기본동작과 같고, 병렬동작은 제어부의 동작신호(51,51a,52,52a,53,53a,54,54a,71,71')에 의해 ITO 채널의 스캔이 다음과 같이 이루어진다.
입력단(100,200)의 B스위치(41,43)와 출력스위치(61)와 병렬스위치(62')를 ON 하고, 입력단(100,200)의 B스위치(42,44)와 출력스위치(62,63,64) 및 병렬스위치(61')는 OFF 한다. 이때 A스위치(22,24)는 ON되어 가상 커패시턴스를 제거된다.
다음 입력단(100,200)의 B스위치(42,44)와 출력스위치(61)와 병렬 스위치(62')를 ON 하고, 입력단(100)의 B스위치(41,43)와 출력스위치(62,63,64) 및 병렬스위치(61')는 OFF 한다. 이때 A스위치(21,23)는 ON되어 가상 커패시턴스를 제거된다.
즉, 병렬스위치(61',62')와 출력스위치(61,62) 및 제1,2 출력단자(31,31')를 통해 두 개의 ITO 채널을 동시에 스캔할 수 있어 ITO 채널의 수가 많은 대형 터치스크린에서는 상기와 같이 병렬 동작이 유리하ㄷ.
이상 본 발명이 양호한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 기술 분야에 속하는 자들은 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에 다양한 변경 및 수정을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 진정한 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
11,12: 입력단자 11a,12a: 기생 커패시턴스
21,22: A스위치 21a,22a: 가상 그라운드
31: 제1 출력단자 41,42: B스위치
61,62: 출력스위치 61',62': 병렬 스위치
31': 제2 출력단자 P: OP-amp

Claims (2)

  1. 두 개의 ITO 채널에 각각 연결되는 입력단자(11,12)와,
    상기 입력단자(11,12)의 출력측에 각각 연결되어 기생 커패시턴스를 가상 그라운드(21a,22a)로 제거하는 A스위치(21,22)와,
    상기 입력단자(11,12)의 출력측에 각각 연결되어 A스위치(21,22)의 개폐 동작과 반대되는 동작을 수행하는 B스위치(41,42)로 구성되는 입력단;을 복수개 구비하고,
    상기 복수개의 입력단의 출력측과 연결되는 복수개의 출력스위치(61,62)와;
    상기 복수개의 출력스위치(61,62)의 출력측과 병렬로 연결되는 적어도 하나 이상의 제1 출력단자(31)와;
    상기 복수개의 입력단의 A스위치(21,22)와 B스위치(41,42) 및 복수개의 출력스위치(61,62)를 제어하는 제어부;를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 복수개의 터치 감지회로를 선택적으로 사용하게 하는 터치스크린의 멀티플렉서 회로.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 출력스위치(61,62)의 입력측과 병렬로 연결되는 병렬스위치(61',62')를 더 구비하고, 상기 병렬스위치(61',62')의 출력측과 병렬로 연결되는 제2 출력단자(31')를 더 구비하여 제어부를 통해 출력스위치(61,62)와 병렬스위치(61',62')를 병렬로 구동하여 ITO 채널로부터 입력되는 신호를 두 개 이상 동시에 출력하는 것을 특징으로 하는 복수개의 터치 감지회로를 선택적으로 사용하게 하는 터치스크린의 멀티플렉서 회로.
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