KR101140128B1 - 터치 감지 장치에서 센싱 주파수 제어 장치 및 그 방법, 및 이를 구현하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체 - Google Patents

터치 감지 장치에서 센싱 주파수 제어 장치 및 그 방법, 및 이를 구현하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체 Download PDF

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Abstract

센싱 주파수 제어 장치가 개시된다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 터치(touch) 감지 장치에서 센싱(sensing) 주파수를 제어하는 장치에 있어서, 무작위로(randomly) 센싱 주파수 제어 신호를 생성하는 랜덤 시퀀스(ramdom sequence) 발생부; 및 상기 랜덤 시퀀스 발생부로부터 상기 무작위로 생성된 센싱 주파수 제어 신호를 수신하고, 상기 수신된 센싱 주파수 제어 신호를 사용하여 센싱 주파수를 제어하는 센싱 주파수 제어부를 포함한다.
본 발명에 의하면, 랜덤으로 센싱 주파수를 변환하여 비주기 파형으로 센싱을 수행하는 것에 의해, 특정 주파수를 가지는 전자파에 의한 영향이 최대한 배제될 수 있는 장점이 있다.

Description

터치 감지 장치에서 센싱 주파수 제어 장치 및 그 방법, 및 이를 구현하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING SENSING FREQUENCY IN TOUCH SENSING DEVICE, AND RECORD MEDIA RECORDED PROGRAM REALIZING THE SAME}
본 발명은 터치(touch) 감지 장치에서 센싱(sensing) 주파수 제어 장치 및 그 방법, 및 이를 구현하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 센싱 주파수를 랜덤하게(randomly) 변하도록 하여 외부의 특정 주파수에 의한 간섭을 회피할 수 있는 터치 감지 장치에서 센싱 주파수 제어 장치 및 그 방법, 및 이를 구현하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체에 관한 것이다.
최근 많은 전기/전자 장치의 동작을 제어하기 위한 입력 수단으로서 터치 감지 장치와 같은 터치를 감지하는 장치를 이용한 터치 입력 장치가 존재하며 개발되고 있다.
원칙적으로, 터치 감지 장치는 터치 자체를 인식하는 장치이고, 터치 입력 장치는 터치 감지를 수행하여 감지된 터치를 신호로 출력하여 입력 수단으로 이용되는 장치이나 실제로 큰 구별 없이 사용되고 있다.
터치 감지 장치에는 저항막, 압력, 초음파 및 정전 용량 방식 등이 있으며, 최근에는 정전용량 방식이 주로 사용되고 있다. 정전 용량 방식은 사용자의 터치에 의해 발생되는 정전 용량의 변화를 사용하여 터치를 감지할 수 있다.
정전 용량의 변화를 감지하는 방법으로, 정전 용량의 변화에 따라 축적되는 전압의 변화량을 사용할 수도 있으나, 최근에는 정전 용량에 대응하는 파형을 생성하고, 그 파형의 주파수의 변화를 측정하는 방식이 주로 사용되고 있다.
구체적으로, 터치 감지 장치는 터치 감지부에서의 정전 용량에 대응하는 파형을 생성하고, 그 파형을 클럭(clock) 신호로 변조하고, 그 클럭 신호를 카운트 인에이블(count enable) 구간에서 카운트(count) 한 다음, 카운트 값을 미리 설정된 경계 카운트 값(threshold count value)과 비교하는 것에 의해 터치 여부를 판단할 수 있다. 이하, 정전 용량에 대응하는 파형이 가지는 주파수를 “센싱 주파수”라고 지칭한다.
이러한 터치 감지 장치는 카운트 값이 경계 카운트 값 이상/초과하는 경우에 터치로 인식 또는, 카운트 값이 경계 카운트 값 이하/미만인 경우에 터치로 인식하도록 설계될 수 있다. 다만, 설명의 편의를 위해, 하기에서, 터치 감지 장치는 카운트 값이 경계 카운트 값 이하인 경우에, 터치로 인식하도록 설계된 것으로 가정한다.
터치 감지 장치는 구동 중, 전자파 방해 또는 전자파 간섭(EMI : ElectroMagnetic Interface)라 불리우는 전자파의 영향을 받을 수 있다. 이러한 전자파의 영향으로, 센싱 주파수가 전자파의 주파수에 끌려가는 “주파수 추종 현상”이 발생할 수 있다. 주파수 추종 현상에 의해 센싱 주파수가 낮아지거나 또는 높아질 수 있다. 주파수 추종 현상은 센싱 주파수가 전자파의 주파수에 근접할 때, 더 강하게 나타난다. 따라서, 전자파 간섭에 의해, 터치가 아닌 경우에 터치로 감지되거나 터치인 경우에 터치가 아닌 것으로 감지되는 등의 오작동이 발생되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 외부의 특정 주파수에 의한 전자파 간섭을 최대한 배제할 수 있는 터치 감지 장치에서 센싱 주파수 제어 장치 및 그 방법, 및 이를 구현하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 외부의 특정 주파수의 간섭을 배제하기 위해, 센싱 주파수가 외부의 특정 주파수의 근처에 위치할 확률을 최소화할 수 있는 터치 감지 장치에서 센싱 주파수 제어 장치 및 그 방법, 및 이를 구현하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 외부의 특정 주파수의 간섭을 배제하기 위해 랜덤으로 센싱 주파수를 변화시키는 경우, 주기 마다 센싱 주파수를 랜덤하게 변화시킬 수 있는 센싱 주파수 제어 장치 및 그 방법, 및 이를 구현하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 랜덤으로 센싱 주파수를 제어하는 경우에도, 미리 설정된 경계 카운트 값에 따라 터치 여부를 판단할 수 있는 센싱 주파수 제어 장치 및 그 방법, 및 이를 구현하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 터치를 감지하기 위해 랜덤으로 복수의 센싱 주파수를 사용하는 경우, 복수의 센싱 주파수 중 적어도 하나가 외부의 특정 주파수에 의해 간섭을 받는 것을 최대한 제거할 수 있는 센싱 주파수 제어 장치 및 그 방법, 및 이를 구현하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적들은 이하의 실시예에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 의하면, 센싱 주파수 제어 장치가 개시된다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 터치(touch) 감지 장치에서 센싱(sensing) 주파수를 제어하는 장치에 있어서, 무작위로(randomly) 센싱 주파수 제어 신호를 생성하는 랜덤 시퀀스(ramdom sequence) 발생부; 및 상기 랜덤 시퀀스 발생부로부터 상기 무작위로 생성된 센싱 주파수 제어 신호를 수신하고, 상기 수신된 센싱 주파수 제어 신호를 사용하여 센싱 주파수를 제어하는 센싱 주파수 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 센싱 주파수 제어 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 무작위로(randomly) 센싱 주파수 제어 신호를 생성하는 랜덤 시퀀스(ramdom sequence) 발생부; 및 상기 랜덤 시퀀스 발생부로부터 상기 무작위로 생성된 센싱 주파수 제어 신호를 수신하고, 상기 수신된 센싱 주파수 제어 신호를 사용하여 센싱 주파수를 제어하는 센싱 주파수 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 센싱 주파수 제어 장치가 포함된, 터치 감지 장치가 제공된다.
여기서, 상기 랜덤 시퀀스 발생부는, 카운트 인에이블(count enable) 구간 동안에만, 무작위로 센싱 주파수 제어 신호를 생성할 수 있다.
그리고, 상기 랜덤 시퀀스 발생부는, PRS(Pseudo-Random number Sequence generator)를 사용하여 무작위로 센싱 주파수 제어 신호를 생성할 수 있다.
또한, 상기 터치 감지 장치는, 상기 센싱 주파수 제어부에 의해 제어되는 센싱 주파수를 가지는 파형을 클럭(clock)으로 변조하는 클럭 생성부를 포함하고, 상기 랜덤 시퀀스 발생부는, 상기 클럭 생성부로부터 클럭을 수신하고, 클럭의 수신시 마다, 무작위로 센싱 주파수 제어 신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 센싱 주파수 제어 방법이 제공된다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 터치(touch) 감지 장치에서 센싱(sensing) 주파수를 제어하는 방법에 있어서, 무작위로(ramdomly) 센싱 주파수 제어 신호를 생성하는 단계; 및 상기 무작위로 생성된 센싱 주파수 제어 신호를 사용하여, 센싱 주파수를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 센싱 주파수 제어 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 무작위로(ramdomly) 센싱 주파수 제어 신호를 생성하는 단계; 및 상기 무작위로 생성된 센싱 주파수 제어 신호를 사용하여, 센싱 주파수를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 센싱 주파수 제어 방법을 사용하여, 상기 센싱 주파수를 제어하고, 상기 제어된 센싱 주파수를 사용하여 터치를 감지하는 터치 감지 방법이 제공된다.
여기서, 상기 센싱 주파수 제어 신호는, 카운트 인에이블 구간 동안에만, 무작위로 생성될 수 있다.
그리고, 상기 센싱 주파수 제어 신호는, PRS(Pseudo-Random number Sequence generator) 방식을 사용하여, 무작위로 생성될 수 있다.
또한, 상기 무작위로 센싱 주파수 제어 신호를 생성하는 단계는, 센싱 주파수와 동일한 주파수를 가지는 클럭(clock)을 수신하는 단계; 상기 클럭의 수신시 마다, 무작위로 센싱 주파수 제어 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 센싱 주파수 제어 방법을 구현하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체가 제공된다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 터치(touch) 감지 장치에서 센싱(sensing) 주파수를 제어하는 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체에 있어서, 무작위로(ramdomly) 센싱 주파수 제어 신호를 생성하는 단계; 및 상기 무작위로 생성된 센싱 주파수 제어 신호를 사용하여, 센싱 주파수를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 센싱 주파수 제어 방법을 구현하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체가 제공된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 무작위로(ramdomly) 센싱 주파수 제어 신호를 생성하는 단계; 및 상기 무작위로 생성된 센싱 주파수 제어 신호를 사용하여, 센싱 주파수를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 센싱 주파수 제어 방법을 사용하여, 상기 센싱 주파수를 제어하고, 상기 제어된 센싱 주파수를 사용하여 터치를 감지하는 터치 감지 방법을 구현하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체가 제공된다.
여기서, 상기 센싱 주파수 제어 신호는, 카운트 인에이블 구간 동안에만, 무작위로 생성될 수 있다.
그리고, 상기 센싱 주파수 제어 신호는, PRS(Pseudo-Random number Sequence generator) 방식을 사용하여, 무작위로 생성될 수 있다.
또한, 상기 무작위로 센싱 주파수 제어 신호를 생성하는 단계는, 센싱 주파수와 동일한 주파수를 가지는 클럭(clock)을 수신하는 단계; 상기 클럭의 수신시 마다, 무작위로 센싱 주파수 제어 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 터치 감지 장치에서 센싱 주파수 제어 장치 및 그 방법, 및 이를 구현하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체에 의하면, 랜덤으로 센싱 주파수를 변환하여 비주기 파형으로 센싱을 수행하는 것에 의해, 특정 주파수를 가지는 전자파에 의한 영향이 최대한 배제될 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 의한 터치 감지 장치에서 센싱 주파수 제어 장치 및 그 방법, 및 이를 구현하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체에 의하면, 랜덤으로 센싱 주파수를 변환하는 것에 의해 센싱 주파수가 외부의 특정 주파수의 근처에 위치할 확률을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 의한 터치 감지 장치에서 센싱 주파수 제어 장치 및 그 방법, 및 이를 구현하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체에 의하면, 센싱 주파수와 센싱 주파수 제어 신호의 생성을 동기화 즉, 센싱 주파수와 센싱 주파수 제어 신호의 생성 주파수를 동일하게 하는 것에 의해, 주기 마다 센싱 주파수를 랜덤하게 변화시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 의한 터치 감지 장치에서 센싱 주파수 제어 장치 및 그 방법, 및 이를 구현하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체에 의하면, 랜덤으로 센싱 주파수를 변환하더라도, 미리 설정된 인에이블 구간에서 미리 설정된 시퀀스에 따라 주기 마다 센싱 주파수가 변환되므로, 경계 카운트 값의 설정이 가능하다는 장점이 있다. 따라서, 외부 특정 주파수에 의한 간섭이 최소화됨과 동시에 정확한 터치 감지를 할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 터치 감지 장치의 기능 블록도를 나타낸다.
도 2는 도 1의 터치부, 발진부 및 클럭 생성부를 좀 더 구체적으로 나타낸 회로도이다.
도 3은 랜덤 시퀀스 발생부에 랜덤하게 생성되는 센싱 주파수 제어 신호를 나타낸다.
도 4는 센싱 주파수, 클럭, 센싱 주파수 제어 신호의 랜덤 시퀀스 및 카운트 인에이블 신호 간의 관계를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 터치 감지 장치에서 센싱 주파수가 제어되는 프로세스를 나타내는 플로우차트이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
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 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 도 1을 참조하여, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 터치 감지 장치의 구조 및 작용에 대하여 개관한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 터치 감지 장치의 기능 블록도를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 터치 감지 장치(1)는 터치부(100), 발진부(200), 클럭 생성부(300), 카운트부(400), 터치 판단부(500), 및 카운트 인에이블부(600)를 포함할 수 있다.
터치부(100)는 사용자 입력을 받는 영역으로, 사용자의 터치 동작에 의해 가변되는 정전 용량(Cx)을 가지는 커패시터(capacitor)로 등가화될 수 있다. 여기서, 정전 용량(Cx)은 터치부(100)와 접지(ground) 간에 형성되는 정전 용량일 수 있다. 따라서, 터치가 발생하지 않는 경우에, Cx는 터치부(100), 공기 및 접지 간에 형성되는 정전 용량일 수 있다. 이와 달리, 터치가 발생하는 경우, Cx는 터치부(100), 인체, 접지 간에 형성되는 정전 용량일 수 있다. 인체는 공기보다 유전율이 높으므로, 터치가 발생한 경우, 터치가 발생하지 않은 경우에 비해, 터치부(100)에서의 정전 용량(Cx)이 클 수 있다.
발진부(200)는 터치부(100)에서의 정전 용량(Cx)이 반영된 파형을 생성할 수 있다. 발진부(200)는 터치에 의해 터치부(100)에서의 정전 용량(Cx)이 증가하는 경우, 느린 센싱 주파수를 가지는 파형을 출력할 수 있다. 여기서, 본 발명이 발진부(200)가 터치부(100)에서의 정전 용량(Cx)이 반영된 파형을 생성하는 회로 및 그 파형의 종류를 본 발명이 제한하는 것이 아님은 물론이다.
클럭 생성부(300)는 발진부(200)에서 생성된 정전 용량이 반영된 파형을 클럭 신호로 변조할 수 있다. 아날로그(analog)인 터치부(100)에서의 정전 용량(Cx)이 반영된 파형을 디지털(digital)인 클럭으로 변조하는 것은 모두 본 발명의 클럭 생성부(300)에 속할 수 있다.
카운트부(400)는 클럭 생성부(300)에서 생성된 클럭을 일정한 주기로 샘플링(sampling)하여 카운트 할 수 있다. 즉, 카운트부(400)는 일정한 주기를 가지는 카운트 인에이블 신호(EN, Count Enable Signal)를 카운트 인에이블부(600)로부터 인가 받아, 카운트 인에이블 구간 동안 수신되는 클럭을 카운트 할 수 있다.
터치 판단부(500)는 카운트부(400)에서 카운트된 카운트 값을 사용하여, 터치 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 터치 판단부(600)는 카운트 값을 미리 설정된 경계 카운트 값과 비교하여 카운트 값이 경계값 이하인 경우, 터치가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
카운트 인에이블부(600)는 카운트부(400)에 카운트 인에이블 신호(EN)를 미리 설정된 주기로 인가할 수 있다. 카운트 인에이블 신호(EN)는 카운트부(400)를 카운트 할 수 있는 상태로 만들어 줄 수 있다.
요약하면, 터치 감지 장치(1)는 터치부(100)에서의 정전 용량(Cx)의 변화를 판단하는 것에 의해 터치를 감지할 수 있다. 또한, 이러한 터치 감지는 터치부(100)에서의 정전 용량(Cx)가 반영된 파형의 주파수 즉, 센싱 주파수의 변화의 감지하는 것에 의해, 수행될 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 터치 감지 장치의 구조 및 작용에 대하여 구체적으로 설명한다. 앞서의 설명과 중복되는 사항에 대하여는 그 설명을 생략하거나 간단히 한다.
도 2는 도 1의 터치부, 발진부 및 클럭 생성부를 좀 더 구체적으로 나타낸 회로도이다. 도 3은 랜덤 시퀀스 발생부에 랜덤하게 생성되는 센싱 주파수 제어 신호를 나타낸다.
여기서, 도 2는 단지, 본 발명의 이해를 위한 것으로, 도 2의 구체적인 회로도가 본 발명의 범위를 좁이는 것으로 해석될 수는 없다. 즉, 터치부의 정전 용량의 변화에 대응하는 파형을 출력하고, 센싱 주파수가 소정의 제어 신호에 의해 제어될 수 있는 한 본 발명의 발진부에 속할 수 있다. 그리고, 발진부의 회로가 변경되는 것에 의해 클럭 생성부의 회로 또한 일부 변경되어 실시될 수 있고 이 또한, 본 발명의 범위에 속함은 물론이다. 또한, 도 3의 수치는 설명의 편의를 위한 예시에 불과하며, 그 수치는 얼마든지 변형되어 실시될 수 있음은 물론이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 다른 터치 감지 장치는 터치부(100), 발진부(200), 클럭 생성부(300), 카운트부(400), 터치 판단부(500), 카운트 인에이블부(600), 및 랜덤 시퀀스 발생부(700)를 포함할 수 있다.
발진부(200)는 센싱 주파수 생성부(210) 및 센싱 주파수 제어부(220)를 포함할 수 있다.
센싱 주파수 생성부(210)는 터치부(100)에서의 정전 용량(Cx)이 반영된 파형을 생성할 수 있다. 정전 용량(Cx)이 반영된 파형은 정전 용량(Cx)의 변화에 따라 가변되는 센싱 주파수를 가질 수 있다. 여기서, 정전 용량(Cx)이 반영된 파형은 터치부(100)에 충전되는 전압(Vx, 도 2 참조)에 의해 형성되는 파형일 수 있다.
도 2를 참조하면, 센싱 주파수 생성부(210)는 소정의 전압(VDD)을 인가 받을 수 있는 전원단(211) 및 발진부(100)의 충방전을 제어할 수 있는 스위치(sw)를 포함할 수 있다.
다시, 도 1을 참조하면, 센싱 주파수 제어부(220)는 랜덤 시퀀스 발생부(700)로부터 센싱 주파수 제어 신호(Seq)를 인가 받아, 센싱 주파수를 제어할 수 있다.
도 2를 참조하면, 센싱 주파수 제어부(220)는 센싱 주파수 생성부(210)의 전원단(211)에 공급되는 전압(VDD)를 제어하는 것에 의해, 센싱 주파수를 제어할 수 있다. 전압(VDD)의 증가 또는 감소에 의해, 충방전 사이클이 변동되고, 이에 의해, 센싱 주파수가 변동될 수 있다.
다시, 도 1을 참조하면, 클럭 생성부(300)는 센싱 주파수 생성부(210)로부터 센싱 주파수를 가지는 파형을 전달 받아, 이를 클럭 신호로 변조할 수 있다. 도 2를 참조하면, 클럭 생성부(300)는 비교기를 포함할 수 있다. 비교기의 비반전 입력단은 발진부(200)와 연결될 수 있고, 비교기의 반전 입력단은 문턱 전압(VTH)을 인가 받을 수 있다. 그리고, 비교기는 터치부(100)에 충전된 전압(Vx)이 문턱 전압(VTH)을 초과하는 경우에 하이(high) 신호를 출력하고, 이와 달리, 터치부(100)에 충전된 전압(Vx)이 문턱 전압(VTH) 이하인 경우에는 로우(low) 신호를 출력하는 것에 의해, 센싱 주파수를 가지는 파형을 클럭 신호로 변조할 수 있다. 또한, 클럭 생성부(300)의 하이 신호 또는 로우 신호는 발진부(200)로 전달되어, 스위치(sw)를 온(on) 또는 오프(off)시킬 수 있다. 즉, 클럭 생성부(300)의 출력 신호에 의해 터치부(100)에서의 충방전은 제어될 수 있다.
다시, 도 1을 참조하면, 랜덤 시퀀스 발생부(700)는 카운트 인에이블부(600)로부터 카운트 인에이블 신호(EN)을 인가 받아, 카운트 인에이블 구간 동안, 센싱 주파수 제어 신호(Seq)를 출력할 수 있다. 카운트 인에이블 구간에서 만 센싱 주파수가 변환되는 것에 의해, 터치 감지 장치(1)에서 소비되는 전력이 최소화될 수 있다. 여기서, 센싱 주파수 제어부(600)가 동작할 수 있게 만들어주는 신호는 카운트 인에이블 신호(EN) 이외의 신호일 수도 있으나, 시스템의 구성을 좀 더 간소화하기 위해 랜덤 시퀀스 발생부(700)는 카운트 인에이블 신호(EN)에 의해 대기 모드에서 동작 모드로 변경되도록 설계하는 것이 바람직하다.
이하, 도 3을 참조하여 센싱 주파수 제어 신호(Seq)에 대하여, 구체적으로 설명한다. 도 3은 4 비트(bit)로 형성되는 센싱 주파수 제어 신호 및 그 센싱 주파수 제어 신호 각각의 이진 코드(binary code)에 대응되는 십진수를 나타낸다.
랜덤 시퀀스 발생부(700)는 랜덤 시퀀스를 가지는 센싱 주파수 제어 신호(Seq)를 생성할 수 있다. 즉, 6에서 시작해서, 14, 8, 2, 13, 5, 11, 1, 10, 3, 9, 4, 15, 7, 12 등으로 이어지는 렌덤 시퀀스를 생성할 수 있다. 이는, 센싱 주파수 제어 신호를 구성하는 비트값을 랜덤하게 변경하는 것에 의해 달성될 수 있다. 센싱 주파수 제어 신호를 랜덤하게 변경하기 위해, 의사-랜덤 수 시퀀스 발생기(PRS : PSEUDO-RANDOM NUMBER SEQUENCE GENERATOR)가 사용될 수 있다. 의사-랜덤 수 시퀀스 발생기는 선형 피드백 이동 레지스터(linear feedback shift register)의 상태를 시드 상태(seed state ,도 3에서 “0110”)에서 미리 설정된 시퀀스로 변경시키는 것에 의해, 랜덤으로 센싱 주파수 제어 신호(Seq)를 생성할 수 있다. 여기서, 도 3은 설명의 편의를 위한 예시에 불과하며, 도 3의 시퀀스가 반복될 수도 있고, 시퀀스의 길이가 더 길거나 짧을 수도 있다. 또한, 센싱 주파수 제어 신호(Seq)는 4 비트 보다 적거나 많은 비트로 생성될 수 있다.
다시, 도 1을 참조하면, 랜덤 시퀀스 발생부(700)는 클럭 생성부(300)의 출력단과 연결되고 클럭 생성부(300)로부터 클럭을 인가 받아, 매 클럭 마다 센싱 주파수 제어 신호(Seq)를 변경하여 생성하고, 생성된 센싱 주파수 제어 신호(Seq)를 센싱 주파수 제어부(220)로 출력할 수 있다. 이로써, 센싱 주파수 생성부(210)는 정전 용량의 변화에 대응하는 파형의 매 주기 마다 센싱 주파수를 변경하여 출력할 수 있다.
예를 들어, 도 3을 참조하면, 센싱 주파수 제어 신호(“0110”)에 의해 센싱 주파수가 변경된 최초의 주기가 클럭 생성부(300)에서 클럭으로 변조되면, 그 클럭은 랜덤 시퀀스 발생부(700)로 전달될 수 있다. 그리고, 랜덤 시퀀스 발생부(700)는 클럭을 수신하는 것에 대응하여, 센싱 주파수 제어 신호(Seq)를 ”1110”로 변경하는 신호를 출력하는 것에 의해, 센싱 주파수가 변경될 수 있다. 이에 의해, 주기 또는 클럭 마다 센싱 주파수가 변경될 수 있다. 따라서, 특정 주파수에서 센싱 주파수가 머무르는 시간이 최소화되므로, 외부 특정 주파수에 의한 간섭이 배제될 수 있다. 또한, 하나의 주기 내에서 센싱 주파수가 변동되는 경우에는 경계 카운트 값을 정확하게 설정할 수 없으나. 한 주기 마다 센싱 주파수를 변경하는 것에 의해 경계 카운트 값을 정확하게 설정할 수 있다.
다시, 도 1을 참조하면, 카운트부(400)는 카운트 인에이블 구간 동안, 랜덤한 주파수를 가지는 클럭을 카운트할 수 있다.
터치 판단부(500)는 카운트부(400)가 카운트 한 값을 경계 카운트 값과 비교하는 것에 의해 터치 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 본 발명이 랜덤으로 센싱 주파수를 변경하나, 미리 설정된 인에이블 구간에서 미리 설정된 시퀀스로 센싱 주파수를 랜덤하게 생성하고, 한 주기 마다 센싱 주파수가 변경되도록 설정되므로, 이러한 설정 정보에 기초하여, 경계 카운트 값의 설정이 가능하다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 도 1의 터치 감지 장치에서 센싱 주파수의 제어에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 4는 센싱 주파수, 클럭, 센싱 주파수 제어 신호의 랜덤 시퀀스 및 카운트 인에이블 신호 간의 관계를 나타내는 도면이다. 도 4에서 (a)는 도 1의 센싱 주파수 생성부(210)에서 출력되는 파형, (b)는 도 1의 클럭 생성부(300)에서 출력되는 클럭, (c)는 도 1의 랜덤 시퀀스 발생부(700)가 카운트 인에이블 구간에서 랜덤 시퀀스로 생성하는 센싱 주파수 제어 신호(Seq)(설명의 편의를 위해. 센싱 주파수 제어 신호(Seq)를 십진수로 표현하였고, 도 4의 센싱 주파수 제어 신호(Seq)의 시퀀스는 도 3의 시퀀스와 일치한다.) (d)는 도 1의 카운트 인에이블부(600)에서 출력되는 카운트 인에이블 신호(EN)를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 랜덤 시퀀스 발생부(700)는 카운트 인에이블 구간에서, 클럭 생성부(300)로부터 클럭을 수신할 때 마다, 센싱 주파수 제어 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 카운트 인에이블 구간에서, 처음 클럭을 수신한 때, 랜덤 시퀀스 발생부(700)는 센싱 주파수 제어 신호로서, 미리 설정된 시퀀스에서 최초인 6(“0110”)를 생성하고, 이를 센싱 주파수 제어부(220)로 전달할 수 있다. 그 다음, 랜덤 시퀀스 발생부(700)는 센싱 주파수 제어 신호 6(“0110”)에 의해 제어된 센싱 주파수를 가지는 파형에 대한 최초의 클럭을 수신한 때, 센싱 주파수 제어 신호 14(“1110”)를 생성하고, 이를 센싱 주파수 제어부(220)로 전달할 수 있다. 위와 같이, 램덤 시퀀스 발생기(700)는 센싱 주파수를 가지는 클럭을 사용하여 센싱 주파수를 제어하는 것에 의해, 센싱 주파수와 동일한 주파수로 센싱 주파수를 랜덤하게 제어할 수 있다.
위와 같은 본 발명의 터치 감지 장치에 의하면, 랜덤 시퀀스로 센싱 주파수를 제어하는 것에 의해, 특정 주파수를 가지는 노이즈에 의한 간섭이 배제될 수 있다. 물론, 특정 주파수를 가지는 노이즈에 의한 간섭을 배제하기 위해, 카운트 인에이블 구간에서 미리 설정된 복수의 센싱 주파수를 사용하여 센싱을 할 수도 있다. 다만, 단순히 미리 설정된 복수의 센싱 주파수를 사용하여 센싱을 하는 경우에는, 하나의 센싱 주파수에 대하여 복수의 주기를 가지게 되므로, 특정 주파수에 대한 간섭 현상을 완전히 배제하지는 못한다. 즉, 복수의 센싱 주파수에서 적어도 하나가 노이즈의 특정 주파수 근처에 위치하는 경우, 노이즈의 특정 주파수 근처에 위치하는 센싱 주파수에 의해 터치 감지 장치가 오작동할 수 있다.
다만, 본 발명은, 랜덤으로 센싱 주파수를 제어하되, 하나의 센싱 주파수가 하나의 주기 만을 가지도록 하는 것에 의해 노이즈의 특정 주파수에 의한 간섭이 최소화될 수 있다.
또한, 특정 주파수를 가지는 노이즈에 의한 간섭을 배제하기 위해, 카운트 인에이블 구간에서 센싱 주파수를 점진적으로 높이거나, 점진적으로 낮추는 방법이 사용될 수도 있다. 다만, 이와 같은 방법을 사용하는 경우, 외부의 특정 주파수에 대한 간섭이 발생하게 되면, 정도의 차이만 있을 뿐 일정 센싱 주파수 영역에서 계속하여 간섭이 발생하게 된다. 따라서, 랜덤으로 센싱 주파수를 제어하는 것에 의해 특정 센싱 주파수에서 간섭이 발생하는 경우라도, 그 간섭이 그 다음에 랜덤으로 생성된 센싱 주파수에 미치지 않을 수 있다.
또한, 미리 설정된 카운트 인에이블 구간에서 미리 설정된 시퀀스로 하나의 주기 마다 센싱 주파수가 변동되므로, 경계 카운트 값이 설정이 가능하다. 따라서, 랜덤으로 센싱 주파수를 생성하는 것에 의해 경계 카운트 값을 설정하지 못하는 문제점은 발생하지 않는다. 즉, 본 발명의 터치 감지 장치에 의하면, 랜덤 시퀀스로 센싱 주파수를 제어하는 것에 의해, 노이즈에 의한 간섭이 배제됨과 동시에 정확한 터치 여부를 판단할 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 터치 감지 장치에서 센싱 주파수를 제어하는 방법에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 터치 감지 장치에서 센싱 주파수가 제어되는 프로세스를 나타내는 플로우차트이다.
도 5를 참조하면, 가장 먼저, 랜덤 시퀀스 발생부(700)는 카운트 인에이블 구간의 시작 여부를 판단할 수 있다(S501). 여기서, S501은 랜덤 시퀀스 발생부(700)에 카운트 인에이블 신호(EN)가 인가되는지 여부에 따라 결정될 수 있다. 즉, S501과 같은 판단을 하기 위한 별도의 로직(logic)이 랜덤 시퀀스 발생부(700)에 구비되어야 하는 것은 아니며, S501는 “랜덤 시퀀스 발생부(700)가 동작 가능한 상태에 있는지 여부”, “랜덤 시퀀스 발생부(700)에 카운트 인에이블 신호(EN)가 인가되었는지 여부” 또는 “카운트 인에이블 구간의 시작 여부” 중 어느 하나로 대체될 수도 있다.
그 다음, S501에서의 판단 결과, 카운트 인에이블 구간이 시작되지 않은 경우, 즉, 카운트 인에이블 신호(EN)가 랜덤 시퀀스 발생부(700)에 인가되지 않은 경우, 랜덤 시퀀스 발생부(700)는 카운트 인에이블 구간의 시작 시까지 대기할 수 있다(S502).
이와 달리, S501에서의 판단 결과, 카운트 인에이블 구간이 시작된 경우, 즉, 카운트 인에이블 신호(EN)가 랜덤 시퀀스 발생부(700)에 인가된 경우, 랜덤 시퀀스 발생부(700)는 클럭 생성부(300)로부터 클럭이 수신되는지 여부를 판단할 수 있다(S503). 여기서, S503과 같은 판단을 하기 위한 별도의 로직이 랜덤 시퀀스 발생부(700)에 구비되어야 하는 것은 아니며, S503은 “랜덤 시퀀스 발생부(700)에 클럭이 인가되는지 여부”로 대체될 수 있다.
그 다음, S503에서의 판단 결과, 랜덤 시퀀스 발생부(700)가 클럭을 수신하지 않은 경우, 랜덤 시퀀스 발생부(700)는 클럭 수신시까지 대기할 수 있다(S504).
이와 달리, S504에서의 판단 결과, 랜덤 시퀀스 발생부(700)가 클럭을 수신한 경우, 랜덤 시퀀스 발생부(700)는 정해진 랜덤 시퀀스에 따라, 센싱 주파수 제어 신호(Seq)를 생성할 수 있다(S505). 예를 들어, 랜덤 시퀀스 발생부(700)는 도 3의 시퀀스에 따라 센싱 주파수 제어 신호(Seq)를 생성할 수 있다. 여기서, S504에서 랜덤 시퀀스 발생부(700)는 클럭을 카운트 인에이블 구간의 시작 후 최초로 수신하였으므로, 센싱 주파수 제어 신호(Seq)로서, “0110”를 출력할 수 있다.
그 다음, 랜덤 시퀀스 발생부(700)는 S505에서 생성된 센싱 주파수 제어 신호(Seq)를 센싱 주파수 제어부(220)로 전달할 수 있다(S506). 그리고, 센싱 주파수 제어 신호(Seq)를 수신한 센싱 주파수 제어부(220)는 센싱 주파수 제어 신호(Seq)를 사용하여, 센싱 주파수를 제어할 수 있다(S507). 예를 들어, 센싱 주파수 제어부(220)는 센싱 주파수 제어 신호(Seq)에 따라, 센싱 주파수 생성부(210)의 전원단(211)에 공급되는 전압(VDD)를 제어하는 것에 의해, 센싱 주파수를 제어할 수 있다.
그 다음, 랜덤 시퀀스 발생부(700)는 카운트 인에이블 구간의 종료 여부를 판단할 수 있다(S508). 여기서, S508과 같은 판단을 하기 위한 별도의 로직이 랜덤 시퀀스 발생부(700)에 구비되어야 하는 것은 아니며, S508은 “랜덤 시퀀스 발생부(700)에의 카운트 인에이블 신호(EN) 인가의 종료 여부” 또는 “카운트 인에이블 구간의 종료 여부”로 대체될 수 있다.
그 다음, S508에서의 판단 결과, 카운트 인에이블 구간이 종료된 경우, 랜덤 시퀀스 발생부(700)는 카운트 인에이블 구간의 시작시까지 대기할 수 있다(S509).
이와 달리, 카운트 인에이블 구간이 종료되지 않은 경우, 위 S507에서 제어된 센싱 주파수에 대한 클럭을 수신하고(S503), 랜덤으로 센싱 주파수 제어 신호(Seq)를 생성하여(S505), 이를 센싱 주파수 제어부(220)에 제공할 수 있다(S506). 그리고, 센싱 주파수 제어부(220)는 수신된 센싱 주파수 제어 신호(Seq)를 사용하여, 센싱 주파수를 제어할 수 있다(S507). 이와 같이, S503 내지 S507을 카운트 인에이블 구간 동안 반복하는 것에 의해, 센싱 주파수는 카운트 인에이블 구간 내에서 한 주기 마다 랜덤하게 변화될 수 있다.
한편, 이러한 본 발명에 의한 센싱 주파수 제어 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
1 : 터치 감지 장치
100 : 터치부 200 : 발진부
300 : 클럭 생성부 400 : 카운트부
500 : 터치 판단부 600 : 카운트 인에이블부
700 : 랜덤 시퀀스 발생부

Claims (12)

  1. 터치(touch) 감지 장치에서 센싱(sensing) 주파수를 제어하는 장치에 있어서,
    무작위로(randomly) 센싱 주파수 제어 신호를 생성하는 랜덤 시퀀스(ramdom sequence) 발생부; 및
    상기 랜덤 시퀀스 발생부로부터 상기 무작위로 생성된 센싱 주파수 제어 신호를 수신하고, 상기 수신된 센싱 주파수 제어 신호를 사용하여 센싱 주파수를 제어하는 센싱 주파수 제어부를 포함하되,
    상기 랜덤 시퀀스 발생부는 카운트 인에이블(count enable) 구간 동안에만 무작위로 센싱 주파수 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 센싱 주파수 제어 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 랜덤 시퀀스 발생부는, PRS(Pseudo-Random number Sequence generator)를 사용하여 무작위로 센싱 주파수 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 센싱 주파수 제어 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 감지 장치는, 상기 센싱 주파수 제어부에 의해 제어되는 센싱 주파수를 가지는 파형을 클럭(clock)으로 변조하는 클럭 생성부를 포함하고,
    상기 랜덤 시퀀스 발생부는, 상기 클럭 생성부로부터 클럭을 수신하고, 클럭의 수신시 마다, 무작위로 센싱 주파수 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 센싱 주파수 제어 장치.
  5. 제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센싱 주파수 제어 장치를 포함하는 터치 감지 장치.
  6. 터치(touch) 감지 장치에서 센싱(sensing) 주파수를 제어하는 방법에 있어서,
    무작위로(ramdomly) 센싱 주파수 제어 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 무작위로 생성된 센싱 주파수 제어 신호를 사용하여, 센싱 주파수를 제어하는 단계를 포함하되,
    상기 센싱 주파수 제어 신호는 카운트 인에이블 구간 동안에만 무작위로 생성되는 것을 특징으로 하는 센싱 주파수 제어 방법.
  7. 삭제
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 센싱 주파수 제어 신호는, PRS(Pseudo-Random number Sequence generator) 방식을 사용하여, 무작위로 생성되는 것을 특징으로 하는 센싱 주파수 제어 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 무작위로 센싱 주파수 제어 신호를 생성하는 단계는,
    센싱 주파수와 동일한 주파수를 가지는 클럭(clock)을 수신하는 단계;
    상기 클럭의 수신시 마다, 무작위로 센싱 주파수 제어 신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 센싱 주파수 제어 방법.
  10. 제6항, 제8항 및 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센싱 주파수 제어 방법을 사용하여, 상기 센싱 주파수를 제어하고, 상기 제어된 센싱 주파수를 사용하여 터치를 감지하는 터치 감지 방법.
  11. 터치(touch) 감지 장치에서 센싱(sensing) 주파수를 제어하는 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체에 있어서,
    무작위로(ramdomly) 센싱 주파수 제어 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 무작위로 생성된 센싱 주파수 제어 신호를 사용하여, 센싱 주파수를 제어하는 단계를 포함하되,
    상기 센싱 주파수 제어 신호는 카운트 인에이블 구간 동안에만 무작위로 생성되는 것을 특징으로 하는 센싱 주파수 제어 방법을 구현하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 센싱 주파수 제어 방법을 사용하여, 상기 센싱 주파수를 제어하고, 상기 제어된 센싱 주파수를 사용하여 터치를 감지하는 터치 감지 방법을 구현하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체.

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