KR101182399B1 - A touch screen device, a driving device and a driving method for a touch panel - Google Patents
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Abstract
자기상관(autocorrelation)기술이 적용된 터치스크린장치 및 터치패널의 구동방법이 개시된다. 구동회로는 노드 커패시터를 양의 전압으로 충전하기 위한 제1 모드의 구동파형과 상기 노드 커패시터를 음의 전압으로 충전하기 위한 제2 모드의 구동파형이 소정 바이너리 시퀀스로 조합된 각각의 구동파형을 대응하는 동작 신호선에 출력한다. 감지회로는 다수의 감지신호선에 전기적으로 연결되며, 대응하는 감지신호선에 전기적으로 연결된 다수의 노드 커패시터로부터 하나의 적분 커패시터에 전달되는 감지전압을 측정한다. 감지인식부는 각 구동시점별로 상기 감지회로에 의해 측정된 감지전압을 소정 바이너리 시퀀스로 더하기 또는 빼기 연산을 수행함으로써, 각 노드 커패시터에 대응하는 커패시턴스를 측정한다.
이와 같이 통신시스템에서 일반적으로 사용하는 자기상관기술을 터치스크린 장치의 구동에 적용함으로써, 구동시간을 단축하고 외부 노이즈에 의해 터치스크린 장치가 오동작하는 것을 방지할 수 있다. Disclosed are a touch screen device and a method of driving a touch panel to which autocorrelation technology is applied. The driving circuit corresponds to each driving waveform in which the driving waveform of the first mode for charging the node capacitor with the positive voltage and the driving waveform of the second mode for charging the node capacitor with the negative voltage are combined in a predetermined binary sequence. Output to the operation signal line. The sensing circuit is electrically connected to the plurality of sensing signal lines, and measures the sensing voltage transferred from the plurality of node capacitors to the one integration capacitor. The sensing recognition unit adds or subtracts a sensing voltage measured by the sensing circuit in a predetermined binary sequence for each driving time, thereby measuring capacitance corresponding to each node capacitor.
By applying the autocorrelation technology generally used in the communication system to drive the touch screen device, it is possible to shorten the driving time and to prevent the touch screen device from malfunctioning due to external noise.
Description
본 발명은 터치스크린 장치, 터치패널의 구동장치 및 구동방법에 관한 것으로서, 특히 구동시간을 줄일 수 있는 터치스크린 장치, 터치패널의 구동장치 및 구동방법에 관한 것이다. The present invention relates to a touch screen device, a driving device and a driving method of the touch panel, and more particularly, to a touch screen device, a driving device and a driving method of the touch panel that can reduce the driving time.
액정 표시 장치(liquid crystal display), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting display) 등의 표시 장치, 휴대용 전송 장치, 그 밖의 정보 처리 장치 등은 다양한 입력 장치를 이용하여 기능을 수행한다. 최근, 이러한 입력 장치로서 터치스크린(touch screen) 장치가 휴대폰, 스마트폰, 팜 사이즈 PC(Palm-Size PC), ATM(Automated Teller Machine) 기기 등에 많이 사용되고 있다.Display devices such as liquid crystal displays, organic light emitting displays, portable transmission devices, and other information processing devices perform functions using various input devices. Recently, as such an input device, a touch screen device is widely used for a mobile phone, a smart phone, a palm-size PC, an automated teller machine (ATM) device, and the like.
터치스크린 장치는 화면 위에 손가락 또는 터치 펜(touch pen, stylus) 등을 접촉해 문자를 쓰거나 그림을 그리고, 아이콘을 실행시켜 원하는 명령을 수행시킨다. The touch screen device touches a finger or a touch pen (stylus) on the screen to write a character, draw a picture, and execute an icon to execute a desired command.
이와 같은 터치 스크린 장치는 터치를 감지하는 방법에 따라 크게 저항막 방식(resistive type) 및 정전 용량 방식(capacitive type)으로 분류할 수 있다.Such touch screen devices may be classified into a resistive type and a capacitive type according to a method of sensing a touch.
저항막 방식의 터치 스크린 장치는 유리나 투명 플라스틱판 위에 저항 성분의 물질을 코팅하고 그 위에 폴리에스테르 필름을 덮어씌운 구조를 가진다. 저항막 방식의 터치스크린 장치는 스크린을 터치하는 경우 변하는 저항값의 변화를 검출하여 터치 지점을 감지한다. 저항막 방식의 터치 스크린 장치는 압력이 약한 경우 감지를 하지 못하는 단점을 가진다.The resistive touch screen device has a structure in which a resistive material is coated on a glass or transparent plastic plate and a polyester film is covered thereon. The resistive touch screen device detects a touch point by detecting a change in a resistance value that changes when the screen is touched. The resistive touch screen device has a disadvantage in that it cannot detect when the pressure is weak.
반면, 정전 용량 방식의 터치 스크린 장치는 유리나 투명 플라스틱의 양면 또는 일면에 전극을 형성하고 두 전극 사이에 전압을 인가한 후, 손가락 등의 물체가 스크린에 접촉하는 경우 변하는 두 전극 사이의 커패시턴스 변화량을 분석하여 터치 지점을 감지한다. On the other hand, in the capacitive touch screen device, electrodes are formed on both surfaces or one surface of glass or transparent plastic, and a voltage is applied between the two electrodes, and then the amount of capacitance change between the two electrodes changes when an object such as a finger contacts the screen. Analyze and detect touch points.
정전 용량 방식의 터치스크린 장치에서 터치 지점을 감지하기 위해서는 두 전극 사이에 형성되는 커패시턴스를 측정하고, 커패시턴스의 변화량을 감지하기 위한 구동장치가 필요하다. 이러한 구동장치는 각 노드 커패시터를 구동하기 위한 구동회로와 노드 커패시터의 커패시턴스의 변화량을 감지하기 위한 감지회로를 포함한다. In order to detect a touch point in a capacitive touch screen device, a driving device for measuring a capacitance formed between two electrodes and sensing a change amount of capacitance is required. The driving device includes a driving circuit for driving each node capacitor and a sensing circuit for sensing an amount of change in capacitance of the node capacitor.
종래 터치패널의 구동장치에 따르면 각 노드 커패시터를 순차적으로 구동한 후 각 노드 커패시터의 커패시턴스의 변화량을 순차적으로 측정하였기 때문에, 터치 지점을 감지하기 위한 구동시간이 긴 문제점이 있었다. 또한, 최근 휴대폰 등에 사용되는 터치패털은 LCD와 같은 표시장치 위에 형성되기 때문에, 외부 노이즈에 의해 오동작을 하는 문제점이 있었다. According to the driving device of the conventional touch panel, since each node capacitor is sequentially driven and then the amount of change in capacitance of each node capacitor is sequentially measured, there is a long driving time for detecting a touch point. In addition, since touch panels used in mobile phones and the like are formed on display devices such as LCDs, there has been a problem of malfunction due to external noise.
본 발명은 이와 같은 문제를 해결하기 위해, 구동시간을 줄이고 외부 노이즈에 의한 오동작을 방지할 수 있는 터치스크린 장치, 터치패널의 구동장치 및 구동방법을 제공하기 위한 것이다. The present invention is to provide a touch screen device, a drive device and a drive method of the touch panel that can reduce the driving time and prevent the malfunction due to external noise.
본 발명의 특징에 따른 터치스크린 장치는 Touch screen device according to a feature of the present invention
다수의 동작신호선, 상기 다수의 동작신호선에 절연되어 형성되는 다수의 감지신호선, 및 각각 대응하는 동작신호선과 대응하는 감지신호선에 의해 형성되는 다수의 노드 커패시터를 포함하는 터치 패널; 상기 노드 커패시터를 양의 전압으로 충전하기 위한 제1 모드의 구동파형과 상기 노드 커패시터를 음의 전압으로 충전하기 위한 제2 모드의 구동파형이 소정 바이너리 시퀀스로 조합된 각각의 구동파형을 대응하는 동작 신호선에 출력하는 구동회로; 상기 다수의 감지신호선에 전기적으로 연결되며, 대응하는 감지신호선에 전기적으로 연결된 다수의 노드 커패시터로부터 하나의 적분 커패시터에 전달되는 감지전압을 측정하는 감지회로; 및 각 구동시점별로 상기 감지회로에 의해 측정된 감지전압을 소정 바이너리 시퀀스로 더하기 또는 빼기 연산을 수행함으로써, 각 노드 커패시터에 대응하는 커패시턴스를 측정하는 감지인식부를 포함한다. A touch panel including a plurality of operation signal lines, a plurality of detection signal lines insulated from the plurality of operation signal lines, and a plurality of node capacitors formed by corresponding operation signal lines and corresponding detection signal lines, respectively; A corresponding operation waveform in which a driving waveform of a first mode for charging the node capacitor with a positive voltage and a driving waveform of a second mode for charging the node capacitor with a negative voltage are combined in a predetermined binary sequence A drive circuit output to a signal line; A sensing circuit electrically connected to the plurality of sensing signal lines, the sensing circuit measuring a sensing voltage transmitted from one node capacitor to one integration capacitor electrically connected to a corresponding sensing signal line; And a sensing recognition unit for measuring capacitance corresponding to each node capacitor by performing an addition or subtraction operation of the sensing voltage measured by the sensing circuit for each driving time in a predetermined binary sequence.
본 발명의 특징에 따른 터치패널의 구동장치는 Driving device for a touch panel according to a feature of the present invention
다수의 동작신호선, 상기 다수의 동작신호선에 절연되어 형성되는 다수의 감지신호선, 및 각각 대응하는 동작신호선과 대응하는 감지신호선에 의해 형성되는 다수의 노드 커패시터를 포함하는 터치 패널을 구동하기 위한 구동장치로서, 상기 노드 커패시터를 양의 전압으로 충전하기 위한 제1 모드의 구동파형과 상기 노드 커패시터를 음의 전압으로 충전하기 위한 제2 모드의 구동파형이 소정 바이너리 시퀀스로 조합된 각각의 구동파형을 대응하는 동작 신호선에 출력하는 구동회로; 상기 다수의 감지신호선에 전기적으로 연결되며, 대응하는 감지신호선에 전기적으로 연결된 다수의 노드 커패시터로부터 하나의 적분 커패시터에 전달되는 감지전압을 측정하는 감지회로; 및 각 구동시점별로 상기 감지회로에 의해 측정된 감지전압을 소정 바이너리 시퀀스로 더하기 또는 빼기 연산을 수행함으로써, 각 노드 커패시터에 대응하는 커패시턴스를 측정하는 감지인식부를 포함한다. A driving apparatus for driving a touch panel including a plurality of operation signal lines, a plurality of sensing signal lines insulated from the plurality of operating signal lines, and a plurality of node capacitors respectively formed by corresponding operating signal lines and corresponding sensing signal lines. Each driving waveform in which a driving waveform of a first mode for charging the node capacitor with a positive voltage and a driving waveform of a second mode for charging the node capacitor with a negative voltage are combined in a predetermined binary sequence. A driving circuit for outputting to an operation signal line; A sensing circuit electrically connected to the plurality of sensing signal lines, the sensing circuit measuring a sensing voltage transmitted from one node capacitor to one integration capacitor electrically connected to a corresponding sensing signal line; And a sensing recognition unit for measuring capacitance corresponding to each node capacitor by performing an addition or subtraction operation of the sensing voltage measured by the sensing circuit for each driving time in a predetermined binary sequence.
본 발명의 특징에 따른 터치패널의 구동방법은 The driving method of the touch panel according to the characteristics of the present invention
다수의 동작신호선, 상기 다수의 동작신호선에 절연되어 형성되는 다수의 감지신호선, 및 각각 대응하는 동작신호선과 대응하는 감지신호선에 의해 형성되는 다수의 노드 커패시터를 포함하는 터치 패널을 구동하는 방법으로서, A method of driving a touch panel including a plurality of operation signal lines, a plurality of detection signal lines insulated from the plurality of operation signal lines, and a plurality of node capacitors formed by corresponding operation signal lines and corresponding detection signal lines, respectively.
상기 노드 커패시터를 양의 전압으로 충전하기 위한 제1 모드의 구동파형과 상기 노드 커패시터를 음의 전압으로 충전하기 위한 제2 모드의 구동파형이 소정 바이너리 시퀀스로 조합된 각각의 구동파형을 대응하는 동작신호선에 출력하는 단계; 대응하는 감지신호선에 전기적으로 연결된 다수의 노드 커패시터로부터 하나의 적분 커패시터에 전달되는 감지전압을 각 구동시점별로 측정하는 단계; 및 각 구동시점별로 측정된 상기 감지전압을 소정 바이너리 시퀀스로 더하기 또는 빼기 연산을 수행함으로써, 각 노드 커패시터에 대응하는 커패시턴스를 측정하는 단계를 포함한다. A corresponding operation waveform in which a driving waveform of a first mode for charging the node capacitor with a positive voltage and a driving waveform of a second mode for charging the node capacitor with a negative voltage are combined in a predetermined binary sequence Outputting to a signal line; Measuring a sensing voltage transmitted to each integrated capacitor from each of the plurality of node capacitors electrically connected to the corresponding sensing signal lines for each driving time point; And adding or subtracting the sensed voltage measured for each driving time in a predetermined binary sequence, thereby measuring capacitance corresponding to each node capacitor.
본 발명은 터치스크린 장치의 구동장치에 통신 시스템에 사용되는 자기상관(autocorrelation)을 적용함으로써, 터치스크린 장치의 구동시간을 줄이고 외부 노이즈에 의해 터치스크린 장치가 오동작하는 것을 방지할 수 있다. According to the present invention, autocorrelation used in a communication system is applied to a driving device of a touch screen device, thereby reducing driving time of the touch screen device and preventing malfunction of the touch screen device due to external noise.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 터치스크린 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 구동회로 및 감지회로를 나타내는 도면이다.
도 3 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 각 단위 구동부의 구동방법을 나나태는 도면이다.
도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린장치의 구동방법을 나타내는 도면이다. 1 is a view showing a touch screen device according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a driving circuit and a sensing circuit according to an embodiment of the present invention.
3 to 7 are diagrams illustrating a driving method of each unit driving unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
8A to 8D are views illustrating a method of driving a touch screen device according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 이하에서 사용되는 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 또한, 이하에서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to limit the invention. Also, the singular forms as used below include plural forms unless the phrases expressly have the opposite meaning.
이하에서 설명하는 본 발명의 실시예에 따르면, 통신시스템에서 일반적으로 사용하는 자기상관(autocorrelation)을 터치스크린 장치의 구동에 적용함으로써, 외부 노이즈에 의한 영향을 줄이고 또한 구동시간을 단축할 수 있다. According to an embodiment of the present invention described below, by applying autocorrelation generally used in a communication system to drive the touch screen device, it is possible to reduce the influence of external noise and to shorten the driving time.
일반적으로 신호전달에서의 자기상관(autocorrelation)은 송신측에서 보내는 신호와 수신측에서 받는 신호 사이의 상관관계를 나타낸다. 이러한 자기상관을 이용한 통신 시스템은 송신측에서의 신호특성을 수신 측에서 미리 알 수 있으므로, 송신측과 수신측 사이에서 들어오는 외부 노이즈의 영향을 줄일 수 있는 특징이 있다. 구체적으로, 송신측에서는 1 또는 0으로 이루어진 바이너리 시퀀스를 가지는 복수의 송신신호(서로 다른 송신신호의 바이너리 시퀀스는 직교성을 가짐)를 전송하고, 수신 측에서는 송신 바이너리 시퀀스 동일한 바이너리 시퀀스를 이용하여 자기상관을 수행하면, 외부 노이즈 또는 다른 송신신호에 의한 영향을 제거할 수 있다. In general, autocorrelation in signal transmission indicates a correlation between a signal sent from a transmitter and a signal received at a receiver. Since a communication system using such autocorrelation can know the signal characteristics at the transmitting side in advance, there is a feature that can reduce the influence of external noise coming between the transmitting side and the receiving side. Specifically, the transmitting side transmits a plurality of transmission signals having binary sequences of 1 or 0 (binary sequences of different transmission signals have orthogonality), and the receiving side performs autocorrelation using the same binary sequence of the transmitting binary sequence. In this way, the influence of external noise or other transmission signals can be eliminated.
이하에서 설명하는 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 장치는, 각 노드 커패시터를 구동하는 구동회로를 바이너리 시퀀스를 이용하여 동시에 구동하고, 각 구동시점마다 다수의 노드 커패시터에 의해 전달된 감지전압을 바이너리 시퀀스로 연산함으로써, 외부 노이즈에 의한 영향도 제거하면서 구동시간을 줄일 수 있다. In the touch screen device according to the embodiment of the present invention described below, the driving circuit for driving each node capacitor is simultaneously driven using a binary sequence, and the sensing voltage delivered by the plurality of node capacitors is binary at each driving time point. By operating in a sequence, the driving time can be reduced while eliminating the influence of external noise.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 터치스크린 장치를 나타낸다.1 illustrates a touch screen device according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 터치스크린 장치는 터치 패널(100), 구동회로(200), 감지회로(300), 타이밍제어기(400) 및 감지인식부(500)를 포함한다. As shown in FIG. 1, a touch screen device according to an embodiment of the present invention includes a
터치패널(100)은 서로 절연되어 형성되는 다수의 동작신호선(X1, X2, X3,..Xn)과 다수의 감지신호선(Y1, Y2, Y3,...Ym)을 포함한다. 도 1에서는 편의상 동작신호선과 감지신호선을 각각 선으로 표시하였으나, 실제로는 전극패턴으로 구현된다. 본 명세서에서, 감지신호선은 감지 라인, 감지선, 감지 전극 등의 용어와 혼용될 수 있고, 동작신호선은 동작 라인, 동작선, 동작 전극 등의 용어와 혼용될 수 있다. 또한, 도 1에서는 다수의 동작신호선과 다수의 감지신호선이 서로 절연되어 교차하는 것으로 표시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 동작신호선과 감지신호선이 교차하지 않을 수도 있다. The
터치 지점을 나타내는 센싱 노드(110)는 하나의 감지신호선과 하나의 동작신호선에 의해 정의되며, 각 센싱노드(110)는 노드 커패시터(112)를 포함한다. 노드 커패시터(112)는 서로 절연되어 분리되는 동작신호선과 감지신호선에 의해 형성된다. 도 1에서는 i번째 동작신호선과 j번째 감지신호선에 의해 형성되는 노드 커패시터(112)의 커패시턴스를 Cij로 표기하였다. 이하에서는 노드 커패시터의 커패시턴스를 간략히 "노드 커패시턴스"라 칭한다.The
구동회로(200)는 다수의 동작신호선(X1, X2, X3,..Xn)에 전기적으로 연결되며, 구동파형을 다수의 동작신호선에 동시에 인가한다. 이때, 구동파형은 후술하는 바와 같이 양의 전원전압, 음의 전원전압 및 접지전압의 조합으로 이루어지며, 구체적인 구동파형은 구동회로(200)의 구동 스위치의 온/오프 동작 순서에 의해 결정된다. 이하에서 설명하는 본 발명의 실시예에서 구동파형을 다수의 동작 신호선에 "동시에 인가"한다는 의미는 완전 동일한 시점에 구동파형을 다수의 동작 신호선에 동시에 인가한다는 것만을 의미하는 것은 아니며, 어느 정도의 시간차를 가지고 인가하는 것도 포함하는 개념이다. The
본 발명의 실시예에 따른 구동회로(200)는 노드 커패시터(112)에 양의 전압을 충전시키기 위한 제1 모드의 구동파형과 노드 커패시터(112)에 음의 전압을 충전시키기 위한 제2 모드의 구동파형이 소정 시퀀스로 조합된 각각의 구동파형을 대응하는 동작신호선(X1, X2, X3,..Xn)에 동시에 출력한다. 이때, 제1 모드의 구동파형과 제2 모드의 구동파형을 각각 "1"과 "0"으로 표기하면, 임의의 구동시점에서 다수의 동작신호선(X1, X2, X3,..Xn)에 동시에 출력되는 구동파형은 소정의 바이너리 시퀀스(BS; binary sequence)를 이룬다. The
이때, 서로 다른 구동시점에서 각 동작신호선에 인가되는 바이너리 시퀀스는 직교성(orthogonality)을 갖는 서로 다른 바이너리 시퀀스로 이루어질 수 있다. 예컨대, t1인 구동시점에서 다수의 동작 신호선에 동시에 인가되는 바이너리 시퀀스(BS1)와 t2인 구동시점에서 다수의 동작 신호선에 동시에 인가되는 바이너리 시퀀스(BS2)는 직교성(orthogonality)을 갖는다. 여기서, 구동회로의 구동시점의 개수는 구동파형이 동시에 인가하는 동작신호선(X1, X2, X3,..Xn)의 개수와 동일하게 설정한다. In this case, the binary sequences applied to the operation signal lines at different driving points may be formed of different binary sequences having orthogonality. For example, a binary sequence BS1 simultaneously applied to a plurality of operation signal lines at a driving point of t1 and a binary sequence BS2 simultaneously applied to a plurality of operation signal lines at a driving point of t2 have orthogonality. Here, the number of driving time points of the driving circuit is set equal to the number of operation signal lines X1, X2, X3, .. Xn to which the driving waveforms are simultaneously applied.
감지회로(300)는 다수의 감지신호선(Y1, Y2, Y3,...Ym)에 전기적으로 연결되며, 구동파형이 인가되는 감지신호선에 대응하는 복수의 노드 커패시터(112)의 커패시턴스(C1j, C2j, C3j,..., Cnj)에 의해 전달되는 감지전압(SV)을 측정한다. 이때, 감지전압은 각 감지신호선(Yj)에 대응하는 복수의 노드 커패시터의 커패시턴스(C1j, C2j, C3j,..., Cnj)를 소정 시퀀스로 더하기(+) 또는 빼기(-)를 한 값에 비례한다. The
타이밍제어기(400)는 구동회로(200) 및 감지회로(300)에 각각 구동스위치 제어신호와 감지스위치 제어신호를 출력하여, 구동회로(200)의 구동스위치와 감지회로(300)의 감지스위치의 온/오프 동작을 제어한다. The
감지인식부(500)는 각 구동시점마다 감지회로(300)에서 감지한 감지전압(연산된 복수 노드 커패시턴스값에 대응함)을 메모리(도시하지 않음)에 저장한 후, 각 구동시점마다 감지된 감지전압(SV1, SV2, ..., SVn)을 소정 시퀀스로 더하기 연산 또는 빼기 연산을 함으로써, 각 노드 커패시터에 대응하는 커패시턴스를 측정할 수 있다. 이때, 감지인식부(500)에서 수행된 "더하기" 연산 및 "빼기" 연산의 조합 시퀀스는 대응하는 동작신호선에 인가되는 구동파형의 시퀀스와 동일하게 설정할 수 있다. The
다음은 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구동회로(200) 및 감지회로(300)를 보다 상세하게 설명한다. Next, the driving
구동회로(200)는 각각 대응하는 노드 커패시터(C1j, C2j, C3j, C4j)에 구동파형을 인가하는 다수의 단위 구동부(200a, 200b, 200c, 200d)를 포함한다. 본 발명의 실시예에서는 단위 구동부가 4개인 것을 예로서 설명하나, 단위 구동부의 개수는 제한이 없으며 동작 신호선의 개수를 넘지 않는 범위에서 적절히 선택할 수 있다. The driving
각 단위 구동부(200a, 200b, 200c, 200d)는 각각 양의 전원전압(VDD), 음의 전원전압(-VDD), 제1 구동스위치(S11, S12, S13, S14), 제2 구동스위치(S21, S22, S23, S24) 및 제3 구동스위치(S31, S32, S33, S34)를 포함하며, 대응하는 노드 커패시터에 양의 전압을 인가하기 위한 제1 모드의 구동파형과 음의 전압을 인가하기 위한 제2 모드의 구동파형이 소정 시퀀스로 조합된 구동파형을 인가한다. Each
이때, 각 단위구동부(200a, 200b, 200c, 200d)가 대응하는 노드 커패시터에 인가하는 구동파형의 시퀀스는 직교성을 갖는 서로 다른 시퀀스로 이루어질 수 있다. In this case, the sequence of the driving waveforms applied to the corresponding node capacitors by the
도 2에서 제1 구동 스위치(S11, S12, S13, S14)는 양의 전원전압(VDD)과 노드 커패시터(112)의 일단인 동작신호선(X1, X2, X3, X4) 사이에 전기적으로 연결되며, 제2 구동 스위치(S21, S22, S23, S24)는 접지와 노드 커패시터(112)의 일단 사이에 전기적으로 연결되며, 제3 구동 스위치(S31, S32, S33, S34)는 음의 전원전압(-VDD)과 노드 커패시터(112)의 일단 사이에 전기적으로 연결된다. In FIG. 2, the first driving switches S11, S12, S13, and S14 are electrically connected between the positive power supply voltage VDD and the operation signal lines X1, X2, X3, and X4, which are ends of the
본 발명의 실시예에 따르면, 제1 구동 스위치(S11, S12, S13), 제2 구동 스위치(S21, S22, S23), 제3 구동 스위치(S31, S32, S33)의 온/오프 동작에 따라, 양의 전원전압(VDD)과 접지 전압의 조합으로 구성된 제1 모드의 구동파형과 음의 전원전압(-VDD)과 접지 전압의 조합으로 구성된 제2 모드의 구동파형이 소정 시퀀스로 이루어진 파형이 대응하는 동작신호선(X1, X2, X3, X4)에 출력된다. According to an embodiment of the present invention, the first driving switch S11, S12, S13, the second driving switch S21, S22, S23, and the third driving switch S31, S32, S33 may be operated. The driving waveform of the first mode consisting of a combination of a positive power supply voltage (VDD) and a ground voltage and the driving waveform of a second mode consisting of a combination of a negative power supply voltage (-VDD) and a ground voltage are formed in a predetermined sequence. It is output to the corresponding operation signal lines X1, X2, X3, and X4.
감지회로(300)는 제1 및 제2 감지스위치(S4, S5), 적분 커패시터(310) 및 증폭기(320)를 포함한다. The
제1 감지스위치(S4)는 각 노드 커패시터(C1j, C2j, C3j, C4j)의 공통 타단인 감지신호선(Yj)과 접지 사이에 전기적으로 연결된다. The first sensing switch S4 is electrically connected between the sensing signal line Yj, which is the other end of each node capacitor C1j, C2j, C3j, and C4j, and the ground.
증폭기(320)는 차동 증폭기(differential amplifier)이며, 반전단자는 노드 커패시터의 공통 타단인 감지신호선(Yj)에 전기적으로 연결되고 비반전단자는 접지된다. 이하에서는 증폭기(320)의 예로서 통상의 연산 증폭기(OP AMP)를 설명하나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 이외의 다른 차동 증폭기를 사용할 수도 있다. The
적분 커패시터(310)는 연산증폭기(320)의 반전단자와 출력단자 사이에 전기적으로 연결된다. 즉, 적분 커패시터(310)는 연산증폭기(320)의 출력을 연산증폭기(320)의 입력으로 부귀환(negative feedback)시키는 역할을 수행한다. The
제2 감지스위치(S5)는 노드 커패시터(C1j, C2j, C3j, C4j)의 공통 타단과 적분 커패시터(310)(즉, 연산 증폭기(320)의 반전단자) 사이에 전기적으로 연결되며, 노드 커패시터(C1j, C2j, C3j, C4j)에 각각 충전된 전압의 연산값에 대응하는 전압이 적분 커패시터에 전달되는 것을 스위칭하는 역할을 수행한다. The second sensing switch S5 is electrically connected between the common other end of the node capacitors C1j, C2j, C3j, and C4j and the integrating capacitor 310 (that is, the inverting terminal of the operational amplifier 320). C1j, C2j, C3j, C4j) serves to switch the transfer of the voltage corresponding to the operation value of the voltage charged in the integrated capacitor, respectively.
다음은 도 3 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 단위 구동부의 동작을 설명한다. Next, an operation of the unit driver according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 7.
이하에서는 설명의 편의상 첫번째 단위 구동부(200a)의 동작을 설명하나, 다른 단위 구동부(200b, 200c, 200d)도 이와 동일하게 동작한다. Hereinafter, for convenience of description, the operation of the
본 발명의 실시예에 따른 단위 구동부(200a)의 구동방법은 노드 커패시터에 양의 전압(VDD)을 인가하기 위한 제1 구동모드와 음의 전원전압(-VDD)을 인가하기 위한 제2 구동모드의 조합에 의해 구동된다.In the driving method of the
먼저 도 3 내지 및 도 5를 참조해서 제1 구동모드의 동작을 설명한다. First, the operation of the first driving mode will be described with reference to FIGS. 3 to 5.
제1 구동모드에 따르면, 제3 동작스위치(S31)는 오프상태를 유지하며, 다른 스위치(S11, S21, S4, S5)의 온/오프 동작에 따라 노드 커패시터(112)가 충전되거나 방전된다. According to the first driving mode, the third operation switch S31 maintains the off state, and the
노드 커패시터(112)의 충전 동작을 설명하면, 도 4에 도시한 바와 같이 제1 구동스위치(S11)와 제1 감지스위치(S4)가 온되고, 제2 구동스위치(S21)와 제2 감지스위치(S5)가 오프된다. 이 경우, 노드 커패시터(112)의 양단(Vx)은 양의 전원전압(VDD)으로 충전된다. Referring to the charging operation of the
그리고나서, 노드 커패시터(112)의 방전 동작이 수행되는데, 도 5에 도시한 바와 같이 제1 구동스위치(S11)와 제1 감지스위치(S4)가 오프되고 제2 구동스위치(S21)와 제2 감지스위치(S5)가 온된다. 이 경우, 노드 커패시터(112)의 양단(Vx)은 접지 전위까지 방전되며, 적분 커패시터(310)의 양단(Vy)에는 단위충전전압(Vd)이 충전(전달)된다. 이때, 단위충전전압(Vd)은 다음의 수학식 1에 의해 결정된다. Then, the discharge operation of the
(여기서, Vd는 단위충전전압, C1j는 첫번째 구동신호선과 j번째 감지신호선에 의해 형성되는 노드 커패시터의 커패시턴스, Ct는 적분 커패시터의 커패시턴스, VDD는 전원전압)Where Vd is the unit charge voltage, C1j is the capacitance of the node capacitor formed by the first driving signal line and the jth sensing signal line, Ct is the capacitance of the integrating capacitor, and VDD is the power supply voltage.
제1 구동모드에 따르면, 노드 커패시터(112)의 충전 동작시 노드 커패시터의 양단에는 양의 전원전압(VDD)가 충전되고, 노드 커패시터(112)의 방전 동작시 적분 커패시터(310)의 양단에는 노드 커패시터(112)의 커패시턴스(C1j)에 비례하는 단위 충전 전압(Vd)이 충전된다.According to the first driving mode, a positive power supply voltage VDD is charged at both ends of the node capacitor during the charging operation of the
본 발명의 실시예에서 "충전" 및 "방전"은 각각 노드 커패시터의 충전 및 방전 동작을 의미하며, "전달"은 적분 커패시터에 단위충전전압이 충전(전달)되는 동작을 의미한다. In the embodiment of the present invention, "charge" and "discharge" refer to charging and discharging operations of the node capacitor, respectively, and "delivery" refers to an operation in which the unit charging voltage is charged (transmitted) to the integrating capacitor.
다음에는 도 6 및 도 7을 참조하여, 제2 구동모드의 충방전 동작을 설명한다. Next, the charging and discharging operation of the second driving mode will be described with reference to FIGS. 6 and 7.
제2 구동모드에 따르면, 제1 동작스위치(S11)는 오프상태를 유지하며, 다른 스위치(S21, S31, S4, S5)의 온/오프 동작에 따라 노드 커패시터(112)가 충전되거나 방전된다. According to the second driving mode, the first operation switch S11 maintains the off state, and the
노드 커패시터(112)의 충전 동작을 설명하면, 도 6에 도시한 바와 같이 제3 구동스위치(S31)와 제1 감지스위치(S4)가 온되고, 제2 구동스위치(S21)와 제2 감지스위치(S5)가 오프된다. 이 경우, 도 노드 커패시터(112)의 양단(Vx)은 음의 전원전압(-VDD)으로 충전된다. Referring to the charging operation of the
그리고나서, 노드 커패시터(112)의 방전 동작이 수행되는데, 도 7에 도시한 바와 같이 제3 구동스위치(S31)와 제1 감지스위치(S4)가 오프되고 제2 구동스위치(S21)와 제2 감지스위치(S5)가 온된다. 이 경우, 노드 커패시터(112)의 양단(Vx)은 접지 전위까지 방전되며, 적분 커패시터(310)의 양단(Vy)에는 음의 단위충전전압(Vd)이 충전(전달)된다. 이때, 전압 Vd는 상기한 수학식 1에 의해 결정된다.Then, the discharging operation of the
제2 구동모드에 따르면, 노드 커패시터(112)의 충전 동작시 노드 커패시터의 양단에는 음의 전원전압(-VDD)가 충전되고, 노드 커패시터(112)의 방전 동작시 적분 커패시터(310)의 양단에는 노드 커패시터(112)의 커패시턴스(C1j)에 비례하는 음의 단위 충전 전압(-Vd)이 충전된다.According to the second driving mode, a negative power supply voltage (-VDD) is charged at both ends of the node capacitor during the charging operation of the
다음에는 도 8a 내지 도 8d를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 장치의 구동방법을 설명한다. Next, a method of driving a touch screen device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 8A to 8D.
본 발명의 실시예에 따르면, 각 단위 구동부(200a, 200b, 200c, 200d)는 제1 구동모드와 제2 구동모드를 소정의 시퀀스로 조합하여 구동한다. 도 8a 내지 도 8d에 따르면, 노드 커패시터에 양의 전원전압을 인가하는 제1 구동모드는 "1"로서 표기하고, 노드 커패시터에 음의 전원전압을 인가하는 제2 구동모드를 "0"로서 표기하였다. 본 발명의 실시예에 따르면, 임의의 구동시점에서 다수의 동작신호선(X1, X2, X3, X4)에 동시에 출력되는 구동파형은 소정의 바이너리 시퀀스(BS; binary sequence)로 나타낼 수 있다. 도 8a 내지 도 8d에 도시한 바와 같이, 구동시점 t1에서 각 단위구동부(200a, 200b, 200c, 200d)에 의해 구동되는 구동파형의 바이너리 시퀀스(BS1)은 "0111"이고, 구동시점 t2에서 각 단위구동부에 의해 구동되는 구동파형의 바이너리 시퀀스(BS2)은 "1011"이고, 구동시점 t3에서 각 단위구동부에 의해 구동되는 구동파형의 바이너리 시퀀스(BS3)은 "1101"이고, 구동시점 t4에서 각 단위구동부에 의해 구동되는 구동파형의 바이너리 시퀀스(BS4)은 "1110"이다. 즉, 본 발명의 실시예에 따르면, 각 구동시점의 바이너리 시퀀스는 이전 구동시점의 바이너리 시퀀스를 오른쪽으로 시프트한 것과 동일하다.According to the exemplary embodiment of the present invention, each
여기서, 서로 다른 구동시점에서 각 동작 신호선에 인가되는 바이너리 시퀀스(BS1, BS2, BS3, BS4)는 직교성(orthogonality)을 갖는 서로 다른 바이너리 시퀀스로 이루어질 수 있다. 예컨대, t1인 구동시점에서 4개의 동작 신호선에 동시에 인가되는 바이너리 시퀀스(BS1)인 0111과 t2인 구동시점에서 4개의 동작 신호선에 동시에 인가되는 바이너리 시퀀스(BS2)인 1011은 직교성(orthogonality)을 갖는다. Here, the binary sequences BS1, BS2, BS3, and BS4 applied to the respective operation signal lines at different driving points may be formed of different binary sequences having orthogonality. For example, 0111, which is a binary sequence BS1 that is simultaneously applied to four operation signal lines at a driving point of t1, and 1011, which is a binary sequence BS2 that is simultaneously applied to four operation signal lines at a driving point of t2, have orthogonality. .
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 순차적인 구동시점(t1, t2, t3, t4)에서 단위 구동부(200a)는 0, 1, 1, 1의 순서(바이너리 시퀀스는 0111임)로 구동되고 단위 구동부(200b)는 1, 0, 1, 1의 순서(바이너리 시퀀스는 1011임)로 구동되며 단위 구동부(200c)는 1, 1, 0, 1의 순서(바이너리 시퀀스는 1101임)로 구동되고, 단위 구동부(200d)는 1, 1, 1, 0의 순서(바이너리 시퀀스는 1110)로 구동된다. In addition, according to an exemplary embodiment of the present invention, the
도 8a에 도시한 바와 같이, t1인 구동시점에서 단위 구동부(200a), 단위 구동부(200b), 단위 구동부(200c), 단위 구동부(200d)는 각각 0, 1, 1, 1로 구동되며, 이에 따라 각각의 노드 커패시터에는 -VDD, VDD, VDD, VDD 전압이 충전된다. As shown in FIG. 8A, the
이때, t=t1시점에서 각 노드 커패시터로부터 적분 커패시터(Ct)에 전달되는 감지전압(SV1)은 다음의 수학식 2와 같다. At this time, the sensing voltage SV1 transferred from each node capacitor to the integration capacitor Ct at the time t = t1 is expressed by Equation 2 below.
(여기서, k는 VDD/Ct인 상수 값임)Where k is a constant value of VDD / Ct
또한, 도 8b 내지 도 8d에 도시한 구동방법에 따르면, t2, t3, t4 시점에서 각 노드 커패시터로부터 적분 커패시터(Ct)에 전달되는 감지전압(SV2, SV3, SV4)은 다음의 수학식 3과 같다. In addition, according to the driving method illustrated in FIGS. 8B to 8D, the sensing voltages SV2, SV3, and SV4 transferred from the node capacitors to the integrating capacitor Ct at the time points t2, t3, and t4 are represented by the following
수학식 2와 수학식 3과 같이 각 구동시점에서 감지회로(300)가 감지한 감지전압(SV1, SV2, SV3, SV4)을 소정 시퀀스로 더하기 연산 또는 빼기 연산을 하면, 다음의 수학식 4와 같이 각 노드 커패시터의 커패시턴스(C1j, C2j, C3j, C4j)를 구할 수 있다. As shown in
즉, 본 발명의 실시예에 따르면, 감지인식부(500)는 각 구동시점에서 감지회로(300)가 감지한 감지전압(SV1, SV2, SV3, SV4)을 메모리(도시하지 않음)에 저장한 후, 감지전압(SV1, SV2, SV3, SV4)을 소정 시퀀스로 더하기 연산 또는 빼기 연산을 하면 수학식 4와 같이 각 노드 커패시터의 커패시턴스(C1j, C2j, C3j, C4j)를 구할 수 있다. 이때, 감지인식부(500)에서 수행된 "더하기" 연산 및 "빼기" 연산의 조합 시퀀스는 대응하는 동작신호선에 인가되는 구동파형의 시퀀스와 동일하게 설정될 수 있다. That is, according to the exemplary embodiment of the present invention, the
구체적으로 동작 신호선 X1에 구동파형을 인가하는 단위 구동부(200a)는 각 구동시점에서 0111의 바이너리 시퀀스로 구동되는데, 감지인식부(500)는 각 구동시점에서 감지한 감지전압(SV1, SV2, SV3, SV4)을 -, +, +, + 순서로 하여 연산함으로써(즉, 바이너리 시퀀스를 0111로 함으로써), 단위 구동부(200a)에 대응하는 노드 커패시턴스(C1j)를 측정함을 알 수 있다. 또한, 다른 단위 구동부(200b, 200c, 200d)에 대응하는 노드 커패시턴스(C2j, C3j, C4j)도 각 단위 구동부(200b, 200c, 200d)의 구동 바이너리 시퀀스와 동일한 바이너리 시퀀스로 감지전압(SV1, SV2, SV3, SV4)을 연산함으로써 구해짐을 알 수 있다. Specifically, the
이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 각 노드 커패시터를 순차적으로 구동한 후 각 노드 커패시터의 커패시턴스를 순차적으로 측정하는 종래의 구동방법과는 달리, 임의의 구동시점에서 소정의 바이너리 시퀀스를 가지는 구동파형으로 다수의 단위 구동부를 동시에 구동하여 각 노드 커패시터로부터 하나의 적분 커패시터에 전달되는 감지전압을 측정하고 감지인식부에서 이를 연산하기 때문에 구동시간을 줄일 수 있는 장점이 있다. As described above, according to the exemplary embodiment of the present invention, unlike a conventional driving method in which each node capacitor is sequentially driven, and then the capacitance of each node capacitor is sequentially measured, a driving waveform having a predetermined binary sequence at an arbitrary driving time point. As a result, the driving time can be shortened by simultaneously driving a plurality of unit drivers and measuring the sensed voltage transferred from each node capacitor to one integrated capacitor and calculating the calculated voltage in the sensing unit.
또한 본 발명의 실시예에 따른 구동방법에 의하면, 각 구동시점별로 복수의 노드 커패시터에 구동되는 바이너리 시퀀스와 동일한 바이너리 시퀀스로 감지전압을 연산(즉, 자기상관을 이용)하여 각 노드 커패시턴스를 측정하기 때문에, 외부 노이즈에 의한 영향을 제거할 수 있다는 장점이 있다. In addition, according to the driving method according to an embodiment of the present invention, by measuring the node voltage by calculating the sensed voltage (ie, using autocorrelation) in the same binary sequence that is driven to the plurality of node capacitors at each driving time point Therefore, there is an advantage that the influence of external noise can be eliminated.
한편, 도 8a 내지 도 8d는 4개의 단위 구동부가 완전 직교성(perfect orthogonality)을 가지는 0111로 이루어진 바이너리 시퀀스로 구동되는 경우를 예로서 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 4개 이상의 단위 구동부를 바커 시퀀스와 같이 직교성이 좋은 바이너리 시퀀스를 이용하여 적용할 수도 있다. 8A through 8D illustrate the case in which four unit driving units are driven by a binary sequence including 0111 having perfect orthogonality, but the present invention is not limited thereto. It can also be applied using binary sequences with good orthogonality, such as a Barker sequence.
또한, 본 발명의 실시예는 n 개의 단위 구동부를 가지는 터치 스크린 장치를 구동하는 경우, 수학식 2 및 3과 유사하게 다음의 수학식 5와 같이 일반화하여 표현할 수 있다. In addition, when the touch screen device having n unit driving units is driven, an embodiment of the present invention may be expressed by generalizing the following
여기서, V는 각 구동시점별로 복수의 노드 커패시터에 의해 하나의 적분 커패시터에 전달되어 감지된 전압으로서, n×1의 행렬이며, k는 전원전압(VDD)와 적분 커패시터의 커패시턴스(Ct)의 비이며, A는 -1과 1로 이루어진 n×n 행렬이며, C는 각 노드 커패시터의 커패시턴스에 대응하는 n×1이다. 여기서, A행렬 중 "1"은 제1 구동모드(노드 커패시터에 양의 전원전압을 인가)를 의미하며, "-1"은 제2 구동모드(노드 커패시터에 음의 전원전압을 인가)를 의미한다. Here, V is a voltage transmitted and sensed by one node capacitor by a plurality of node capacitors at each driving time point, and is a matrix of n × 1, and k is a ratio of the power supply voltage VDD and the capacitance Ct of the integration capacitor. Where A is an n × n matrix of −1 and 1, and C is n × 1 corresponding to the capacitance of each node capacitor. Here, "1" in A matrix means the first driving mode (the positive power supply voltage is applied to the node capacitor), and "-1" means the second driving mode (the negative power supply voltage is applied to the node capacitor). do.
수학식 5로부터 각 노드 커패시터의 커패시턴스 행렬 C는 다음의 수학식 6으로 구할 수 있다. The capacitance matrix C of each node capacitor can be obtained from Equation 6 from
여기서, 는 A의 역행렬의 의미한다. here, Is the inverse of A.
따라서, 수학식 6으로부터 알 수 있듯이, -1과 1로 이루어진 A 행렬의 역행렬로 구해지는 시퀀스와 동일한 값으로 각 감지전압을 연산하면, 각 노드 커패시턴스를 구할 수 있다. Therefore, as can be seen from Equation 6, each node voltage can be obtained by calculating each sensing voltage with the same value as the sequence obtained by the inverse of the matrix A consisting of -1 and 1.
한편, 다음의 수학식 7을 만족하는 행렬 A로 각 구동시점별로 각 노드 커패시터를 구동하면, 본 발명의 실시예에서 설명한 바와 같이, 각 구동시점별로 복수의 노드 커패시터에 구동되는 바이너리 시퀀스와 동일한 바이너리 시퀀스로 감지전압을 연산(즉, 자기상관을 이용)하여 각 노드 커패시턴스를 측정할 수 있으므로, 외부 노이즈에 의한 영향을 제거할 수 있다는 장점이 있다.On the other hand, if each node capacitor is driven for each driving time by the matrix A satisfying the following equation (7), as described in the embodiment of the present invention, the same binary as the binary sequence driven to the plurality of node capacitors for each driving time Since each node capacitance can be measured by calculating the sense voltage in sequence (that is, using autocorrelation), there is an advantage that the influence of external noise can be eliminated.
(여기서, n은 정수, I는 n×n의 단위행렬)Where n is an integer and I is a unit matrix of n × n.
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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications, and variations will readily occur to those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, it should be understood that the disclosed embodiments are to be considered in an illustrative rather than a restrictive sense, and that the true scope of the invention is indicated by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof, .
100: 터치패널 200: 구동회로
300: 감지회로 400: 타이밍제어기
500: 감지인식부 112: 노드 커패시터
310: 적분커패시터 320: 연산증폭기 100: touch panel 200: driving circuit
300: detection circuit 400: timing controller
500: detection unit 112: node capacitor
310: integral capacitor 320: operational amplifier
Claims (21)
상기 노드 커패시터를 양의 전압으로 충전하기 위한 제1 모드의 구동파형과 상기 노드 커패시터를 음의 전압으로 충전하기 위한 제2 모드의 구동파형이 소정 바이너리 시퀀스로 조합된 각각의 구동파형을 대응하는 동작 신호선에 출력하는 구동회로;
상기 다수의 감지신호선에 전기적으로 연결되며, 대응하는 감지신호선에 전기적으로 연결된 다수의 노드 커패시터로부터 하나의 적분 커패시터에 전달되는 감지전압을 측정하는 감지회로; 및
각 구동시점별로 상기 감지회로에 의해 측정된 감지전압을 소정 바이너리 시퀀스로 더하기 또는 빼기 연산을 수행함으로써, 각 노드 커패시터에 대응하는 커패시턴스를 측정하는 감지인식부를 포함하는 터치스크린장치.A touch panel including a plurality of operation signal lines, a plurality of detection signal lines insulated from the plurality of operation signal lines, and a plurality of node capacitors formed by corresponding operation signal lines and corresponding detection signal lines, respectively;
A corresponding operation waveform in which a driving waveform of a first mode for charging the node capacitor with a positive voltage and a driving waveform of a second mode for charging the node capacitor with a negative voltage are combined in a predetermined binary sequence A drive circuit output to a signal line;
A sensing circuit electrically connected to the plurality of sensing signal lines, the sensing circuit measuring a sensing voltage transmitted from one node capacitor to one integration capacitor electrically connected to a corresponding sensing signal line; And
And a sensing recognizer configured to measure capacitance corresponding to each node capacitor by performing an addition or subtraction operation of the sensing voltage measured by the sensing circuit in a predetermined binary sequence for each driving time point.
상기 구동회로는 대응하는 동작신호선에 각각의 구동파형을 인가하기 위한 다수의 단위 구동부를 포함하는 터치스크린장치.The method of claim 1,
The driving circuit includes a plurality of unit driving units for applying respective driving waveforms to corresponding operation signal lines.
상기 노드 커패시터에 충전되는 상기 양의 전압과 상기 노드 커패시터에 충전되는 상기 음의 전압은 크기가 동일한 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치.The method of claim 2,
And the positive voltage charged in the node capacitor and the negative voltage charged in the node capacitor are equal in magnitude.
제1 구동시점에서 상기 다수의 동작신호선에 동시에 인가되는 제1 바이너리 시퀀스와 제2 구동시점에서 상기 다수의 동작신호선에 동시에 인가되는 제2 바이너리 시퀀스는 직교하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
And a first binary sequence simultaneously applied to the plurality of operation signal lines at a first driving time and a second binary sequence simultaneously applied to the plurality of operation signal lines at a second driving time are orthogonal to each other.
다수의 구동시점별로 제1 동작신호선에 인가되는 제3 바이너리 시퀀스와 다수의 구동시점별로 제2 동작신호선에 인가되는 제4 바이너리 시퀀스는 직교하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
And a third binary sequence applied to the first operation signal line by a plurality of driving time points and a fourth binary sequence applied to the second operation signal line by a plurality of driving time points are orthogonal to each other.
상기 감지인식부는
각 구동시점별로 상기 감지회로에 의해 측정된 감지전압을 대응하는 동작신호선에 구동시점별로 인가되는 바이너리 시퀀스와 동일한 시퀀스로 더하기 또는 빼기 연산을 수행함으로써, 대응하는 노드 커패시터의 커패시턴스를 측정하는 터치스크린 장치.The method of claim 5,
The detection recognition unit
A touch screen device for measuring the capacitance of a corresponding node capacitor by performing an addition or subtraction operation of the sensed voltage measured by the sensing circuit for each driving time in the same sequence as the binary sequence applied for each driving time. .
상기 감지회로에 의해 측정된 상기 적분 커패시터에 전달되는 감지전압이 다음의 식
(여기서, V는 각 구동시점별로 다수의 노드 커패시터에 의해 상기 적분 커패시터에 전달되어 감지된 전압으로서 n×1의 행렬이며, k는 상수, A는 -1과 1로 이루어진 n×n 행렬이며, C는 각 노드 커패시터의 커패시턴스에 대응하는 n×1 행렬)을 만족할 때,
각 노드 커패시터의 커패시턴스는 다음의 식
(여기서, 는 A의 역행렬)
을 통해 구해지는 것을 특징으로 하는 터치스크린장치.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The sensing voltage delivered to the integrating capacitor measured by the sensing circuit is
Where V is a voltage transmitted and sensed to the integrating capacitor by a plurality of node capacitors at each driving time point, and n is a matrix of n × 1, k is a constant, and A is an n × n matrix of −1 and 1, When C satisfies the n × 1 matrix corresponding to the capacitance of each node capacitor,
The capacitance of each node capacitor is given by
(here, Is the inverse of A)
Touch screen device, characterized in that obtained through.
상기 행렬 A는 다음의 식
(여기서, n은 정수,I는 n×n의 단위행렬)
을 만족하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치.The method of claim 7, wherein
The matrix A is
Where n is an integer and I is a unit matrix of n × n.
Touch screen device, characterized in that to satisfy.
상기 노드 커패시터를 양의 전압으로 충전하기 위한 제1 모드의 구동파형과 상기 노드 커패시터를 음의 전압으로 충전하기 위한 제2 모드의 구동파형이 소정 바이너리 시퀀스로 조합된 각각의 구동파형을 대응하는 동작 신호선에 출력하는 구동회로;
상기 다수의 감지신호선에 전기적으로 연결되며, 대응하는 감지신호선에 전기적으로 연결된 다수의 노드 커패시터로부터 하나의 적분 커패시터에 전달되는 감지전압을 측정하는 감지회로; 및
각 구동시점별로 상기 감지회로에 의해 측정된 감지전압을 소정 바이너리 시퀀스로 더하기 또는 빼기 연산을 수행함으로써, 각 노드 커패시터에 대응하는 커패시턴스를 측정하는 감지인식부를 포함하는 터치패널의 구동장치.A driving apparatus for driving a touch panel including a plurality of operation signal lines, a plurality of sensing signal lines insulated from the plurality of operating signal lines, and a plurality of node capacitors respectively formed by corresponding operating signal lines and corresponding sensing signal lines. To
A corresponding operation waveform in which a driving waveform of a first mode for charging the node capacitor with a positive voltage and a driving waveform of a second mode for charging the node capacitor with a negative voltage are combined in a predetermined binary sequence A drive circuit output to a signal line;
A sensing circuit electrically connected to the plurality of sensing signal lines, the sensing circuit measuring a sensing voltage transmitted from one node capacitor to one integration capacitor electrically connected to a corresponding sensing signal line; And
And a sensing recognition unit for measuring capacitance corresponding to each node capacitor by performing an addition or subtraction operation of the sensing voltage measured by the sensing circuit in a predetermined binary sequence for each driving time point.
상기 구동회로는 대응하는 동작신호선에 각각의 구동파형을 인가하기 위한 다수의 단위 구동부를 포함하며,
상기 각각의 단위 구동부는
상기 노드 커패시터의 일단과 제1 전압 사이에 전기적으로 연결되는 제1 구동스위치,
상기 노드 커패시터의 일단과 제2 전압 사이에 전기적으로 연결되는 제2 구동 스위치, 및
상기 노드 커패시터의 일단과 상기 제1 전압과 극성이 반대인 제3 전압 사이에 전기적으로 연결되는 제3 구동 스위치를 포함하는 터치패널의 구동장치.10. The method of claim 9,
The driving circuit includes a plurality of unit drivers for applying respective driving waveforms to corresponding operation signal lines,
Each unit driving unit
A first driving switch electrically connected between one end of the node capacitor and a first voltage;
A second driving switch electrically connected between one end of the node capacitor and a second voltage, and
And a third driving switch electrically connected between one end of the node capacitor and a third voltage having a polarity opposite to the first voltage.
상기 제1 전압과 상기 제2 전압은 크기가 동일한 것을 특징으로 하는 터치패널의 구동장치.The method of claim 10,
And the first voltage and the second voltage have the same magnitude.
상기 감지회로는
상기 다수의 노드 커패시터의 공통타단과 제4 전압 사이에 전기적으로 연결되는 제1 감지 스위치;
상기 다수의 노드 커패시터의 공통 타단에 전기적으로 연결되어, 상기 다수의 노드 커패시터의 커패시턴스의 연산 값에 비례하는 감지전압이 전달되어 충전되는 적분 커패시터; 및
상기 다수의 노드 커패시터의 공통 타단과 상기 적분 커패시터 사이에 전기적으로 연결되며, 단위충전전압이 상기 적분 커패시터에 전달되는 것을 스위칭하는 제2 감지스위치를 포함하는 터치패널의 구동장치.The method of claim 10,
The sensing circuit
A first sensing switch electrically connected between the common other ends of the plurality of node capacitors and a fourth voltage;
An integrating capacitor electrically connected to the other ends of the plurality of node capacitors, the integrating capacitor being charged by transferring a sense voltage proportional to an operation value of capacitances of the plurality of node capacitors; And
And a second sensing switch electrically connected between the common ends of the plurality of node capacitors and the integrating capacitor, the second sensing switch being configured to switch a unit charge voltage to the integrating capacitor.
상기 제2 전압과 상기 제4 전압은 접지 전압인 것을 특징으로 하는 터치패널의 구동장치.The method of claim 12,
And wherein the second voltage and the fourth voltage are ground voltages.
제1 구동시점에서 상기 다수의 동작신호선에 동시에 인가되는 제1 바이너리 시퀀스와 제2 구동시점에서 상기 다수의 동작신호선에 동시에 인가되는 제2 바이너리 시퀀스는 직교하는 것을 특징으로 하는 터치패널의 구동장치.14. The method according to any one of claims 9 to 13,
And a first binary sequence simultaneously applied to the plurality of operation signal lines at a first driving time and a second binary sequence simultaneously applied to the plurality of operation signal lines at a second driving time are orthogonal to each other.
다수의 구동시점별로 제1 동작신호선에 인가되는 제3 바이너리 시퀀스와 다수의 구동시점별로 제2 동작신호선에 인가되는 제4 바이너리 시퀀스는 직교하는 것을 특징으로 하는 터치패널의 구동장치.14. The method according to any one of claims 9 to 13,
And a third binary sequence applied to the first operation signal line by a plurality of driving time points and a fourth binary sequence applied to the second operation signal line by a plurality of driving time points are orthogonal to each other.
상기 감지인식부는
각 구동시점별로 상기 감지회로에 의해 측정된 감지전압을 대응하는 동작신호선에 구동시점별로 인가되는 바이너리 시퀀스와 동일한 시퀀스로 더하기 또는 빼기 연산을 수행함으로써, 대응하는 노드 커패시터의 커패시턴스를 측정하는 터치패널의 구동장치.16. The method of claim 15,
The detection recognition unit
By adding or subtracting the sensed voltage measured by the sensing circuit for each driving time in the same sequence as the binary sequence applied for each driving time, the capacitance of the corresponding node capacitor is measured. Drive system.
상기 노드 커패시터를 양의 전압으로 충전하기 위한 제1 모드의 구동파형과 상기 노드 커패시터를 음의 전압으로 충전하기 위한 제2 모드의 구동파형이 소정 바이너리 시퀀스로 조합된 각각의 구동파형을 대응하는 동작신호선에 출력하는 단계;
대응하는 감지신호선에 전기적으로 연결된 다수의 노드 커패시터로부터 하나의 적분 커패시터에 전달되는 감지전압을 각 구동시점별로 측정하는 단계; 및
각 구동시점별로 측정된 상기 감지전압을 소정 바이너리 시퀀스로 더하기 또는 빼기 연산을 수행함으로써, 각 노드 커패시터에 대응하는 커패시턴스를 측정하는 단계를 포함하는 터치패널의 구동방법.A method of driving a touch panel comprising a plurality of operation signal lines, a plurality of detection signal lines insulated from the plurality of operation signal lines, and a plurality of node capacitors formed by corresponding operation signal lines and corresponding detection signal lines, respectively. ,
A corresponding operation waveform in which a driving waveform of a first mode for charging the node capacitor with a positive voltage and a driving waveform of a second mode for charging the node capacitor with a negative voltage are combined in a predetermined binary sequence Outputting to a signal line;
Measuring a sensing voltage transmitted to each integrated capacitor from each of the plurality of node capacitors electrically connected to the corresponding sensing signal lines for each driving time point; And
And measuring capacitance corresponding to each node capacitor by performing an addition or subtraction operation of the sensed voltage measured for each driving time in a predetermined binary sequence.
상기 노드 커패시터에 충전된 양의 전압과 상기 음의 전압은 크기가 동일한 것을 특징으로 하는 터치패널의 구동방법.18. The method of claim 17,
The positive voltage charged in the node capacitor and the negative voltage is the same size, the driving method of the touch panel.
제1 구동시점에서 상기 다수의 동작신호선에 동시에 인가되는 제1 바이너리 시퀀스와 제2 구동시점에서 상기 다수의 동작신호선에 동시에 인가되는 제2 바이너리 시퀀스는 직교하는 것을 특징으로 하는 터치패널의 구동방법.19. The method of claim 18,
And a first binary sequence simultaneously applied to the plurality of operation signal lines at a first driving time and a second binary sequence simultaneously applied to the plurality of operation signal lines at a second driving time are orthogonal to each other.
다수의 구동시점별로 제1 동작신호선에 인가되는 제3 바이너리 시퀀스와 다수의 구동시점별로 제2 동작신호선에 인가되는 제4 바이너리 시퀀스는 직교하는 것을 특징으로 하는 터치패널의 구동방법.19. The method of claim 18,
And a third binary sequence applied to the first operation signal line by a plurality of driving time points and a fourth binary sequence applied to the second operation signal line by a plurality of driving time points are orthogonal to each other.
상기 더하기 또는 빼기 연산의 바이너리 시퀀스는 대응하는 동작신호선에 구동시점별로 인가되는 바이너리 시퀀스와 동일한 것을 특징으로 하는 터치패널의 구동방법.21. The method of claim 20,
And wherein the binary sequence of the add or subtract operation is the same as the binary sequence applied for each driving time point to the corresponding operation signal line.
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