KR101380801B1

KR101380801B1 - 자기정전용량 방식의 단일층 정전 터치 패널 장치의 터치 위치 인식 방법

Info

Publication number: KR101380801B1
Application number: KR1020120084533A
Authority: KR
Inventors: 황현하; 김헌규
Original assignee: 이미지랩(주)
Priority date: 2012-08-01
Filing date: 2012-08-01
Publication date: 2014-04-04
Also published as: KR20140017857A

Abstract

본 발명은 단일층 정전 터치 패널 장치에서 터치 위치를 인식하는 방법에 관한 것으로서, 본 발명에서는 각각의 투명전극에 길이방향을 따라 선형적으로 감소하는 전원을 인가하고, 인가한 전원에 의해 각 투명전극에 충전되는 제1전하량을 센싱하는 제1단계와, 투명전극에 길이방향을 따라 일정한 크기의 전원을 인가하고, 인가한 전원에 의해 각 투명전극에 충전되는 제2전하량을 센싱하는 제2단계, 및 제1전하량과 상기 제2전하량을 이용하여 터치 위치를 계산하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일층 정전 터치 패널 장치에서 터치 위치를 인식하는 방법이 제시된다.

Description

자기정전용량 방식의 단일층 정전 터치 패널 장치의 터치 위치 인식 방법{TOUCH LOCATION RECOGNITION METHOD IN SELF CAPACITIVE TOUCH PANEL APPARATUS HAVING A SINGLE LAYER STRUCTURE}

본 발명은 자기정전용량 방식의 단일층 정전 터치 패널 장치의 터치 위치 인식 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 하나의 투명기판에 터치용 투명전극패턴을 모두 구비하는 자기정전용량 방식에서 회로 부품 갯수를 최소화하면서 멀티 터치 인식이 가능한 자기정전용량 방식의 단일층 정전 터치 패널 장치의 터치 위치 인식 방법에 관한 것이다.

터치 패널 장치는 전 세계에서 모바일 기기를 중심으로 수요량이 급격히 증가하고 있을 뿐만 아니라 기술적으로도 성장 및 안정화되고 있어, 다양한 중대형 기기에서도 사용 비중이 꾸준히 증가하고 있다. 터치 패널 장치는 오래전부터 PDA, 게임기, 네비게이션, POS, ATM기기 등에서 사용되어왔지만, 전체 디스플레이 산업에서 터치 패널 장치가 차지하는 비중이 크지 않았다. 하지만 2007년 출시된 아이폰, 프라다폰, 옴니아 등 터치 패널 장치를 채택한 소형 모바일 기기가 시장에 큰 영향을 준 것을 시작으로 최근에는 다양한 모바일 멀티미디어기기 특히 스마트 폰과 태블릿 피씨(Tablet PCs) 등의 제품에 널리 적용되고 있다. 컴퓨팅 기술의 발전과 IT 인프라의 안정화를 바탕으로 최근 주목받고 있는 모바일 컨버전스와 유비쿼터스의 영향으로 홈오토메이션, 냉장고 등 일반 가전제품뿐만 아니라 도심 곳곳에 설치된 다양한 종류의 중대형 디스플레이 장치에 채택되는 등 그 영역을 넓혀가고 있다.

터치스크린 방식은 초기 낮은 원가 구조와 세밀한 터치감으로 인해 주로 채택되었던 저항막 방식에서 최근 들어 터치감이 우수하고, 내구성, 광 투과율 및 야외 시인성, 패널두께 등의 장점으로 인해 정전용량 방식으로 대체되고 있다. 특히 10인치 이하 모바일 기기에서 폭 넓게 사용되고 있다.

정전용량 터치 방식은 기판 위의 투명전극 상에 손가락의 터치 등 도전체가 닿을 경우 절연층에 일정한 정전용량층이 형성되고, 이 부분을 통해 신호가 전달되어 그 신호의 크기를 계산하고 위치를 검출하는 방식이다. 표면형(Surface)과 투영형(Projected) 두 가지 방식이 존재하나 최근에는 정밀하면서도 멀티터치가 가능하고 대형사이즈 터치스크린 제작이 가능한 투영형 정전용량 방식에 대한 수요가 높다.

도 1은 종래 정전용량 방식의 터치 패널 장치의 구성도로서, 하부투명전극이 패턴 형성된 하판(10)과, 상부투명전극이 패턴 형성된 상판(20)과, 상판 위에 구비되는 보호기판(30)으로 구성된다. 정전용량 방식은 저항막 방식과 달리 하판(10)과 상판(20) 사이의 간격이 존재하지 않기 때문에 투과율과 시인성이 좋고, 특히 사람의 손가락으로 가벼운 터치만으로도 인식이 가능하기 때문에 터치감이 우수하며 반응속도가 빠르다. 이러한 장점으로 인해 최근 휴대용 단말 터치 패널의 주류로 자리 잡고 있다. 그러나 정전 용량(Capacitance)이 존재하지 않는 장갑을 낀 손으로는 터치가 어려운 단점이 있다.

투영형 정전터치스크린(Projected Capacitive Touch Screen)은 정전 센싱 방법에 따라 크게 자기정전용량(Self-Capacitive) 방식과 상호정전용량(Mutual Capacitive) 방식으로 나눈다.

도 2는 종래 대표적인 자기정전용량방식의 정전 센싱 방식을 설명하기 위한 구성도이다. 동작원리를 살펴보면 각각의 패턴 형성된 투명전극(1,2,3,4,5,1',2',3',4',5')의 정전 용량(Capacitance)값을 구한 후 각각의 패턴이 가지고 있는 좌표 정보를 이용하여 터치 좌표를 구한다. 도 2의 투명전극 패턴에서는 투명전극 1,2,3,4,5에서 Y축 좌표, 1',2',3',4',5'에서 X축 좌표를 구할 수 있다.

자기정전용량방식에서는 모든 투명전극을 독립적이고 순차적으로 동일한 정전 센싱 방법으로 정전 용량값을 측정하기 때문에 정전 센싱 회로 구성이 간단하다. 예를 들어 도 2와 같이 X, Y 각각 5개의 투명전극으로 구성된 경우 터치 지점을 파악하기 위해서 1,2,3,4,5,1',2',3',4',5' 투명전극을 각각 센싱하여야 하므로 총 10회의 정전 센싱이 동작한다. 그리고 각각의 투명전극에서 유도된 전체의 정전용량을 측정하기 때문에 정전 센싱하는 영역이 넓고 외부 노이즈 영향이 작은 장점이 있다.

단점으로는 동시에 두 개 이상의 지점이 터치되는 멀티 터치가 발생할 경우 허깨비(Ghost) 좌표가 발생하여 정확한 멀티 터치 좌표 인식이 어려운 경우가 발생할 수 있다. 국내 멜파스, 애트랩, 국외 애플 등의 업체에서 자기정전용량방식에서도 멀티 터치 구현이 가능한 터치 스크린에 대한 특허 출원 기술이 있지만, 터치스크린 투명전극 패터닝이 어렵고 터치 센싱 단자가 너무 많아서 중대형 터치스크린에 적용하기에는 어려운 단점이 있다.

도 3은 종래 대표적인 상호정전용량방식의 센싱 방식을 설명하기 위한 구성도이다. 패턴된 투명전극은 자기정전용량방식과 동일하지만, 동작원리를 살펴보면 각각의 투명전극은 드라이빙 전극과 센싱용 전극으로 분리되어 있고 드라이빙 전극과 센싱용 전극의 교차점에서 정전 용량값을 구하는 방식이다. 도 3에서 투명전극(1,2,3,4,5)는 드라이빙용 투명전극이고 투명전극(1',2',3',4',5')는 센싱용 투명전극으로 설정한 상태에서 드라이빙용 투명전극 1에 신호를 인가하고 센싱용 투명전극(1',2',3',4',5')에서 정전용량값을 측정하고 동일한 방법으로 드라이빙용 투명전극(2,3,4,5)에 각각 신호를 인가하고 센싱용 투명전극(1',2',3',4',5')에서 정전용량값을 센싱한다. 각각의 센싱된 정보를 이용하여 좌표 파악이 가능하고 X, Y 축의 교차점을 센싱하기 때문에 멀티 터치도 인식 가능하다.

상호정전용량방식은 멀티터치 구현이 가능한 장점이 있지만 단점으로는 드라이빙 신호에 따른 센싱용 투명전극의 정전용량값(Capacitance)을 측정하는 방식을 사용하여 회로 구현이 복잡하고 센싱하는 횟수도 증가하는 단점이 있다. 예를 들어 5개의 드라이빙 투명전극과 5개의 센싱용 투명전극으로 구현하는 경우 5번의 드라이빙 신호 공급과 5x5 = 25 번의 정전센싱회로 동작이 필요하다. 그리고 자기정전용량방식과 비교하면 드라이빙 신호와 센싱 신호가 분리되어 있고 외부 신호에 의해서 드라이빙 신호가 영향을 받는 등의 이유로 외부 노이즈에 영향받는 단점도 존재한다.

통상적으로 도 1, 도 2, 및 도 3은 드라이빙용 투명전극과 센싱용 투명전극을 각각 상부기판과 하부기판에 구비되는 2-레이어(layer)로 구비되도록 형성하였다. 2-레이어 방식에 비하여 드라이빙용 투명전극과 센싱용 투명전극을 하나의 레이어(기판)에 형성하는 것이 유리하므로 최근에는 전극 구조를 변형하여 하나의 기판에 드라이빙용 투명전극과 센싱용 투명전극을 형성하는 1-레이어 방식의 정전 터치 스크린이 제안되고 있다. 1-레이어 방식은 다른 용어로 싱글 레이어 방식 또는 단일층 방식으로도 불린다.

1-레이어 방식의 자기정전용량 방식의 터치 스크린은 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 제시되어 있다. 특허문헌 1에서는 삼각형 형상의 투명전극에서 터치 시 접촉하는 면적에 따른 정전용량값의 차이를 이용하여 터치 좌표를 검출하고 특허문헌 2에서는 터치 위치에 따른 저항(R), 캐패시터(C)의 지연(Delay)값을 이용하여 터치 좌표를 검출한다. 비교적 단순한 터치스크린 패턴이지만 동시에 두 점의 지점이 터치될 경우 좌표 인식이 불가능한 문제점이 있었다.

1-레이어 방식의 상호정전용량 방식의 터치 스크린은 특허문헌 3, 특허문헌 4, 특허문헌 5 및 특허문헌 6에 제시되어 있다. 제시된 터치 스크린은 멀티 터치 인식이 가능하지만 투명전극 패턴이 복잡하고 이를 구현하는 회로도 복잡한 문제점을 가지고 있다.

특허문헌 1: 한국공개특허 10-2009-0082965 (공개일자: 2009년 08월 03일) 특허문헌 2: 한국공개특허 10-2011-0000985 (공개일자: 2011년 01월 06일) 특허문헌 3: 미국등록특허 US5,841,078 (등록일자: 1998년 11월 24일) 특허문헌 4: 미국공개특허 US2010-0328228 (공개일자: 2010년 12월 30일) 특허문헌 5: 미국공개특허 US2010-0090979 (공개일자: 2010년 04월 15일) 특허문헌 6: 미국공개특허 US2010-0163394 (공개일자: 2010년 07년 01일)

본 발명은 상기 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 단순한 투명전극 패턴을 갖는 단일층 방식으로 형성하면서도 멀티 터치 인식이 가능한 자기정전용량 방식의 단일층 정전 터치 패널 장치의 터치 위치 인식 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 상기 목적은 투명기판을 포함하는 터치 패널 및 회로부를 포함하는 자기정전용량 방식의 단일층 정전 터치 패널 장치에서 터치 위치를 인식하는 방법으로서, 투명기판상에는 일정한 간격을 유지하면서 형성되는 장방향의 복수 개 투명전극과, 상기 투명전극 일 단에 형성되는 제1연결도선과, 상기 투명전극의 타 단에 형성되는 제2연결도선을 구비하고, 회로부에는 상기 제1연결도선과 제2스위치를 통하여 연결되는 전원인가회로와, 상기 제2연결도선과 제3스위치를 통하여 연결되는 접지회로와, 상기 제1연결도선 또는 상기 제2연결도선 중에서 선택된 하나의 연결도선과 제1스위치를 통하여 연결되는 센싱회로를 포함하고, 각각의 투명전극에 길이방향을 따라 선형적으로 감소하는 전원을 인가하고, 인가한 전원에 의해 각 투명전극에 충전되는 제1전하량을 센싱하는 제1단계와, 투명전극에 길이방향을 따라 일정한 크기의 전원을 인가하고, 인가한 전원에 의해 각 투명전극에 충전되는 제2전하량을 센싱하는 제2단계, 및 제1전하량과 상기 제2전하량을 이용하여 터치 위치를 계산하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일층 정전 터치 패널 장치에서 터치 위치를 인식하는 방법에 의해서 달성 가능하다.

본 발명에 따른 자기정전용량 방식의 단일층 정전 터치 패널 장치는 하나의 투명기판상에 장방향의 복수 개 투명전극이 형성되는 구조를 사용함으로써 투명전극 패턴 형성이 용이하여 자기정전용량 방식의 단일층 정전 터치 패널 장치를 손쉽게 제조할 수 있는 장점이 있다.

본 발명에 따른 자기정전용량 방식의 단일층 정전 터치 패널 장치는 투명전극에 선형적으로 감소하는 전원을 인가하여 센싱하고, 이후 투명전극에 균일한 전원을 인가하여 센싱하는 전원 인가 방식이 단순하여 회로 부품 수를 줄일 수 있는 장점이 있다.

본 발명에 따른 자기정전용량 방식의 단일층 정전 터치 패널 장치는 단순한 패턴의 투명전극을 사용하므로 패터닝 저항에 영향을 적게 받기 때문에 중형, 대형용 큰 디스플레이에도 용이하게 적용할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래 정전용량 방식의 터치 패널 장치의 구성도.
도 2는 종래 대표적인 자기정전용량방식의 정전 센싱 방식의 터치 패널 장치를 설명하기 위한 구성도.
도 3은 종래 상호정전용량방식의 센싱 방식의 터치 패널 장치를 설명하기 위한 구성도.
도 4a, 도 4b, 도 4c 및 도 4d는 본 발명에 따른 일 실시예의 자기정전용량 방식의 단일층 정전 터치 패널 장치의 구성도.
도 5, 도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 자기정전용량 방식의 단일층 정전 터치 패널 장치에서 터치 위치를 인식하는 방식을 설명하기 위한 설명도.
도 8은 본 발명의 자기정전용량 방식의 단일층 정전 터치 패널 장치에 사용되는 센싱 회로의 일 례.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예, 장점 및 특징에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

우선 자기정전용량 방식의 단일층 정전 터치 패널 장치에 대해 살펴보기로 한다. 전술한 바와 같이 자기정정용량 방식으로 동작하면서 상기 하나의 투명패널상에 터치를 인식하기 위한 모든 투명전극이 형성된 것을 자기정전용량 방식의 단일층 정전 터치 패널로 정의된다. 자기정전용량 방식의 단일층 정전 터치 패널과 연결되어 투명전극에 인가된 전하량을 센싱하는 센싱회로, 전원을 인가하는 전원인가회로, 접지 전원을 인가하는 접지회로, 전체 제어를 담당하는 제어부, 센싱된 전하량을 이용하여 터치 지점의 좌표를 산출하는 신호처리부 및 복수 개 스위치를 포함하는 회로부로 구비되며, 이러한 회로부를 포함하여 자기정전용량 방식의 단일층 정전 터치 패널 장치라고 명명하기로 한다.

도 4는 본 발명에 따른 일 실시예의 자기정전용량 방식의 단일층 정전 터치 패널 장치의 구성도이다. 터치 패널에 형성되는 연결도선의 구성과 센싱회로의 설치 위치에 따라 도 4a, 도 4b, 도 4c, 및 도 4d 등의 다양한 변형이 가능하다. 도 4a에 제시된 자기정전용량 방식의 단일층 정전 터치 패널 장치를 이용하여 설명하기로 한다. 본 발명에 따른 자기정전용량 방식의 단일층 정전 터치 패널 장치에는 하나의 투명기판(110)에 장방형의 복수 개 투명전극(ITO 1, ITO 2, ..., ITO N)이 일정 거리 이격된 상태로 형성되며, 각각의 투명전극의 일 단에는 제1연결도선이 형성되고 타 단에는 타 단에는 접지회로와 연결되는 제2연결도선이 구비된다. 각각의 투명전극(ITO 1, ITO 2, ..., ITO N)의 제1연결도선은 제1스위치(SW1a, SW2a, ..., SWNa)를 통하여 센싱회로와 연결되고, 제2스위치(SW1b, SW2b, ..., SWNb)를 통해 전원인가회로와 연결되며, 각각의 투명전극(ITO 1, ITO 2, ..., ITO N)의 제2연결도선은 제3스위치(SW1c, SW2c, ..., SWNc)를 통해 접지회로와 연결된다. 여기서 접지회로는 접지전원(전압)을 공급하는 회로로 제시되었으나 전원인가회로를 통해 공급되는 전원과 상이한 전원(전압)을 공급하는 회로를 포함하는 것으로 이해되어져야 한다.

도 4b, 도 4c, 및 도 4d에 제시된 실시예는 도 4a에 제시된 실시예로부터 약간씩 변형된 구성을 갖는 실시예이다. 각각의 실시예에 대해서 도 4a에 제시된 구성과의 차이점에 대해서 설명하기로 한다. 도 4b는 투명기판(110) 상에서 제1연결도선을 두 개의 제1-1연결도선과 제1-2연결도선으로 형성하고, 제1-1연결도선은 제1스위치(SW1a, SW2a, ..., SWNa)를 통하여 센싱회로와 연결되고, 제1-2연결도선은 제2스위치(SW1b, SW2b, ..., SWNb)를 통하여 전원인가회로와 연결되는 구성을 갖는 예이다. 도 4c는 센싱회로를 각 투명전극(ITO 1, ITO 2, ..., ITO N)의 타 단으로 위치를 변경한 실시례를 도시한 것이고, 도 4d는 도 4c에 제시돈 실시예에서 제2연결도선을 두 개의 제2-1연결도선과 제2-2연결도선으로 형성하고, 제2-1연결도선은 제2스위치(SW1b, SW2b, ..., SWNb)를 통하여 센싱회로와 연결되고, 제2-2연결도선은 제3스위치(SW1c, SW2c, ..., SWNc)를 통하여 접지회로와 연결되는 구성을 갖는 예이다.

이하, 도 5 및 도 6을 이용하여 본 발명에 따른 자기정전용량 방식의 단일층 정전 터치 패널 장치의 동작에 대해 설명하기로 한다. 도 5와 도 6은 도 4a에 제시된 터치 지점에 해당하는 투명 전극 ITO 1 및 투명 전극 ITO 2만을 도시한 것으로서, 도 4a, 도 5 및 도 6에 표시된 터치 지점은 동일한 지점을 나타낸다.

먼저 도 4a에 도시된 바와 같이 자기정전용량 방식의 단일층 정전 터치 패널 장치에서 터치 패널의 한 지점에서만 터치가 발생(이를 '싱글 터치'라 함)하는 경우 터치 지점을 인식하는 원리에 대해 설명하기로 한다. 이하 도 4a, 도 5 및 도 6을 이용하여 싱글 터치에서 터치 좌표를 인식하는 방식에 대해 설명하기로 한다.

1. Y 좌표 인식

(1) 제1스위치(SW1a)는 오프 상태, 제2스위치(SW1b)는 온 상태, 제3스위치(SW1c)는 온 상태를 형성하여 투명전극(ITO 1, ITO 2, ..., ITO N)에 전원(V1)을 인가하면 투명전극(ITO 1, ITO 2)에는 각각 도 5(a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 길이 방향을 따라서 V1에서 0V로 선형적으로 감소하는 전압이 인가한다.

(2) 이후, 제1스위치(SW1a)는 온 상태, 제2스위치(SW1b)는 오프 상태, 제3스위치(SW1c)는 오프 상태로 형성하여 센싱회로를 이용하여 각 투명전극(ITO 1, ITO 2, ..., ITO N)에 축적된 전하량을 센싱한다. 도 4a와 같은 상태에서는 투명전극(ITO 1)과 투명전극(ITO 2)에만 전하가 센싱되고, 나머지 투명전극에는 전하가 센싱되지 않게 된다. 이때 투명전극(ITO 1)에 축적된 전하량(Q11)은 수학식 1로 표현되고, 투명전극(ITO 2)에 축적된 전하량(Q21)은 수학식 2로 표현된다. 각각의 투명전극(ITO1, ITO2)에 접촉하는 대상(예를 들면 손가락)의 접촉면적에 따라 아래 수학식 1과 수학식 2에서 캐패시턴스값이 상이하게 된다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이 손가락이 투명전극(ITO 1)과 접촉하는 면적이 투명전극(ITO 2)과 접촉하는 면적보다 커므로 캐패시턴스 C1이 캐패시턴스 C2보다 큰 값을 갖게 되므로 결과적으로 Q11이 Q21보다 큰 값으로 구해진다.

(3) Q11과 Q21을 무게중심법을 이용하여 Y 좌표값을 계산한다. 즉, 터치 지점의 Y좌표는 투명전극(ITO 1)과 투명전극(ITO 2)는 Y축을 기준으로 배치되어 있고, Q11이 Q21보다 커므로 투명전극(ITO 1)에 보다 근접한 위치가 터치 지점의 Y 좌표로 구해진다.

2. X 좌표 인식

(1) Y축 좌표 인식에서 센싱된 투명전극(ITO 1, ITO 1, ..., ITO N) 중에서 일정량 이상의 전하량이 센싱되면 해당 투명전극에서 터치가 발생한 것으로 인식하고, 해당 투명전극(도 5의 예에서는 ITO 1 및 ITO 2)에만 X 방향으로 일정한 전압을 인가하여 전하량이 발생되게 한다. 즉, 제1스위치(SW1a)는 오프 상태, 제2스위치(SW1b)는 온 상태, 제3스위치(SW1c)는 오프 상태를 형성하여 투명전극ITO 1 및 ITO 2에만 전원(V1)을 인가하면 투명전극 ITO 1 및 ITO 2에는 도 6(a) 및 도 6(b)에 도시된 바와 같이 길이 방향을 따라서 전체적으로 V1으로 형성되는 일정한 전압을 갖는 전하량이 축적된다.

(2) 이후, 제1스위치(SW1a)는 온 상태, 제2스위치(SW1b)는 오프 상태, 제3스위치(SW1c)는 오프 상태로 형성하여 투명전극 ITO 1 및 투명전극 ITO 2에 축적된 전하량을 센싱한다. 이때 투명전극 ITO 1에 축적된 전하량(Q12)은 수학식 3으로 표현되고, 투명전극 ITO 2에 축적된 전하량(Q21)은 수학식 4로 표현된다. 도 5와 도 6에서 터치 위치는 동일하므로 투명전극 ITO 1의 캐패시턴스값(C1)은 수학식 1과 수학식 3에서 변함이 없고, 투명전극 ITO 2의 캐패시턴스값(C2)도 수학식 2와 수학식 4에서 변함이 없게 된다.

(3) 투명전극 ITO 1에서 센싱된 전하량 Q11과 Q12를 이용하거나 또는 투명전극 ITO 2에서 센싱된 전하량 Q21과 Q22를 이용하여 터치 지점의 X 좌표를 구한다. 본 발명에서는 투명전극 ITO 1에서 센싱된 값을 나타내는 수학식 1과 수학식 3을 이용하여 X좌표를 구하는 과정을 설명하기로 한다. Q11을 Q12로 나누면 수학식 5로 구해진다.

수학식 5를 X1로 정리하면 터치 지점의 X좌표는 수학식 6로 구해진다.

3. 멀티 터치 인식

다음으로 동시에 두 개의 지점이 동시에 터치되는 멀티 터치 지점의 터치 좌표를 인식하는 원리에 대해 설명하기로 한다. 도 7은 본 발명에 따른 일 실시예인 자기정전용량 방식의 단일층 정전 터치 패널 장치에서 멀티 터치가 발생한 경우를 설명하는 도면이다. 터치는 투명전극 ITO 1과 투명전극 ITO 2 사이와, 투명전극 3와 투명전극 ITO 4 사이에서 발생한 경우를 도시하고 있다. 본 발명에 따른 자기정전용량 방식의 단일층 정전 터치 패널 장치는 각각의 투명전극에 구비된 스위치 및 센싱회로가 각각 독립적으로 동작하므로 앞서 설명한 싱글 터치에서 터치 위치를 인식하는 방식과 동일한 방식으로 두 군데의 터치 위치를 인식할 수 있게 된다.

도 8은 본 발명의 자기정전용량 방식의 단일층 정전 터치 패널 장치에 사용되는 센싱 회로의 일 례이다. 센싱 회로는 연산증폭기(OP AMP)와 스위치로 구성된 충전 펌프(Charging Pump) 회로로 구성된다. 센싱 시에는 스위치 SW_C2를 닫고 스위치 SW_C1를 개방한 상태에서 투명전극에 충전된 전하가 캐패시터(C1)에 충전되도록 하여 센싱을 한다. 이후 다음 센싱 단계를 수행하기 전에 SW_C2를 개방하고, 스위치 SW_C1을 닫아 캐패시터(C1)에 충전된 전하를 리플레쉬한다.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시예가 특정 용어들을 사용하여 설명 및 도시되었지만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확히 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명의 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.

10: 하판 20: 상판
30: 보호기판 110: 투명기판

Claims

투명기판을 포함하는 터치 패널 및 회로부를 포함하는 자기정전용량 방식의 단일층 정전 터치 패널 장치에서 터치 위치를 인식하는 방법으로서,
상기 투명기판상에는 일정한 간격을 유지하면서 형성되는 장방향의 복수 개 투명전극과, 상기 투명전극 일 단에 형성되는 제1연결도선과, 상기 투명전극의 타 단에 형성되는 제2연결도선을 구비하고,
상기 회로부에는 상기 제1연결도선과 제2스위치를 통하여 연결되는 전원인가회로와, 상기 제2연결도선과 제3스위치를 통하여 연결되는 접지회로와, 상기 제1연결도선 또는 상기 제2연결도선 중에서 선택된 하나의 연결도선과 제1스위치를 통하여 연결되는 센싱회로를 포함하고,
상기 각각의 투명전극에 길이방향을 따라 선형적으로 감소하는 전원을 인가하고, 인가한 전원에 의해 각 투명전극에 충전되는 제1전하량을 센싱하는 제1단계와,
상기 투명전극에 길이방향을 따라 일정한 크기의 전원을 인가하고, 인가한 전원에 의해 각 투명전극에 충전되는 제2전하량을 센싱하는 제2단계, 및
상기 제1전하량과 상기 제2전하량을 이용하여 터치 위치를 계산하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일층 정전 터치 패널 장치에서 터치 위치를 인식하는 방법.
투명기판을 포함하는 터치 패널 및 회로부를 포함하는 자기정전용량 방식의 단일층 정전 터치 패널 장치에서 터치 위치를 인식하는 방법으로서,
상기 투명기판상에는 일정한 간격을 유지하면서 형성되는 장방향의 복수 개 투명전극과, 상기 투명전극 일 단에 형성되는 제1-1연결도선 및 제1-2연결도선과, 상기 투명전극의 타 단에 형성되는 제2연결도선을 구비하고,
상기 회로부에는 상기 제1-1연결도선과 제1스위치를 통하여 연결되는 센싱회로와, 상기 제1-2연결도선과 제2스위치를 통하여 연결되는 전원인가회로와, 상기 제2연결도선과 제3스위치를 통하여 연결되는 접지회로를 포함하고,
상기 각각의 투명전극에 길이방향을 따라 선형적으로 감소하는 전원을 인가하고, 인가한 전원에 의해 각 투명전극에 충전되는 제1전하량을 센싱하는 제1단계와,
상기 투명전극에 길이방향을 따라 일정한 크기의 전원을 인가하고, 인가한 전원에 의해 각 투명전극에 충전되는 제2전하량을 센싱하는 제2단계, 및
상기 제1전하량과 상기 제2전하량을 이용하여 터치 위치를 계산하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일층 정전 터치 패널 장치에서 터치 위치를 인식하는 방법.
투명기판을 포함하는 터치 패널 및 회로부를 포함하는 자기정전용량 방식의 단일층 정전 터치 패널 장치에서 터치 위치를 인식하는 방법으로서,
상기 투명기판상에는 일정한 간격을 유지하면서 형성되는 장방향의 복수 개 투명전극과, 상기 투명전극 일 단에 형성되는 제1연결도선과, 상기 투명전극의 타 단에 형성되는 제2-1연결도선 및 제2-2연결도선을 구비하고,
상기 회로부에는 상기 제1연결도선과 제2스위치를 통하여 연결되는 전원인가회로와, 상기 제2-1연결도선과 제1스위치를 통하여 연결되는 센싱회로와, 상기 제2-2연결도선과 제3스위치를 통하여 연결되는 접지회로를 포함하고,
상기 각각의 투명전극에 길이방향을 따라 선형적으로 감소하는 전원을 인가하고, 인가한 전원에 의해 각 투명전극에 충전되는 제1전하량을 센싱하는 제1단계와,
상기 투명전극에 길이방향을 따라 일정한 크기의 전원을 인가하고, 인가한 전원에 의해 각 투명전극에 충전되는 제2전하량을 센싱하는 제2단계, 및
상기 제1전하량과 상기 제2전하량을 이용하여 터치 위치를 계산하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일층 정전 터치 패널 장치에서 터치 위치를 인식하는 방법.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2단계에서 일정한 크기의 전원을 인가하는 투명전극은 상기 제1단계에서 제1전하량이 일정량 이상의 전하량이 센싱된 투명전극인 것을 특징으로 하는 단일층 정전 터치 패널 장치에서 터치 위치를 인식하는 방법.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1단계는
상기 제1스위치를 오프하고, 상기 제2스위치를 온하고, 상기 제3스위치를 온하는 제1-1단계, 및
상기 제1스위치를 온하고, 상기 제2스위치를 오프하고, 상기 제3스위치를 오프하는 제1-2단계에 의해서 수행되는 것을 특징으로 하는 단일층 정전 터치 패널 장치에서 터치 위치를 인식하는 방법.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2단계는
상기 제1스위치를 오프하고, 상기 제2스위치를 온하고, 상기 제3스위치를 오프하는 제2-1단계, 및
상기 제1스위치를 온하고, 상기 제2스위치를 오프하고, 상기 제3스위치를 오프하는 제2-2단계에 의해서 수행되는 것을 특징으로 하는 단일층 정전 터치 패널 장치에서 터치 위치를 인식하는 방법.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
터치 지점의 X좌표는 상기 제1단계에서 이웃하는 투명전극에서 센싱된 전하량을 이용하여 파악하는 것을 특징으로 하는 단일층 정전 터치 패널 장치에서 터치 위치를 인식하는 방법.