KR101553604B1 - Touch detecting apparatus and method - Google Patents
Touch detecting apparatus and method Download PDFInfo
- Publication number
- KR101553604B1 KR101553604B1 KR1020130013249A KR20130013249A KR101553604B1 KR 101553604 B1 KR101553604 B1 KR 101553604B1 KR 1020130013249 A KR1020130013249 A KR 1020130013249A KR 20130013249 A KR20130013249 A KR 20130013249A KR 101553604 B1 KR101553604 B1 KR 101553604B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- line
- touch
- sensing
- driving
- sensing line
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
- G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
- G01R27/26—Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables
- G01R27/2605—Measuring capacitance
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/12—Measuring rate of change
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/0414—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using force sensing means to determine a position
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
Abstract
본 발명의 일실시예는 행 또는 열 방향으로 배치된 복수 개의 센서 노드를 포함하는 터치 검출 장치에 있어서, 교번전압이 인가되는 구동 라인(Tx); 상기 교번전압에 응답하여 전압 변화를 출력하는 감지 라인(Rx); 상기 감지 라인을 충전한 후 플로팅시키는 충전부; 및 상기 감지 라인의 플로팅 상태에서 상기 구동 라인에 인가된 교번전압에 따른 상기 감지 라인의 전압 변화량 검출을 통해 터치를 검출하는 터치 검출부를 포함하고, 상기 감지라인은 상기 센서 노드에 각각 대응되고, 상기 구동 라인은 하나 이상의 센서 노드에 대응되는 것인, 터치 검출 장치를 제공한다.One embodiment of the present invention is a touch detection apparatus including a plurality of sensor nodes arranged in a row or column direction, the touch detection apparatus comprising: a drive line (Tx) to which an alternate voltage is applied; A sense line Rx for outputting a voltage change in response to the alternating voltage; A charging unit that charges the sensing line and floats the sensing line; And a touch detection unit for detecting a touch through detection of a voltage change amount of the sensing line in accordance with an alternating voltage applied to the driving line in a floating state of the sensing line, wherein the sensing line corresponds to the sensor node, And the drive line corresponds to one or more sensor nodes.
Description
본 발명은 터치를 검출하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 구동 라인과 감지 라인에 의해 형성되는 상호 정전용량을 이용하여 터치를 검출하는 터치 검출 장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
터치 스크린 패널은 영상 표시 장치의 화면에 표시된 문자나 도형을 사람의 손가락이나 다른 접촉 수단으로 접촉하여 사용자의 명령을 입력하는 장치로서, 영상 표시 장치 위에 부착되어 사용된다. 터치 스크린 패널은 사람의 손가락 등으로 접촉된 접촉 위치를 전기적 신호로 변환하고, 변환된 전기적 신호는 입력 신호로서 이용된다.The touch screen panel is a device for inputting a command of a user by touching a character or a figure displayed on the screen of the image display device with a finger or other contact means of a person, and is attached and used on the image display device. The touch screen panel converts a contact position that is touched by a human finger or the like into an electrical signal, and the converted electrical signal is used as an input signal.
터치 스크린 패널을 구현하는 방식으로는 저항막 방식, 광감지 방식 및 정전 용량 방식 등이 알려져 있다. 이 중 정전 용량 방식의 터치 패널은 사람의 손 또는 물체가 접촉될 때 도전성 감지 패턴이 주변의 다른 감지 패턴 또는 접지 전극 등과 형성하는 정전 용량의 변화를 감지함으로써 접촉 위치를 전기적 신호로 변환한다. As a method of implementing a touch screen panel, a resistive film type, a light sensing type, and a capacitive type are known. Among them, the capacitive touch panel converts the contact position into an electrical signal by sensing a change in the capacitance that the conductive sensing pattern forms with other peripheral sensing patterns or the ground electrode when a human hand or an object touches.
도 1은 종래 기술에 따른 정전식 터치 스크린 패널의 일 예에 관한 분해 평면도이다.1 is an exploded top view of an example of a conventional capacitive touch screen panel.
도 1을 참고하면, 터치 스크린 패널(1)은 투명 기판(2)과 투명 기판(2) 위에 차례로 형성된 제1 센서 패턴층(3), 제1 절연막층(4), 제2 센서 패턴층(5) 및 제2 절연막층(6)과 금속 배선(7)으로 이루어진다.1, the
제1 센서 패턴층(3)은 투명 기판(2) 위에 횡방향을 따라 연결될 수 있으며, 예를 들어 복수의 다이아몬드 모양이 일렬로 연결된 규칙적인 패턴으로 형성될 수 있다. 이와 같은 제1 센서 패턴층(3)은 Y 좌표가 동일한 하나의 행에 위치하는 제1 센서 패턴층(3)끼리 서로 연결되도록 형성된 복수의 Y 패턴으로 이루어질 수 있으며, 행 단위로 금속 배선(7)과 연결된다.The first
제2 센서 패턴층(5)은 제1 절연막층(4) 위에 열방향을 따라 연결될 수 있으며, 예를 들어 제1 센서 패턴층(3)과 동일한 다이아몬드 모양으로 형성될 수 있다. 제2 센서 패턴층(5)은 X 좌표가 동일한 하나의 열에 위치하는 제2 센서 패턴층(5)끼리 서로 연결되며, 제1 센서 패턴층(3)과 중첩되지 않도록 제1 센서 패턴층(3)과 교호로 배치된다. 또한 제2 센서 패턴층(5)은 열 단위로 금속 배선(7)과 연결된다.The second
제1 및 제2 센서 패턴층(3, 5)은 인듐-틴 옥사이드(ITO)와 같은 투명한 도전성 물질로 이루어질 수 있고, 제1 절연막층(4)은 투명한 절연 물질로 이루어질 수 있다.The first and second
하나의 센서 패턴층(3, 5)은 각각 금속 배선(7)을 통해 구동회로와 전기적으로 연결된다. The
터치 스크린 패널(1)에 사람의 손가락이나 접촉 수단이 접촉되면 제1 및 제2 센서 패턴층(3, 5) 및 금속 배선(7)을 통하여 구동 회로 측으로 접촉 위치에 따른 정전 용량의 변화가 전달된다. 그리고 이렇게 전달된 정전 용량의 변화가 X 및 Y 입력 처리 회로 등에 의하여 전기적 신호로 변환됨에 따라 접촉 위치가 파악된다.When a finger or a contact means of a person is brought into contact with the
그러나 이러한 터치 스크린 패널(1)은 각 센서 패턴층(3, 5)에 ITO 패턴을 별도로 구비하여야 하고, 센서 패턴층(3, 5) 사이에 절연막층(4)을 구비하여야 하므로 두께가 증가한다.However, the
또한 종래 기술은 터치에 의해 미세하게 발생하는 정전 용량의 변화를 수차례 축적하여야 터치 검출이 가능하기 때문에 높은 주파수로 정전 용량 변화를 감지하여야 하므로 이를 위해서 복잡한 연산 및 통계 처리 과정이 요구된다.Further, in the related art, it is necessary to accumulate the change of the electrostatic capacity generated finely by the touch several times to detect the touch. Therefore, it is required to detect the change of the electrostatic capacitance at a high frequency.
그리고 종래 기술은 정전 용량의 변화를 정해진 시간 내에 충분히 축적해야 하기 때문에 낮은 저항을 유지하기 위하여 금속 배선을 필요로 한다. 이러한 금속 배선은 터치 스크린의 테두리에 베젤을 두껍게 하고 추가의 마스크 공정을 발생시킨다.And the prior art requires metal wiring to maintain a low resistance because the change of the capacitance must be accumulated sufficiently within a predetermined time. This metallization thickens the bezel around the rim of the touch screen and creates an additional masking process.
또한, 종래의 터치 스크린 패널에서는 교번전압(Vdrv) 같은 클록 신호를 인가한 후 센서패턴에서 검출되는 출력값인 변동량을 그대로 ADC(Analog to Digital Converter)의 입력으로 인가하여 ADC의 출력값을 구하고, 터치 미 발생시와 터치 발생시의 전압 변동분을 이용하여 터치 신호를 획득하였다. 이러한 경우, 센서패턴에 터치가 발생하는 경우, 사람의 손가락이나 접촉 수단이 접촉함에 따라 센서패턴 사이에 형성되는 정전용량인 터치정전용량(Ct)을 이용하여 터치를 검출하기 때문에, 터치시 발생하는 노이즈에 의해 센서패턴에서 검출되는 출력값에 영향을 미치게 되고, 터치 인식에 대한 오류를 발생시킬 수 있다는 문제점이 있다.In addition, in a conventional touch screen panel, after applying a clock signal such as an alternating voltage (Vdrv), an output value detected by a sensor pattern is directly applied to an input of an ADC (Analog to Digital Converter) And the touch signal was obtained using the voltage variation at the time of occurrence and the touch occurrence. In this case, when a touch occurs in the sensor pattern, since the touch is detected using the touch capacitance Ct, which is the capacitance formed between the sensor patterns as a human finger or contact means touches, There is a problem that an output value detected in the sensor pattern is affected by noise and an error in touch recognition can be caused.
따라서, 노이즈에 따른 영향을 최소화하면서 터치시와 비터치시의 변화량을 높일 수 있는 방안이 요구되고 있다.Accordingly, there is a demand for a method for increasing the amount of change in touching and non-touching while minimizing the influence of noise.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 구동 라인과 감지 라인에 의해 형성되는 상호 정전용량을 이용하여 터치를 검출하는 터치 검출 장치 및 방법을 제공하고자 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a touch detecting apparatus and method for detecting a touch using mutual capacitance formed by a driving line and a sensing line.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일실시예는 행 또는 열 방향으로 배치된 복수 개의 센서 노드를 포함하는 터치 검출 장치에 있어서, 교번전압이 인가되는 구동 라인(Tx); 상기 교번전압에 응답하여 전압 변화를 출력하는 감지 라인(Rx); 상기 감지 라인을 충전한 후 플로팅시키는 충전부; 및 상기 감지 라인의 플로팅 상태에서 상기 구동 라인에 인가된 교번전압에 따른 상기 감지 라인의 전압 변화량 검출을 통해 터치를 검출하는 터치 검출부를 포함하고, 상기 감지 라인은 상기 센서 노드에 각각 대응되고, 상기 구동 라인은 하나 이상의 센서 노드에 대응되는 것인, 터치 검출 장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a touch sensing apparatus including a plurality of sensor nodes arranged in a row or column direction, the touch sensing apparatus comprising: a driving line to which an alternating voltage is applied; A sense line Rx for outputting a voltage change in response to the alternating voltage; A charging unit that charges the sensing line and floats the sensing line; And a touch detection unit for detecting a touch through detection of a voltage change amount of the sensing line in accordance with an alternating voltage applied to the driving line in a floating state of the sensing line, wherein the sensing line corresponds to the sensor node, And the drive line corresponds to one or more sensor nodes.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 센서 노드 각각은, 상기 구동 라인 및 상기 감지 라인이 서로 중첩되지 않게 교호(交互)적으로 배치될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, each of the sensor nodes may be alternately arranged such that the driving line and the sensing line are not overlapped with each other.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 센서 노드 내에서 상기 구동 라인이 차지하는 총 면적이 상기 감지 라인이 차지하는 총 면적보다 클 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the total area occupied by the driving line in the sensor node may be larger than the total area occupied by the sensing line.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 구동 라인에서 분기된 라인의 두께는 상기 감지 라인에서 분기된 라인의 두께보다 클 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the thickness of the line diverging from the driving line may be greater than the thickness of the line diverging from the sensing line.
본 발명의 일실시예에 따르면, 동일 열 또는 동일 행에 속하는 센서 노드들을 구성하는 구동 라인은 하나의 공통 구동 라인으로부터 분기될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the driving lines constituting the sensor nodes belonging to the same column or the same row can be branched from one common driving line.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 터치 검출 장치는, 상기 행 또는 열 방향으로 연장된 더미 라인을 포함하되, 상기 더미 라인은 상기 센서 노드의 열과 열 사이 또는 행과 행 사이에 배치될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the touch detection apparatus includes a dummy line extending in the row or column direction, and the dummy line may be disposed between a row and a column of the sensor node or between a row and a row .
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 센서 노드 각각은, 상기 구동 라인에서 분기된 하나 이상의 라인을 포함하는 제1그룹 및 상기 감지 라인에서 분기된 하나 이상의 라인을 포함하는 제2그룹으로 형성되며, 상기 제1그룹에 속하는 제1라인 및 상기 제2그룹에 속하는 제2라인 중 하나는 다른 하나에 의해 적어도 일부가 둘러싸일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, each of the sensor nodes is formed as a second group including a first group including one or more lines branched from the drive line and one or more lines branched from the sense line, One of the first line belonging to the first group and the second line belonging to the second group may be at least partially surrounded by another one.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 센서 노드는 제1특정 간격을 가지는 제 1 빗살 무늬로 형성된 상기 구동 라인 및 제2특정 간격을 가지는 제 2 빗살 무늬로 형성된 상기 감지 라인으로 이루어지며, 상기 제 2 빗살 무늬는 상기 제 1 빗살 무늬 사이에 삽입되어 상기 제 1 빗살 무늬 및 제 2 빗살 무늬가 서로 맞물리도록 배치될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the sensor node comprises the sensing line formed of the first comb tooth-shaped driving line having the first specific interval and the second comb tooth having the second specific interval, 2 comb teeth may be inserted between the first comb teeth so that the first comb teeth and the second comb teeth are engaged with each other.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 센서 노드는 연속된 H 형상의 특정 간격을 가지는 감지 라인 및 상기 감지 라인의 특정 간격에 대응되는 형상의 구동 라인으로 이루어지며, 상기 구동 라인은 상기 감지 라인 사이에 삽입되도록 배치될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the sensor node includes a sensing line having a predetermined interval of a continuous H shape and a driving line having a shape corresponding to a specific distance of the sensing line, As shown in FIG.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 센서 노드는 특정 간격을 가지고 상기 센서 노드 내의 특정 지점으로 수렴되는 제 1 스파이럴(spiral) 형상의 구동 라인 및 상기 제 1 스파이럴 형상 내의 간격에 대응하는 제 2스파이럴(spiral) 형상의 감지 라인으로 이루어지며, 상기 감지 라인은 상기 구동 라인 사이에 삽입되도록 배치될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the sensor node includes a first spiral driving line having a specific interval and converging to a specific point in the sensor node, and a second spiral corresponding to an interval in the first spiral shape, and a sensing line in the form of a spiral, and the sensing line may be arranged to be inserted between the driving lines.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 센서 노드는 특정 지점으로부터 방사(radial)상으로 분기되는 하나 이상의 분기 라인을 갖는 감지 라인 및 상기 감지 라인의 상기 방사상 패턴을 감싸도록 형성되는 구동 라인으로 이루어질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the sensor node may comprise a sensing line having one or more branch lines that diverge radially from a specific point, and a drive line formed to surround the radial pattern of the sensing line have.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 각 센서 노드의 중심은 인접한 열에 배치된 센서 노드 중 최인접 센서 노드의 중심과 열 방향으로 소정 간격만큼 어긋나게 배치될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the center of each sensor node may be arranged to be shifted by a predetermined distance in the column direction from the center of the closest sensor node among the sensor nodes disposed in adjacent columns.
본 발명의 다른 실시예는, 행 또는 열 방향으로 배치된 복수 개의 센서 노드를 포함하고, 상기 센서 노드 각각에는 구동 라인 및 감지 라인이 서로 중첩되지 않게 배치된 터치 스크린 패널의 터치 검출 방법에 있어서, 상기 감지 라인을 충전한 후 플로팅시키는 단계; 상기 구동 라인에 교번전압을 인가하는 단계; 및 상기 감지 라인의 플로팅 상태에서 상기 구동 라인에 인가된 교번전압에 따른 상기 감지 라인의 전압 변화량 검출을 통해 터치를 검출하는 단계를 포함하는, 터치 검출 방법을 제공한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a touch detection method of a touch screen panel including a plurality of sensor nodes arranged in a row or column direction, and each of the sensor nodes is arranged so that a drive line and a sensing line are not overlapped with each other, Charging the sensing line and floating the sensing line; Applying an alternating voltage to the drive line; And detecting a touch through detection of a voltage change amount of the sensing line in accordance with an alternating voltage applied to the driving line in a floating state of the sensing line.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 센서 노드 각각은, 상기 구동 라인에서 분기된 하나 이상의 라인을 포함하는 제1그룹 및 상기 감지 라인에서 분기된 하나 이상의 라인을 포함하는 제2그룹으로 형성되며, 상기 제1그룹에 속하는 제1라인 및 상기 제2그룹에 속하는 제2라인 중 하나는 다른 하나에 의해 적어도 일부가 둘러싸일 수 있다.According to another embodiment of the present invention, each of the sensor nodes is formed as a second group including a first group including one or more lines branched from the drive line and one or more lines branched from the sense line, One of the first line belonging to the first group and the second line belonging to the second group may be at least partially surrounded by another one.
본 발명의 일실시예에 따르면, 구동 라인과 감지 라인에 의해 형성되는 상호 정전용량을 이용하여 터치를 검출할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a touch can be detected using the mutual capacitance formed by the driving line and the sensing line.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 터치 검출을 위해 터치정전용량이 아닌 상호 정전용량을 이용하기 때문에, 터치시 발생하는 노이즈의 영향을 감소시켜 터치 인식에 대한 정확도를 향상시킬 수 있다.In addition, according to one embodiment of the present invention, because the mutual capacitance rather than the touch capacitance is used for the touch detection, the influence of the noise generated at the touch can be reduced to improve the accuracy of the touch recognition.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above effects and include all effects that can be deduced from the detailed description of the present invention or the configuration of the invention described in the claims.
도 1은 종래 기술에 따른 정전식 터치 스크린 패널의 일 예에 관한 분해 평면도이다.
도 2는 구동 라인과 감지 라인 사이에 형성되는 상호 정전용량에 관한 예시적인 도면이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 검출 장치의 분해 평면도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 검출부를 예시한 회로도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 검출부의 예시적인 파형도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 센서 노드의 특정 패턴에 대한 일 예에 관한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 센서 노드를 배치하는 일 예에 관한 도면이다.1 is an exploded top view of an example of a conventional capacitive touch screen panel.
2 is an exemplary diagram of the mutual capacitance formed between the drive line and the sense line.
3 is an exploded top view of a touch detection device according to an embodiment of the present invention.
4 is a circuit diagram illustrating a touch detection unit according to an embodiment of the present invention.
5 is an exemplary waveform diagram of a touch detection unit according to an embodiment of the present invention.
6 and 7 are diagrams illustrating an example of a specific pattern of a sensor node according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram illustrating an example of disposing a sensor node according to another embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "indirectly connected" . Also, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements, not excluding other elements unless specifically stated otherwise.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 실시예는 서로 교호적으로 배치된 구동 라인과 감지 라인 사이의 상호 정전용량(Cm; Mutual Capacitance)의 변화로 터치 발생 여부를 검출하는 방식과 관련된다. Embodiments of the present invention relate to a method of detecting whether or not a touch is generated by a change in mutual capacitance (Cm) between drive lines and sensing lines alternately arranged.
도 2a 및 도 2b는 이러한 터치 검출 방식을 설명하기 위한 도면이다. FIGS. 2A and 2B are views for explaining the touch detection method.
도 2a에 도시된 바와 같이, 두 개의 도체 사이에는 플럭스(Flux)의 흐름에 따라 전기장(Electric Field)이 형성되고, 이 값에 의해 상호 간의 고유한 커패시턴스, 즉 상호 정전용량(Cm)이 형성된다.As shown in FIG. 2A, an electric field is formed between the two conductors in accordance with the flow of the flux, and the intrinsic capacitance, that is, the mutual capacitance Cm, is formed by these values .
도 2a와 같이, 제1 도체(210)와 제2 도체(220)를 포함하는 구조의 상면에 임의의 도체(예를 들어, 제1 도체(210)와 제2 도체(220)가 터치 스크린 패널(Touch Screen Panel; TSP)을 이루는 구성요소로 가정했을 경우에는 손가락 등)에 의한 접촉이 이루어지면 접촉 물체가 흡수하는 전기 플럭스(Electric Flux)의 양에 비례하여 제1 도체(210)와 제2 도체(220) 간의 상호 정전용량(Cm)의 값이 변화하게 된다.2A, an arbitrary conductor (for example, a
본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 패널은 이러한 도체(210, 220) 간의 상호 정전용량(Cm)의 변화를 감지하여 터치를 검출할 수 있다.The touch screen panel according to the embodiment of the present invention can detect a touch by detecting a change in the mutual capacitance Cm between the
이러한 방식으로 터치 검출을 수행하는 터치 스크린 패널을 뮤추얼(Mutual) 방식의 터치 스크린 패널이라고 한다. 이러한 뮤추얼 방식의 터치 스크린 패널은 구동 신호가 인가되는 구동 라인 및 터치 검출을 위한 신호 감지 지점을 제공하는 감지 라인을 포함한다. A touch screen panel that performs touch detection in this manner is called a mutual touch screen panel. Such a mutual touch screen panel includes a drive line to which a drive signal is applied and a sense line for providing a signal detection point for touch detection.
통상적으로 구동 라인과 감지 라인은 서로 접하지 않도록 교호적으로 배치되는데, 이러한 구동 라인과 감지 라인을 각각 도 2a의 제1 도체(210) 및 제2 도체(220)에 대응시킬 수 있다. Typically, the drive line and the sense line are alternately arranged so as not to contact each other, and the drive line and the sense line may correspond to the
도 2b는 도 2a에 도시되는 도체(210, 220) 상부에 제3의 물체가 근접한 경우의 상황을 도시한 것이다. FIG. 2B illustrates a situation in which a third object is located above the
도 2b에 도시된 바와 같이, 제3의 물체, 예를 들어 사람의 손가락(Finger)이 2개의 도체(210, 220) 위에 접근하는 경우, 제1도체(210)와 손가락 간의 거리보다 제1도체(210)와 제2도체(220)의 거리가 상대적으로 가깝게 구성되면, 손가락에 흡수되는 플럭스의 총량이 제1도체(210)와 제2도체(220) 사이에 전달되는 플럭스의 양보다 극히 작아진다. 2B, when a third object, such as a finger of a person, approaches the two
따라서, 제1 도체(210)와 제2 도체(220)간 거리, 및 제1 도체(210)와 터치 수단(손가락 등) 간의 거리가 적절히 조절되어야 터치 검출이 용이하게 이루어질 수 있다. Therefore, the touch detection can be easily performed when the distance between the
예를 들어, 제1도체와 손가락 사이의 거리를 ‘D’라고 가정하면, 제1도체와 제2도체의 거리는 ‘D’ 거리의 1/2 수준으로 유지할 수 있다.For example, if the distance between the first conductor and the finger is assumed to be 'D', the distance between the first conductor and the second conductor can be maintained at a half of the 'D' distance.
터치 검출 방식의 다른 실시예 중에는 제1도체와 손가락 사이 또는 제2도체와 손가락 사이에서 형성되는 터치정전용량을 이용하여 터치를 검출하는 터치 검출 방식이 있다. 그러나, 이러한 방식은 손가락 등이 접촉시 발생하는 터치 노이즈로 인해 터치정전용량을 검출하는데 영향을 미치는 문제점이 있다. In another embodiment of the touch detection method, there is a touch detection method of detecting a touch using the touch capacitance formed between the first conductor and the finger or between the second conductor and the finger. However, such a method has a problem that it affects the detection of the touch capacitance due to the touch noise generated when the finger or the like touches.
본 발명의 일 실시예에 따라, 터치정전용량을 대신하여 제1도체와 제2도체 사이에서 형성되는 상호 정전용량(Cm)을 이용하여 터치를 검출한다면, 터치 노이즈에 대한 영향을 최소화할 수 있다. 이는, 상호 정전용량(Cm)은 손가락의 접촉에 의해 발생하는 터치정전용량과 다르게, 도체와 도체 사이에 형성되기 때문이다. According to an embodiment of the present invention, if a touch is detected using the mutual capacitance Cm formed between the first conductor and the second conductor instead of the touch capacitance, the influence on the touch noise can be minimized . This is because the mutual capacitance Cm is formed between the conductor and the conductor, unlike the touch capacitance caused by the contact of the finger.
이하에서는, 제1도체(210)와 제2도체(220)를 각각 터치 스크린 패널의 터치 검출 단위 영역이라고 할 수 있는 센서 노드를 이루는 구동 라인과 감지 라인에 적용하여, 구동 라인(210)과 감지 라인(220)으로 그 도면 부호를 대체하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 검출 장치의 분해 평면도이다.3 is an exploded top view of a touch detection device according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 검출 장치(100)는 센서 노드(200) 및 터치 검출부(300)를 포함한다. Referring to FIG. 3, the
터치 검출 장치(100)는 행 또는 열 방향으로 배치된 하나 이상의 센서 노드(200)를 포함할 수 있다.The
센서 노드(200)는 구동 라인(210) 및 감지 라인(220)이 교호(交互)적으로 배치되어 형성한 터치 감지를 위한 단위 영역이라고 할 수 있다. 예를 들어, 손가락이나 도전체와 같은 터치입력도구가 센서 노드(200)에 접촉을 통해, 구동 라인(210)과 감지 라인(220) 간에 형성되는 상호 정전용량(Cm)이 변화될 수 있으며, 이를 통하여 터치를 검출할 수 있다.The
구동 라인(210)에는 전원(예를 들어, 교번전압)이 인가되며, 감지 라인(220)은 터치 검출을 위한 영역이다. 예를 들어, 구동 라인(210)에는 소정 주파수로 교번하는 교번전압이 인가되고, 감지 라인(220)은 교번전압에 응답하여 터치입력도구의 터치 상태에 따른 신호를 출력한다. 일 예로, 감지 라인(220)은 교번전압에 응답하여, 터치가 발생한 경우와 발생하지 않은 경우에 상이한 전압 레벨 값을 출력할 수 있다. 이것은, 구동 라인(210)과 감지 라인(220)에 의해 상호 간에 형성된 상호 정전용량(Cm)의 변화로부터 기인될 수 있다.A power supply (for example, an alternating voltage) is applied to the
또한, 감지 라인(220)은 센서 노드(200)에 각각 대응되고, 구동 라인(210)은 하나 이상의 센서 노드(200)에 대응될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 센서 노드(200) 각각에 대응되는 감지 라인(220)은 신호 배선이 각각 연결되는 반면에, 동일한 열에 배치된 하나 이상의 센서 노드(200)에 대응되는 구동 라인(210)들은 서로 연결되어 공통적으로 교번전압이 인가되도록 하나의 신호 배선이 연결될 수 있다.The
센서 노드(200)는 구동 라인(210)과 감지 라인(220)이 서로 중첩되지 않게 교호(交互)적으로 배치된다. 구동 라인(210)과 감지 라인(220)은 센서 노드(200) 내에서 빗살 무늬 패턴, 안테나 패턴, 스파이럴 패턴 등 기하학적인 패턴을 형성한다. 이와 관련하여서는, 도 6 및 도 7을 참조하여 후술하기로 한다. The
터치 검출 장치(100)를 구동하기 위한 구동 장치(30)는 인쇄 회로 기판이나 가요성 회로 필름과 같은 회로 기판 위에 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않으며 기판 또는 커버 유리의 일부에 직접 실장될 수도 있다. 구동 장치(30)는 터치 검출부(300), 터치 정보 처리부(302), 메모리(304) 및 제어부(306) 등을 포함할 수 있으며, 하나 이상의 집적회로(IC) 칩으로 구현될 수 있으며, 터치 검출부(300), 터치 정보 처리부(302), 메모리(304) 및 제어부(306)는 각각 분리되거나, 둘 이상의 구성 요소들이 통합되어 구현될 수 있다.The driving
터치 검출부(300)는 센서 노드(200) 및 신호 배선과 연결된 복수의 스위치와 복수의 커패시터를 포함할 수 있으며, 제어부(306)로부터 신호를 받아 터치 검출을 위한 회로들을 구동하고, 터치 검출 결과에 대응하는 전압을 출력한다. 또한 터치 검출부(300)는 증폭기 및 아날로그-디지털 변환기를 포함할 수 있으며, 센서 노드(200)의 전압 변화의 차이를 변환, 증폭 또는 디지털화하여 메모리(304)에 기억시킬 수 있다.The
터치 검출부(300)는 교번 전압 인가에 따라 구동 라인(210)과 감지 라인(220) 사이에 형성되는 상호 정전용량(Cm)의 변화를 검출하여 터치를 검출할 수 있다.The
터치 정보 처리부(302)는 메모리(304)에 기억된 디지털 전압을 처리하여 터치 여부, 터치 면적 및 터치 좌표 등의 필요한 정보를 생성한다.The touch
제어부(306)는 터치 검출부(300) 및 터치 정보 처리부(302)를 제어하며, 마이크로 컨트롤 유닛(micro control unit, MCU)을 포함할 수 있으며, 펌 웨어를 통해 정해진 신호 처리를 수행할 수 있다.The
메모리(304)는 터치 검출부(300)로부터 검출된 전압 변화의 차이에 기초한 디지털 전압과 터치 검출, 면적 산출, 터치 좌표 산출에 이용되는 미리 정해진 데이터 또는 실시간 수신되는 데이터를 기억한다.The
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 검출부(300)를 예시한 회로도이고, 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 검출부(300)의 예시적인 파형도이다. FIG. 4 is a circuit diagram illustrating a
터치 검출부(300)는 충전부(310) 및 교번전압 생성부(320)를 포함할 수 있다.The
도 4를 참조하면, 충전부(310)는 감지 라인(220)을 충전 후 플로팅시킨다. 구체적으로, 충전부(310)는 감지 라인(220)에 연결되어 충전 신호(Vb)를 공급한다. 충전부(310)는 온/오프 제어단자에 공급되는 제어신호에 따라 스위칭 동작을 수행하는 3단자 형의 스위칭 소자이거나, 제어신호에 따라 신호를 공급하는 OP-AMP 등의 선형 소자일 수 있다. Referring to FIG. 4, the charging
교번전압 생성부(320)는 구동 라인(210)에 교번전압을 인가한다. 즉, 교번전압 생성부(320)는 소정 주파수로 교번하는 교번전압을 구동 라인(210)의 출력단에 인가하여 전위를 변동시킨다. 교번전압 생성부(320)는 듀티비(duty ratio)가 동일한 클록 신호를 생성할 수도 있으나, 듀티비가 상이한 교번전압을 생성할 수도 있다. The alternating
충전부(310)를 턴 온 시킨 상태에서 충전부(310)의 입력단에 충전 신호(Vb)를 인가하면, 감지 라인(220)이 충전된다. 이 후, 충전부(310)를 턴 오프 시키면 감지 라인(220)에 충전된 신호는 별도로 방전시키지 않는 한 충전된 상태로 고립된다. 이러한 고립 상태를 플로팅(Floating) 상태라 칭한다. If the charging signal Vb is applied to the input terminal of the charging
즉, 플로팅 상태는, 충전부(310)에 의해 턴 온 시켜 전하를 충전시킨 후, 충전부(310)를 턴 오프 시켜 충전된 신호가 별도로 방전시키지 않는 한 충전된 상태에서 고립된 상태를 의미한다.That is, the floating state means a state in which the charged state is isolated from the charged state until the charged signal is turned off by turning on the
이 때, 충전된 전하를 안정적으로 고립시키기 위하여 감지 라인(220)의 입력단은 하이 임피던스를 가질 수 있다. 이를 위하여, 센서 노드(200)에 배치된 감지 라인(220)에서 분기된 하나 이상의 라인의 두께가 구동 라인(210)에서 분기된 하나 이상의 라인의 두께보다 작도록 하여, 하이 임피던스를 가지도록 할 수 있다. In this case, the input terminal of the
도 5를 참조하면, 감지 라인(220)이 플로팅 상태일 때, 구동 라인(210)에 공급되는 교번전압이, 예를 들면 0V에서 5V로 상승하면 감지 라인(220)의 출력 노드에서의 출력 전압(Vo)은 순간적으로 상승되고, 다시 교번전압이 5V에서 0V로 하강하면 출력 전압(Vo)의 레벨은 순간적으로 강하된다. 이 때의 전압 레벨의 상승과 강하는 연결된 정전용량에 따라 상이한 값을 갖게 된다. 이렇게 연결된 정전용량에 따라 전압 레벨의 상승 값 또는 하강 값이 바뀌는 현상은 "kick-back"이라고 불리기도 한다.5, when the alternating voltage supplied to the
도 4 및 도 5를 참조하여, 터치 스크린 패널에 발생하는 터치를 검출하는 방법에 대해 설명하기로 한다. Referring to FIGS. 4 and 5, a method of detecting a touch generated on a touch screen panel will be described.
먼저, 충전부(310)가 충전 신호(Vb)를 인가하여 감지 라인(220)을 충전한다. 충전 신호(Vb)는 계속적으로 하이 신호를 유지할 수도 있고, 도 5에 도시되는 바와 같이, 일정 주파수를 갖는 클록 신호 형태가 될 수도 있다. First, the
충전부(310)의 스위치(SW)가 온 상태가 될 때 충전 신호(Vb)가 인가되어 감지 라인(220)을 충전할 수 있다. 스위치(SW)는 일정 주파수를 가지며, 온/오프 전환될 수 있다. The charging signal Vb may be applied to charge the
이후, 스위치(SW)가 오프 상태가 되면, 감지 라인(220)에 충전 신호(Vb)가 충전된 상태에서 고립되어 플로팅 상태가 될 수 있다.Thereafter, when the switch SW is turned off, the charging signal Vb is charged in the
이 때, 구동 라인(210)에 공급되는 교번전압(KB)의 레벨이 바뀌게 되면, 감지 라인(220)의 출력 노드 전압(Vo)의 레벨이 바뀌게 된다. 예를 들어, 교번전압(KB)이 5V에서 0V로 하강하면, 감지 라인(220)의 출력 노드 전압(Vo) 또한 하강하게 되고, 반대로, 교번전압(KB)이 0V에서 5V로 상승하면, 감지 라인(220)의 출력 노드 전압(Vo)도 상승하게 된다. At this time, when the level of the alternating voltage (KB) supplied to the
터치 미발생인 경우를 가정해보면, 감지 라인(220)의 플로팅 상태에서 구동 라인(210)에 공급되는 교번전압(KB)이 0V로 하강하면 감지 라인(220)의 출력 노드 전압(Vo)이 순간적으로 하강하게 된다.Assuming that no touch is generated, when the alternating voltage KB supplied to the
한편, 터치가 발생한 경우를 가정해보면, 감지 라인(220)의 플로팅 상태에서 구동 라인(210)에 인가된 교번전압이 0V로 하강하면, 감지 라인(220)의 출력 노드 전압(Vo)이 하강하기는 하지만 터치 미발생인 경우보다 그 하강폭이 작게 형성된다. Assuming that the touch occurs, when the alternating voltage applied to the
즉, 도 5를 참조하면, 감지 라인(220)이 플로팅 상태로 유지되고 있는 동안 구동 라인(210)에 교번전압(KB)을 인가해줄 때, 감지 라인(220)의 출력 노드(Vo) 전압의 변화량(ΔV)은 비터치시와 터치시에 상이하게 나타난다는 것을 알 수 있다. 이것은, 감지 라인(220)과 구동 라인(210) 사이에서 형성되는 상호 정전용량(Cm)의 변화에 의해 터치가 발생한 경우와 발생하지 않은 경우에 감지 라인(220)의 출력 노드 전압 변화량(ΔV) 값이 다르게 되기 때문이다.5, when the alternating voltage KB is applied to the
이 때, 도 5의 파형도와 같이 스위치(SW)의 온/오프 전환과 구동 라인(210)에 인가되는 교번전압은 동일한 타이밍으로 기동하여도 터치와 비터치 간의 감지 라인(220)의 전압 변화량(ΔV)을 획득할 수 있으므로, 터치 검출 장치(100) 내부(예를 들어 컨트롤러 등)의 동일 신호를 사용할 수도 있다.5, even if the switch SW is turned on / off and the alternating voltage applied to the
터치정전용량(Ct)을 이용하여 터치를 검출하는 방식은 손가락 등이 터치시 발생하는 터치 노이즈에 의해 센서 노드(200)에서 검출되는 출력 전압(Vo)에 영향을 미치게 되나, 본 발명에 따른 터치 검출 장치(100)는 구동 라인(210)과 감지 라인(220)에 의해 형성되는 상호 정전용량(Cm)이 터치정전용량(Ct)을 대신하도록 하여 터치 노이즈에 따른 영향을 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 검출 장치(100)는 터치정전용량(Ct)을 대신하여 상호 정전용량(Cm)의 변화에 따라 터치를 검출할 수 있다.A method of detecting a touch using the touch capacitance Ct affects an output voltage Vo detected by the
도 6 및 도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 센서 노드의 특정 패턴에 대한 일 예에 관한 도면이다. 도 6은 하나의 센서 노드 내에서의 특정 패턴을 나타내며, 도 7은 4행 4열로 배치된 센서 노드들의 모습을 나타낸다.6 and 7 are diagrams illustrating an example of a specific pattern of a sensor node according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 shows a specific pattern in one sensor node, and FIG. 7 shows a state of sensor nodes arranged in four rows and four columns.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 패널에 포함되는 구동 라인(210)과 감지 라인(220)은 서로 중첩되지 않게 교호적으로 배치된다. As described above, the driving
도 6 및 도 7를 참조하면, 센서 노드(200) 각각은, 구동 라인(210)에서 분기된 하나 이상의 라인을 포함하는 제1그룹 및 감지 라인(220)에서 분기된 하나 이상의 라인을 포함하는 제2그룹으로 형성되며, 제1그룹에 속하는 제1라인 및 제2그룹에 속하는 제2라인 중 하나는 다른 하나에 의해 적어도 일부가 둘러싸인 형태로 형성된다. 6 and 7, each of the
한편, 하나의 센서 노드(220) 내에서 구동 라인(210)이 차지하는 총 면적이 감지 라인(220)이 차지하는 총 면적보다 클 수 있다. 달리 설명하면, 구동 라인(210)에서 분기된 하나 이상의 라인의 두께는 감지 라인(220)에서 분기된 하나 이상의 라인의 두께보다 클 수 있다. Meanwhile, the total area occupied by the driving
이는 다음과 같은 이유에서이다. 전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따라 터치 발생 여부를 검출하기 위해서는 감지 라인(220)을 충전 시킨 후 플로팅 상태로 일정 시간 동안 유지하여야 하는데, 플로팅 상태는 외부 노이즈에 취약한 상태이기 때문에, 안정성 확보를 위해서는 감지 라인(220)의 출력단이 하이 임피던스를 가져야 한다. 따라서, 감지 라인(220)에서 분기된 하나 이상의 라인의 두께가 구동 라인(210)에서 분기된 하나 이상의 라인의 두께보다 작게 되면 감지 라인(220)이 하이 임피던스를 가질 수 있으며, 이를 통해 안정적인 플로팅 상태를 유지할 수 있게 된다. This is for the following reasons. As described above, according to the embodiment of the present invention, in order to detect whether or not a touch is generated, the
도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 센서 노드(200)는 빗살 무늬 패턴을 가질 수 있다. 센서 노드(200)는 제1특정 간격을 가지는 제 1 빗살 무늬로 형성된 구동 라인(210) 및 제2특정 간격을 가지는 제 2 빗살 무늬로 형성된 감지 라인(220)으로 이루어진다. 이 때, 제 2 빗살 무늬는 제 1 빗살 무늬 사이에 삽입되어 제 1 빗살 무늬 및 제 2 빗살 무늬가 서로 맞물리도록 배치될 수 있다.As shown in FIG. 6 (a), the
도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 센서 노드(200)는 안테나 무늬 패턴을 가질 수 있다. 센서 노드(200)는 연속된 H 형상의 특정 간격을 가지는 감지 라인(220) 및 감지 라인(220)의 특정 간격에 대응되는 형상의 구동 라인(210)으로 이루어지며, 구동 라인(210)은 감지 라인(220) 사이에 삽입되도록 배치될 수 있다.As shown in FIG. 6 (b), the
도 6의 (c)에 도시된 바와 같이, 센서 노드(200)는 스파이럴 무늬 패턴을 가질 수도 있다. 센서 노드(200)는 특정 간격을 가지고 센서 노드(200) 내의 특정 지점으로 수렴되는 스파이럴(spiral) 형상의 구동 라인(210), 및 상기 스파이럴 형상에 존재하는 간격(구동 라인(210)들 간의 간격)이 형성하는 모양에 대응되는 스파이럴(spiral) 형상의 감지 라인(220)으로 이루어지며, 감지 라인(220)은 구동 라인(210) 사이에 삽입되도록 배치될 수 있다.As shown in FIG. 6 (c), the
도 6의 (d)에 도시된 바와 같이, 센서 노드(200)는 기하학적 무늬 패턴으로 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 센서 노드(220) 내의 특정 지점으로부터 방사(radial)상으로 분기되는 하나 이상의 분기 라인을 갖는 감지 라인(220), 및 감지 라인(220)의 상기 방사상 패턴을 감싸도록 형성되는 구동 라인(210)으로 이루어질 수 있다. 또한, 감지 라인(220)의 방사형상을 이루는 각 분기 라인에는 상기 분기 라인의 길이 방향과 수직인 하나 이상의 라인이 더 형성될 수 있다. As shown in FIG. 6 (d), the
도 7은 도 6에서의 센서 노드(200)가 4x4 행렬로 확장된 형태이며, (a)부터 (d)에 이르기까지 도 6과 각각 대응된다.FIG. 7 is a diagram in which the
도 7을 참조하면, 동일 열에 속하는 센서 노드(200)들을 구성하는 구동 라인(210)은 하나의 공통 구동 라인으로부터 분기될 수 있다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 터치 검출 장치(100)에 포함된 구동 라인들 중에서 동일한 열에 배치된 구동 라인들은 서로 연결되어, 공통적으로 교번전압이 인가될 수 있다.Referring to FIG. 7, the driving
반면에, 감지 라인(220)은 각 센서 노드(200) 마다 독립적으로 형성될 수 있다. On the other hand, the
한편, 도 7의 (a)에서의 일부분을 확대한 도면을 참조하면, 터치 검출 장치(100)는 열 방향으로 연장된 더미 라인(230)을 포함할 수 있다. 더미 라인(230)은 센서 노드(200)의 열과 열 사이에 배치될 수 있다. 여기서, 더미 라인을 배치하는 것은 인접한 센서 노드(200) 사이의 관계에서 존재할 수 있는 간섭(예를 들면, 센서 노드(200) 간 관계에 따른 기생 정전용량 등의 영향)을 방지하기 위한 것이다. 7 (a), the
도 6 및 도 7에서는, 센서 노드(200) 내에서 구동 라인(210)과 감지 라인(220)이 형성하는 패턴의 일례를 도시하였으나, 본 발명의 실시예는 이에 제한되지 않으며, 구동 라인(210)으로부터 분기된 하나 이상의 라인과 감지 라인(220)으로부터 분기된 하나 이상이 라인이 서로 중첩되지 않게 배치되어 일정한 패턴을 이루면 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것으로 이해되어야 한다.6 and 7 show an example of a pattern formed by the driving
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 센서 노드를 배치하는 일 예에 관한 도면이다. 8 is a diagram illustrating an example of disposing a sensor node according to another embodiment of the present invention.
도 8의 (a) 및 (b)는 센서 노드의 배치된 형태를 설명하기 위해 터치 검출 장치(100)에 포함된 센서 노드의 일부분만을 나타내었다.8A and 8B show only a part of the sensor node included in the
도 8의 (a)는 도 7의 (a)에 도시된 센서 노드와 동일하게 배치되어 있으며, 센서 노드들의 중심이 행 방향 및 열 방향으로 동일한 위치에 나란히 배치되어 있다. FIG. 8A is arranged in the same manner as the sensor node shown in FIG. 7A, and the centers of the sensor nodes are arranged in the same position in the row direction and the column direction.
도 8의 (b)는 도 7의 (a)에 도시된 센서 노드의 위치가 상이하게 배치된다. 구체적으로, 센서 노드 각각은 열 방향으로는 나란히 배치되어 있으나, 행 방향으로는 인접한 센서 노드와는 동일한 행에 위치하지 않고, 소정의 간격만큼 어긋나도록 배치된다. 예를 들어, 특정 센서 노드의 중심은 인접한 열에 배치된 최인접 센서 노드의 중심으로부터 열 방향으로 소정 간격만큼 어긋나 있을 수 있다. 소정 간격은 센서 노드의 열 방향 길이의 1/2 정도일 수 있으나, 이에 한정되지 않음은 물론이다.FIG. 8B shows the positions of the sensor nodes shown in FIG. 7A are different from each other. Specifically, although each of the sensor nodes is arranged side by side in the column direction, the sensor nodes are not located in the same row as adjacent sensor nodes in the row direction, but are arranged to be shifted by a predetermined distance. For example, the center of a specific sensor node may be shifted from the center of the nearest sensor node disposed in an adjacent column by a predetermined distance in the column direction. The predetermined interval may be about 1/2 of the length in the column direction of the sensor node, but it is not limited thereto.
센서 노드에 대한 터치가 발생한 경우를 예로 들어, 도 8의 (a)와 (b)의 차이점에 대해 설명해본다. A description will be given of the difference between (a) and (b) of FIG. 8, taking as an example a case where a touch to the sensor node occurs.
도 8의 (a)와 (b)에 있어서 동일한 지점에 터치가 발생한 경우를 가정한다. 터치가 이루어진 지점을 터치 영역(Touch Area; ‘TA’)으로 칭하기로 한다. 먼저, 도 8의 (a)에서와 같은 패턴으로 센서 노드가 배치된다면, 터치 영역(TA)이 2개의 센서 노드에 걸쳐 있게 된다. 이 때, 2개의 해당 센서 노드 각각에서 형성되는 상호 정전용량(Cm)의 변화로부터 터치를 검출하게 된다.It is assumed that a touch occurs at the same point in Figs. 8 (a) and 8 (b). The point where the touch is made is referred to as a touch area (TA). First, if a sensor node is arranged in a pattern as shown in FIG. 8A, the touch area TA is spread over two sensor nodes. At this time, the touch is detected from the change of the mutual capacitance Cm formed at each of the two corresponding sensor nodes.
반면, 도 8의 (b)에서와 같은 패턴으로 센서 노드가 배치된다면, 터치 영역(TA)이 3개의 센서 노드에 걸쳐 있게 되며, 3개의 해당 센서 노드 각각에서 형성되는 상호 정전용량(Cm)의 변화로부터 터치를 검출하게 된다.On the other hand, if the sensor node is arranged in a pattern as shown in FIG. 8B, the touch region TA is spread over three sensor nodes, and the mutual capacitance Cm formed in each of the three corresponding sensor nodes The touch is detected from the change.
따라서, 동일한 지점에 터치가 발생하는 경우, 센서 노드가 행 및 열 방향으로 나란하게 배치된 형태(도 8a)에 비해, 적어도 일부 어긋난 형태로 배치된 형태(도 8b)에서의 터치 영역(TA)이 더 많은 센서 노드에 걸쳐 있게 되고, 그에 따라 보다 많은 센서 노드로부터 터치 발생이 감지되게 됨에 따라 터치 검출의 정확도가 더욱 향상될 수 있다.Therefore, when a touch occurs at the same point, the touch region TA in the shape (Figure 8B) in which the sensor nodes are arranged at least partially offset from the shape (Figure 8A) in which the sensor nodes are arranged side by side in the row and column directions, Is spread over more sensor nodes, and thus the occurrence of touch is detected from more sensor nodes, the accuracy of touch detection can be further improved.
본 발명의 실시예에 의한 터치 검출 장치는 센서 노드(200)를 구동 라인(210) 및 감지 라인(220)으로 이루게 하여, 이로 인해 형성되는 상호 정전용량(Cm)의 변화를 통해 터치를 검출하여, 터치시 발생하는 터치 노이즈에 의한 영향을 최소화할 수 있다.A touch sensing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. The scope of the present invention is defined by the appended claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.
Claims (14)
교번전압이 인가되는 구동 라인(Tx);
상기 교번전압에 응답하여 전압 변화를 출력하는 감지 라인(Rx);
상기 감지 라인을 충전한 후 플로팅시키는 충전부; 및
상기 구동 라인에 교번전압이 인가됨에 따라, 상기 구동 라인과 감지 라인 간의 상호 정전용량 변화에 따른 상기 감지 라인의 전압 변화량 검출을 통해 터치를 검출하는 터치 검출부를 포함하고,
상기 감지 라인은 상기 센서 노드에 각각 대응되고, 상기 구동 라인은 하나 이상의 센서 노드에 대응되는 것인, 터치 검출 장치.
A touch detection apparatus comprising a plurality of sensor nodes arranged in a row or column direction,
A driving line Tx to which an alternating voltage is applied;
A sense line Rx for outputting a voltage change in response to the alternating voltage;
A charging unit that charges the sensing line and floats the sensing line; And
And a touch detection unit that detects a touch by detecting a voltage change amount of the sensing line in accordance with a mutual capacitance change between the driving line and the sensing line as the alternate voltage is applied to the driving line,
Wherein the sensing line corresponds to the sensor node, and the driving line corresponds to one or more sensor nodes.
상기 센서 노드 각각은, 상기 구동 라인 및 상기 감지 라인이 서로 중첩되지 않게 교호(交互)적으로 배치되는, 터치 검출 장치.
The method according to claim 1,
Wherein each of the sensor nodes is alternately arranged such that the driving line and the sensing line are not overlapped with each other.
상기 센서 노드 내에서 상기 구동 라인이 차지하는 총 면적이 상기 감지 라인이 차지하는 총 면적보다 큰 것인, 터치 검출 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein a total area occupied by the driving line in the sensor node is larger than a total area occupied by the sensing line.
상기 구동 라인에서 분기된 라인의 두께는 상기 감지 라인에서 분기된 라인의 두께보다 큰 것인, 터치 검출 장치.
The method of claim 3,
Wherein a thickness of a line branched from the drive line is larger than a thickness of a line branched from the sense line.
동일 열 또는 동일 행에 속하는 센서 노드들을 구성하는 구동 라인은 하나의 공통 구동 라인으로부터 분기되는 것인 터치 검출 장치.
The method according to claim 1,
Wherein driving lines constituting sensor nodes belonging to the same column or the same row are branched from one common driving line.
상기 터치 검출 장치는, 상기 행 또는 열 방향으로 연장된 더미 라인을 포함하되,
상기 더미 라인은 상기 센서 노드의 열과 열 사이 또는 행과 행 사이에 배치되는 것인, 터치 검출 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the touch detection device includes a dummy line extending in the row or column direction,
Wherein the dummy line is disposed between a row and a column of the sensor node or between a row and a row of the sensor node.
상기 센서 노드 각각은, 상기 구동 라인에서 분기된 하나 이상의 라인을 포함하는 제1그룹 및 상기 감지 라인에서 분기된 하나 이상의 라인을 포함하는 제2그룹으로 형성되며,
상기 제1그룹에 속하는 제1라인 및 상기 제2그룹에 속하는 제2라인 중 하나는 다른 하나에 의해 적어도 일부가 둘러싸인 것인, 터치 검출 장치.
The method according to claim 1,
Each of the sensor nodes is formed as a second group including a first group including one or more lines branched from the drive line and one or more lines branched from the sense line,
Wherein one of the first line belonging to the first group and the second line belonging to the second group is at least partially surrounded by another one.
상기 센서 노드는 제1특정 간격을 가지는 제 1 빗살 무늬로 형성된 상기 구동 라인 및 제2특정 간격을 가지는 제 2 빗살 무늬로 형성된 상기 감지 라인으로 이루어지며, 상기 제 2 빗살 무늬는 상기 제 1 빗살 무늬 사이에 삽입되어 상기 제 1 빗살 무늬 및 제 2 빗살 무늬가 서로 맞물리도록 배치되는, 터치 검출 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the sensor node comprises the drive line formed of a first comb tooth pattern having a first specific interval and the detection line formed of a second comb tooth pattern having a second specific gap and the second comb tooth pattern is formed of the first comb tooth pattern And the first comb-stripe and the second comb-stripe are disposed so as to mesh with each other.
상기 센서 노드는 연속된 H 형상의 특정 간격을 가지는 감지 라인 및 상기 감지 라인의 특정 간격에 대응되는 형상의 구동 라인으로 이루어지며, 상기 구동 라인은 상기 감지 라인 사이에 삽입되도록 배치되는, 터치 검출 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the sensor node comprises a sensing line having a predetermined interval of a continuous H shape and a driving line having a shape corresponding to a specific distance of the sensing line, the driving line being arranged to be inserted between the sensing lines, .
상기 센서 노드는 특정 간격을 가지고 상기 센서 노드 내의 특정 지점으로 수렴되는 제 1 스파이럴(spiral) 형상의 구동 라인, 및 상기 제 1 스파이럴 형상 내의 간격에 대응하는 제 2 스파이럴(spiral) 형상의 감지 라인으로 이루어지며, 상기 감지 라인은 상기 구동 라인 사이에 삽입되도록 배치되는, 터치 검출 장치.
The method according to claim 1,
The sensor node includes a first spiral drive line that converges to a specific point within the sensor node at a specific interval and a second spiral sensing line corresponding to an interval in the first spiral shape And the sensing line is arranged to be inserted between the driving lines.
상기 센서 노드는 특정 지점으로부터 방사(radial)상으로 분기되는 하나 이상의 분기 라인을 갖는 감지 라인, 및 상기 분기 라인을 감싸도록 형성되는 구동 라인으로 이루어지는, 터치 검출 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the sensor node comprises a sensing line having at least one branch line branched radially from a specific point, and a drive line formed to surround the branch line.
상기 각 센서 노드의 중심은 인접한 열에 배치된 센서 노드 중 최인접 센서 노드의 중심과 열 방향으로 소정 간격만큼 어긋나게 배치되는, 터치 검출 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the center of each of the sensor nodes is arranged to be shifted by a predetermined distance in the column direction from the center of the closest sensor node among the sensor nodes disposed in adjacent columns.
상기 감지 라인을 충전한 후 플로팅시키는 단계;
상기 구동 라인에 교번전압을 인가하는 단계; 및
상기 구동 라인에 인가된 교번전압에 따라, 상기 구동 라인과 감지 라인 간의 상호 정전용량 변화에 따른 상기 감지 라인의 전압 변화량 검출을 통해 터치를 검출하는 단계를 포함하는, 터치 검출 방법.
A touch detection method of a touch screen panel including a plurality of sensor nodes arranged in a row or column direction and each of the sensor nodes being arranged so that a driving line and a sensing line are not overlapped with each other,
Charging the sensing line and floating the sensing line;
Applying an alternating voltage to the drive line; And
Detecting a touch by detecting a voltage change amount of the sensing line according to a mutual capacitance change between the driving line and the sensing line in accordance with the alternating voltage applied to the driving line.
상기 센서 노드 각각은, 상기 구동 라인에서 분기된 하나 이상의 라인을 포함하는 제1그룹 및 상기 감지 라인에서 분기된 하나 이상의 라인을 포함하는 제2그룹으로 형성되며,
상기 제1그룹에 속하는 제1라인 및 상기 제2그룹에 속하는 제2라인 중 하나는 다른 하나에 의해 적어도 일부가 둘러싸인 것인, 터치 검출 방법.
14. The method of claim 13,
Each of the sensor nodes is formed as a second group including a first group including one or more lines branched from the drive line and one or more lines branched from the sense line,
Wherein one of the first line belonging to the first group and the second line belonging to the second group is at least partially surrounded by another one.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/KR2013/004938 WO2013183925A1 (en) | 2012-06-04 | 2013-06-04 | Method and apparatus for detecting touch |
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020120060010 | 2012-06-04 | ||
KR20120060010 | 2012-06-04 | ||
KR20120096676 | 2012-08-31 | ||
KR1020120096676 | 2012-08-31 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20130136375A KR20130136375A (en) | 2013-12-12 |
KR101553604B1 true KR101553604B1 (en) | 2015-09-16 |
Family
ID=49983204
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020130013249A KR101553604B1 (en) | 2012-06-04 | 2013-02-06 | Touch detecting apparatus and method |
KR1020130024589A KR101461926B1 (en) | 2012-06-04 | 2013-03-07 | Touch detecting apparatus and method for reducing parasitic capacitance |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020130024589A KR101461926B1 (en) | 2012-06-04 | 2013-03-07 | Touch detecting apparatus and method for reducing parasitic capacitance |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (2) | KR101553604B1 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI559186B (en) * | 2013-12-13 | 2016-11-21 | Lg化學股份有限公司 | Touch sensor and display device |
WO2017034219A1 (en) * | 2015-08-27 | 2017-03-02 | 크루셜텍(주) | Device for detecting touch pressure of touch screen |
KR102512989B1 (en) | 2016-01-22 | 2023-03-22 | 삼성전자주식회사 | Touch Processor, Touch DDI Chip and Operating Method of Touch Processor |
KR102139912B1 (en) * | 2019-10-18 | 2020-07-31 | 주식회사 블루티움 | A Flexible Touch Sensor and Wearable Touch Device Including the Same |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101085088B1 (en) * | 2010-09-01 | 2011-11-18 | 이성호 | Capacitive type touch detecting means, method and touch screen panel using level shift, and display device embedding said the capacitive type touch screen panel |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101237640B1 (en) * | 2008-01-29 | 2013-02-27 | (주)멜파스 | Touchscreen apparatus having structure for preventing forming of parasitic capacitance |
US8237068B2 (en) | 2009-08-07 | 2012-08-07 | OpeanPeak Inc. | Projected capacitive touch-sensitive panel |
KR20110087758A (en) * | 2010-01-27 | 2011-08-03 | 세심광전자기술(주) | High precision capacitive touch screen device |
KR20110112128A (en) * | 2010-04-06 | 2011-10-12 | 삼성전자주식회사 | Method and apparatus for parasitic capacitance compensation in touch panel |
-
2013
- 2013-02-06 KR KR1020130013249A patent/KR101553604B1/en active IP Right Grant
- 2013-03-07 KR KR1020130024589A patent/KR101461926B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101085088B1 (en) * | 2010-09-01 | 2011-11-18 | 이성호 | Capacitive type touch detecting means, method and touch screen panel using level shift, and display device embedding said the capacitive type touch screen panel |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR101461926B1 (en) | 2014-11-14 |
KR20130136377A (en) | 2013-12-12 |
KR20130136375A (en) | 2013-12-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101502904B1 (en) | Touch detecting apparatus and method for adjusting parasitic capacitance | |
US20190004629A1 (en) | Pseudo Driven Shield | |
JP6290953B2 (en) | Touch input device | |
KR101427782B1 (en) | Touch detection method and apparatus | |
JP4932667B2 (en) | Screen input type image display system | |
US20130257785A1 (en) | Capacitive touch panel with dynamically allocated electrodes | |
US20110048813A1 (en) | Two-dimensional position sensor | |
US20110048812A1 (en) | Two-dimensional position sensor | |
US9389735B2 (en) | Touch sensing device and touchscreen device | |
US20120182252A1 (en) | Differential Capacitive Touchscreen or Touch Panel | |
WO2015183461A1 (en) | Single layer touchscreen with ground insertion | |
KR101537231B1 (en) | Touch detecting apparatus and method | |
US9606688B2 (en) | Touch sensing apparatus and touchscreen apparatus including the same | |
US10817111B1 (en) | Methods and apparatus for a capacitive touch sensor | |
KR101553604B1 (en) | Touch detecting apparatus and method | |
KR20170024664A (en) | Apparatus for sensing touch input | |
KR20140017327A (en) | Apparatus for sensing capacitance, and touchscreen apparatus | |
KR101502907B1 (en) | Touch detecting apparatus and method | |
US10394373B2 (en) | Active matrix touch panel with narrow bezel | |
KR101621233B1 (en) | Touch detecting apparatus and method | |
KR101569337B1 (en) | Touch detecting apparatus and method | |
KR20170025107A (en) | Touch detecting apparatus comprising flexible touch screen and method | |
KR20150001489A (en) | Touch detecting apparatus and method | |
KR101482932B1 (en) | Touch detecting apparatus | |
KR20150136982A (en) | Touch input sensing apparatus and touchscreen apparatus including the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
GRNT | Written decision to grant |