KR101630047B1 - 정전용량형 터치 패널 장치 및 구동방법 - Google Patents

정전용량형 터치 패널 장치 및 구동방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101630047B1
KR101630047B1 KR1020140085411A KR20140085411A KR101630047B1 KR 101630047 B1 KR101630047 B1 KR 101630047B1 KR 1020140085411 A KR1020140085411 A KR 1020140085411A KR 20140085411 A KR20140085411 A KR 20140085411A KR 101630047 B1 KR101630047 B1 KR 101630047B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
frequency
signal
digital code
noise
received signal
Prior art date
Application number
KR1020140085411A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160006345A (ko
Inventor
권오경
Original Assignee
한양대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한양대학교 산학협력단 filed Critical 한양대학교 산학협력단
Priority to KR1020140085411A priority Critical patent/KR101630047B1/ko
Priority to PCT/KR2015/006997 priority patent/WO2016006910A1/ko
Priority to US15/324,570 priority patent/US11183092B2/en
Priority to CN201580037343.8A priority patent/CN106662960B/zh
Publication of KR20160006345A publication Critical patent/KR20160006345A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101630047B1 publication Critical patent/KR101630047B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/0418—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for error correction or compensation, e.g. based on parallax, calibration or alignment
    • 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
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04166—Details of scanning methods, e.g. sampling time, grouping of sub areas or time sharing with display driving
    • 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
    • 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
    • G06F3/0446—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a grid-like structure of electrodes in at least two directions, e.g. using row and column electrodes
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04108—Touchless 2D- digitiser, i.e. digitiser detecting the X/Y position of the input means, finger or stylus, also when it does not touch, but is proximate to the digitiser's interaction surface without distance measurement in the Z direction
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2310/00—Command of the display device
    • G09G2310/02—Addressing, scanning or driving the display screen or processing steps related thereto
    • G09G2310/0264—Details of driving circuits
    • G09G2310/0291—Details of output amplifiers or buffers arranged for use in a driving circuit
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2354/00—Aspects of interface with display user

Abstract

정전용량형 터치 패널 장치 및 이의 구동방법이 개시된다. 수신 신호에 포함된 외란 노이즈의 영향을 최소화하기 위해 디지털 신호의 형태로 변환된 디지털 코드에 대한 연산이 수행된다. 디지털 코드의 노이즈레벨에 대한 정보는 기준값과 비교되고, 노이즈가 가지는 주파수가 수신 신호의 주파수와 유사하다고 판단되는 경우, 신호 생성부에서 공급되는 구동 신호의 주파수는 변경된다.

Description

정전용량형 터치 패널 장치 및 구동방법{Appratus of Capacitive Touch Panel and Method of driving the same}
본 발명은 정전용량형 터치 패널 및 이의 구동방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터치 유무를 판별하는데 있어서, 최적의 주파수를 선택하여 노이즈의 영향을 제거할 수 있는 정전용량형 터치 패널 장치 및 이의 구동방법에 관한 것이다.
터치 패널은 접촉 감지 장치로서 디스플레이 장치 등에 부착되어 사용자의 접촉 유무에 관한 신호를 생성하는 장치이다. 특히, 터치 패널은 스마트폰, PDA(Personal Digital Assistant) 또는 네비게이션 등에 널리 사용되고 있다. 터치 패널은 접촉의 유무를 감지하는 방법에 따라 저항막 방식 및 정전용량 방식으로 구분될 수 있으며, 단순한 구조와 저소비 전력의 장점을 가지는 정전용량 방식의 터치 패널이 휴대용 전자기기에 주로 사용된다.
정전용량 방식의 터치 패널은 유전체를 사이에 두고 전송 전극과 수신 전극으로 구성된다. 전송 전극과 수신 전극은 크로스 바(cross bar)의 형태로 배치되며, 전송 전극, 수신 전극 및 유전체에 의해 커패시터 성분이 형성된다. 사용자에 의한 접촉이 발생되는 경우, 커패시터 성분은 그 크기가 변경되며, 변경된 커패시턴스는 전송 전극과 수신 전극 사이에 인가되는 전압의 변화를 통해 감지된다. 통상적으로 전송 전극을 통해 구형파 형태의 전송 신호가 전달되고, 수신 전극을 통해 수신 신호가 감지된다.
상기 정전용량 터치 패널에는 형광등 또는 AC 전원 등에 기인하는 노이즈 성분이 개입될 수 있다. 즉, 사용자에 의한 접촉이 일어날 경우, 사용자가 안테나 역할을 하고, 노이즈는 터치 패널에 전달되어 터치 패널의 오동작을 유발한다.
대한민국 공개특허 제2012-0111910호에서는 외란 노이즈를 저감할 수 있는 터치 패널 장치가 개시된다. 상기 특허에서는 A/D 변환 회로의 출력을 감산회로가 수신한다. 감산회로의 동작에 의해 각각의 노이즈 성분은 상호간에 차감된다. 이를 통해 노이즈 성분의 제거가 일어날 수 있다. 반면, 상기 특허는 노이즈의 감산을 수행하기 위해 샘플링 타이밍의 조절이 반드시 필요하다. 즉, 수신 전극으로부터 전달되는 신호에서 파형의 상승 에지 또는 하강 에지에서 샘플링 동작이 수행된다. 다만, 사용자의 접촉 시, 기존의 커패시터 이외에 사용자에 의한 커패시턴스가 발생함에 따라 수신 신호는 전송 신호에 비해 소정의 시간동안 지연되는 특징이 있다. 따라서, 다양한 접촉 동작에 따라 지연시간이 일정하지 않고, 샘플링 타이밍이 수신 신호에 정확하게 적용되기 어려운 단점이 있다.
또한, 대한민국 등록특허 제1350673호에서는 노이즈 신호의 특성을 분석하여 전송 신호를 조절하는 기술을 개시한다. 상기 특허에서는 적분기를 사용하여 복수개의 커패시터에 저장된 신호의 노이즈 성분의 특성을 판단한다. 이를 통해 전송 신호의 주파수를 조절하고 있다. 또한, 상기 특허는 노이즈 성분의 분석을 통해 기존과 다른 주파수를 가지는 전송 신호를 발생하는 구성만을 개시한다. 특히, 최적의 주파수를 선택하는 기술에 대해서는 이를 개시하지 않고 있다.
상술한 바와 같이 종래의 기술들은 사용자의 접촉시 발생되는 외란 노이즈의 영향을 최소화하고자 한다. 외란 노이즈를 최소화 하기 위해서는 수신 신호에 포함된 노이즈를 제거하거나, 주파수의 변경을 통해 노이즈의 영향을 최소화할 수 있다. 다만, 상술한 종래 기술들은 노이즈 성분의 제거를 위한 최적의 방법을 제시하지 못하고 일정한 기술적 단점을 가지고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 외란 노이즈의 영향을 최소화 할 수 있는 터치 패널 장치 및 이의 구동방법을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 터치 동작의 감지를 위해 송신 신호를 생성하기 위한 구동부; 상호 교차하는 송신 전극과 수신 전극을 가지고, 터치 동작에 따른 수신 신호를 형성하는 터치 센서부; 상기 수신 신호가 입력되고, 입력된 수신 신호를 증폭하여 디지털 코드로 변환하기 위한 수신 처리부; 상기 수신 처리부로부터 상기 디지털 코드가 입력되고, 디지털 코드에 대한 결과값을 도출하여 상기 수신 신호의 주파수와 유사한 주파수를 가지는 노이즈를 판별하고, 판별 결과에 따라 주파수 제어신호를 생성하기 위한 최적 주파수 생성부; 및 상기 주파수 제어신호에 따라 주파수의 변경동작을 실시하여, 변경된 주파수의 구동 신호를 생성하여, 상기 송신 신호의 주파수 변경을 유도하기 위한 신호 생성부를 포함하는 터치 패널 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 상기 과제는, 제1 주파수를 가지고, 터치 정보가 포함된 수신 신호를 입력받는 단계; 상기 수신 신호를 처리하고, 디지털 변환을 통해 디지털 코드를 형성하는 단계; 상기 디지털 코드에 대한 연산을 통해 상기 수신 신호에 포함된 노이즈 성분의 주파수가 상기 수신 신호의 주파수와 유사한지를 판단하여 주파수 제어신호를 생성하는 단계; 상기 주파수 제어신호에 따라 상기 제1 주파수와 상이한 제2 주파수를 가지는 구동 신호를 생성하는 단계; 및 상기 제2 주파수를 가진 구동 신호를 이용하여 상기 제2 주파수를 가진 송신 신호를 형성하는 단계를 포함하는 터치 패널 장치의 구동방법의 제공을 통해서도 달성된다.
상술한 본 발명에 따르면, 외란 노이즈가 가지는 주파수가 송신 신호의 주파수 또는 수신 신호의 주파수와 유사한 경우, 수신 신호의 진폭은 증가되고, 이는 최적 주파수 생성부에서 디지털 코드에 대한 연산을 통해 분석된다. 또한, 분석된 결과는 기준값과 비교되고, 구동부에 공급되는 구동 신호의 주파수는 변경된다. 이러한 구동 신호의 주파수의 변경동작은 디지털 코드에 대한 연산에 의한 결과가 기준값 대비 특정 비율보다 낮을 때까지 진행된다. 이를 통해 노이즈가 가지는 주파수와 상이한 주파수의 송신 신호가 터치 센서부에 공급되고, 외란 노이즈에 의한 영향은 최소화된다.
구동 신호는 고정된 상태로 공급되지 않고 노이즈의 인가 생태에 따라 변경되므로, 노이즈의 영향에 따른 터치신호의 감도가 저하되거나 오동작이 발생되는 현상은 방지된다. 또한, 터치 동작의 정확도가 향상된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치 패널 장치를 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 수신 처리부의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 수신 처리부의 동작을 설명하기 위한 다른 블록도이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상기 도 2 및 도 3에서 설명된 대역 통과 필터를 도시한 회로도들이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상기 도 2 및 도 3에 도시된 저역 통과 필터를 도시한 회로도들이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 최적 주파수 생성부의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상기 도 6에 도시된 신호 생성부와 구동부를 도시한 블록도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치 패널 장치의 동작을 설명하기 위한 타이밍도들이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치 패널 장치의 동작을 설명하기 위한 다른 타이밍도들이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치 패널 장치의 동작을 설명하기 위한 다른 타이밍도들이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
실시예
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치 패널 장치를 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 터치 패널 장치는 구동부(100), 터치 센서부(200), 수신 처리부(300), 최적 주파수 생성부(400) 및 신호 생성부(500)를 가진다.
구동부(100)는 신호 생성부(500)로부터 인가되는 구동 신호 Drf를 수신하고, 특정 주파수에서 펄스파,구형파 또는 톱니파 형태의 송신 신호 Tx를 생성한다. 송신 신호 Tx의 전송을 위해 상기 구동부(100)는 각각의 송신 전극들(201, 202, 203)에 대응하는 구동 드라이버를 가진다. 즉, 상기 구동 신호 Drf는 다양한 형태를 가질 수 있으며, 예컨대, 펄스파, 구형파 또는 톱니파 형태등 다양한 파형을 가질 수 있다.
터치 센서부(200)는 복수개의 송신 전극들(201, 202, 203)과 수신 전극들(211, 212, 213)을 가진다. 각각의 송신 전극들(201, 202, 203)과 수신 전극들(211, 212, 213)은 교차하는 형상으로 배치되고, 교차되는 지점에서 커패시턴스를 형성한다. 또한, 송신 전극들(201, 202, 203)은 제1 방향으로 신장된 형상으로 상호간에 일정한 이격거리를 가지고 배치된다. 또한, 수신 전극들(211, 212, 213)은 제1 방향에 실질적으로 수직한 제2 방향으로 신장된 형상을 가지며, 상호간에 일정한 이격거리를 가지고 배치된다. 각각의 송신 전극들(201, 202, 203)에는 구동부(100)로부터 송신 신호들 Tx[1], Tx[2], Tx[3]이 인가되고, 각각이 수신 전극들(211, 212, 213)에는 수신 신호들 Rx[1], Rx[2], Rx[3]이 출력된다.
사용자에 의한 접촉 동작이 일어나면, 해당하는 좌표의 커패시턴스는 변경된다. 통상의 경우, 변경된 커패시턴스에 의해 수신 신호 Rx는 그 진폭이 감소되는 특징이 있다. 또한, 인가되는 송신 신호들 Tx은 인접한 송신 신호와 비교하여 일정한 위상차를 가지는 주사 방식으로 인가될 수 있다. 또한, 송신 신호들 Tx은 소정의 주파수를 가지고 인가되며, 수신 신호들 Rx에서도 송신 신호 Tx와 실질적으로 동일한 주파수를 가진 신호가 나타난다.
또한, 사용자 등 다양한 원인에 의해 송신 신호 Tx가 가지는 주파수와 유사한 주파수를 가진 노이즈가 인입되면, 수신 신호들 Rx에는 증가된 진폭을 가진 신호 또는 감소된 진폭을 가진 신호가 나타난다. 즉, 노이즈가 유입되지 않는 경우, 수신 신호들 Rx는 특정의 레벨로 수렴하는 경향이 있으나, 노이즈가 인입되는 경우, 수신 신호들 Rx에서는 변동이 나타난다.
수신 처리부(300)는 수신 신호들 Rx을 입력받고, 일정한 신호처리동작을 통해 디지털 신호로 변환한다. 수신 신호 Rx는 송신 신호 Tx에 비해 낮은 진폭을 가진다. 이는 임피던스 성분인 터치 센서부(200)의 커패시턴스 성분에 따른 결과이다. 송신 신호 Tx에 비해 진폭이 낮아진 수신 신호 Rx는 수신 처리부(300)에서 소정의 이득으로 증폭된다.
또한, 증폭된 수신 신호는 AC적으로 접지 레벨을 중심으로 (+)와 (-)를 진동하는 파형으로 형성된다. 이는 다시 구동 신호 Drf 또는 주파수 제어신호 Fctl과의 연산동작을 통해 (+) 방향 또는 (-) 방향의 일방으로 진동하는 파형으로 성형된다. 예컨대 증폭된 수신 신호는 (+)의 일방으로만 진동하는 파형인 톱니파로 성형될 수 있다. 이를 디모듈레이터 출력신호라 명명한다.
디모듈레이터 출력신호는 저역 통과 필터를 통해 필터링되고, 디지털 코드 ADC_OUT로 변환된다. 변환된 디지털 코드 ADC_OUT는 해당하는 터치 센서부(200)의 터치 정보를 가진다.
최적 주파수 생성부(300)는 수신되는 디지털 코드 ADC_OUT로부터 노이즈 성분을 도출하고, 이를 기준값과 비교한다. 즉, 디지털 코드 ADC_OUT에 대한 결과값이 도출되고, 이 결과값이 기준값 대비 특정 비율 이상의 값을 보이는 경우, 최적 주파수 생성부(300)는 주파수를 변경하기 위한 주파수 제어신호 Fctl를 생성한다. 생성된 주파수 제어신호 Fctl는 신호 생성부(500)에 인가된다.
신호 생성부(500)는 주파수 제어신호 Fctl를 수신하고, 수신된 주파수 제어신호 Fctl에 따른 구동 신호 Drf를 구동부(100)에 인가한다. 구동 신호 Drf는 주파수 제어신호 Fctl에 의해 생성된 특정 주파수의 구형파임이 바람직하다.
상기 도 1에서 최적 주파수 생성부(400)는 수신 처리부(300)로부터 입력되는 디지털 코드 ADC_OUT를 저장 및 분석하여 최적 주파수를 결정한다. 예컨대, 터치 센서부(200)에 제1 주파수를 가진 송신 신호 Tx가 인가되고, 제1 주파수의 수신 신호 Rx가 터치 센서부(200)로부터 출력되는 경우, 수신 신호 Rx는 디지털 코드 ADC_OUT로 변환되고, 최적 주파수 생성부(400)에 전달된다.
최적 주파수 생성부(400)는 제1 주파수를 가진 수신 신호 Rx와 유사한 주파수의 노이즈 성분을 분석하고, 이를 기준값과 비교한다. 즉, 디지털 코드 ADC_OUT으로부터 노이즈 레벨에 대한 정보를 도출하고, 도출된 노이즈 레벨에 대한 정보가 기준값 대비 특정 레벨 이상의 값을 보이면, 최적 주파수 생성부(400)는 주파수 제어신호 Fctl을 통해 제1 주파수와 다른 제2 주파수를 가진 구동 신호 Drf를 생성한다. 상술한 동작은 최적 주파수 생성부(400)에 입력되는 디지털 코드 ADC_OUT가 가진 노이즈 성분에 의한 영향이 제거될 때까지 수행된다. 예컨대 변경된 주파수에 따른 디지털 코드 ADC_OUT의 노이즈 레벨에 대한 정보가 기준값 대비 특정 레벨 미만의 변동을 나타낼 때까지 구동 신호 Drf의 주파수 변경 동작은 반복된다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 수신 처리부의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 수신 처리부는 증폭기(310), 디모듈레이터(320), 저역통과필터(330) 및 아날로그-디지털 변환기(340)를 가진다.
증폭기(310)는 수신 신호 Rx를 소정의 이득으로 증폭한다. 증폭된 수신 신호는 송신 신호 Tx 또는 구동 펄스 신호 Drf와 동일한 주파수를 가지며, 수신 신호 Rx에 비해 증가된 진폭을 가진다. 또한, 증폭된 수신 신호는 AC 접지에 대해 (+)와 (-)를 교번하는 파형의 양상을 가진다.
계속해서 증폭된 수신 신호는 디모듈레이터(320)에 입력된다. 상기 디모듈레이터(320)에는 구동 신호 Drf 또는 주파수 제어신호 Fctl이 입력되고, 증폭된 수신 신호도 입력된다. 즉, 디모듈레이터(320)에 인가되는 구동 신호 Drf 또는 주파수 제어신호 Fctl은 상호간에 동일 주파수를 가지므로 여하한 신호를 인가하더라도 동작 상의 문제는 발생되지 않는다. 인가되는 신호들은 승산 동작 또는 특정 영역에서의 파형의 반전을 통해 특정의 한 방향으로의 위상을 가진 신호로 변환된다. 예컨대, 상기 디모듈레이터(320)은 믹서(Mixer)의 동작을 통해 특정 위상의 파형을 반전시킬 수 있다. 즉, 상기 디모듈레이터(320)는 특정 방향으로의 위상을 가진 신호로 변환할 수 있다면 여하한 구성이라도 가능할 것이다. 예컨대 상기 디모듈레이터 출력신호는 (+) 방향의 위상을 가진 신호로 변환될 수 있다.
디모듈레이터 출력신호는 저역 통과 필터(330)로 입력된다. 저역 통과 필터(330)는 디모듈레이터 출력신호 성분에서 고주파 성분을 제거하는 필터링 동작을 수행한다. 필터링된 디모듈레이터 출력신호인 필터링 신호는 아날로그-디지털 변환기(340)로 입력된다.
아날로그-디지털 변환기(340)는 샘플링 동작을 이용하여 필터링 신호를 디지털 코드 ADC_OUT로 변환한다. 변환된 디지털 코드 ADC_OUT에는 터치 센서부(200)에서 유입된 노이즈 성분과 터치 정보 등이 포함된다.
또한, 상기 도 2에서는 증폭기와 디모듈레이터 사이에 대역 통과 필터(band pass filter)가 구비될 수 있으며, 디모듈레이터와 아날로그-디지털 변환기 사이에도 별도의 대역 통과 필터가 구비될 수 있다. 구비되는 대역 통과 필터는 수신 신호 Rx에 포함된 노이즈 성분을 제거하기 위해 사용된다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 수신 처리부의 동작을 설명하기 위한 다른 블록도이다.
도 3을 참조하면, 수신 처리부는 복수개의 수신경로들(351, 352), 멀티플렉서(341) 및 아날로그-디지털 변환기(340)를 가진다.
각각의 수신경로들(351, 352)은 멀티플렉서(341)에 입력되고, 상호간에 병렬 연결된다. 또한, 각각의 수신경로(351, 352)는 증폭기(311, 312), 디모듈레이터(321, 322) 및 저역 통과 필터(331, 332)가 구비된다.
예컨대, 제1 수신경로(351)에는 첫번째 수신 신호 Rx[1]가 입력되고, 상기 도 2에서 도시된 신호의 처리가 발생된다. 또한, 수신 신호들 Rx{1], ..., Rx{n]에 대한 신호의 처리는 n번째 수신 신호 Rx[n]까지 수행된다. 각각의 수신경로(351, 352)에서 저역 통과 필터(331, 332)를 통과한 신호들은 멀티플렉서(341)에 인가된다.
멀티플렉서(341)는 각각의 수신경로들(351, 352)로부터 출력되는 신호를 수신하고, 이들 중 특정의 신호를 선택하여 출력한다. 출력된 신호는 아날로그-디지털 변환기(340)로 인가된다. 실시의 형태에 따라 멀티플렉서(341)는 복수의 수신경로들의 신호를 선택할 수 있으며, 동시에 선택되는 신호의 개수에 따라 아날로그-디지털 변환기(340)도 이에 상응하여 구비될 수 있다.
또한, 각각의 수신경로들(351, 352)에는 대역 통과 필터가 상기 도 2에서 설명된 바대로 구비될 수 있다. 예컨대, 각각의 수신경로에서 증폭기(311, 312)와 디모듈레이터(321, 322) 사이에 또는 디모듈레이터(321, 322)와 저역 통과 필터(331, 332) 사이에 구비될 수 있다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상기 도 2 및 도 3에서 설명된 대역 통과 필터를 도시한 회로도들이다.
도 4a를 참조하면, 대역 통과 필터는 Shallen-key topology의 구성을 가진다. 상기 필터는 2차 필터의 특성을 가지며, R, C, R1 및 R2의 값에 따라 대역 통과를 위한 주파수 특성이 결정된다.
도 4b를 참조하면, 대역 통과 필터는 다중 피드백 필터의 구성을 가진다. 상기 다중 피드백 필터는 하기의 수학식 1에 따른 전달함수를 가진다.
[수학식 1]
Figure 112014064273113-pat00001
상기 수학식 1에서 나타나는 바와 같이 전달함수는 2차 필터의 특성을 가지며, C, R1, R2 및 R3의 값에 따라 대역 통과 필터의 특성이 결정된다.
도 4c를 참조하면, 대역 통과 필터는 Gm-C 필터의 구조를 가질 수 있다. 상기 Gm-C 필터는 C1 및 C2에 의해 2차 전달함수의 특성을 가진다. 따라서, Rbias, C1 및 C2의 값에 따라 대역 통과 필터의 특성이 결정될 수 있다.
상기 도 4a 내지 도 4c에서는 대역 통과 필터로 사용가능한 예를 설명한 것으로 이외에 다양한 대역 통과 필터가 사용가능하다 할 것이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상기 도 2 및 도 3에 도시된 저역 통과 필터를 도시한 회로도들이다.
도 5a는 1차 저역 통과 필터를 도시한 것이고, 도 5b는 Shallen-key 필터를 도시한 것이다. 상기 도 5b의 필터는 저항과 커패시터의 값에 따라 저역 통과 필터를 구현할 수 있음은 주지의 사실이다. 또한, 도 5c는 다중 피드백 필터를 도시한 것이며, 도 5d는 Gm-C 필터를 도시한 것이다. 도 5c 및 도 5d에 도시된 필터들에서 저역 통과 필터의 구현은 저항 및 커패시터의 값의 조절에 의해 구현될 수 있다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 최적 주파수 생성부의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 6을 참조하면, 최적 주파수 생성부는 메모리(410), 노이즈 계산부(420), 데이터 비교부(430) 및 주파수 선택부(440)를 가진다.
메모리(410)에는 디지털 코드 ADC_OUT가 저장된다. 즉, 터치 패널을 구성하는 터치 센서부(200)의 모든 데이터가 메모리(410)에 저장된다. 메모리(410)에 저장되는 단위는 하나의 수신 전극에 해당하는 디지털 코드일 수 있다. 즉, 메모리(410)에는 터치 센서부(200)로부터 수신된 모든 터치 정보가 저장된다.
노이즈 계산부(420)는 메모리(410)에 저장된 디지털 코드 형태의 터치 정보에 대한 노이즈 레벨에 대한 정보를 추출한다. 통상적으로 외부로부터 인가된 노이즈가 송신 신호 Tx 또는 수신 신호 Rx와 유사한 주파수를 가지는 경우, 수신 신호 Rx 레벨이 감소하거나 증가한다. 또한, 노이즈가 없을 경우에는 어떤 일정한 전압으로 수렴하는 특성이 나타난다. 즉, 노이즈에 의해 증가된 수신 신호 Rx의 성분은 노이즈 레벨에 대한 정보의 증가를 유발한다. 노이즈 계산부(420)에 의해 산출된 노이즈 레벨에 대한 정보는 데이터 비교부(430)에 입력된다. 상기 노이즈 레벨에 대한 정보는 디지털 코드 ADC_OUT의 평균값, 중앙값, 최빈치, 표준편차 또는 최대값이 될 수 있다.
디지털 코드 ADC_OUT의 평균값은 디지털 코드 ADC_OUT의 총합을 데이터 수로 나눈 값이며, 중앙값은 데이터 수에서 절반의 디지털 코드 ADC_OUT의 값들이 특정의 디지털 코드보다 크거나 같고, 절반의 디지털 코드 ADC_OUT의 값들이 특정의 디지털 코드보다 작거나 같은 값을 지칭한다. 또한, 최빈치는 디지털 코드 ADC_OUT의 값들 중 가장 많이 관찰되는 값을 나타낸다. 또한, 표준편차는 디지털 코드 ADC_OUT의 값들이 평균으로부터 얼마나 떨어져 있는가를 나타내며, 최대값은 디지털 코드 ADC_OUT의 값들 중 최대값을 나타낸다.
설계자는 터치 패널의 형태 및 노이즈의 상태에 따라 노이즈 레벨에 대한 정보를 다양한 형태로 변환할 수 있다.
데이터 비교부(430)는 입력되는 디지털 형태의 노이즈 레벨에 대한 정보를 기준값과 비교한다. 데이터의 비교동작을 통해 디지털 형태로 변환된 노이즈의 개입 정도는 기준값과 비교된다. 통상적으로 인체의 손가락을 통해 터치 센서부(200)에 터치된 경우와 터치가 되지 않은 경우에는 측정된 디지털 코드의 약 10%가 변동된다.
예컨대, 기준값은 터치되지 않은 경우의 터치 센서부(200)로부터 입력되고 디지털 코드로 변환된 값 또는 노이즈가 개입되지 않은 수신 신호 Rx의 디지털 코드로 설정하고, 측정된 노이즈 레벨에 대한 정보가 기준값으로부터의 변동이 있는지 여부는 판단된다. 예컨대, 터치되지 않은 상태에서 측정된 디지털 코드를 기준으로 터치시 입력된 외부 노이즈 등의 영향에 의한 디지털 코드의 변동량은 측정되고 판단될 수 있다. 판단을 위한 기준값을 기준으로 변동의 상한은 터치 패널의 상태에 따라 다양하게 변경가능할 것이다.
예컨대, 노이즈 레벨에 대한 정보가 표준편차로 나타나는 경우, 기준값은 노이즈가 개입되지 않거나, 터치가 발생되지 않은 디지털 코드가 기준값으로 설정된다. 예컨대, 측정된 표준편차가 기준값 대비 5% 이상이면, 데이터 비교부(430)는 개입된 노이즈가 인가되는 송신 신호 Tx와 동일 또는 주파수 영역에 분포된 것으로 판단한다. 데이터 비교부(430)에서 판단된 신호는 주파수 선택부(440)로 인가된다. 상기 표준편차는 하기의 수학식 2에 따른다.
[수학식 2]
Figure 112014064273113-pat00002
상기 수학식 2에서 K는 표준편차, m은 디지털 코드의 수, ADCavg는 디지털 코드의 평균값, ADCi는 해당하는 각각의 디지털 코드를 나타낸다.
다만, 본 실시예에서 노이즈 레벨에 대한 정보는 다양하게 산출될 수 있으며, 상기 표준편차에 따른 기준값과의 비교는 일 실시의 형태이다. 또한, 기준값과의 비교시 노이즈가 유입된 것으로 판단하는 기준은 터치 패널의 형태와 상태에 따라 다양하게 설정 가능함은 당업자에게 자명하다 할 것이다.
주파수 선택부(440)는 데이터 비교부(430)로부터 판단 신호를 수신하고, 주파수 제어신호 Fctl를 생성한다. 생성된 주파수 제어신호 Fctl는 측정된 데이터에 해당하는 송신 신호 Tx와 다른 주파수를 유도할 수 있는 신호의 형태라며 어느 것이나 가능할 것이다. 따라서, 주파수 선택부(440)는 송신 주파수의 변경을 유도할 수 있는 주파수 제어신호 Fctl를 생성한다. 생성된 주파수 제어신호 Fctl는 신호 생성부(500)에 인가된다.
예컨대, 주파수 제어신호 Fctl은 다양한 형태의 파형을 가질 수 있으며, 특정 주파수를 가진 신호일 수 있다. 즉, 주파수 선택부(440)은 노이즈 신호의 대표적 주파수인 60Hz를 피하기 위해 100Hz부터 10MHz 내의 주파수를 임의의 개수로 분할하여 선택할 수 있다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상기 도 6에 도시된 신호 생성부와 구동부를 도시한 블록도이다.
도 7을 참조하면, 신호 생성부(500)는 모듈레이터(551)를 가진다. 상기 모듈레이터(551)에는 주파수 제어신호 Fctl 및 파형 신호가 인가된다. 주파수 제어신호 Fctl는 주파수를 가진 신호라면 어느 것이나 사용가능할 것이나, 주파수 선택부(440)에서 변경된 주파수를 가진 신호이다. 또한, 상기 모듈레이터(551)에는 파형 신호가 인가된다. 상기 파형 신호는 신호 생성부(500)에서 형성되는 구동 신호 Drf의 형태를 결정한다. 예컨대, 상기 구동 신호 Drf는 펄스파, 구형파 또는 톱니파일 수 있다. 만일, 모듈레이터(551)가 믹서의 형태를 취하고, 주파수 제어신호 Fctl이 스위치의 온/오프 동작을 통해 주기파를 형성하는 경우, 상기 파형 신호는 특정의 레벨로 셋팅된 신호일 수 있고, 특정 주파수로 맥류하는 신호일 수 있으며, 다수의 레벨을 반복하는 신호일 수 있다.
신호 생성부(500)에 의해 구동 신호 Drf는 형성되고, 구동부(100)에 인가된다. 구동부(100)는 송신 신호 Tx를 형성하며, 구동 신호 Drf의 형태에 따라 아날로그 버퍼 또는 디지털 버퍼를 구비할 수 있다. 예컨대, 구동 신호 Drf가 정현파 또는 톱니파인 경우, 아날로그 버퍼가 사용되고, 구동 신호 Drf가 구형파인 경우, 디지털 버퍼가 사용될 수 있다.
즉, 신호 생성부(500)는 수신된 주파수 제어신호 Fctl에 따라 주파수 변경 동작을 수행하여, 구동 신호 Drf를 생성한다. 구동 신호 Drf는 주파수 제어신호 Fctl에 따라 변경된 주파수를 가지는 펄스파, 구형파 또는 톱니파일 수 있다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치 패널 장치의 동작을 설명하기 위한 타이밍도들이다. 또한, 상기 도 8 및 도 9는 터치 패널 장치가 순차구동을 수행하는 경우를 도시한 타이밍도들이다.
먼저, 도 8을 참조하면, 주사 신호 Hsync에 동기되어 송신 신호 Tx가 인가된다. 송신 신호 Tx는 각각의 송신 라인에 상응하여 전송된다. 즉, 주사 신호 Hsync가 k번째 송신 신호 Tx[k]를 활성화하는 구간에서는 k번째 송신 라인에 송신 신호 Tx[k]가 전달된다. 또한, k+1번째 송신 라인에는 순차적으로 송신 신호 Tx[k+1]가 전달된다.
터치 센서부에 노이즈가 유입되고, 유입된 노이즈가 송신 신호 Tx와 유사한 주파수를 가지는 경우, 수신 신호 Rx의 진폭은 증가한다. 즉, 노이즈가 송신 신호 Tx와 동일 또는 유사한 주파수를 가지면 파형의 중첩에 의해 수신 신호 Rx의 진폭은 증가하게 된다.
따라서, 상기 도 2의 증폭기(310)의 출력인 증폭된 수신 신호는 진폭이 다소 증가한 양상을 보인다. 또한, 디모듈레이터(320)는 증폭기(310)의 출력에서 (-)위상의 파형을 반전하여 (+)위상을 가지도록 한다.
이어서, 저역 통과 필터(340)를 거친 필터링된 신호는 디모듈레이터(320)의 출력에서 고주파 성분이 제거된 형태가 된다. 저역 통과 필터(330)를 거친 신호는 아날로그-디지털 변환기(340)에 의해 디지털 코드 ADC_OUT로 변환되고, 상기 도 6의 최적 주파수 생성부(400)에 입력된다.
최적 주파수 생성부(400)에는 패널을 구성하는 터치 센서부(200)의 모든 정보가 저장되고, 노이즈 레벨에 대한 정보의 도출을 통해 노이즈에 의한 영향이 평가된다. 추출된 노이즈 레벨에 대한 정보는 기준값과 비교된다. 기준값은 터치가 없거나 노이즈가 개입되지 않은 경우의 데이터이며, 기준값에 대해 소정값 이상의 변동이 발생한 경우, 이는 노이즈 성분이 가지는 주파수가 송신 신호 Tx의 주파수와 유사한 것으로 판단한다. 따라서, 최적 주파수 생성부(400)의 주파수 선택부(440)는 주파수 제어신호 Fctl를 통해 구동 신호 Drf의 주파수를 변동시킨다. 구동 신호 Drf의 주파수가 변동되고, 노이즈와 송신 신호 Tx 사이의 주파수 차이가 증가하는 경우, 노이즈 성분에 의한 수신 신호 Rx에서의 진폭의 변동은 감소된다.
상술한 동작은 측정된 노이즈 레벨에 대한 정보가 기준값으로부터 소정값 이내의 변동을 가질 때까지 반복된다.
도 9를 참조하면, 주파수가 변경된 송신 신호 Tx가 인가된다. 수신 신호 Rx는 송신 신호 Tx가 가지는 주파수와 동일한 주파수를 가진다. 수신 신호 Rx는 인가된 노이즈 성분을 상쇄시킬 수 있는 주파수를 가진다. 따라서, 저역 통과 필터의 출력은 노이즈 성분이 거의 나타나지 않으며, 노이즈에 의한 영향은 최소화된다. 변경된 주파수에 의해 측정된 노이즈 레벨에 대한 정보는 기준값으로부터 소정값 이내의 변동을 나타낸다. 이를 통해 외란 노이즈의 영향은 최소화된다.
또한, 주파수를 변동하는 방법은 다양한 형태로 수행될 수 있다. 예컨대, 주파수 제어신호 Fctl를 통해 점진적으로 주파수를 증가시킬 수 있으며, 반대로 주파수를 감소시킬수도 있다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치 패널 장치의 동작을 설명하기 위한 다른 타이밍도들이다. 또한, 도 10 및 도 11은 터치 패널 장치가 동시 구동 방식으로 동작하는 것을 도시하고 있다.
먼저, 도 10을 참조하면, 주사 신호 Hsync에 동기되고 송신 신호 Tx는 모든 송신 라인들에 동시에 인가된다. 다만, 인가되는 송신 신호들은 매트릭스 타입으로 인가되므로, 각각의 송신 라인들에 인가되는 송신 신호들은 일정한 패턴을 가질 수 있다. 또한 동시 구동 방식에 따라 다수의 송신 신호들은 송신 라인들에 동시에 인가된다. 특히, 상기 도 10 및 도 11에서 소신 신호들은 일정한 반복주기를 가지지 않는 파형으로 기술된다. 이는 송신 신호가 일정한 매트릭스 형태로 인가되는데 기인한다. 따라서, 송신 신호의 주파수를 언급하는 경우, 이는 송신 신호를 형성하는데 사용되는 구동신호 Drf가 가지는 주파수와 동일한 것임을 전제로 한다.
터치 센서부에 노이즈가 유입되고, 유입된 노이즈가 송신 신호 Tx와 유사한 주파수를 가지는 경우, 수신 신호 Rx의 진폭은 증가한다. 통상의 경우에 비해, 노이즈가 송신 신호 Tx와 동일 또는 유사한 주파수를 가지면 파형의 중첩에 의해 수신 신호 Rx의 진폭은 증가하게 된다.
최적 주파수 생성부(400)에는 패널을 구성하는 터치 센서부(200)의 모든 정보가 저장되고, 노이즈 레벨에 대한 정보의 도출을 통해 노이즈에 의한 영향이 평가된다. 추출된 노이즈 레벨에 대한 정보는 기준값과 비교된다. 기준값은 터치가 없거나 노이즈가 개입되지 않은 경우의 데이터이며, 기준값에 대해 소정값 이상의 변동이 발생한 경우, 이는 노이즈 성분이 가지는 주파수가 송신 신호 Tx의 주파수와 유사한 것으로 판단한다. 따라서, 최적 주파수 생성부(400)의 주파수 선택부(440)는 주파수 제어신호 Fctl를 통해 구동 신호 Drf의 주파수를 변동시킨다.
상술한 동작은 측정된 노이즈 레벨에 대한 정보가 기준값으로부터 소정값 이내의 변동을 가질 때까지 반복된다.
도 11을 참조하면, 주파수가 변경된 송신 신호 Tx가 인가된다. 수신 신호 Rx는 송신 신호 Tx가 가지는 주파수와 동일한 주파수를 가진다. 수신 신호 Rx는 인가된 노이즈 성분을 상쇄시킬 수 있는 주파수를 가진다. 따라서, 저역 통과 필터의 출력은 노이즈 성분이 거의 나타나지 않으며, 노이즈에 의한 영향은 최소화된다. 변경된 주파수에 의해 측정된 노이즈 레벨에 대한 정보는 기준값으로부터 소정값 이내의 변동을 나타낸다. 이를 통해 외란 노이즈의 영향은 최소화된다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치 패널 장치의 동작을 설명하기 위한 다른 타이밍도들이다. 또한, 도 12 및 도 13은 터치 패널 장치가 블록 구동 방식으로 동작하는 것을 도시하고 있다.
블록 구동 방식은 연속하는 송신 전극들을 하나의 블록으로 묶어서 동시에 송신 신호를 전송하는 방식이다. 따라서, 복수개의 블록들이 설정되며, 복수개의 블록들 사이에는 순차 구동 방식이 적용되며, 하나의 블록 내부의 송신 전극들에는 동시 구동 방식이 적용된다.
상기 도 12에서는 k번째 송신 전극과 k+1번째 송신 전극이 하나의 블록으로 설정된다. 따라서, k번째 송신 전극에 인가되는 송신 신호 Tx[k]와 k+1번째 송신 전극에 인가되는 송신 신호 Tx[k+1]은 동시에 인가된다. 수신신호 Rx에는 터치에 의해 노이즈가 개입된 상태이다.
최적 주파수 생성부(400)에는 추출된 노이즈 레벨에 대한 정보는 기준값과 비교된다. 이를 통해 최적 주파수 생성부(400)의 주파수 선택부(440)는 주파수 제어신호 Fctl를 통해 구동 신호 Drf의 주파수를 변동시킨다.
도 13에서는 변경된 주파수 제어신호 Fctl을 이용하여 변경된 주파수를 가지는 구동 신호 Drf에 기인한 송신신호들과 수신신호들이 개시된다. 변경된 주파수를 가지는 구동 신호 Drf에 의해 디모듈레이터의 출력에서는 노이즈 성분이 최소화되고, 저역 통과 필터의 출력에서도 상기 도 12에 비해 노이즈 성분이 최소화된 것을 알 수 있다.
상술한 동작을 통해 노이즈가 개입되더라도 터치 센싱 동작의 영향은 최소화된다. 또한, 상술한 본 발명에서는 구동 신호가 고정된 상태로 공급되지 않고 노이즈의 인가 상태에 따라 변경된다. 이를 통해 노이즈의 영향에 따른 터치신호의 감도가 저하되거나 오동작을 방지할 수 있으며, 터치 동작의 정확도를 확보할 수 있다.
100 : 구동부 200 : 터치 센서부
300 : 수신 처리부 400 : 최적 주파수 생성부
500 : 신호 생성부

Claims (24)

  1. 터치 동작의 감지를 위해 송신 신호를 생성하기 위한 구동부;
    상호 교차하는 송신 전극과 수신 전극을 가지고, 터치 동작에 따른 수신 신호를 형성하는 터치 센서부;
    상기 수신 신호가 입력되고, 입력된 수신 신호를 증폭하여 디지털 코드로 변환하기 위한 수신 처리부;
    상기 수신 처리부로부터 상기 디지털 코드가 입력되고, 디지털 코드에 대한 노이즈 레벨에 대한 정보를 도출하여 상기 수신 신호의 주파수와 유사한 주파수를 가지는 노이즈를 판별하고, 판별 결과에 따라 주파수 제어신호를 생성하기 위한 최적 주파수 생성부; 및
    상기 주파수 제어신호에 따라 주파수의 변경동작을 실시하여, 변경된 주파수의 구동 신호를 생성하여, 상기 송신 신호의 주파수 변경을 유도하기 위한 신호 생성부를 포함하는 터치 패널 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 최적 주파수 생성부는,
    상기 디지털 코드를 저장하기 위한 메모리;
    상기 메모리에 저장된 디지털 코드로부터 노이즈 레벨에 대한 정보를 도출하기 위한 노이즈 계산부;
    상기 디지털 코드의 노이즈 레벨에 대한 정보와 기준값의 비교 동작을 통해 상기 수신 신호에 포함된 노이즈의 주파수가 상기 수신 신호의 주파수와 유사한지를 판단하기 위한 데이터 비교부; 및
    상기 데이터 비교부의 판단결과에 따라 상기 구동 신호의 주파수를 변경하기 위한 상기 주파수 제어신호를 생성하기 위한 주파수 선택부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 기준값은 터치 동작이 발생하지 않은 경우의 디지털 코드 또는 노이즈가 개입되지 않은 경우의 디지털 코드인 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 디지털 코드의 노이즈 레벨에 대한 정보는 터치가 발생된 경우의 디지털 코드의 평균값, 중앙값, 최빈치, 표준편차 또는 최대값인 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 디지털 코드의 노이즈 레벨에 대한 정보가 상기 기준값 대비 소정값 이상의 변동을 보이는 경우, 상기 데이터 비교부는 노이즈의 주파수가 상기 수신 신호의 주파수와 유사한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 수신 처리부는,
    상기 수신 신호를 증폭하기 위한 증폭기;
    상기 증폭기의 출력에 대해 한 방향의 위상을 가진 신호로 생성하기 위한 디모듈레이터;
    상기 디모듈레이터의 출력에서 고주파 성분을 제거하기 위한 저역 통과 필터; 및
    상기 저역 통과 필터의 출력에 대한 디지털 변환을 통해 디지털 코드로 변환하기 위한 아날로그-디지털 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 디모듈레이터에는 상기 구동 신호 또는 상기 주파수 제어신호가 인가되는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 증폭기와 상기 디모듈레이터의 사이, 또는 상기 디모듈레이터와 상기 저역 통과 필터 사이에는 특정 대역의 주파수 신호만을 통과시킬 수 있는 대역 통과 필터가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 수신 처리부는,
    서로 병렬 연결된 복수개의 수신경로들;
    상기 수신경로의 출력신호를 수신하고, 특정의 수신경로의 신호를 선택하는 멀티플렉서; 및
    상기 멀티플렉서의 출력에 대한 디지털 변환을 통해 디지털 코드로 변환하기 위한 아날로그-디지털 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 각각의 수신경로는,
    상기 수신 신호를 증폭하기 위한 증폭기;
    상기 증폭기의 출력에 대해 한 방향의 위상을 가진 신호로 생성하기 위한 디모듈레이터; 및
    상기 디모듈레이터의 출력에서 고주파 성분을 제거하기 위한 저역 통과 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 디모듈레이터에는 상기 구동 신호 또는 상기 주파수 제어신호가 인가되는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 증폭기와 상기 디모듈레이터의 사이, 또는 상기 디모듈레이터와 상기 저역 통과 필터 사이에는 특정 대역의 주파수 신호만을 통과시킬 수 있는 대역 통과 필터가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치.
  13. 제1 주파수를 가지고, 터치 정보가 포함된 수신 신호를 입력받는 단계;
    상기 수신 신호를 처리하고, 디지털 변환을 통해 디지털 코드를 형성하는 단계;
    상기 디지털 코드에 대한 연산을 통해 상기 수신 신호에 포함된 노이즈 성분의 주파수가 상기 수신 신호의 주파수와 유사한지를 판단하여 주파수 제어신호를 생성하는 단계;
    상기 주파수 제어신호에 따라 상기 제1 주파수와 상이한 제2 주파수를 가지는 구동 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 상기 제2 주파수를 가진 구동 신호를 이용하여 상기 제2 주파수를 가진 송신 신호를 형성하는 단계를 포함하는 터치 패널 장치의 구동방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 주파수 제어신호를 생성하는 단계는,
    상기 디지털 코드를 저장하는 단계;
    상기 저장된 디지털 코드의 노이즈 레벨에 대한 정보를 구하는 단계;
    상기 노이즈 레벨에 대한 정보와 기준값을 비교하여 상기 수신 신호에 포함된 노이즈 성분의 주파수가 상기 수신 신호의 주파수와 유사한지를 판단하는 단계; 및
    상기 노이즈 레벨에 대한 정보와 기준값의 비교 결과에 따라 상기 주파수 제어신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치의 구동방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 기준값은 터치 동작이 발생하지 않은 경우의 디지털 코드 또는 노이즈가 개입되지 않은 경우의 디지털 코드인 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치의 구동방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 디지털 코드의 노이즈 레벨에 대한 정보가 상기 기준값 대비 소정값 이상의 변동을 보이는 경우, 상기 노이즈의 주파수가 상기 수신 신호의 주파수와 유사한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치의 구동방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 노이즈의 주파수가 상기 수신 신호의 주파수와 유사하면, 상기 주파수 제어신호는 상기 제2 주파수를 가지는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치의 구동방법.
  18. 제13항에 있어서, 상기 수신 신호를 입력받는 단계 이전에, 터치 센서부에 제1 주파수를 가지는 구동 신호를 인가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치의 구동방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제1 주파수를 가지는 구동 신호는 순차 구동 방식에 의해 각각의 송신 전극에 순차적으로 전달되는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치의 구동방법.
  20. 제18항에 있어서, 상기 제1 주파수를 가지는 구동 신호는 동시 구동 방식에 의해 모든 송신 전극에 동시에 전달되는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치의 구동방법.
  21. 제18항에 있어서, 상기 제1 주파수를 가지는 구동 신호는 블록 구동 방식에 의해 하나의 블록으로 설정된 송신 전극들에 동시에 전달되고, 각각의 블록들 사이에는 순차적으로 공급되는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치의 구동방법.
  22. 제13항에 있어서, 상기 수신 신호를 처리하고, 상기 디지털 코드를 형성하는 단계는,
    상기 수신 신호를 증폭하는 단계;
    상기 증폭된 수신 신호를 특정 위상을 가진 파형으로 변환하는 단계;
    상기 특정 위상을 가진 파형에서 고주파 성분을 제거하는 필터링 동작을 수행하는 단계; 및
    상기 필터링된 신호에 대해 디지털 변환을 수행하여 상기 디지털 코드를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치의 구동방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 증폭된 수신 신호를 특정 위상을 가진 파형으로 변환하는 단계는, 상기 주파수 제어신호를 이용하여 상기 증폭된 수신 신호와의 승산 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치의 구동방법.
  24. 제22항에 있어서, 상기 증폭된 수신 신호를 특정 위상을 가진 파형으로 변환하는 단계의 이전 단계 또는 이후 단계에 특정 주파수 대역의 신호만을 통과시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치의 구동방법.
KR1020140085411A 2014-07-08 2014-07-08 정전용량형 터치 패널 장치 및 구동방법 KR101630047B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140085411A KR101630047B1 (ko) 2014-07-08 2014-07-08 정전용량형 터치 패널 장치 및 구동방법
PCT/KR2015/006997 WO2016006910A1 (ko) 2014-07-08 2015-07-07 정전용량형 터치 패널 장치 및 구동방법
US15/324,570 US11183092B2 (en) 2014-07-08 2015-07-07 Capacitance-type touch panel device and operation method for same
CN201580037343.8A CN106662960B (zh) 2014-07-08 2015-07-07 电容型触摸板装置及驱动方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140085411A KR101630047B1 (ko) 2014-07-08 2014-07-08 정전용량형 터치 패널 장치 및 구동방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160006345A KR20160006345A (ko) 2016-01-19
KR101630047B1 true KR101630047B1 (ko) 2016-06-14

Family

ID=55064470

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140085411A KR101630047B1 (ko) 2014-07-08 2014-07-08 정전용량형 터치 패널 장치 및 구동방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11183092B2 (ko)
KR (1) KR101630047B1 (ko)
CN (1) CN106662960B (ko)
WO (1) WO2016006910A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10788923B2 (en) 2017-12-27 2020-09-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Touch screen controller, touch screen system including the touch screen controller, and method of operating the touch screen controller

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106415466B (zh) 2016-08-08 2019-04-02 深圳市汇顶科技股份有限公司 共模噪声的处理方法和共模噪声处理装置
KR102452620B1 (ko) * 2017-09-29 2022-10-07 삼성전자주식회사 터치 검출을 위한 장치 및 방법
CN108073329B (zh) * 2018-01-31 2021-04-27 北京集创北方科技股份有限公司 触控装置及其驱动方法和终端
CN108345410A (zh) * 2018-01-31 2018-07-31 北京集创北方科技股份有限公司 用于触控显示装置的驱动方法和触控显示装置
KR20200142343A (ko) * 2019-06-12 2020-12-22 주식회사 하이딥 터치 장치 및 이의 터치 검출 방법
CN113168268B (zh) * 2019-11-08 2023-05-26 深圳市汇顶科技股份有限公司 触控检测方法、触控检测电路、触控芯片以及电子设备
CN113138684B (zh) * 2020-01-16 2024-03-19 北京小米移动软件有限公司 信号处理方法、装置、设备及存储介质
KR20210124649A (ko) * 2020-04-07 2021-10-15 주식회사 하이딥 터치 장치 및 이의 터치 검출 방법
CN116301415A (zh) * 2022-07-28 2023-06-23 荣耀终端有限公司 提高触控响应速度的方法及装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013114326A (ja) 2011-11-25 2013-06-10 Kyocera Display Corp タッチパネル装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7868874B2 (en) * 2005-11-15 2011-01-11 Synaptics Incorporated Methods and systems for detecting a position-based attribute of an object using digital codes
US8363021B2 (en) * 2009-09-11 2013-01-29 Apple Inc. Method to compensate for the frequency dependence of sense signal preprocessing
US9036650B2 (en) * 2009-09-11 2015-05-19 Apple Inc. Automatic low noise frequency selection
US8427452B2 (en) * 2011-05-31 2013-04-23 Pixart Imaging, Inc. Charge pump frequency selection in touch screen sensor interface system
KR101328228B1 (ko) 2011-11-21 2013-11-14 삼성전기주식회사 접촉 감지 장치 및 접촉 감지 방법
US9377907B2 (en) * 2012-09-21 2016-06-28 Apple Inc. Self capacitance implementation method
US9285937B2 (en) * 2012-12-05 2016-03-15 Japan Display Inc. Display device with touch detection function, drive method thereof, and electronic apparatus
KR101595626B1 (ko) * 2012-12-05 2016-02-18 가부시키가이샤 재팬 디스프레이 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치, 그것의 구동 방법 및 전자 기기

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013114326A (ja) 2011-11-25 2013-06-10 Kyocera Display Corp タッチパネル装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10788923B2 (en) 2017-12-27 2020-09-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Touch screen controller, touch screen system including the touch screen controller, and method of operating the touch screen controller

Also Published As

Publication number Publication date
CN106662960A (zh) 2017-05-10
US20180181229A1 (en) 2018-06-28
US11183092B2 (en) 2021-11-23
KR20160006345A (ko) 2016-01-19
CN106662960B (zh) 2020-04-03
WO2016006910A1 (ko) 2016-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101630047B1 (ko) 정전용량형 터치 패널 장치 및 구동방법
US9069427B2 (en) High noise immunity sensing methods and apparatus for a capacitive touch device
US9552102B2 (en) Background noise measurement and frequency selection in touch panel sensor systems
JP6871923B2 (ja) 容量性指紋感知装置のノイズ抑制のためのアナログサンプリングシステム及び方法
JP4850946B2 (ja) タッチパネル装置
TWI617964B (zh) 電容式多點觸控系統及其控制方法
CN110286787B (zh) 用于触控面板的控制晶片及其运作方法
US20130120309A1 (en) Touch detection method for capacitive touch screens and touch detection device
KR20220087420A (ko) 비선형 필터 및 방법을 이용하는 근접 센서
US20120293430A1 (en) Touch screen device and plasma display apparatus having the same
CN111813271B (zh) 电容检测电路、触控芯片和电子设备
JP2011257831A (ja) タッチパネル装置
EP3287882B1 (en) Transceiver system, display device, and method of driving touch screen panel for touch detection
JP2013020479A (ja) タッチパネル装置
GB2476362A (en) A capacitive touch screen, featuring set conversion characteristic of an IV converter, adjusted sampling time of a sampler and holder or adjusted drive signa
US8988390B1 (en) Frequency agile touch processing
US20180157374A1 (en) Noise detection device, system and method
CN111512167B (zh) 电容测量电路
US20160132147A1 (en) Capacitive touch system and frequency selection method thereof
US20210311604A1 (en) Systems, methods, and devices for capacitive sensing with sinusoidal demodulation
KR20170073749A (ko) 정전용량형 터치 패널 장치 및 구동방법
TWI550451B (zh) 控制系統以及觸控裝置
US10408870B2 (en) Capacitor sensor apparatus and sensing method thereof
CN109791448B (zh) 触摸检测方法和触控芯片
US20190064999A1 (en) Multi-frequency scanning of a capacitive panel to address a noise condition

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190415

Year of fee payment: 4