KR101649750B1 - 인접 오브젝트 검출 방법 및 이를 이용한 인접 오브젝트 검출 장치, 터치 검출 방법 및 이를 이용한 터치 검출 장치 - Google Patents

인접 오브젝트 검출 방법 및 이를 이용한 인접 오브젝트 검출 장치, 터치 검출 방법 및 이를 이용한 터치 검출 장치 Download PDF

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Abstract

본 실시예에 따른 인접 오브젝트 검출 장치는 제1 커패시턴스 센서와 제2 커패시턴스 센서를 포함하는 터치 패널(panel)과, 오브젝트의 접근을 검출하는 검출부(detection unit) 및 상기 제1 커패시턴스 센서와 상기 제2 커패시턴스 센서에 각각 서로 다른 전류값을 가지는 구동 신호쌍(driving signal pair)을 제공하고, 상기 구동 신호쌍이 상기 제1 커패시턴스 센서와 상기 제2 커패시턴스 센서에 제공되어 형성된 프록시미티 신호쌍(proximity signal pair)을 상기 검출부(detection unit)로 제공하는 구동부(driving unit)를 포함하며, 상기 검출부는 상기 프록시미티 신호쌍(proximity signal pair)으로부터 상기 제1 커패시턴스 센서의 커패시턴스와 제2 커패시턴스 센서의 커패시턴스를 검출한다.

Description

인접 오브젝트 검출 방법 및 이를 이용한 인접 오브젝트 검출 장치, 터치 검출 방법 및 이를 이용한 터치 검출 장치{Proximate Object Detection Method , Proximate Object Detection Apparatus using the same, Touch Detection Method and Touch Detection Apparatus using the Same}
본 발명은 인접 오브젝트 검출 방법 및 이를 이용한 인접 오브젝트 검출 장치, 터치 검출 방법 및 이를 이용한 터치 검출 장치에 관한 것이다.
현재 터치 스크린에 사용되는 감지 방식들은 저항막 방식, 표면 초음파 방식 및 정전 용량 방식이 주류를 이루고 있으며, 정전 용량 방식의 경우 다중 터치 감지가 가능하고 내구성, 시인성 등이 우수하기 때문에 휴대용 모바일 기기의 주 입력 수단으로 채택되는 추세이다.
정전 용량 방식 터치 스크린은 사용자 간섭에 의해 터치 스크린 패널 상의 축전 센서 (capacitive sensor)들에 대전된 전하량이 변하는 것을 감지하여 사용자 입력을 인식하며, 전하 축전 방식에 따라 자기 정전 용량 방식 (self-capacitive)과 상호 정전 용량 방식 (mutual-capacitive)으로 나뉜다. 자기 정전 용량 방식이 하나의 축전 센서 (capacitive sensor) 당 하나의 도전체를 구성하여 터치 스크린 패널 외부의 기준 접지면 (reference ground)과 대전면을 형성하는 반면, 상호 정전 용량 방식은 터치 스크린 패널 상의 두 개의 도전체가 서로 대전면을 형성하여 하나의 축전 센서로 기능하도록 구성된다.
일반적인 자기 정전 용량 방식은 X/Y 직교 형태의 도전체 배치를 사용하며, 이 경우 각 축전 센서가 선센서 (line sensor)로 기능하기 때문에 매 터치 스크린 감지 시 X 센서군 (X-line sensor group)과 Y 센서군 (Y-line sensor group) 각각으로부터 하나씩의 X-감지 정보와 Y-감지 정보밖에 제공받지 못한다. 따라서 일반적인 자기 정전 용량(self capacitance) 방식 터치 스크린에서는 단일 터치의 감지 및 추적은 가능하나 다중 터치는 지원할 수 없다. 상호 정전 용량 방식도 X/Y 직교 형태의 도전체 배치를 사용하나, 각 축전 센서가 도전체 직교 위치 마다 격자센서 (grid sensor) 형태로 구성되며 터치 스크린 상의 사용자 입력 탐지 시 모든 격자센서의 반응이 독립적으로 감지되는 점이 자기 정전 용량 방식과 다르다. 각 격자센서는 서로 다른 하나의 X/Y 좌표에 대응되고 서로 독립적인 반응 결과를 제공하기 때문에, 상호 축전 방식 터치 스크린에서는 X/Y 격자센서 집합으로부터 제공받은 X/Y-감지 정보 집합으로부터 사용자 입력 정보를 추출하여 사용자의 다중 터치를 감지하고 추적할 수 있다.
일반적인 상호 정전 용량(mutual capacitance) 방식 터치스크린 패널의 도전체 구성과 감지 방식은 다음과 같다. 어느 한 방향으로 연장되는 도전체로 구성된 제1 전극들과 제1 전극들에 직교하는 방향으로 연장되는 도전체로 구성된 제2 전극들이 두 개의 전극 사이의 유전물질 (dielectric material)을 매개로 상호 정전 용량 센서 (mutual-capacitive sensor)를 형성한다. 이 센서의 정전 용량 (capacitance) C는 두 전극 사이의 거리 (distance) d, 대전면의 면적 (area) a 및 대전면 사이에 존재하는 모든 유전물질의 등가 유전율 (dielectric)을 ε이라 할 때 C= ε×a/d로 정의되며, 이 센서에 축전된 전하량 (charge) Q 및 두 전극/대전면에 인가된 전위차 (voltage) V와 Q=CV의 관계를 가진다. 사용자가 센서에 접근하면 두 전극 사이에 형성된 전계 (electric field)에 대한 간섭이 발생하여 센서에 전하가 축전되는 것을 방해하게 되며, 센서에 축전되는 전하량이 줄어들어 결과적으로 정전 용량이 줄어든 것으로 나타나게 된다. 이것은 사용자 접근으로 인해 대전면 사이의 등가 유전율이 변하여 정전 용량이 변한 것으로도 이해할 수 있으나, 사용자 접근으로 인해 대전면 사이의 전계 일부가 차단 (shunt)되어 전하 대전량/축전량이 감소하게 되는 것이 실제적인 물리 현상이다. 제1 전극에 교류 전압원을 연결하여 센서의 한쪽 대전면에 교류 파형을 인가하면, 사용자의 접근 정도에 따라 가변되는 C에 대해 ΔQ=CΔV에 해당하는 대전량 변동 (ΔQ) 이 발생하며, 이 변동량을 제2 전극에 연결된 리드-아웃 회로 (read-out 회로)가 전류 또는 전압으로 변환한다. 이렇게 변환된 정보는, 일반적으로 노이즈 필터링 (noise filtering), 복조 (demodulation), 디지털변환 (conversion), 누적 (accumulation) 등의 신호처리 단계를 거쳐 좌표 추적 알고리즘 및 제스쳐 인식 알고리즘에 사용된다.
터치 스크린 패널의 구성 및 전극 구성에 관한 선행 특허로는 미국 등록특허 제7,920,129호가 있다.
정전용량의 변화를 파악하여 인접한 오브젝트를 검출하거나, 오브젝트의 터치를 검출할 수 있는 방법으로는 대표적으로 자기 커패시턴스 센싱(self capacitance Sensing) 방식과 상호 커패시턴스 센싱(mutual capacitance sensing) 방식이 있다. 자기 커패시턴스 센싱 방식은 터치 패널의 일 전극과 오브젝트가 각각 커패시터의 두 전극이 되어 형성되는 커패시터의 커패시턴스를 측정하여 터치여부를 검출하는 방식이나, 멀티 터치의 검출이 용이하지 않다.
오브젝트의 터치를 검출할 수 있는 다른 방법으로는 상호 커패시턴스 센싱 방식이 있다. 상호 커패시턴스 방식은 상술한 바와 같이 오브젝트의 터치에 의하여 센서에 전하가 축전되는 것이 방해되며, 결과적으로 센서에 축전되는 전하량이 줄어들어 결과적으로 정전 용량(capacitance)이 감소한 것으로 나타난다. 이러한 커패시턴스 변화를 검출하여 오브젝트의 터치를 검출할 수 있다.
터치 패널의 소형화, 박형화 추세 및 원가 절감을 위한 노력이 진행됨에 따라 전극과 접지 전위 사이의 커패시턴스(capacitance), 전극과 전극 사이의 커패시턴스 등의 기생 커패시턴스(parasitic capacitance)가 증가하며, 전극의 전기저항도 증가한다. 그에 따른 영향으로 오브젝트가 터치를 수행하여 형성되는 커패시턴스 변화가 기생 커패시턴스에 비하여 더욱 작아지는 추세이다. 또한, 터치 패널의 배면에 LCD 패널(Liquid Crystal Display Panel)이 존재하는 경우에 그로부터 방사되는 노이즈가 터치를 검출한 신호에 유입되어 터치 검출을 어렵게 한다.
본 실시예는 상술한 종래 기술의 기술적 난점을 해결하기 위한 것으로, 자기 커패시턴스 방식으로 멀티 터치를 검출할 수 있는 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이 주된 기술적 과제 중 하나이다.
나아가, 상호 커패시턴스 방식에 의하여 오브젝트에 의한 터치를 검출하되, 노이즈에 의한 영향을 감소시키고, 터치 검출의 정확성과 감도를 향상시킬 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것이 본 실시예의 주된 기술적 과제 중 하나이다. 본 실시예는 자기 커패시턴스 방식으로 터치 센서에 인접한 오브젝트를 검출할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것이 주된 기술적 과제 중 하나이다.
본 실시예에 따른 인접 오브젝트 검출 장치는 제1 커패시턴스 센서와 제2 커패시턴스 센서를 포함하는 터치 패널(panel)과, 오브젝트의 접근을 검출하는 검출부(detection unit) 및 상기 제1 커패시턴스 센서와 상기 제2 커패시턴스 센서에 각각 서로 다른 전류값을 가지는 구동 신호쌍(driving signal pair)을 제공하고, 상기 구동 신호쌍이 상기 제1 커패시턴스 센서와 상기 제2 커패시턴스 센서에 제공되어 형성된 프록시미티 신호쌍(proximity signal pair)을 상기 검출부(detection unit)로 제공하는 구동부(driving unit)를 포함하며, 상기 검출부는 상기 프록시미티 신호쌍(proximity signal pair)으로부터 상기 제1 커패시턴스 센서의 커패시턴스와 제2 커패시턴스 센서의 커패시턴스를 검출한다.
본 실시예에 따른 터치 검출 장치는, 제1 커패시터 센서 노드와 제2 커패시터 센서 노드를 포함하는 터치 패널과, 상기 제1 커패시터 센서 노드와 상기 제2 커패시터 센서 노드에 구동 신호를 제공하는 구동부와, 상기 제1 커패시터 센서 노드와 상기 제2 커패시터 센서 노드로부터 오브젝트의 터치에 따라 변화하는 터치 신호쌍을 제공받고, 서로 다른 게인으로 증폭하여 제공하는 전류 증폭기 및 상기 전류 증폭기가 서로 다른 게인으로 증폭한 터치 신호쌍으로부터 상기 커패시터 센서 노드와 상기 제2 커패시터 센서 노드의 커패시터 변화량을 연산하여 상기 오브젝트의 터치를 검출하는 검출부를 포함한다.
본 실시예에 따른 인접 오브젝트 검출 방법은, 제1 커패시턴스 센서와 제2 커패시턴스 센서를 포함하는 터치 패널을 이용하는 인접 오브젝트 검출 방법으로, (a) 상기 제1 커패시턴스 센서와 상기 제2 커패시턴스 센서에 서로 전류값이 다른 구동 신호를 포함하는 구동 신호쌍을 제공하여 구동하는 단계와, (b) 상기 구동 신호쌍으로 구동된 상기 제1 커패시턴스 센서와 상기 제2 커패시턴스 센서로부터 프록시미티 신호쌍을 제공받는 단계와 (c) 상기 프록시미티 신호쌍으로부터 상기 제1 커패시턴스 센서의 커패시턴스와 상기 제2 커패시턴스 센서의 커패시턴스를 연산하는 단계를 포함한다.
본 실시예에 따른 터치 검출 방법은, 제1 커패시터 센서와 제2 커패시터 센서를 포함하는 터치 패널을 이용하는 터치 검출 방법으로, (a) 상기 제1 커패시턴스 센서와 상기 제2 커패시턴스 센서에 구동 신호를 제공하여 구동하는 단계와, (b) 상기 구동 신호로 구동된 상기 제1 커패시턴스 센서와 상기 제2 커패시턴스 센서로부터 터치 신호쌍을 제공받는 단계와, (c) 상기 터치 신호쌍의 터치 신호들을 서로 다른 전류 게인으로 증폭하는 단계 및 (d) 서로 다른 전류 게인으로 증폭된 터치 신호쌍으로부터 상기 제1 커패시터 센서와 상기 제2 커패시터 센서의 커패시턴스 값들을 연산하여 오브젝트의 터치를 검출한다.
본 실시예에 의하면 서로 다른 복수의 노드를 커패시턴스 변화를 검출하므로 비록 자기 커패시턴스 방식에 의하더라도 멀티 터치를 검출할 수 있다는 장점이 제공된다. 나아가, 자기 커패시턴스 방식으로 커패시턴스 센서 노드를 터치하지 않고 호버링하는 오브젝트를 검출할 수 있다는 장점이 제공된다.
본 실시예에 의하면 서로 다른 복수의 노드를 구동하여 인접하거나 이격된 노드의 커패시턴스 값을 연산하므로 넓은 면적의 터치가 이루어지거나, 일직선 형태의 터치가 이루어지는 등 두 노드 모두에 터치가 이루어지는 경우에도 터치를 검출할 수 있다는 장점이 제공된다.
도 1은 본 실시예에 따른 인접 오브젝트 검출 장치의 개요를 도시한 블록도(block diagram)이다.
도 2는 본 실시예에 따른 인접 오브젝트 검출 방법의 개요를 도시한 순서도(flow chart)이다.
도 3(a) 내지 도 3(b)는 본 실시예에 따른 구동부의 개요를 도시한 도면이다.
도 4(a)는 구동부가 제1 커패시터 및 제2 커패시터를 구동하기 위하여 제공하는 구동 신호쌍의 예시적 타이밍도이고, 도 4(b)는 구동부가 제공하는 신호쌍으로 제1 커패시터 및 제2 커패시터를 구동할 때 제공되는 프록시미티 신호들의 개형을 도시한 타이밍 도이다.
도 5는 검출부의 일 구현예를 도시한 블록도이다.
도 6은 검출부의 다른 구현예를 도시한 블록도이다.
도 7은 본 실시예에 따른 터치 검출 장치의 개요를 도시한 블록도(block diagram)이다.
도 8는 본 실시예에 따른 터치 검출 방법의 개요를 도시한 순서도(flow chart)이다.
도 9(a)는 일 실시예에 의한 패널 구성의 개요를 도시한 도면이고, 도 9(b)는 해당 실시예의 구동 전극에 구동 신호를 제공한 것을 개요적으로 도시한 도면이며, 도 9(c)는 구동 전극들과 감지 전극들이 기판(Sub)의 동일한 면에 위치한 패널의 실시예를 개요적으로 도시한 도면이고, 도 9(d)에는 구동 전극이 감지 전극과 상호 커패시턴스를 형성하는 것을 도시한 도면이다.
도 10은 전류 증폭기가 터치 신호를 제공받아 서로 다른 전류 게인으로 증폭하여 형성된 터치 신호쌍의 개요를 도시한 타이밍 도면이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
“제1”, “제2” 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "상부에" 또는 “위에”있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소의 바로 위에 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "접촉하여" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "개재하여"와 "바로 ~개재하여", "~사이에"와 "바로 ~ 사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
본 개시의 실시예들을 설명하기 위하여 참조되는 도면은 설명의 편의 및 이해의 용이를 위하여 의도적으로 크기, 높이, 두께 등이 과장되어 표현되어 있으며, 비율에 따라 확대 또는 축소된 것이 아니다. 또한, 도면에 도시된 어느 구성요소는 의도적으로 축소되어 표현하고, 다른 구성요소는 의도적으로 확대되어 표현될 수 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
본 명세서에서는 사용자가 터치 패널, 커패시터 센서 등에 입력을 인가할 수 있는 개체를 “오브젝트(object)”라 정의한다. 이러한 오브젝트는 손, 손바닥 또는 스타일러스(stylus) 등과 같이 터치 또는 호버링(hovering)하여 입력을 인가할 수 있는 개체를 의미한다. 다만, 이것은 오브젝트의 범위를 한정하기 위한 것이 아니라 오브젝트를 설명하기 위한 것으로 터치 패널을 호버링하여 전극과 셀프 커패시턴스를 형성할 수 있는 뺨, 발가락, 손바닥 등도 역시 오브젝트가 될 수 있다.
제1 실시예
이하에서는 첨부된 도면들을 이용하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 인접 오브젝트 검출 장치 및 인접 오브젝트 검출 방법을 설명한다. 다만, 이미 위에서 설명된 내용과 동일하거나 유사한 내용에 대하여는 설명을 생략할 수 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 인접 오브젝트 검출 장치의 개요를 도시한 블록도(block diagram)이며, 도 2는 본 실시예에 따른 인접 오브젝트 검출 방법의 개요를 도시한 순서도(flow chart)이다. 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 인접 오브젝트 검출 장치는 제1 커패시턴스 센서(Cp)와 제2 커패시턴스 센서(Cn)를 포함하는 터치 패널(panel, 200)과, 오브젝트의 접근을 검출하는 검출부(detection unit, 300) 및 상기 제1 커패시턴스 센서와 상기 제2 커패시턴스 센서에 각각 서로 다른 전류값을 가지는 구동 신호쌍(driving signal pair)을 제공하고, 상기 구동 신호쌍이 상기 제1 커패시턴스 센서와 상기 제2 커패시턴스 센서에 제공되어 형성된 프록시미티 신호쌍(proximity signal pair)을 상기 검출부(detection unit)로 제공하는 구동부(driving unit, 100)를 포함하며, 상기 검출부는 상기 프록시미티 신호쌍(proximity signal pair)으로부터 상기 제1 커패시턴스 센서의 커패시턴스와 제2 커패시턴스 센서의 커패시턴스를 검출한다.
본 실시예에서 사용되는 터치 패널은 도 1로 도시된 바와 같이 적어도 두 개의 커패시턴스 센서를 가지는 터치 패널이면 충분하며, 도 9에 도시된 것과 같이 상호 커패시턴스 방식(mutual capacitance)에서 사용되는 터치 패널도 사용할 수 있다. 후술될 제2 실시예는 오브젝트에 의한 터치가 이루어지면 터치 패널의 구동 전극과 감지 전극 사이에 형성되는 전기장 플럭스를 오브젝트가 션트(shunt)하여 터치 입력을 제공되는 상호 커패시턴스 방식이나, 본 실시예는 도 1에 도시된 바와 같이 터치 패널 중 어느 한 전극이 일 단을 이루고, 오브젝트(O)가 타 단을 이루는 커패시터의 커패시턴스(Cs)의 변화를 통하여 터치 입력 또는 호버링 입력을 제공하는 자기 커패시턴스 방식(self capacitance)에 관한 것이다.
도 1을 참조하면, Cp 및 Cn은 각각 터치 패널의 어느 한 전극에서 형성되는 커패시턴스를 의미한다. 실제적인 터치 패널에서는 전극과 접지 전위 사이의 기생 커패시턴스(parasitic capacitance), 인접하는 전극들 사이에 형성되는 기생 커패시턴스 등과 같이 여러 기생 커패시턴스들이 있다. 이하에서 제1 커패시터(Cp) 및 제2 커패시터(Cn)는 각 전극의 기생 커패시턴스들을 모두 포함하는 등가 기생 커패시턴스를 가지는 것으로 지칭하고 사용한다. 이러한 커패시턴스는 전극과 다른 전극 사이의 기생 커패시턴스, 전극과 접지 사이의 기생 커패시턴스 등을 포함할 수 있다.
도 3(a) 내지 도 3(b)는 본 실시예에 따른 구동부의 개요를 도시한 도면이다. 도 3(a)를 참조하면, 구동부(100)는 각각 독립적으로 제어 가능한 복수의 전류 구동부(current driver unit, D1, D2, ..., Dn)를 포함한다. 각각의 전류 구동부는 제어 신호(con)로 턴 온/ 턴 오프되어 전압 및 전류를 제공한다. 구동부(100)는 제어 신호(con)를 이용하여 복수의 전류 구동부(D1, D2, ..., Dn)들의 턴 온/턴오프를 제어할 수 있으며, 그에 따라 구동부(200)가 제공하는 전류값을 제어할 수 있다. 일 예로, 구동부(100)는 제어 신호(con)에 의하여 턴 온/턴 오프되는 버퍼(buffer)로 구현할 수 있으며, 턴 온/ 턴 오프되면서 공급 전압(Vdd)과 접지 전압 사이를 스윙하는 전압 신호를 제공하며, 턴 온 되는 구동부의 개수에 따라 제1 커패시터(Cp) 및 제2 커패시터(Cn)에 제공하는 전류값을 조절할 수 있다.
일 예로 각 구동부(D1, D2, ..., Dn)가 제공하는 전류의 전류값은 모두 동일할 수 있다. 본 예에 의하면 턴 온되는 구동부의 개수를 조절하여 구동부가 제공하는 전류(i)의 전류값을 제어할 수 있다. 다른 예로, 각 구동부가 제공하는 전류의 전류값은 모두 상이할 수 있다. 본 예에 의하면 구동 전극을 작은 전류값을 가지는 전류로 구동하는 것이 필요한 경우에는 목적하는 전류값을 제공하는 구동부를 턴 온하여 전류를 제공하고, 구동 전극을 큰 전류값을 가지는 전류로 구동하는 것이 필요한 경우에는 목적하는 전류값을 제공하는 구동부를 턴 온시킨다. 구동부(100)는 전류 미러(current mirror)를 포함하며, 제1 커패시터(Cp) 및 제2 커패시터(Cn)에 제공되는 전류(i)를 미러링하여 검출부(200)에 제공한다.
도 3(b)는 구동부의 다른 실시예를 도시한 도면이다. 도 3(b)를 참조하면, 구동부(200)는 각각 독립적으로 제어 가능한 NMOS FET 스위치(N type Metal Oxide Semiconductor switches, M1, M2, ..., Mn)를 포함한다. 각각의 스위치들은 제어 신호로 턴온/ 턴오프되어 공급 전압(Vdd)와 접지 전압 사이를 스윙하는 구동 전압 및 전류를 제1 커패시터(Cp) 및 제2 커패시터(Cn)에 제공한다. 따라서, 구동부는 제어 신호(con)를 이용하여 스위치들(M1, M2, ..., Mn)들의 턴 온/턴오프를 제어할 수 있으며, 그에 따라 구동부(200)가 제공하는 전류값(i)을 제어할 수 있다.
일 예로 스위치들(M1, M2, ..., Mn)은 트랜지스터 채널의 너비/길이비(W/L ratio)이 모두 동일하여 스위치들이 제공하는 전류값(i1, i2, ..., in)은 모두 동일할 수 있다. 본 예에 의하면 턴 온되는 구동부의 개수를 조절하여 구동부가 제공하는 전류(i)의 전류값을 제어할 수 있다. 다른 예로, 스위치들(M1, M2, ..., Mn)은 트랜지스터 채널의 너비/길이비(W/L ratio)는 서로 다를 수 있으며, 따라서, 구동부가 제공하는 전류의 전류값은 모두 상이할 수 있다. 본 예에 의하면 구동 전극을 작은 전류값을 가지는 전류로 구동하는 것이 필요한 경우에는 목적하는 전류값을 제공하는 스위치를 턴 온하여 구동부(200)가 제공하는 전류값(i)을 제어할 수 있다. 본 실시예에 따른 구동부(100)도 전류 미러(current mirror)를 포함하며, 제1 커패시터(Cp) 및 제2 커패시터(Cn)에 제공되는 전류(i)를 미러링하여 검출부(200)에 제공한다.
본 실시예는 N MOS 스위치로 구동부를 형성하는 것을 예시한 것이며, 통상의 기술자라면 본 실시예를 기초로 PMOS 스위치로 구동부를 형성할 수 있다. 나아가, 도 3(a) 및 도 3(b)는 모두 구동부(200)가 전류를 방출(emit)하는 경우를 도시한 예이며, 통상의 기술자는 도 3(a) 및 도 3(b)에 도시된 실시예들로부터 구동부(200)가 전류를 흡수(sink)하는 경우의 실시예도 충분히 파악 및 고안할 수 있다.
도 4(a)는 구동부가 제1 커패시터(Cp) 및 제2 커패시터(Cn)를 구동하기 위하여 제공하는 구동 신호쌍의 예시적 타이밍도이다. 도 4(b)는 구동부가 제공하는 신호쌍으로 제1 커패시터(Cp) 및 제2 커패시터(Cn)를 구동할 때 제공되는 프록시미티 신호들(iproximity,a, iproximity,b)의 개형을 도시한 타이밍 도이다. 도 4(a) 및 도 4(b)를 참조하면, 구동부(100)는 제1 커패시터와 제2 커패시터를 제1 구동 페이즈(Pdrive1), 제1 연산 페이즈(Peval1), 제2 구동 페이즈(Pdrive2) 및 제2 연산 페이즈(Peval2)의 네 페이즈로 구동한다. 제1 구동 페이즈(Pdrive1)는 제1 커패시터(Cp)와 제2 커패시터(Cn)를 신호쌍으로 구동하되, 제1 커패시터(Cp)에 제공되는 신호인 VCp의 전류값이 제2 커패시터(Cn)에 제공되는 신호인 VCn의 전류값에 비하여 크도록 형성하여 제공한다.
제1 커패시터(Cp)와 제2 커패시터(Cn) 및 커패시터를 형성하는 전극의 기생 저항 등의 영향으로 구동부(100)가 제공하는 신호의 전류값에 따라 신호쌍의 상승 에지(rising edge)와 하강 에지(falling edge) 기울기가 달라진다. 구동부(100)가 제1 구동 페이즈(Pdrive1)에서 g+e의 전류값을 가지는 신호로 구동하면 제1 커패시터(Cp)에 제공되는 신호인 VCp는 사각 구형파(rectangular wave)에 근접한 형태로 형성된다. 이와 달리 제2 커패시터(Cn)를 g-e의 전류 값을 가지는 신호로 구동하면 제2 커패시터(Cn)에 제공되는 신호인 VCn는 상승 에지, 하강 에지에서 VCp에 비하여 완만한 경사를 가지도록 형성된다. 이 때, g는 공통 전류 값이고, e는 전류 값의 차분 또는 증분이다.
제1 연산 페이즈(Peval1)에서는 제1 구동 페이즈에서 제1 커패시터(Cp) 및 제2 커패시터(Cn)에서 얻어진 프록시미티 신호들(iproximity,a, iproximity,b)을 신호처리 하고, 디지털로 변환된 프록시미티 신호를 형성하여 메모리(340)에 저장한다. 자세한 내용은 후술한다.
이어서, 제2 구동 페이즈(Pdrive2)에서 구동부는 제1 구동 페이즈(Pdrive1)와 달리 VCp는 g-e의 전류값을 가지도록 하고, VCn은 g+e의 전류값을 가지도록 하여 각각 제1 커패시터(Cp)와 제2 커패시터(Cn)에 제공한다. 따라서, VCn은 사각 구형파에 근접한 형태를 가지나, VCp는 상승 에지, 하강 에지에서 완만한 경사를 가지도록 형성된다.
제2 연산 페이즈(Peval2)는 제2 구동 페이즈에서 얻어진 프록시미티 신호들(iproximity,a, iproximity,b)을 신호처리 하여 디지털로 변환된 프록시미티 신호들을 형성한다. 도 4(a)에서 제1 커패시터(Cp) 및 제2 커패시터(Cn)에 제공되는 신호로 사각 구형파를 예시하였으나, 통상의 기술자라면 도시된 실시예로부터 도시되지 않은 정현파(sinusoidal wave), 삼각파(triangular wave), 램프파(ramp wave) 및 이들의 선형 조합으로 이루어진 신호를 구동신호로 활용할 수 있다.
구동부가 커패시터에 전기적 신호를 제공하면 커패시터에는 수학식 1로 표시되는 프록시미티 신호(i)가 형성된다.
Figure 112015061723683-pat00001
사각 구형파로 제1 커패시터(Cp) 및 제2 커패시터(Cn)를 구동하면 이론적으로 구형파 에지 미분에 따른 델타 함수(Dirac-Delta function) 형태의 프록시미티 신호를 얻어야 한다. 그러나, 패널 전극의 전기저항, 기생 커패시턴스 등 비이상적인 특징에 의하여 스파이크 형태의 전류 신호를 얻는다. 또한, 전류 값이 작아서 에지들에서 완만한 경사를 가지는 신호로 구동 전극을 구동하면 완만한 경사를 가지는 스파이크 형태의 신호를 얻으며, 이들을 도시하면 도 4(b)와 같다.
따라서, 제1 구동 페이즈(Pdrive1)에서 VCp로 구동되는 제1 커패시터(Cp)가 제공하는 제1 프록시미티 신호(iproximity,a)는 급한 경사를 가지는 스파이크 형태의 신호이나, VCn으로 구동되는 제2 커패시터(Cn)가 제공하는 제2 프록시미티 신호(iproximity,b)는 제1 프록시미티 신호(iproximity,a)에 비하여 완만한 경사를 가진다. 마찬가지로, 제2 구동 페이즈(Pdrive2)에서 낮은 전류값을 가지는 VCp로 구동되는 제1 커패시터(Cp)가 제공하는 제1 프록시미티 신호(iproximity,a)는 제2 프록시미티 신호(iproximity,b)에 비하여 완만한 경사를 가진다.
또한, 터치 패널의 전극과 오브젝트 사이에 형성되는 자기 커패시터(Cs)는 다음의 수학식 2와 같이 표시될 수 있다.
Figure 112015061723683-pat00002
(ε: 유전율, A: 커패시터를 이루는 전극의 면적, d: 전극 사이의 거리)
터치 패널의 전극과 오브젝트가 가까우면 가까울수록 셀프 커패시터(Cs)의 커패시턴스 값은 증가하며, 터치 패널에서 오브젝트가 이격될수록 셀프 커패시터(Cs)의 커패시턴스 값은 감소한다. 따라서, 오브젝트가 터치 패널에 가까워질수록 셀프 커패시턴스 값은 증가하며, 그에 따라 제1 커패시터(Cp) 또는 제2 커패시터(Cn)가 오브젝트를 검출하여 제공하는 프록시미티 신호들(iproximity,a, iproximity,b)의 전류값은 증가함을 알 수 있다.
구동부(100)에 포함된 구동 유닛들(110a, 110b)은 제1 커패시터(Cp)와 제2 커패시터(Cn)에 제공되는 전류 신호인 제1 프록시미티 신호(iproximity,a) 제2 프록시미티 신호(iproximity,b)를 미러링하여 검출부(200)에 제공한다.
도 5는 검출부(300)의 일 구현예를 도시한 블록도이다. 도 5를 참조하면, 검출부(300)는 프록시미티 신호들(iproximity,a, iproximity,b)을 제공받아 프록시미티 신호들의 차이를 증폭하여 차동 전류 신호로 제공하는 차동 전류 증폭기(310)와, 차동 전류 증폭기(310)가 제공한 차동 신호들을 전압 신호 형태로 변환하는 전하 증폭기(charge amplifier, 330)와, 전하 증폭기(330)가 출력한 전압 신호를 디지털로 변환하는 아날로그-디지털 변환기(ADC, Analog Digital Converter, 340) 및, 디지털로 변환된 신호를 저장하는 메모리(350) 및 디지털로 변환된 신호를 이용하여 커패시턴스 값들을 연산하는 연산부(arithmetic unit, 360)를 포함한다.
이하에서는 도 1, 도 2 및 도 5를 참조하여 인접 오브젝트(O)를 검출하는 방법을 설명한다. 도 1를 참조하면, 오브젝트가 제1 커패시터(Cp)에 인접함에 따라 오브젝트 면과 전극 사이에 자기 커패시터(Cs)가 형성된다. 전기적으로 제1 커패시터(Cp)와 자기 커패시터(Cs)는 등가적으로 병렬 커패시터를 형성한다. 구동부(100)는 제1 커패시터(Cp)와 제2 커패시터(Cn)에 서로 다른 전류값을 가지는 구동 신호쌍을 제공한다(S100). 일 예로, 제1 구동 페이즈(도 4 Pdrive1 참조)에서, 제1 커패시터에 제공되는 Vcp의 전류값은 제2 커패시터에 제공되는 Vcn의 값에 비하여 크다. 따라서, 제1 구동부(110a)이 미러링하여 검출부에 제공하는 프록시미티 신호(iproximity,a)는 제2 구동부(110b)가 미러링하여 검출부에 제공하는 제2 프록시미티 신호(iproximity,b)에 비하여 전류값이 크다.
검출부(300)는 구동부(100)가 제공하는 프록시미티 신호들(iproximity,a, iproximity,b)을 제공받는다(S200). 도 5를 참조하면, 차동 전류 증폭기(310)는 서로 다른 전류값을 가지는 제1 프록시미티 신호(iproximity,a)와 제2 프록시미티 신호(iproximity,b) 를 제공받고, 제1 프록시미티 신호(iproximity,a)와 제2 프록시미티 신호(iproximity,b)의 차이(difference)를 증폭하여 차동 전류 신호로 제공한다.
전하 증폭기(charge amplifier, 330)는 한 쌍의 전하 증폭기들(330a, 330b)를 포함한다. 전하 증폭기 각각의 전하 증폭기(330a, 330b)는 연산 증폭기와, 출력과 연산 증폭기의 반전 입력을 피드백하여 연결하는 커패시터(Cfa, Cfb) 및 저항(Rfa, Rfb)를 포함하며, 차동 전류 증폭기(310)가 제공하는 전류 신호는 반전 입력으로 제공되고, 비반전 입력은 기준 전위에 연결된다. 전하 증폭기(330a, 330b)에 제공된 전류 신호는 차동 신호이므로 전하 증폭기는 제공된 전류 신호에 상응하는 차동 전압 신호(Vdiff)를 형성하여 출력한다.
오브젝트에 의한 접근이 이루어지면 상술한 바와 같이 커패시턴스 값의 변화가 발생하며, 그에 따라 터치 패널이 제공하는 프록시미티 신호의 전류값이 변화한다. 따라서 그로부터 전하 증폭기(330)가 형성하여 출력하는 차동 전압 신호(Vdiff)도 터치에 상응하여 변화한다.
아날로그 디지털 변환기(ADC, 340)는 전하 증폭기(330)가 제공한 차동 전압 신호(Vdiff)를 제공받고, 그에 상응하는 디지털 코드(d0, d1)을 형성한다. 일 실시예에서, 아날로그 디지털 변환기(330)는 제1 구동 페이즈(도 6, Pdrive1)에서 얻어진 제1 프록시미티 신호(iproximity,a)와 제2 프록시미티 신호(iproximity,b)로 제1 연산 페이즈(Peval)에서 차동 전압신호(Vdiff)를 형성한 후, 이를 디지털로 변환하여 메모리(340)에 저장한다. 디지털로 변환된 디지털 코드 d0는 수학식 3와 같이 표시된다.
Figure 112015061723683-pat00003
(Cp: 제1 커패시턴스 센서의 커패시턴스, Cn: 제2 커패시턴스 센서의 커패시턴스, g: 공통 전류 값(g>0), e: 전류값의 차이(difference) (e>0))
이어서, 아날로그 디지털 변환기(340)는 제2 구동 페이즈(도 6, Pdrive2 참조)에서 얻어진 제1 프록시미티 신호(iproximity,a)와 제2 프록시미티 신호(iproximity,b)로 제2 연산 페이즈(Peval)에서 차동 전압신호(Vdiff)를 형성한 후, 이를 디지털로 변환한다. 디지털로 변환된 디지털 코드 d1은 수학식 4와 같이 표시된다. 일 예로, 디지털 코드 d1은 메모리(340)에 저장될 수 있다.
Figure 112015061723683-pat00004
(Cp: 제1 커패시턴스 센서의 커패시턴스, Cn: 제2 커패시턴스 센서의 커패시턴스, g: 공통 전류 값(g>0), e: 전류값의 차 (difference)이다(e>0))
연산부(350)는 ADC(340)가 형성한 디지털 코드들(d0, d1)을 이용하여 커패시턴스 값들을 연산한다(S300). 커패시턴스값을 연산한 결과는 아래의 수학식 4와 같다.
Figure 112015061723683-pat00005
(d0, d1: 디지털 코드, g: 공통 전류값(g>0), e: 전류값의 차이(difference) (e>0))
일 실시예로, 수학식 5에서 연산된 커패시턴스 값을 공통 전류 게인 g로 정규화(normalize)하여 정리하면 아래의 수학식 6와 같이 표시된다.
Figure 112015061723683-pat00006
(Cpn, Cnn: 정규화된 커패시턴스값들, d0, d1: 디지털 코드, e: 전류값의 차이(difference) (e>0))
일 예로, 상기한 수학식 5에서 정규화된 커패시턴스 값 중 하나인 Cpn을 살펴보면,
Figure 112015061723683-pat00007
과 같고, 이를 정리하여 일반화 하면,
Figure 112015061723683-pat00008
과 같다.
따라서, ADC(330)를 이용하여 디지털 코드 d0, d1들을 형성하는 과정에서 2-n으로 스케일링(scaling)을 수행하면 ADC의 동적 영역(dynamic range)에 구애받지 않고 디지털 코드를 형성할 수 있으며, ADC의 포화(saturation) 또는 오버플로우(overflow)를 방지할 수 있다.
이하에서는 검출부(300)의 다른 구현예를 도시한 도 6을 참조하여 인접 오브젝트를 검출하는 방법을 설명한다. 도 6를 참조하면, 차동 전류 증폭기(310)는 전류 증폭기(400)가 제1 프록시미티 신호(iproximity,a)와 차동 전류 증폭기(310)를 제공받고, 제1 프록시미티 신호(iproximity,a)와 제2 프록시미티 신호(iproximity,b)의 차이(difference)를 증폭하여 차동 전류 신호로 제공한다.
스위치부(320)는 차동 전류 증폭기가 출력한 신호를 제공받고, 극성에 따라 경로를 달리하여 출력한다. 즉, 스위치부(320)는 차동 전류 증폭기(310)이 출력한 신호쌍들에서 양의 부호를 가지는 부분들을 같은 경로로 출력하고, 음의 부호를 가지는 부분들을 같은 경로로 출력한다.
차동 적분기(330')는 스위치부(320)로부터 양의 부호를 가지는 신호들과, 음의 부호를 가지는 신호들을 제공받고 이들의 차이를 적분하여 차동 전압 신호(Vdiff)를 형성한다. 차동 적분기는 반전 입력(inverting input)과 비반전 입력(non-inverting input), 반전 출력(inverting output)과 비반전 출력(non-inverting output)을 가지며, 비반전 입력과 반전 출력을 전기적으로 연결하는 피드백 커패시터(Cfa)와, 반전 입력과 비반전 출력을 전기적으로 연결하는 피드백 커패시터(Cfb)를 포함한다. 비반전 입력과 반전 입력으로 제공된 신호들은 각각의 입력과 연결된 피드백 커패시터에서 누적되어 전압 신호로 변환된다. 차동 적분기(330)는 각 입력으로 제공되는 신호의 차이에 상응하는 진폭을 가지는 차동 전압신호(Vdiff)를 형성하여 출력한다.
제1 프록시미티 신호(iproximity,a)와 제2 프록시미티 신호(iproximity,b)는 오브젝트의 인접 여부에 의하여 전류값이 변화하는 전류 신호로, 이를 이용하여 차동 적분기가 출력하는 차동 전압 신호(Vdiff)도 터치에 의하여 두 출력 사이의 전압 차이가 변화하는 신호이다. 아날로그 디지털 변환기(340)은 차동 적분기(330)가 제공하는 차동 전압 신호(Vdiff)를 제공받아 상술한 바와 같이 커패시턴스 값을 연산한다. 다만, 연산과정은 상술한 구현예와 동일하므로 그 설명을 생략한다.
상술한 실시예에서, 연산된 커패시턴스 값들로부터 커패시턴스 값들의 변화를 연산할 수 있으며, 커패시턴스값의 변화가 미리 정하여진 제1 문턱치(first threshold value) 이상으로 변화하면 해당 커패시턴스 센서 노드에 오브젝트가 인접한 것으로 파악할 수 있으며, 커패시턴스값의 변화가 미리 정하여진 제2 문턱치(second threshold value) 이상으로 변화하면 오브젝트가 해당 커패시턴스 센서 노드를 터치하는지 여부도 파악할 수 있다.
또한 위에서 예시된 도 1에서는 두 개의 커패시턴스 센서 노드를 예시하였으나, 도 9에 도시된 복수의 커패시턴스 센서 노드들을 가지는 터치 패널에도 적용 가능하다. 이러한 경우, 비록 자기 커패시턴스(self capacitance) 방식으로 오브젝트에 의한 터치 또는 오브젝트의 인접여부를 검출하나, 서로 다른 두 노드에서의 커패시턴스 변화를 검출할 수 있어 멀티 터치를 판별할 수 있다는 장점도 또한 제공된다. 또한, 오브젝트에 의한 터치 뿐만 아니라 인접한 오브젝트가 터치 패널을 호버링하는 경우도 검출할 수 있다는 장점도 제공된다.
본 실시예에 의하면 차동 신호로 구동 전극을 구동하고, 그로부터 커패시턴스 값들을 연산하므로 LCD 노이즈, 환경 노이즈 등과 같이 공통모드로 유입되는 노이즈에 의한 영향을 감소시키고, 터치 검출의 정확성 및 감도를 향상시킬 수 있다.
제2 실시예
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 실시예에 따른 터치 검출 장치 및 터치 검출 방법을 설명한다. 본 실시예를 보다 간결하고 명료하게 설명하기 위하여 위에서 설명된 실시예와 동일하거나 유사한 부분에 대한 설명은 생략될 수 있다. 도 7은 본 실시예에 따른 터치 검출 장치의 개요를 도시한 블록도(block diagram)이며, 도 8는 본 실시예에 따른 터치 검출 방법의 개요를 도시한 순서도(flow chart)이다. 도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 터치 검출 장치는 제1 커패시터 센서 노드와 제2 커패시터 센서 노드를 포함하는 터치 패널과, 제1 커패시터 센서 노드와 제2 커패시터 센서 노드에 구동 신호를 제공하는 구동부와, 제1 커패시터 센서 노드와 제2 커패시터 센서 노드로부터 오브젝트의 터치에 따라 변화하는 터치 신호쌍을 제공받고, 서로 다른 게인으로 증폭하여 제공하는 전류 증폭기 및 전류 증폭기가 서로 다른 게인으로 증폭한 터치 신호쌍으로부터 커패시터 센서 노드와 제2 커패시터 센서 노드의 커패시터 변화량을 연산하여 오브젝트의 터치를 검출하는 검출부를 포함한다.
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 터치 검출 방법은 제1 커패시터 센서와 제2 커패시터 센서를 포함하는 터치 패널을 이용하는 터치 검출 방법으로, (a) 제1 커패시턴스 센서와 제2 커패시턴스 센서에 구동 신호를 제공하여 구동하는 단계와, (b) 구동 신호로 구동된 제1 커패시턴스 센서와 제2 커패시턴스 센서로부터 터치 신호쌍을 제공받는 단계와, (c) 터치 신호쌍의 터치 신호들을 서로 다른 전류 게인으로 증폭하는 단계 및 (d) 서로 다른 전류 게인으로 증폭된 터치 신호쌍으로부터 제1 커패시터 센서와 제2 커패시터 센서의 커패시턴스 값들을 연산하여 오브젝트의 터치를 검출한다.
도 9(a)는 일 실시예에 의한 패널(100) 구성의 개요를 도시한 도면이고, 도 9(b)는 해당 실시예의 구동 전극에 구동 신호를 제공한 것을 개요적으로 도시한 도면이다. 도 9(c)는 다른 실시예에 의한 패널(100) 구성의 개요를 도시한 도면이고, 도 9(d)는 해당 실시예의 구동 전극에 구동 신호를 제공한 것을 개요적으로 도시한 도면이다. 도 9(a)를 참조하면, 패널은 기판(Sub)의 일면에 배치된 복수의 구동 전극(driving electrode, Tx1, ..., Txk, Txk+1, ..., Txn)과, 기판(Sub)의 타면에 배치된 복수의 감지 전극(sensing electrode, Rx1, Rx2, ..., Rxn) 및 기판(Sub)을 포함한다. 도 9(b)를 참조하면, 기판의 일면에 형성된 각각의 구동 전극(Tx1, ..., Txk, Txk + 1,..., Txn)은 감지 전극(Rx1, Rx2, ..., Rxn)과 교차점에서 커패시터를 형성하며, 이와 같이 형성되는 커패시터를 상호 커패시터 (mutual capacitance, Cm)라고 한다.
구동 전극에 구동신호가 제공되어 구동 전극과 감지 전극 사이에는 전기장(E)이 형성되며, 전기장이 형성되는 공간이 커패시턴스의 유전체(dielectric material)에 해당한다. 도 9(b)는 Tx2에 구동신호가 제공되어 Tx2와 교차하는 감지전극(Rx1, Rx2, ..., Rxn)들 사이에서 전기장이 형성되고, 상호 커패시터(Cm)를 형성하는 것을 개요적으로 도시하였다.
도 9(c)는 구동 전극들 Tx1, ..., Txk, Txk+1, ..., Txn)과 감지 전극들(Rx1, Rx2, ..., Rxn)이 기판(Sub)의 동일한 면에 위치한 패널의 실시예를 개요적으로 도시한다. 각각의 구동 전극은 다이아몬드 형태의 패턴과 각각의 다이아몬드 패턴을 연결하는 연결선을 포함하여 이루어지며, 각각의 감지 전극은 다이아몬드 형태의 패턴과 각각의 다이아몬드 패턴을 연결하는 연결선을 포함하여 이루어진다. 구동전극의 다이아몬드 패턴과 감지 전극의 다이아몬트 패턴은 서로 접촉하지 않으며, 구동 전극과 감지 전극의 연결선은 서로 전기적으로 단락(short)회로를 형성하지 않도록 연결선과 연결선 사이에 절연물질이 개재된다.
도 9(c)의 패널을 B-B' 절단선을 따라 절단한 단면도인 도 9(d)를 참조하면, 구동 전극 Txn에 구동신호가 인가되면 구동 전극의 각 다이아몬드는 인접한 감지 전극의 다이아몬드와 전기장을 형성하는 바, 그에 따라 상호 커패시턴스를 형성한다. 도 9(d)에는 Txn이 감지 전극 Rx1 및 Rx2과 상호 커패시턴스를 형성하는 것을 도시하였다. 본 실시예는 도 9(a) 및 도 9(c)에 도시된 바와 같이 서로 다른 두 감지 전극에서 동시에 터치 신호를 검출하여 커패시턴스 값을 연산할 수 있다.
비록 도 9(a) 내지 도 9(d)로 예시된 패널은 제2 실시예에서 설명되나, 상술한 바와 같이 제1 실시예에서 채택될 수 있음은 통상의 기술자에게 있어서 자명하다.
다시 도 7을 참조하면, 구동부(100)는 구동 전극(Tx)와 전기적으로 연결되어 전기적 신호를 제공한다. 전기적 신호는 구동 전극(Tx)과 감지 전극(Rxk)로 형성된 제1 커패시터(Cp)와 구동 전극(Tx)과 감지 전극(Rxk-1)로 형성된 제2 커패시터(Cp) 제공된다. 수학식 1에서 설명된 바와 같이, 제1 커패시터(Cp)와 제2 커패시터(Cn)에 제공된 구동 신호는 구동신호의 미분형태로 출력 신호가 형성되며, 도 7에 도시된 바와 같은 제1 터치 신호(itouch,a)와 제2 터치 신호(itouch,b)를 형성한다. 일 예로, 구동부가 사각 구형파(rectangular wave)를 제공하는 경우, 제1 터치 신호(itouch,a)와 제2 터치 신호(itouch,b)는 사각 구형파(rectangular wave)의 에지 미분에 의하여 형성되는 스파이크 형태의 전류 신호이다.
일 예로, 오브젝트가 커패시터(Cp) 노드를 터치하는 경우에 구동 전극(Tx)과 감지 전극(Rxk -1) 사이에서 형성되는 전기장은 오브젝트에 의하여 션트되며, 이는 수학식 2에서 유전율이 변화하여 커패시턴스가 감소한 것과 등가의 결과를 가져온다. 따라서, 터치 신호들을 검출하고 후술할 신호처리 과정을 수행하여 오브젝트에 의한 터치를 검출할 수 있다.
전류 증폭기(400)는 제1 커패시터(Cp)를 형성하는 감지 전극(Rxk)과 전기적으로 연결된 제1 전류 증폭기(410a)와 제2 커패시터(Cn)를 형성하는 감지 전극(Rxk -1)과 전기적으로 연결된 제2 전류 증폭기(410b)를 포함한다. 도 10은 전류 증폭기(400)가 터치 신호(itouch,a, itouch,b)를 제공받아 서로 다른 전류 게인으로 증폭하여 형성된 터치 신호쌍(itouch,a', itouch,b')의 개요를 도시한 타이밍 도면이다. 본 실시예에서 전류 증폭기(400)는 네 페이즈로 구동된다. 도 10을 참조하면, 제1 구동 페이즈(Pdrive1)에서, 전류 증폭기 410a는 터치 신호 itouch,a 를 제공받아 g+e의 전류 게인으로 증폭하여 출력하나, 전류 증폭기 410b는 터치 신호 itouch,b 를 제공받아 g-e의 전류 게인으로 증폭하여 출력한다. g는 각 전류 증폭기의 공통 전류 게인이며, e는 전류 게인의 차이이다.
제1 연산 페이즈(Peval1)에서는 제1 구동 페이즈(Pdrive1)에서 서로 다른 전류 게인으로 증폭된 터치 신호들을 신호처리 하고, 디지털로 변환된 터치 신호를 형성하여 메모리(340)에 저장한다. 이어서, 제2 구동 페이즈(Pdrive2)에서 전류 증폭기(400)는 제1 구동 페이즈(Pdrive1)에서의 전류 게인과 반대로 터치 신호(itouch,a, itouch,b)를 증폭한다. 따라서, 제2 구동 페이즈(Pdrive2)에서 전류 증폭기 410a는 터치 신호 itouch,a를 g-e 전류 게인으로 증폭하고, 전류 증폭기 410b는 터치 신호 itouch,b를 g+e의 전류 게인으로 증폭한다. 제2 연산 페이즈(Peval2)는 제2 구동 페이즈에서 서로 다른 전류게인으로 증폭된 터치 신호들(itouch1 , itouch2)을 신호처리 하여 디지털로 변환된 터치 신호를 형성한다.
검출부(300)는 제1 및 제2 연산 페이즈에서 얻어진 터치 신호를 디지털로 변환하고 디지털로 변환된 터치 신호들을 이용하여 제1 커패시터(Cp)와 제2 커패시터(Cn)의 커패시턴스 값을 검출할 수 있다.
검출부(300)는 위에서 설명된 실시예와 같이 도 5 및 도 6으로 예시된 구현예와 유사하다. 도 5를 참조하면, 검출부(300)는 전류 증폭기(300)로부터 서로 다른 전류 게인으로 증폭된 제1 터치 신호(itouch,a')와 제2 터치 신호(itouch,b')를 제공받아 터치 신호들의 차이를 증폭하여 차동 전류 신호로 제공하는 차동 전류 증폭기(310)와, 차동 전류 증폭기(310)가 제공한 차동 신호들을 전압 신호 형태로 변환하는 전하 증폭기(charge amplifier, 330)와, 전하 증폭기(330)가 출력한 전압 신호를 디지털로 변환하는 아날로그-디지털 변환기(ADC, Analog Digital Converter, 340) 및, 디지털로 변환된 신호를 저장하는 메모리(350) 및 디지털로 변환된 신호를 이용하여 커패시턴스 값들을 연산하는 연산부(arithmetic unit, 360)를 포함한다.
또한 검출부(300)는 도 6으로 예시된 바와 같이 구현될 수 있으며, 차동 전류 증폭기(310)는 전류 증폭기(400)가 제1 터치 신호(itouch,a) 제2 터치 신호(itouch,b)를 제공받고, 제1 터치 신호(itouch,a)와 제2 터치 신호(itouch,b)의 차이(difference)를 증폭하여 차동 전류 신호로 제공한다. 스위치부(320)는 차동 전류 증폭기가 출력한 신호를 제공받고, 극성에 따라 경로를 달리하여 출력한다. 즉, 스위치부(320)는 차동 전류 증폭기(310)이 출력한 신호쌍들에서 양의 부호를 가지는 부분들을 같은 경로로 출력하고, 음의 부호를 가지는 부분들을 같은 경로로 출력한다. 차동 적분기(330')는 스위치부(320)로부터 양의 부호를 가지는 신호들과, 음의 부호를 가지는 신호들을 제공받고 이들의 차이를 적분하여 차동 전압 신호(Vdiff)를 형성한다.
차동 적분기는 반전 입력(inverting input)과 비반전 입력(non-inverting input), 반전 출력(inverting output)과 비반전 출력(non-inverting output)을 가지며, 비반전 입력과 반전 출력을 전기적으로 연결하는 피드백 커패시터(Cfa)와, 반전 입력과 비반전 출력을 전기적으로 연결하는 피드백 커패시터(Cfb)를 포함한다. 비반전 입력과 반전 입력으로 제공된 신호들은 각각의 입력과 연결된 피드백 커패시터에서 누적되어 전압 신호로 변환된다. 차동 적분기(330)는 각 입력으로 제공되는 신호의 차이에 상응하는 진폭을 가지는 차동 전압신호(Vdiff)를 형성하여 출력한다.
검출부(300)가 터치 신호를 이용하여 커패시터 노드의 커패시턴스 값을 연산하는 과정은 상술한 실시예와 유사한 바, 그 설명을 생략하도록 한다.
위에서 설명된 실시예 들에 의하면, 비록 자기 커패시턴스(self capacitance) 방식으로 오브젝트에 의한 터치 또는 오브젝트의 인접여부를 검출하나, 서로 다른 두 노드에서의 커패시턴스 변화를 검출할 수 있어 멀티 터치를 판별할 수 있다는 장점도 또한 제공된다. 또한, 오브젝트에 의한 터치 뿐만 아니라 인접한 오브젝트가 터치 패널을 호버링하는 경우도 검출할 수 있다는 장점도 제공된다.
또한, 상호 커패시턴스 방식으로 터치를 검출하는 경우에도 동시에 두 노드를 구동하고 터치에 따라 변화하는 신호를 제공받아 터치를 검출하므로 노이즈에 의한 영향을 감소시키고, 터치 검출의 정확성을 향상시킬 수 있다는 장점도 제공된다.
본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 실시를 위한 실시예로, 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 구동부 110a, 110b: 구동부
200: 패널 300: 검출부
310: 차동 전류 증폭기 320: 스위치부
330: 전하 증폭기 330': 차동 적분기
340: 아날로그-디지털 변환기 350: 메모리
360: 연산부
S100 ~ S300: 본실시예에 따른 인접 오브젝트 검출 방법의 각 단계
S500 ~ S800: 본실시예에 따른 터치 검출 방법의 각 단계

Claims (36)

  1. 제1 커패시턴스 센서와 제2 커패시턴스 센서를 포함하는 터치 패널(panel);
    오브젝트의 접근을 검출하는 검출부(detection unit) 및
    상기 제1 커패시턴스 센서와 상기 제2 커패시턴스 센서에 각각 서로 다른 전류값을 가지는 구동 신호쌍(driving signal pair)을 제공하고, 상기 구동 신호쌍이 상기 제1 커패시턴스 센서와 상기 제2 커패시턴스 센서에 제공되어 형성된 프록시미티 신호쌍(proximity signal pair)을 상기 검출부(detection unit)로 제공하는 구동부(driving unit)를 포함하며,
    상기 검출부는 상기 프록시미티 신호쌍(proximity signal pair)으로부터 상기 제1 커패시턴스 센서의 커패시턴스와 제2 커패시턴스 센서의 커패시턴스를 검출하는 인접 오브젝트 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 커패시턴스 센서와 상기 제2 커패시턴스 센서는 상기 패널 상에서 서로 인접한 센서들인 인접 오브젝트 검출 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는 복수의 전류 구동기(current driver)를 포함하며, 상기 복수의 전류 구동기 중 턴 온(turn on)되는 전류 구동기의 개수를 조절하여 제공하는 구동 신호쌍의 전류 값을 제어하는 인접 오브젝트 검출 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는 서로 다른 전류값을 제공하는 복수의 전류 구동기(current driver)를 포함하며, 상기 복수의 전류 구동기 중 턴 온(turn on)되는 전류 구동기 조절하여 제공하는 구동 신호쌍의 전류 값을 제어하는 인접 오브젝트 검출 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 커패시턴스 센서에 제공되는 신호와 상기 제2 커패시턴스 센서에 제공되는 신호는 상승 에지(rising edge) 또는 하강 에지(falling edge)의 기울기가 서로 다른 인접 오브젝트 검출 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 구동 신호쌍은 제1 신호와 제2 신호를 포함하며,
    상기 구동부는 상기 제1 커패시턴스 센서에 상기 제1 신호를 제공하고, 제2 커패시턴스 센서에 상기 제2 신호를 제공한 후,
    상기 제1 커패시턴스 센서에 상기 제2 신호를 제공하고, 제2 커패시턴스 센서에 상기 제1 신호를 제공하는 인접 오브젝트 검출 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 검출부는,
    상기 프록시미티 신호쌍을 제공받아 각각의 프록시미티 신호들의 차이를 증폭하여 차동 신호로 제공하는 차동 전류 증폭기(differential current amplifier);
    상기 차동 전류 증폭기가 제공하는 상기 차동 신호를 제공받아 전압 신호로 변환하는 전류-전압 변환기;
    상기 전압 신호를 제공받아 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기 및
    상기 디지털 신호를 제공받아 상기 제1 커패시턴스 센서의 커패시턴스와 상기 제2 커패시턴스 센서의 커패시턴스를 연산하는 연산부를 포함하는 인접 오브젝트 검출 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전류-전압 변환기는 상기 차동 전류 증폭기가 제공한 상기 차동 신호의 극성에 따라 경로를 달리하여 출력하는 스위치부와,
    상기 스위치부가 제공한 전류 신호의 차이를 누적하여 전압 신호로 형성하는 차동 적분기를 포함하는 인접 오브젝트 검출 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 전류-전압 변환기는 상기 차동 전류 증폭기의 출력을 제공받아 전압 신호로 형성하는 전하 증폭기(charge amplifier)를 포함하는 인접 오브젝트 검출 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 디지털 신호는
    Figure 112015061723683-pat00009
    으로 표시되는 인접 오브젝트 검출 장치.(Cp, Cn: 상기 제1 커패시턴스 센서와 상기 제2 커패시턴스 센서의 커패시턴스 값, g: 공통 전류 값, e: 전류값의 차이, d0, d1: 디지털 신호)
  11. 제7항에 있어서,
    상기 제1 커패시턴스 센서의 커패시턴스와 상기 제2 커패시턴스 센서의 커패시턴스를 값은
    Figure 112015061723683-pat00010
    인 인접 오브젝트 검출 장치. (Cp, Cn: 상기 제1 커패시턴스 센서와 상기 제2 커패시턴스 센서의 커패시턴스 값, g: 공통 전류 값, e: 전류값의 차이, d0, d1: 디지털 신호)
  12. 제1항에 있어서,
    상기 인접 오브젝트 검출 장치는 상기 제1 커패시턴스 센서의 커패시턴스 값과 제2 커패시턴스 센서의 커패시턴스 값이 미리 정하여진 제1 임계값 이상 변화한 경우에는 오브젝트가 호버링을 수행하는 것으로 파악하는 인접 오브젝트 검출 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 인접 오브젝트 검출 장치는 상기 제1 커패시턴스 센서의 커패시턴스 값과 상기 제2 커패시턴스 센서의 커패시턴스 값이 미리 정하여진 제2 임계값 이상 변화한 경우에는 오브젝트에 의한 터치가 이루어진 것으로 파악하는 인접 오브젝트 검출 장치.
  14. 제1 커패시터 센서 노드와 제2 커패시터 센서 노드를 포함하는 터치 패널;
    상기 제1 커패시터 센서 노드와 상기 제2 커패시터 센서 노드에 구동 신호를 제공하는 구동부;
    상기 제1 커패시터 센서 노드와 상기 제2 커패시터 센서 노드로부터 오브젝트의 터치에 따라 변화하는 터치 신호쌍을 제공받고, 서로 다른 게인으로 증폭하여 제공하는 전류 증폭기 및
    상기 전류 증폭기가 서로 다른 게인으로 증폭한 터치 신호쌍으로부터 상기 제1 커패시터 센서 노드와 상기 제2 커패시터 센서 노드의 커패시터 변화량을 연산하여 상기 오브젝트의 터치를 검출하는 검출부를 포함하는 터치 검출 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 커패시터 센서와 상기 제2 커패시터 센서는 상기 터치 패널 상에서 서로 인접한 센서들인 터치 검출 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 전류 증폭기는
    상기 제1 커패시터 센서 노드가 제공한 터치 신호를 증폭하는 제1 전류 증폭기와, 상기 제2 커패시터 센서 노드가 제공한 터치 신호를 증폭하는 제2 전류 증폭기를 포함하는 터치 검출 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 전류 증폭기는 상기 제1 커패시터 센서 노드가 제공한 터치 신호를 제1 게인으로 증폭하고, 상기 제2 전류 증폭기는 상기 제2 커패시터 센서 노드가 제공한 터치 신호를 제2 게인으로 증폭하여 검출부에 제공한 후,
    상기 제1 전류 증폭기는 상기 제1 커패시터 센서 노드가 제공한 터치 신호를 상기 제2 게인으로 증폭하고, 상기 제2 전류 증폭기는 상기 제2 커패시터 센서 노드가 제공한 터치 신호를 상기 제1 게인으로 증폭하여 검출부에 제공하는 터치 검출 장치.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 검출부는,
    상기 서로 다른 게인으로 증폭된 터치 신호쌍을 제공받아 각각의 터치 신호들의 차이를 증폭하여 차동 신호로 제공하는 차동 전류 증폭기(differential current amplifier);
    상기 차동 전류 증폭기가 제공하는 상기 차동 신호를 제공받아 전압 신호로 변환하는 전류-전압 변환기;
    상기 전압 신호를 제공받아 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기 및
    상기 디지털 신호를 제공받아 상기 제1 커패시터 센서의 커패시턴스와 상기 제2 커패시터 센서의 커패시턴스를 연산하는 연산부를 포함하는 터치 검출 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 전류-전압 변환기는 상기 차동 전류 증폭기가 제공한 상기 차동 신호의 극성에 따라 경로를 달리하여 출력하는 스위치부와,
    상기 스위치부가 제공한 전류 신호의 차이를 누적하여 전압 신호로 형성하는 차동 적분기를 포함하는 터치 검출 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 전류-전압 변환기는 상기 차동 전류 증폭기의 출력을 제공받아 전압 신호로 형성하는 전하 증폭기(charge amplifier)를 포함하는 터치 검출 장치.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 디지털 신호는
    Figure 112015061723683-pat00011
    으로 표시되는 터치 검출 장치.(Cp, Cn: 상기 제1 커패시터 센서와 상기 제2 커패시터 센서의 커패시턴스 값, g: 공통 전류 값, e: 전류값의 차이, d0, d1: 디지털 신호)
  22. 제18항에 있어서,
    상기 제1 커패시터 센서의 커패시턴스와 상기 제2 커패시터 센서의 커패시턴스를 값은
    Figure 112015061723683-pat00012
    인 터치 검출 장치. (Cp, Cn: 상기 제1 커패시터 센서와 상기 제2 커패시터 센서의 커패시턴스 값, g: 공통 전류 값, e: 전류값의 차이, d0, d1: 디지털 신호)
  23. 제14항에 있어서,
    상기 터치 검출 장치는 상기 제1 커패시터 센서 노드와 상기 제2 커패시터 센서 노드의 커패시터 변화량들이 미리 정하여진 임계값 이상 변화한 경우에는 오브젝트에 의한 터치가 이루어진 것으로 파악하는 터치 검출 장치.
  24. 제1 커패시턴스 센서와 제2 커패시턴스 센서를 포함하는 터치 패널을 이용하는 인접 오브젝트 검출 방법으로,
    (a) 상기 제1 커패시턴스 센서와 상기 제2 커패시턴스 센서에 서로 전류값이 다른 구동 신호를 포함하는 구동 신호쌍을 제공하여 구동하는 단계와,
    (b) 상기 구동 신호쌍으로 구동된 상기 제1 커패시턴스 센서와 상기 제2 커패시턴스 센서로부터 프록시미티 신호쌍을 제공받는 단계와
    (c) 상기 프록시미티 신호쌍으로부터 상기 제1 커패시턴스 센서의 커패시턴스와 상기 제2 커패시턴스 센서의 커패시턴스를 연산하는 단계를 포함하는 인접 오브젝트 검출 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 (a) 단계는,
    (a1) 상기 제1 커패시턴스 센서에 제1 전류 값을 가지는 신호를 제공하고, 상기 제2 커패시턴스 센서에 제2 전류 값을 가지는 신호를 제공하는 단계와,
    (a2) 상기 제1 커패시턴스 센서에 상기 제2 전류 값을 가지는 신호를 제공하고, 상기 제2 커패시턴스 센서에 상기 제1 전류 값을 가지는 신호를 제공하는 단계를 포함하여 수행하는 인접 오브젝트 검출 방법.
  26. 제24항에 있어서,
    상기 (c) 단계는
    (c1) 제공받은 상기 프록시미티 신호쌍에서, 각각의 프록시미티 신호들의 차이를 증폭하여 차동 신호로 제공하는 과정과,
    (c2) 상기 차동 신호를 제공받아 전압신호로 변환하는 과정과,
    (c3) 상기 전압 신호를 디지털 신호로 변환하는 과정 및
    (c4) 디지털로 변환된 상기 전압 신호들로부터 상기 제1 커패시턴스 센서의 커패시턴스와 상기 제2 커패시턴스 센서의 커패시턴스를 연산하는 단계를 포함하는 인접 오브젝트 검출 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 (c3) 단계에서, 상기 디지털 신호로 변환된 상기 전압 신호(d0, d1)는,
    Figure 112016013684126-pat00013

    Figure 112016013684126-pat00014
    로 표시되는 인접 오브젝트 검출 방법.(Cp, Cn: 상기 제1 커패시턴스 센서와 상기 제2 커패시턴스 센서의 커패시턴스 값, g: 공통 전류 값, e: 전류값의 차이, d0, d1: 디지털 신호)
  28. 제26항에 있어서,
    상기 (c4) 단계에서, 상기 제1 커패시턴스 센서의 커패시턴스 값(Cp)과 상기 제2 커패시턴스 센서의 커패시턴스 값(Cn)은 각각
    Figure 112016013684126-pat00015
    로 표시되는 인접 오브젝트 검출 방법.(g: 공통 전류 값, e: 전류값의 차이, d0, d1: 디지털 신호)
  29. 제24항에 있어서,
    상기 인접 오브젝트 검출 방법은,
    상기 (c) 단계 이후에, 연산된 상기 커패시턴스가 제1 임계치 이상 변화하는 경우에는 오브젝트에 의한 호버링이 수행된 것으로 판단하는 인접 오브젝트 검출 방법.
  30. 제24항에 있어서,
    상기 인접 오브젝트 검출 방법은,
    상기 (c) 단계 이후에, 연산된 상기 커패시턴스가 제2 임계치 이상 변화하는 경우에는 오브젝트에 의한 터치가 수행된 것으로 판단하는 인접 오브젝트 검출 방법.
  31. 제1 커패시턴스 센서와 제2 커패시턴스 센서를 포함하는 터치 패널을 이용하는 터치 검출 방법으로,
    (a) 상기 제1 커패시턴스 센서와 상기 제2 커패시턴스 센서에 구동 신호를 제공하여 구동하는 단계와,
    (b) 상기 구동 신호로 구동된 상기 제1 커패시턴스 센서와 상기 제2 커패시턴스 센서로부터 터치 신호쌍을 제공받는 단계와
    (c) 상기 터치 신호쌍의 터치 신호들을 서로 다른 전류 게인으로 증폭하는 단계 및
    (d) 서로 다른 전류 게인으로 증폭된 터치 신호쌍으로부터 상기 제1 커패시턴스 센서와 상기 제2 커패시턴스 센서의 커패시턴스 값들을 연산하여 오브젝트의 터치를 검출하는 터치 검출 방법.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    (c1) 상기 제1 커패시턴스 센서가 제공한 터치 신호를 제1 전류 게인으로 증폭하고, 상기 제2 커패시턴스 센서가 제공한 터치 신호를 제2 전류 게인으로 증폭하는 단계와,
    (c2) 상기 제1 커패시턴스 센서가 제공한 터치 신호를 상기 제2 전류 게인으로 증폭하고, 상기 제2 커패시턴스 센서가 제공한 터치 신호를 상기 제1 전류 게인으로 증폭하는 단계를 포함하여 수행되는 터치 검출 방법.
  33. 제31항에 있어서,
    상기 (d) 단계는
    (d1) 제공받은 상기 터치 신호쌍에서, 각각의 터치 신호들의 차이를 증폭하여 차동 신호로 제공하는 과정과,
    (d2) 상기 차동 신호를 제공받아 전압신호로 변환하는 과정과,
    (d3) 상기 전압 신호를 디지털 신호로 변환하는 과정 및
    (d4) 디지털로 변환된 상기 전압 신호들로부터 상기 제1 커패시턴스 센서의 커패시턴스와 상기 제2 커패시턴스 센서의 커패시턴스를 연산하는 단계를 포함하는 터치 검출 방법.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 (d3) 단계에서, 상기 디지털 신호로 변환된 상기 전압 신호(d0, d1)는,
    Figure 112016013684126-pat00016
    ,
    Figure 112016013684126-pat00017
    로 표시되는 터치 검출 방법.
    (Cp, Cn : 상기 제1 커패시턴스 센서의 커패시턴스 값과 상기 제2 커패시턴스 센서의 커패시턴스 값, g: 공통 전류값, e: 전류값 차이 및 증가값)
  35. 제33항에 있어서,
    상기 (d4) 단계에서, 상기 제1 커패시턴스 센서의 커패시턴스(Cp)와 상기 제2 커패시턴스 센서의 커패시턴스(Cn)는 각각
    Figure 112016013684126-pat00018
    로 표시되는 터치 검출 방법.
    (g: 공통 전류값, e: 전류값 차이 및 증가값)
  36. 제31항에 있어서,
    상기 터치 검출 방법은,
    상기 (d) 단계 이후에, 연산된 상기 커패시턴스 값들이 임계치 이상 변화하는 경우에는 오브젝트에 의한 터치가 수행된 것으로 판단하는 터치 검출 방법.
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