KR101687035B1 - 멀티-칩 터치 스크린 - Google Patents

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마틴 존 시몬스
댄 토마스 에드워드 픽켓
리차드 폴 콜린스
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아트멜 코포레이션
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Abstract

예시적인 디바이스들 및 프로세싱 기술들은 측정 디바이스들 중 X 또는 구동 라인들을 공유하게 함으로써, 다수의 측정 디바이스 또는 칩이 하나의 측정 디바이스가 샘플링할 수 있는 것보다 더 큰 스크린을 샘플링하도록 협력하게 한다. 본 명세서에서 설명된 대상의 특정한 구현들은 다음의 선택적 이점들의 하나 이상을 실현하도록 구현될 수 있다. 구동 라인들의 공유는 스크린 사이즈 조정을 가능하게 하거나 그렇지 않다면 개별 디바이스들에 의해 측정될 수 있는 노드들의 합에 의해 생성되는 것보다 더 많은 측정 노드들을 갖도록 구성될 수 있다. 따라서 다수의 측정 디바이스를 요구하는 스크린에 있어서, 구동 라인 공유는 더 적은 수의 측정 디바이스들의 사용을 가능하게 할 수 있다.

Description

멀티-칩 터치 스크린{MULTI-CHIP TOUCH SCREENS}
본원에서 논의되는 대상은 터치 스크린 기술들, 예를 들면, 큰 터치 스크린을 형성하는 다수의 터치 스크린 또는 영역의 구성을 가질 수 있는 더 큰 터치 스크린들의 사용에 있어서, 예를 들면, 다수의 칩 상에 측정 디바이스들을 결합하는 기술에 관한 것이다.
위치 센서는 예를 들면, 위치 센서 디스플레이 스크린의 디스플레이 영역 내에서, 사용자의 손가락에 의한 또는 스타일러스와 같은 물체에 의한 터치의 존재 및 위치를 검출할 수 있는 디바이스이다. 터치 감응형 디스플레이 응용에서, 위치 센서는 사용자가 마우스 또는 터치패드로 간접적이기 보다는 스크린 상에 디스플레이된 것과 직접적으로 상호작용하게 한다. 위치 센서들은 컴퓨터들, 개인용 디지털 보조 기기들(PDA), 위성 네비게이션 디바이스들, 이동 전화들, 휴대용 미디어 플레이어들, 휴대용 게임 콘솔들, 공용 정보 키오스크들, 및 세일 시스템들의 포인트 등의 일부로서 제공되거나 부착될 수 있다. 위치 센서들은 다양한 응용들 상의 제어 패널들로서 또한 사용되어 왔다.
저항식 터치 스크린, 표면 음파 터치스크린, 용량 터치 스크린 등과 같은 위치 센서들/터치 스크린들의 다수의 상이한 유형들이 있다. 예를 들면, 용량 터치 스크린은 특정한 패턴의 투명한 도전체로 코팅된 도전체를 포함할 수 있다. 사용자의 손가락 또는 스타일러스와 같은 물체가 스크린의 표면에 근접하게 제공되거나 터치할 때 용량의 변화가 있다. 용량의 이러한 변화는 터치의 위치를 결정하는 프로세싱을 위한 컨트롤러에 보내진다.
도전 재료의, (일 예시 X 에서) 구동 전극들 또는 라인들의 어레이 및 (이 예시 Y 에서) 감지 전극들 또는 라인들은 복수의 노드를 갖는 터치 스크린을 형성하는 데에 사용될 수 있다. 노드는 X 및 Y 전극들의 각각의 교차점에서 형성된다. 교차점으로 지칭되지만, 전극 크로스는 전기적 컨택트를 만들지 않는다. 대신에, 감지 전극들은 교차 노드들에서 구동 전극들과 용량성 결합한다. 전극들의 어레이에 걸쳐 전압을 인가하는 것은 캐패시터들의 그리드를 생성한다. 물체가 스크린의 표면을 터치(접촉 또는 근접하게 접근)할 때, 그리드 상의 모든 개별적 포인트에서의 용량 변화는 터치의 로케이션 또는 위치를 판단하기 위해 측정될 수 있다.
최근에는, 큰 스크린에서의 터치 감응식 위치 센서들의 사용이 바람직해졌다. 터치 스크린 사이즈가 커지면서, 터치 스크린에 포함된 용량 감지 노드들의 수가 증가했다. 스크린 상의 더 많은 노드들에서 용량을 측정하는 것은 더 큰 스크린 사이즈의 모든 노드들을 다루기 위해, 더 복잡한 측정 디바이스들 또는 칩들의 형태로 또는 더 많은 측정 디바이스들의 형태로 증가한 측정 디바이스 용량을 요구한다. 예를 들면, 4배의 노드의 스크린은 측정 칩의 특정한 사이즈/용량에 의해 다뤄질 수 있고, 터치 스크린의 1/4 에 대한 각각의 측정 신호들에 4개의 측정 칩들을 사용할 수 있다. 각각의 측정 칩들의 용량이 동일하게 유지된다면, 큰 스크린들은 매우 많은 측정 칩들을 요구할 것이다.
하기에 예로써 논의되는 디바이스들 및 프로세싱 기술들은, 측정 디바이스들 중에서 X 또는 구동 라인들을 공유하게 함으로써, 하나의 측정 디바이스보다 많은 스크린을 샘플링할 수 있도록 다수의 측정 디바이스들 또는 칩들이 협력하게 한다. 이러한 명세서에 설명된 특정한 예들은 다음 선택적인 이점들의 하나 이상을 실현하도록 구현될 수 있다. 구동 라인들의 공유는 스크린 사이즈 조정을 가능하게 할 수 있고 그렇지 않다면 개별 디바이스들에 의해 측정될 수 있는 것들의 합에 의해 생성될 수 있는 것보다 더 많은 측정 노드를 갖도록 구성된다. 따라서 다수의 측정 디바이스를 요구하는 스크린에 대해, 구동 라인 공유는 더 적은 수의 측정 디바이스들의 사용을 가능하게 할 것이다.
도면은 본 교시들에 따라, 제한이 아닌, 단지 예시로서, 하나 이상의 구현들을 도시한다. 도면에서는, 동일한 참조 번호는 동일한 또는 유사한 구성요소를 가리킨다.
도 1은 4개의 더 작은 스크린 또는 터치 패널 영역들 및 관련된 측정 회로들 또는 제어 회로들을 포함하는 큰 터치 스크린의 예시를 도시하며, 여기서 캐패시턴스 측정을 위한 다수의 제어 유닛은 구동 (X) 라인들을 공유한다.
도 2는 터치를 검출하기 위한 장치의 예를 개략적으로 도시한다.
도 3은 도 2의 장치를 충전 및 방전하는 데에 요구될 수 있는 시간의 예를 도시한다.
도 4는 손가락이 있을 때 전기장에서의 변화의 예를 도시한다.
도 5A는 터치가 안되었을 때, 도 2의 장치를 충전 및 방전하는 데에 요구될 수 있는 시간의 예를 도시한다.
도 5B는 터치가 되었을 때, 도 2의 장치를 충전 및 방전하는 데에 요구될 수 있는 시간의 예를 도시한다.
도 6은 기본 측정 회로의 예를 개략적으로 도시한다.
도 7은 터치의 감지 위치에 대한 복수의 노드들 및 제어 회로를 포함하는 터치 스크린의 예를 개략적으로 도시한다.
도 8은 각각의 4개의 더 작은 스크린들 또는 터치 패널 영역들의 노드들에서 캐패시턴스를 측정하는 하나의 제어 유닛과, 4개의 더 작은 스크린들 또는 터치 패널 영역들을 포함하는 큰 터치 스크린을 개략적으로 도시한다.
도 9는 캐패시턴스 측정을 위한 다수의 제어 유닛이 구동 (X) 라인들을 공유하는 큰 터치 스크린 및 측정 회로의 예를 개략적으로 도시한다.
도 10은 다수의 스크린 또는 터치 패널 영역을 갖는 큰 터치 스크린의 예의 세부를 개략적으로 도시한다.
도 11은 패널 또는 제어 유닛에 그것의 일부의 연결의 예를 개략적으로 도시한다.
도 12는 제어 유닛에 패널의 연결의 예의 세부를 개략적으로 도시한다.
도 13은 구동 라인 공유를 사용하여 큰 터치 스크린 상의 조정된 측정을 위한 제어 유닛들을 결합하기 위한 방법의 예를 도시한다.
도 14는 구동 라인 공유를 사용하여 큰 터치 스크린 상의 조정된 측정을 위한 제어 유닛들을 결합하기 위한 방법의 다른 예를 도시한다.
하기의 상세한 설명에서, 다수의 세부사항들이 관련된 교시들을 설명하기 위해 예시의 방법으로 나열되었다. 본 교시들의 양상들을 불필요하게 방해하지 않기 위해, 당업자들에게 공지된 방법들, 절차들, 컴포넌트들, 및/또는 회로는 상대적으로 높은 레벨로 설명되었다.
이제 첨부한 도면에서 설명되고 후술되는 예들을 구체적으로 참조한다. 도 1은 터치 응답식 위치 센서의 예를 개략적으로 도시한다. 센서는 스크린(1) 상의 터치의 위치 및 터치를 검출하는 스크린의 구동 및 감지 라인들에 대한 관련된 회로 및 터치를 감지하기 위한 스크린 또는 패널(1)을 포함한다.
이러한 제1 간단한 예에서, 전체 터치 스크린(1)은 더 작은 터치 스크린 영역들(2)의 2 X 2 행렬로 형성된다. 그에 따라, 예시적인 스크린(1)은 4개의 터치 스크린 지역들 또는 영역들(2A - 2D)을 포함한다. 터치 스크린(1)은 구동 라인들(도시된 방향에서 수평 X 라인들)과 감지 라인들(도시된 방향에서 수직 Y 라인들)의 교차점들에서 형성되는 감지 노드들의 어레이를 갖는다. 그러한 다수의 노드는 4개의 터치 스크린 지역 또는 영역(2A - 2D)의 각각 내에 포함된다. X(구동) 라인들은 모든 Y 감지 라인들, 예를 들면, 대응하는 Y 축 값에서 터치 스크린 영역들의 전부에 걸쳐 연장한다. 유사하게, Y 라인들은 모든 X 라인들, 예를 들면, 대응하는 X 축 값에서의 터치 스크린 영역들의 전부에 걸쳐 연장한다.
스크린들이 물리적으로 분리되어 있다면, 그것들은 더 큰 패널을 형성하도록 물리적으로 그리고 전기적으로 연결될 것이다. 전기적 연결의 일부로서, 각각의 라인은 하나의 스크린으로부터 적절한 X 또는 Y 방향으로 다음으로 인접한 스크린의 대응하는 라인에 연결될 것이다. 스크린들이 논리적으로 분리되어 있다면, 그것은 연속적인 더 큰 스크린의 지역들 또는 영역들을 말하며, 라인들은 X 와 Y 방향 각각으로 전체 스크린을 형성하는 지역들에 걸쳐 연속적으로 뻗어있을 것이다.
스크린(1) 상의 터치 위치 및 터치를 감지하는 예시적인 시스템은 다수의 제어 유닛을 포함한다. 그런, 터치 스크린(1)의 행렬의 터치 감지 영역들(2)보다 적은 제어 유닛들이 있다. 도 1의 2 X 2 행렬 예에서, 2개의 제어 유닛(3A, 3B)이 있다. 시스템 또는 디바이스는 예에서 프로세서(4)로 대표되는 마스터 제어를 또한 포함할 수 있다. 다수의 X 구동 라인(5)은 제어 유닛(3A, 3B)의 각각에 연결되고, 다수의 Y 감지 라인들(6)은 제어 유닛(3A, 3B)의 각각에 연결된다. 각각의 제어 유닛은 측정 디바이스 센스들의 개별 노드들의 근처에서 터치를 검출하도록 터치 스크린(1)의 어레이의 다수의 노드에서 신호들의 하나 이상의 파라미터들을 측정하기 위해 측정 디바이스를 포함하거나 그 일 수 있다.
마스터 제어의 역할을 하는 프로세서(4)는 데이터 리드들(7)을 통해 제어 유닛들(3A, 3B)에 연결된다. 프로세서(4)는 예를 들면, 터치가 X 라인 구동 및 감지 라인 검출의 타이밍에 기초하여, 스크린(1)의 전체 영역 상에서 검출된 노드 또는 노드들을 식별하도록 제어 유닛들로부터 터치 검출 데이터를 처리한다. 터치가 검출된 노드 또는 노드들에 기초하여, 프로세서(4)는 스크린(1) 상에 검출된 각각의 터치의 위치를 판단한다. 프로세서(4)는 데이터 리드들(7)을 통해 제어 유닛(3A, 3B)에 제어 신호들을 또한 제공할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(4)는 터치 입력 정보를 사용하는 시스템 또는 디바이스에, 예를 들면, 컴퓨터, 개인용 디지털 보조기기 또는 이동국의 프로세서에 터치 응답식 위치 센서의 더 높은 레벨 인터페이스를 또한 제공한다.
예들은 단지 2개의 제어 유닛(3A, 3B)만을 사용한다. 라인 교차에서 더 많은 영역들, 라인들 및/또는 감지 노드들을 갖는 스크린들은 더 많은 제어 유닛들을 사용할 것이고, 그러한 스크린들 및 그에 따르는 구성 제어 유닛들의 예들은 후에 논의된다.
도 1의 예는 구동 라인 공유를 구현한다. 그러므로, 구동 라인들의 각각의 세트는 단지 하나의 측정 디바이스/제어 유닛에 의해 구동되지만, 구동 라인들의 전부가 감지의 목적으로 다수의 측정 디바이스에 걸쳐 공유된다. 각각의 개별적 X 라인은 단지 하나의 제어 유닛에 의해 구동되지만, 측정 디바이스들의 전부는 특정한 X 라인 상의 노드들의 일부에서 신호들을 감지한다. 그러나, 임의의 하나의 측정 디바이스는 측정 디바이스에 연결된 감지 라인들의 적절한 수 또는 서브세트만을 통해 노드들에서 신호들을 감지한다.
제어 유닛들(3A, 3B)의 각각은 그것의 설계 능력 내에서 각각의 유형의 라인들의 각각의 수만을 구동 및 감지한다. 그러나, X 구동 라인들이 모든 Y 감지 라인들에 걸쳐 연장하기 때문에, X 라인들은 이러한 제1 예에서 제어 유닛들(3A, 3B) 전부에 의해 공유된다. 각각의 유닛은 적절한 수의 X 라인들만을 구동한다. 그러나, (지역들(2A - 2B)의 세트에서와 지역들(2C - 2D)의 세트에서의 구동 라인들에 걸친) 지역들/라인들의 수직적인 세트들에 걸쳐 제어 유닛들의 동작들의 동기화 타이밍에 의해, 제어 유닛들의 각각이 다른 제어 유닛에 의해 구동된 X 라인의 크로스에서 터치가 있을 때조차 각각의 유닛이 연결하는 Y 라인들에서 터치를 감지하는 것이 가능해 진다. 이러한 방식으로, 제어 유닛들은 X(구동) 라인들의 공유에 의해 큰 스크린(1)의 다양한 노드들에서 신호들을 샘플링하도록 협력할 수 있다.
그러므로, 터치 위치 검출을 용이하게 하기 위해, 제어 유닛들(3A, 3B)이 동기화 된다. 각각의 제어 유닛의 구동(X) 라인들의 하나 이상은 제어 유닛들을 동기화하는 데에 사용될 수 있다. 다른 예에서, 제어 유닛의 하드웨어는 터치 감지 사이클에서의 실제 사용을 위한 모든 구동(X) 라인들을 자유롭게 하는, 개별 동기화 구성요소를 제공하도록 구성된다. 다른 예에서, 제어 유닛들(3A, 3B)의 동기화는 데이터 라인들(7)을 통해 프로세서(4)에 의해 제공될 수 있다.
이러한 방법으로, 각각의 측정 디바이스 또는 제어 유닛(3A 또는 3B)는 제1 방향으로 감지 영역들의 적어도 2개에 걸쳐 연장하는 X 구동 라인들(5)의 전부는 아닌 제1 숫자를 구동하도록 구성된다. 각각의 측정 디바이스 또는 제어 유닛(3A 또는 3B)은 또한 제2 방향으로 감지 영역들의 적어도 2개(2A-2C 또는 2B-2D)에 걸쳐 연장하는 감지 라인들(6)의 전부는 아닌 제2 숫자를 통해, X 구동 라인들(5)의 전부와의 교차점의 노드들에서 터치와 관련된 신호들을 감지하도록 구성된다. 측정 디바이스들 또는 제어 유닛들(3A, 3B)은 스크린의 검출된 터치의 위치의 지시(들)로서, 터치 스크린(1)의 행렬의 터치 감지 영역들(2A- 2D)의 전부에서 모든 노드 중으로부터 하나 이상의 노드를 식별하는 방식으로 동기적으로 동작하도록 구성된다.
간단한 예를 개략적으로 살펴봄으로써, 터치 감지 동작들을 보다 더 자세히 고려하고 측정 디바이스들 중에서 공유하는 구동 라인을 갖는 터치 감지의 더 복잡한 예를 논의하는 데에 유용할 수 있다. 방법의 특정한 예들은 더 복잡한 패널의 예시 후에 논의될 것이다.
도 2는 터치를 검출하기 위한 장치의 예를 개략적으로 도시한다. 장치는 3개의 스위치(12, 16, 18)를 구비한 제어 유닛(10)을 포함한다. 제어 유닛(10)은 범용 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 프로그램가능한 로직 디바이스/어레이, ASIC(application-specific integrated circuit), 또는 그들의 조합과 같은 단일 집적 회로 칩으로 제공될 수 있다. 스위치(12)는 VDD와 그라운드 사이에 제공되며 또한 센서(13)에 연결된다. 센서(13)의 자가 결합 캐패시턴스는 CX이다. 센서(13)는 2개의 전극, X(구동) 전극과 Y(감지) 전극을 갖는다. 장치는 X와 Y 전극들 사이의 횡단 결합 캐패시턴스를 측정한다.
센서(13)는 샘플링 캐패시턴스 CS를 갖는 샘플링 캐패시터(15)에 직렬로 연결된다. 샘플링 캐패시터(15)는 센서 캐패시턴스 CX보다 상당히 큰 샘플링 캐패시턴스 CS를 가질 수 있다. 일례에서, 샘플링 캐패시턴스 CS는 약 1 pF 내지 10 pF일 수 있는 센서 캐패시턴스 CX보다 적어도 1000배 더 크다. 샘플링 캐패시터(15)는 둘 다 그라운드에 연결된 스위치들(16, 18)에 직렬로 또한 연결된다.
캐패시턴스 C는 주어진 전위에 대해 저장된 전하의 양의 측정치이다.
Figure 112011032265666-pat00001
여기서 V는 플레이트들 사이의 전압이고 Q는 전하이다.
스위치(16)를 개방한 후에, 전압 펄스는 센서(13)를 VDD에 연결하도록 스위치(12)를 조정함으로써 장치에 인가되고, CX와 CS에서 전하를 축적하며 CX을 통해 CS로 전하를 흐르게 하는 스위치(18)의 폐쇄 동작이 따른다. 센서 캐패시턴스 CX는 스위치(18)를 개방하고, 스위치(16)를 폐쇄하고, 스위치(12)를 그라운드에 연결되도록 조정함으로써 방전된다. 센서 캐패시턴스 CX는 각각의 전압 펄스 후에 방전되기 때문에, 샘플링 캐패시터(15)에 보유된 캐패시턴스 CS는 매 전압 펄스마다 증가한다. 이러한 계단식 증가는 도 3에 도시되었으며, 여기서 VCS는 샘플링 캐패시터(15)에서 축적된 전압이다.
전압 펄스들의 미리 정해진 수가 장치에 인가된다. 펄스들의 미리 정해진 수가 장치에 인가된 후에, 샘플링 캐패시터(15)에 축적된 캐패시턴스 CS가 방전된다. 기준 전압으로 방전되는 캐패시턴스에 대해 소요되는 시간이 측정된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 접지 Ct에 대한 터치 캐패시턴스를 갖는 스타일러스 또는 사용자의 손가락(19)이 센서(13)에 근접하게 이동(또는 접촉)할 때, 물체의 터치 캐패시턴스는 각각의 전압 펄스를 갖는 샘플링 캐패시터(15)에 축적된 캐패시턴스 CS가 감소하도록 CX의 구동 전극으로부터 접지로 전하를 전환한다. 일례에서, 센서(13)는 유전체 패널 뒤에 제공되어 손가락(19)이 센서(13)에 직접 접촉하지 않도록 한다. 다른 예에서, 유전체 패널에 더해, 손가락(19)이 센서(13)에 직접적으로 접촉하지 않고, 센서(13)에 근접하게 인접하는 것으로 가정될 수 있다.
도 5A는 터치가 없을 때 펄스들의 미리 정해진 수 후에 샘플링 캐패시터(15)에 축적된 전압 VCS과 샘플링 캐패시터(15)를 방전하는 데에 요구되는 시간을 도시한다. 도 5B는 사용자의 손가락(19)이 센서(13)에 접촉하거나 인접할 때(즉, 터치가 있을 때) 미리 정해진 수의 펄스 후에 샘플링 캐패시터(15)에 축적된 전압 VCS과 샘플링 캐패시터(15)를 방전하는 데에 요구되는 시간을 도시한다. 샘플링 캐패시터(15)가 센서(13)의 음극에 연결되기 때문에, 도 2의 예에서, 축적된 전압 VCS이 음의 값을 갖는다.
도 5A 및 5B로부터 확인할 수 있는 바와 같이, 도 5B에 축적된 전압 VCS은 도 5A에 축적된 전압 VCS과 비교할 때 감소한다. 게다가, 도 5B의 샘플링 캐패시터(15)를 방전하는 데에 요구되는 시간은 도 5A의 샘플링 캐패시터(15)를 방전하는 데에 요구되는 시간과 비교할 때 감소한다. 도 5B의 샘플링 캐패시터(15)를 방전하는 데에 요구되는 시간에서의 감소는 터치가 있는 것을 가리킨다. (도 5A에 도시된) 터치가 없을 때 샘플링 캐패시터(15)를 방전하는 데에 요구되는 시간과 (도 5B에 도시된) 터치가 있을 때 샘플링 캐패시터를 방전하는 데에 요구되는 시간 사이의 차이는 델타로 나타낸다.
델타의 검출은 터치를 가리키고, 이는 델타가 터치가 없을 때 샘플링 캐패시터(15)에 축적될 것으로 예상되는 전하의 양과 비교했을 때 샘플링 캐패시터(15)에 축적된 전하가 변화한 것을 나타내기 때문이다.
도 6은 VCS의 크기를 측정하는 기본 회로를 도시한다. 도 2의 제어 유닛(10)은 저항(49), 스위치(40), 비교기(41), 레지스터(45), 카운터(43) 및 클록 신호(47)를 포함한다. 저항(49), 비교기(41) 및 카운터(43)는 VCS의 크기를 측정하는 데에 사용된다. 샘플링 캐패시터를 기준 전압으로 방전시키는 데에 요구되는 시간은 카운터 값이 측정치가 되도록, 카운터와 비교기로 측정된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 하나 보다 많은 터치 센서(13)를 갖는 터치 감응형 위치 센서 스크린을 생성하기 위해, 복수의 구동 및 감지 전극이 위치 센서의 패널(210) 내에 감지 구성요소들(220)(터치 센서들(13))의 어레이를 생성하도록 제공될 수 있다. 구동 전극들(X)은 각각의 센서(13)의 하나의 플레이트를 형성하고 감지(Y) 전극은 캐패시턴스 CX을 갖는 각각의 센서(13)의 다른 플레이트를 생성한다. 위치 센서는 또한 상이한 값들을 가질 수 있는 복수의 저항(230)과 제어 유닛(10)을 포함한다. 도 7이 8개의 감지 구성요소(220)를 갖는 하나의 예시적인 행렬을 도시하지만, 많은 다른 구성들도 가능하다.
도 6에 도시되고 전술된 기본 측정 회로가 단지 예시로서 제공된다. 터치를 측정하는 다른 방법들도 사용될 수 있다.
구동 및 감지 전극들의 행렬은 패널(210) 상의 터치의 위치를 감지할 수 있는 2차원 위치 센서를 형성한다. 제어 유닛(10)은 구동 전극들의 행들과 감지 전극들의 열들을 통한 스캐닝 시퀀스를 교차 또는 노드들에서의 결합 용량을 측정하는 데에 사용할 수 있다. 위치 센서들의 예들은 컴퓨터, 개인용 디지털 보조기기(PDA), 위성 내비게이션 디바이스, 이동 전화, 휴대용 미디어 플레이어, 휴대용 게임 콘솔들, 공중 정보 키오스크, 및 판매 시스템의 포인트 등의 일부로서 또는 그에 부착되어 제공될 수 있는 터치 스크린 및 터치 패드를 포함한다. 위치 센서들은 또한 다양한 응용 상의 제어 패널로서 사용될 수 있다.
도 8은 큰 터치 감응형 스크린(500)을 생성하도록 구성된 감지 구성요소들의 어레이를 각각이 갖는 4개의 터치 감응형 스크린들 또는 지역들(50A, 50B, 50C, 50D)을 개략적으로 도시한다. 스크린들 또는 지역들(50A - 50D)의 각각은 각각의 제어 유닛(520A-520D)에 연결된다. 각각의 제어 유닛(520A-520D)은 각각의 스크린(50A-50D) X 전극 라인들(550)을 구동하고 각각의 스크린(50A-50D)의 Y 전극 라인들(540)을 샘플링한다. 그러므로, 각각의 제어 유닛(520A-520D)은 전체 스크린(500)(도 8의 1/4)의 일부를 구성하는 각각의 스크린(50A-50D) 상의 그것의 위치 및 터치를 검출할 수 있는 측정 디바이스를 형성한다. 각각의 제어 유닛은 별개의 칩으로 형성될 수 있다. 도 8의 구성에서, 각각의 스크린은 논리적으로 또는 물리적으로 분리되어 있다. 도 1과 대조적으로, 도 8의 X 라인들 및 Y 라인들은 전체 스크린(500)에 걸쳐 연장하지 않는다. 각각의 스크린(50A-50D)은 그것의 제어 유닛(520A-520D)에 연결된 그것들 자신의 X 라인들 및 Y 라인들을 갖는다.
각각의 제어 유닛(520A-520D)은 그것이 제어하는 영역(50A-50D) 내의 노드들에서 신호들을 구동하고 감지한다. 그러한 구성에서, X 라인들은 각각의 유닛에 의해 제어되는 지역에 걸쳐서만 연장할 수 있다. 예를 들어, 제1 제어 유닛(520A)에 연결된 X 구동 라인들(550)은 제1 스크린 또는 영역(50A)에 걸쳐서만 연장한다. 유사하게, 제2 제어 유닛(520B)에 연결된 X 구동 라인들(550)은 제2 스크린 또는 영역(50B)에 걸쳐서만 연장한다. 제3 제어 유닛(520C)에 연결된 X 구동 라인들(550)은 제3 스크린 또는 영역(50C)에 걸쳐서만 연장하며, 제4 제어 유닛(520D)에 연결된 X 구동 라인들(550)은 제2 스크린 또는 영역(50D)에 걸쳐서만 연장한다. 유사하게, 감지 라인들은 각각의 유닛에 의해 제어되는 지역에 걸쳐서만 연장한다. 그러한 구성은 영역들(50A-50D)이 실제로 별개의 스크린들인 것처럼 동작한다.
각각의 제어 유닛(520A-520D)은 미리 정의된 수의 노드들을 구동 및 감지할 수 있으며, 이는 각각의 스크린 또는 지역(50A-50D)에서 노드들의 수를 제한한다. 예를 들면, 각각의 스크린 또는 영역은 10개의 X 라인과 10개의 Y 라인을 가질 수 있으며, 각각의 제어 유닛은 100개의 노드들을 구동/감지할 수 있을 수 있다. 다른 예에서, 각각의 스크린은 16개의 X 라인들과 14개의 Y 라인들을 가질 수 있으며, 각각의 제어 유닛은 224개의 노드를 구동/감지할 수 있을 수 있다. 그러므로 큰 터치 스크린(500)의 노드들에서 신호들을 생성 및 측정하기 위해, 도 8에 도시된 바와 같이, 특정한 용량의 단일 제어 유닛 칩과 호환되는 터치 스크린의 사이즈의 네배, 그러한 터치 스크린에서 존재하는 노드들의 수의 네배를 갖는, 4개의 제어 유닛(520A-520D)은 큰 터치 스크린(500)을 구동하기 위해 요구된다.
큰 터치 스크린(500)을 생성하기 위해, 예를 들면 특정한 용량의 단일 제어 유닛과 호환되는 터치스크린의 사이즈의 9배(예를 들면, 3X3 터치 스크린), 9개의 제어 유닛들이 요구될 것이다. 게다가, 큰 터치 스크린(500)을 생성하기 위해, 예를 들면 기본 터치 스크린 유닛의 사이즈의 16배(예를 들면 4X4 터치 스크린), 16개의 제어 유닛들이 요구될 것이다. 결론적으로, 매우 큰 터치 스크린들은 매우 많은 수의 제어 유닛을 요구한다.
도 9는 많은 제어 유닛을 필수적으로 요구하지 않는 더 많은 수의 노드의 구동/감지를 가능하게 하는 공유된 X(구동) 라인들을 사용함으로써 큰 터치 감응형 스크린을 생성하는 대안적인 구성의 예를 도시한다. X(구동) 라인들은 제어 유닛들(520A-520C)의 전부에 연결되는 스크린의 모든 Y 감지 라인들에 걸쳐 연장되는 것들에 공유된다. 도 9의 예시적인 큰 터치 스크린(500)은 3X3 행렬 구성에서 특정한 유닛 사이즈의 9개의 개별 터치 스크린들 또는 터치 스크린 영역들을 갖는다. 도 9의 구성에서, 제어 유닛들은 결합되어, 더 적은 제어 유닛들이 요구된다. 도 9의 제어 유닛들은 X(구동) 라인들을 공유함으로써 큰 스크린(500)을 샘플링하도록 협력한다.
도 10은 도 9의 스크린(500)을 더 상세히 도시한다. 도 10으로부터 확인할 수 있는 바와 같이, 큰 스크린(500)은 하나의 제어 유닛의 용량에 대응하는 각각의 사이즈(예를 들면, 노드들의 수)의 9개의 터치 스크린 영역(50A-50I)으로 나눠진다. 일 구성에서, 도 8에 도시된 바와 같이, 개별 제어 유닛은 각각의 스크린 영역(50A-50I)에서의 노드들로부터의 신호들을 측정할 것이다. 그러나, 도 9의 구성은 제어 유닛(520A, 520B, 520C)의 전부의 Y 라인들에 의해 샘플링되는 제어 유닛들(520A, 520B, 520C) 중 하나에 의해 구동되는 각각의 X 라인을 인에이블시킨다. 이것은 모든 제어 유닛들의 X 라인들의 합인 스크린 사이즈가 더 적은 제어 유닛들을 요구하지만 제어 유닛들의 전부의 Y 라인들의 합의 배가 되게 한다. 도 8의 구성에서, 다른 제어 유닛의 Y 라인들과 제1 제어 유닛에 의해 제어되는 X 라인들을 따른 노드들에서 신호들을 감지하지 못한다. 결론적으로, X와 Y 라인들의 결합이 존재하지 않을 것이기 때문에, 스크린들(10A, 10B, 10D, 10F, 10H, 10I)을 검출하지 못할 것이다.
제어 유닛들(520A, 502B, 520C)이 동기화된다. 일 예시에서, 각각의 제어 유닛의 구동(X) 라인들 중 적어도 하나는 제어 유닛들을 동기화하는 데에 사용된다. 제어 유닛이 구동/감지할 수 있는 224개의 노드인 예에서, X 라인들 중 5개가 동기화에 사용되어, 각각의 스크린 영역(50)이 11개의 X 라인과 14개의 Y 라인을 갖게 한다. 다른 예에서, 감지를 위한 모든 구동(X) 라인들을 자유롭게 하는 별개의 동기화 구성요소가 제공되도록 제어 유닛의 하드웨어가 구성된다. 다른 예에서, 제어 유닛들의 동기화가 제어 유닛들(520A, 520B, 520C)의 각각에 제어 신호들(560)을 제공하는 프로세서(530)에 의해 제공될 수 있다.
도 13은 도 9의 구성을 이용하여 터치를 검출하는 하나의 방법을 도시한다. 도 13에 지시된 바와 같이, 프로세스는 단계(300)에서 시작한다. 단계(305)에서 제어 유닛이 감지를 시작하도록 준비되었는지가 각각의 제어 유닛(520A, 520B, 520C)에서 판단된다. 제어 유닛이 준비가 되지 않았다면 프로세스는 유닛이 준비가 될 때까지 대기한다. 제어 유닛이 준비가 되었다면 단계(310)에서 다른 제어 유닛들의 각각에 준비 신호를 보낸다. 단계(315)에서 시스템의 모든 다른 제어 유닛들로부터 준비 신호를 제어 유닛이 수신하였는지 여부가 판단된다. 수신되지 않았다면, 시스템은 각각의 제어 유닛이 시스템의 모든 다른 제어 유닛들로부터 준비 신호를 수신할 때 까지 대기한다. 준비 신호가 시스템의 모든 다른 제어 유닛들로부터 수신되었다면, 제어 유닛들은 동기화되고 감지를 시작할 준비가 된다. 제어 유닛들은 각각의 샘플링 이전에 동기화한다.
단계(320)에서 샘플링이 시작한다. 단계(325)에서 각각의 X 라인은 시스템의 모든 제어 유닛들과 연관된 Y 라인들을 사용하여 샘플링된다. 이 때 임의의 포인트에서, 하나의 제어 유닛이 그 유닛에 연결된 세트 내의 X 라인들을 구동한다. 이 때 임의의 주어진 포인트에서 그러한 유닛들에 연결된 X 라인들을 구동하지 않고 있는 제어 유닛들은 더미 샘플을 제공하여, 하나의 제어 유닛의 X 라인들이 시스템의 모든 제어 유닛들의 모든 Y 라인들에 의해 샘플링될 수 있게 한다.
각각의 제어 유닛(520A, 520B, 520C)으로부터의 데이터 신호들(560)은 단계(330)에서 프로세서(530)에 전송된다. 프로세서(530)는 수신된 감지 신호들에 기초하여 전체 스크린 상의 그것의 위치를 판단하고 대상의 근접 또는 터치를 감지하도록 제공된다. 단계(335)에서, 프로세서(530)는 모든 제어 유닛들(520A, 520B, 520C)로부터 수신된 모든 데이터를 프로세싱하고 터치 스크린(500)에 터치가 있었는지/없었는지를 판단한다. 프로세서(530)는 각각의 제어 유닛(520A, 520B, 520C)이 다른 제어 유닛들(520A, 520B, 520C)에 의해 제공된 데이터를 인식하지 않기 때문에 데이터를 프로세스하는 데에 사용된다. 프로세서(530)가 데이터를 프로세스하는 데에 사용되지 않는다면, 에러 판독은 각각의 스크린 영역(50A-50I)의 에지에서 초래된다. 프로세서(530)는 모든 제어 유닛(520A, 520B, 520C)으로부터 데이터를 수신하여 스크린 영역(50A-50I) 경계들에서 비선형성을 제거할 수 있다.
프로세서(530)는 마이크로컨트롤러, 마이크로프로세서 또는 중앙 프로세서와 같은 임의의 공지의 프로세서일 수 있다.
프로세서(530)는 터치 스크린이 제공된 디바이스에 연결되는 인터페이스(570)에 연결된다.
다른 예에서, 프로세서(530)는 요구되지 않는다. 각각의 제어 유닛(520A, 520B, 520C)은 그것 자신의 프로세서를 구비할 수 있다. 그러한 예에서, 모든 데이터가 제어 유닛들(520A, 520B, 520C) 중 하나에 전송되어 그 제어 유닛(520A, 520B 또는 520C)에서 프로세싱하는 것이 가능하다. 모든 제어 유닛들(520A, 520B, 520C)로부터의 데이터는 스크린 영역(50A-50I) 경계들에서의 비선형성을 제거하도록 제어 유닛(520A, 520B 또는 520C) 중 하나에서 함께 프로세싱된다.
도 14는 도 9의 구성을 사용하여 터치를 검출하는 다른 방법을 도시한다. 도 14에 나타난 바와 같이, 프로세스는 단계(400)에서 시작된다. 단계(405)에서 모든 제어 유닛들(520A, 520B, 520C)이 동기화되었는지 판단한다. 모든 제어 유닛들(520A, 520B, 520C)이 동기화되지 않았다면, 프로세스는 제어 유닛들(520A, 520B, 520C)이 동기화될 때까지 대기한다. 모든 제어 유닛들(520A, 520B, 520C)이 동기화되었다면, 프로세스는 단계(410)로 넘어간다. 단계(410)에서 샘플링이 시작된다. 단계(415)에서 각각의 X 라인은 시스템의 모든 제어 유닛들과 연관된 Y 라인들을 사용하여 샘플링된다. 시간 상의 임의의 주어진 포인트에서 X 라인들을 구동하고 있지 않은 제어 유닛들은 더미 샘플을 제공하여, 하나의 제어 유닛의 X 라인들은 시스템의 모든 제어 유닛들의 모든 Y 라인들에 의해 샘플링될 수 있다.
시스템의 각각의 제어 유닛으로부터의 데이터 신호들(560)은 단계(420)에서 프로세서(530)에 전송된다. 마지막으로 단계(425)에서, 프로세서(530)는 모든 제어 유닛들(520A, 520B, 520C)로부터 수신되는 모든 데이터를 프로세싱하고 터치 스크린(500)에서 터치가 있었는지/없었는지 판단한다.
예를 들면, 별개의 동기화 구성요소가 제공되거나, 프로세서(530)가 제어 유닛들(520A, 520B, 520C)의 동기화를 제어할 때, 도 14의 프로세스가 이용될 수 있다. 예를 들면, 각각의 제어 유닛(520A, 520B, 520C)이 자신의 프로세서를 구비할 때 도 14의 프로세스가 또한 이용될 수 있다. 그러한 예에서, 모든 데이터는 제어 유닛들 중 하나(520A, 520B 또는 520C)에 전송되어 그 제어 유닛(520A, 520B 또는 520C)에서 프로세싱될 것이다.
도 9 및 도 10의 예들이 3X3 구성을 갖는 대형 터치 스크린(500)을 참조로 하여 설명되었지만, 본 발명은 2개의 제어 유닛을 요구하는 도 1과 같은 2X2 구성; 4개의 제어 유닛을 요구하는 4X4 구성; 5개의 제어 유닛을 요구하는 5X5 구성을 갖는 대형 터치 스크린(500)을 생성하는 데에 또한 이용될 수 있다. 라인 공유 기술들은 필요에 따라 2X4 구성, 3X4 구성 등을 갖는 대형 터치 스크린(500)을 생성하는 데에도 이용될 수 있다. 그러한 구성에서, 터치 스크린은 4개의 제어 유닛을 요구할 것이다. 적절히 X 라인들 또는 Y 라인들을 구동하지 않고 있는 제어 유닛들은 대신에 더미 샘플을 제공할 수 있다.
도 11은 구동 채널들(280)에 연결된 복수의 구동(X) 전극 라인들(도시되지 않음) 및 감지 채널들(240)에 연결된 복수의 감지(Y) 전극 라인들(도시되지 않음)을 포함하는 패널(210)을 개략적으로 도시한다. 구동 채널들(280) 및 감지 채널들(240)은 커넥터(270)를 통해 제어 유닛(200)에 연결된다. 커넥터(270)는 도전성 트레이스 또는 피드쓰루(feed-through)일 수 있다.
제어 유닛(200)은 구동 전극들에 구동 신호들을 공급하는 구동 유닛(120) 및 감지 전극들로부터 신호들을 감지하는 감지 유닛(140)을 포함한다. 따라서 제어 유닛(200)은 구동 및 감지 유닛들(120, 140)의 동작을 제어한다. 제어 유닛(200)은 컴퓨터 판독가능한 매체와 같은 저장 디바이스(180)를 또한 포함할 수 있다.
구동 유닛(120), 감지 유닛(140)이 도 11에서 별개의 구성요소로 도시되었지만, 이러한 유닛들의 기능은 범용 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, FPGA(field programmable gate array) 또는 ASIC(application specific integrated circuit)과 같은 단일 집적 회로 칩으로 제공될 수 있다. 게다가, 별개의 구동 유닛은 각각의 전극에 연결된 각각의 구동 채널에 제공될 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이 구동 채널들(Xn, Xn+1, Xn+2, .. Xn+m)은 구동 유닛(120)에 연결되지만, 일례에서, 각각의 채널은 별개의 구동 유닛(120)에 연결된다. 덧붙여, 감지 채널들(Yn, Yn+1, Yn+2, .. Yn+m)은 감지 유닛(140)에 연결된다.
도시되지 않은 다른 예에서, 별개의 구동 및 감지 제어 유닛들이 제공될 수 있다. 이러한 예에서, 구동 제어 유닛은 구동 유닛 및 저장 디바이스를 포함할 수 있으며, 감지 제어 유닛은 감지 유닛 및 저장 디바이스를 포함할 수 있다. 2X4 구성 등을 갖는 대형 터치 스크린(500)이 제공된다면, 2개의 구동 제어 유닛 및 4개의 감지 제어 유닛 등을 사용하는 것이 이득일 수 있다.
상기의 예들은 구동 라인 공유 방식이 더 큰 터치 패널들 상에 더 많은 노드들을 측정하기 위해 전자들을 스케일링하는 효율적인 기술을 제공한다는 것을 증명한다. 제1 예는 2X2 행렬 터치 패널 상의 구동 및 감지를 수행하는 데에 2개의 제어 유닛들을 사용했다. 제2 예는 3X3 행렬 터치 패널 상에서 구동 및 감지를 수행하는 데에 3개의 제어 유닛들을 사용했다. 유사한 방식이 각각의 추가적인 행/렬에 대해 하나의 추가적인 제어 유닛/측정 디바이스로, 더 큰 제곱 행렬 패널들에 대해 사용될 수 있다. 그러나, 당업자들은 제어 유닛들의 수를 스케일링하는 공유 구동 라인 전략이 또한 상이한 패널 크기들의 상이한 스크린 또는 영역들의 수를 이용하는 패널 구성들에 적용될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 예를 들면, 각각의 제어 유닛은 라인들의 다른 유형의 전체 용량을 다루지만 구동 또는 감지 라인들의 전체 용량 보다는 작게 다룰 수 있다. 대안적으로, 하나의 컨트롤러가 지역들의 행에 대해 X 라인들의 세트를 단지 구동하거나 지역들의 열에 대해 Y 라인들의 세트를 단지 감지만할 수 있다.
전술된 위치 센서들은 컴퓨터, 개인용 디지털 보조기기(PDA), 위성 네비게이션 디바이스, 이동 전화, 휴대용 미디어 플레이어, 휴대용 게임 컨솔, 공용 정보 키오스크, 세일 시스템의 포인트 등과 같은 수많은 전자 디바이스들에 부착될 수 있다. 이러한 디바이스들은 프로그램 명령어들을 실행하는 중앙 처리장치 또는 다른 프로세싱 디바이스, 내부 통신 버스, 코드 및 데이터 저장을 위한 메모리 또는 저장 매체의 다양한 유형(RAM, ROM, EEPROM, 캐시 메모리, 디스크 드라이브 등), 및 통신을 위한 하나 이상의 네트워크 인터페이스 카드들을 포함할 수 있다.
다양한 수정들이 전술된 예들 및 실시예들에 행해질 수 있고, 어떠한 관련 교시들이 그 일부만이 전술된 다수의 응용들에 적용될 수 있다. 첨부한 청구항들은 본 교시의 진정한 범위 내에 임의의 그리고 모든 응용, 수정들 및 변형들을 청구하도록 의도되었다.

Claims (21)

  1. 장치로서,
    제1 방향으로 터치 스크린의 하나 이상의 부분에 걸쳐 각각 연장되는 복수의 구동 라인, 및 제2 방향으로 상기 터치 스크린의 하나 이상의 부분에 걸쳐 각각 연장되는 복수의 감지 라인을 포함하는 상기 터치 스크린; 및
    상기 구동 라인들 중 하나 이상을 구동하고 상기 감지 라인들 중 하나 이상을 감지하도록 각각 동작가능한 복수의 측정 디바이스
    를 포함하고,
    상기 구동 라인들의 각각은 동작 시에 상기 측정 디바이스들 중 하나만에 의해 구동되고, 상기 감지 라인들의 각각은 동작 시에 상기 측정 디바이스들 중 하나만에 의해 감지되고, 상기 측정 디바이스들의 각각은 동작 시에 상기 구동 라인들 중 일부만을 구동하고, 상기 측정 디바이스들의 각각은 동작 시에 상기 감지 라인들 중 일부만을 감지하고, 그 감지 라인들 중 하나를 감지할 때 상기 측정 디바이스들의 각각은 상기 구동 라인들의 각각에 대해 상기 구동 라인과 그 감지 라인들 중 상기 하나 사이의 용량(capacitance)을 감지하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 측정 디바이스들의 전부로부터의 데이터에 응답하여 상기 터치 스크린 상에서의 검출된 터치의 위치를 판단하도록 동작가능한 프로세서를 더 포함하는 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 측정 디바이스들의 동작들을 동기화하도록 상기 측정 디바이스들에 신호들을 제공하도록 더 동작가능한 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 측정 디바이스들의 각각은 상기 각각의 측정 디바이스에 연결된 상기 구동 라인들 중 적어도 하나를 통해 동기화 신호를 제공하고 상기 측정 디바이스들의 각각의 다른 하나로부터의 동기화 신호에 응답하여, 상기 측정 디바이스들의 동기화 동작들을 가능하게 하도록 더 동작가능한 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 터치 스크린은 복수의 터치 감지 영역을 포함하는 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 프로세서는 구동 라인 타이밍 데이터 및 감지 라인 검출 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 검출된 터치의 위치를 판단하도록 동작가능한 장치.
  7. 로직을 구현하는 하나 이상의 컴퓨터 판독가능한 비일시적(non-transitory) 저장 매체로서,
    상기 로직은 실행 시에,
    복수의 측정 디바이스를 이용하여 터치 스크린의 복수의 구동 라인을 구동하고 - 상기 구동 라인들의 각각은 제1 방향으로 상기 터치 스크린의 하나 이상의 부분에 걸쳐 연장됨 -;
    터치 스크린의 복수의 감지 라인을 감지하고 - 상기 감지 라인들의 각각은 제2 방향으로 상기 터치 스크린의 하나 이상의 부분에 걸쳐 연장됨 -;
    상기 구동 라인들의 각각은 구동 시에 상기 측정 디바이스들 중 하나만에 의해 구동되고;
    상기 감지 라인들의 각각은 구동 시에 상기 측정 디바이스들 중 하나만에 의해 감지되고;
    상기 측정 디바이스들의 각각은 구동 시에 상기 구동 라인들 중 일부만을 구동하고 상기 감지 라인들 중 일부만을 감지하지만, 그 감지 라인들 중 하나를 감지할 때에, 상기 구동 라인들의 각각에 대해 상기 구동 라인과 그 감지 라인들 중 상기 하나 사이의 용량을 감지하도록 동작가능한 저장 매체.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 로직은 실행 시에, 상기 측정 디바이스들의 전부로부터의 데이터에 응답하여 상기 터치 스크린 상에서의 검출된 터치의 위치를 판단하도록 더 동작가능한 저장 매체.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 로직은 실행 시에, 상기 측정 디바이스들의 동작들을 동기화하도록 상기 측정 디바이스들에 신호들을 제공하도록 더 동작가능한 저장 매체.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 측정 디바이스들의 각각은 상기 각각의 측정 디바이스에 연결된 상기 구동 라인들 중 적어도 하나를 통해 동기화 신호를 제공하고 상기 측정 디바이스들의 각각의 다른 하나로부터의 동기화 신호에 응답하여, 상기 측정 디바이스들의 동기화 동작들을 가능하게 하도록 더 동작가능한 저장 매체.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 터치 스크린은 복수의 터치 감지 영역을 포함하는 저장 매체.
  12. 방법으로서,
    복수의 측정 디바이스를 이용하여 터치 스크린의 복수의 구동 라인을 구동하는 단계 - 상기 구동 라인들의 각각은 제1 방향으로 상기 터치 스크린의 하나 이상의 부분에 걸쳐 연장됨 -; 및
    터치 스크린의 복수의 감지 라인을 감지하는 단계 - 상기 감지 라인들의 각각은 제2 방향으로 상기 터치 스크린의 하나 이상의 부분에 걸쳐 연장됨 -;
    를 포함하고,
    상기 구동 라인들의 각각은 상기 측정 디바이스들 중 하나만에 의해 구동되고,
    상기 감지 라인들이 각각은 상기 측정 디바이스들 중 하나만에 의해 감지되고,
    상기 측정 디바이스들의 각각은 상기 구동 라인들 중 일부만을 구동하고 상기 감지 라인들 중 일부만을 감지하지만, 그 감지 라인들 중 하나를 감지할 때, 상기 구동 라인들의 각각에 대해, 상기 구동 라인과 그 감지 라인들 중 상기 하나 사이의 용량을 감지하는 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 터치 스크린은 복수의 터치 감지 영역을 포함하는 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 터치 스크린은 상기 복수의 측정 디바이스의 동기화를 제어하는 동기화 컴포넌트를 더 포함하는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    프로세서가 상기 복수의 측정 디바이스의 동기화를 제어하는 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 복수의 측정 디바이스 중 하나 상에 있는 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    각각의 측정 디바이스에서,
    상기 측정 디바이스에 의해 구동되는 구동 라인들 중 적어도 하나를 통해 동기화 신호를 송신하는 단계; 및
    상기 복수의 측정 디바이스 중 적어도 하나의 다른 측정 디바이스로부터 동기화 신호를 수신하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 프로세서는 인터페이스에 연결되는 방법.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 측정 디바이스들의 전부로부터의 데이터에 응답하여 상기 터치 스크린 상에서의 검출된 터치의 위치를 판단하는 단계를 더 포함하는 방법.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 측정 디바이스들의 동작들을 동기화하도록 상기 측정 디바이스들에 신호들을 제공하도록 더 동작가능한 방법.
  21. 장치로서,
    제1 측정 디바이스; 및
    제2 측정 디바이스
    를 포함하고,
    상기 제1 측정 디바이스는
    제1 방향으로 터치 스크린의 하나 이상의 부분에 걸쳐 각각 연장되는 복수의 구동 라인 중 적어도 하나를 구동하고,
    제2 방향으로 상기 터치 스크린의 하나 이상의 부분에 걸쳐 각각 연장되는 복수의 감지 라인 중 적어도 하나를 감지하도록 동작가능하고,
    상기 제2 측정 디바이스는
    상기 복수의 구동 라인들 중 적어도 하나를 구동하고,
    상기 복수의 감지 라인 중 하나의 감지 라인과 상기 제1 측정 디바이스에 의해 구동된 구동 라인 사이의 용량을 측정함으로써 상기 감지 라인을 감지하도록 동작가능한 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11675455B2 (en) 2020-10-29 2023-06-13 Samsung Display Co., Ltd. Electronic device including a sensor layer

Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI434207B (zh) * 2010-03-25 2014-04-11 Novatek Microelectronics Corp 觸控感測系統、電子觸控裝置及觸控感測方法
TWM400618U (en) * 2010-08-13 2011-03-21 Mastouch Optoelectronics Technologies Co Ltd Projected capacitive touch panel
US20130016051A1 (en) * 2011-07-13 2013-01-17 Silicon Integrated Systems Corp. Touch Panel Device Having a Divided ITO layer for Reducing Loading
US20130015906A1 (en) * 2011-07-13 2013-01-17 Silicon Integrated Systems Corp. Touch Panel Device
CN103092383B (zh) * 2011-11-04 2016-06-15 群康科技(深圳)有限公司 触控装置及其驱动方法
TWI451304B (zh) * 2011-11-04 2014-09-01 Innolux Corp 觸控裝置及其驅動方法
CN103455195A (zh) * 2012-04-18 2013-12-18 矽统科技股份有限公司 触控屏幕装置
KR101374018B1 (ko) * 2012-04-24 2014-03-12 엘지디스플레이 주식회사 터치 스크린 구동 장치 및 방법
CN102855019A (zh) * 2012-09-03 2013-01-02 福建华映显示科技有限公司 多触控屏幕装置及其操作方法
KR102019776B1 (ko) * 2012-10-15 2019-09-11 삼성디스플레이 주식회사 터치 감지 시스템
KR102016572B1 (ko) * 2012-11-28 2019-09-02 엘지디스플레이 주식회사 터치 센싱 시스템
TWI549025B (zh) * 2013-05-08 2016-09-11 廣達電腦股份有限公司 觸控面板
WO2014190018A1 (en) * 2013-05-21 2014-11-27 Stanley Innovation, Inc. A system and method for a human machine interface utilizing near-field quasi-state electrical field sensing technology
KR102088906B1 (ko) * 2013-06-28 2020-03-13 엘지디스플레이 주식회사 터치 스크린 구동 장치 및 방법
KR102108287B1 (ko) 2013-08-30 2020-05-28 주식회사 실리콘웍스 터치 시스템 및 그 제어 방법
KR102120776B1 (ko) 2013-09-16 2020-06-11 주식회사 리딩유아이 터치패널
CN103530012A (zh) * 2013-10-31 2014-01-22 中环高科（天津）股份有限公司 一种采用单个触摸驱动模块驱动多个电容式触摸屏的方法
KR102138594B1 (ko) * 2013-12-20 2020-07-28 엘지디스플레이 주식회사 터치스크린 표시장치
US9372584B2 (en) * 2014-01-09 2016-06-21 Synaptics Incorporated Mitigating electrode interference in an integrated input device
CN104133594B (zh) * 2014-08-12 2017-03-22 友达光电（苏州）有限公司 触控面板和适用于触控面板的检测方法
KR101677334B1 (ko) 2014-10-24 2016-11-17 엘지전자 주식회사 냉장고 도어
US9628594B2 (en) 2014-10-31 2017-04-18 Semtech Corporation Method and device for capacitive near-field communication in mobile devices
CN105588400B (zh) * 2014-11-07 2018-04-13 Lg电子株式会社 冰箱及冰箱控制方法
KR102023152B1 (ko) 2014-11-07 2019-09-20 엘지전자 주식회사 냉장고
KR101659180B1 (ko) 2014-12-22 2016-09-22 엘지전자 주식회사 터치 센서 어셈블리 및 터치 센서 어셈블리가 구비된 냉장고 도어
KR101659181B1 (ko) 2014-12-22 2016-09-30 엘지전자 주식회사 터치 센서 어셈블리 및 터치 센서 어셈블리가 구비된 냉장고 도어
KR101668922B1 (ko) 2014-12-24 2016-10-24 엘지전자 주식회사 디스플레이 어셈블리가 구비된 가전제품 및 그 제조 방법
KR101668921B1 (ko) 2014-12-24 2016-10-24 엘지전자 주식회사 터치 센서 어셈블리 및 터치 센서 어셈블리가 구비된 냉장고 도어
KR101659184B1 (ko) 2014-12-24 2016-09-22 엘지전자 주식회사 터치 센서 어셈블리 및 터치 센서 어셈블리 제조 방법
CN105988628A (zh) * 2015-02-26 2016-10-05 宏碁股份有限公司 触控装置以及控制方法
KR102371820B1 (ko) 2015-04-17 2022-03-07 주식회사 엘엑스세미콘 멀티칩 터치시스템 및 그 제어방법
CN104820522B (zh) * 2015-05-14 2018-04-06 南昌欧菲光科技有限公司 利用自容特性的多屏同步触控装置及方法
CN108351718B (zh) * 2015-10-19 2021-04-23 富士胶片株式会社 指示接收装置、信息处理装置、信号处理方法及存储介质
CN108139821A (zh) * 2015-10-29 2018-06-08 惠普发展公司，有限责任合伙企业 触摸设备
KR101736608B1 (ko) 2015-11-27 2017-05-16 엘지전자 주식회사 냉장고
US10558288B2 (en) 2016-07-07 2020-02-11 Samsung Display Co., Ltd. Multi-touch display panel and method of controlling the same
CN108614643A (zh) * 2016-09-23 2018-10-02 李璇 多芯片的大型触摸屏系统
DE102018107479A1 (de) * 2017-09-14 2019-03-14 Huf Hülsbeck & Fürst Gmbh & Co. Kg Anordnung für eine Auswertung bei einer kapazitiven Sensorvorrichtung bei einem Fahrzeug
CN112005203B (zh) 2018-06-06 2024-04-23 株式会社和冠 笔检测系统
CN109471557B (zh) * 2018-10-31 2021-10-26 合肥鑫晟光电科技有限公司 一种拼接显示屏的控制电路、控制方法及拼接显示装置
CN109752618A (zh) * 2019-03-22 2019-05-14 敦泰电子有限公司 一种触摸屏检测芯片组合及终端设备
CN113535001B (zh) * 2021-07-24 2024-01-23 中航华东光电有限公司 一种大尺寸电容触控屏级联驱动技术方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090250268A1 (en) * 2008-02-08 2009-10-08 Staton Kenneth L Method for rapidly testing capacitance sensing array fault conditions
US20090267903A1 (en) * 2008-04-23 2009-10-29 Motorola, Inc. Multi-Touch Detection Panel with Disambiguation of Touch Coordinates

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06250786A (ja) * 1993-02-23 1994-09-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd マトリックス型表示パネル及びそれを用いた座標入力装置
JP3170415B2 (ja) * 1994-05-23 2001-05-28 シャープ株式会社 静電結合入力装置
JPH09167047A (ja) * 1995-12-14 1997-06-24 Fujitsu Takamizawa Component Kk 座標検出装置および誤差補正方法
US7663607B2 (en) 2004-05-06 2010-02-16 Apple Inc. Multipoint touchscreen
KR20000039893A (ko) * 1998-12-16 2000-07-05 구자홍 터치 패널 회로
CN1271579C (zh) * 1999-12-06 2006-08-23 伊罗接触系统公司 利用相对传导网格技术改进的触摸屏
JP4159848B2 (ja) * 2002-10-11 2008-10-01 シチズンホールディングス株式会社 液晶装置及びその製造方法
EP1746488A2 (en) 2005-07-21 2007-01-24 TPO Displays Corp. Electromagnetic digitizer sensor array structure
KR101261610B1 (ko) * 2006-02-24 2013-05-06 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 접촉 판단부의 제어 방법
US8031174B2 (en) 2007-01-03 2011-10-04 Apple Inc. Multi-touch surface stackup arrangement
US8049732B2 (en) 2007-01-03 2011-11-01 Apple Inc. Front-end signal compensation
US7920129B2 (en) 2007-01-03 2011-04-05 Apple Inc. Double-sided touch-sensitive panel with shield and drive combined layer
US8040326B2 (en) 2007-06-13 2011-10-18 Apple Inc. Integrated in-plane switching display and touch sensor
EP2075678A3 (en) * 2007-12-27 2013-03-13 TPO Displays Corp. Position sensing display
JP2009180846A (ja) * 2008-01-30 2009-08-13 Toshiba Corp 情報処理装置
KR101822350B1 (ko) 2008-02-28 2018-01-25 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 터치 스크린 센서
US20090231288A1 (en) * 2008-03-17 2009-09-17 Inventec Corporation Hand-held electronic device and combined input method thereof
TW200943155A (en) * 2008-04-02 2009-10-16 Elan Microelectronics Corp Capacitor-type touch device and data transmission method applied to the capacitor-type touch device
JP4720857B2 (ja) 2008-06-18 2011-07-13 ソニー株式会社 静電容量型入力装置および入力機能付き表示装置
JP2010039510A (ja) * 2008-07-31 2010-02-18 Pentel Corp 静電容量結合型座標入力パネルの製造方法
JP5229887B2 (ja) * 2008-08-06 2013-07-03 株式会社ワコム 位置検出装置
US8866840B2 (en) * 2008-09-08 2014-10-21 Qualcomm Incorporated Sending a parameter based on screen size or screen resolution of a multi-panel electronic device to a server
JP5216495B2 (ja) * 2008-09-16 2013-06-19 株式会社ジャパンディスプレイウェスト 接触検出装置および表示装置
US20100156811A1 (en) * 2008-12-22 2010-06-24 Ding Hua Long New pattern design for a capacitive touch screen
US8031094B2 (en) 2009-09-11 2011-10-04 Apple Inc. Touch controller with improved analog front end
US9866660B2 (en) 2011-03-21 2018-01-09 Apple Inc. Electronic devices with concave displays
US9178970B2 (en) 2011-03-21 2015-11-03 Apple Inc. Electronic devices with convex displays
US8816977B2 (en) 2011-03-21 2014-08-26 Apple Inc. Electronic devices with flexible displays
US8934228B2 (en) 2011-03-21 2015-01-13 Apple Inc. Display-based speaker structures for electronic devices
WO2012129247A2 (en) 2011-03-21 2012-09-27 Apple Inc. Electronic devices with flexible displays

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090250268A1 (en) * 2008-02-08 2009-10-08 Staton Kenneth L Method for rapidly testing capacitance sensing array fault conditions
US20090267903A1 (en) * 2008-04-23 2009-10-29 Motorola, Inc. Multi-Touch Detection Panel with Disambiguation of Touch Coordinates

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11675455B2 (en) 2020-10-29 2023-06-13 Samsung Display Co., Ltd. Electronic device including a sensor layer

Also Published As

Publication number Publication date
CN102236466B (zh) 2016-01-20
TWI518563B (zh) 2016-01-21
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TW201205381A (en) 2012-02-01

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