KR101798947B1 - Touch sensing device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 터치 감지 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저렴한 비용으로 터치 스크린을 구동할 수 있는 터치 감지 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a touch sensing apparatus, and more particularly, to a touch sensing apparatus capable of driving a touch screen at a low cost.
일반적으로 유저 인터페이스(User Interface, UI)는 사용자가 쉽게 자신이 원하는 대로 각종 전자 기기를 제어할 수 있게 한다. 이러한 유저 인터페이스의 대표적인 예로는 키패드, 키보드, 마우스, 온스크린 디스플레이(On Screen Display, OSD), 적외선 통신 혹은 고주파(RF) 통신 기능을 갖는 원격 제어기(Remote controller) 등이 있다. 유저 인터페이스 기술은 사용자 감성과 조작 편의성을 높이는 방향으로 발전을 거듭하고 있다. 최근, 유저 인터페이스는 터치 UI, 음성 인식 UI, 3D UI 등으로 진화되고 있다. In general, a user interface (UI) allows a user to easily control various electronic devices according to his or her wishes. Representative examples of such a user interface include a keypad, a keyboard, a mouse, an on screen display (OSD), a remote controller having infrared communication or radio frequency (RF) communication function, and the like. User interface technology has been developed to enhance the user's sensibility and ease of operation. Recently, the user interface has evolved into a touch UI, a voice recognition UI, a 3D UI, and the like.
터치 UI는 휴대용 정보기기에 필수적으로 채택되고 있다. 터치 UI는 표시장치의 화면 상에 터치 스크린을 형성하는 방법으로 구현되고 있다. The touch UI is essential for portable information devices. The touch UI is implemented by a method of forming a touch screen on the screen of a display device.
상호 용량 방식의 터치 스크린은 구동라인들, 구동라인들과 직교되는 센싱라인들, 및 구동라인들과 센싱라인들의 교차부에 형성된 센서 노드들을 포함한다. 센서 노드들 각각은 상호 용량을 갖는다. The mutual capacitive touch screen includes driving lines, sensing lines that are orthogonal to the driving lines, and sensor nodes formed at intersections of the driving lines and the sensing lines. Each of the sensor nodes has mutual capacity.
상호 용량 방식의 터치 스크린을 구동하기 위한 터치 스크린 구동회로는 구동라인에 자극 신호를 공급하고 그와 동시에 센싱라인을 통해 센서 노드 전압의 변화를 수신한다. 터치 스크린 구동회로는 터치 전후의 센서 노드들에 충전된 전압의 변화를 감지하여 터치 스크린에 대한 전도성 물질의 터치 여부와 그 위치를 판단한다. 이러한 터치 스크린 구동회로는 ROIC(Readout Integrated Circuit)로 불리는 집적회로로 집적되어 터치 스크린에 연결된다.The touch screen driving circuit for driving the mutual capacitance type touch screen supplies a stimulus signal to the driving line and receives a change of the sensor node voltage through the sensing line at the same time. The touch screen driver circuit senses the change of the charged voltage in the sensor nodes before and after the touch, and determines whether or not the conductive material touches the touch screen and its position. Such a touch screen driver circuit is integrated into an integrated circuit called ROIC (Readout Integrated Circuit) and connected to a touch screen.
일반적으로, 하나의 터치 스크린에는 하나의 집적회로가 연결된다. 집적회로는 구동라인들과 연결되어 구동라인들에 자극 신호를 공급하는 구동 채널 모듈과, 센싱라인들과 연결되어 센싱라인들을 통해 수신되는 센서 노드 전압을 수신하는 센싱 채널 모듈을 포함한다. 터치 스크린 내의 모든 센서 노드들을 센싱하기 위하여, 집적회로는 터치 스크린 내의 구동라인들의 개수 이상의 Tx 채널들과, 터치 스크린 내의 센싱라인들의 개수 이상의 Rx 채널들을 포함하여야 한다. Generally, one integrated circuit is connected to one touch screen. The integrated circuit includes a driving channel module connected to the driving lines to supply the driving signals to the driving lines, and a sensing channel module connected to the sensing lines and receiving the sensor node voltage received through the sensing lines. In order to sense all the sensor nodes in the touch screen, the integrated circuit should include more than Tx channels on the number of driving lines in the touch screen and Rx channels on the number of sensing lines in the touch screen.
터치 스크린의 크기와 해상도가 증가하면, 터치 스크린의 Tx 채널 수와 Rx 채널 수도 함께 증가한다. 따라서, 터치 스크린의 크기와 해상도가 증가하면 그 터치 스크린에 맞게 집적회로가 새로 개발되어야 한다. As the size and resolution of the touch screen increases, the number of Tx channels and Rx channels on the touch screen also increase. Therefore, as the size and resolution of the touch screen increases, an integrated circuit must be newly developed for the touch screen.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에 착안한 것으로, 본 발명의 목적은 터치 스크린을 구동하는 터치 스크린 구동회로에 MIPI 인터페이스를 채용하여 FPGA에 비해 저렴한 AP 칩에 구비되는 MIPI 인터페이스와 연결시키므로써 저렴한 비용으로 터치 스크린을 구동할 수 있는 터치 감지 장치를 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a MIPI interface for a touch screen driving circuit for driving a touch screen, And to provide a touch sensing device capable of driving the touch screen at a low cost.
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상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 터치 감지 장치는, 복수의 구동라인들과 복수의 센싱라인들을 포함하고, 2개 이상의 터치영역들로 구분된 터치 스크린; 상기 터치영역의 수에 대응하는 수를 갖고서, 상기 센싱라인들 각각에 연결되어 센싱신호를 수신하는 복수의 터치 스크린 구동회로들; 및 MIPI를 통해 상기 터치 스크린 구동회로에 인터페이싱되어 상기 센싱신호를 수신하고, 상기 센싱신호를 근거로 상기 터치 스크린상의 터치 위치를 검출하되, 서로 다른 터치영역에 대응하는 리드아웃 영역에서 상기 센싱신호를 각각 입력받아 한 프레임 영역에 구현하여 어느 위치에서 터치가 발생되었는지를 감지하는 애플리케이션 프로세서(이하, AP) 칩을 포함한다. 여기서, 상기 터치 스크린 구동회로들 각각은 CSI(Camera Serial Interface) 트랜스미터 및 CCI(Camera Control Interface) 슬레이브를 포함하고, 상기 AP칩은 CSI 리시버 및 CCI 마스터를 포함한다. 상기 CSI 트랜스미터와 상기 CSI 리시버는 데이터 레인들과 클럭 레인에 의해 단방향 연결되고, 상기 CCI 마스터와 상기 CCI 슬레이브는 I2C 버스로 연결된다.
일실시예에서, 상기 데이터 레인들의 수는 4쌍이고, 상기 클럭 레인의 수는 1쌍이고, 상기 터치 스크린 구동회로의 수는 4일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, there is provided a touch sensing apparatus including: a touch screen including a plurality of driving lines and a plurality of sensing lines, the touch screen being divided into at least two touch regions; A plurality of touch screen driving circuits connected to each of the sensing lines and receiving a sensing signal, the touch screen driving circuits having a number corresponding to the number of touch areas; And sensing the touch position on the touch screen based on the sensing signal, wherein the sensing signal is interfaced to the touch screen driving circuit through the MIPI to receive the sensing signal, And an application processor (hereinafter, referred to as an AP) chip that receives the input and implements the input in one frame region to detect where the touch is generated. Each of the touch screen driving circuits includes a CSI (Camera Serial Interface) transmitter and a CCI (Camera Control Interface) slave, and the AP chip includes a CSI receiver and a CCI master. The CSI transmitter and the CSI receiver are unidirectionally connected by data lanes and a clock lane, and the CCI master and the CCI slave are connected to an I2C bus.
In one embodiment, the number of data lanes may be four, the number of clock lanes may be one pair, and the number of touch screen driving circuits may be four.
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일실시예에서, 상기 터치 스크린 구동회로들 각각은 4분할된 상기 터치 스크린들 각각에 대응하여 센싱신호들을 수신할 수 있다. In one embodiment, each of the touch screen driving circuits may receive sensing signals corresponding to each of the four divided touch screens.
일실시예에서, 상기 데이터 레인들을 통해 상기 센싱신호들이 상기 AP칩의 CSI 리시버에 전달될 수 있다. In one embodiment, the sensing signals may be communicated to the CSI receiver of the AP chip via the data lanes.
일실시예에서, 상기 AP칩은 I2C, SPI, UART 중 어느 하나를 통해 상기 터치 스크린 구동회로를 설정할 수 있다. In one embodiment, the AP chip may configure the touch screen driver circuit through any one of I2C, SPI, and UART.
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일실시예에서, 상기 AP칩은 I2C, SPI 및 UART 중 어느 하나를 통해 상기 터치 스크린 구동회로에 동기될 수 있다. In one embodiment, the AP chip may be synchronized to the touch screen driver circuit through either I2C, SPI, or UART.
일실시예에서, 상기 AP칩은 USB를 통해 외부의 호스트 시스템에 연결될 수 있다. In one embodiment, the AP chip may be connected to an external host system via USB.
일실시예에서, 상기 터치 스크린 구동회로는 상기 터치 스크린의 구동라인들 각각에 연결되고, 상기 구동라인들에 하이 로직 전압의 구동펄스를 공급하는 TX 구동회로를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the touch screen driving circuit may further include a TX driving circuit connected to each of the driving lines of the touch screen and supplying a driving pulse of a high logic voltage to the driving lines.
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일실시예에서, 상기 터치 스크린 구동회로는 상기 터치 스크린의 구동라인들 각각에 연결되고, 상기 구동라인들에 하이 로직 전압의 구동펄스를 공급하는 TX 구동회로를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 TX 구동회로는 칩 형태로 구현될 수 있다. In one embodiment, the touch screen driving circuit may further include a TX driving circuit connected to each of the driving lines of the touch screen and supplying a driving pulse of a high logic voltage to the driving lines. Here, the TX driving circuit may be implemented in a chip form.
이러한 터치 감지 장치에 의하면, 터치 스크린을 구동하는 터치 스크린 구동회로에 MIPI 인터페이스를 채용하여 FPGA에 비해 저렴한 AP 칩에 구비되는 MIPI 인터페이스와 연결시키므로써, 저렴한 비용으로 터치 스크린을 구동할 수 있다. According to such a touch sensing apparatus, a touch screen driving circuit for driving a touch screen employs a MIPI interface and is connected to a MIPI interface provided in an AP chip which is less expensive than an FPGA, so that the touch screen can be driven at a low cost.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 터치 감지 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 터치 스크린 구동회로들에 대응하는 터치영역들을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 도 1에 도시된 터치 스크린 구동회로와 애플리케이션 프로세서 칩을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4a는 도 3에 도시된 애플리케이션 프로세서 칩을 설명하기 위한 블럭도이다. 도 4b는 도 3에 도시된 터치 스크린 구동회로의 일례를 설명하기 위한 블럭도이다.
도 5는 도 3에 도시된 터치 구동회로의 다른 예를 설명하기 위한 블록도이다. 1 is a block diagram illustrating a touch sensing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a conceptual view for explaining touch regions corresponding to the touch screen driving circuits shown in FIG.
3 is a block diagram for explaining the touch screen driving circuit and the application processor chip shown in FIG.
4A is a block diagram for explaining the application processor chip shown in FIG. FIG. 4B is a block diagram for explaining an example of the touch screen driving circuit shown in FIG.
5 is a block diagram for explaining another example of the touch driving circuit shown in Fig.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 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. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are enlarged to illustrate the present invention in order to clarify the present invention.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 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. In this application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a part or a combination thereof is described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
또한, 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. Also, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 터치 감지 장치를 설명하기 위한 블록도이다. 1 is a block diagram illustrating a touch sensing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 터치 감지 장치는 터치 스크린(100), 하나 이상의 터치 스크린 구동회로(200) 및 애플리케이션 프로세서 칩(이하, AP칩)(300)을 포함한다. 상기 터치 감지 장치는 표시장치 위에 배치된다. 상기 표시장치는 액정표시소자(Liquid Crystal Display, LCD), 전계방출 표시소자(Field Emission Display, FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Display, OLED), 전기영동 표시소자(Electrophoresis, EPD) 등의 평판 표시소자 기반으로 구현될 수 있다. Referring to FIG. 1, a touch sensing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a
상기 터치 스크린(100)은 복수의 구동라인들, 상기 구동라인들과 교차하는 복수의 센싱라인들 및 상기 구동라인들과 상기 센싱라인들의 교차부들에서 정의될 수 있는 센서 노드들을 포함한다. The
상기 터치 스크린 구동회로(200)는 복수의 리드아웃 집적회로들(Read-out IC, 이하, ROIC)를 포함하고, 상기 터치 스크린(100)의 센싱라인들 각각에 연결되어 센싱신호를 수신한다. The touch
상기 ROIC들 각각은 TX 구동회로 및 RX 구동회로를 포함한다. 상기 ROIC는 상기 구동라인들에 하이 로직 전압의 구동펄스를 공급하고 상기 센싱라인들을 통해 센서 노드의 전압을 센싱하여 디지털 데이터로 변환한다. Each of the ROICs includes a TX driving circuit and an RX driving circuit. The ROIC supplies drive pulses of a high logic voltage to the drive lines and senses the voltage of the sensor node through the sensing lines and converts the sensed voltage into digital data.
상기 TX 구동회로는 상기 AP칩(300)으로부터 입력된 기준클럭(CLOCK)에 응답하여 구동라인들에 하이 로직 전압의 구동펄스를 공급한다. 상기 RX 구동회로는 상기 AP칩(300)으로부터 입력된 기준클럭(CLOCK)에 응답하여 센싱라인들을 통해 수신된 센서 노드의 전압을 샘플링하고 샘플링된 센서 노드의 전압을 디지털 데이터인 터치 데이터(TDATA)로 변환한다. The TX driving circuit supplies driving pulses of a high logic voltage to the driving lines in response to the reference clock CLOCK input from the
도 1에서 터치 스크린 구동회로(200)는 4개인 것을 도시하였으나 3개 이하일 수도 있고, 5개 이상일 수도 있다. 즉, 4개의 터치 스크린 구동회로는 터치 스크린(100)을 4개의 터치 영역으로 구분하여 상기 터치 스크린(100)을 구동한다. 한편, 3개의 터치 스크린 구동회로는 터치 스크린(100)을 3개의 터치 영역으로 구분하여 상기 터치스크린(100)을 구동한다. In FIG. 1, four touch
상기 AP칩(300)은 I2C 버스, SPI(serial peripheral interface), 시스템 버스(System bus) 등의 인터페이스를 통해 상기 터치 스크린 구동회로(200)에 연결되어 MIPI(Mobile Industry Processor Interface)를 통해 상기 터치 스크린 구동회로(200)로부터 상기 센싱신호를 수신하고, 상기 센싱신호를 근거로 상기 터치 스크린(100)상의 터치 위치를 검출한다. The
상기 AP칩(300)은 기준클럭(CLOCK)을 상기 터치 스크린 구동회로(200)의 TX 구동회로와 RX 구동회로에 동시에 전송하여 상기 TX 구동회로의 출력 타이밍과 상기 RX 구동회로의 샘플링 및 디지털 변환 타이밍을 동기시킨다. The
상기 AP칩(300)은 두 개 이상의 버퍼 메모리를 억세스하는 직접 메모리 접근(Direct Memory Access, 이하 "DMA"라 함) 회로(미도시)를 내장할 수 있다. 상기 AP칩(300)은 DMA 회로를 이용하여 RX 구동회로로부터 수신된 제(M+1) 프레임 기간(여기서, M은 자연수)의 터치로 데이터를 버퍼 메모리에 저장하고(write), 이와 동시에 제M 프레임 기간의 터치로 데이터를 저장한 다른 버퍼 메모리의 데이터를 읽어들여(read) 제M 프레임 기간의 터치로 데이터를 미리 설정된 터치 인식 알고리즘으로 분석하여 제M 프레임 기간의 터치 위치 정보를 포함한 터치 좌표 데이터를 출력한다. The
상기 터치 좌표 데이터는 외부의 호스트 시스템으로 전송될 수 있다. 따라서, AP칩(300)은 제(M+1) 프레임 기간의 센서 노드들의 전압이 센싱되는 동안, 터치 인식 알고리즘 프로그램을 실행함으로써 제M 프레임 기간의 터치 위치를 추정할 수 있으므로 터치 스크린(100)의 총 센싱 시간을 줄이고 터치 레포트 레이트를 높일 수 있다. The touch coordinate data may be transmitted to an external host system. Accordingly, the
상기 호스트 시스템은 외부 비디오 소스 기기 예를 들면, 네비게이션 시스템, 셋톱박스, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템, 방송 수신기, 폰 시스템(Phone system) 등에 접속되어 그 외부 비디오 소스 기기로부터 영상 데이터를 입력받을 수 있다. 호스트 시스템은 AP칩(300)으로부터 터치 좌표 데이터가 수신되면 터치 좌표값과 연계된 응용 프로그램을 실행한다. The host system may be connected to an external video source device such as a navigation system, a set top box, a DVD player, a Blu-ray player, a personal computer (PC), a home theater system, a broadcast receiver, Video data can be input from the source device. When the touch coordinate data is received from the
통상적으로, AP칩은 MIPI를 통해 카메라 모듈과 인터페이싱한다. 즉, 상기한 AP칩에서는 카메라 데이터를 사용하여 H.264 인코딩 및 디코딩 동작을 수행할 수 있다. Typically, the AP chip interfaces with the camera module via the MIPI. That is, the AP chip can perform H.264 encoding and decoding operations using camera data.
한편, 터치스크린에서 발생되는 터치 데이터는 그레이 레벨의 2차원 이미지 데이터로 간주될 수 있다. 따라서, 본 실시예에서, AP칩(300)은 터치 데이터를 프로세싱할 수 있다. 즉, VGA급 영상의 경우, 카메라는 RGB 또는 YcbCr의 [640Ⅹ480]Ⅹ3 비트의 데이터를 처리하게 된다. 반면, 터치스크린은 100인치의 크기를 갖더라도, 처리되는 데이터는 그레이 레벨을 갖는 QVGA급의 [320Ⅹ240]Ⅹ 1 비트 미만이다. 따라서, AP칩(300)에서 터치 데이터의 처리가 가능하다. On the other hand, the touch data generated on the touch screen can be regarded as gray level two-dimensional image data. Therefore, in this embodiment, the
또한, 4-레인(Lane)을 갖는 MIPI에서, 각각 1 레인당 ROIC를 하나씩 연결하면 AP칩(300)에서는 최대 4개의 ROIC들을 동일한 MIPI 레인에 연결하여 중대형 터치 스크린(100)을 구동하고 데이터 처리가 가능하다. 즉, 하나의 AP칩(300)에 4개의 ROIC들이 연결되므로 중대형 터치 스크린(100)을 구동하고 데이터 처리가 가능하다. In addition, in the MIPI having a 4-lane, if one ROIC is connected to each lane, the
도 2는 도 1에 도시된 터치 스크린 구동회로들에 대응하는 터치 스크린의 터치영역들을 설명하기 위한 개념도이다. 2 is a conceptual view for explaining touch areas of a touch screen corresponding to the touch screen driving circuits shown in FIG.
도 1 및 도 2를 참조하면, 터치 스크린(100)은 제1 터치 영역(110), 제2 터치 영역(120), 제3 터치 영역(130) 및 제4 터치 영역(140)로 구분된다. 1 and 2, the
상기 제1 내지 제4 터치 영역들(110, 120, 130, 140) 각각은 터치 스크린 구동회로(200)에 대응한다. Each of the first to
예를들어, 제1 ROIC(210)는 상기 제1 터치 영역(110)에 대응하고, 제2 ROIC(220)는 상기 제2 터치 영역(120)에 대응하고, 제3 ROIC(230)는 상기 제3 터치 영역(130)에 대응하고, 제4 ROIC(240)는 상기 제4 터치 영역(140)에 대응한다. For example, the
즉, 상기 제1 ROIC(210)는 상기 제1 터치 영역(110)에 대응하는 구동라인들에 제1 구동신호를 공급하고, 상기 제1 터치 영역(110)에 대응하는 센싱라인들을 통해 센서의 전압을 센싱하여 디지털 데이터로 변환한다. 상기 제2 ROIC(220)는 상기 제2 터치 영역(120)에 대응하는 구동라인들에 제2 구동신호를 공급하고, 상기 제2 터치 영역(120)에 대응하는 센싱라인들을 통해 센서의 전압을 센싱하여 디지털 데이터로 변환한다. 상기 제3 ROIC(230)는 상기 제3 터치 영역(130)에 대응하는 구동라인들에 제3 구동신호를 공급하고, 상기 제3 터치 영역(130)에 대응하는 센싱라인들을 통해 센서의 전압을 센싱하여 디지털 데이터로 변환한다. 상기 제4 ROIC(240)는 상기 제4 터치 영역(140)에 대응하는 구동라인들에 제4 구동신호를 공급하고, 상기 제4 터치 영역(140)에 대응하는 센싱라인들을 통해 센서의 전압을 센싱하여 디지털 데이터로 변환한다. 상기 제1 내지 제4 구동신호들은 하이 로직 전압의 구동펄스일 수 있다. 상기 제1 내지 제4 구동신호들은 서로 동일할 수 있다. That is, the
도 3은 도 1에 도시된 터치 스크린 구동회로와 AP 칩(300)을 설명하기 위한 블록도이다. 설명의 편의를 위해 제1 터치 스크린 구동회로(210) 및 제2 터치 스크린 구동회로(220)를 도시한다. 3 is a block diagram for explaining the touch screen driving circuit and the
도 3을 참조하면, 제1 터치 스크린 구동회로(210)는 제1 ROIC(212), 제1 카메라 시리얼 인터페이스(Camera Serial Interface, 이하 CSI) 트랜스미터(216) 및 제1 카메라 콘트롤 인터페이스(Camera Control Interface, 이하 CCI) 슬레이브(218)를 포함한다. 3, the first touch
상기 제1 ROIC(212)는 제1 TX 구동회로(213) 및 제1 RX 구동회로(214)를 포함한다. 상기 제1 TX 구동회로(213)는 상기 터치 스크린의 구동라인들 각각에 연결되고, 상기 구동라인들에 하이 로직 전압의 구동펄스를 공급한다. 상기 제1 RX 구동회로(214)는 터치 스크린의 센싱라인들 각각에 연결되고, 센서 노드의 전압을 센싱하여 센싱 데이터로 변환한다. 본 실시예에서, 상기 제1 TX 구동회로(213)와 상기 제1 RX 구동회로(214)는 기준클럭(CLOCK)에 동기된다. 따라서, 구동라인들에 공급되는 구동펄스의 타이밍, 센서 노드의 전압을 샘플링하는 타이밍, 및 샘플링된 센서 노드의 전압을 디지털 데이터로 변환하는 타이밍은 동일한 기준클럭(CLOCK)에 동기된다.The
상기 제1 CSI 트랜스미터(216)는 상기 센싱 데이터를 복수의 데이터 레인들을 통해 AP 칩(300)에 전달한다. The
상기 제1 CCI 슬레이브(218)는 상기 AP 칩(300)과 I2C 버스로 연결되고 상기 제1 CSI 트랜스미터(216)를 제어한다. The
제2 터치 스크린 구동회로(220)는 제2 ROIC(222), 제2 CSI 트랜스미터(226) 및 제2 CCI 슬레이브(228)를 포함한다. The second touch
상기 제2 ROIC(222)는 제2 TX 구동회로(223) 및 제2 RX 구동회로(224)를 포함한다. 상기 제2 TX 구동회로(223)는 상기 터치 스크린의 구동라인들 각각에 연결되고, 상기 구동라인들에 하이 로직 전압의 구동펄스를 공급한다. 상기 제2 RX 구동회로(224)는 터치 스크린의 센싱라인들 각각에 연결되고, 센서 노드의 전압을 센싱하여 센싱 데이터로 변환한다. 본 실시예에서, 상기 제2 TX 구동회로(223)와 상기 제2 RX 구동회로(224)는 기준클럭(CLOCK)에 동기된다. 따라서, 구동라인들에 공급되는 구동펄스의 타이밍, 센서 노드의 전압을 샘플링하는 타이밍, 및 샘플링된 센서 노드의 전압을 디지털 데이터로 변환하는 타이밍은 동일한 기준클럭(CLOCK)에 동기된다.The
상기 제2 CSI 트랜스미터(226)는 상기 센싱 데이터를 복수의 데이터 레인들을 통해 AP 칩(300)에 전달한다. The
상기 제2 CCI 슬레이브(228)는 상기 AP 칩(300)과 I2C 버스로 연결되고 상기 제2 CSI 트랜스미터(226)를 제어한다.The
상기 AP 칩(300)은 제1 인터페이싱부(310), 제2 인터페이싱부(320) 및 터치좌표 연산부(330)를 포함한다. 통상적으로 AP 칩(300)은 디스플레이장치와 연결되어 디스플레이하고자 하는 영상 데이터를 제공하고 카메라장치와 연결되어 카메라장치에서 촬상된 영상데이터를 입력받는다. 특히, AP 칩(300)에는 카메라장치와의 인터페이스로서 MIPI를 통해 인터페이싱한다.The
본 실시예에서, 상기 AP 칩(300)은 MIPI를 통해 제1 ROIC(210)에 연결되어 제1 ROIC(210)에서 제공되는 터치 데이터를 수신받아 터치 좌표를 연산하는 역할을 수행한다. 또한, 상기 AP 칩(300)은 MIPI를 통해 제2 ROIC(220)에 연결되어 제2 ROIC(220)에서 제공되는 터치 데이터를 수신받아 터치 좌표를 연산하는 역할을 수행한다.In this embodiment, the
상기 제1 인터페이싱부(310)는 제1 CSI 리시버(312) 및 제1 CCI 마스터(314)를 포함한다. The
상기 제1 CSI 리시버(312)는 MIPI를 통해 상기 제1 CSI 트랜스미터(216)에 연결되어 상기 제1 CSI 트랜스미터(216)에서 제공되는 센싱 데이터를 수신한다. The
상기 제1 CCI 마스터(314)는 상기 제1 ROIC(210)와 I2C 버스로 연결되어 각종 제어 신호들을 상기 제1 ROIC(210)에 제공한다. 상기 제1 CCI 마스터(314)는 SCL 단자를 통해 클럭신호를 상기 제1 ROIC(210)의 제1 CCI 슬레이브(218)에 송신한다. 또한, 상기 제1 CCI 마스터(314)는 SDA 단자를 통해 데이터 신호를 상기 제1 ROIC(210)의 제1 CCI 슬레이브(218)에 송신하거나 수신한다.
상기 제2 인터페이싱부(320)는 제2 CSI 리시버(322) 및 제2 CCI 마스터(324)를 포함한다.
상기 제2 CSI 리시버(322)는 MIPI를 통해 상기 제2 CSI 트랜스미터(226)에 연결되어 상기 제2 CSI 트랜스미터(226)에서 제공되는 센싱 데이터를 수신한다.
상기 제2 CCI 마스터(324)는 상기 제2 ROIC(220)와 I2C 버스로 연결되어 각종 제어 신호들을 상기 제2 ROIC(220)에 제공한다. 상기 제2 CCI 마스터(324)는 SCL 단자를 통해 클럭신호를 상기 제2 ROIC(210)의 제2 CCI 슬레이브(228)에 송신한다. 또한, 상기 제2 CCI 마스터(324)는 SDA 단자를 통해 데이터 신호를 상기 제2 ROIC(220)의 제2 CCI 슬레이브(228)에 송신하거나 수신한다. The
The
The
The
상기 터치좌표 연산부(330)는 상기 제1 CSI 리시버(312)에서 제공되는 센싱 데이터 또는 상기 제2 CSI 리시버(322)에서 제공되는 센싱 데이터를 근거로 터치 스크린상의 터치 좌표를 연산한다. The touch coordinate
도 4a는 도 3에 도시된 제1 터치 스크린 구동회로(210)의 일례를 설명하기 위한 블럭도이다. FIG. 4A is a block diagram for explaining an example of the first touch
도 4a를 참조하면, 제1 터치 스크린 구동회로(210)는 제1 ROIC(212), 제1 CSI 트랜스미터(216) 및 제1 CCI 슬레이브(218)를 포함한다. Referring to FIG. 4A, the first touch
상기 제1 ROIC(212)는 제1 시프트레스터(212a), 제2 시프트 레지스터(212b), 데이터 샘플링 회로(212c), 아날로그-디지털 변환기(Analog to Digital converter, 이하 "ADC"라 함)(212d) 및 인터럽트 발생회로(212e)를 포함한다. The
도 4a에서 상기 제1 시프트레스터(212a)는 TX 구동회로의 역할을 수행한다. 즉, 상기 제1 시프트 레지스터(212a)는 기준클럭(CLOCK)에 응답하여 순차적으로 위상 지연되는 구동펄스를 구동라인들에 공급한다.In FIG. 4A, the
상기 제2 시프트 레지스터(212b), 상기 데이터 샘플링 회로(212c), 상기 ADC(212d) 및 상기 인터럽트 발생회로(212e)는 RX 구동회로의 역할을 수행한다. The
상기 제2 시프트레지스터(212b)는 기준클럭(CLOCK)에 응답하여 순차적으로 위상 지연되는 로우 로직 전압의 센싱펄스를 상기 ADC(212d)에 출력한다. The
상기 데이터 샘플링 회로(212c)는 로우 로직 전압의 센싱펄스에 응답하여 센싱라인들을 통해 수신되는 센서 노드의 전압을 도시하지 않은 샘플링 커패시터(Capacitor)에 충전시켜 센서 노드의 전압을 샘플링한다. The
상기 ADC(212d)는 로우 로직 전압의 센싱펄스에 응답하여 샘플링된 센서 노드의 전압을 디지털 데이터인 터치 원시 데이터(TDATA)로 변환하고 인터럽트 신호(IRQ)에 동기하여 터치 원시 데이터(TDATA)를 상기 CSI 트랜스미터(216)에 출력한다. The
상기 제1 CSI 트랜스미터(216)는 복수의 데이터 단자들(Data1+, Data1-, Data2+, Data2-, …, Data N+, Data N-)과 복수의 클럭 단자들(Clock+,Cclock-)을 포함하고, MIPI 인터페이스 방식으로 연결된 AP 칩(300)에 터치 원시 데이터를 전송한다. The
상기 제1 CCI 슬레이브(218)는 SCL 단자와 SDA 단자를 포함하고, 상기 AP 칩(300)과 I2C 버스로 연결된다. The
도 4b는 도 3에 도시된 애플리케이션 프로세서 칩을 설명하기 위한 블럭도이다.4B is a block diagram for explaining the application processor chip shown in FIG.
도 4b를 참조하면, 애플리케이션 프로세서(이하, AP) 칩(300)은 CSI 리시버(310), CCI 마스터(320), 버퍼 메모리(340), 메모리 콘트롤러(350) 및 터치좌표 추정회로(360)를 포함한다. 상기 버퍼 메모리(340) 및 상기 메모리 콘트롤러(350)는 DMA 회로를 정의할 수 있다. Referring to FIG. 4B, an application processor (hereinafter referred to as AP)
상기 CSI 리시버(310)는 복수의 데이터 단자들(Data1+, Data1-, Data2+, Data2-, …, Data N+, Data N-)과 복수의 클럭 단자들(Clock+,Cclock-)을 포함하고, MIPI 인터페이스 방식으로 연결된 상기 제1 터치 스크린 구동회로(210)의 ROIC(212)로부터 터치 원시 데이터를 수신한다.The
상기 CCI 마스터(320)는 SCL 단자와 SDA 단자를 포함하고, 상기 제1 터치 스크린 구동회로(210)의 ROIC(212)와 I2C 버스로 연결된다.The
상기 버퍼 메모리(340)는 버퍼 메모리들과 같이 메모리 콘트롤러(350)의 제어 하에 프레임 단위로 터치 원시 데이터를 교대로 저장한다. The
상기 메모리 콘트롤러는 RX 구동회로의 인터럽트 발생회로(212e)로부터 수신되는 인터럽트 신호(IRQ)에 응답하여 버퍼 메모리의 읽기(read) 및 쓰기(write) 동작을 제어한다. The memory controller controls the read and write operations of the buffer memory in response to the interrupt signal IRQ received from the interrupt
상기 터치좌표 추정회로(360)는 미리 설정된 터치 인식 알고리즘 프로그램을 실행하여 버퍼 메모리(340)에 제M+1 프레임의 터치 원시 데이터들(TDATA)을 분석하여 터치 위치의 좌표를 추정한다. 상기한 터치 인식 알고리즘은 공지된 어느 것도 가능하다. 상기 터치좌표 추정회로(360)는 터치 인식 알고리즘 프로그램에 의해 산출된 터치좌표 데이터(HIDxy)를 외부의 호스트 시스템으로 전송한다. The touch coordinate
도 5는 도 3에 도시된 제1 터치 구동회로(210)의 다른 예를 설명하기 위한 블록도이다. 5 is a block diagram for explaining another example of the first
도 5를 참조하면, 제1 터치 스크린 구동회로(210)는 제1 구동칩(510) 및 제2 구동칩(520)을 포함한다. Referring to FIG. 5, the first touch
상기 제1 구동칩(510)은 제1 시프트레스터(512)를 포함한다. 상기 제1 시프트레스터(512)는 TX 구동회로의 역할을 수행한다. 즉, 상기 제1 시프트 레지스터(512)는 기준클럭(CLOCK)에 응답하여 순차적으로 위상 지연되는 구동펄스를 구동라인들에 공급한다. The
상기 제2 구동칩(520)은 ROIC(522), CSI 트랜스미터(524) 및 CCI 슬레이브(526)를 포함한다.The
상기 ROIC(522)는 제2 시프트 레지스터(522a), 데이터 샘플링 회로(522b), ADC(522c) 및 인터럽트 발생회로(522d)를 포함한다. The
상기 제2 시프트 레지스터(522a), 상기 데이터 샘플링 회로(522b), 상기 ADC(522c) 및 상기 인터럽트 발생회로(522d)는 RX 구동회로의 역할을 수행한다. The second shift register 522a, the
상기 제2 시프트레지스터(522a)는 기준클럭(CLOCK)에 응답하여 순차적으로 위상 지연되는 로우 로직 전압의 센싱펄스를 상기 ADC(522c)에 출력한다. The second shift register 522a outputs a sensing pulse of a low logic voltage, which is sequentially delayed in phase in response to the reference clock CLOCK, to the
상기 데이터 샘플링 회로(522b)는 로우 로직 전압의 센싱펄스에 응답하여 센싱라인들을 통해 수신되는 센서 노드의 전압을 도시하지 않은 샘플링 커패시터(Capacitor)에 충전시켜 센서 노드의 전압을 샘플링한다. The
상기 ADC(522c)는 로우 로직 전압의 센싱펄스에 응답하여 샘플링된 센서 노드의 전압을 디지털 데이터인 터치 원시 데이터(TDATA)로 변환하고 인터럽트 신호(IRQ)에 동기하여 터치 원시 데이터(TDATA)를 상기 CSI 트랜스미터(524)에 출력한다. The
상기 CSI 트랜스미터(524)는 복수의 데이터 단자들(Data1+, Data1-, Data2+, Data2-, …, Data N+, Data N-)과 복수의 클럭 단자들(Clock+,Cclock-)을 포함하고, MIPI 인터페이스 방식으로 연결된 AP 칩(300)에 터치 원시 데이터를 전송한다. The
상기 CCI 슬레이브(526)는 SCL 단자와 SDA 단자를 포함하고, 상기 AP 칩(300)과 I2C 버스로 연결된다. The
이상에서 설명된 바와 같이, FPGA에 비해 저렴한 AP에는 MIPI가 존재하므로 본 발명은 AP에 구비되는 MIPI를 활용한다. 일반적으로 MIPI는 레드 영상 데이터, 그린 영상 데이터, 블루 영상 데이터 각각을 프레임 별로 입력받아 이를 합성하여 컬러 영상을 구현한다. As described above, since the MIPI exists in the AP that is less expensive than the FPGA, the present invention utilizes the MIPI provided in the AP. Generally, the MIPI receives red image data, green image data, and blue image data, respectively, for each frame and combines them to implement a color image.
본 발명에 개시되는 MIPI는 서로 다른 영역에 대응하는 리드아웃 영역에서 터치 감지 신호를 각각 입력받아 이를 한 프레임 영역에 구현하여 어느 위치에서 터치가 발생되었는지를 감지할 수 있다. The MIPI disclosed in the present invention can receive a touch sense signal in a lead-out area corresponding to a different area and implement it in one frame area to detect where a touch is generated.
이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. You will understand.
100 : 터치 스크린 200 : 터치 스크린 구동회로
210 : 제1 터치 스크린 구동회로 212, 522 : ROIC
212a, 512 : 제1 시프트레스터 212b, 522a : 제2 시프트 레지스터
212c, 522b : 데이터 샘플링 회로 212d, 522c : ADC
212e, 522d : 인터럽트 발생회로 213 : TX 구동회로
216, 524 : CSI 트랜스미터 218, 526 : CCI 슬레이브
214 : RX 구동회로 300 : AP칩
310 : CSI 리시버 320 : CCI 마스터
330 : 터치좌표 연산부 340 : 버퍼 메모리
350 : 메모리 콘트롤러 360 : 터치좌표 추정회로
510 : 제1 구동칩 520 : 제2 구동칩100: touch screen 200: touch screen driving circuit
210: first touch
212a, 512:
212c and 522b:
212e, 522d: an interrupt generation circuit 213: a TX drive circuit
216, 524:
214: RX driving circuit 300: AP chip
310: CSI receiver 320: CCI master
330: touch coordinates operation unit 340: buffer memory
350: Memory controller 360: Touch coordinate estimation circuit
510: first driving chip 520: second driving chip
Claims (16)
상기 터치영역의 수에 대응하는 수를 갖고서, 상기 센싱라인들 각각에 연결되어 센싱신호를 수신하는 복수의 터치 스크린 구동회로들; 및
MIPI를 통해 상기 터치 스크린 구동회로에 인터페이싱되어 상기 센싱신호를 수신하고, 상기 센싱신호를 근거로 상기 터치 스크린상의 터치 위치를 검출하되, 서로 다른 터치영역에 대응하는 리드아웃 영역에서 상기 센싱신호를 각각 입력받아 한 프레임 영역에 구현하여 어느 위치에서 터치가 발생되었는지를 감지하는 애플리케이션 프로세서(이하, AP) 칩을 포함하되,
상기 터치 스크린 구동회로들 각각은 CSI(Camera Serial Interface) 트랜스미터 및 CCI(Camera Control Interface) 슬레이브를 포함하고, 상기 AP칩은 CSI 리시버 및 CCI 마스터를 포함하고,
상기 CSI 트랜스미터와 상기 CSI 리시버는 데이터 레인들과 클럭 레인에 의해 단방향 연결되고, 상기 CCI 마스터와 상기 CCI 슬레이브는 I2C 버스로 연결된 것을 특징으로 하는 터치 감지 장치.A touch screen including a plurality of driving lines and a plurality of sensing lines, the touch screen being divided into at least two touch areas;
A plurality of touch screen driving circuits connected to each of the sensing lines and receiving a sensing signal, the touch screen driving circuits having a number corresponding to the number of touch areas; And
The sensing signal is interfaced to the touch screen driving circuit through the MIPI to receive the sensing signal, and detects the touch position on the touch screen based on the sensing signal. In the lead-out area corresponding to the different touch areas, And an application processor (hereinafter referred to as an AP) chip which receives the input and implements the same in a frame area and detects which position the touch is generated in,
Wherein each of the touch screen driving circuits includes a CSI (Camera Serial Interface) transmitter and a CCI (Camera Control Interface) slave, the AP chip includes a CSI receiver and a CCI master,
Wherein the CSI transmitter and the CSI receiver are unidirectionally connected by data lanes and a clock lane, and the CCI master and the CCI slave are connected by an I2C bus.
상기 터치 스크린 구동회로의 수는 4인 것을 특징으로 하는 터치 감지 장치. 6. The method of claim 5, wherein the number of data lanes is four, the number of clock lanes is one pair,
Wherein the number of the touch screen driving circuits is four.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |