KR101931078B1 - 터치스크린 패널 잡음제거방법 및 터치스크린 리드아웃회로 - Google Patents

터치스크린 패널 잡음제거방법 및 터치스크린 리드아웃회로 Download PDF

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Abstract

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 터치스크린 패널로부터 출력되는 감지라인의 전압을 일정한 주기로 저장한 후, 현재의 주기에서 잡음이 인가되지 않았다고 판단한 경우에는 이전 주기에 저장한 감지전압을 적분하고, 잡음이 인가되었다고 판단한 경우에는 적분을 수행하지 않도록 하여, 인가되는 잡음을 이후의 처리단계에서 고려하지 않도록 하는 터치스크린 패널 잡음제거방법 및 상기 터치스크린 패널 잡음감소방법을 구현한 터치스크린 리드아웃회로를 개시(introduce)한다.

Description

터치스크린 패널 잡음제거방법 및 터치스크린 리드아웃회로 {Method for removing a touch screen panel noise and touch screen readout circuit}
본 발명은 터치스크린 패널에 인가되는 잡음을제거하는 방법에 관한 것으로, 특히 터치스크린 패널로부터 출력되는 감지라인의 전압을일정한 주기로 저장한 후, 현재의 주기에서 잡음이 인가되지 않았다고 판단한 경우에는 이전 주기에 저장한 감지전압을 적분하고, 잡음이 인가되었다고 판단한 경우에는 적분을 수행하지 않도록 하여, 인가되는 잡음을 이후의 처리단계에서 고려하지 않도록 하는 터치스크린 패널 잡음제거방법 및 터치스크린 리드아웃회로에 관한 것이다.
터치스크린 패널(Touch Screen Panel; TSP)은 저항막 방식, 정전용량 방식 및 적외선 방식을 이용하여 사용자의 터치를 감지한다. 최근에는 중형 및 소형 모바일 제품군에서 뛰어난 가시성과 멀티 터치 기능 등에 장점이 있는 정전용량 방식 특히 상호 정전용량 방식이 주류를 이룬다.
정전용량 방식의 터치스크린은 유입되는 다양한 형태의 잡음 때문에신호 대 잡음 비(Signal to Noise Ratio; SNR)가 낮은데, 이때 문제가 되는 잡음은 형광등으로부터 유기되는 60Hz 잡음, 삼파장 인버터 램프로부터 유기되는 삼파장 잡음, LCD 자체의 동작에 따른 디스플레이 잡음 및 배터리 충전시 발생하는 충전 잡음(charger noise) 등이다. 이들 잡음은 터치스크린의 감지라인의 신호를 처리하는 리드아웃회로가 감지라인에 포함된 전하를 정확하게 인식하지 못하도록 하게 되고, 결국 리드아웃회로의 출력을 처리하는 컨트롤러가 터치스크린 패널에의 터치 여부에 대해 오판단을 하도록 하게 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 터치스크린 패널로부터 출력되는 감지라인의 전압을 일정한 주기로 저장한 후, 현재의 주기에서 잡음이 인가되지 않았다고 판단한 경우에는 이전 주기에 저장한 감지전압을 적분하고, 잡음이 인가되었다고 판단한 경우에는 적분을 수행하지 않도록 하여, 인가되는 잡음을 이후의 처리단계에서 고려하지 않도록 하는 터치스크린 패널 잡음제거방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 터치스크린 패널로부터 출력되는 감지라인의 전압을 일정한 주기로 저장한 후, 현재의 주기에서 잡음이 인가되지 않았다고 판단한 경우에는 이전 주기에 저장한 감지전압을 적분하고, 잡음이 인가되었다고 판단한 경우에는 적분을 수행하지 않도록 하여, 인가되는 잡음을 이후의 처리단계에서 고려하지 않도록 하는 터치스크린 리드아웃회로를 제공하는 것에 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치스크린 패널 잡음제거방법은, 터치스크린 패널로 인가되는 배터리충전잡음을 제거하는 방법으로써, 차동전압생성단계, 차동전압저장단계, 잡음검출단계 및 신호처리단계를 포함한다. 상기 차동전압생성단계는 터치스크린 패널에 설치되며 서로 인접한 두 개의 감지라인의 전압의 차이에 대응되는 차동전압을 설정된 주기로 생성한다. 상기 차동전압저장단계는 매 주기마다 상기 차동전압생성단계에서 생성된 차동전압을 저장한다. 상기 잡음검출단계는 매 주기마다 두 개의 감지라인으로 잡음이 인가되는가를 판단한다. 상기 신호처리단계는 잡음이 인가되지 않는 것으로 판단한 경우에는 이전 주기에 저장된 차동전압을 적분하고, 잡음이 인가되는 것으로 판단한 경우에는 차동전압을 적분하지 않는다.
상기 다른 기술적과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치스크린 리드아웃회로는, 스위치블록, 차동센싱부, 잡음검출부, 지연부및 적분부를 포함한다. 상기 스위치블록은 터치스크린 패널에 설치된 구동전압이 인가되는 복수 개의 구동라인 및 상기 구동라인과 일정한 절연물질을 사이에 두고 서로 수직으로 교차하는 복수 개의 감지라인 중 2개의 감지라인을 미리 설정된 제1주기로 선택한다. 상기 차동센싱부는 상기 스위칭블록에서 선택한 2개의 감지라인의 전압의 차인 차동전압을 생성한다. 상기 잡음검출부는 2개의 감지라인 중 적어도 하나의 감지라인에 잡음이 인가되는 경우 활성화되는 잡음블록제어신호 및 상기 잡음블록제어신호와 크기는 동일하고 위상은 반대되는 역잡음블록제어신호를 생성한다. 상기 지연부는 상기 차동전압을 매 주기마다 저장하고, 상기 잡음블록제어신호 및 상기 역잡음블록제어신호에 응답하여 이전 주기에 저장된 차동전압을 상기 적분부로 전달하거나 상기 차동전압이 상기 적분부로 전달되는 것을 차단한다. 상기 적분부는 상기 지연부로부터 전달된 상기 차동전압을 적분한다.
본 발명에 따른 터치스크린 패널 잡음제거방법 및 터치스크린 리드아웃회로를 사용할 경우, 잡음 특히 배터리 충전 시 발생하는 차저 잡음(charger noise)을 적분단계 이전에 효과적으로 차단할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 터치스크린 패널 잡음제거방법의 일 실시 예이다.
도 2는 본 발명에 따른 터치스크린 리드아웃회로의 일 실시 예이다.
도 3은 도 1에 도시된 터치스크린 리드아웃회로의 구체적인 실시 예이다.
도 4는 터치스크린 리드아웃회로를 구성하는 비교기의 일 실시 예이다.
도 5는 터치스크린 리드아웃회로를 구성하는 비교기의 다른 일 실시 예이다.
도 6은 도 5에 도시된 제5비교회로의 실시 예이다.
도 7은 도 5에 도시된 제6비교회로의 실시 예이다.
도 8은 2개의 감지전압, 최고전압, 최저전압에 따라 결정되는 제1비교전압 및 제2비교전압의 관계를 나타낸다.
도 9는 배터리 충전 시 발생하는 잡음 및 상기 잡음에 대한 터치스크린 리드아웃회로의 출력특성에 대한 컴퓨터 모의실험 결과를 나타낸다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 터치스크린 패널 잡음제거방법의 일 실시 예이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 터치스크린 패널 잡음제거방법(100)은, 터치스크린 패널로 인가되는 배터리충전잡음을 제거하는 방법으로써, 차동전압생성단계(120), 차동전압저장단계(130), 잡음검출단계(140) 및 신호처리단계(150, 160)를 포함한다.
차동전압생성단계(120)는 터치스크린 패널에 설치되며 서로 인접한 두 개의 감지라인의 전압의 차이에 대응되는 차동전압을 설정된 주기로 생성한다. 차동전압저장단계(130)는 매 주기마다 차동전압생성단계(120)에서 생성된 차동전압을 저장한다. 잡음검출단계(140)는 매 주기마다 두 개의 감지라인으로 잡음이 인가되는가를 판단한다. 신호처리단계(150, 160)는 잡음이 인가되지 않는 것으로 판단한 경우(No)에는 이전 주기에 저장된 차동전압을 적분하고(150), 잡음이 인가되는 것으로 판단한 경우(Yes)에는 차동전압을 적분하지 않는다(160).
상기의 내용을 요약하면, 본 발명에 따른 터치스크린 패널 잡음제거방법(100)은, 터치스크린 패널로 인가되는 신호를 2개 전압의차이인 차동전압을 이어지는 신호처리 스테이지로 바로 전달하는 것이 아니라, 예를 들어, 한 주기 지연시켜 전달하며, 이 과정에서 차동전압에 잡음이 포함되어 있는 가를 판단한다. 판단 결과 차동전압에 잡음이 포함되어 있지 않은 경우에는 현재 입력되어 저장되는 차동전압이 아니라 이전 주기에 입력되어 저장된 차동전압을 후속하는 신호처리 스테이지에 전달하여 적분하도록 한다. 만일 잡음이 포함되어 있다고 판단한 경우에는 신호처리 스테이지에 차동전압을 전달하지 않음으로 잡음이 포함된 차동전압을 적분하지 않도록 하여 신호처리 이전 단계에서 잡음을 제거할 수 있다.
도 1에 도시된 초기값 설정단계(110)는 변수(i)에 할당된 값을 1(one), 현재 단계(i=1) 이전에저장된 차동전압(0)을 0(zero)으로 각각 초기화하며, 변수 증가단계(170)는 일련의 과정(120~160)을 거친 후 변수를1씩 증가시켜 본 발명에 따른 터치스크린 패널 잡음제거방법(100)을 연속하여 수행하고자 하는 것이다.
이하에서는 도 1에 도시된 본 발명에 따른 터치스크린 패널 잡음제거방법(100)을 구현한 터치스크린 리드아웃회로에 대하여 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 터치스크린 리드아웃회로의 일 실시 예이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 터치스크린 리드아웃회로(200)는 스위치블록(210), 차동센싱부(220), 잡음검출부(230), 지연부(240) 및 적분부(250)를 포함한다.
스위치블록(210)은 터치스크린 패널(20)에 설치된 구동전압이 인가되는 복수 개의 구동라인 및 상기 구동라인과 일정한 절연물질을 사이에 두고 서로 수직으로 교차하는 복수 개의 감지라인 중 2개의 감지라인(D1, D2)을 미리 설정된 제1주기로 선택한다. 차동센싱부(220)는 스위칭블록(210)에서 선택한 2개의 감지라인(D1, D2)의 전압의 차인 차동전압(DS_O)을 생성한다. 잡음검출부(230)는 2개의 감지라인(D1, D2) 중 적어도 하나의 감지라인에 잡음이 인가되는 경우 활성화되는 잡음블록제어신호(S_B) 및 잡음블록제어신호(S_B)와 크기는 동일하고 위상은 반대되는 역잡음블록제어신호(S_B)를 생성한다. 지연부(240)는 차동전압(DS_O)을 매 주기마다 저장하고, 잡음블록제어신호(S_B) 및 역잡음블록제어신호(S_B)에 응답하여 이전 주기에 저장된 차동전압(DS_O)을 적분부(250)로 전달하거나 차동전압(DS_O)이 적분부로 전달되는 것을 차단한다. 적분부(250)는 지연부(240)로부터 전달된 차동전압(DS_O)을 적분한 값(S_RO)을 출력한다.
도 3은 도 1에 도시된 터치스크린 리드아웃회로의 구체적인 실시 예이다.
도 3을 참조하면, 터치스크린 리드아웃회로(200)을 구성하는 차동센싱부(220)는 스위칭블록(210)에서 선택한 2개의 감지라인(D1, D2)의 전압의 차인 차동전압(DS_O)을 생성하며, 입출력 특성에 따라 다양한 형태의 회로로 구현하는 것이 가능하다.
잡음검출부(230)는, 비교기(231), 노어게이트(232), 클럭발생기(233), 지연기(234), 제1D플립플롭(235), SR플립플롭(236) 및 제2D플립플롭(237)을 포함한다. 비교기(231)는 2개의 감지라인(D1, D2)의 전압이 미리 설정한 최고전압(VH)과 최저전압(VL)의 범위 내에 있는지 아닌지에 따라 그 값이 결정되는 제1비교전압(OH) 및 제2비교전압(OL)을 생성한다. 노어게이트(232)는 제1비교전압(OH) 및 제2비교전압(OL)을 논리합하고, 논리합의 결과를 반전시켜 출력한다. 클럭발생기(233)는 노어게이트(232)로부터 출력되는 신호를 이용하여 2 페이즈 논 오버랩핑(two phase non-overlapping) 신호인 클럭신호(CLK) 및 역클럭신호(CLKB)를 생성한다. 지연기(234)는 클럭신호(CLK) 및 역클럭신호(CLLK) 중 하나의 신호를 일정시간 지연시키는데, 여기서는 클럭신호(CLK)를 지연시키는 실시 예를 도시하였다. 제1D플립플롭(235)은 역클럭신호(CLKB)에 따라 출력이 리셋되며, 입력단자(D)에 동작전압(VDD)이 인가되며, 클럭입력단자에 제1클럭신호(CLK1)가 인가된다. SR플립플롭(236)은 셋 입력단자(S)에는 지연기(234)로부터 출력되는 신호가 인가되고 리셋 입력단자(R)에는 제1D플립플롭(235)의 양의 출력단자(Q)로부터 출력되는 신호가 인가된다. 제2D플립플롭(237)은 입력단자(D)에는 SR플립플롭(236)의 양의 출력단자(Q)로부터 출력되는 신호가 인가되고, 클럭단자에는 제2클럭신호(CLK2)가 인가되며, 양의 출력단자(Q)는 잡음블록제어신호(S_B)를 출력하고 음의 출력단자(QB)는 역잡음블록제어신호(S_BB)를 출력한다.
여기서 제1클럭신호(CLK1) 및 제2클럭신호(CLK2)의 주기는 제1주기의 2배가 되며, 제2클럭신호(CLK2)의 위상은 제1클럭신호(CLK1)의 위상에 비해 일정한 시간 앞서는 것이 바람직하다.
지연부(240)는, 증폭기(241), 제1지연커패시터(CPD1), 제2지연커패시터(CPD2), 제1스위치(S1) 내지 제10스위치(S10)를 포함한다. 증폭기(241)는 네거티브 입력단자(-)에 차동전압(DS_O)이 인가되며 포지티브 입력단자에 기준전압(Vref)가 인가된다. 제1스위치(S1)는 제2스위칭신호(Φ2)에 응답하여 차동전압(DS_O)을 제1지연커패시터(CPD1)의 일 단자로 스위칭한다. 제2스위치(S2)는 제2스위칭신호(Φ2)에 응답하여 제1지연커패시터(CPD1)의 다른 일 단자를 증폭기(241)의 출력단자로 스위칭한다. 제3스위치(S3)는 제1스위칭신호(Φ1)에 응답하여 제1지연커패시터(CPD1)의 일 단자를 접지전압(GND)으로 스위칭한다. 제4스위치(S4)는 제1스위칭신호(Φ1)에 응답하여 차동전압(DS_O)을 제2지연커패시터(CPD2)의 일 단자로 스위칭한다. 제5스위치(S5)는 제1스위칭신호(Φ1)에 응답하여 제2지연커패시터(CPD2)의 다른 일 단자를 증폭기(241)의 출력단자로 스위칭한다.
제6스위치(S6)는 제2스위칭신호(Φ2)에 응답하여 제2지연커패시터(CPD2)의 일 단자를 접지전압(GND)으로 스위칭한다. 제7스위치(S7)는 제1스위칭신호(Φ1)에 응답하여 일 단자에 연결된 제1지연커패시터(CPD1)의 다른 일 단자를 다른 일 단자로 스위칭한다. 제8스위치(S8)는 제2스위칭신호(Φ2)에 응답하여 일 단자에 연결된 제2지연커패시터(CPD2)의 다른 일 단자를 다른 일 단자로 스위칭한다. 제9스위치(S9)는 잡음블록제어신호(S_B)에 응답하여 제7스위치(S7)의 다른 일 단자 및 제8스위치(S8)의 다른 일 단자를 적분부(250)로 스위칭한다. 제10위치(S10)는 역잡음블록제어신호(S_BB)에 응답하여 제7스위치(S7)의 다른 일 단자 및 제8스위치(S8)의 다른 일 단자를 기준전압(Vref)으로 스위칭한다.
적분부(250)는, 증폭기(251), 피드백 커패시터(CF) 및 제9스위치(S9)를 포함한다. 증폭기(251)는 네거티브 입력단자(-)로 차동전압(DS_O)이 인가되고 포지티브 입력단자(+)에 기준전압(Vref)이 인가된다. 피드백 커패시터(CF)는 증폭기(251)의 네거티브 입력단자(-) 및 출력단자 사이에 설치된다. 제9스위치(S9)는 리셋제어신호(ΦR)에 응답하여 피드백커패시터(CF)를 방전시킨다.
도 4는 터치스크린 리드아웃회로를 구성하는 비교기의 일 실시 예이다.
도 4를 참조하면, 도 3에 도시된 잡음검출부(230)를 구성하는 비교기(231)는, 제1비교회로(401), 제2비교회로(402), 제3비교회로(403), 제4비교회로(404), 오어게이트(405) 및 NAND게이트(406)를 포함한다.
제1비교회로(401)는 2개의 감지라인(D1, D2)의 전압 중 제1감지전압(D1)과 최고전압(VH)의 전압준위를 비교하여 제1중간비교전압(O1)을 생성한다. 제2비교회로(402)는 2개의 감지라인(D1, D2)의 전압 중 나머지하나인 제2감지전압(D2)과 최고전압(VH)의 전압준위를 비교하여 제2중간비교전압(O2)을 생성한다. 제3비교회로(403)는 제1감지전압(D1)과 최저전압(VL)의 전압준위를 비교하여 제3중간비교전압(O3)을 생성한다. 제4비교회로(404)는 제2감지전압(D2)과 최저전압(VL)의 전압준위를 비교하여 제4중간비교전압(O4)을 생성한다. 오어게이트(405)는 제1비교회로(401) 및 제2비교회로(402)의 출력(O1, O2)을 논리합 하여 제1비교전압(OH)을 생성한다. NAND게이트(406)는 제3비교회로(403) 및 제4비교회로(404)의 출력(O3, O4)을 논리곱하고, 논리곱한 결과를 반전시킨 제2비교전압(OL)을 생성한다.
도 5는 터치스크린 리드아웃회로를 구성하는 비교기의 다른 일 실시 예이다.
도 5를 참조하면, 도 3에 도시된 잡음검출부(230)를 구성하는 비교기(231)는, 제5비교회로(501), 제6비교회로(502), 오어게이트(505) 및 NAND게이트(506)로 구현할 수도 있다.
제5비교회로(501)는 2개의 감지라인(D1, D2)의 전압을 최고전압(VH)과 비교하여 제1중간비교전압(O1) 및 제2중간비교전압(O2)을 생성한다. 제6비교회로(502)는 2개의 감지라인(D1, D2)의 전압을 최저전압(VL)과 비교하여 제3중간비교전압(O3) 및 제4중간비교전압(O4)을 생성한다. 오어게이트(505)는 제1중간비교전압(O1) 및 제2중간비교전압(O2)을 논리합하여 제1비교전압(OH)을 생성한다. NAND게이트(506)는 제3중간비교전압(O3) 및 제4중간비교전압(O4)을 논리곱하고, 논리곱한 결과를 반전시킨 제2비교전압(OL)을 생성한다.
도 5에 도시된 비교기는 2개의 비교회로가 사용되는데 반해 도 4에 도시된 비교기는 4개의 비교회로를 사용한다는 점에서 상대적으로 적은 비교회로를 사용하는데, 2개의 비교기 중 어떤 것을 사용할 것인가는 사용자가 임의로 선택할 수 있다.
도 6은 도 5에 도시된 제5비교회로의 실시 예이다.
도 6을 참조하면 도 5에 도시된 제5비교회로(501)는 하나의 전류원(Ids1)과 12개의 모스트랜지스터(M1~M12)로 구현할 수 있다.
제1모스트랜지스터(M1)는 일 단자로 동작전압(VDD)이 인가되고 게이트단자가 다른 일 단자와 연결된다. 제2모스트랜지스터(M2)는 일 단자가 제1모스트랜지스터(M1)의 다른 일 단자에 연결되고 게이트단자에 제1감지전압(D1)이 인가된다. 제3모스트랜지스터(M3)는 일 단자로 동작전압(VDD)이 인가되고 게이트 단자가 다른 일 단자와 연결된다. 제4모스트랜지스터(M4)는 일 단자가제3모스트랜지스터(M3)의 다른 일 단자에 연결되고 게이트 단자에 제2감지전압(D2)이 인가된다. 제5모스트랜지스터(M5)는 일 단자로 동작전압(VDD)이 인가되고 게이트단자가 다른 일 단자와 연결된다. 제6모스트랜지스터(M6)는 일 단자가 제5모스트랜지스터(M5)의 다른 일 단자에 연결되고 게이트단자에 최고전압(VH)이 인가된다.
제1전류원(Ids1)은 일 단자가제2모스트랜지스터(M2), 제4모스트랜지스터(M4) 및 제6모스트랜지스터(M6)의 다른 일 단자에 공통으로 연결되고 다른 일 단자가 접지전압(GND)에 연결된다. 제7모스트랜지스터(M7)는 일 단자로 동작전압(VDD)이 인가되고 게이트 단자가 제5모스트랜지스터(M5)의 게이트 단자에 연결된다. 제8모스트랜지스터(M8)는 일 단자 및 게이트 단자가제7모스트랜지스터(M7)의 다른 일 단자에 연결되고 다른 일 단자는 접지전압(GND)에 연결된다. 제9모스트랜지스터(M9)는 일 단자로 동작전압(VDD)이 인가되고 게이트단자가 제3모스트랜지스터(M3)의 게이트 단자에 연결된다. 제10모스트랜지스터(M10)는 일 단자가제9모스트랜지스터(M9)의 다른 일 단자에 연결되고 다른 일 단자는 접지전압(GND)에 연결되며 게이트단자는 제8모스트랜지스터(M8)의 게이트 단자에 연결된다. 제11모스트랜지스터(M11)는 일 단자로 동작전압(VDD)이 인가되고 게이트단자가 제1모스트랜지스터(M1)의 게이트 단자와 연결된다. 제12모스트랜지스터(M12)는 일 단자가제11모스트랜지스터(M11)의 다른 일 단자에 연결되고 다른 일 단자가 접지전압(GND)에 연결되며 게이트단자는 제8모스트랜지스터(M8)의 게이트 단자에 연결된다.
제11모스트랜지스터(M11)와 제12모스트랜지스터(M12)의 공통단자로 제1중간비교전압(O1)이 출력되며, 제9모스트랜지스터(M9)와 제10모스트랜지스터(M10)의 공통단자로 제2중간비교전압(O2)이 출력된다.
도 6에 도시된 비교회로(501)는 CMOS로 구현되었는데, 제1모스트랜지스터(M1), 제3모스트랜지스터(M3), 제5모스트랜지스터(M5), 제7모스트랜지스터(M7), 제9모스트랜지스터(M9) 및 제11모스트랜지스터(M11)는 P형 모스트랜지스터이며, 나머지 모스트랜지스터들은 모두 N형 모스트랜지스터이다.
도 7은 도 5에 도시된 제6비교회로도의 실시 예이다.
도 7을 참조하면, 제6비교회로(502)는, 하나의 전류원(Ids2) 및 12개의 모스트랜지스터(M21~M32)로 구현된다.
제2전류원(Ids2)은 일 단자로 동작전압(VDD)이 인가된다. 제21모스트랜지스터(M21)는 일 단자가 접지전압(GND)에 연결되고 게이트단자가 다른 일 단자와 연결된다. 제22모스트랜지스터(M22)는 일 단자가 제21모스트랜지스터(M21)의 다른 일 단자와 연결되고 다른 일 단자가 제2전류원(Ids2)의 다른 일 단자에 연결되며 게이트 단자에 제1감지전압(D1)이 인가된다. 제23모스트랜지스터(M23)는 일 단자가 접지전압(GND)에 연결되고 게이트 단자가 다른 일 단자와 연결된다. 제24모스트랜지스터(M24)는 일 단자가 제23모스트랜지스터(M23)의 다른 일 단자와 연결되고 다른 일 단자가 제2전류원(Ids2)의 다른 일 단자에 연결되며 게이트 단자에 제2감지전압(D2)이 인가된다. 제25모스트랜지스터(M25)는 일 단자가 접지전압(GND)에 연결되고 게이트단자가 다른 일 단자와 연결된다. 제26모스트랜지스터(M26)는 일 단자가 제25모스트랜지스터(M25)의 다른 일 단자와 연결되고 다른 일 단자가 제2전류원(Ids2)의 다른 일 단자에 연결되며 게이트 단자에 최저전압(VL)이 인가된다.
제27모스트랜지스터(M27)는 일 단자가 접지전압(GND)에 연결되고 게이트단자가 제25모스트랜지스터(M25)의 게이트 단자에 연결된다. 제28모스트랜지스터(M28)는 일 단자 및 게이트 단자가 제27모스트랜지스터(M27)의 다른 일 단자에 연결되고 다른 일 단자로 동작전압(VDD)이 인가된다. 제29모스트랜지스터(M29)는 일 단자가 접지전압(GND)에 연결되고 게이트단자가 제23모스트랜지스터(M23)의 게이트 단자에 연결된다. 제30모스트랜지스터(M30)는 일 단자가제29모스트랜지스터(M29)의 다른 일 단자에 연결되고 다른 일 단자로 동작전압(VDD)이 인가되며 게이트단자는 제28모스트랜지스터(M28)의 게이트 단자에 연결된다. 제31모스트랜지스터(M31)는 일 단자가 접지전압(GND)에 연결되고 게이트단자가 제21모스트랜지스터(M21)의 게이트 단자에 연결된다. 제32모스트랜지스터(M32)는 일 단자가제31모스트랜지스터(M31)의 다른 일 단자에 연결되고 다른 일 단자로 동작전압(VDD)이 인가되며 게이트단자는 제28모스트랜지스터(M28)의 게이트 단자에 연결된다.
제31모스트랜지스터(M31)와 제32모스트랜지스터(M32)의 공통단자로 제3중간비교전압(O3)이 출력되며, 제29모스트랜지스터(M29)와 제30모스트랜지스터(M30)의 공통단자로 제4중간비교전압(O4)이 출력된다.
제22모스트랜지스터(M22), 제24모스트랜지스터(M24), 제26모스트랜지스터(M26), 제28모스트랜지스터(M28), 제30모스트랜지스터(M30) 및 제32모스트랜지스터(M32)는 P형 모스트랜지스터이고, 나머지 트랜지스터는 모두 N형 모스트랜지스터 이다.
도 8은 2개의 감지전압, 최고전압, 최저전압에 따라 결정되는 제1비교전압 및 제2비교전압의 관계를 나타낸다.
도 8을 참조하면, 2개의 감지라인(D1, D2) 중 적어도 하나의 감지라인의 전압이 최고전압(VH)보다 높거나 최저전압(VL)보다 낮은 경우에는 제1비교전압(OH) 및 제2비교전압(OL) 중 하나가 동작전압(VDD)의 전압준위를 가지게 되는데, 이 경우에는 잡음이 포함되었다는 것으로 판단하여, 차동전압이 적분되는 것을 차단한다. 그러나, 2개의 감지라인(D1, D2)의 전압이 최고전압(VH)보다 낮고 동시에 최저전압(VL)보다 높을 경우에는 잡음이 포함되지 않은 것으로 판단하여 이전 주기에 저장된 차동전압을 적분하도록 이어지는 적분부로 전달한다.
도 9는 배터리 충전 시 발생하는 잡음 및 상기 잡음에 대한 터치스크린 리드아웃회로의 출력특성에 대한 컴퓨터 모의실험 결과를 나타낸다.
도 9의 상부에는 2개의 감지라인(D1, D2) 중 하나의 감지라인 전압의 시간에 따른 변화를 나타내고, 하부에는 적분부(250)의 출력전압의 시간에 따른 변화를 나타낸다. 도 9를 참조하면, 잡음 즉 배터리충전시 발생하는 잡음이 감지라인에 인가된 경우, 본 발명에 따른 터치스크린 패널 잡음제거방법(100)을 사용한 경우의 증가경향(굵은 실선)이 종래의 경우(가는 실선)의 증가경향에 비해 상대적으로 우수한 선형성을 가진다는 것을 알 수 있다.
본 발명에 따른 터치스크린 패널 잡음제거방법(100)을 적용할 경우, 도 9의 상부에 도시된 바와 같이 큰 잡음이 적분부(250)로 전달되지 않게 되는 효과를 얻을 수 있다.
상기의 설명에서는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 1주기 지연시킨 차동전압을 이어지는 적분부에 전달하였지만, 지연시키는 주기를 다르게 설정하는 것도 가능하다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방 가능함은 명백한 사실이다.
20: 터치스크린 패널
120: 차동전압생성단계 130: 차동전압저장단계
140: 잡음검출단계 150, 160:신호처리단계
210: 스위치블록 220: 차동센싱부
230: 잡음검출부 240: 지연부
250: 적분부

Claims (16)

  1. 터치스크린 패널의 서로 인접한 두 개의 감지라인의 전압들의 차이에 대응되는 차동전압을 미리 설정된 주기로 생성하는 차동전압생성단계;
    매 주기마다 상기 두 개의 감지라인에 대한 상기 차동전압을 이전 주기와 현재 주기로 구분하여 각각 저장하는 차동전압저장단계;
    매 주기마다 상기 두 개의 감지라인에 잡음이 인가되는가 판단하는 잡음검출단계; 및
    잡음이 인가되지 않는 것으로 판단한 경우에는 이전 주기에 저장된 상기 차동전압을 적분하고, 잡음이 인가되는 것으로 판단한 경우에는 이전 주기에 저장된 상기 차동전압을 적분하지 않는 신호처리단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널 잡음제거방법.
  2. 터치 스크린 패널의 서로 인접한 두 개의 감지 라인의 전압들의 차동전압을 주기적으로 생성하는 차동센싱부;
    상기 두 개의 감지라인 중 적어도 하나의 감지라인에 잡음이 인가되는 경우 제어신호를 활성화하여 제공하는 잡음검출부;
    상기 차동 센싱부에서 생성된 상기 두 개의 감지라인에 대한 상기 차동전압을 현재 주기와 이전 주기로 구분하여 각각 저장하고, 상기 제어신호의 활성화 여부에 따라 이전 주기의 상기 차동전압을 적분부로 전달하거나 상기 이전 주기의 상기 차동전압을 상기 적분부로 전달하는 것을 차단하는 지연부; 및
    상기 지연부로부터 전달되는 상기 차동전압을 적분하는 적분부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 리드아웃회로.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 터치 스크린 패널에 설치된 복수 개의 감지 라인들 중 상기 두 개의 감지 라인을 미리 설정된 제1 주기로 선택하고, 상기 두 개의 감지 라인의 전압들을 상기 차동 센싱부로 제공하는 스위치블록을 더 포함하는 터치스크린 리드아웃회로.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 잡음검출부는 상기 두 개의 감지라인의 전압들이 미리 설정한 최고전압 보다 높거나 최저전압 보다 낮은 경우 상기 제어 신호를 활성화하여 제공하는 터치스크린 리드아웃회로.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 잡음검출부는 제1 및 제2 비교전압을 생성하는 비교기를 포함하며 상기 제1 및 제2 비교 전압의 상태에 따라 활성화된 상기 제어 신호를 제공하고,
    상기 비교기는 상기 두 개의 감지라인의 전압들이 미리 설정한 최고전압 보다 높거나 최저전압 보다 낮은 경우 레벨의 차이를 갖는 상기 제1 및 제2 비교전압을 생성하고 상기 두 개의 감지라인의 전압들이 상기 최고전압과 상기 최저전압 사이의 레벨을 갖는 경우 동일 레벨을 갖는 상기 제1 및 제2 비교전압을 생성하는 터치스크린 리드아웃회로.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 잡음검출부는 상기 제1 및 제2 비교전압들을 논리합한 결과를 이용하여 페이즈가 논 오버랩된 제1 클럭 신호와 제2 클럭 신호를 발생시키고, 지연기를 이용하여 상기 제1 클럭 신호를 지연시키며, 지연된 제1 클럭 신호의 출력을 제2 클럭 신호를 이용하여 리셋하여 상기 제어 신호를 제공하는 터치스크린 리드아웃회로.
  7. 제5 항에 있어서, 상기 비교기는,
    상기 최고전압과 상기 두 개의 감지라인 중 하나의 제1 감지전압을 비교하는 제1 비교회로;
    상기 최고전압과 상기 두 개의 감지라인 중 다른 하나의 제2 감지전압을 비교하는 제2 비교회로;
    상기 제1 비교회로와 상기 제2 비교회로의 출력을 논리합하여 상기 제1 비교전압을 출력하는 오어게이트;
    상기 최저전압과 상기 제1 감지전압을 비교하는 제3 비교회로;
    상기 최저전압과 상기 제2 감지전압을 비교하는 제4 비교회로; 및
    상기 제3 비교회로와 상기 제4 비교회로의 출력을 논리곱하여 상기 제2 비교전압을 출력하는 낸드게이트;를 포함하는 터치스크린 리드아웃회로.
  8. 제5 항에 있어서, 상기 비교기는,
    상기 최고전압과 상기 두 개의 감지라인의 제1 및 제2 감지전압을 입력받고, 상기 최고전압과 상기 제1 감지전압를 비교한 제1 중간비교전압과 상기 최고전압과 상기 제2 감지전압을 비교한 제2 중간비교전압을 출력하는 제1 비교회로;
    상기 제1 및 제2 중간비교전압을 논리합하여 상기 제1 비교전압을 출력하는 오어게이트;
    상기 최저전압과 상기 제1 및 제2 감지전압을 입력받고, 상기 최저전압과 상기 제1 감지전압을 비교한 제3 중간비교전압과 상기 최저전압과 상기 제2 감지전압을 비교한 제4 중간비교전압을 출력하는 제2 비교회로; 및
    상기 제3 및 제4 중간비교전압을 논리곱하여 상기 제2 비교전압을 출력하는 낸드게이트;를 포함하는 터치스크린 리드아웃회로.
  9. 제2 항에 있어서, 상기 지연부는,
    제1 차동 전압이 저장되는 제1 지연커패시터;
    상기 제1 차동 전압과 다른 주기의 제2 차동 전압이 저장되는 제2 지연커패시터; 및
    상기 제어 신호의 활성화 여부에 따라 상기 제1 차동 전압과 상기 제2 차동 전압 중 상기 이전 주기의 것을 상기 적분부로 전달하거나 상기 적분부로 전달하는 것을 차단하는 제1 스위치;를 포함하는 터치스크린 리드아웃회로.
  10. 제9 항에 있어서, 상기 지연부는,
    제1 스위칭신호에 대응하여 상기 제1 지연커패시터의 상기 제1 차동 전압을 상기 제1 스위치로 전달하는 제2 스위치; 및
    제2 스위칭신호에 대응하여 상기 제2 지연커패시터의 상기 제2 차동 전압을 상기 제1 스위치로 전달하는 제3 스위치;를 더 포함하는 터치스크린 리드아웃회로.
  11. 터치 스크린 패널의 서로 인접한 두 개의 감지라인 중 적어도 하나의 감지라인에 잡음이 인가되는 경우 제어신호를 활성화하여 제공하는 잡음검출부; 및
    상기 두 개의 감지 라인에 대한 차동 전압을 주기적으로 저장하며, 상기 차동 전압을 현재 주기에 생성된 제1 차동 전압과 이전 주기에 생성된 제2 차동 전압으로 구분하여 저장하고, 상기 제어신호의 활성화 여부에 따라 상기 이전 주기의 상기 제2 차동전압을 적분하기 위하여 전달하는 것과 상기 이전 주기의 상기 제2 차동전압의 전달을 차단하는 것을 선택적으로 수행하는 지연부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 리드아웃회로.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 잡음검출부는 상기 두 개의 감지라인의 전압들이 미리 설정한 최고전압 보다 높거나 최저전압 보다 낮은 경우 상기 제어 신호를 활성화하여 제공하는 터치스크린 리드아웃회로.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 잡음검출부는 제1 및 제2 비교전압을 생성하는 비교기를 포함하며 상기 제1 및 제2 비교 전압의 상태에 따라 활성화된 상기 제어 신호를 제공하고,
    상기 비교기는 상기 두 개의 감지라인의 전압들이 미리 설정한 최고전압 보다 높거나 최저전압 보다 낮은 경우 레벨의 차이를 갖는 상기 제1 및 제2 비교전압을 생성하고 상기 두 개의 감지라인의 전압들이 상기 최고전압과 상기 최저전압 사이의 레벨을 갖는 경우 동일 레벨을 갖는 상기 제1 및 제2 비교전압을 생성하는 터치스크린 리드아웃회로.
  14. 제13 항에 있어서, 상기 비교기는,
    상기 최고전압과 상기 두 개의 감지라인 중 하나의 제1 감지전압을 비교하는 제1 비교회로;
    상기 최고전압과 상기 두 개의 감지라인 중 다른 하나의 제2 감지전압을 비교하는 제2 비교회로;
    상기 제1 비교회로와 상기 제2 비교회로의 출력을 논리합하여 상기 제1 비교전압을 출력하는 오어게이트;
    상기 최저전압과 상기 제1 감지전압을 비교하는 제3 비교회로;
    상기 최저전압과 상기 제2 감지전압을 비교하는 제4 비교회로; 및
    상기 제3 비교회로와 상기 제4 비교회로의 출력을 논리곱하여 상기 제2 비교전압을 출력하는 낸드게이트;를 포함하는 터치스크린 리드아웃회로.
  15. 제13 항에 있어서, 상기 비교기는,
    상기 최고전압과 상기 두 개의 감지라인의 제1 및 제2 감지전압을 입력받고, 상기 최고전압과 상기 제1 감지전압를 비교한 제1 중간비교전압과 상기 최고전압과 상기 제2 감지전압을 비교한 제2 중간비교전압을 출력하는 제1 비교회로;
    상기 제1 및 제2 중간비교전압을 논리합하여 상기 제1 비교전압을 출력하는 오어게이트;
    상기 최저전압과 상기 제1 및 제2 감지전압을 입력받고, 상기 최저전압과 상기 제1 감지전압을 비교한 제3 중간비교전압과 상기 최저전압과 상기 제2 감지전압을 비교한 제4 중간비교전압을 출력하는 제2 비교회로; 및
    상기 제3 및 제4 중간비교전압을 논리곱하여 상기 제2 비교전압을 출력하는 낸드게이트;를 포함하는 터치스크린 리드아웃회로.
  16. 제11 항에 있어서, 상기 지연부는,
    제1 차동 전압이 저장되는 제1 지연커패시터;
    제2 차동 전압이 저장되는 제2 지연커패시터; 및
    상기 제어신호의 활성화 여부에 따라 상기 이전 주기의 상기 제2 차동전압을 적분하기 위하여 전달하는 것과 상기 이전 주기의 상기 제2 차동전압의 전달을 차단하는 것을 선택적으로 수행하는 스위치;를 포함하는 터치스크린 리드아웃회로.
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