KR102359763B1 - 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈 감쇠 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈 감쇠 방법 및 이를 이용한 터치 스크린 패널은 동일 센싱 시간에 터치 센서 전극과 1 개 이상의 인접 터치 센서 전극간의 커플링 노이즈 성분을 제거하여 터치 커패시턴스(Ctouch) 생성에 따른 전위 편차만을 기초로 터치 여부를 판단한다.

Description

디스플레이 장치와의 커플링 노이즈 감쇠 방법{COUPLING NOISE ATTENUATION METHOD WITH DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 터치 스크린 패널에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 터치 스크린 패널과 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈 감쇠 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 터치 스크린 패널(Touch Screen Panel)은 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Light Emitting Diode), AMOLED(Active Matrix Organic Light Emitting Diode) 등의 디스플레이 장치 위에 부착되는 것으로서, 손가락이나 펜 등의 물체가 터치될 때 해당 위치에 대응하는 신호를 발생시키는 입력장치의 하나이다. 터치 스크린 패널은 소형 휴대단말기, 산업용 단말기, DID(Digital Information Device) 등 매우 폭넓은 분야에서 이용되고 있다.
그 중에서도, 정전식 터치 스크린 패널은 투과율이 높고 소프트 터치를 인식할 수 있고, 멀티터치 및 제스처 인식이 양호하다는 장점을 갖고 있어 디스플레이 장치에서 많이 채용되고 있다.
정전식 터치 스크린의 터치 검출은 다양한 방식을 이용하여 시도될 수 있으나, 선행기술 문헌의 특허 문헌에 소개된 드라이빙 백(driving back) 현상을 이용한 터치 검출은 터치 감도를 향상시켜, 신호의 오인식의 발생을 줄일 수 있다는 점에서 효과적인 터치 검출 방식으로 인식되었다.
드라이빙 백 현상의 핵심은 터치 스크린의 터치 센서에 구동 전압을 인가한 상태에서 손과 같은 터치 입력 수단에 의한 터치 커패시턴스(Ct)가 추가되었을 때의 전압 변화를 도출하여 터치 여부를 판단함에 있다.
여러 환경에서 동작되는 터치 스크린 패널은 랜덤 혹은 주기성을 가지는 디스플레이 노이즈, 전원 노이즈, 램프 노이즈 영향을 받는다. 이러한 여러 노이즈 환경에서 사용자가 안정적으로 터치 스크린을 활용하기 위한 기술적 개선이 요구된다.
인용 문헌 : 특허등록번호 10-1848274
본원 발명은 터치 스크린 패널과 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈를 감쇠시키기 위한 효과적인 방법과 이의 방법을 이용한 터치 스크린 패널을 제공하는 것에 목적이 있다.
본 발명의 일 양태에 따른 매트릭스 형태로 배치된 복수개의 터치 센서 전극을 포함하는 터치 스크린 패널의 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈 감쇠 방법은,
(a) 제 1 터치 센서 전극의 터치 신호를 차동 증폭기의 제 1 입력으로 수신하는 단계;
(b) 제 2 터치 센서 전극의 터치 신호를 상기 차동 증폭기의 제 2 입력으로 수신하는 단계;
(c) 상기 터치 신호의 상기 커플링 노이즈에 의한 동위상의 공통 노이즈 성분이 제거된 차동 모드 출력 신호를 상기 차동 증폭기의 출력에서 획득하는 단계; 및
(d) 하나의 행(row)에 배치된 터치 센서 전극 각각에 대하여 상기 단계 (a) 내지 단계 (c)를 반복하는 단계;
(e) 상기 단계 (d)의 복수개의 상기 차동 모드 출력 신호를 복원하는 단계;를 포함한다.
바람직하게는,
상기 제 1 터치 센서 전극의 터치 신호 및 상기 제 2 터치 센서 전극의 터치 신호는 동위상의 공통 노이즈 신호를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 제 1 터치 센서 전극의 터치 신호와 상기 제 2 터치 센서 전극의 터치 신호의 차에 의해 상기 동위상의 공통 노이즈 신호가 제거되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 제 2 터치 센서 전극은 상기 제 1 터치 센서 전극으로부터 두번째 열에 위치된 터치 센서 전극이다.
바람직하게는,
상기 차동 증폭기는 상기 터치 스크린 패널의 터치 검출부에 위치되고, 상기 동위상의 공통 노이즈 성분은 시스템 노이즈를 포함한다.
본 발명의 다른 양태에 따른 매트릭스 형태로 배치된 복수개의 터치 센서 전극을 포함하는 터치 스크린 패널의 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈 감쇠 방법은,
제 1 터치 센서 전극의 터치 신호와 적어도 하나의 이웃하는 인접 터치 센서 전극의 터치 신호에서 커플링 노이즈 성분을 제거하는 단계; 및
상기 커플링 노이즈 성분이 제거된 상기 제 1 터치 센서 전극에 터치 커패시턴스(Ctouch)가 생성된 후의 전압을 상기 터치 커패시턴스(Ctouch)가 생성되기 전의 전압과 비교하여 상기 제 1 터치 센서 전극의 터치 여부를 판단하는 단계;를 포함한다.
바람직하게는,
상기 제 1 터치 센서 전극의 터치 신호 및 상기 인접 터치 센서 전극의 터치 신호는 동위상의 공통 노이즈 신호를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 제 1 터치 센서 전극의 터치 신호와 하나 이상의 인접한 터치 센서 전극의 터치 신호의 차에 의해 상기 동위상의 공통 노이즈 신호가 제거되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 인접 터치 센서 전극은 하나 이상이며, 상기 제 1 터치 센서 전극으로부터 두번째 열 이상 이격되어 좌측 및 우측에 위치된다.
바람직하게는,
상기 커플링 노이즈 성분을 제거하는 단계는 차동 증폭기를 이용하여 수행된다.
바람직하게는,
상기 커플링 노이즈 성분을 제거하는 단계에서 상기 인접 터치 센서 전극이 N개일 경우 상기 차동 증폭기의 음극으로 입력되는 신호는 상기 인접 터치 센서 전극의 각각의 터치 신호 세기의 1/N 씩을 갖는, 터치 스크린 패널의 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈 감쇠 방법.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈 감쇠 방법 및 이를 이용한 터치 스크린 패널은 동일 센싱 시간에 터치 센서 전극과 1 개 이상의 인접 터치 센서 전극간의 커플링 노이즈 성분을 제거하여 터치 커패시턴스(Ctouch) 생성에 따른 전위 편차만을 기초로 터치 여부를 판단한다.
커플링 노이즈 성분을 제거하여, 프로세싱 타임(processing time)을 최적화할 수 있고, 빠른 응답 시간을 유지할 수 있는 터치 스크린 패널을 가능하게 한다.
도 1은 작동중인 터치 스크린 패널의 터치 센서 전극과 디스플레이 장치간의 정전 용량(Cdisplay)를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈가 없을 때의 이상적인 상황에서의 터치 스크린 패널의 터치 신호 검출 회로도(도 2(a))와 검출된 터치 신호를 개략적으로 도시한 도면(도 2(b))이다.
도 3은 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈가 존재하는 상황에서의 터치 스크린 패널의 터치 신호 검출 회로도(도 3(a))와 검출된 터치 신호를 개략적으로 도시한 도면(도 3(b))이다.
도 4는 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈가 존재하는 상황에서의 터치 스크린 패널의 터치 신호 검출 회로도(도 4(a))와 검출된 터치 신호의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면(도 4(b) 및 도 4(c))이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈를 제거하는 방법의 일 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈를 제거하기 위한 터치 스크린 패널의 터치 신호 검출 회로도(도 6(a))와 커플링 노이즈 성분이 제거된 결과 신호의 예를 개략적으로 도시한 도면(도 6(b)이다.
도 7은 도 6의 커플링 노이즈 성분이 제거된 신호(도 7(a))에 대하여 가우시안(Gaussian) 신호로 복원한 결과를 개략적으로 도시한 도면(도 7(b))이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈를 제거하기 위한 터치 스크린 패널의 터치 신호 검출 회로도(도 8(a))와 커플링 노이즈 성분이 제거된 결과 신호의 예를 개략적으로 도시한 도면(도 8(b)이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈를 제거하기 위한 터치 스크린 패널의 터치 신호 검출 회로도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈를 제거하기 위한 터치 스크린 패널의 터치 신호 검출 회로도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈 감쇠 방법의 흐름도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈 감쇠 방법의 흐름도를 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공기 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
도 1은 작동중인 터치 스크린 패널의 터치 센서 전극과 디스플레이 장치간의 정전 용량(Cdisplay)를 개략적으로 도시한 도면이다.
터치 스크린 패널(110)은 매트릭스 형태로 배치된 복수개의 터치 센서 전극(120)을 포함한다. 도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이, 터치 입력 수단(예를 들어, 손가락)(140)이 터치 스크린 패널을 터치한 때, 터치된 터치 센서 전극(120-n)에 터치 커패시턴스(Ctn)이 생성된다. 동시에 이웃하는 터치 센서 전극과 터치 커패시턴스(Ctn-1; Ctn+1)도 생성된다.
또한, 터치 스크린 패널과 디스플레이 장치가 동작중인 동안에, 이웃하는 터치 센서 전극간에 기생 커패시턴스(Cparasitic)(160)과 생성되고, 디스플레이 장치(170)와의 사이에서 디스플레이 커패시턴스(Cdisplay)(190)가 생성된다.
터치 입력 수단의 터치를 검출할 때에 터치 커패시턴스(Ctn), 터치 터패시턴스(Ctn-1; Ctn+1), 기생 커패시턴스(Cparasitic) 및 디스플레이 커패시턴스(Cdisplay)를 모두 고려하여야 한다.
특별히, 디스플레이 커패시턴스를 통한 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈는 안정적으로 터치를 검출하기 위하여 제거되어야 하는 요소 중 하나이다.
도 2는 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈가 없을 때의 이상적인 상황에서의 터치 스크린 패널의 터치 신호 검출 회로도(도 2(a))와 검출된 터치 신호를 개략적으로 도시한 도면(도 2(b))이다.
도 2(a)는 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈가 없을 때의 이상적인 상황에서 터치 스크린 패널의 터치 신호 검출 회로도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2(a)의 터치 구동부(260)는 터치 드라이브 IC내에 위치되어 터치 구동 신호를 제공 등을 포함하여 터치 스크린 패널을 전체적으로 제어한다.
도 2(a)의 버퍼(220) 및 증폭기(240)는 터치 검출부에 위치된 선행기술 문헌의 특허 문헌(특허등록번호 10-1848274)의 버퍼(14-1) 및 증폭기(14-2)에 대응할 수 있다.
드라이빙 백 현상에 의해 발생한 전압은 버퍼(220)로 전달된다. 버퍼(220)의 입력단은 통상 하이 임피던스(High Impedance, 이하 Hi-z라 칭함)로 유지된다. Hi-z 상태로 유지하는 이유는, 드라이빙 백 현상이 Hi-z인 상태에서 검출해야 검출시간을 길게 할 수 있기 때문이다. 즉, Hi-z 상태에서는 고립된 전하의 방전 경로가 없으므로 드라이빙 백에 의해 형성된 전압의 레벨이 최소한의 변형으로 오래 유지된다.
버퍼(220)에서 출력된 신호는 증폭기(240)로 입력된다.
도 2(a)의 회로도는 디스플레이 커패시턴스(Cdisplay)(190)의 존재가 배제된 상태의 이상적인 상황에서의 터치 검출을 개략적으로 보여준다.
도 2(b)는 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈가 없을 때의 이상적인 상황에서 검출된 터치 신호를 개략적으로 도시한 도면이다.
터치 센서 전극의 터치 신호 즉, 드라이빙 백 신호는 터치 구동부(260)의 센싱 제어 타이밍에 따라 동작이 이루어질 수 있으며, △ts 에서 터치 센서 전극의 터치 신호를 검출할 수 있다.
터치가 수행된 터치 센서 전극(120-n)의 경우 손가락(140)과 터치 센서 전극(120-n)사이에 발생되는 커패시턴스 CT(n) 크기에 비례하는 △VCT(n)의 전압편차가 나타나며, 이 전압 편차가 임계 전압(VTH)보다 크면 좌표 검출 프로세스를 통해 해당 터치 센서 전극의 터치 여부를 판단한다.
도 2(b)의 VSystem Noise (290)는 교류(AC) 성분의 랜덤 시스템 노이즈 성분을 개략적으로 도시한 것이다.
터치 센서 전극(120-n)에 터치가 수행된 경우, 도 2(b)의 점선으로 도시된 바와 같이, 최종 터치 검출 신호는 가우시안 형태의 신호로 출력된다.
도 3은 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈가 존재하는 상황에서의 터치 스크린 패널의 터치 신호 검출 회로도(도 3(a))와 검출된 터치 신호를 개략적으로 도시한 도면(도 3(b))이다.
도 3(a)는 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈가 존재하는 상황에서의 터치 스크린 패널의 터치 신호 검출 회로도를 도시한 도면이다.
도 2(a)와 비교하여, 도 3(a)의 회로도에는 디스플레이 구동부(310)에 의하여 디스플레이 커패시턴스(Cdisplay)(190)가 추가되어 있다.
도 3(b)의 검출된 터치 신호를 보면, 도 2(b)에 비교하여, 커플링 노이즈(△VDisplay Noise)(320)가 추가로 포함되어 있다. 디스플레이 장치(170)가 △Display 주기로 제어될 때, 디스플레이 장치의 구동 신호는 디스플레이 커패시턴스(CDisplay)를 통해 터치 패드에 영향을 주게 되는데 터치 센서 전극(120)에서는 디스플레이 구동 주기 (△tDisplay)가 같고 디스플레이 커패시턴스(CDisplay) 크기와 비례하여 나타난다 (△VDisplay Noise).
도 4는 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈가 존재하는 상황에서의 터치 스크린 패널의 터치 신호 검출 회로도(도 4(a))와 검출된 터치 신호의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면(도 4(b) 및 도 4(c))이다.
도 4(b) 및 도 4(c)는 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈가 존재하는 상황에서의 검출된 터치 신호의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
터치 센서 전극(120)의 구동 주기와 디스플레이 구동부(310) 신호 주기는 비동기 형태를 가지며, 이 비동기 형태의 주기의 위상 편차의 영향으로 서로 다른 △VCT(n) 의 전압편차가 발생되며, 이러한 센싱 신호는 중심(Peak)의 변화로 인해,
좌표 데이터 출력시 지터(Jitter) 현상(도 4(c))이나, 좌표가 2개로 분리되는 고스트 터치(Ghost Touch)(도 4(b) 현상 등의 오류가 발생될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈를 제거하는 방법의 일 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5에 도시된 방법은 디스플레이 노이즈 신호가 발생한 때, 센싱 구동 주기 △t(m) 동안의 신호 (△VCT0)를 평균하여 처리하거나 별도의 프로세싱을 통해 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈를 제거하여 처리한다.
그러나 이러한 방식은 신호의 정확도가 낮고 프로세싱 타임을 유지해야 하는 단점이 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈를 제거하기 위한 터치 스크린 패널의 터치 신호 검출 회로도(도 6(a))와 커플링 노이즈 성분이 제거된 결과 신호의 예를 개략적으로 도시한 도면(도 6(b)이다.
도 6(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈를 제거하기 위한 터치 스크린 패널의 터치 신호 검출 회로도를 도시한 도면이다.
도 2 내지 도 4의 회로도와 달리, 도 6(a)의 증폭기는 차동 증폭기(620)로 구성된다.
동일 센싱 시간 △ts 를 가지는 터치 센서 전극 신호를 인접 센서 전극 신호와의 차이를 출력하는 구동 회로를 통해 디스플레이 노이즈 신호와 시스템 노이즈 신호를 제거하는 것을 기본 개념으로 한다.
디스플레이 노이즈 신호와 시스템 노이즈 신호가 제거된 상태에서 터치 센서 전극의 터치 신호의 전압 편차만 전달하여 터치 여부를 판단한다.
구체적으로, 제 1 터치 센서 전극(120-1)의 터치 신호(X1)를 차동 증폭기(620-1)의 제 1 입력(+ 단자)으로 수신한다.
제 2 터치 센서 전극(120-2)의 터치 신호(X2)를 차동 증폭기(620-1)의 제 2 입력(-단자)으로 수신한다.
차동 증폭기(620-1)는 커플링 노이즈에 의한 동위상의 공통 노이즈 성분이 제거된 차동 모드 출력 신호(Y1=X1-X2)를 출력한다. 커플링 노이즈에 의한 동위상의 공통 노이즈 성분은 시스템 노이즈를 포함한 개념으로 이해할 수 있다.
위의 차동 증폭기의 동작을 하나의 행(row)에 배치된 터치 센서 전극 각각에 대하여 반복적으로 수행한다(Y2=X2-X3; Y3=X3-X4; Y4=X4-X5; Y5=X5-X6; Y6=X6-X7; Y7=X7-Xn).
커플링 노이즈에 의한 동위상의 공통 노이즈 성분이 제거된 차동 모드 출력 신호의 한 행에 속한 복수개(예를 들어, 7개)의 결과 신호가 도 6(b)에 도시된다.
도 7은 도 6의 커플링 노이즈 성분이 제거된 신호(도 7(a))에 대하여 가우시안(Gaussian) 신호로 복원한 결과를 개략적으로 도시한 도면(도 7(b))이다.
도 6의 커플링 노이즈 성분이 제거된 신호(도 7(a))에 대하여 가우시안(Gaussian) 신호로 복원한 단계를 거친 후의 출력 신호(도 7(b)를 도시한다.
드라이빙 백 차동 모드 출력 신호는 인접 터치 센서 전극과의 신호편차만이 출력되므로, 신호 복원을 통해 단일 엔디드 모드(Single Ended Mode)의 신호와 같이 가우시안 신호 형태를 갖는다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈를 제거하기 위한 터치 스크린 패널의 터치 신호 검출 회로도(도 8(a))와 커플링 노이즈 성분이 제거된 결과 신호의 예를 개략적으로 도시한 도면(도 8(b)이다.
도 8(a)은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈를 제거하기 위한 터치 스크린 패널의 터치 신호 검출 회로도를 도시한다.
도 8(a)는 도 7(a)와 유사하지만, 차동 증폭기(620)의 마이너스 단자에 입력되는 신호가 다르다. 도 8(a)의 차동 증폭기(620-2)의 양의 단자(+)에 입력되는 터치 센서 전극의 터치 신호(X2)이다. 차동 증폭기(620-2)의 음의 단자(-)에 입력되는 터치 센서 전극의 터치 신호는 터치 센서 전극(120-2)의 좌측에 위치된 터치 센서 전극(120-1)의 터치 신호의 절반(X1/2)과 터치 센서 전극(120-2)의 우측에 위치된 터치 센서 전극(120-3)의 터치 신호의 절반(X3/2)의 합의 크기와 같다.
차동 증폭기(620-2)는 커플링 노이즈에 의한 동위상의 공통 노이즈 성분이 제거된 차동 모드 출력 신호(Y2=X2-(X1+X3)/2)를 출력한다.
차동 모드 출력 신호를 획득하는 프로세스를 하나의 행(row)에 배치된 터치 센서 전극 각각에 대하여 반복적으로 수행한다(Y1=X1-(xa+X2)/2; Y3=X3-(x2+X4)/2; Y4=X4-(x3+X5)/2; Y5=X5-(x4+X6)/2; Y6=X6-(x5+X7)/2); Y7=X7-(x6+Xb)/2)(여기서, xa와 xb는 디폴트(default) 터치 신호일 수 있다).
커플링 노이즈에 의한 동위상의 공통 노이즈 성분이 제거된 차동 모드 출력 신호의 한 행에 속한 복수개(예를 들어, 7개)의 결과 신호가 도 8(b)에 도시된다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈를 제거하기 위한 터치 스크린 패널의 터치 신호 검출 회로도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9에 도시된 터치 스크린 패널의 터치 신호 검출 회로도는 도 6(a)의 회로도와 유사하지만, 제 1 차동 증폭기의 음의 단자(-)단자에 입력되는 신호가 제 2 터치 전극 센서의 터치 신호(X2)가 아니라 제 3 터치 전극 센서의 터치 신호(X3)이라는 점이 다르다.
하나의 행(row)에 배치된 터치 센서 전극 각각에 대하여 반복적으로 수행된 차동 모드 출력 신호는 다음과 같다 : Y1=X1-X3; Y2=X2-X4; Y3=X3-X5; Y4=X4-X6; Y5=X5-X7; Y6=X6-X(b); Y7=X7-X(b+1))(여기서, xa와 xb는 사전 설정된 디폴트(default) 터치 신호일 수 있다).
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈를 제거하기 위한 터치 스크린 패널의 터치 신호 검출 회로도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10은 다른 실시예에 따른 터치 신호 검출 회로도를 개략적으로 도시한 도면이다.
하나의 행(row)에 배치된 터치 센서 전극 각각에 대하여 반복적으로 수행된 차동 모드 출력 신호는 다음과 같다 : (Y1=X1-(x(a+1)+X3)/2; Y2=X2-(x(a)+X4)/2; Y3=X3-(x1+X5)/2; Y4=X4-(x2+X6)/2; Y5=X5-(x3+X7)/2; Y6=X6-(x4+X(b))/2); Y7=X7-(x5+X(b+1))/2)(여기서, x(a), x(a+1), x(b),와 x(b+1)는 사전 설정된 디폴트(default) 터치 신호일 수 있다).
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈 감쇠 방법의 흐름도를 개략적으로 도시한 도면이다.
매트릭스 형태로 배치된 복수개의 터치 센서 전극을 포함하는 터치 스크린 패널의 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈 감쇠 방법은 도 11에 도시된 흐름도에 따라 수행될 수 있다.
차동 증폭기에서 제 1 터치 센서 전극의 터치 신호를 차동 증폭기의 제 1 입력으로 수신한다(S1100).
차동 증폭기에서 제 2 터치 센서 전극의 터치 신호를 상기 차동 증폭기의 제 2 입력으로 수신한다(S1110).
차동 증폭기의 출력에서 터치 신호의 커플링 노이즈에 의한 동위상의 공통 노이즈 성분이 제거된 차동 모드 출력 신호를 획득한다(S1120).
하나의 행(row)에 배치된 터치 센서 전극 각각에 대하여 S1100 내지 S1120를 반복하여 복수개의 차동 모드 출력 신호를 획득한다(S1130).
복수개의 차동 모드 출력 신호를 가우시안(Gaussian) 신호로 복원한다(S1140).
제 1 터치 센서 전극의 터치 신호 및 제 2 터치 센서 전극의 터치 신호는 각각 터치 입력 수단(예를 들어, 손가락)의 제 1 터치 센서 전극의 터치 및 제 2 터치 센서 전극의 터치에 의해 유발된 전압 신호이다.
터치 입력 수단에 의해 유발된 전압 신호는 터치 센서 전극에 터치 커패시턴스(Ctouch)가 생성된 후의 전압 신호이다.
제 2 터치 센서 전극의 터치 신호는 제 2 터치 센서 전극의 좌측에 위치된 터치 센서 전극의 터치 신호의 절반과 제 2 터치 센서 전극의 우측에 위치된 터치 센서 전극의 터치 신호의 절반의 합의 크기와 같다.
제 2 터치 센서 전극은 제 1 터치 센서 전극의 우측에 위치되되, 제 1 터치 센서 전극으로부터 두번째 열에 위치된 터치 센서 전극이다.
터치에 의해 유발된 전압 신호는 드라이빙 백 현상을 이용하여 터치 센서 전극에 입력된 교류 신호의 상승 에지 또는 하강 에지에서 발생한다.
차동 증폭기는 터치 스크린 패널의 터치 검출부에 위치되고, 동위상의 공통 노이즈 성분은 시스템 노이즈를 포함한다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈 감쇠 방법의 흐름도를 개략적으로 도시한 도면이다.
매트릭스 형태로 배치된 복수개의 터치 센서 전극을 포함하는 터치 스크린 패널의 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈 감쇠 방법은 도 12의 흐름도에 따라 수행될 수 있다.
제 1 터치 센서 전극의 터치 신호와 적어도 하나의 이웃하는 인접 터치 센서 전극의 터치 신호에서 커플링 노이즈 성분을 제거한다(S1200).
커플링 노이즈 성분이 제거된 제 1 터치 센서 전극에 터치 커패시턴스(Ctouch)가 생성된 후의 전압을 터치 커패시턴스(Ctouch)가 생성되기 전의 전압과 비교하여 제 1 터치 센서 전극의 터치 여부를 판단한다(S1210).
인접 터치 센서 전극은 하나 이상일 수 있으며, 제 1 터치 센서 전극으로부터 두번째 열 이상 이격되어 좌측 및 우측에 위치될 수 있다.
S1200에서의 커플링 노이즈 성분을 제거하는 단계는 차동 증폭기를 이용하여 수행된다.
커플링 노이즈 성분을 제거하는 단계에서 인접 터치 센서 전극이 N개일 경우 차동 증폭기의 음극으로 입력되는 신호는 상기 인접 터치 센서 전극의 각각의 터치 신호 세기의 1/N 씩을 갖는다.
이상, 상세히 설명한 본 발명의 각 실시예들은, 개별적으로 실시되거나, 또는 서로 결합되어 혼용 실시될 수도 있다. 이와 같이 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다. 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

Claims (11)

  1. 매트릭스 형태로 배치된 복수개의 터치 센서 전극을 포함하는 터치 스크린 패널의 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈 감쇠 방법에 있어서,
    (a) 제 1 터치 센서 전극의 터치 신호를 차동 증폭기의 제 1 입력으로 수신하는 단계;
    (b) 제 2 터치 센서 전극의 터치 신호를 상기 차동 증폭기의 제 2 입력으로 수신하는 단계;
    (c) 상기 터치 신호의 상기 커플링 노이즈에 의한 동위상의 공통 노이즈 성분이 제거된 차동 모드 출력 신호를 상기 차동 증폭기의 출력에서 획득하는 단계; 및
    (d) 하나의 행(row)에 배치된 터치 센서 전극 각각에 대하여 상기 단계 (a) 내지 단계 (c)를 개별적으로 수행하는 단계;
    (e) 상기 단계 (d)의 복수개의 상기 차동 모드 출력 신호를 가우시안 신호로 복원하는 단계;를 포함하는, 터치 스크린 패널의 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈 감쇠 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 터치 센서 전극의 터치 신호 및 상기 제 2 터치 센서 전극의 터치 신호는 동위상의 공통 노이즈 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는, 터치 스크린 패널의 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈 감쇠 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 터치 센서 전극의 터치 신호와 상기 제 2 터치 센서 전극의 터치 신호의 차에 의해 상기 동위상의 공통 노이즈 신호가 제거되는 것을 특징으로 하는, 터치 스크린 패널의 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈 감쇠 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 터치 센서 전극은 상기 제 1 터치 센서 전극으로부터 두번째 열에 위치된 터치 센서 전극인, 터치 스크린 패널의 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈 감쇠 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 차동 증폭기는 상기 터치 스크린 패널의 터치 검출부에 위치되고, 상기 동위상의 공통 노이즈 성분은 시스템 노이즈를 포함하는, 터치 스크린 패널의 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈 감쇠 방법.
  6. 매트릭스 형태로 배치된 복수개의 터치 센서 전극을 포함하는 터치 스크린 패널의 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈 감쇠 방법에 있어서,
    제 1 터치 센서 전극의 터치 신호와 적어도 하나의 이웃하는 인접 터치 센서 전극의 터치 신호에서 커플링 노이즈 성분을 제거하는 단계; 및
    상기 커플링 노이즈 성분이 제거된 상기 제 1 터치 센서 전극에 터치 커패시턴스(Ctouch)가 생성된 후의 전압을 상기 터치 커패시턴스(Ctouch)가 생성되기 전의 전압과 비교하여 상기 제 1 터치 센서 전극의 터치 여부를 판단하는 단계;를 포함하되,
    상기 커플링 노이즈 성분을 제거하는 단계는,
    차동 증폭기를 이용하여 상기 터치 신호의 상기 커플링 노이즈에 의한 동위상의 공통 노이즈 성분이 제거된 차동 모드 출력 신호를 획득하는 단계;
    하나의 행(row)에 배치된 터치 센서 전극에 대하여 복수개의 상기 차동 모드 출력 신호를 획득하는 단계; 및
    상기 복수개의 차동 모드 출력 신호를 가우시안 신호로 복원하는 단계;에 의해 수행되는, 커플링 노이즈 감쇠 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 터치 센서 전극의 터치 신호 및 상기 인접 터치 센서 전극의 터치 신호는 동위상의 공통 노이즈 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는, 터치 스크린 패널의 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈 감쇠 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 터치 센서 전극의 터치 신호와 하나 이상의 인접한 터치 센서 전극의 터치 신호의 차에 의해 상기 동위상의 공통 노이즈 신호가 제거되는 것을 특징으로 하는, 터치 스크린 패널의 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈 감쇠 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 인접 터치 센서 전극은 하나 이상이며, 상기 제 1 터치 센서 전극으로부터 두번째 열 이상 이격되어 좌측 및 우측에 위치되는, 터치 스크린 패널의 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈 감쇠 방법.
  10. 삭제
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 커플링 노이즈 성분을 제거하는 단계에서 상기 인접 터치 센서 전극이 N개일 경우 상기 차동 증폭기의 음극으로 입력되는 신호는 상기 인접 터치 센서 전극의 각각의 터치 신호 세기의 1/N 씩을 갖는, 터치 스크린 패널의 디스플레이 장치와의 커플링 노이즈 감쇠 방법.

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