KR102575988B1 - 인터럽트 방식을 이용하여 저 소비 전력을 구현한 터치 스크린 및 이를 이용한 센싱 방법 - Google Patents

인터럽트 방식을 이용하여 저 소비 전력을 구현한 터치 스크린 및 이를 이용한 센싱 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102575988B1
KR102575988B1 KR1020210052650A KR20210052650A KR102575988B1 KR 102575988 B1 KR102575988 B1 KR 102575988B1 KR 1020210052650 A KR1020210052650 A KR 1020210052650A KR 20210052650 A KR20210052650 A KR 20210052650A KR 102575988 B1 KR102575988 B1 KR 102575988B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
touch
touch screen
idle mode
sensor
sensing
Prior art date
Application number
KR1020210052650A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20220145705A (ko
Inventor
김형걸
Original Assignee
주식회사 지2터치
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 지2터치 filed Critical 주식회사 지2터치
Priority to KR1020210052650A priority Critical patent/KR102575988B1/ko
Priority to US17/694,521 priority patent/US11656731B2/en
Priority to CN202210421363.7A priority patent/CN115237273A/zh
Publication of KR20220145705A publication Critical patent/KR20220145705A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102575988B1 publication Critical patent/KR102575988B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0446—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a grid-like structure of electrodes in at least two directions, e.g. using row and column electrodes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0412—Digitisers structurally integrated in a display
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/26—Power supply means, e.g. regulation thereof
    • G06F1/32—Means for saving power
    • G06F1/3203—Power management, i.e. event-based initiation of a power-saving mode
    • G06F1/3234—Power saving characterised by the action undertaken
    • G06F1/325—Power saving in peripheral device
    • G06F1/3262—Power saving in digitizer or tablet
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04164—Connections between sensors and controllers, e.g. routing lines between electrodes and connection pads
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04166—Details of scanning methods, e.g. sampling time, grouping of sub areas or time sharing with display driving
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D10/00—Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)

Abstract

본원 발명의 터치 스크린에 따르면, 유휴 모드에서의 터치 센싱을 각 행 혹은 열 라인들을 바텀 업 혹은 탑 다운 등의 폴링 방식을 이용하지 않고 터치 이벤트 캡쳐링에 의한 인터럽트로 방식을 이용함으로써 개선된 터치 응답 속도와 저 소비전력을 갖는 터치 스크린을 구현할 수 있다.

Description

인터럽트 방식을 이용하여 저 소비 전력을 구현한 터치 스크린 및 이를 이용한 센싱 방법 {A TOUCH SEREEN IMPLEMENTING LOW POWER CONSUMPTION USING INTERRUPT METHOD AND SENSING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 터치 스크린에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인터럽트(interrupt) 방식을 이용하여 저 소비 전력을 구현하는 터치 스크린에 관한 것이다.
일반적으로 터치 스크린은, 스마트 폰, PDA(Personal Digital Assistants), 그리고 PMP(Portable Multimedia Player) 등과 같은 모바일 기기는 물론, 네비게이션, 넷북, 노트북, 태블릿 PC, DID(Digital Information Device), 그리고 IPTV(Internet Protocol TV) 등과 같은 다양한 유형의 전자 장치에 적용될 수 있다.
터치 스크린은, LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), 그리고 강성(Rigid), 가요적(Flexible), 그리고 접이식(Foldable Type)으로 구분되는 OLED(Organic Light Emitting Diode) 디스플레이 등과 같은 다양한 유형의 디스플레이 상판 위에 외장되거나, 디스플레이 내부에 일체형으로 내장될 수 있다.
터치 스크린이 적용되는 디스플레이는, 터치 스크린 부착형(add-on type) 디스플레이, 터치 스크린 상판형(on-cell type) 디스플레이, 그리고 터치 스크린 내장형(in-cell type) 디스플레이 등으로 다양하게 구분될 수 있다.
터치 스크린은, 예를 들어, 저항막 방식, 정전용량 방식, 전자기 유도 방식, 적외선 방식, 또는 초음파 방식 등과 같은 다양한 유형의 터치 방식이 적용될 수 있다.
정전용량(Capacitive) 방식이 적용되는 터치 스크린은, 예를 들어, 손가락 또는 전자 펜 등과 같은 터치 입력 도구가, 터치 스크린에 배열된 터치 센서(touch sensor)에 접촉 또는 접근함에 따라, 터치 센서에서 생성되는 터치 커패시턴스(Ct: touch capacitance)에 의한 전압 변화에 기반하여, 터치 여부 및 터치 위치를 검출할 수 있다.
터치 스크린은 통상적으로 2개의 모드에서 동작한다 : (1) 터치 입력 도구에 의한 행(row) 단위로 또는 열(column) 단위로 터치 센서의 터치 여부를 센싱하는 활성 모드(active mode) 및 (2) 터치 센서의 센싱을 대기하는 유휴 모드(idle mode)로 구별된다.
종래의 터치 스크린은 활성 모드와 유휴 모드, 둘 모두에서 폴링 방식으로 유지되었다. 폴링 방식은, 터치 스크린의 터치 센서를 주기적으로 센싱하여 터치 여부를 판단한다.
구체적으로, 터치 스크린의 활성 모드에서는 예를 들어, 120Hz의 특정 전압 신호를 인가하여 터치 센싱을 감지하고, 유휴 모드에서는 예를 들어, 30Hz의 신호를 인가하여 센싱을 대기하는 상태를 유지하였다.
기존 터치 스크린에서는 유휴 모드에서도 활성 모드 보다는 저 주파수이기는 하지만, 특정 주파수의 신호를 인가함으로써 비교적 큰 소모 전력이 발생하였다.
이에, 유휴 모드에서의 소비 전력을 특정 값 이하로 낮추기 위한 요구가 있다.
특허 출원 번호 : 제 10-2016-0113596
본 발명은 유휴 모드(idle mode)에서의 터치 센싱 검출을 각 행 혹은 각 열 을 바텀 업(bottom up) 혹은 탑 다운(top down) 등의 폴링(polling) 방식을 이용하지 않고 터치 이벤트 캡쳐링(touch event capturing) 등과 같은 인터럽트(interrupt) 방식을 이용함으로써 터치 스크린의 터치 응답 속도를 개선하고 소비전력을 최소화를 구현하는데 그 목적이 있다.
본원 발명의 일 실시예에 따라 복수의 터치 센서들을 포함하는 터치 스크린이 제공되고, 상기 터치 스크린은,
폴링 방식으로 적어도 하나 이상의 상기 터치 센서의 센싱 상태 또는 구동 상태를 유지하는 활성 모드(active mode);
상기 터치 센서의 터치 입력을 대기하는 유휴 모드(idle mode);에서 동작하되,
상기 터치 센서들 중 적어도 하나의 터치 센서의 터치 이벤트 캡쳐에 의한 인터럽트(interrupt) 방식을 이용하여 상기 유휴 모드에서 상기 활성 모드로의 전환을 수행하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 유휴 모드에서 상기 터치 스크린은 최소 소비 전력을 소모하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 터치 이벤트 캡쳐에 의한 인터럽트 방식은
상기 유휴 모드에서 터치가 있을 경우 적어도 하나의 상기 터치 센서에 의해 생성된 터치 캐패시턴스에 의한 전압 변화를 감지하는 것을 포함한다.
바람직하게는,
상기 유휴 모드에서 상기 터치 스크린은 제 1 회로부를 통하여 상기 터치 이벤트를 캡쳐하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제 1 회로부는 감지, 비교, 래치 기능을 포함한다.
바람직하게는,
상기 활성 모드에서 상기 터치 스크린은 제 2 회로부를 통하여 상기 터치 센서의 센싱 상태에서 터치 좌표를 추출하는 동작을 수행하거나 또는 상기 구동 상태에서 적어도 하나 이상의 특정 전압을 상기 터치 센서에 인가하는 것을 특징으로 한다.
본원 발명의 다른 실시예에 따라 복수의 터치 센서를 포함하는 터치 스크린의 센싱 방법이 제공되고, 상기 터치 스크린 센싱 방법은,
활성 모드(active mode)에서 폴링(polling) 방식으로 적어도 하나의 상기 터치 센서를 센싱 상태 또는 구동 상태로 유지하는 단계;
소정 기간 상기 터치 센서의 터치 입력이 없을 경우 유휴 모드(idle mode)로 진입하는 단계; 및
상기 터치 센서들 중 적어도 하나의 터치 센서의 터치 이벤트 캡쳐(capture)에 의한 인터럽트(interrupt) 방식을 이용하여 상기 활성 모드로 회귀하는 단계;를 포함한다.
바람직하게는,
상기 유휴 모드에서 상기 터치 스크린은 최소 소비 전력을 소모하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 터치 이벤트 캡쳐에 의한 인터럽트 방식은
상기 유휴 모드에서 터치가 있을 경우 적어도 하나의 상기 터치 센서에 의해 생성된 터치 캐패시턴스에 의한 전압 변화를 감지하는 것을 포함한다.
바람직하게는,
상기 유휴 모드에서 상기 터치 스크린은 제 1 회로부를 통하여 상기 터치 이벤트를 캡쳐하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 제 1 회로부는 감지, 비교, 래치 기능을 포함한다.
바람직하게는,
상기 활성 모드에서 상기 터치 스크린은 제 2 회로부를 통하여 상기 터치 센서의 센싱 상태에서 터치 좌표를 추출하는 동작을 수행하거나 또는 상기 구동 상태에서 적어도 하나 이상의 특정 전압을 상기 터치 센서에 인가하는 것을 특징으로 한다.
본원 발명의 실시예에 따르면, 유휴 모드에서의 터치 센싱을 각 행 혹은 열 라인들을 바텀 업 혹은 탑 다운 등의 폴링 방식을 이용하지 않고 터치 이벤트 캡쳐링에 의한 인터럽트로 방식을 이용함으로써 개선된 터치 응답 속도와 저 소비전력을 갖는 터치 스크린을 구현할 수 있다.
본원 발명의 터치 스크린은 유휴 모드(Idle State)에서 효율적인 시퀀스를 적용하여 터치 검출의 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본원 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린의 구성 및 동작 회로를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2은 도 1의 실시예에 대하여 센서, 센서 스위치, 먹스 및 터치 드라이브 IC(TDI) 동작을 보다 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 3는 도 1의 실시예에 대하여 활성 모드(active mode) 또는 유휴 모드(idle mode)시 드라이브 IC(TDI) 동작을 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본원 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린의 모드 전환시의 흐름도를 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 및 실시예를 참조하여 상세히 설명한다.
본원 발명의 터치 스크린은 유휴 모드에서의 터치 여부를 각 행 혹은 열 라인들을 바텀 업 혹은 탑 다운의 폴링(polling) 방식을 이용하지 않고 터치 이벤트 캡쳐링에 의한 인터럽트 방식을 이용함으로써 개선된 터치 응답 속도와 저 소비전력을 갖는다.
본원 발명은 유휴 모드에서 활성 모드로의 모드 전환을 인터럽트 방식을 채용함으로써 유휴 모드에서의 소비 전력의 소모를 최소화할 수 있다. 인터럽트 방식은 상기에서 논의된 폴링 방식과는 대비되는 개념으로, 정상상태(Steady state)로 대기하고 있다가 복수의 터치 센서들에 임의의 터치 이벤트가 생성될 경우 커패시턴스의 변화를 캡쳐링하면, MCU(153)에 의해 인터럽트되어 모드 전환을 위한 적절한 처리(interrupt service)를 수행할 수 있도록 하는 것이다.
활성 모드와 유휴 모드 양쪽에서 폴링 방식으로 센싱을 처리하는 종래의 터치 스크린과는 달리 본원 발명의 터치 스크린은 유휴 모드에서는 터치 센서들을 스캐닝하면서 특정 전압을 주기적으로 인가하지 않고, 단지 모드 전환을 위한 이벤트 캡쳐링 신호를 센싱하는 처리만을 수행함으로써 소모 전력을 최소화한다.
본원 발명의 터치 스크린은 유휴 모드(Idle mode)에서 효율적인 시퀀스를 적용하여 터치 검출의 성능을 향상시킬 수 있다.
활성 모드 (active mode)에서는 터치 센서의 터치 여부를 검출하기 위해 임의의 DC 전압 또는 그라운드(GND) 전압이 상기 터치 드라이브 IC(TDI)로부터 상기 터치 센서로 인가된다.
한편 유휴 모드(Idle State)에서는 터치 입력 수단에 의한 터치 행위가 있을 경우 적어도 하나의 터치 센서에 생성된 캐패시턴스에 의한 전압 변화를 검출하여 활성 모드로의 모드 전환을 수행한다.
본원 발명의 터치 스크린은 활성 모드에서 특정 전압을 인가하기 위한 회로부와 유휴 모드에서 특정 터치 이벤트를 캡쳐하기 위한 회로부가 별개로 구성하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본원 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린의 구성 및 동작 회로를 개략적으로 도시한 도면이다.
본원 발명의 터치 스크린(100)은 도 1에 도시된 바와 같이, 다수의 터치 센서(110), 다수의 센서 신호선(120), 다수의 센서 스위치(130), 다수의 먹스(140), 그리고 터치 드라이브 IC(150)를 포함한다.
터치 센서(110)은 예를 들어, 다수의 행(row)와 열(column)의 매트릭스(matrix) 형태로 배열될 수 있고, 센서 신호선(120)은, 터치 센서(110)에 각각 독립적으로 연결될 수 있다.
센서 신호선(120)은 터치 센서(110)에 의해 생성되는 터치 커패시턴스(Ct)에 의한 전압의 변화를 먹스(140)를 통해 상기 터치 드라이브 IC(150)으로 전달하며, 도 1에 도시된 바와 같이, 각 열에 속하는 터치 센서의 일측(예: 우측)에 나란히 배열될 수 있다.
센서 스위치(130)(SW)는 센서 스위치 제어 신호에 따라 온/오프되어 모드를 스위칭하거나 또는 터치 센서의 동작 상태를 스위칭한다.
센서 스위치(SW)는 터치 센서의 모드 전환을 제어할 수 있다.
그런 면에서, 센서 스위치(SW)는, 예를 들어, 상태 전환 스위치(state conversion SW) 등과 같이 임의의 다른 명칭으로도 지칭될 수 있다.
먹스(140)는 다량의 입력 및 출력(Input & Output)을 제어하는 스위칭 기능을 구현하며 디스플레이 픽셀 구동에 사용되는 TFT(Thin Film Transistors)와 동일한 TFT로 구성할 수 있으며 이는 터치 드라이브 IC(150)의 외부에 배치될 수 있다.
예를 들어, 터치 드라이브 IC(150)는, COF(Chip On Film) 또는 FPC(Flexible Printed Circuit) 등과 같은 연성 회로 기판 상에 배치된다.
먹스(140)는, 터치 드라이브 IC(150)가 배치된 연성 회로 기판과는 별개인 터치 스크린 패널(TSP: Touch Screen Panel) 상에 배치될 수 있다.
먹스(140)는, 예를 들어, 각 열(column)에 속하는 터치 센서의 센서 신호선들과 접속되고, 그 중 어느 하나의 센서 신호선을 선택하여, 터치 드라이브 IC(150)에 접속시킬 수 있다.
다수의 먹스(140)를 터치 스크린 패널(TSP) 상에 배치함으로써, 상기 터치 드라이브 IC(150)의 입력 포트의 개수를 효율적으로 감소시킬 수 있다.
예를 들어, 도 1에 도시한 바와 같이, 터치 센서(110)의 개수가 32 개이고, 먹스(140)의 개수가 4 개인 경우, 터치 드라이브 IC(150)의 입력 포트의 개수는, 상기 먹스(140)의 개수에 대응되는 4 개가 될 수 있다.
4 개의 로우와 8 개의 컬럼으로 배열된 총 32 개의 터치 센서들 중, 제1 및 제2 컬럼(Col1, Col2)의 터치 센서들은, 제1 그룹(Group1)으로 분류되고, 제3 및 제4 컬럼(Col3, Col4)의 터치 센서들은, 제2 그룹(Group2)으로 분류되고, 제5 및 제6 컬럼(Col5, Col6)의 터치 센서들은, 제3 그룹(Group3)으로 분류되고, 제7 및 제8 컬럼(Col7, Col8)의 터치 센서들은, 제4 그룹(Group4)으로 분류될 수 있다.
제1 먹스(Mux 1)는, 제1 열(Col 1) 또는 제 2 열(Col 2)에 속하는 제1 내지 제4 행(Row 1~4)의 터치 센서들에 접속된 4 개의 센서 신호선들과 접속되고, 그 중 어느 하나를 선택하여, 터치 드라이브 IC(150)에 접속시킬 수 있다.
제2 먹스(Mux 2)는, 제3 열(Col 3) 또는 제 4 열(Col 4)에 속하는 제1 내지 제4 행(Row 1~4)의 터치 센서들에 접속된 4 개의 센서 신호선들과 접속되고, 그 중 어느 하나를 선택하여, 터치 드라이브 IC(150)에 접속시킬 수 있다.
제3 먹스(Mux 3)는, 제5 열(Col 5) 또는 제 6 열(Col 6)에 속하는 제1 내지 제4 행(Row 1~4)의 터치 센서들에 접속된 4 개의 센서 신호선들과 접속되고, 그 중 어느 하나를 선택하여, 터치 드라이브 IC(150)에 접속시킬 수 있다.
제4 먹스(Mux 4)는, 제7 열(Col 7) 또는 제 8 열(Col 8)에 속하는 제1 내지 제4 행(Row 1~4)의 터치 센서들에 접속된 4 개의 센서 신호선들과 접속되고, 그 중 어느 하나를 선택하여, 터치 드라이브 IC(150)에 접속시킬 수 있다.
터치 드라이브 IC(150)은, 상기 터치 센서들을 구동하고, 상기 터치 센서들에서 생성되는 터치 커패시턴스(Ct)를, 상기 센서 신호선(120)과 상기 먹스(140)를 통해 수신하여, 터치 여부 및 터치 위치를 검출할 수 있다.
터치 드라이브 IC(150)은, 먹스(140)와 상기 센서 스위치의 스위칭 동작을, 서로 연동시켜 제어함과 아울러, 터치 센서(110)들을 구동하고, 터치 센서들에서 생성되는 터치 커패시턴스(Ct)를, 먹스(130)와 센서 스위치를 통해 수신하여, 터치 여부 및 터치 위치를 검출할 수 있으며, 터치 IC 등과 같이 임의의 다른 명칭으로 다양하게 지칭될 수 있다.
터치 드라이브 IC(150)은, 예를 들어, LCD 또는 OLED 등과 같은 다양한 유형의 디스플레이에 포함된 디스플레이 드라이브 IC(DDI: Display Drive IC)와 연동하거나, DDI와 일체화되어 하나의 IC, 예를 들어 TDDI(Touch Display Drive IC)로 제작될 수 있으며, 스마트 폰 또는 검사 기기 등과 같은 다양한 유형의 전자 장치에 포함된 씨피유(CPU) 또는 엠씨유(MCU) 등과 연동할 수 있다.
터치 드라이브 IC(150)는 유휴 모드를 제어하는 A 회로부(151) 및 활성 모드를 제어하는 B 회로부(152) 및 MCU(153)를 포함한다.
활성 모드(Active mode)에서 터치 센서는 터치 드라이브 IC(TDI)로부터 직접 인가되는 4개의 전압(GD1, GD2, GD3, GD4)에 의해 동작된다.
구체적으로, 터치 드라이브 IC(TDI)로부터 직접 인가되는 전압은 프로그램 가능한 전압으로서 전압의 종류를 다양하게 제공할 수 있다.
프로그램 가능한 전압의 예는 HIGH/LOW DC 전압, Square Wave, Hi-z(Tri-state)), Programmable Driving 신호 Vdrv_x등을 포함한다.
도 1의 MCU(153) 제어신호 I/을 Low로 하면 Programmable Driving 신호 Vdrv_x가 B회로(152)와 선택적으로 턴온된 센서 스위치(SWxx)(130)를 통하여 터치 센서에 인가되어 활성 모드를 구현한다.
유휴 모드(idle mode)로 진입을 위하여 먼저 MCU(153)의 제어신호 I/을 High로 하면 일정한 Pull Up 전압이 터치 센서(110)에 인가되면서 유휴모드 진입이 된다.
이후 터치 이벤트가 발생될 경우 하나 이상의 터치 센서에 생성된 캐피시턴스에 의한 전압 변화가 A회로부(입력 캡쳐 회로부) (151)를 거쳐 터치 드라이브 IC(TDI) 내 MCU(153)의 인터럽트 포트(Tint-x)에 입력된다. 본 인터럽트 신호입력으로 인터럽트 서비스가 개시되며 유휴 모드에서 활성 모드로의 전환 등의 제반동작을 수행할 수 있다.
도 2은 도 1의 실시예에 대하여 센서 스위치, 먹스 및 터치 드라이브 IC(TDI) 동작을 보다 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 제 1 그룹에 대한 동작을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로, 도 2의 제1 그룹(Group1)은, 제1 내지 제4 블록 (Block 1~4)으로 분류될 수 있다.
각각의 블록(Block1 ~ Block4)은 각각 2 개의 터치 센서들(예: 블록 1에서 T11, T21)과 2 개의 센서 스위치(예: 블록 1에서 SW11, SW21)을 포함한다.
먹스(Mux 1)(240) 및 센서 스위치(예: SW11)은 접속된 터치 센서(T11)가, 활성 모드(active mode)에 있을 때 폴링 센싱(sesing by polling)이 가능하도록 동작한다.
활성 모드는 구체적으로, 센싱 상태(Sensing State)와 구동 상태(Driving state)를 포함한다.
센싱 상태는 적어도 하나의 터치 센서에 발생한 터치에 발생된 전압 변화를 기초로 터치가 발생한 정확한 좌표를 추출하는 프로세스를 수행하는 상태를 말한다.
구동 상태는 터치가 발생한 터치 센서의 전압 변화를 검출하기 위해 적어도 하나의 터치 센서에 특정 전압(예를 들어, TDI(250)에서 생성된 Vdrv, GND, 또는 특정 전압을 “B”회로부(252)를 거쳐 Port(GD1, GD2, GD3, GD4)통하여 센서에 인가)을 인가한 상태를 말한다.
센싱 상태에서 터치 센서는 폴링 센싱(sensing by Polling)에 의해 터치 여부를 검출할 수 있도록 하고, 구동 상태(Driving State)에서는 폴링 구동 (driving by Polling)에 의해 특정 전압을 인가하는 동작을 수행할 수 있다.
유휴 모드(Idle State)에서는 터치 검출을 폴링하지 않고 Port(GD1, GD2, GD3, GD4)을 모두(혹은 부분)통하고 TDI(250)의“A”회로부를 통하여 입력되는 터치 이벤트를 캡쳐하여 인터럽트(인터럽트 by 이벤트 캡쳐링) 방식으로 모드 전환이 수행된다.
이하에서는 활성 모드에서, 폴링 방식에 의한 터치 센서의 센싱을 보다 상세히 설명한다.
제1 내지 제4 블록(Block1~4)에는, 제1 스위치 제어신호 S_CTL1(S1: G13)와 제2 스위치 제어신호 S_CTL2(S2: G24)가, 각각 동시에 인가된다.
각 블록 내의 제1 센서 스위치(예: SW11)와 제2 센서 스위치(예: SW21)는, 해당 블록 내의 제1 터치 센서와 제2 터치 센서가, 서로 다른 동작 상태가 되도록 할 수 있다.
예를 들어, 제1 내지 제4 블록(Block 1~4) 내에 포함된 각각의 제1 터치 센서들(T11, T31, T12, T32)은, 센싱 상태가 될 수 있고 동시에, 상기 제1 내지 제4 블록 내에 포함된 각각의 제2 터치 센서들(T21, T41, T22, T42)은, 구동 상태가 될 수 있다.
제1 그룹에 속하는 제1 먹스(Mux1)(240)에는, 제1 그룹에 속하는 블록의 개수에 대응되는 입력 포트들이 구비될 수 있다.
예를 들어, 제1 먹스(240)에는, 4 개의 입력 포트(I1~I4)와 1 개의 출력 포트(O1)가 구비될 수 있다.
센서 스위치(SW11와 SW21)의 제어 신호(S_CTL1(S1:G13), S_CTL2(S2:G24))와 연동되는 4개의 먹스 제어 신호(M_CTL)가 인가될 수 있다.
예를 들어, 먹스 제어 신호(M_CTL)는, 상기 제1 내지 제4 블록 (Block 1~4)) 내에서, 각각의 센서들이 상부와 하부로 구분 동작되는데 상부 4개의 터치 센서(예: T11, T12, T31, T32)가 센서 스위치 (예: SW11, SW12, SW31, SW32)의 제어신호 S_CTL1(S1:G13)에 의거 선택되면 하나씩 순차적으로 선택하여 센싱된다.
한편 하부 4개의 터치 센서(예: T21, T22, T41, T42)가 상기 센서 스위치 (예: SW21, SW22, SW41, SW42)의 제어신호 S_CTL2(S2:G24)에 의거 선택되면 하나씩 순차적으로 선택하여 센싱된다.
먹스와 센서 스위치는 전술한 바와 같이 터치 드라이브 IC의 외부에 배치될 수 있으며, 터치 스크린 패널 주변의 기판 상에 형성될 수 있다.
도 3는 도 1의 실시예에 대하여 활성 모드(active mode)와 유휴 모드(idle mode)를 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 3에서의 Sensors & Switches(310)는 제1 내지 제4 블록(Block 1~4)의 제1행(Row)에 위치하며 터치 드라이브 IC(TDI)(350) 포트(GD1)에 연결되며 도 1과 도 2의 실시예에 동일하게 활성 모드와 유휴 모드로 구분되어 사용된다.
활성 모드에서는 터치 센서의 터치 센싱과 구동을 수행하고, 유휴 모드에서는 이벤트 캡쳐링을 위한 센싱을 포함한다.
도 3에 도시된 바와 같이 1개의 행(row)에 배치된 복수의 센서들이 센서 스위치 (SWxx)들 및 먹스들을 통하여 서로 연결되어 모드에 따라 터치 드라이브 IC (TDI)(350) 포트(GD1)에 출력 혹은 입력되어 작동하는 것을 상세하게 회로적으로 예시한 도면이다.
활성 모드에서는 각 행(row)별로 터치 센싱 및 센서 구동(Driving)을 폴링 구동 (driving by Polling)에 의해 수행한다.
따라서, 활성 모드에서는 TDI(350)에서 생성된 Vdrv, GND, 또는 특정 전압이 “B”(352)회로를 거쳐 Port(GD1)을 통하여 센서에 인가된다.
한편, 유휴 모드에서는 터치 센싱을 폴링하지 않고 도 2의 예시와 같이 Port(GD1, GD2, GD3, GD4)을 모두(혹은 부분)통하여 TDI(350)의“A”회로부(351)를 통하여 입력되는 터치 이벤트 신호를 캡쳐링하여 터치여부를 검출한 후 활성 모드로 전환하기 위한 인터럽트를 발생시킨다.
유휴모드에서 모드 전환을 위한 이벤트 캡쳐링 방식은 활성 모드에서 터치 좌표 또는 터치 센서의 터치 여부 검출을 위한 센싱 동작과는 구분되는 별개의 프로세스이다.
유휴 모드에서의 터치 이벤트 캡쳐를 위하여 터치 드라이브 IC TDI(350)내 MCU(359)의 포트 G13을 로우(Low)로 하고 포트 I/을 하이(High)로 하면 도 3의 Sensor & Switches(310)의 SW11 내지 SW18의 TR2 모두가 턴 온(Turn-on)되고 "A"회로부(351)의 Pull up 전압(Vdd)은 Switches를 통하여 터치 센서와 센서부(Sense)(353)를 충전하여 대기하다가 임의의 터치 이벤트가 입력되면 센서부(353)출력이 비교부(Compare)(355)에 입력되며, 입력신호 값이 기 설정된 값 이상의 신호이면 비교부(355) 출력이 생성되고 래치부(Latch)(357)에 입력되어 래칭된다. 그리고, 래치부(357)의 출력은 MCU(359)의 포트 TINT-1에 입력되어 MCU(359)가 인터럽트 된다.
터치 드라이브 IC(350)내 MCU(359)의 TINT-1포트를 입력으로 하고 I/ 포트를 출력 하이(High)로 두면 유휴 모드진입이 되고 터치 이벤트 신호는 "A"회로부(351)에 입력되어 그 출력이 TDI(350)내 MCU(359)의 TINT-1에 입력되면 인터럽트가 개시되어 모드 전환을 위한 적절한 처리(Interrupt Service)를 수행하며 서비스가 종료되고, I/을 로우(Low)로 하여 "B"회로부(352)를 활성화시켜 다시 활성화 모드로 진입한다.
도 4는 본원 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린의 모드 전환시의 흐름도를 보여주는 도면이다.
도 4는 도 1, 도 2 및 도 3의 실시의 예에 따라 활성 모드에서는 폴링 방식으로 센싱 상태(Sensing State) 또는 구동 상태(driving state)를 실행한다.
활성 모드에서 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, 15밀리 세컨드(mS)이상 터치 입력이 없을 경우 터치 센서는 유휴 모드로 진입된다.
설정된 인터럽트 조건에 따라, 터치 입력(TINT_x)에 의한 해당 인터럽트 벡터에서 인터럽트 서비스를 실행하고 조건이 설정된 조건에 부합할 경우 활성 모드로 회귀한다.
본원 발명에 개시된 터치 스크린은 유휴 모드에서의 터치 여부를 각 행 혹은 열 라인들을 바텀 업 혹은 탑 다운 폴링 스캐닝 (Polling Scanning)으로 하지 않고 터치 이벤트 캡쳐링에 의한 인터럽트방식으로 센싱 함으로서 터치 응답속도 개선과 소비전력을 획기적으로 낮출 수 있다.
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 (12)

  1. 복수의 터치 센서들을 포함하는 터치 스크린에 있어서, 상기 터치 스크린은,
    폴링 방식으로 적어도 하나 이상의 상기 터치 센서의 센싱 상태 또는 구동 상태를 유지하는 활성 모드(active mode);
    상기 터치 센서의 터치 입력을 대기하는 유휴 모드(idle mode);에서 동작하되,
    상기 유휴 모드에서는 상기 터치 센서를 폴링(polling) 센싱하지 않고,
    상기 터치 센서들 중 적어도 하나의 터치 센서의 터치 이벤트 캡쳐에 의한 인터럽트(interrupt) 방식을 이용하여 상기 유휴 모드에서 상기 활성 모드로의 전환을 수행하는 것을 특징으로 하되,
    상기 터치 스크린은,
    상기 유휴 모드에서 턴 온 되도록 구성된 복수의 스위치; 및
    상기 유휴 모드에서 특정 주파수의 신호를 주기적으로 인가하지 않고 상기 스위치를 통해 상기 터치 센서를 충전하도록 풀 업(pull up) 전압을 제공하도록 구성된 터치 드라이브 IC(integrated circuit)를 더 포함하는, 터치 스크린.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유휴 모드에서 상기 터치 스크린은 최소 소비 전력을 소모하는 것을 특징으로 하는, 터치 스크린.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 이벤트 캡쳐에 의한 인터럽트 방식은
    상기 유휴 모드에서 터치가 있을 경우 적어도 하나의 상기 터치 센서에 의해 생성된 터치 캐패시턴스에 의한 전압 변화를 감지하는 것을 포함하는, 터치 스크린.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 유휴 모드에서 상기 터치 스크린은 제 1 회로부를 통하여 상기 터치 이벤트를 캡쳐하는 것을 특징으로 하는, 터치 스크린.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 회로부는 감지, 비교, 래치 기능을 포함하는, 터치 스크린.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 활성 모드에서 상기 터치 스크린은 제 2 회로부를 통하여 상기 터치 센서의 센싱 상태에서 터치 좌표를 추출하는 동작을 수행하거나 또는 상기 구동 상태에서 적어도 하나 이상의 특정 전압을 상기 터치 센서에 인가하는 것을 특징으로 하는, 터치 스크린.
  7. 복수의 터치 센서를 포함하는 터치 스크린의 센싱 방법에 있어서,
    활성 모드(active mode)에서 폴링(polling) 방식으로 적어도 하나의 상기 터치 센서를 센싱 상태 또는 구동 상태로 유지하는 단계;
    소정 기간 상기 터치 센서의 터치 입력이 없을 경우 유휴 모드(idle mode)로 진입하는 단계; 및
    상기 터치 센서들 중 적어도 하나의 터치 센서의 터치 이벤트 캡쳐(capture)에 의한 인터럽트(interrupt) 방식을 이용하여 상기 활성 모드로 회귀하는 단계;를 포함하되,
    상기 유휴 모드에서는 상기 터치 센서를 폴링(polling) 센싱하지 않고,
    상기 터치 스크린은,
    상기 유휴 모드에서 턴 온 되도록 구성된 복수의 스위치; 및
    상기 유휴 모드에서 특정 주파수의 신호를 주기적으로 인가하지 않고 상기 스위치를 통해 상기 터치 센서를 충전하도록 풀 업(pull up) 전압을 제공하도록 구성된 터치 드라이브 IC(integrated circuit)를 더 포함하는, 터치 스크린 센싱 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 유휴 모드에서 상기 터치 스크린은 최소 소비 전력을 소모하는 것을 특징으로 하는, 터치 스크린 센싱 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 터치 이벤트 캡쳐에 의한 인터럽트 방식은
    상기 유휴 모드에서 터치가 있을 경우 적어도 하나의 상기 터치 센서에 의해 생성된 터치 캐패시턴스에 의한 전압 변화를 감지하는 것을 포함하는, 터치 스크린 센싱 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 유휴 모드에서 상기 터치 스크린은 제 1 회로부를 통하여 상기 터치 이벤트를 캡쳐하는 것을 특징으로 하는, 터치 스크린 센싱 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 제 1 회로부는 감지, 비교, 래치 기능을 포함하는, 터치 스크린 센싱 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 활성 모드에서 상기 터치 스크린은 제 2 회로부를 통하여 상기 터치 센서의 센싱 상태에서 터치 좌표를 추출하는 동작을 수행하거나 또는 상기 구동 상태에서 적어도 하나 이상의 특정 전압을 상기 터치 센서에 인가하는 것을 특징으로 하는, 터치 스크린 센싱 방법.
KR1020210052650A 2021-04-22 2021-04-22 인터럽트 방식을 이용하여 저 소비 전력을 구현한 터치 스크린 및 이를 이용한 센싱 방법 KR102575988B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210052650A KR102575988B1 (ko) 2021-04-22 2021-04-22 인터럽트 방식을 이용하여 저 소비 전력을 구현한 터치 스크린 및 이를 이용한 센싱 방법
US17/694,521 US11656731B2 (en) 2021-04-22 2022-03-14 Touch screen implementing low power consumption by using interrupt method and sensing method using the same
CN202210421363.7A CN115237273A (zh) 2021-04-22 2022-04-21 触摸屏和感测触摸屏的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210052650A KR102575988B1 (ko) 2021-04-22 2021-04-22 인터럽트 방식을 이용하여 저 소비 전력을 구현한 터치 스크린 및 이를 이용한 센싱 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220145705A KR20220145705A (ko) 2022-10-31
KR102575988B1 true KR102575988B1 (ko) 2023-09-08

Family

ID=83667648

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210052650A KR102575988B1 (ko) 2021-04-22 2021-04-22 인터럽트 방식을 이용하여 저 소비 전력을 구현한 터치 스크린 및 이를 이용한 센싱 방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11656731B2 (ko)
KR (1) KR102575988B1 (ko)
CN (1) CN115237273A (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110157072A1 (en) * 2009-12-28 2011-06-30 Himax Technologies Limited Touch panel

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102050385B1 (ko) * 2012-10-30 2019-11-29 엘지디스플레이 주식회사 터치 센싱 시스템과 그 지연 시간 감소 방법
DE112015000494T8 (de) 2014-01-24 2016-11-17 Ngk Insulators, Ltd. Verwendung einer Festkörperzelle
US20210173523A1 (en) * 2019-12-04 2021-06-10 Pixart Imaging Inc. Capacitive touch device and operating method thereof
KR102674562B1 (ko) * 2019-12-26 2024-06-13 엘지디스플레이 주식회사 터치 디스플레이 장치 및 터치 회로의 구동 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110157072A1 (en) * 2009-12-28 2011-06-30 Himax Technologies Limited Touch panel

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220145705A (ko) 2022-10-31
US20220342510A1 (en) 2022-10-27
US11656731B2 (en) 2023-05-23
CN115237273A (zh) 2022-10-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9569046B2 (en) Touch controller including a plurality of detectors to detect electrical change, electronic device and display device including touch controller, and touch sensing method
US8970527B2 (en) Capacitive touch panel having mutual capacitance and self capacitance sensing modes and sensing method thereof
US20160054844A1 (en) Touch display device and operating method thereof
US20160117034A1 (en) Scanned piezoelectric touch sensor device
US20110242050A1 (en) Method and apparatus compensating parasitic capacitance in touch panel
JP5894957B2 (ja) 電子機器、電子機器の制御方法
KR20110091380A (ko) 터치 패널의 노이즈 보상 방법 및 장치
JP2011090677A (ja) タッチパネル及びこれを用いるタッチ表示装置
KR102335789B1 (ko) 먹스와 센서 스위치를 구비한 터치 스크린
KR20140083888A (ko) 터치 검출 장치, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치 및 전자 기기
US9304638B2 (en) Display device with a touch panel for determining a normal touch and driving method thereof
KR102335790B1 (ko) 먹스와 센서 스위치를 구비한 터치 스크린
KR20190052744A (ko) 라인 센서를 포함하는 터치 스크린
KR102575988B1 (ko) 인터럽트 방식을 이용하여 저 소비 전력을 구현한 터치 스크린 및 이를 이용한 센싱 방법
KR20180118269A (ko) 터치 스크린 및 그에 따른 펜 터치 검출 방법
KR20180086984A (ko) 터치 스크린 및 그의 제어 방법
CN114594872B (zh) 包括p型晶体管且施加可编程电压的触摸屏
KR102412370B1 (ko) Ｎ형 트랜지스터를 포함하는 프로그램 가능한 전압이 인가되는 터치 스크린
KR102282686B1 (ko) 프로그램 가능한 전압이 인가되는 터치 스크린
KR20130070763A (ko) 터치스크린이 구비된 디스플레이장치 및 그 구동 방법
CN113835549A (zh) 减少来自与显示设备相关联的感测模块的连接
KR20230102758A (ko) 터치 센싱 장치 및 터치 센싱 장치에서의 터치 센싱 방법
KR102200457B1 (ko) 터치 시스템, 그의 구동방법 및 표시장치
KR20180091192A (ko) 대형 터치 스크린

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant