KR102634468B1 - 멀티구동신호를 이용한 터치센싱장치 및 터치센싱시스템 - Google Patents

멀티구동신호를 이용한 터치센싱장치 및 터치센싱시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102634468B1
KR102634468B1 KR1020190097111A KR20190097111A KR102634468B1 KR 102634468 B1 KR102634468 B1 KR 102634468B1 KR 1020190097111 A KR1020190097111 A KR 1020190097111A KR 20190097111 A KR20190097111 A KR 20190097111A KR 102634468 B1 KR102634468 B1 KR 102634468B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
driving
touch
response signal
signals
Prior art date
Application number
KR1020190097111A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210017598A (ko
Inventor
모하메드 가말 아흐메드 모하메드
Original Assignee
주식회사 엘엑스세미콘
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 엘엑스세미콘 filed Critical 주식회사 엘엑스세미콘
Priority to KR1020190097111A priority Critical patent/KR102634468B1/ko
Publication of KR20210017598A publication Critical patent/KR20210017598A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102634468B1 publication Critical patent/KR102634468B1/ko

Links

Images

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
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/0418—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for error correction or compensation, e.g. based on parallax, calibration or alignment
    • G06F3/04182—Filtering of noise external to the device and not generated by digitiser components
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2649—Demodulators
    • H04L27/265—Fourier transform demodulators, e.g. fast Fourier transform [FFT] or discrete Fourier transform [DFT] demodulators
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/0001—Arrangements for dividing the transmission path
    • H04L5/0003—Two-dimensional division
    • H04L5/0005—Time-frequency
    • H04L5/0007—Time-frequency the frequencies being orthogonal, e.g. OFDM(A), DMT
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04104—Multi-touch detection in digitiser, i.e. details about the simultaneous detection of a plurality of touching locations, e.g. multiple fingers or pen and finger
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04108—Touchless 2D- digitiser, i.e. digitiser detecting the X/Y position of the input means, finger or stylus, also when it does not touch, but is proximate to the digitiser's interaction surface without distance measurement in the Z direction

Abstract

일 실시예는, 터치센싱에서의 멀티구동에 관한 것으로서, 90도의 위상차를 가지는 복수의 멀티구동신호를 이용하여 터치센싱속도를 개선할 수 있다.

Description

멀티구동신호를 이용한 터치센싱장치 및 터치센싱시스템{TOUCH SENSING DEVICE AND TOUCH SENSING SYSTEM USING MULTI DRIVING SIGNAL}
본 실시예는 외부 오브젝트의 터치 혹은 근접을 센싱하는 장치에 관한 것이다.
위치 센서는 일반적으로 컴퓨터, PDA (Personal Digital Assistants), 미디어 플레이어, 비디오 게임 플레이어, 가전 제품, 무선 전화, 공중 전화, POS(point of sales) 단말기, 자동 현금 인출기 등의 입력 장치로 사용된다. 이러한 응용 분야에서 사용되는 위치 센서 중 하나는 터치 센서로, 예를 들어 노트북 컴퓨터, 스마트폰 등의 입력 장치에서 쉽게 찾아진다. 사용자는 터치 센서의 감지 영역 근처에서 손가락, 스타일러스 또는 다른 오브젝트를 이동시킴으로써 터치 센서를 작동시킨다. 오브젝트는 검출 영역에 인가되는 캐리어 신호에 용량성, 유도성 또는 다른 전기적 효과를 생성하며 검출 영역에 대한 오브젝트의 위치 또는 근접이 캐리어 신호를 통해 검출될 수 있다. 터치 센서에 의해 검출된 위치 정보는 디스플레이 화면에서 커서 또는 다른 표시기를 이동시키거나, 화면상의 텍스트 요소를 스크롤하거나, 다른 사용자 인터페이스의 목적으로 사용될 수 있다.
몇 년 동안 터치 센서가 사용되어 왔지만 엔지니어는 비용을 줄이고 터치 센서의 성능을 향상시키는 설계 대안을 계속 추구하고 있다. 특히, 디스플레이 스크린, 전원, 무선 주파수 간섭 및/또는 센서 외부의 다른 소스에 의해 발생되는 노이즈의 영향을 줄이는데 있어 최근 상당한 관심이 기울여지고 있다. 다양한 샘플링, 필터링, 신호 처리, 차폐 및 기타 노이즈 감소 기술이 다양한 수준의 성공으로 구현되어 왔다.
멀티구동은 SNR(signal to noise ratio: 신호대잡음비)을 개선하기 위하여 이용되어 왔다. 멀티구동은 복수의 구동신호를 송신함으로써 하나의 구동신호에 할당되는 터치센싱시간을 늘려줄 수 있다. 터치센싱시간이 늘어나면 SNR이 개선되는데, 멀티구동은 이러한 원리를 이용하여 SNR을 개선할 수 있다.
이러한 배경에서, 본 실시예의 일 목적은, 멀티구동을 이용한 터치센싱에서 동시에 송신할 수 있는 구동신호의 개수를 2배로 늘리는 기술을 제공하는 것이다. 본 실시예의 다른 목적은, 멀티구동에서 터치센싱시간을 증가시켜 터치센싱의 오류를 개선하는 기술을 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 실시예는, 제1 직교성을 가지는 N(N은 2 이상의 자연수)개의 제1 구동신호와, 상기 제1 직교성을 가지는 M(M은 N보다 작거나 같은 자연수)개의 제2 구동신호를 복수의 송신전극으로 동시에 공급하고, 상기 제1 구동신호와 상기 제2 구동신호는 제2 직교성을 가지는 구동부; 및 상기 복수의 송신전극과 커플링되는 일 수신전극으로부터 상기 제1 구동신호 및 상기 제2 구동신호에 대한 반응신호를 수신하고, 상기 반응신호에 따라 외부 오브젝트의 터치 혹은 근접을 센싱하는 수신부를 포함하는 터치센싱장치를 제공한다.
상기 터치센싱장치에서, 상기 N개의 제1구동신호는 OFDM(orthogonal frequency division multimplexing) 방식으로 생성될 수 있다.
상기 터치센싱장치에서, 상기 N개의 제1 구동신호는 서로 다른 주파수를 가지고, 상기 제2 구동신호는 상기 N개의 제1 구동신호 중 하나와 90도의 위상차를 가지되, 주파수는 동일할 수 있다.
상기 터치센싱장치에서, 상기 수신부는, 상기 반응신호를 푸리에 변환(fourier transform)하고, 상기 푸리에 변환을 이용하여 상기 제1 구동신호에 대한 반응신호와 상기 제2 구동신호에 대한 반응신호를 분리시킬 수 있다.
상기 터치센싱장치에서, 상기 수신부는, 상기 푸리에 변환의 결과에서 실수 성분과 허수 성분을 획득하고, 상기 실수 성분을 상기 제1 구동신호에 대한 반응신호에 대응시키고 상기 허수 성분을 상기 제2구동신호에 대한 반응신호에 대응시키거나, 상기 허수 성분을 상기 제1 구동신호에 대한 반응신호에 대응시키고 상기 실수 성분을 상기 제2 구동신호에 대한 반응신호에 대응시킬 수 있다.
상기 터치센싱장치에서, 상기 구동부는, N개의 제1 송신전극으로 상기 N개의 제1 구동신호를 공급하고, M개의 제2 송신전극으로 상기 M개의 제2 구동신호를 공급하고, 상기 수신부는, 상기 푸리에 변환의 결과에서 실수 성분과 허수 성분을 획득하고, 상기 실수 성분으로부터 상기 제1 송신전극에 대한 상기 외부 오브젝트의 터치 혹은 근접을 센싱하고 상기 허수 성분으로부터 상기 제2 송신전극에 대한 상기 외부 오브젝트의 터치 혹은 근접을 센싱하거나, 상기 허수 성분으로부터 상기 제1 송신전극에 대한 상기 외부 오브젝트의 터치 혹은 근접을 센싱하고 상기 실수 성분으로부터 상기 제2 송신전극에 대한 상기 외부 오브젝트의 터치 혹은 근접을 센싱할 수 있다.
상기 터치센싱장치에서, 상기 수신부는, 상기 반응신호를 디지털화하여 반응신호데이터를 생성하고, 상기 반응신호데이터를 푸리에 변환하여 상기 푸리에 변환 결과를 생성할 수 있다.
상기 터치센싱장치에서, 상기 수신부는, 상기 반응신호에 IQ(Inphase Quadrature) 변환을 수행하고, 상기 IQ 변환의 결과를 이용하여 상기 제1 구동신호에 대한 반응신호와 상기 제2 구동신호에 대한 반응신호를 분리시킬 수 있다.
상기 터치센싱장치에서, 상기 N개의 제1구동신호는 CDM(code division multimplexing) 방식으로 생성될 수 있다.
상기 터치센싱장치에서, 상기 N개의 제1 구동신호는 서로 다른 코드를 가지고, 상기 제2 구동신호는 상기 N개의 제1 구동신호 중 하나와 90도의 위상차를 가지되, 코드는 동일할 수 있다.
상기 터치센싱장치에서, 상기 수신부는, 상기 반응신호를 푸리에 변환하고, 상기 푸리에 변환을 이용하여 상기 제1 구동신호에 대한 반응신호와 상기 제2 구동신호에 대한 반응신호를 분리시킬 수 있다.
상기 터치센싱장치에서, 상기 수신부는, 상기 푸리에 변환의 결과에서 실수 성분과 허수 성분을 획득하고, 상기 실수 성분을 상기 제1 구동신호에 대한 반응신호에 대응시키고 상기 허수 성분을 상기 제2구동신호에 대한 반응신호에 대응시키거나, 상기 허수 성분을 상기 제1 구동신호에 대한 반응신호에 대응시키고 상기 실수 성분을 상기 제2 구동신호에 대한 반응신호에 대응시킬 수 있다.
상기 터치센싱장치에서, 상기 구동부는, N개의 제1 송신전극으로 상기 N개의 제1 구동신호를 공급하고, M개의 제2 송신전극으로 상기 M개의 제2 구동신호를 공급하고, 상기 수신부는, 상기 푸리에 변환의 결과에서 실수 성분과 허수 성분을 획득하고, 상기 실수 성분으로부터 상기 제1 송신전극에 대한 상기 외부 오브젝트의 터치 혹은 근접을 센싱하고 상기 허수 성분으로부터 상기 제2 송신전극에 대한 상기 외부 오브젝트의 터치 혹은 근접을 센싱하거나, 상기 허수 성분으로부터 상기 제1 송신전극에 대한 상기 외부 오브젝트의 터치 혹은 근접을 센싱하고 상기 실수 성분으로부터 상기 제2 송신전극에 대한 상기 외부 오브젝트의 터치 혹은 근접을 센싱할 수 있다.
상기 터치센싱장치에서, 상기 수신부는, 상기 반응신호를 디지털화하여 반응신호데이터를 생성하고, 상기 반응신호데이터를 푸리에 변환하여 상기 푸리에 변환 결과를 생성할 수 있다.
상기 터치센싱장치에서, 상기 수신부는, 상기 반응신호에 IQ 변환을 수행하고, 상기 IQ 변환의 결과를 이용하여 상기 제1 구동신호에 대한 반응신호와 상기 제2 구동신호에 대한 반응신호를 분리시킬 수 있다.
다른 실시예는, 복수의 송신전극과 상기 복수의 송신전극과 커패시턴스로 커플링되는 하나의 수신전극이 교차하는 지점에 형성되는 L(L은 2 이상의 자연수)개의 셀을 포함하는 터치패널; 및 제1 직교성을 가지는 N(N은 L보다 작은 2 이상의 자연수)개의 제1 구동신호와, 상기 제1 직교성을 가지는 M(M은 N보다 작거나 같은 자연수)개의 제2 구동신호를 상기 복수의 송신전극으로 동시에 공급하여 상기 L개의 셀에 대한 터치 혹은 근접을 센싱하고, 상기 제1 구동신호와 상기 제2 구동신호는 제2 직교성을 가지는 터치센싱장치를 포함하는 터치센싱시스템을 제공한다.
상기 터치센싱시스템에서, 상기 제1 구동신호는 OFDM 방식으로 생성되고 서로 다른 주파수를 가지고, 상기 제2 구동신호는 상기 N개의 제1 구동신호 중 하나와 90도의 위상차를 가지되, 주파수는 동일할 수 있다.
상기 터치센싱시스템에서, 상기 제1 구동신호는 CDM 방식으로 생성되고 서로 다른 코드를 가지고, 상기 제2 구동신호는 상기 N개의 제1 구동신호 중 하나와 90도의 위상차를 가지되, 코드는 동일할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 멀티구동을 이용한 터치센싱에서 구동신호를 2배로 늘릴 수 있고, 터치센싱시간을 2배로 증가시킬 수 있다. 그리고, 본 실시예에 의하면, 터치센싱시간을 증가시키면서도 멀티구동에서 터치 센싱의 오류를 개선할 수 있다. 그리고, 본 실시예는, OFDM 및/또는 CDM 기반의 멀티구동과 같은 다양한 멀티구동 기법에도 응용될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 디스플레이시스템의 구성도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 터치센싱시스템의 일 예시 구성도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 송신전극으로 공급되는 구동신호의 제1 예시 파형을 나타내는 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 송신전극으로 공급되는 구동신호의 제2 예시 파형을 나타내는 도면이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 터치센싱시스템의 일 예시의 상세구성도이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 터치센싱시스템의 일 예시 구성도이다.
도 7은 다른 실시예에서 복수의 송신전극으로 공급되는 복수의 구동신호의 제1 예시 파형을 나타내는 도면이다.
도 8은 다른 실시예에서 복수의 송신전극으로 공급되는 복수의 구동신호의 제2 예시 파형을 나타내는 도면이다.
도 9는 또 다른 실시예에서 90도 위상차를 가지는 복수의 사인파 구동신호와 그에 따른 반응신호 변환을 나타내는 도면이다.
도 10은 또 다른 실시예에서 90도 위상차를 가지는 복수의 사각파 구동신호와 그에 따른 반응신호 변환을 나타내는 도면이다.
도 11은 또 다른 실시예에서 90도 위상차를 가지는 복수의 OFDM 기반 구동신호를 나타내는 도면이다.
도 12는 또 다른 실시예에서 90도 위상차를 가지는 복수의 CDM 기반 구동신호를 나타내는 도면이다.
도 13은 또 다른 실시예에 따른 터치센싱시스템의 일 예시의 상세구성도이다.
도 14는 또 다른 실시예에 따른 터치센싱시스템의 다른 예시의 상세구성도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 디스플레이시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 디스플레이시스템(100)은 디스플레이패널(150), 게이트구동장치(160), 데이터구동장치(170), 데이터처리장치(180), 호스트(190), 터치패널(110) 및 터치센싱장치(120) 등을 포함할 수 있다.
디스플레이패널(150)에는, 데이터구동장치(170)와 연결되는 복수의 데이터라인이 형성되고, 게이트구동장치(160)와 연결되는 복수의 게이트라인이 형성될 수 있다. 또한, 디스플레이패널(150)에는 복수의 데이터라인과 복수의 게이트라인의 교차 지점에 대응되는 다수의 화소가 정의될 수 있다.
이러한 각 화소에는 제1 전극(예를 들어, 소스전극 또는 드레인전극)이 데이터라인과 연결되고, 게이트전극이 게이트라인과 연결되며, 제2 전극(예를 들어, 드레인전극 또는 소스전극)이 디스플레이전극과 연결되는 트랜지스터가 형성될 수 있다.
디스플레이패널(150) 상에는 터치패널(110)이 위치할 수 있고, 터치패널(110)에는, 복수의 송신전극 및 복수의 수신전극이 배치될 수 있다.
디스플레이패널(150)과 터치패널(110)은 일부 구성요소를 서로 공유할 수 있다. 예를 들어, 복수의 송신전극 혹은 복수의 수신전극은 디스플레이패널(150)의 일 구성(예를 들어, 공통전압을 인가하는 공통전극)일 수 있다. 디스플레이패널(150)과 터치패널(110)의 일부 구성요소가 서로 공유되어 있다는 측면에서, 이러한 패널을 일체형 패널이라고 부르기도 한다.
한편, 디스플레이패널(150)과 터치패널(110)은 서로 분리되어 위치할 수 있다. 예를 들어, 별도의 공정에 따라 형성되는 터치패널(110)이 디스플레이패널(150) 상에 부착되는 방식으로 전체의 패널이 제작될 수 있다. 애드온(add-on)타입으로 알려진 패널이 이러한 패널의 일 예시이다.
데이터구동장치(170), 게이트구동장치(160) 및 터치센싱장치(120)는 디스플레이패널(150) 혹은 터치패널(110)에 포함되는 적어도 하나의 구성을 구동할 수 있다. 데이터구동장치(170)는 디스플레이패널(150)에서 화소와 연결되는 데이터라인을 구동하고, 게이트구동장치(160)는 화소와 연결되는 게이트라인을 구동할 수 있다. 그리고, 터치센싱장치(120)는 터치패널(110)에 배치되는 터치전극들을 구동할 수 있다.
데이터구동장치(170)는 디스플레이패널(150)의 각 화소에 영상을 표시하기 위해 데이터라인으로 데이터전압(Vdata)을 공급할 수 있다. 데이터구동장치(170)는 적어도 하나의 데이터드라이버집적회로를 포함할 수 있는데, 이러한 적어도 하나의 데이터드라이버집적회로는, 테이프 오토메이티드 본딩(TAB: Tape Automated Bonding) 방식 또는 칩 온 글래스(COG: Chip On Glass) 방식으로 디스플레이패널(150)의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결되거나, 디스플레이패널(150)에 직접 형성될 수도 있으며, 경우에 따라서, 디스플레이패널(150)에 집적화되어 형성될 수도 있다. 또한, 데이터구동장치(170)는 칩 온 필름(COF: Chip On Film) 방식으로 구현될 수도 있다.
게이트구동장치(160)는 각 화소에 위치하는 트랜지스터를 온오프시키기 위해 게이트라인으로 스캔신호(scan)를 공급할 수 있다. 게이트구동장치(160)는, 구동 방식에 따라서, 도 1에서와 같이 디스플레이패널(150)의 한 측에만 위치할 수도 있고, 2개로 나뉘어져 디스플레이패널(150)의 양측에 위치할 수도 있다. 또한, 게이트구동장치(160)는, 적어도 하나의 게이트드라이버집적회로를 포함할 수 있는데, 이러한 적어도 하나의 게이트드라이버집적회로는, 테이프 오토메이티드 본딩(TAB) 방식 또는 칩 온 글래스(COG) 방식으로 디스플레이패널(150)의 본딩 패드에 연결되거나, GIP(Gate In Panel) 타입으로 구현되어 디스플레이패널(150)에 직접 형성될 수도 있으며, 경우에 따라서, 디스플레이패널(150)에 집적화되어 형성될 수도 있다. 또한, 게이트구동장치(160)는 칩 온 필름(COF: Chip On Film) 방식으로 구현될 수도 있다.
데이터처리장치(180)는 호스트(190)로부터 영상데이터(RGB)를 수신하고 데이터구동장치(170)가 인식할 수 있는 형식으로 영상데이터를 변환할 수 있다. 그리고, 데이터처리장치(180)는 변환된 영상데이터(RGB')를 데이터구동장치(170)로 송신할 수 있다.
데이터처리장치(180)는 제어신호(GCS, DCS, TCS)를 통해 각 구동장치(160, 170, 120)의 타이밍을 제어할 수 있다. 이러한 측면에서, 데이터처리장치(180)는 타이밍컨트롤러로 호칭되기도 한다.
터치패널(110)에는 터치전극들이 배치될 수 있다. 터치전극은 송신전극과 수신전극을 포함할 수 있다. 터치센싱장치(120)는 송신전극으로 구동신호(TXS)를 송신하고, 수신전극으로부터 반응신호(RXS)를 수신하여 터치데이터(TDATA)를 생성할 수 있다. 그리고, 터치센싱장치(120)는 터치데이터(TDATA)를 호스트(190)로 송신할 수 있다. 송신전극과 수신전극은 동일한 전극일 수 있고, 서로 다른 전극일 수 있다. 이하에서는 송신전극과 수신전극이 서로 다른 전극으로서 서로 커패시턴스로 커플링되는 실시예가 설명되지만 본 발명이 이로 제한되는 것은 아니다.
터치센싱장치(120)는 송신전극으로 구동신호를 공급하고 수신전극으로부터 구동신호에 대한 반응신호를 수신할 수 있다. 그리고, 터치센싱장치(120)는 반응신호에 따라 터치패널(110)에 대한 외부 오브젝트의 터치 혹은 근접을 센싱할 수 있다.
터치센싱장치(120)는 도 1에 도시된 바와 같이, 데이터구동장치(170) 및 게이트구동장치(160)와는 별도의 구성으로서, 데이터구동장치(170) 및 게이트구동장치(160)의 외부에 있을 수도 있지만, 구현 방식에 따라서, 데이터구동장치(170) 및 게이트구동장치(160) 중 적어도 하나를 포함하는 다른 별도의 드라이버집적회로의 내부 구성으로 구현될 수도 있다. 또는, 터치센싱장치(120는 데이터구동장치(170) 또는 게이트구동장치(160)의 내부 구성으로 구현될 수도 있다.
따라서, 터치센싱장치(120가 송신전극으로 구동신호를 공급하는 것은, 터치센싱장치(120)를 포함하는 별도의 드라이버집적회로가 송신전극(TXE)으로 구동신호를 공급하는 것으로 볼 수 있다. 또한, 설계 방식에 따라서는, 터치센싱장치(120)를 포함하는 데이터구동장치(170) 또는 게이트구동장치(160)가 송신전극으로 구동신호를 공급하는 것으로 볼 수도 있다.
이러한 터치센싱장치(120)는 구현 및 설계 방식에 제한되지 않고, 본 명세서에 기재되는 그 수행 기능만 동일 또는 유사하다면, 다른 구성 그 자체일 수도 있고 다른 구성의 내부 또는 외부에 위치하는 구성일 수도 있다.
또한, 도 1에서 디스플레이시스템(100)에는 하나의 터치센싱장치(120)가 위치한 것으로 도시되어 있으나, 디스플레이시스템(100)은 둘 이상의 터치센싱장치(120)를 포함할 수도 있다.
한편, 디스플레이시스템(100)은 수신전극을 통해 정전용량의 변화를 감지함으로써 오브젝트의 근접 혹은 터치를 인식하는 정전식 터치방식을 채용할 수 있다.
이러한 정전식 터치방식은, 일 예로, 상호 정전용량 터치방식과 자체 정전용량 터치 방식으로 나눌 수 있다.
정전식 터치방식의 한 종류인 상호 정전용량 터치방식은, 송신전극으로 구동신호를 공급하고 송신전극과 커패시턴스로 커플링된 수신전극으로부터 반응신호를 수신하여 터치패널(110)에 대한 터치 혹은 근접을 센싱할 수 있다. 이러한 상호 정전용량 터치방식에서는, 손가락, 펜 등의 오브젝트의 근접 혹은 터치에 따라 수신전극에서 센싱되는 값이 달라지는데, 상호 정전용량 터치방식은 이러한 수신전극에서의 센싱값을 이용하여 터치 유무, 터치 좌표 등을 검출한다.
정전식 터치방식의 다른 한 종류인 자체 정전용량 터치방식은, 송신전극으로 구동신호를 공급한 후 다시 해당 송신전극을 센싱한다. 자체 정전용량 터치방식에서는, 송신전극과 수신전극이 구분되지 않는다. 이러한 자체 정전용량 터치방식에서는, 손가락, 펜 등의 오브젝트의 근접 혹은 터치에 따라 해당 송신전극에서 센싱되는 값이 달라지는데, 자체 정전용량 터치방식은 이러한 센싱값을 이용하여 터치 유무, 터치 좌표 등을 검출한다.
디스플레이시스템(100)은, 전술한 2가지의 정전식 터치방식(상호 정전용량 터치방식, 자체 정전용량 터치방식) 중 하나를 채용할 수 있다. 다만, 본 명세서에서는, 상호 정전용량 터치방식이 채용된 것으로 실시예를 설명한다.
터치센싱장치(120)는 터치패널(110)과 결합되어 터치센싱시스템을 구성할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 터치센싱시스템의 일 예시 구성도이고, 도 3은 일 실시예에 따른 송신전극으로 공급되는 구동신호의 제1 예시파형을 나타내는 도면이고, 도 4는 일 실시예에 따른 송신전극으로 공급되는 구동신호의 제2 예시파형을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 터치센싱시스템(200)은 터치패널(110) 및 터치센싱장치(120)를 포함할 수 있다.
터치패널(110)에는 복수의 송신전극(TXE)이 배치되고, 송신전극(TXE)과 커플링되는 수신전극(RXE)이 배치될 수 있다.
터치센싱장치(120)는 구동부(122) 및 수신부(124)를 포함하고, 구동부(122)와 수신부(124)를 제어하는 제어부(126)를 더 포함할 수 있다. 제어부(126)는 구동부(122)와 수신부(124)에 제어신호(Control Signal)를 송신할 수 있다. 제어신호(Control Signal)는 타이밍신호를 포함할 수 있다.
구동부(122)는 구동신호(TXS)를 송신전극(TXE)으로 공급할 수 있다.
도 3을 참조하면, 구동신호(TXS)는 주기파일 수 있다. 구동신호(TXS)는 정현파 또는 사인파(sine wave)를 가질 수 있다. 또한 도 4와 같이 구동신호(TXS)는 구형파 또는 사각파(square wave)를 가질 수 있다. 구동신호(TXS)는 한 지점에 대해 센싱하는 시간인 터치센싱시간(T1 ~ T5) 동안 사인파 또는 사각파의 형태로 생성되어 송신전극(TXE)에 인가될 수 있다.
한편, 수신부(124)는 구동신호(TXS)에 대한 반응신호(RXS)를 송신전극(TXE)으로부터 수신하고 반응신호(RXS)에 따라 터치패널(110)에 대한 오브젝트(10)의 터치 혹은 근접을 센싱할 수 있다.
수신부(124)는 센싱데이터를 생성할 수 있다. 센싱데이터는 반응신호가 복조되어 생성되는 센싱값을 포함할 수 있다. 센싱값은, 예를 들어, 반응신호의 전류 혹은 전압의 시적분값일 수 있다. 혹은 센싱값은, 예를 들어, 반응신호의 주파수성분크기(진폭) 혹은 그 주파수성분크기에 따라 결정되는 계산값일 수 있다. 센싱값은 터치패널(110)에 대한 오브젝트(10)의 터치 유무를 판단하거나 터치 좌표를 생성하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 센싱값의 크기가 기준값보다 크거나 작으면 오브젝트(10)에 의한 터치가 발생한 것으로 판단될 수 있다.
한편, 터치센싱장치(120)는 구동신호(TXS)를 복수의 송신전극(TXE)으로 동시에 공급하여 멀티구동(multi-driving)을 구현할 수도 있다.
도 5는 다른 실시예에 따른 터치센싱시스템의 일 예시의 상세구성도이고, 도 6은 다른 실시예에 따른 터치센싱시스템의 일 예시 구성도이고, 도 7은 다른 실시예에서 복수의 송신전극으로 공급되는 복수의 구동신호의 제1 예시파형을 나타내는 도면이고, 도 8은 다른 실시예에서 복수의 송신전극으로 공급되는 복수의 구동신호의 제2 예시파형을 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 터치패널(110)에는 송신전극(TXE)과 수신전극(RXE)이 배치될 수 있다. 송신전극(TXE)과 수신전극(RXE)은 서로 교차하면서 가로세로 방향으로 배치될 수 있다. 터치패널(110)은 전체적으로 사각형의 형상을 가질 수 있으나, 본 실시예가 이러한 형상으로 제한되는 것은 아니다.
구동부(122)는 송신전극(TXE)으로 구동신호(TXS)를 공급할 수 있다. 그리고, 수신부(124)는 수신전극(RXE)으로부터 반응신호(RXS)를 수신하고, 반응신호(RXS)를 복조하여 터치데이터를 생성할 수 있다. 송신전극(TXE)과 수신전극(RXE)은 캐패시턴스로 커플링될 수 있는데, 송신전극(TXE)으로 공급된 구동신호(TXS)는 커플링 캐패시턴스를 통해 수신전극(RXE)으로 반응신호(RXS)를 유도할 수 있다.
수신부(124)는 리드아웃회로(210), 아날로그-디지털-컨버터(ADC, 220), 먹스(MUX, 230) 및 처리부(240) 등을 포함할 수 있다.
리드아웃회로(210)는 반응신호(RXS)를 아날로그적으로 변환하는 회로로서, 적분기 등의 회로를 포함할 수 있다. 아날로그-디지털-컨버터(220)는 리드아웃회로(210)의 출력을 센싱데이터로 변환할 수 있고, 먹스(230)는 다수의 채널에서 생성된 센싱데이터를 처리부(240)로 전달할 수 있다. 처리부(240)는 센싱데이터에 대한 처리를 통해 터치데이터를 생성할 수 있다.
제어부(126)는 구동부(122) 및 수신부(124)로 타이밍신호를 송신할 수 있다. 그리고, 구동부(122) 및 수신부(124)는 이러한 타이밍신호에 따라 구동신호(TXS)를 송신하고 반응신호(RXS)를 수신할 수 있다.
구동부(122)는 복수의 송신전극(TXE)을 멀티구동할 수 있다. 여기서, 멀티구동이란, 동시에 복수의 송신전극(TXE)을 구동하는 것을 의미할 수 있다. 터치센싱시스템(300)이 멀티구동을 사용하게 되면, 동시에 복수의 송신전극(TXE)을 구동할 수 있기 때문에, 전체적으로 터치구동속도를 높일 수 있고, 각각의 송신전극(TXE)으로 공급되는 구동신호(TXS)의 길이를 길게 함으로써 터치의 감도를 개선할 수 있다.
구동부(122)는 전체 송신전극(TXE)을 복수의 그룹으로 구분하고, 각 그룹별로 송신전극(TXE)을 멀티구동할 수 있다. 예를 들어, 터치패널(110)에 배치되는 전체 송신전극(TXE)의 개수가 48개인 경우, 구동부(122)는 전체 송신전극(TXE)을 12개의 그룹으로 구분하고, 각각의 그룹에 4개의 송신전극(TXE)을 배정할 수 있다. 그리고, 구동부(122)는 각 그룹별로 배정된 4개의 송신전극(TXE)을 동시에 구동할 수 있다. 구동부(122)는 4개의 송신전극(TXE)으로 4개의 구동신호(TXS)를 동시에 송신할 수 있다.
예를 들어 도 6을 참조하면, 구동부(122)는 멀티구동신호(TXS1 ~ TXS4)를 복수의 송신전극(TXE1 ~ TXE4)으로 공급할 수 있다. 멀티구동신호(TXS1 ~ TXS4)는 각각의 단일한 구동신호들을 포함하는 개념일 수 있다. 구동부(122)는 멀티구동신호(TXS1 ~ TXS4)를 복수의 송신전극(TXE1 ~ TXE4)으로 공급함으로써, 멀티구동을 구현할 수 있다.
수신부(124)는 수신전극(RXE)으로부터 멀티구동신호(TXS1 ~ TXS4)에 대한 반응신호(RXS)를 수신하고, 반응신호(RXS)에 따라 터치패널(110)에 대한 오브젝트(10)의 터치 혹은 근접을 센싱할 수 있다.
여기서 구동부(122)는 구동신호(TXS1 ~ TXS4)를 나누어서 보낼 수 있다. 도 6을 참조하면, 구동부(122)는 구동신호(TXS1 ~ TXS4)를 2개의 그룹으로 묶어서 복수의 송신전극(TXE1 ~ TXE4)으로 따로 송신할 수 있다. 예를 들어 구동부(122)는 2개의 구동신호들을 그룹으로 묶어서 서로 다른 시간에 보낼 수 있다. 먼저 구동부(122)는 제1 시구간(T1)에서 제1 멀티구동신호(TXS1, TXS2)를 제1 복수의 송신전극(TXE1, TXE2)으로 보내고, 이어서 제2 시구간(T2)에서 제2 멀티구동신호(TXS3, TXS4)를 제2 복수의 송신전극(TXE3, TXE4)으로 보낼 수 있다.
구동부(122)는 OFDM(orthogonal frequency division multimplexing: 직교주파수분할다중) 방식으로 멀티구동신호를 생성하여 다수의 송신전극으로 송신할 수 있다. 여기서 멀티구동신호는 사인파의 파형을 가질 수 있다.
도 7을 참조하면, 제1 멀티구동신호(TXS1, TXS2)는 서로 다른 주파수를 가지는 OFDM 신호들의 집합일 수 있다. 제2 멀티구동신호(TXS3, TXS4) 역시 서로 다른 주파수를 가지는 OFDM 신호일 수 있다. 제1 멀티구동신호(TXS1, TXS2)의 복수의 구동신호는 제2 멀티구동신호(TXS3, TXS4)의 복수의 구동신호와 동일한 주파수를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 멀티구동신호(TXS1, TXS2)의 제1 구동신호(TXS1)는 제1 주파수를 가지고 제1 멀티구동신호(TXS1, TXS2)의 제2 구동신호(TXS2)는 상기 제1 주파수와 다른 제2 주파수를 가질 수 있다. 그리고, 제2 멀티구동신호(TXS3, TXS4)의 제3 구동신호(TXS3)는, 제1 구동신호(TXS1)처럼, 상기 제1 주파수를 가질 수 있다. 제2 멀티구동신호(TXS3, TXS4)의 제4 구동신호(TXS4)는, 제2 구동신호(TXS2)처럼, 상기 제2 주파수를 가질 수 있다.
구동부(122)는 제1 시구간(T1)에서 제1 복수의 송신전극(TXE1, TXE2)으로 OFDM 방식으로 생성한 제1 멀티구동신호(TXS1, TXS2)를 인가하고, 제2 시구간(T2)에서, 제2 복수의 송신전극(TXE3, TXE4)으로 제1 멀티구동신호(TXS1, TXS2)와 동일한 톤(tone)을 가지는 제2 멀티구동신호(TXS3, TXS4)를 인가할 수 있다.
한편 구동부(122)는 CDM(code division multimplexing: 코드분할다중) 방식으로 멀티구동신호를 생성하여 다수의 송신전극으로 송신할 수 있다. 여기서 멀티구동신호는 사각파의 파형을 가질 수 있다.
도 8을 참조하면, 제1 멀티구동신호(TXS1, TXS2)는 서로 다른 코드를 가지는 CDM 신호들의 집합일 수 있다. 제2 멀티구동신호(TXS3, TXS4) 역시 서로 다른 코드를 가지는 CDM 신호일 수 있다. 제1 멀티구동신호(TXS1, TXS2)의 복수의 구동신호는 제2 멀티구동신호(TXS3, TXS4)의 복수의 구동신호와 동일한 코드를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 멀티구동신호(TXS1, TXS2)의 제1 구동신호(TXS1)는 제1 코드를 가지고 제1 멀티구동신호(TXS1, TXS2)의 제2 구동신호(TXS2)는 상기 제1 코드와 다른 제2 코드를 가질 수 있다. 그러면 제2 멀티구동신호(TXS3, TXS4)의 제3 구동신호(TXS3)는, 제1 구동신호(TXS1)처럼, 상기 제1 코드를 가질 수 있다. 제2 멀티구동신호(TXS3, TXS4)의 제4 구동신호(TXS4)는, 제2 구동신호(TXS2)처럼, 상기 제2 코드를 가질 수 있다.
구동부(122)는 제1 시구간(T1)에서 제1 복수의 송신전극(TXE1, TXE2)으로 CDM 방식으로 생성한 제1 멀티구동신호(TXS1, TXS2)를 인가하고, 제2 시구간(T2)에서, 제2 복수의 송신전극(TXE3, TXE4)으로 제1 멀티구동신호(TXS1, TXS2)와 동일한 톤(tone)을 가지는 제2 멀티구동신호(TXS3, TXS4)를 인가할 수 있다.
도 9는 또 다른 실시예에서 90도 위상차를 가지는 복수의 사인파 구동신호와 그에 따른 반응신호 변환을 나타내는 도면이고, 도 10은 또 다른 실시예에서 90도 위상차를 가지는 복수의 사각파 구동신호와 그에 따른 반응신호 변환을 나타내는 도면이다.
단독구동 및 멀티구동에 있어서, 터치센싱시스템(400)은 반응신호(RXS)에 푸리에 변환을 수행한 결과를 기반으로 오브젝트(10)의 터치 또는 근접을 센싱할 수 있다. 단독구동은 하나의 송신전극(TXE)만을 구동시키는 것을 의미할 수 있다. 멀티구동의 경우 터치센싱시스템(400)은 90도의 위상차를 가지는 복수의 구동신호(TXS)들을 포함하는 멀티구동신호를 이용할 수 있다.
수신부(424)는 복조부(243)를 통하여 반응신호(RXS)에 푸리에 변환을 수행할 수 있다. 복조부(243)는 FFT(Fast Fourier Transform) 또는 DFT(Discrete Fourier Transform) 알고리즘을 이용하여 변환을 수행할 수 있다.
복조부(243)가 어느 하나의 대상신호에 푸리에 변환을 수행하면, 수학식 1에 따라서 상기 대상신호에 대한 푸리에 변환 결과로부터 실수 성분(Yre)과 허수 성분(Yim)을 산출할 수 있다.
대상신호에 대한 푸리에 변환 결과의 실수 성분(Yre)과 허수 성분(Yim)은 데이터 샘플(data samples: xi)과 팩터 샘플(factors samples: wi)의 곱(multiplication)과 상기 곱의 합(sum)에 의하여 각각 산출될 수 있다. 여기서 팩터 샘플은 메모리(242)에 미리 저장되어 있을 수 있다. 곱과 합은 실수 성분(Yre)과 허수 성분(Yim)에 대하여 총 2번 수행될 수 있다. 여기서 팩터 샘플은 대상신호의 주파수에 의존하고 주파수에 따라 다른 값을 가질 수 있다.
복조부(243)는 대상신호에 대한 푸리에 변환 결과의 실수 성분(Yre)과 허수 성분(Yim)을 이용하여 수학식 2에 따라서 대상신호에 대한 진폭(amplitude: 크기)과 위상(phase)을 산출할 수 있다.
한편 복조부(243)는 반응신호(RXS)에도 위와 같은 푸리에 변환을 수행할 수 있다. 수신부(424)는 반응신호(RXS)의 푸리에 변환 결과로부터 진폭을 검출하고, 진폭으로부터 셀(cell)에 대한 터치 또는 근접의 여부를 센싱할 수 있다. 푸리에 변환 결과의 진폭은 셀에 대한 터치 또는 근접의 강도에 비례할 수 있기 때문이다. 여기서 셀은 송신전극(TXE)과 수신전극(RXE)이 교차하는 지점을 의미하는 곳으로 커플링 캐패시터(CC)가 형성되는 지점이자 터치 또는 근접이 발생하는 지점일 수 있다. 셀은 노드(node)로도 명명될 수 있다. 이것은, 반응신호(RXS)가 복수의 송신전극에 인가되는(복수의 셀을 통과하는) 멀티구동신호들의 중첩된 형태라도 동일하게 적용될 수 있다.
특히 멀티구동신호가 동일한 톤의 신호로서 서로 90도의 위상차만을 가지는 복수의 구동신호를 포함하는 경우, 수신부(424)는 반응신호(RXS)에 대한 푸리에 변환 결과의 실수 성분과 허수 성분으로부터 반응신호(RXS) 중 각 구동신호 성분의 진폭을 획득할 수 있다. 수신부(424)는 반응신호(RXS) 중 각 구동신호 성분의 진폭으로부터 셀에 대한 터치강도를 측정할 수 있다.
예를 들어 도 9 및 10을 참조하면, 구동부(122)가 0도의 위상을 가지는 제1 구동신호(TXS1)와 90도의 위상을 가지는 제2 구동신호(TXS2)로 구성된 제1 멀티구동신호(TXS1, TXS2)를 제1 복수의 송신전극(TXE1, TXE2)에 송신하면, 제1 구동신호(TXS1)는 제1 송신전극(TXE1)과 수신전극(RXE) 사이에 커플링으로 생성된 제1 커플링 캐패시터(CC1)를 통과하고, 제2 구동신호(TXS2)는 제2 송신전극(TXE2)과 수신전극(RXE) 사이에 커플링으로 생성된 제2 커플링 캐패시터(CC2)를 통과할 수 있다. 각각의 커플링 캐패시터를 거친 제1 구동신호(TXS1) 및 제2 구동신호(TXS2)는 하나의 반응신호(RXS)로 중첩될 수 있다. 여기서 제1 구동신호(TXS1) 및 제2 구동신호(TXS2)는 사인파 또는 사각파를 가질 수 있다.
수신부(424)는 반응신호(RXS)를 수신할 수 있다. 반응신호(RXS)는 리드아웃회로(210) 및 아날로그-디지털-컨버터(220)를 거쳐 복조부(243)로 송신될 수 있다.
수신부(424)는 복조부(243)를 통해 반응신호(RXS)에 대하여 푸리에 변환을 수행할 수 있다. 수신부(424)는 반응신호(RXS)의 푸리에 변환 결과로부터 실수 성분(FTR)과 허수 성분(FTI)을 획득할 수 있다. 실수 성분(FTR)은 반응신호(RXS)에 포함된 0도 위상을 가지는 제1 구동신호(TXS1) 성분에 대응할 수 있다. 구체적으로 실수 성분(FTR)은 제1 구동신호(TXS1)의 진폭에 비례할 수 있다. 허수 성분(FTI)은 반응신호(RXS)에 포함된 90도 위상을 가지는 제2 구동신호(TXS2) 성분에 대응할 수 있다. 구체적으로 허수 성분(FTI)은 90도 위상을 가지는 제2 구동신호(TXS2)의 진폭에 비례할 수 있다. 실수 성분(FTR)의 변화는 제1 셀(C1)을 통과한 제1 구동신호(TXS1)의 진폭의 변화에 대응하고, 허수 성분(FTI)의 변화는 제2 셀(C2)을 통과한 제2 구동신호(TXS2)의 진폭의 변화에 대응할 수 있다.
수신부(424)는 실수 성분(FTR)의 변화 즉, 제1 셀(C1)을 통과한 제1 구동신호(TXS1)의 진폭의 변화로부터 제1 커플링 캐패시터(CC1)의 정전용량 변화 또는 제1 셀(C1)의 터치강도를 측정할 수 있다. 수신부(424)는 허수 성분(FTI)의 변화 즉, 제2 셀(C2)을 통과한 제2 구동신호(TXS2)의 진폭의 변화로부터 제2 커플링 캐패시터(CC2)의 정전용량 변화 또는 제2 셀(C2)의 터치강도를 측정할 수 있다. 따라서 수신부(424)는 제1 셀(C1) 및 제2 셀(C2)에 대한 오브젝트(10)의 터치 또는 근접을 동시에 센싱할 수 있다.
터치센싱시스템(400)이 90도의 위상차를 가지는 2개의 구동신호를 포함하는 멀티구동신호를 동시에 송신하면, 한 번의 구동으로 동시에 2개의 셀의 터치강도를 검출할 수 있다. 따라서 각 구동신호에 할당되는 터치센싱시간을 늘일 수 있고 전체적으로 터치센싱속도도 높일 수 있다.
도 11은 또 다른 실시예에서 90도 위상차를 가지는 복수의 OFDM 기반 구동신호를 나타내는 도면이다.
터치센싱시스템(400)은 90도의 위상차를 가지는 복수의 구동신호(TXS)들을 포함하는 멀티구동신호를 OFDM 기반의 터치센싱방법에 적용할 수 있다. 구동부(122)는 OFDM 방식으로 멀티구동신호를 생성하되, 상기 OFDM 기반의 멀티구동신호와 90도의 위상차를 가지는 다른 멀티구동신호를 다시 생성할 수 있다. 예를 들어 구동부(122)는 0도의 위상을 가지는 OFDM 기반의 멀티구동신호와 90도의 위상을 가지는 OFDM 기반의 멀티구동신호를 생성하고, 2개의 멀티구동신호를 복수의 송신전극(TXE)으로 동시에 인가할 수 있다. 따라서 한 번에 구동할 수 있는 송신전극(TXE)의 개수가 2배로 늘어나 결과적으로 OFDM 센싱 환경에서 각 구동신호에 할당되는 터치센싱시간을 2배로 늘일 수 있고 전체적으로 터치센싱속도도 높일 수 있다.
예를 들어 도 11을 참조하면, 구동부(122)는 0도의 위상을 가지는 OFDM 기반의 제1 멀티구동신호(TXS1, TXS2)와 90도의 위상을 가지는 OFDM 기반의 제2 멀티구동신호(TXS3, TXS4)를 생성할 수 있다. 제1 멀티구동신호(TXS1, TXS2)는 0도의 위상과 제1 주파수를 가지는 제1 구동신호(TXS1) 및 0도의 위상과 제2 주파수를 가지는 제2 구동신호(TXS2)를 포함할 수 있다. 제2 멀티구동신호(TXS3, TXS4)는 90도의 위상과 제1 주파수를 가지는 제3 구동신호(TXS3) 및 90도의 위상과 제2 주파수를 가지는 제4 구동신호(TXS4)를 포함할 수 있다. 구동부(122)는 제1 멀티구동신호(TXS1, TXS2)를 제1 복수의 송신전극(TXE1, TXE2)으로, 제2 멀티구동신호(TXS3, TXS4)를 제2 복수의 송신전극(TXE3, TXE4)으로 각각 동시에 송신할 수 있다. 구동부(122)는 제1 시구간(T1)동안에 멀티구동신호(TXS1 ~ TXS4)를 모두 송신할 수 있다.
수신부(424)는 제1 멀티구동신호(TXS1, TXS2) 및 제2 멀티구동신호(TXS3, TXS4)가 중첩된 반응신호(RXS)를 수신할 수 있다. 수신부(424)의 복조부(243)는 반응신호(RXS)에 푸리에 변환을 수행하고, 그 결과로부터 각 주파수에 대한 실수 성분(FTR) 및 허수 성분(FTI)을 산출할 수 있다.
수신부(424)는 실수 성분(FTR) 및 허수 성분(FTI)으로부터 제1 내지 4셀(C1 ~ C4)에 대한 터치강도를 측정할 수 있다. 여기서 실수 성분(FTR)은 제1 멀티구동신호(TXS1, TXS2)에 대응하고 허수 성분(FTI)은 제2 멀티구동신호(TXS3, TXS4)에 대응할 수 있다. 수신부(424)는 실수 성분(FTR) 중 제1 구동신호(TXS1)에 대응하는 성분을 제1 셀(C1)을 통과한 제1 구동신호(TXS1)의 진폭으로 간주할 수 있다. 수신부(424)는 실수 성분(FTR) 중 제1 구동신호(TXS1)에 대응하는 성분의 변화로부터 제1 셀(C1)을 통과한 제1 구동신호(TXS1)의 진폭의 변화 즉, 제1 셀(C1)에 대한 터치강도의 변화를 측정할 수 있다. 수신부(424)는 터치강도의 변화가 있으면, 터치데이터(TDATA)를 생성할 수 있다. 제2 구동신호(TXS2)의 경우에도, 위와 같은 방법으로 수신부(424)는 실수 성분(FTR) 중 제2 구동신호(TXS2)에 대응하는 성분으로부터 제2 셀(C2)에 대한 터치강도의 변화를 측정할 수 있다.
또한 수신부(424)는 허수 성분(FTI) 중 제3 구동신호(TXS3)에 대응하는 성분을 제3 셀(C3)을 통과한 제3 구동신호(TXS3)의 진폭으로 간주할 수 있다. 수신부(424)는 허수 성분(FTI) 중 제3 구동신호(TXS3)에 대응하는 성분의 변화로부터 제3 셀(C3)을 통과한 제3 구동신호(TXS3)의 진폭의 변화 즉, 제3 셀(C3)에 대한 터치강도의 변화를 측정할 수 있다. 수신부(424)는 터치강도의 변화가 있으면, 터치데이터(TDATA)를 생성할 수 있다. 제4 구동신호(TXS4)의 경우에도, 위와 같은 방법으로 수신부(424)는 허수 성분(FTI) 중 제4 구동신호(TXS4)에 대응하는 성분으로부터 제4 셀(C4)에 대한 터치강도의 변화를 측정할 수 있다.
따라서 구동부(122)는 L개(L은 2이상의 자연수)의 노드에 대한 터치 혹은 근접을 센싱하기 위하여 N(N은 L보다 작은 2 이상의 자연수)개의 OFDM 기반의 구동신호(TXS)들만을 생성하면 충분하다. 먼저 생성된 N개의 OFDM 기반의 구동신호(TXS)들에 90도 위상차를 가지도록 위상을 지연하면 다른 M(M은 N보다 작거나 같은 자연수)개의 OFDM 기반의 구동신호(TXS)들이 자동으로 생성될 수 있다.
즉, 구동부(122)가 생성한 구동신호(TXS)들은 서로 직교성을 가질 수 있다. 상기 N개의 구동신호(TXS)는 OFDM에 기반하여 직교성을 가질 수 있고, M개의 구동신호(TXS) 역시 OFDM에 기반하여 직교성을 가질 수 있다. 또한 90도 위상차에 기반한 다른 직교성이 N개의 구동신호(TXS) 및 M개의 구동신호(TXS) 사이에서 존재할 수 있다. 구동부(122)는 성격이 다른 직교성을 여러 번 이용하여 구동신호(TXS)의 개수를 늘릴 수 있다.
예를 들어 구동부(122)는 N개(N은 2이상의 자연수)의 노드에 대한 터치 혹은 근접을 센싱하기 위하여 N/2개의 OFDM 기반의 구동신호(TXS)들만을 생성하면 충분하다. 먼저 생성된 N/2개의 OFDM 기반의 구동신호(TXS)들에 90도 위상차를 가지도록 위상을 지연하면 다른 N/2개의 OFDM 기반의 구동신호(TXS)들이 자동으로 생성될 수 있다. 터치센싱시스템(400)은 구동하고자 하는 총 송신전극(TXE)들의 개수의 1/2의 OFDM 구동신호(TXS)만을 필요로하므로, 시스템 구동 효율이 증가하고 터치센싱시간도 2배로 늘어날 수 있다.
도 12는 또 다른 실시예에서 90도 위상차를 가지는 복수의 CDM 기반 구동신호를 나타내는 도면이다.
터치센싱시스템(400)은 90도의 위상차를 가지는 복수의 구동신호(TXS)들을 포함하는 멀티구동신호를 CDM 기반의 터치센싱방법에도 적용할 수 있다. 구동부(122)는 CDM 방식으로 멀티구동신호를 생성하되, 상기 CDM 기반의 멀티구동신호와 90도의 위상차를 가지는 다른 멀티구동신호를 다시 생성할 수 있다. 예를 들어 구동부(122)는 0도의 위상을 가지는 CDM 기반의 멀티구동신호와 90도의 위상을 가지는 CDM 기반의 멀티구동신호를 생성하고, 2개의 멀티구동신호를 복수의 송신전극(TXE)으로 동시에 인가할 수 있다. 따라서 한 번에 구동할 수 있는 송신전극(TXE)의 개수가 2배로 늘어나 결과적으로 CDM 센싱 환경에서의 각 구동신호에 할당되는 터치센싱시간을 2배로 늘일 수 있고 전체적으로 터치센싱속도도 높일 수 있다.
예를 들어 도 12를 참조하면, 구동부(122)는 0도의 위상을 가지는 CDM 기반의 제1 멀티구동신호(TXS1, TXS2)와 90도의 위상을 가지는 CDM 기반의 제2 멀티구동신호(TXS3, TXS4)를 생성할 수 있다. 제1 멀티구동신호(TXS1, TXS2)는 0도의 위상과 제1 코드(예를 들어 1110)를 가지는 제1 구동신호(TXS1) 및 0도의 위상과 제2 코드(예를 들어 1101)를 가지는 제2 구동신호(TXS2)를 포함할 수 있다. 제2 멀티구동신호(TXS3, TXS4)는 90도의 위상과 제1 코드(예를 들어 1110)를 가지는 제3 구동신호(TXS3) 및 90도의 위상과 제2 코드(예를 들어 1101)를 가지는 제4 구동신호(TXS4)를 포함할 수 있다. 구동부(122)는 제1 멀티구동신호(TXS1, TXS2)를 제1 복수의 송신전극(TXE1, TXE2)으로, 제2 멀티구동신호(TXS3, TXS4)를 제2 복수의 송신전극(TXE3, TXE4)으로 각각 동시에 송신할 수 있다. 구동부(122)는 제1 시구간(T1)동안에 멀티구동신호(TXS1 ~ TXS4)를 모두 송신할 수 있다.
수신부(424)는 제1 멀티구동신호(TXS1, TXS2) 및 제2 멀티구동신호(TXS3, TXS4)가 중첩된 반응신호(RXS)를 수신할 수 있다. 수신부(424)의 복조부(243)는 반응신호(RXS)에 푸리에 변환을 수행하고, 그 결과로부터 실수 성분(FTR) 및 허수 성분(FTI)을 산출할 수 있다.
수신부(424)는 실수 성분(FTR) 및 허수 성분(FTI)으로부터 제1 내지 4셀(C1 ~ C4)에 대한 터치강도를 측정할 수 있다. 여기서 실수 성분(FTR)은 제1 멀티구동신호(TXS1, TXS2)에 대응하고 허수 성분(FTI)은 제2 멀티구동신호(TXS3, TXS4)에 대응할 수 있다. 수신부(424)는 실수 성분(FTR) 중 제1 구동신호(TXS1)에 대응하는 성분을 제1 셀(C1)을 통과한 제1 구동신호(TXS1)의 진폭으로 간주할 수 있다. 수신부(424)는 실수 성분(FTR) 중 제1 구동신호(TXS1)에 대응하는 성분의 변화로부터 제1 셀(C1)을 통과한 제1 구동신호(TXS1)의 진폭의 변화 즉, 제1 셀(C1)에 대한 터치강도의 변화를 측정할 수 있다. 수신부(424)는 터치강도의 변화가 있으면, 터치데이터(TDATA)를 생성할 수 있다. 제2 구동신호(TXS2)의 경우에도, 위와 같은 방법으로 수신부(424)는 실수 성분(FTR) 중 제2 구동신호(TXS2)에 대응하는 성분으로부터 제2 셀(C2)에 대한 터치강도의 변화를 측정할 수 있다.
실수 성분(FTR) 중 제1 및 2 구동신호(TXS1, TXS2)로부터 터치강도의 변화를 측정하기 위하여, 수신부(424)는 복조행렬을 이용하여 디코딩을 다시 할 수 있다. 여기서 제1 및 2 구동신호(TXS1, TXS2)는 퍼펙트 코드(perfect code)에 대응하여 인가될 수 있다. 제1 및 2 송신전극(TXE1, TXE2)과 캐패시턴스로 커플링된 수신전극(RXE)의 반응신호 또는 상기 반응신호에 대한 센싱데이터는, 코드가 적용된 커플링 캐패시턴스의 합으로 나타내어질 수 있다. 수신부(424)는 상기 센싱데이터를 복조한 복조데이터로부터 제1 및 2 구동신호(TXS1, TXS2)에 대응하는 터치강도의 변화를 측정할 수 있다.
허수 성분(FTI) 중 제3 및 4 구동신호(TXS3, TXS4)로부터 터치강도의 변화를 측정하기 위하여, 수신부(424)는 복조행렬을 이용하여 디코딩을 다시 할 수 있다. 여기서 제3 및 4 구동신호(TXS3, TXS4) 역시 퍼펙트 코드(perfect code)에 대응하여 인가될 수 있다. 제3 및 4 송신전극(TXE3, TXE4)과 캐패시턴스로 커플링된 수신전극(RXE)의 반응신호 또는 상기 반응신호에 대한 센싱데이터는, 코드가 적용된 커플링 캐패시턴스(C3, C4)의 합으로 나타내어질 수 있다. 수신부(424)는 상기 센싱데이터를 복조한 복조데이터로부터 제3 및 4 구동신호(TXS3, TXS4)에 대응하는 터치강도의 변화를 측정할 수 있다.
변조행렬을 이용한 디코딩의 예를 들면, 가령 4개의 구동신호는 4개의 시퀀스를 가지는 코드로 구성될 수 있다. 상기 코드는 변조행렬 M이라는 행렬로 나타내어질 수 있다. 수신부는 모든 시퀀스의 반응신호를 수신하고, 센싱데이터로 저장한 후에 복조행렬로서 변조행렬 M의 역행렬을 센싱데이터에 적용하여 복조데이터를 생성할 수 있다. 이를 일반적인 식으로 표현하면, 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.
여기서, M은 변조행렬이고 S는 센싱데이터이고 C는 커플링 캐패시턴스이고, D는 복조데이터이다.
구체적으로 4개의 구동신호가 4개의 시퀀스에서 아래의 변조행렬 M과 같은 퍼펙트 코드를 가질 때, 복조데이터가 생성되는 예시는 다음과 같을 수 있다.
여기서, C1 내지 C4은 제1 내지 4 송신전극(TXE1 ~ TXE4)과 수신전극(RXE)이 각각 형성한 커플링 캐패시턴스이다. 복조데이터는 4C1 내지 4C4로 나타내어질 수 있다. 터치패널에 외부 오브젝트가 근접하거나 터치하면 커플링 캐패시턴스 4C1 내지 4C4의 크기가 변하게 되고, 수신부(424)는 커플링 캐패시턴스 4C1 내지 4C4의 크기 변화를 감지하여 외부 오브젝트의 근접 혹은 터치를 나타내는 터치데이터를 생성할 수 있다.
이와 같이 복조부(243)는 반응신호에 대하여 푸리에 변환을 이용한 제1 디코딩을 수행하고, 상기 푸리에 변환 결과에 대하여 복조행렬을 이용한 제2 디코딩을 수행할 수 있다. 복조부(243)는 반응신호를 푸리에 변환하여 제1 멀티구동신호(TXS1, TXS2)에 대응하는 실수 성분(FTR)과 제2 멀티구동신호(TXS3, TXS4)에 대응하는 허수 성분(FTI)을 생성할 수 있다. 다음으로 복조부(243)는 실수 성분(FTR)에 대하여 복조행렬을 적용하여 제1 구동신호(TXS1)에 대응하는 복조데이터와 제2 구동신호(TXS2)에 대응하는 복조데이터를 생성할 수 있다. 복조부(243)는 허수 성분(FTI)에 대하여 복조행렬을 적용하여 제3 구동신호(TXS3)에 대응하는 복조데이터와 제4 구동신호(TXS4)에 대응하는 복조데이터를 생성할 수 있다. 터치센싱장치(120)는 제1 내지 4 구동신호(TXS1 ~ TXS4)에 대응하는 복조데이터로부터 외부 오브젝트의 근접 혹은 터치를 나타내는 터치데이터를 생성할 수 있다.
또한 수신부(424)는 허수 성분(FTI) 중 제3 구동신호(TXS3)에 대응하는 성분을 제3 셀(C3)을 통과한 제3 구동신호(TXS3)의 진폭으로 간주할 수 있다. 수신부(424)는 허수 성분(FTI) 중 제3 구동신호(TXS3)에 대응하는 성분의 변화로부터 제3 셀(C3)을 통과한 제3 구동신호(TXS3)의 진폭의 변화 즉, 제3 셀(C3)에 대한 터치강도의 변화를 측정할 수 있다. 수신부(424)는 터치강도의 변화가 있으면, 터치데이터(TDATA)를 생성할 수 있다. 제4 구동신호(TXS4)의 경우에도, 위와 같은 방법으로 수신부(424)는 허수 성분(FTI) 중 제4 구동신호(TXS4)에 대응하는 성분으로부터 제4 셀(C4)에 대한 터치강도의 변화를 측정할 수 있다.
따라서 구동부(122)는 L개(L은 2이상의 자연수)의 노드에 대한 터치 혹은 근접을 센싱하기 위하여 N(N은 L보다 작은 2 이상의 자연수)개의 CDM 기반의 구동신호(TXS)들만을 생성하면 충분하다. 먼저 생성된 N/개의 CDM 기반의 구동신호(TXS)들에 90도 위상차를 가지도록 위상을 지연하면 다른 M(M은 N보다 작거나 같은 자연수)개의 CDM 기반의 구동신호(TXS)들이 자동으로 생성될 수 있다.
즉, 구동부(122)가 생성한 구동신호(TXS)들은 서로 직교성을 가질 수 있다. 상기 N개의 구동신호(TXS)는 CDM에 기반하여 직교성을 가질 수 있고, M개의 구동신호(TXS) 역시 CDM에 기반하여 직교성을 가질 수 있다. 또한 90도 위상차에 기반한 다른 직교성이 N개의 구동신호(TXS) 및 M개의 구동신호(TXS) 사이에서 존재할 수 있다. 구동부(122)는 성격이 다른 직교성을 여러 번 이용하여 구동신호(TXS)의 개수를 늘릴 수 있다.
예를 들어 구동부(122)는 N개(N은 2이상의 자연수)의 노드에 대한 터치 혹은 근접을 센싱하기 위하여 N/2개의 CDM 기반의 구동신호(TXS)들만을 생성하면 충분하다. 먼저 생성된 N/2개의 CDM 기반의 구동신호(TXS)들에 90도 위상차를 가지도록 위상을 지연하면 다른 N/2개의 CDM 기반의 구동신호(TXS)들이 자동으로 생성될 수 있다. 터치센싱시스템(400)은 구동하고자 하는 총 송신전극(TXE)들의 개수의 1/2의 CDM 구동신호(TXS)만을 필요로하므로, 시스템 구동 효율이 증가하고 터치센싱시간도 2배로 늘어날 수 있다.
도 13은 또 다른 실시예에 따른 터치센싱시스템의 일 예시의 상세구성도이다.
도 13을 참조하면, 터치센싱시스템(400)에서 복조부(243)의 상세한 배치가 도시된다. 수신부(424)의 처리부(240)는 복조부(243)를 내부에 포함할 수 있다. 반응신호(RXS)가 리드아웃회로(210), 아날로그-디지털-컨버터(220) 및 먹스(230)를 통해 처리부(240)에 전달될 수 있다. 아날로그-디지털-컨버터(220)는 반응신호(RXS)를 디지털화하여 반응신호데이터를 생성할 수 있다. 복조부(243)는 상기 반응신호데이터에 대하여 푸리에 변환을 수행할 수 있다.
필터(filter, 241)는 반응신호(RXS)를 수신하여 노이즈를 제거하고 복조부(243)로 전달할 수 있다. 여기서 필터(241)는 저대역 통과 필터(Low Pass Filter: LPF)를 포함할 수 있다.
복조부(243)는 노이즈가 제거된 반응신호(RXS)에 대하여 푸리에 변환을 수행하고 그 결과로부터 실수 성분(FTR)과 허수 성분(FTI)을 산출할 수 있다. 복조부(243)는 실수 성분(FTR)과 허수 성분(FTI)으로부터 복조행렬을 이용한 디코딩을 다시 하고 복조데이터를 생성할 수 있다. 수신부(424)는 복조데이터로부터 터치강도를 측정하고 터치패널(110)에 대한 터치 또는 근접 여부를 판정할 수 있다.
메모리(242)에는 데이터가 저장될 수 있다. 메모리(242)에는 복조부(243)에 필요한 팩터 샘플과 같은 푸리에 변환에 필요한 데이터나 터치패널(110)에 대한 터치 또는 근접 판정 결과에 대한 데이터가 저장될 수 있다.
한편 터치센싱장치(120)는 위상보정부(미도시) 더 포함할 수 있다. 복수의 구동신호(TXS)가 구동부(122)에서 수신부(424)로 전달되는 동안 복수의 구동신호(TXS)에 포함된 구동신호(TXS)의 위상이 지연되고 복수의 구동신호(TXS) 사이의 위상차도 이에 따라 90도가 아닌 다른 값으로 바뀔 수 있다. 위상보정부(미도시)는 각 구동신호(TXS)의 위상 지연을 보정함으로써 복수의 구동신호(TXS) 사이의 90도 위상차를 유지할 수 있다.
도 14는 또 다른 실시예에 따른 터치센싱시스템의 다른 예시의 상세구성도이다.
도 14를 참조하면, 터치센싱시스템(500)의 수신부(524)는 IQ(Inphase Quadrature; 동위상 직교) 변환부(250)를 포함할 수 있다. IQ 변환부(250)는 푸리에 변환과 같은 기능을 수행할 수 있다. IQ 변환부(250)는 사인파나 사각파와 같은 주기파로부터 실수 성분(FTR)과 허수 성분(FTI)을 산출할 수 있다. 수신부(524)가 IQ 변환부(250)를 통해 반응신호(RXS)로부터 실수 성분(FTR) 및 허수 성분(FTI)을 산출하면, 수신부(524)는 복조부(243)를 통해 실수 성분(FTR) 및 허수 성분(FTI)로부터 복조데이터를 생성할 수 있다. 수신부(524)는 복조데이터로부터 터치강도를 측정할 수 있다.
수신부(524)가 IQ 변환부(250)를 통해 멀티구동을 구현하는 경우, IQ 변환부(250)는 아날로그-디지털-컨버터(220) 전단에 배치될 수 있다. IQ 변환부(250)는 수신전극(RXE)으로부터 반응신호(RXS)를 수신하고, 반응신호(RXS)에 대한 IQ 변조를 수행할 수 있다.
이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (18)

  1. 제1 직교성을 가지는 N(N은 2 이상의 자연수)개의 제1 구동신호와, 상기 제1 직교성을 가지는 M(M은 N보다 작거나 같은 자연수)개의 제2 구동신호를 복수의 송신전극으로 동시에 공급하고, 상기 제1 구동신호와 상기 제2 구동신호는 제2 직교성을 가지고, 상기 M개의 상기 제2 구동신호 각각은 상기 N개의 상기 제1 구동신호 중에서 대응되는 제1 구동신호에 대해 90도의 지연된 위상차를 갖는 구동부; 및
    상기 복수의 송신전극과 커플링되는 일 수신전극으로부터 상기 제1구동신호 및 상기 제2구동신호에 대한 반응신호를 수신하고, 상기 반응신호에 따라 외부 오브젝트의 터치 혹은 근접을 센싱하는 수신부를 포함하는 터치센싱장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 N개의 제1구동신호는 OFDM(orthogonal frequency division multimplexing) 방식으로 생성되는 터치센싱장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 N개의 제1 구동신호는 서로 다른 주파수를 가지고,
    상기 제2 구동신호는 상기 N개의 제1 구동신호 중 하나와 90도의 위상차를 가지되, 주파수는 동일한 터치센싱장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 수신부는,
    상기 반응신호를 푸리에 변환(fourier transform)하고, 상기 푸리에 변환을 이용하여 상기 제1 구동신호에 대한 반응신호와 상기 제2 구동신호에 대한 반응신호를 분리시키는 터치센싱장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 수신부는,
    상기 푸리에 변환의 결과에서 실수 성분과 허수 성분을 획득하고,
    상기 실수 성분을 상기 제1 구동신호에 대한 반응신호에 대응시키고 상기 허수 성분을 상기 제2구동신호에 대한 반응신호에 대응시키거나,
    상기 허수 성분을 상기 제1 구동신호에 대한 반응신호에 대응시키고 상기 실수 성분을 상기 제2 구동신호에 대한 반응신호에 대응시키는 터치센싱장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 구동부는,
    N개의 제1 송신전극으로 상기 N개의 제1 구동신호를 공급하고, M개의 제2 송신전극으로 상기 M개의 제2 구동신호를 공급하고,
    상기 수신부는,
    상기 푸리에 변환의 결과에서 실수 성분과 허수 성분을 획득하고,
    상기 실수 성분으로부터 상기 제1 송신전극에 대한 상기 외부 오브젝트의 터치 혹은 근접을 센싱하고 상기 허수 성분으로부터 상기 제2 송신전극에 대한 상기 외부 오브젝트의 터치 혹은 근접을 센싱하거나,
    상기 허수 성분으로부터 상기 제1 송신전극에 대한 상기 외부 오브젝트의 터치 혹은 근접을 센싱하고 상기 실수 성분으로부터 상기 제2 송신전극에 대한 상기 외부 오브젝트의 터치 혹은 근접을 센싱하는 터치센싱장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 수신부는, 상기 반응신호를 디지털화하여 반응신호데이터를 생성하고, 상기 반응신호데이터를 푸리에 변환하여 상기 푸리에 변환 결과를 생성하는 터치센싱장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 수신부는, 상기 반응신호에 IQ(Inphase Quadrature) 변환을 수행하고, 상기 IQ 변환의 결과를 이용하여 상기 제1 구동신호에 대한 반응신호와 상기 제2 구동신호에 대한 반응신호를 분리시키는 터치센싱장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 N개의 제1구동신호는 CDM(code division multiplexing) 방식으로 생성되는 터치센싱장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 N개의 제1 구동신호는 서로 다른 코드를 가지고,
    상기 제2 구동신호는 상기 N개의 제1 구동신호 중 하나와 90도의 위상차를 가지되, 코드는 동일한 터치센싱장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 수신부는,
    상기 반응신호를 푸리에 변환하고, 상기 푸리에 변환을 이용하여 상기 제1 구동신호에 대한 반응신호와 상기 제2 구동신호에 대한 반응신호를 분리시키는 터치센싱장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 수신부는,
    상기 푸리에 변환의 결과에서 실수 성분과 허수 성분을 획득하고,
    상기 실수 성분을 상기 제1 구동신호에 대한 반응신호에 대응시키고 상기 허수 성분을 상기 제2구동신호에 대한 반응신호에 대응시키거나,
    상기 허수 성분을 상기 제1 구동신호에 대한 반응신호에 대응시키고 상기 실수 성분을 상기 제2 구동신호에 대한 반응신호에 대응시키는 터치센싱장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 구동부는,
    N개의 제1 송신전극으로 상기 N개의 제1 구동신호를 공급하고, M개의 제2 송신전극으로 상기 M개의 제2 구동신호를 공급하고,
    상기 수신부는,
    상기 푸리에 변환의 결과에서 실수 성분과 허수 성분을 획득하고,
    상기 실수 성분으로부터 상기 제1 송신전극에 대한 상기 외부 오브젝트의 터치 혹은 근접을 센싱하고 상기 허수 성분으로부터 상기 제2 송신전극에 대한 상기 외부 오브젝트의 터치 혹은 근접을 센싱하거나,
    상기 허수 성분으로부터 상기 제1 송신전극에 대한 상기 외부 오브젝트의 터치 혹은 근접을 센싱하고 상기 실수 성분으로부터 상기 제2 송신전극에 대한 상기 외부 오브젝트의 터치 혹은 근접을 센싱하는 터치센싱장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 수신부는, 상기 반응신호를 디지털화하여 반응신호데이터를 생성하고, 상기 반응신호데이터를 푸리에 변환하여 상기 푸리에 변환 결과를 생성하는 터치센싱장치.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 수신부는, 상기 반응신호에 IQ 변환을 수행하고, 상기 IQ 변환의 결과를 이용하여 상기 제1 구동신호에 대한 반응신호와 상기 제2 구동신호에 대한 반응신호를 분리시키는 터치센싱장치.
  16. 복수의 송신전극과 상기 복수의 송신전극과 커패시턴스로 커플링되는 하나의 수신전극이 교차하는 지점에 형성되는 L(L은 2 이상의 자연수)개의 셀을 포함하는 터치패널; 및
    제1 직교성을 가지는 N(N은 L보다 작은 2 이상의 자연수)개의 제1 구동신호와, 상기 제1 직교성을 가지는 M(M은 N보다 작거나 같은 자연수)개의 제2 구동신호를 상기 복수의 송신전극으로 동시에 공급하여 상기 L개의 셀에 대한 터치 혹은 근접을 센싱하고, 상기 제1 구동신호와 상기 제2 구동신호는 제2 직교성을 가지고, 상기 M개의 상기 제2 구동신호 각각은 상기 N개의 상기 제1 구동신호 중에서 대응되는 제1 구동신호에 대해 90도의 지연된 위상차를 갖는 터치센싱장치를 포함하는 터치센싱시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 구동신호는 OFDM 방식으로 생성되고 서로 다른 주파수를 가지고,
    상기 제2 구동신호는 상기 N개의 제1 구동신호 중 하나와 90도의 위상차를 가지되, 주파수는 동일한 터치센싱시스템.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제1 구동신호는 CDM 방식으로 생성되고 서로 다른 코드를 가지고,
    상기 제2 구동신호는 상기 N개의 제1 구동신호 중 하나와 90도의 위상차를 가지되, 코드는 동일한 터치센싱시스템.

KR1020190097111A 2019-08-09 2019-08-09 멀티구동신호를 이용한 터치센싱장치 및 터치센싱시스템 KR102634468B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190097111A KR102634468B1 (ko) 2019-08-09 2019-08-09 멀티구동신호를 이용한 터치센싱장치 및 터치센싱시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190097111A KR102634468B1 (ko) 2019-08-09 2019-08-09 멀티구동신호를 이용한 터치센싱장치 및 터치센싱시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210017598A KR20210017598A (ko) 2021-02-17
KR102634468B1 true KR102634468B1 (ko) 2024-02-06

Family

ID=74732184

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190097111A KR102634468B1 (ko) 2019-08-09 2019-08-09 멀티구동신호를 이용한 터치센싱장치 및 터치센싱시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102634468B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230003729A (ko) 2021-06-29 2023-01-06 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
KR20230071918A (ko) 2021-11-16 2023-05-24 삼성디스플레이 주식회사 센서 장치 및 그 구동 방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140062922A1 (en) * 2012-08-31 2014-03-06 Novatek Microelectronics Corp. Touch Sensing Device and Touch Point Locating Method Thereof
US20170315655A1 (en) 2016-05-02 2017-11-02 Synaptics Incorporated Charge share for capacitive sensing devices
US20180107335A1 (en) * 2016-10-14 2018-04-19 Synaptics Incorporated Touch controller with signal combining and simultaneous i/q demodulation

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101497404B1 (ko) * 2013-08-07 2015-03-04 주식회사 하이딥 터치패널 입력장치 및 그의 터치패널 입력검출방법
KR102249736B1 (ko) * 2014-10-27 2021-05-10 삼성전자주식회사 센서 패널 구동 방법 및 이를 지원하는 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140062922A1 (en) * 2012-08-31 2014-03-06 Novatek Microelectronics Corp. Touch Sensing Device and Touch Point Locating Method Thereof
US20170315655A1 (en) 2016-05-02 2017-11-02 Synaptics Incorporated Charge share for capacitive sensing devices
US20180107335A1 (en) * 2016-10-14 2018-04-19 Synaptics Incorporated Touch controller with signal combining and simultaneous i/q demodulation

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210017598A (ko) 2021-02-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10678355B2 (en) Stylus to host synchronization
US9658720B2 (en) Capacitive sense array for detecting passive touch objects and an active stylus
US20150138145A1 (en) Touch screen controller to generate single-ended touch signal, and touch screen system and display apparatus including the same
CN104407748A (zh) 检测触摸的方法和使用该方法检测触摸的装置
AU2015307393A1 (en) Touch panel and coordinate measuring system having the same
KR102634468B1 (ko) 멀티구동신호를 이용한 터치센싱장치 및 터치센싱시스템
US9619090B2 (en) Finger touch sensing with a digitizer system
JP2018526734A (ja) セミパッシブスタイラス
CN103927065B (zh) 一种检测触摸屏的方法及触摸屏
CN107111389A (zh) 一种主动笔的信号处理方法及主动笔、触控屏
TWI410833B (zh) 具有攜帶相位資訊的電容感應電路的電子裝置和其方法
CN102467305B (zh) 具有携带相位信息的电容感应电路的电子装置和其方法
US9791487B2 (en) Method and device for measuring signals
US11531425B1 (en) Inter-band harmonics interference mitigation for multi-frequency-region parallel scan
US11531439B1 (en) Multi-frequency-region touch sensing
US20210200349A1 (en) Touch sensing device and method for multi-driving
US20190187854A1 (en) Touch force detection for a touch system
CN115309282A (zh) 触摸感测电路、触摸与显示驱动集成电路及触摸感测方法
KR102599075B1 (ko) 외부 오브젝트의 터치 혹은 근접을 센싱하는 장치 및 시스템
US11662857B2 (en) Two-level coding/decoding-based touch sensing device and touch sensing method for mutual capacitance touch sensor
US20190187828A1 (en) Location detection for a touch system
US11481074B1 (en) Method and system for quadrature proximity sensing
CN114174966B (zh) 用于宽带触摸感测的技术以及相关系统、方法和设备
TWI749968B (zh) 觸控處理裝置與其方法、以及觸控系統與面板
CN110383220B (zh) 用于数字化仪的检测方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant