KR20130078578A - Apparatus for detecting touch in capacitive touchscreen- equipped devices - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A touch screen panel inspection apparatus of capacitance type is provided to determine a fault through a capacitance measurement which uses a level transition difference of a source signal by using a Wien bridge oscillator. CONSTITUTION: A touch screen panel inspection apparatus of capacitance type comprises a relay board (110) which is connected to a CTSP (100) and measures a capacitance of each channel; a signal measurement unit (120) which generates an oscillation frequency for measuring a capacitance to the relay board and measures a signal which is fed back; a central processing unit (130) which determines a fault by comparing 'a measured value which is inputted from the signal measurement unit' with a predetermined reference value; a DC power supply unit (151) which supplies a power to the signal measurement unit; a liquid crystal display unit (152) which displays a menu and the measured value on a screen according to a central control unit; and a key board (153) for a user selection. A signal measurement unit and a central control unit are mounted on a main board (140). [Reference numerals] (120) Signal measurement unit

Description

정전용량방식의 터치스크린패널 검사장치{Apparatus for Detecting Touch in Capacitive Touchscreen- Equipped Devices} Capacitive touch screen panel inspection device {Apparatus for Detecting Touch in Capacitive Touchscreen- Equipped Devices}

본 발명은 정전용량방식 터치스크린패널(Capacitive Touch Screen Panel : 이하 'CTSP'라 약칭함)의 패턴검사방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 윈브리지 방식(Wien Bridge)의 발진기를 이용하여 CTSP의 ITO 층의 자체 정전용량 값(Self Capacitance)을 측정하고 표준시료의 측정값과 비교하여 ITO층의 패턴이상, ITO 막질의 이상 및 오염여부를 판단하거나, ITO 상,하막 사이의 정전용량 값(Mutual Capacitance)을 측정하여 이상여부에 따라 양품/불량을 판단하도록 하는 정전용량방식의 터치스크린패널 검사장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a pattern inspection method of a capacitive touch screen panel (hereinafter, abbreviated as 'CTSP'), and more specifically to an ITO of a CTSP using a Winbridge bridge oscillator. Self-capacitance of the layer is measured and compared with the measured value of the standard sample to determine the pattern abnormality of the ITO layer, the abnormality of the ITO film quality and the contamination, or the capacitance value between the upper and lower ITO layers. The present invention relates to a capacitive touch screen panel inspection device for determining good quality / defectiveness by measuring).

일반적으로 터치스크린패널은 사람 몸에서 발생하는 정전기를 감지해 구동하는 정전용량방식 터치스크린이 있으며, 이는 내구성이 강하고 반응 시간이 짧고, 투과성도 좋으며, 멀티 터치가 가능한 터치 스크린 방식에 주로 사용된다. 이에 반해 저항막방식 또는 감압식 터치스크린은 압력을 인식하여 동작하는 방식의 터치스크린으로, 저렴하고, 스타일러스 펜으로 필기나 작은 칸에도 글을 쓸 수 있는 것이 장점이지만, 압력을 이용한 방식이기 때문에 오히려 세게 누르면 인식이 되지 않고, 정전식 터치 방식보다 약간 터치감이 둔하다는 것이 단점이 있다.In general, a touch screen panel has a capacitive touch screen that detects and drives static electricity generated by a human body, which is mainly used in a touch screen method that is durable, has a short reaction time, has good permeability, and is capable of multi-touch. On the other hand, the resistive touch screen or pressure sensitive touch screen is a touch screen that operates by recognizing pressure, and it is inexpensive and can write in small spaces with a stylus pen. There is a disadvantage that the touch is not recognized, and the touch is slightly dull than the capacitive touch method.

여기서, 정전용량식 터치스크인의 동작상태를 검사하여 불량여부를 판단하기 위하여 종래에는 국내특허등록 제10-0971220호에 개시된 바와 같이 LC공진주파수 변이를 이용한 정전용량방식 터치스크린패널의 검사방법을 제공하고 있다.Here, in order to determine the defect by inspecting the operation state of the capacitive touch screen, a conventional method for inspecting a capacitive touch screen panel using LC resonance frequency variation is disclosed as disclosed in Korean Patent Registration No. 10-0971220. Providing.

도 1은 종래기술에 따른 LC공진주파수 변이를 이용한 정전용량방식 터치스크린패널의 검사를 위한 회로 구성도로서, 검사회로는 기본적으로 LC 공진부(410), OP 앰프 구동부(420), 릴레이부(430), 마이컴부(440)로 구성되며, LC 공진부(410)는 일반적으로 CTSP의 ITO 전극 간 정전용량이 수십pF의 매우 적은 값이므로 이의 측정 에 적합하도록 100pF 미만의 기준 capacitor와 수백uH의 인덕턴스(inductance)값을 갖는 코일로 LC 공진회로를 구성하여 기준 공진주파수가 600kHz~800kHz 범위의 값이 되도록 한다.1 is a circuit configuration diagram for inspecting a capacitive touch screen panel using a LC resonant frequency variation according to the prior art. The inspection circuit basically includes an LC resonator 410, an OP amplifier driver 420, and a relay unit ( 430, the microcomputer 440, the LC resonator 410 is generally a very small value of tens of pF capacitance between the ITO electrode of the CTSP, so that the reference capacitor of less than 100pF and several hundred uH The LC resonant circuit is composed of coils with inductance so that the reference resonant frequency is in the range of 600kHz to 800kHz.

상기 OP 앰프 구동부(420)는 LC 공진회로를 발진시키는 역할과 더불어 [0015] 공진주파수 파형을 사인파에서 구형파로 변형시켜 마이컴의 주파수 카운팅이 용이하도록 하는 기능을 한다.The OP amplifier driving unit 420 serves to oscillate the LC resonant circuit and functions to facilitate the frequency counting of the microcomputer by transforming the resonant frequency waveform from a sine wave to a square wave.

상기 릴레이부(430)는 LC 공진회로와 CTSP의 ITO 센서 전극을 각기 쌍으로 순차적으로 병렬 연결하기위한 장치로서 마이컴의 신호를 받아 동작 된다.The relay unit 430 is a device for sequentially connecting the LC resonant circuit and the ITO sensor electrodes of the CTSP in parallel in a pair to be operated by receiving a signal of a microcomputer.

마이컴부(440)는 릴레이를 구동하고, op앰프에서 출력되는 공진주파수 펄스신호를 카운팅하여 주파수를 측정하고 정전용량환산 및 CTSP의 불량 여부를 판단하기 위한 계산 기능을 수행한다.The microcomputer 440 drives the relay, counts the resonance frequency pulse signal output from the op amp, measures the frequency, and performs a calculation function to determine whether the capacitance is converted and whether the CTSP is defective.

이와 같은 구성된 종래기술은 CTSP의 ITO 전극 간 정전용량 값의 이상 유무를 LC공진 주파수로 측정하므로 ITO 패턴의 형태에 관계없이, CTSP의 종류에 관계없이, CTSP 전용 컨트롤러 칩 없이도 CTSP의 불량 유무를 판별 해낼 수 있는 효과가 있으며, 전기적 공진현상을 이용한 검사회로를 이용하므로 공진현상이 갖는 고유한 안정성으로 인하여 정전기 쇼크나 외부 EMI등의 전기적 충격에 강하며 기계적 진동 또는 온습도 변화 등 외부 환경변화요인에 매우 둔감하다. 측정에 있어서도 전압이나 전류가 아닌 주파수를 카운터로 세면서 측정함으로써 1/1000 이상의 측정 정확도를 유지할 수 있는 효과가 있다.The conventional technique configured as described above measures the abnormality of the capacitance value between the ITO electrodes of the CTSP at the LC resonance frequency, so that the CTSP can be discriminated regardless of the type of the ITO pattern and without the controller chip dedicated to the CTSP regardless of the type of the CTSP. The test circuit using the electrical resonance phenomenon is used to solve the problem, and due to the inherent stability of the resonance phenomenon, it is resistant to electric shock such as electrostatic shock and external EMI, and is very resistant to external environmental change factors such as mechanical vibration or temperature and humidity change. Insensitive In the measurement, it is possible to maintain the measurement accuracy of 1/1000 or more by counting the frequency, not the voltage or current, with a counter.

그러나, 이와 같은 종래기술에 따른 LC공진주파수 변이를 이용한 정전용량방식 터치스크린패널의 검사방법은 LC공진회로에서의 주파수 변화 측정을 이용하여 검사하므로 정밀도가 다소 떨어지는 문제점이 있었다.
However, the inspection method of the capacitive touch screen panel using the LC resonant frequency variation according to the prior art has a problem that the precision is somewhat reduced because the inspection using the frequency change measurement in the LC resonant circuit.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위하여, 보다 정밀한 측정을 위하여 윈브릿지방식의 발진기로부터의 소스신호의 레벨 변이차를 이용하여 CTSP의 ITO 층의 자체 정전용량 값을 측정하고 표준시료의 측정값과 비교하여 ITO층의 패턴이상, ITO 막질의 이상 및 오염여부를 판단하거나, ITO 상,하막 사이의 정전용량 값을 측정하여 이상여부에 따라 양품/불량을 판단하도록 하는 윈브릿지발진기를 이용한 정전용량방식의 터치스크린패널 검사장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, in order to solve the above problem, the present invention measures the self capacitance value of the ITO layer of the CTSP by using the level shift of the source signal from the Winbridge oscillator for more accurate measurement, and the measured value of the standard sample. Capacitance using Winbridge oscillator to judge pattern abnormality of ITO layer, abnormality of ITO film quality and contamination, or to measure good or bad according to abnormality by measuring capacitance value between upper and lower ITO layer in comparison with Its purpose is to provide a touch screen panel inspection apparatus.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 정전용량방식의 터치스크린패널 검사장치는 윈브릿지방식의 발진기로부터의 소스신호의 레벨 변이차를 이용하여 정전용량방식 터치스크린패널의 ITO 층의 자체 정전용량 값을 측정하여 양,불량을 판정하는 윈브릿지발진기를 이용한 정전용량방식의 터치스크린패널 검사장치에 있어서, 상기 정전용량방식 터치스크린에 접속되어 각 채널의 정전용량값 측정을 위한 릴레이보드; 상기 릴레이보드에 정전용량측정을 위한 발진주파수를 발생하고 피드백된 신호를 측정하는 신호측정부; 상기 각 부를 제어하고, 상기 신호측정부로부터 입력된 측정값과 기 설정된기준값을 비교하여 불량여부를 판단하는 중앙처리장치;를 포함하되, 상기 신호측정부 및 중앙처리장치는 하나의 메인보드에 실장하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the object of the present invention, a capacitive touch screen panel inspection apparatus measures a self capacitance value of an ITO layer of a capacitive touch screen panel by using a level shift of a source signal from a winbridge oscillator. An apparatus for inspecting a capacitive touch screen panel using a windbridge oscillator for determining quantity and defects, the apparatus comprising: a relay board connected to the capacitive touch screen to measure capacitance of each channel; A signal measuring unit generating an oscillation frequency for measuring capacitance on the relay board and measuring a feedback signal; And a central processing unit for controlling the units and comparing the measured values input from the signal measuring unit with a preset reference value to determine whether the unit is defective. The signal measuring unit and the central processing unit are mounted on one main board. Characterized in that.

여기서, 상기 릴레이보드는 상기 메인보드와의 인터페이스부; 검사를 위한 터치스크린패널을 연결하기 위한 연결단자부; 및 상기 터치스크린패널의 정전용량을 측정하기 위한 "가로 * 세로"의 채널로 이루어진 릴레이;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.Here, the relay board is an interface unit with the main board; A connection terminal unit for connecting a touch screen panel for inspection; And a relay formed of a channel having a width and width for measuring capacitance of the touch screen panel.

또한, 상기 신호측정부는 전원공급을 위한 정전압부; 상기 정전압부에서 입력된 전압으로 정전용량 측정을 위한 발진주파수를 발생하는 윈브릿지발질기; 저항값 측정을 위한 저항브릿지부; 및 상기 릴레이보드에서 피드백되는 신호를 정류하여 상기 중앙처리장치로 출력하는 정류부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
The signal measuring unit may include a constant voltage unit for supplying power; A windbridge generator for generating an oscillation frequency for capacitance measurement with a voltage input from the constant voltage unit; A resistance bridge unit for measuring a resistance value; And a rectifier for rectifying the signal fed back from the relay board and outputting the rectified signal to the central processing unit.

본 발명에 따른 정전용량방식의 터치스크린패널 검사장치는 ITO필름의 원장상태 또는 셀컷팅(Cell Cutting) 상태에서 TSP조립공정에 투입하기 전, 또는 공정 진행 중에 터치스크린패널의 불량 여부를 검사하므로, 불량 터치스크린패널이 후속공정으로 계속 진행되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다. The capacitive touch screen panel inspection apparatus according to the present invention checks whether the touch screen panel is defective before or after the ITO film is put into the TSP assembly process in the ledger state or the cell cutting state. There is an effect that can prevent the bad touch screen panel to proceed to the subsequent process.

또한, 정교한 윈브릿지 발진기를 신호원(Signal source)으로 사용하므로, 정밀측정이 가능하고, 발진전압으로 양전원 30Vp-p를 인가하여 대형 터치스크린패널의 큰 용량 값에도 측정이 용이하며, 터치스크린패널의 정전용량의 임피던스 실 수치를 측정하여 DC레벨로 변환한 값으로 표시하므로 변환 수식에 따른 오차가 없는 효과가 있다.In addition, the sophisticated Winbridge oscillator is used as a signal source, so it is possible to measure precisely, and it is easy to measure even the large capacitance value of a large touch screen panel by applying 30Vp-p of positive power as the oscillation voltage. Since the impedance real value of the capacitance is measured and displayed as a value converted to DC level, there is no error according to the conversion formula.

또한, 종래의 LC공진회로를 이용한 터치스크린패널 검사장치와 비교해서 주파수 변화측정 대비 전압 변화를 측정하므로 보다 정밀한 측정이 가능한 효과가 있다.
In addition, compared to the conventional touch screen panel inspection apparatus using an LC resonant circuit, the voltage change is measured compared to the frequency change measurement, thereby making it possible to measure more precisely.

도 1은 종래기술에 따른 LC공진주파수 변이를 이용한 정전용량방식 터치스크린패널의 검사를 위한 회로 구성도이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 윈브릿지발진기를 이용한 정전용량방식의 터치스크린패널 검사장치의 블록 구성도이고,
도 3은 본 발명을 이용한 터치스크린패널 검사과정의 흐름도이고,
도 4는 본 발명을 설명하기 위한 개념도이고,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 윈브릿발진기 및 신호측정부의 구성도이고,
도 6a 및 6b는 본 발명의 실시예에 따른 윈브릿지발진기 회로도 및 주파수 파형도이고,
도 7은 본 발명에 따른 윈브릿지 발진기의 계산을 설명하기 위한 회로도이고,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 정류부의 브릿지회로 구성도이고,
도 9는 ADC값을 커패시턴스 값으로 변환하는 함수그래프의 일실시예를 보인 도이고,
도 10은 본 발명에 따른 윈브릿지발진기를 이용한 정전용량방식의 터치스크린패널 검사장치를 이용한 측정 및 검사과정의 흐름도이다.1 is a circuit diagram for inspection of a capacitive touch screen panel using a LC resonance frequency variation according to the prior art;
Figure 2 is a block diagram of a capacitive touch screen panel inspection device using a wind bridge oscillator according to an embodiment of the present invention,
3 is a flowchart of a touch screen panel inspection process using the present invention;
4 is a conceptual diagram for explaining the present invention,
5 is a block diagram of a winblet oscillator and a signal measuring unit according to an embodiment of the present invention;
6a and 6b is a circuit diagram and a frequency waveform diagram of a winbridge oscillator according to an embodiment of the present invention,
7 is a circuit diagram for explaining the calculation of the winbridge oscillator according to the present invention,
8 is a configuration diagram of the bridge circuit of the rectifying unit according to the embodiment of the present invention,
9 is a diagram showing an embodiment of a function graph for converting an ADC value into a capacitance value;
10 is a flowchart of a measurement and inspection process using a capacitive touch screen panel inspection apparatus using a winbridge oscillator according to the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 윈브릿지발진기를 이용한 정전용량방식의 터치스크린패널 검사장치의 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참고하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.With reference to the accompanying drawings, the configuration and operation of the capacitive touch screen panel inspection apparatus using a winbridge oscillator according to an embodiment of the present invention will be described in detail as follows.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 정전용량방식의 터치스크린패널 검사장치의 블록 구성도로서, CTSP(110)에 접속되어 각 채널의 정전용량값 측정을 위한 릴레이보드(110)와, 상기 릴레이보드(110)에 정전용량측정을 위한 발진주파수를 발생하고 피드백된 신호를 측정하는 신호측정부(120)와, 상기 각 부(110)(120)를 제어하고, 상기 신호측정부(120)로부터 입력된 측정값과 기 설정된 기준값을 비교하여 불량 여부를 판단하는 중앙처리장치(130)와, 상기 신호측정부(120)에 전원을 공급하는 DC전원공급부(151)와, 상기 중앙제어장치(130)의 제어에 따라 터치스크린패널의 검사를 위한 메뉴표시 및 측정값을 화면 표시하는 액정표시부(152)와, 상기 중앙제어장치(130)에 접속되어 사용자 선택을 위한 키보드(153)로 구성되며, 상기 신호측정부(120) 및 중앙제어장치(130)는 메인보드(140)에 실장된다.2 is a block diagram of a capacitive touch screen panel inspection device according to an exemplary embodiment of the present invention. The relay board 110 is connected to the CTSP 110 to measure capacitance of each channel, and the relay. A signal measuring unit 120 for generating an oscillation frequency for measuring capacitance on the board 110 and measuring a feedback signal, and controlling the respective units 110 and 120 from the signal measuring unit 120. A central processing unit (130) for determining whether or not the input measurement value is compared with a preset reference value, a DC power supply unit (151) for supplying power to the signal measuring unit (120), and the central control unit (130) And a liquid crystal display 152 for displaying a menu display and a measurement value for the inspection of the touch screen panel, and a keyboard 153 for user selection connected to the central controller 130. The signal measuring unit 120 and the central controller 130 are main It is mounted on the load (140).

여기서, 릴레이보드(110)는 상기 메인보드(140)와의 인터페이스를 위한 인터페이스부(111)와, 상기 CTSP(100)와의 연결을 위한 연결단자부(113)와, 상기 연결단자부(113)에 접속된 상기 CTSP(100)의 정전용량을 측정하기 위한 CTSP의 터치 패턴에 따라 "가로 * 세로"의 채널로 이루어진 다수의 릴레이(112)로 구성된다.Here, the relay board 110 is connected to the interface unit 111 for the interface with the main board 140, the connection terminal 113 for the connection with the CTSP 100, and the connection terminal 113 According to the touch pattern of the CTSP for measuring the capacitance of the CTSP (100) is composed of a plurality of relays 112 of the "horizontal * vertical" channel.

또한, 릴레이보드(110)(110a)는 2개 또는 그 이상으로 동시에 다수개의 릴레이보드(110)(110a)를 이용할 수 있다.In addition, the relay boards 110 and 110a may use two or more relay boards 110 and 110a simultaneously.

또한 상기 신호측정부(120)는 전원공급을 위한 정전압부(121)와, 상기 정전압부(121)에서 입력된 전압으로 정전용량 측정을 위한 발진주파수를 발생하는 윈브릿지발진기(122)와, 저항값 측정을 위한 저항브릿지부(123)와, 상기 릴레이보드(110)에서 피드백되는 신호를 정류하여 상기 중앙처리장치(130)로 출력하는 정류부(124)로 구성된다.In addition, the signal measuring unit 120 includes a constant voltage unit 121 for power supply, a wind bridge oscillator 122 for generating an oscillation frequency for capacitance measurement with a voltage input from the constant voltage unit 121, and a resistance. Resistor bridge 123 for measuring the value, and the rectifier 124 for rectifying the signal fed back from the relay board 110 and outputs to the central processing unit (130).

이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 윈브릿지발진기를 이용한 정전용량방식의 터치스크린패널 검사장치의 작용을 첨부된 도 2 내지 도 10을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The operation of the capacitive touch screen panel inspection apparatus using the winbridge oscillator according to the embodiment of the present invention configured as described above will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 10.

먼저, 본 발명은 도 4에 도시된 바와 같이 윈브릿지발진기(122)를 신호원으로 하여 발진전압을 피측정부품(DUT)인 CTSP의 커패시턴스의 임피던스 실 수치를 측정하고, 이를 정류부(124)를 통해 반파정류 및 DC레벨로 변환하고, 변환된 DC레벨을 중앙제어장치(130)에 입력하여 설정된 정상상태의 레벨과 비교하여 그 결과에 따라 정상 또는 불량 여부를 판단하게 된다.First, the present invention measures the impedance real value of the capacitance of the CTSP, the oscillation voltage of the component under test (DUT), using the winbridge oscillator 122 as a signal source, as shown in FIG. By converting into half-wave rectification and DC level through the input, the converted DC level is input to the central control unit 130 and compared with the set steady state level to determine whether it is normal or bad according to the result.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 윈브릿지발진기를 이용한 정전용량방식의 터치스크린패널 검사장치의 블록 구성도로서, 공급된 교류전원(AC)을 전원공급부(151)을 통해 직류전원(DC) ±30V로 변환하여 메인보드(140)로 공급하고, 공급된 직류전원 ±30V는 신호측정부(120)의 정전압부(121)에서 ±12V로 변환하여 공급한다.2 is a block diagram of an electrostatic capacitive touch screen panel inspection device using a winbridge oscillator according to an embodiment of the present invention, the supplied AC power (AC) through the power supply unit 151 DC power (DC) It is converted to ± 30V and supplied to the main board 140, and the supplied DC power supply ± 30V is converted into ± 12V from the constant voltage unit 121 of the signal measuring unit 120 and supplied.

상기 정전압부(121)에서 ±12V 전원을 공급받은 윈브릿지발진기(122)는 RC회로를 이용하여 정전용량측정을 위한 발진주파수를 발생한다. The winbridge oscillator 122 supplied with ± 12V power from the constant voltage unit 121 generates an oscillation frequency for capacitance measurement using an RC circuit.

상기 윈브릿지발진기(122)에서 발생된 발진주파수는 상기 릴레이보드(110)의 인터페이스부(111)을 통해 각 릴레이부(112)를 각 채널별로 순차적으로 구동하고, 연결단자부(113)에 연결된 상기 CTSP(100)에 설정된 각 패턴별 채널의 정전용량 측정값이 상기 인터페이스부(111)를 통해 상기 신호측정부(120)의 정류부(124)로 입력된다.The oscillation frequency generated by the winbridge oscillator 122 drives the relay unit 112 sequentially for each channel through the interface unit 111 of the relay board 110 and is connected to the connection terminal unit 113. The capacitance measurement value of each pattern channel set in the CTSP 100 is input to the rectifying unit 124 of the signal measuring unit 120 through the interface unit 111.

여기서, 상기 릴레이보드(110)는 가로*세로(X 128 * Y 128 채널)로 2개의 릴레이보드(110)(110a)로 구성되며, 각 256개의 채널까지 확장 가능하도록 구성된다.Here, the relay board 110 is composed of two relay boards 110 and 110a in a width * length (X128 * Y128 channels) and extendable to each of 256 channels.

상기 정류부(124)는 릴레이부(110)를 통해 피드백되는 CTSP(100) 정전용량 측정신호를 정류한 후 상기 중앙제어장치(130)로 입력한다.The rectifier 124 rectifies the CTSP 100 capacitance measurement signal fed back through the relay unit 110 and inputs the measured signal to the central controller 130.

도 4는 본 발명에 따른 윈브릿지발진기의 RC회로를 이용한 정전용량측정의 기본원리를 설명하기 위한 도로서, 저항값 'R'은 ITO 등에 의하여 형성되는 저항성분이고, 커패시턴스 'C'는 터치 패턴에 의한 커패시턴스 성분이다. 4 is a view for explaining the basic principle of capacitance measurement using the RC circuit of the Winbridge oscillator according to the present invention, the resistance value 'R' is a resistance component formed by ITO, etc., the capacitance 'C' is a touch pattern Capacitance component.

정전압부(121)에 의해 발생된 특정 주파수의 구형파를 CTSP(100)내에 존재하는 R 과 C 성분에 인가하고, 이들의 리액턴스 성분에 의하여 발생되는 전압강하를 측정하여 피 측정 용량의 값을 측정한다.A square wave of a specific frequency generated by the constant voltage unit 121 is applied to the R and C components present in the CTSP 100, and the voltage drop generated by these reactance components is measured to measure the value of the measured capacitance. .

이때 발생되는 위상변이(Phase shift)는 측정에서 필요하지 않으므로 무시한다.The phase shift generated at this time is not necessary for the measurement and is ignored.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 윈브릿발진기 및 신호측정부의 구성도로서, 구형파발생기는 윈브릿지정형파 발생기(122a)와 비교기(122b)로 구성되며, 상기 윈브릿지정형파 발생기(122a)에서 발생된 정형파를 발진하고, 정형파를 비교기(122b)를 이용하여 구형파로 변환하여 출력한다.5 is a configuration diagram of a winbrit oscillator and a signal measuring unit according to an exemplary embodiment of the present invention, wherein a square wave generator includes a winbridge specified wave generator 122a and a comparator 122b, and the winbridge specified wave generator 122a. Oscillates the square wave generated at, and converts the square wave into a square wave using a comparator 122b to output the square wave.

상기 구형파발생기를 통해 발생된 구형파를 피측정물 CTSP(100)에 인가하여 통과하면서 진폭이 변화되는데, 변화된 구형파를 DC레벨로 변환하기 위하여 정류기(124)를 통해 반파정류를 수행한다. 즉, 반파 정류된 구형파는 정량분석이 용이한 직류파로 변환하여 상기 중앙제어장치(130)로 출력한다.The amplitude is changed while passing the square wave generated through the square wave generator to the measurement target CTSP 100, and half-wave rectification is performed through the rectifier 124 to convert the changed square wave to the DC level. That is, the half-wave rectified square wave is converted into a DC wave for easy quantitative analysis and output to the central controller 130.

도 6a 및 6b는 본 발명의 실시예에 따른 윈브릿지발진기 회로도 및 주파수 파형도로서, 윈브릿지발진기는 설정된 통과 주파수(fr)에서만 반응하도록 하는 것이기 때문에 다음 수학식 1에서와 같은 주파수 값이 갖는다.6A and 6B are diagrams illustrating a frequency and waveform diagram of a winbridge oscillator according to an exemplary embodiment of the present invention. Since the winbridge oscillator is configured to react only at a set pass frequency fr, it has a frequency value as in Equation 1 below.

Figure pat00001
Figure pat00001

저역필터(low pass filter)와 고역필터(high pass filter)가 특정 주파수 fr에서 만나야하기 때문에 두 필터의 특정을 갖게 R과 C값을 결정한다.Since the low pass filter and the high pass filter must meet at a specific frequency fr, the R and C values are determined to have the specificity of the two filters.

한편, 2개의 필터에 의해 통과 주파수가 결정되고 이 주파수만을 통과하고 나머지 신호는 공진하면서 없어진다. On the other hand, the pass frequency is determined by the two filters and passes only this frequency, and the remaining signals disappear while resonating.

도 7은 본 발명에 따른 윈브릿지 발진기의 계산을 설명하기 위한 회로도로서, 윈브릿지발진기는 높은 개방루프 게인(Open loop gain)를 갖는 OP앰프와 같은 증폭기(U1)의 발진 특성을 이용하여 발진으 유도하고, 고역필터와 저역필터를 이용하여 특정주파수의 사인파(sine wave)를 얻는 회로이다.7 is a circuit diagram for explaining the calculation of the winbridge oscillator according to the present invention, the winbridge oscillator using the oscillation characteristics of the amplifier (U1), such as the OP amplifier having a high open loop gain (open loop gain) It is a circuit that induces and obtains a sine wave of a specific frequency by using a high pass filter and a low pass filter.

상기 회로의 출력에서 비반전(non-inverting) 입력으로의 주파수에 대한 시간의 전달함수(τ+)는 다음 수학식 2와 같다.The transfer function τ + of time versus frequency from the output of the circuit to a non-inverting input is given by Equation 2 below.

Figure pat00002
Figure pat00002

또한, 반전 입력으로의 전달함수는 다음 수학식 3과 같다.In addition, the transfer function to the inverting input is as shown in Equation 3 below.

Figure pat00003
Figure pat00003

발진을 하기 위한 루프 게인은 다음 수학식 4와 같이 표현된다. 여기서 Ad s는 차동증폭기의 개방루프 게인이고, 비반전 상기 중앙제어장치(130)는 τ+와 반전 τ-의 값으로부터 다음 수학식 4에 의해 산출할 수 있다. The loop gain for oscillation is expressed as in Equation 4 below. Where A d s is the open loop gain of the differential amplifier, and the non-inverting central control unit 130 can be calculated by the following equation (4) from the values of τ + and inversion τ−.

Figure pat00004
Figure pat00004

따라서 발진주파수는 다음 수학식 5와 같이 정의된다.Therefore, the oscillation frequency is defined as in Equation 5 below.

Figure pat00005
Figure pat00005

상기 수학식 5의 정의는 다음 수학식 6의 조건에 의거한다.The definition of Equation 5 is based on the condition of Equation 6 below.

Figure pat00006
Figure pat00006

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 정류부의 브릿지회로 구성도로서, 인가된 정현파의 주파수 성분에 의하여 임피던스가 발생한 용량 값에 의하여 진폭과 위상이 변화한 구형파 신호를 DC성분으로 변화시키기 위하여 브릿지다이오드를 통과시키고 오프셋(off-set)조정을 위하여 차동증폭기를 통과시킨다.8 is a diagram illustrating a bridge circuit of a rectifying unit according to an exemplary embodiment of the present invention. Pass the differential amplifier and pass through the differential amplifier for offset adjustment.

도 9는 ADC값을 커패시턴스 값으로 변환하는 함수그래프의 일실시예를 보인 도로서, 이는 다음 수학식 7에 의해 산출된다.FIG. 9 illustrates an embodiment of a function graph for converting an ADC value into a capacitance value, which is calculated by Equation 7 below.

Figure pat00007
Figure pat00007

여기서, yo=-3.888, a=0.5644, b=1.5845x10-4, c=6.1116x10- 7 이다.Here, yo = -3.888, a = 0.5644 , b = 1.5845x10 -4, c = 6.1116x10 - 7.

상기 수학식에 의해 변환된 DC레벨, ADC 및 정전용량은 다음 표 1과 같다.The DC level, ADC, and capacitance converted by the above equation are shown in Table 1 below.

DC레벨DC level ADCADC 정전용량(Cap.)Capacitance No TouchNo touch 0.1225V0.1225 V 2525 10pF10 pF TouchTouch 0.2744V0.2744 V 5656 30pF30pF DeltaDelta 0.1519V0.1519 V 3131 20pF20 pF

이상에서 윈브릿지회에서 설명된 것은 많은 실험을 거쳐 출력이 가장 안정적이고 선형적(Linear)하게 나오는 주파수대(12.2KHz)를 찾아 윈브릿지발진기에 적용하며, 이는 고주파대역으로 갈수록 외부의 영향(온도, 습도등)을 많이 받게 된다.In the above, what is described in the Winbridge meeting is to find the frequency band (12.2KHz) that the output is the most stable and linear through many experiments, and apply it to the Winbridge oscillator, which is influenced by the external influence (temperature, Humidity).

이와 같은 과정을 통해 정류된 정전용량 측정신호가 중앙처리장치(130)에 입력되어 기 설정된 정상범위의 정전용량인지를 비교하여 설정된 정상범위를 벗어난 경우에는 불량 CTSP로 판단한다.When the capacitance measurement signal rectified through the above process is input to the central processing unit 130 and compared with the predetermined normal range of capacitance, it is determined to be a defective CTSP.

도 10은 본 발명에 따른 윈브릿지발진기를 이용한 정전용량방식의 터치스크린패널 검사장치를 이용한 측정 및 검사과정의 흐름도로서, CTSP의 정전용량 정상범위를 설정하기 위한 표준시료로 결정된 CTSP의 정전용량을 측정하고, 측정된 데이터를 저장한다.10 is a flow chart of the measurement and inspection process using the capacitive touch screen panel inspection apparatus using the Winbridge oscillator according to the present invention, the capacitance of the CTSP determined as a standard sample for setting the normal range of the capacitance of the CTSP Measure and save the measured data.

제품 변경시에는 가로,세로 채널(x,y ch.)수를 세팅하고 이전 모델에 적용이 가능한지 판단한다.When changing the product, set the number of horizontal and vertical channels (x, y ch.) And judge whether it is applicable to the previous model.

측정 및 검사하기 위한 양산 CTSP의 정전용량을 측정하고, 측정된 정전용량과 상기 저장된 표준시료 값과 비교한다. The capacitance of the production CTSP for measurement and inspection is measured and compared with the measured capacitance and the stored standard sample value.

여기서, 측정된 DC레벨 신호의 비선형성에 대하여 다음과 같이 보완을 수행한다. 즉, 측정된 데이터는 피측정 용량값에 대하여 비선형적 특성을 가지는데, 표준 커패시턴스 값을 기준으로 측정된 데이터를 최적선형함수(Best Fit Line)를 만들어 적용하므로, 이 경우 피측정 용량의 절대치는 약간의 오차가 있을 수 있으나, 측정값의 재현성은 측정회로의 안정도 및 정밀도에 따라 결정되므로 우수한 특성을 만들 수 있다. In this case, the nonlinearity of the measured DC level signal is compensated as follows. In other words, the measured data has a non-linear characteristic with respect to the measured capacitance value.Because the measured data are applied by making a best fit line based on the standard capacitance value, in this case, the absolute value of the measured capacity is There may be some errors, but the reproducibility of the measured values is determined by the stability and precision of the measuring circuit, thereby making it possible to make excellent characteristics.

상기 측정된 정전용량과 표준시료의 값을 비교결과 양품 또는 불량 판정기준인 허용범위 이내인지를 판단하며, 허용범위 설정은 사용자 임의 설정이 가능하며, 바람직하게는 1~100%에서 1%단위로 설정한다.The result of the comparison between the measured capacitance and the standard sample determines whether it is within the acceptable range, which is a good or bad judgment standard, and the allowable range can be set by the user, preferably in a range of 1 to 100% to 1%. Set it.

허용범위 이내일 경우에는 양품으로 통과시키고, 허용범위에서 벗어날 경우에는 불량으로 판단한다. If it is within the allowable range, the product is passed as good quality.

그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 실시 예가 설명 및 도시되었지만 본 발명의 윈브릿지발진기를 이용한 정전용량방식의 터치스크린패널 검사장치는 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 수 있음은 자명한 일이다. In addition, although specific embodiments of the present invention have been described and illustrated above, it is obvious that the capacitive touch screen panel inspection apparatus using the winbridge oscillator of the present invention may be variously modified and implemented by those skilled in the art.

그러나, 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 내에 포함된다 해야 할 것이다.
It should be understood, however, that such modified embodiments are not to be understood individually from the spirit and scope of the invention, and such modified embodiments are intended to be included within the scope of the appended claims.

100 : 정전용량방식 터치스크린패널
110 : 릴레이보드 111 : 인터페이스부
112 : 릴레이 113 : 연결단자부
120 : 신호측정부 121 : 정전압부
122 : 윈브릿지발진기 123 : 저항브릿지
124 : 정류부 130 : 중앙처리장치
140 : 메인보드 151 : 전원공급부
152 : 액정표시부 153 : 키보드100: capacitive touch screen panel
110: relay board 111: interface
112: relay 113: connection terminal
120: signal measuring unit 121: constant voltage unit
122: winbridge oscillator 123: resistance bridge
124: rectifier 130: central processing unit
140: motherboard 151: power supply
152: liquid crystal display 153: keyboard

Claims (5)

윈브릿지방식의 발진기로부터의 소스신호의 레벨 변이차를 이용하여 정전용량방식 터치스크린패널의 ITO 층의 자체 정전용량 값을 측정하여 양,불량을 판정하는 윈브릿지발진기를 이용한 정전용량방식의 터치스크린패널 검사장치에 있어서,
상기 정전용량방식 터치스크린에 접속되어 각 채널의 정전용량값 측정을 위한 릴레이보드;
상기 릴레이보드에 정전용량측정을 위한 발진주파수를 발생하고 피드백된 신호를 측정하는 신호측정부;
상기 각 부를 제어하고, 상기 신호측정부로부터 입력된 측정값과 기 설정된기준값을 비교하여 불량여부를 판단하는 중앙처리장치;를 포함하되,
상기 신호측정부 및 중앙처리장치는 하나의 메인보드에 실장하는 것을 특징으로 하는 정전용량방식의 터치스크린패널 검사장치.
Capacitive touch screen using the Winbridge oscillator that determines the quantity and defect by measuring the self capacitance value of the ITO layer of the capacitive touch screen panel by using the level shift of the source signal from the winbridge oscillator. In the panel inspection device,
A relay board connected to the capacitive touch screen for measuring capacitance of each channel;
A signal measuring unit generating an oscillation frequency for measuring capacitance on the relay board and measuring a feedback signal;
And a central processing unit controlling the units and comparing the measured values input from the signal measuring unit with a preset reference value to determine whether there is a defect.
The signal measuring unit and the central processing unit is a capacitive touch screen panel inspection device, characterized in that mounted on one main board.
제 1 항에 있어서,
상기 릴레이보드는 상기 메인보드와의 인터페이스부;
검사를 위한 터치스크린패널을 연결하기 위한 연결단자부;
상기 터치스크린패널의 정전용량을 측정하기 위한 "가로 * 세로" 채널로 이루어진 다수의 릴레이;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 정전용량방식의 터치스크린패널 검사장치.
The method of claim 1,
The relay board is an interface unit with the main board;
A connection terminal unit for connecting a touch screen panel for inspection;
And a plurality of relays formed of a "horizontal * vertical" channel for measuring the capacitance of the touch screen panel.
제 2 항에 있어서,
상기 릴레이는 각 채널을 순차적으로 측정하며,
다 수개의 릴레이보드를 연결 구성하는 것을 특징으로 하는 정전용량방식의 터치스크린패널 검사장치.
3. The method of claim 2,
The relay measures each channel sequentially,
Capacitive touch screen panel inspection device, characterized in that for connecting the configuration of several relay board.
제 1 항에 있어서,
상기 신호측정부는 전원공급을 위한 정전압부;
상기 정전압부에서 입력된 전압으로 정전용량 측정을 위한 발진주파수를 발생하는 윈브릿지발진기;
저항값 측정을 위한 저항브릿지부; 및
상기 릴레이보드에서 피드백되는 신호를 정류하여 상기 중앙처리장치로 출력하는 정류부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 정전용량방식의 터치스크린패널 검사장치.
The method of claim 1,
The signal measuring unit is a constant voltage unit for power supply;
A windbridge oscillator for generating an oscillation frequency for capacitance measurement with a voltage input from the constant voltage unit;
A resistance bridge unit for measuring a resistance value; And
And a rectifying unit rectifying the signal fed back from the relay board and outputting the rectified signal to the central processing unit.
제 1 항에 있어서,
상기 메인보드에 직류전원을 공급하기는 전원공급부;
상기 메인보드에 접속되어 터치스크린패널의 검사를 위한 메뉴표시 및 측정값을 화면 표시하는 액정표시부; 및
상기 메인보드에 접속되어 사용자 선택을 위한 키보드;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 정전용량방식의 터치스크린패널 검사장치.The method of claim 1,
Supplying DC power to the main board is a power supply unit;
A liquid crystal display unit connected to the main board and configured to display a menu display and a measurement value for inspecting a touch screen panel; And
And a keyboard for user selection connected to the main board.
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