KR20130095427A - Single layer capacitive type touch screen apparatus capable of multi touch - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A touch screen device of a single layer capacitance method capable of multi-touch is provided to sense an accurate touch point when a plurality of points is simultaneously touched on a touch panel of a large screen. CONSTITUTION: A switch device (S1) and a switch device (S3) are connected to one end of individual signal electrode (120). A first integrator (231) and a second integrator (232) are individually connected to the switch device (S3) and a switch device (S4). A first analog-digital converter (ADC n) and a second analog-digital converter (ADC n') are individually connected to the first integrator and the second integrator. An applied power line (V1) and an applied power line (V2) are individually connected to a plurality of the switch devices (S1) and a plurality of the switch devices (S2). A switch control signal line (SW1) individually turns on or off the switch device (S1) included in each signal electrode from the switch device (S1) included in the other signal electrode. A switch control signal line (SW2) individually turns on or off the switch device (S2) included in each signal electrode from the switch device (S2) included in the other signal electrode.

Description

멀티 터치가 가능한 단일층 정전용량방식의 터치 스크린 장치{SINGLE LAYER CAPACITIVE TYPE TOUCH SCREEN APPARATUS CAPABLE OF MULTI TOUCH}[0001] Description [0002] SINGLE LAYER CAPACITIVE TYPE TOUCH SCREEN APPARATUS CAPABLE OF MULTI TOUCH [0003]

본 발명은 신호전극에 걸리는 전압 파형을 조절하여, 여러 손가락 접촉시 생기는 간섭신호를 줄여서, 멀티 터치를 구현하는 단일층 정전용량(Single Layer Capacitive) 방식의 터치 스크린 장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a single layer capacitive touch screen device for controlling a voltage waveform applied to a signal electrode to reduce an interference signal generated by multiple finger touches to realize multi-touch.

터치 스크린 장치는 정보 입력이 간단하여, 휴대폰이나 모니터에서 많이 쓰인다. 터치 스크린을 구현하는 여러 기술 가운데 정전용량방식은 단일층으로 만들 수 있고, 디스플레이 소자 위에 바로 부착할 수 있어 투과율이 높아 휴대폰에 많이 쓰일 전망이다. The touch screen device is simple to input information, and is often used in mobile phones and monitors. Of the various techniques for implementing a touch screen, the capacitive type can be made into a single layer, and it can be attached directly on the display element, which is expected to be widely used in mobile phones because of its high transmittance.

단일층 정전용량 터치 스크린 구현 방법 가운데, 막대모양의 신호전극 양단에 다른 파형의 전압을 걸어 접촉하는 손가락으로 인해 유도된 전하를 측정하는 펄스정전용량(pulse capacitive) 방식이 측정의 정밀도, 대면적 구현, 그리고 여러 터치 지점을 동시에 인식할 수 있는 멀티 터치(multi-touch) 등의 장점이 있다. Of the single-layer capacitive touch screen implementations, the pulse capacitive method, which measures the charge induced by the finger touching the other signal voltage across the rod-shaped signal electrode, And a multi-touch capable of recognizing multiple touch points at the same time.

단일층 펄스정전용량 방식의 터치 스크린패널은 장방형 막대 형상의 신호전극(120)이 가로축(X축)과 나란하게 여러 개 형성하는 구조이다. 선행문헌 1에는 단일층 펄스정전용량 방식의 터치 스크린패널이 제시되어 있다. 도 1은 단일층 펄스정전용량방식의 터치 스크린 패널(100)의 단면도이고, 도 2는 단일층 펄스정전용량방식의 터치 스크린 패널(100)의 평면도이다. The single-layer pulse capacitive touch screen panel has a structure in which a plurality of rectangular rod-shaped signal electrodes 120 are formed in parallel with the horizontal axis (X-axis). Prior Art 1 discloses a single-layer pulse capacitive touch screen panel. FIG. 1 is a cross-sectional view of a single-layer pulse capacitive touch screen panel 100, and FIG. 2 is a plan view of a single-layer pulse capacitive touch screen panel 100. Referring to FIG.

기판(110) 위에 신호전극(120)의 장축이 X축과 나란하게 다수 형성되어 있다. 기판(110)은 투명한 플라스틱 또는 강화유리로 형성한다. 신호전극(120)은 ITO(Indium Tin Oxide)와 같이 투명하면서 전기가 통하는 물질로 만들며, 신호전극(120)의 면저항은 보통 20∼200Ω/㎠ 이다. 기판(110) 위에 신호전극(120)을 형성하고, 신호전극 위에는 보호막(111)을 피막한다. 보호막 바로 위에 손가락(300)이 접촉된다.A major axis of the signal electrode 120 is formed on the substrate 110 in parallel with the X axis. The substrate 110 is formed of transparent plastic or tempered glass. The signal electrode 120 is made of a transparent and electrically conductive material such as ITO (Indium Tin Oxide), and the sheet resistance of the signal electrode 120 is usually 20 to 200? / Cm 2. A signal electrode 120 is formed on the substrate 110, and a protective film 111 is formed on the signal electrode. The finger 300 is brought into contact with the protective film.

도 3은 신호전극(120) 위에 손가락(300)이 접촉되었을 때 펄스정전용량 방식의 설명도이다. 신호전극의 전체 길이를 L이라 하고, 손가락이 접촉하는 위치를 x라고 한다. 왼쪽 원점에서 x까지의 신호전극의 저항을 R이라 하고, x에서 끝단(끝 기준선)까지의 저항을 R`이라고 한다. 신호전극은 저항 R과 R`이 직렬로 연결된 등가회로로 볼 수 있다. 신호전극의 면저항이 균일하다고 가정하면 저항 R과 R`는 수학식 1과 같이 성립한다. 3 is an explanatory diagram of a pulse capacitance method when the finger 300 is brought into contact with the signal electrode 120. FIG. Let the total length of the signal electrode be L and the position where the finger touches x. Let R be the resistance of the signal electrode from the left origin to x, and let R be the resistance from x to the end (the baseline). The signal electrode can be seen as an equivalent circuit in which resistors R and R 'are connected in series. Assuming that the sheet resistance of the signal electrode is uniform, the resistances R and R are established as shown in Equation (1).

Figure pat00001
Figure pat00001

손가락은 수백 pF의 접지된 축전지로 볼 수 있다. 따라서 펄스정전용량 방식의 등가회로는 신호전극의 저항 R과 R` 사이에 손가락에 대응되는 축전기 C가 접지된 구조이다.
Fingers can be seen with a grounded battery of several hundred pF. Therefore, the equivalent circuit of the pulse capacitance type is a structure in which the capacitor C corresponding to the finger is grounded between the resistors R and R of the signal electrode.

도 3의 (가)는 신호전극 오른쪽 끝단에 전압 파형 V가 인가되고, 왼쪽 끝단은 접지시켰을 때의 등가회로이다. 이때를 "+" 프레임이라고 하기로 한다. "+" 프레임에서 손가락이 접촉한 x 위치에서 손가락의 등가회로 축전기 C에 충전되는 전하 Q(+)는 아래 수학식 2와 같다.3 (A) is an equivalent circuit when the voltage waveform V is applied to the right end of the signal electrode and the left end is grounded. At this time We will call it the "+" frame. The charge Q (+) charged in the equivalent circuit capacitor C of the finger at the x position where the finger contacts the "+"

Figure pat00002
Figure pat00002

도 3의 (나)는 전압파형을 바꿔서 인가하였을 때의 등가회로이다. 이때를 "-" 프레임이라 하기로 한다. "-" 프레임에서 손가락이 접촉한 x 위치에서 손가락의 등가회로 축전기 C에 충전되는 전하 Q(-)는 아래 수학식 3과 같다.3 (B) is an equivalent circuit when the voltage waveform is changed and applied. This time is referred to as a "-" frame. The charge Q (-) charged in the equivalent circuit capacitor C of the finger at the x position where the finger touches the frame is expressed by Equation 3 below.

Figure pat00003
Figure pat00003

"+" 프레임과 "-" 프레임에서 손가락에 유도된 전하량 Q(+), Q(-)로부터 손가락의 접촉점의 위치(x)를 아래 수학식 4와 같이 구할 수 있다.The position (x) of the contact point of the finger from the charge amounts Q (+) and Q (-) induced in the finger in the "+" frame and the "-" frame can be obtained by the following equation (4).

Figure pat00004
Figure pat00004

손가락이 닿는 Y축은 신호전극에 축적된 전하량의 무게 중심 위치로부터 결정할 수 있다. 도 4에서와 같이 인접 신호전극 사이의 이격 거리가 P라면 손가락이 닿는 Y축 좌표 y는 아래 수학식 5로 구한다. Qn(+)와 Qn(-)는 n번째 신호전극에 유도된 "+" 프레임과 "-" 프레임에 손가락에 유도된 전하이다.The Y axis at which the finger touches can be determined from the center of gravity of the amount of charge accumulated in the signal electrode. As shown in FIG. 4, if the distance between neighboring signal electrodes is P, the y-axis coordinate y which the finger touches is obtained by the following equation (5). Qn (+) and Qn (-) are the charges induced in the finger in the "+" frame and the "-" frame induced in the nth signal electrode.

Figure pat00005
Figure pat00005

도 5는 펄스정전용량 방식의 터치 스크린 장치의 구성도이다. 터치 스크린 장치는 터치 스크린 패널(100)과 구동모듈(200)로 구성된다. 구동모듈은 전체 제어를 담당하는 제어부(210)와, 터치 스크린 패널의 신호전극에 전압 파형을 인가하는 구동부(220), 터치 스크린 패널의 신호전극에 축적된 전하량을 감지하는 감지부(230)와, 감지신호를 처리하여 X,Y좌표로 전환하는 신호처리부(240)로 구성된다. 신호처리부(240)는 터치스크린 장치에서 구현하지 않고 외부 장치에서 그 기능을 수행하게 할 수도 있음은 물론이다. 구동부에서 신호전극으로 전압이 인가될 때는 감지부와 신호전극이 전기적으로 단절이 되고, 신호를 감지하는 경우에는 구동부와 신호전극이 전기적으로 단절된다.
5 is a configuration diagram of a touch screen apparatus of a pulse capacitance type. The touch screen device includes a touch screen panel 100 and a driving module 200. The driving module includes a control unit 210 for performing overall control, a driving unit 220 for applying a voltage waveform to the signal electrodes of the touch screen panel, a sensing unit 230 for sensing the amount of charges accumulated in the signal electrodes of the touch screen panel, And a signal processing unit 240 for processing the detection signal and switching to X and Y coordinates. It is needless to say that the signal processing unit 240 may be implemented in an external device without being implemented in the touch screen device. When voltage is applied from the driver to the signal electrode, the sensing unit and the signal electrode are electrically disconnected, and when detecting a signal, the driver and the signal electrode are electrically disconnected.

도 6은 종래의 펄스정전용량방식의 구동 회로의 한 예다. V1과 V2는 신호전극 왼쪽과 오른쪽 끝단에 걸어주는 전압 파형이다. 각각의 신호전극(120)에는 4개의 스위치 소자(S1, S2, S3, S4)가 달려있다. 스위치 소자 S1은 신호전극과 구동파형 V1을 연결/차단 시키고, 스위치 소자 S2는 신호전극과 구동파형 V2를 연결/차단시킨다. 스위치 소자 S3와 S4는 신호전극(120)과 적분기(231,232)를 연결/차단시킨다. 적분기(231)는 연산증폭기(OP Amp)와 축전기 그리고 리셋 스위치 소자(S6)로 구성된다. 리셋 스위치 소자가 열리면(도통되면) 적분기의 축전기에 있는 전하를 방전시켜서 초기화한다. 모든 신호전극에는 각각의 적분기와 아날로그-디지털 변환기(ADC, Analogy Digital Converter, 이하, "ADC"라 한다)가 연결되어 있다. 각각의 신호전극에 달린 ADC는 디지털 신호 처리기(DSP, Digital Signal Processor, 이하, "DSP"라 한다)에 연결된다. DSP에서는 각각의 신호전극의 ADC값을 받아서 연산한 후 터치 위치를 결정한다. 모든 신호전극에 연결된 스위치 소자 S1과 S2 및 모든 적분기에 연결된 스위치 소자 S5와 S6는 제어신호 SW에 연결된다. 신호전극과 적분기를 연결하는 모든 스위치 소자 S3와 S4는 제어신호 SW에 연결된다. 6 is an example of a conventional driving circuit of the pulse capacitance type. V1 and V2 are voltage waveforms applied to the left and right ends of the signal electrode. Each of the signal electrodes 120 has four switch elements S1, S2, S3, and S4. The switch element S1 connects / disconnects the signal electrode and the drive waveform V1, and the switch element S2 connects / disconnects the signal electrode and the drive waveform V2. The switch elements S3 and S4 connect / disconnect the signal electrode 120 and the integrators 231 and 232, respectively. The integrator 231 is composed of an operational amplifier OP amp, a capacitor, and a reset switch element S6. When the reset switch element opens (conducts), the charge in the capacitor of the integrator is discharged and initialized. Each signal electrode is connected to an integrator and an analog-to-digital converter (ADC). The ADC on each signal electrode is connected to a digital signal processor (DSP). In the DSP, the ADC value of each signal electrode is calculated and the touch position is determined. Switch elements S1 and S2 connected to all the signal electrodes and switch elements S5 and S6 connected to all the integrators are connected to the control signal SW. All switch elements S3 and S4 connecting the signal electrode and the integrator are connected to the control signal SW.

도 6의 회로 구성을 도 5에 제시된 구성 블록으로 분류하면, V1과 V2, S1, S2가 구동부(220)에 포함되어, 제어부(210)가 SW, SW'가 포함되고, 감지부(230)는 S3, S4 그리고 적분기와 ADC가 포함된다. DSP가 신호처리부(240)에 포함된다.6, V1, V2, S1, and S2 are included in the driving unit 220, the control unit 210 includes SW and SW ', and the sensing unit 230, Includes S3, S4, and integrator and ADC. A DSP is included in the signal processing unit 240.

도 7은 도 6을 구현하는 타이밍 챠트(Timing chart)이다. V1과 V2는 매 프레임마다 전압레벨이 변경되면서 인가된다. "+"프레임에서는 V1에 V전압이 걸리고 V2에는 접지전압이 걸린다. "-"프레임에서는 V1에 접지전압이 걸리고, V2에는 V전압이 걸린다.FIG. 7 is a timing chart for implementing FIG. 6. FIG. V1 and V2 are applied while changing the voltage level every frame. In the "+" frame, the V voltage is applied to V1 and the ground voltage is applied to V2. In the "-" frame, the ground voltage is applied to V1, and the V voltage is applied to V2.

제어신호 SW가 1인 기간이 손가락 접촉으로 전하가 신호전극에 충전되는 시간이다. SW가 1인 경우에는 신호전극에 연결된 S1 스위치 소자와 S2 스위치 소자가 열리고(도통 상태로 되고), 또한 적분기의 스위치 소자 S5, S6가 열려서(도통되어) 적분기의 축전기에 존재하던 전하가 방전된다.The period during which the control signal SW is 1 is the time during which the charge is charged to the signal electrode by finger contact. When SW is 1, the S1 switch element and the S2 switch element connected to the signal electrode are opened (the conductive state), and the switch elements S5 and S6 of the integrator are opened (conducted) to discharge the charge existing in the capacitor of the integrator .

제어신호 SW'가 1인 기간에는 스위치 소자 S3와 S4가 열려서(도통되어) 신호전극에 유도된 전하가 적분기의 축전기로 이동한다. Read 신호가 1인 기간에는 ADC가 동작한다. "+" 프레임과 "-"프레임 동안에 한번 각각 1번씩 신호전극에 유도된 손가락의 전하량이 측정되고, 이 두 측정량으로부터 1회 위치 측정이 이루어진다.During the period when the control signal SW 'is 1, the switch elements S3 and S4 are opened (conducted), and the charge induced in the signal electrode moves to the capacitor of the integrator. The ADC operates during the period when Read signal is 1. During the "+" frame and the "-" frame, the charge of the finger induced to the signal electrode is measured once, and the position measurement is performed once from these two measured values.

도 8은 종래의 펄스정전용량 방식의 터치 스크린 패널의 위치를 결정하는 순서도이다. 터치 스크린 패널이 작동하면, 초기 배경 측정을 한다. 배경측정은 신호전극에 손가락 접촉이 없는 상태에서 신호전극의 기생용량에 축적되는 전하를 측정하는 것을 의미한다. "+" 프레임과 "-"프레임 동안에 손가락에 유도된 전하를 측정하고 좌표를 계산한다. 1회 측정으로는 오차가 대략 ±5% 정도이므로 여러 번 측정하여 평균값으로 좌표를 결정한다. 측정오차는 측정 횟수의 제곱근에 반비례한다. 100회 측정하여 평균한 값과 1회 측정한 값을 비교하면 오차가 약 10%로 줄어든다.FIG. 8 is a flowchart for determining the position of a conventional touch panel of a pulse capacitance type. When the touch screen panel is activated, it performs an initial background measurement. The background measurement means to measure the charge accumulated in the parasitic capacitance of the signal electrode in the absence of finger contact with the signal electrode. Measure the charge induced on the finger during the "+" and "-" frames and calculate the coordinates. Since the error is approximately ± 5% in one measurement, it is measured several times and the coordinates are determined by the average value. The measurement error is inversely proportional to the square root of the number of measurements. Comparing the average value measured 100 times with the one measured value, the error is reduced to about 10%.

면저항이 200Ω/□이고, 폭이 8mm, 길이가 40cm인 20인치의 터치 스크린은, 신호전극 양단 사이의 저항이 약 10㏀이다. 보호막을 0.3㎛ SiO2막으로 만든 경우, 손가락에 유도된 신호전극의 축전기는 약 0.5nF이다. 손가락은 완벽한 접지가 아니기 때문에 평행판 축전지로 간주한 값보다 작다. 저항 10㏀과 축전용량 0.5nF가 직렬로 연결된 회로에서, 시상수(τ)는 약 5㎲ 정도이다. 시상수의 3배의 기간에 신호전극은 약 98%가 충전되므로, 신호전극으로 신호가 충전되는 시간과 적분계로 전하가 이동하는 방전기간을 합하여 신호전압을 한 번 측정하는데 걸리는 시간은 시상수의 6배 정도인 30㎲가 필요하다. 1회 위치 측정에 2프레임이 필요하므로, 1회 위치 측정에 필요한 시간은 약 60㎲이다. 이 경우 구동 파형의 주파수는 최대 20㎑ 정도이다. A 20-inch touch screen with a sheet resistance of 200? / ?, a width of 8 mm, and a length of 40 cm has a resistance of about 10 k? Between both ends of the signal electrode. When the protective film is made of 0.3 탆 SiO 2 film, the capacitor of the signal electrode led to the finger is about 0.5 nF. Since the fingers are not a perfect ground, they are smaller than those considered as parallel plate batteries. In a circuit in which a resistance of 10 k? And a capacitance of 0.5 nF is connected in series, the time constant? Is about 5 占 퐏. Since about 98% of the signal electrodes are charged in three times of the time constant, the time taken to measure the signal voltage once by adding the time of charging the signal to the signal electrode and the discharge period during which the charge moves in the integrating system is 6 times Is required. Since two frames are required for one-time position measurement, the time required for one-time position measurement is about 60 μs. In this case, the frequency of the driving waveform is about 20 kHz at the maximum.

도 9는 신호전극에 2군데 손이 터치했을 때의 설명도이다. (N-1)신호전극에 B점과 (N+2) 전극의 A점에 동일인의 손가락이 접촉된 상태이다. 도 10은 도 9와 같이 손가락이 접촉했을 때의 상호간섭(cross-talk)을 나타내는 등가회로도이다. R1은 (N+2) 신호전극의 원점에서 A점까지의 저항이고 R2는 A점에서 오른쪽 끝단까지의 저항이다. R3은 (N-1) 신호전극의 원점에서 B점까지의 저항이고 R4는 B점에서 오른쪽 끝단까지의 저항이다. (N-1)신호전극과 (N+2)신호전극은 전기적으로 완전히 독립되어야 하나, 손바닥을 통하여 두 손가락은 연결된 구조로 두 전극 사이에는 축전기(C1)가 놓인 구조로 볼 수 있다. 축전기로 생기는 임피던스가 신호전극의 양단에 걸리는 저항(R1+R2, R3+R4)보다 매우 크면 상호간섭은 무시할 수 있다. 그런데 터치 화면이 커질수록 신호전극이 길어지므로 신호전극 양단에 걸리는 저항을 커지게 되므로 축전기로 인해 발생되는 임피던스의 영향을 받게 될 가능성이 커지게 된다. C가 대략 0.5nf, 구형파 구동주파수(f) 20㎑에서 임피던스(Z)는 아래 수학식 6와 같다.Fig. 9 is an explanatory view when two hands are touched to the signal electrode. The finger of the same point is in contact with point B of the (N-1) signal electrode and point A of the (N + 2) electrode. 10 is an equivalent circuit diagram showing mutual interference (cross-talk) when fingers are touched as shown in Fig. R1 is the resistance from the origin of the (N + 2) signal electrode to the point A, and R2 is the resistance from the point A to the right end. R3 is the resistance from the origin of the (N-1) signal electrode to the point B, and R4 is the resistance from the point B to the right end. The (N-1) signal electrode and the (N + 2) signal electrode should be completely electrically separated from each other, but the two electrodes are connected through the palm and the capacitor C1 is placed between the two electrodes. If the impedance generated by the capacitor is much larger than the resistance (R1 + R2, R3 + R4) across the signal electrode, mutual interference can be ignored. However, the larger the touch screen, the longer the signal electrode becomes, which increases the resistance across the signal electrode, which increases the possibility of being affected by the impedance caused by the capacitor. C is approximately 0.5 nf, and the impedance (Z) at the square wave driving frequency (f) 20 kHz is expressed by Equation (6) below.

Figure pat00006
Figure pat00006

A점에서 B점에서 걸리는 전압은 A와 B 지점을 서로 다른 시각에 각각 한 점씩 접촉했을 때와 동일 시각에 두 점을 동시에 접촉했을 때는 달라지게 된다. 즉 인체의 두 손가락과 손바닥의 연결로 인해 신호전극의 전압분포가 왜곡이 되어, 대화면의 터치 패널에서 멀티 터치가 발생할 경우 정확한 터치 지점을 감지할 수 없게 된다.  The voltage at point A at point A is different when the point A and point B are contacted at one point at different points of time and when two points are simultaneously contacted at the same point in time. That is, the voltage distribution of the signal electrode is distorted due to the connection between the two fingers of the human body and the palm of the hand, and when multi-touch occurs on the large-sized touch panel, the accurate touch point can not be detected.

선행문헌 1: 대한민국 공개특허 10-2011-0081474Prior Art 1: Korean Patent Laid-Open No. 10-2011-0081474

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 대화면의 터치 패널에서 동시에 복수 개 지점이 터치된 경우에도 정확한 터치 지점을 감지할 수 있는 단일층 정전용량방식의 터치 스크린 장치에 사용되는 구동 모듈 및 구동 방식을 제시하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems and it is an object of the present invention to provide a driving module and a driving method for a touch screen apparatus of a monolayer capacitive type which can accurately detect touch points even when a plurality of points are touched simultaneously on a large- And to provide a driving method.

본 발명의 상기 목적은 기판상에 n 개의 장방형 막대 형상의 신호전극을 일정한 간격으로 구비하는 터치 스크린 패널과 상기 터치 스크린 패널을 구동시키는 구동모듈을 구비하는 단일층 터치 스크린 장치에 사용되는 상기 신호전극 양단에 V1, V2전압을 번갈아 인가하면서 터치 위치를 결정하는 상기 구동 모듈로서, 각각의 신호전극에는 일 단과 연결되는 스위치 소자 S1 및 스위치 소자 S3와, 타 단과 연결되는 스위치 소자 S2 및 스위치 소자 S4와, 상기 스위치 소자 S3와 연결되는 제 1 적분기와, 상기 제 1 적분기와 연결되는 제 1 아날로그-디지털 변환기(ADC n)와, 상기 스위치 소자 S4와 연결되는 제 2 적분기와, 상기 제 2 적분기와 연결되는 제 2 아날로그-디지털 변환기(ADC n')를 구비하고, 복수 개 스위치 소자 S1과 연결되는 인가 전원선 V1과, 복수 개 스위치 소자 S2와 연결되는 인가 전원선 V2와, 각각의 신호전극에 구비된 스위치 소자 S1을 다른 신호전극에 구비된 스위치 소자 S1과 독립적으로 온/오프시키는 스위치 제어 신호선 SW1과, 각각의 신호전극에 구비된 스위치 소자 S1을 다른 신호전극에 구비된 스위치 소자 S1과 독립적으로 온/오프시키는 스위치 제어 신호선 SW1 및 각각의 신호전극에 구비된 스위치 소자 S2를 다른 신호전극에 구비된 스위치 소자 S2와 독립적으로 온/오프시키는 스위치 제어 신호선 SW2를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일층 펄스정전용량방식 터치 스크린 장치의 구동 모듈에 의해서도 달성 가능하다.The above object of the present invention can be also achieved by a touch screen device comprising a touch screen panel having n rectangular signal electrodes at regular intervals on a substrate and a driving module for driving the touch screen panel, The switch module S1 and the switch device S3 connected to one end of each signal electrode and the switch device S2 and the switch device S4 connected to the other end, A first integrator connected to the switch element S3, a first analog-to-digital converter (ADCn) connected to the first integrator, a second integrator connected to the switch element S4, and a second integrator connected to the second integrator And a second analog-to-digital converter (ADC n '), which is connected to the switch element S1, and includes an application power supply line V1 connected to the plurality of switch elements S1, An applied power supply line V2 connected to the element S2, a switch control signal line SW1 for turning on / off the switch element S1 provided on each signal electrode independently of the switch element S1 provided on the other signal electrode, and on each signal electrode The switch control signal line SW1 for turning on / off the switch element S1 independently of the switch element S1 provided at the other signal electrode and the switch element S2 provided at each signal electrode independently of the switch element S2 provided at the other signal electrode. It is also achievable by the drive module of a single-layer pulse capacitance type touch screen device characterized by including a switch control signal line SW2 for turning on / off.

본 발명의 또 다른 목적은 기판상에 n 개의 장방형 막대 형상의 신호전극을 일정한 간격으로 구비하는 터치 스크린 패널과 상기 터치 스크린 패널을 구동시키는 구동모듈을 구비하는 단일층 터치 스크린 장치에 상기 신호전극 양단에 V1, V2전압을 번갈아 인가하여 터치 위치를 결정하는 단일층 펄스정전용량 구동 방법으로서, 손가락 접촉이 없는 상태에서 각 신호전극 양단에 V1 및 V2 전압을 번갈아 가며 인가하면서 각 신호전극에 인가된 기생 전하량을 측정하는 제 1단계와, 모든 신호전극에 동시에 양단에 V1 및 V2 전압을 번갈아가며 인가하여, 모든 신호전극에 인가된 전하량을 계산하고, 계산된 전하량과 상기 제 1단계에서 계산된 기생 전하량을 차감하고, 차감된 값이 특정치 이상인 신호전극과 상기 신호전극과 이웃하는 신호전극을 선택하는 제 2단계와, 제 2단계에서 선택된 신호전극들에 대해서만 동시에 양단에 V1 및 V2 전압을 번갈아가며 인가하여, 상호 신호전극들에 인가된 전하량을 계산함으로써 터치 위치를 감지하는 제 3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일층 터치 스크린 장치의 펄스정전용량 구동 방법에 의해서 달성 가능하다.
It is still another object of the present invention to provide a single-layer touch screen device having a touch screen panel having n rectangular bar-shaped signal electrodes at regular intervals on a substrate and a driving module for driving the touch screen panel, And applying a voltage V1 and a voltage V2 alternately to each of the signal electrodes in a state in which there is no finger contact while alternately applying voltages V1 and V2 to each of the signal electrodes, A first step of measuring the amount of charge, and a step of applying a voltage V1 and a voltage V2 alternately to both signal electrodes at the same time to calculate the amount of charge applied to all the signal electrodes, and the calculated amount of charge and the amount of parasitic charge And a second signal electrode for selecting a signal electrode having a subtracted value equal to or greater than a specific value and a signal electrode adjacent to the signal electrode, And a third step of sensing the touch position by alternately applying voltages V1 and V2 at both ends to the signal electrodes selected in the second step and calculating the amount of charges applied to the signal electrodes in the mutual direction Layer touchscreen device. ≪ RTI ID = 0.0 > [0031] < / RTI >

본 발명에 따른 단일층 펄스정전용량방식 터치 스크린 장치의 구동 모듈에 의하면 대화면용 단일전극 펄스정전용량 방식의 터치 스크린장치에 있어서도 멀티 터치를 안정적으로 구현할 수 있게 되었다. 본 발명에 따른 단일층 펄스정전용량방식 터치 스크린 장치의 터치 측정 방식을 따르면 60인치 이상의 화면까지 용이하게 터치 위치를 파악할 수 있게 되었다.
According to the driving module of the single-layer pulse capacitive touch screen device according to the present invention, multi-touch can be stably realized even in a touch screen device of a single electrode pulse capacitive type for a large screen. According to the touch measuring method of the single layer pulse capacitive touch screen device according to the present invention, it is possible to easily grasp the touch position up to the screen of 60 inches or more.

도 1은 단일층 펄스정전용량방식의 터치 스크린 패널(100)의 단면도이다.
도 2는 단일층 펄스정전용량방식의 터치 스크린 패널(100)의 평면도이다.
도 3은 펄스정전용량 방식의 터치 스크린 패널의 동작 설명도이다.
도 4는 펄스정전용량 방식의 Y축 좌표를 계산하는 설명도이다.
도 5는 펄스정전용량 방식의 터치 스크린 장치의 구성도이다.
도 6은 종래의 펄스정전용량방식의 구동 회로도이다.
도 7은 도 6을 구현하는 타이밍챠트(Timing chart)이다.
도 8은 종래의 펄스정전용량 방식의 터치 스크린 패널의 위치를 결정하는 순서도이다.
도 11은 본발명의 펄스정전용량방식의 한 예의 구동 회로도이다.
도 12는 도 11을 제어하는 시스템의 타이밍챠트(Timing chart)의 한 예다.
도 13은 도 12의 절차를 순서도로 나타낸 것이다.
도 14는 도 11을 제어하는 시스템의 타이밍챠트(Timing chart)의 한 예이다.
도 15는 도 14의 절차를 순서도로 나타낸 것이다.
1 is a cross-sectional view of a touch panel 100 of a single layer pulse capacitance type.
FIG. 2 is a plan view of a single-layer pulse capacitive touch screen panel 100. FIG.
3 is an explanatory diagram of the operation of the touch screen panel of the pulse capacitance type.
4 is an explanatory diagram for calculating the Y axis coordinate of the pulse capacitance method.
5 is a configuration diagram of a touch screen apparatus of a pulse capacitance type.
6 is a driving circuit diagram of a conventional pulse capacitance type.
FIG. 7 is a timing chart for implementing FIG. 6. FIG.
FIG. 8 is a flowchart for determining the position of a conventional touch panel of a pulse capacitance type.
11 is a driving circuit diagram of an example of the pulse capacitance method of the present invention.
Figure 12 is an example of a timing chart of the system controlling Figure 11;
Fig. 13 is a flowchart showing the procedure of Fig.
Fig. 14 is an example of a timing chart of the system controlling Fig.
Fig. 15 is a flowchart showing the procedure of Fig.

신호전극(120)을 두껍게 피막하여 신호전극의 양단 사이의 저항을 낮출 수 있지만, 이 경우 투과율이 떨어지는 문제가 있다. 신호전극을 하나씩 순차 구동하는 경우에는 각각의 신호전극에 연결된 스위치 소자 S1과 S2가 다른 신호전극과의 전기적 연결을 단절하지만, 평균횟수가 줄어들어 위치의 정확도가 떨어진다. 20인치 터치패널의 경우 신호전극 폭을 8mm 정도로 만들 경우 신호전극은 약 30개로 형성하여야 한다. 신호전극을 모두 동시에 구동하면, 1초에 약 20,000번 터치 위치를 잴 수 있다. 100회를 평균하여 좌표를 결정하면 초당 약 200번의 터치 좌표를 송출할 수 있다. 신호전극을 한 줄씩 순차구동하면, 각각의 신호전극들은 전기적으로 독립된 형태로 상호간섭이 발생하지 않으나 송출횟수가 신호전극 숫자만큼 나눈 값인 초당 약 6회가 된다.
The signal electrode 120 can be thickly coated to lower the resistance between both ends of the signal electrode. However, in this case, the transmittance is lowered. When the signal electrodes are sequentially driven one by one, the switch elements S1 and S2 connected to the respective signal electrodes are disconnected from the other signal electrodes, but the average number of times is reduced and the position accuracy is lowered. In the case of a 20-inch touch panel, if the signal electrode width is set to about 8 mm, the number of signal electrodes should be about 30. When all the signal electrodes are driven at the same time, the touch position can be measured about 20,000 times per second. If the coordinates are determined by averaging 100 times, it is possible to transmit about 200 touch coordinates per second. When the signal electrodes are sequentially driven one row at a time, each signal electrode is electrically independent and mutual interference does not occur, but about 6 times per second, which is the number of times of emission divided by the number of signal electrodes.

본 발명에서는 터치가 되는 신호전극들의 전기적 간섭을 없애고, 또한 측정횟수를 최대로 늘려서 측정오차를 줄였다. 신호전극을 모두 동시에 구동하여 1개 이상의 터치 영역을 결정하고, 각각의 터치 영역에 대응되는 신호전극들을 동시에 구동하고, 각각의 터치 영역을 순차구동하였다.
In the present invention, the electrical interference of the signal electrodes to be touched is eliminated, and the measurement error is reduced by maximizing the number of times of measurement. The signal electrodes are simultaneously driven to determine one or more touch regions, the signal electrodes corresponding to the respective touch regions are simultaneously driven, and the respective touch regions are sequentially driven.

이하에서, 본 발명에 따른 유리 표면 이물 검사 장치의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
Best Mode for Carrying Out the Invention Hereinafter, a preferred embodiment of a glass surface foreign matter inspection apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 11은 본 발명에 따른 일 실시예의 단일층 펄스정전용량방식의 터치스크린 장치의 구동 회로도이다. 각각의 신호전극(120)에는 4개의 스위치 소자(S1, S2, S3, S4)가 달려있다. 스위치 소자 S1은 신호전극과 구동파형 V1을 연결/차단시키고, 스위치 소자 S2는 신호전극과 구동파형 V2를 연결/차단시킨다. 스위치 소자 S3와 S4는 신호전극(120)과 적분기(231,232)를 연결/차단시킨다. 적분기는 연산 증폭기(OP Amp)와 축전기 그리고 리셋 스위치 소자(S6)로 구성된다. 리셋 스위치 소자가 열리면(도통되면) 적분기의 축전기에 축적된 전하가 방전되어 초기화된다. 터치화면이 커질수록 적분기에 충전되는 전하량은 많아진다. 적분기에서 출력되는 전압은 적분기의 축전용량에 반비례하고, 충전되는 전하량에 비례한다. 적분기의 축적용량이 작으면 포화전압이 생길 수 있으므로, 20인치의 경우 보통 1nF 정도로 만든다. 1nF의 축전기는 IC(Integrated Circuits, 집적회로)칩 내부에 형성하기에는 면적이 많이 필요하므로, 구동 IC칩 외부에 설치하는 것이 바람직하다. 11 is a driving circuit diagram of a single-layer pulse capacitive touch screen device according to an embodiment of the present invention. Each of the signal electrodes 120 has four switch elements S1, S2, S3, and S4. The switch element S1 connects / disconnects the signal electrode and the drive waveform V1, and the switch element S2 connects / disconnects the signal electrode and the drive waveform V2. The switch elements S3 and S4 connect / disconnect the signal electrode 120 and the integrators 231 and 232, respectively. The integrator consists of an operational amplifier (OP Amp), a capacitor, and a reset switch element (S6). When the reset switch element is opened (conducting), the charge accumulated in the capacitor of the integrator is discharged and initialized. The larger the touch screen, the more charge the integrator charges. The voltage output from the integrator is inversely proportional to the charge capacity of the integrator and is proportional to the amount of charge being charged. If the accumulator capacitance of the integrator is small, saturation voltage may be generated, so it is usually about 1 nF for 20 inches. The capacitor of 1 nF is required to be formed outside the driving IC chip because it requires a large area to be formed inside the IC (Integrated Circuits) chip.

신호전극마다 독자적으로 적분기와 ADC가 연결되는 구성을 갖는다. 각각의 신호전극에 설치된 ADC는 DSP에 연결된다. DSP에서는 각각의 신호전극의 ADC값을 인가받은 후 연산 처리하여 위치를 계산한다. 본 발명에서 DSP라고 명명하였지만 이를 하나의 칩 형태로 구현할 수도 있고, 디지털 신호를 연산 처리하는 회로부(신호처리부)로 구현할 수도 있음은 물론이다. And an integrator and an ADC are independently connected to each signal electrode. The ADC on each signal electrode is connected to the DSP. In the DSP, after receiving the ADC value of each signal electrode, the calculation is performed to calculate the position. Although the present invention is called a DSP in the present invention, it may be implemented in a single chip form or a circuit unit (signal processing unit) for processing a digital signal.

각각의 신호전극에 연결된 스위치 소자 S1과 S2 그리고 각각의 신호전극에 대응되는 적분기에 연결된 스위치 소자 S5와 S6는 각각의 신호전극을 독립제어하는 제어신호 SW1, SW2, SW3,...SWn에 각각 연결된다. 각각의 신호전극과 각각의 신호전극에 대응되는 적분기를 연결하는 스위치 소자 S3와 S4는 각각의 신호전극을 독립제어하는 제어신호 SW1', Sw2', SW3'....SWn'에 각각 연결된다. 도 11과 도 6의 차이는 도 6에서는 모든 신호전극을 동시에 구동하지만, 도 11에서는 동시에 구동할 수도 있고, 한 줄 또는 몇 줄만 선택구동할 수 있는 것이다. The switch elements S1 and S2 connected to the respective signal electrodes and the switch elements S5 and S6 connected to the integrators corresponding to the respective signal electrodes are connected to control signals SW1, SW2, SW3, ..., SWn for independently controlling the respective signal electrodes . The switch elements S3 and S4 for connecting the respective signal electrodes and the integrators corresponding to the respective signal electrodes are respectively connected to the control signals SW1 ', Sw2', SW3 '... SWn' for independently controlling the respective signal electrodes . The difference between FIG. 11 and FIG. 6 is that all the signal electrodes are simultaneously driven in FIG. 6, but they can be simultaneously driven in FIG. 11, and only one or a few lines can be selectively driven.

도 12는 도 11에 제시된 구동 회로도를 제어하는 타이밍챠트(Timing chart)의 한 예다. 도 11에서는 터치 영역을 1번씩 순차 구동하여 터치 좌표를 결정하는 것으로 설명한다. V1과 V2는 매 프레임마다 전압 파형이 변경되면서 인가된다. 즉, "+"프레임 동안에는 V1에는 V전압을 인가하고, V2에는 접지전압을 인가한다. "-"프레임 동안에는 V1에 접지전압을 인가하고, V2에는 V전압을 인가한다. V1과 V2는 위상이 180도 다르다.12 is an example of a timing chart for controlling the driving circuit diagram shown in FIG. In FIG. 11, the touch coordinates are determined by sequentially driving the touch area once. V1 and V2 are applied while changing the voltage waveform every frame. That is, during the "+" frame, the V voltage is applied to V1 and the ground voltage is applied to V2. During the "-" frame, the ground voltage is applied to V1, and the V voltage is applied to V2. V1 and V2 are 180 degrees out of phase.

제어신호 SW1, SW2, SW3,...SWn가 동시에 1이 되면, 모든 신호전극이 충전된다. 모든 신호전극에 연결된 S1 스위치 소자와 S2 스위치 소자가 열려서(도통되어) 충전이 되고, 또한 각각의 신호전극에 연결된 적분기의 스위치 소자 S5, S6가 열려서(도통되어) 적분기의 축전기가 초기화된다.When the control signals SW1, SW2, SW3, ... SWn become 1 at the same time, all the signal electrodes are charged. The S1 switch element and the S2 switch element connected to all the signal electrodes are opened (electrically connected) and charged, and the switch elements S5 and S6 of the integrator connected to the respective signal electrodes are opened (conducted) to initialize the capacitor of the integrator.

제어신호 SW1', Sw2', SW3'....SWn'가 1인 기간에는 스위치 소자 S3와 S4가 열려서 신호전극에 유도된 전하가 적분기의 축전기로 이동한다. Read 신호가 1인 기간에는 ADC가 동작한다. "+" 프레임과 "-"프레임 동안에 각각 1번씩 신호전극에 유도된 손가락의 전하량이 측정되고, 이 두 측정량으로부터 1회 좌표 측정이 이루어진다.In the period in which the control signals SW1 ', Sw2', SW3 '.... SWn' are 1, the switch elements S3 and S4 are opened so that the charge induced in the signal electrode is transferred to the integrator capacitor. The ADC operates during the period when Read signal is 1. The amount of charge of the finger induced to the signal electrode once each during the "+" frame and the "-" frame is measured, and coordinate measurement is performed once from these two measurands.

도 12에서는 먼저 터치 영역을 결정한다. 제어 신호 SW1, SW2, SW3,...SWn를 모두 1로 인가하여 모든 신호전극에 연결된 스위치 소자 S1, S2를 열어(도통시켜) 모든 신호전극을 충전한다. 충전이 완료되면 SW1, SW2, SW3,...SWn의 제어 신호를 0으로 두어, 모든 신호전극에 연결된 스위치 소자 S1, S2를 닫아(단락시켜) 신호전극을 플로팅시킨다. 다음으로 SW1', Sw2', SW3'....SWn'의 제어 신호를 1로 두어, 모든 신호전극에 연결된 스위치 소자 S3, S4를 열어(도통시켜) 신호전극에 유도된 전하를 각각의 적분기의 축전기로 이동시킨다. 이어 Read 신호에 동기를 맞추어 각 신호전극에 대응되는 적분기의 축전기의 전압을 디지털값으로 변환하고, 이를 DSP에서 디지털 신호 처리를 통해 어느 신호전극에서 터치가 발생하였는지를 산출함으로써 터치 영역이 결정된다.In Fig. 12, the touch region is first determined. All the control signals SW1, SW2, SW3,... SWn are applied as 1 to open (conduct) switch elements S1, S2 connected to all the signal electrodes to charge all the signal electrodes. When the charging is completed, the control signals of SW1, SW2, SW3, ... SWn are set to 0, and the switching elements S1, S2 connected to all the signal electrodes are closed (shorted) to float the signal electrodes. Next, the control signals of SW1 ', SW2', SW3 '... SWn' are set to 1, and the switch elements S3 and S4 connected to all the signal electrodes are opened (conducting) To the capacitor of Then, the voltage of the capacitor of the integrator corresponding to each signal electrode is converted into a digital value by synchronizing with the Read signal, and the touch region is determined by calculating digital signal processing through DSP to determine which signal electrode the touch occurred.

터치 영역은 신호전극의 측정값에서 배경신호를 뺀 값이 특정치보다 이상인 신호전극을 파악함으로써 결정한다. 터치 영역이란 터치가 발생한 신호전극과 해당 신호전극과 이웃하는 신호전극을 포함하는 영역을 의미하는 것으로서, 본 발명에서는 터치 전하량이 최대가 되는 신호전극을 중심으로 상하 하나씩 더한, 즉 이웃하는, 신호전극 3개를 기본으로 정하였다.The touch area is determined by detecting a signal electrode whose value obtained by subtracting the background signal from the measured value of the signal electrode is greater than a specific value. The touch region means a region including a signal electrode in which a touch is generated and a signal electrode adjacent to the signal electrode. In the present invention, a signal region having a maximum amount of touch charge is vertically added, Three were set as the basis.

도 12에서는 각각 신호전극 3과 신호전극 12에서 측정값에서 배경신호를 뺀 값이 특정치보다 이상이었다고 가정한다. 이러한 가정 하에 제 1 터치 영역은 신호전극 2, 3, 4로 결정하고, 제 2 터치 영역은 신호전극 11, 12, 13으로 결정한다.12, it is assumed that a value obtained by subtracting the background signal from the measured value at the signal electrode 3 and the signal electrode 12 is greater than a specific value. Under this assumption, the first touch region is determined as the signal electrodes 2, 3, 4, and the second touch region is determined as the signal electrodes 11, 12, 13.

다음으로 제 1 터치 영역을 구동하고, 차례로 터치 영역을 순차구동한다. 도 12에서는 제 1 터치 영역은 2,3,4 신호전극에 대응되고, 제 2 터치 영역은 11, 12, 13의 신호전극에 대응된다. 제 1 터치 영역과 제 2 터치 영역을 순차구동하여 터치 좌표(지점)를 결정하고, 다시 전체 신호전극을 구동하여 터치 영역을 설정하고, 설정된 터치 영역을 순차구동한다. Next, the first touch area is driven and the touch areas are successively driven sequentially. 12, the first touch region corresponds to the second, third, and fourth signal electrodes, and the second touch region corresponds to the signal electrodes 11, 12, and 13. The touch coordinates (points) are determined by sequentially driving the first touch area and the second touch area, the touch area is set by driving all the signal electrodes again, and the set touch area is sequentially driven.

도 13은 도 12의 절차를 순서도로 나타낸 것이다. 먼저 배경측정을 수행하고, 다음으로 터치 영역을 결정한다. 결정된 터치 영역을 순차적으로 측정하여 좌표를 계산한다. 반복 횟수(평균 횟수)만큼 측정이 이루어지지 않은 경우에는 터치 영역 결정 단계와, 터치 영역 순차 구동 단계 및 좌표 계산 단계를 순차적으로 반복하여 정확도를 높인 후, 좌표를 결정한다. 측정을 계속하고자 할 경우, 터치 영역 결정 단계와, 터치 영역 순차 구동 단계 및 좌표 계산 단계를 순차적으로 다시 수행하고, 측정을 종료하고자 할 경우에는 종료시킨다. 단일층 펄스정전용량방식은 1회 측정시 약 5% 정도의 측정 오차를 갖는다. 1% 미만으로 측정오차를 줄이려면 약 100회 측정을 수행한 후 이를 평균해야 한다. 정확한 좌표 결정을 위해 약 100회의 측정을 수행한다고 가정할 때, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같은 타이밍도 및 흐름도에서는 1회 터치 좌표 계산시마다 터치 영역을 결정하는 단계를 수행하여야 하므로 비효율적이 된다.Fig. 13 is a flowchart showing the procedure of Fig. First, the background measurement is performed, and then the touch area is determined. The coordinates are calculated by successively measuring the determined touch area. If the measurement is not made by the number of repetition times (average number of times), the touch area determination step, the touch area sequential driving step, and the coordinate calculation step are sequentially repeated to increase the accuracy and then the coordinates are determined. To continue the measurement, the touch area determination step, the touch area sequential driving step, and the coordinate calculation step are sequentially performed again, and when the measurement is to be terminated, the process is terminated. The single layer pulse capacitance method has a measurement error of about 5% in one measurement. To reduce the measurement error to less than 1%, approximately 100 measurements should be performed and averaged. Assuming that about 100 measurements are performed for accurate coordinate determination, the timing diagram and the flowchart shown in Figs. 11 and 12 are ineffective because a step of determining the touch area is required to be performed each time one touch coordinate is calculated .

따라서 보다 개선된 방법으로 도 14의 타이밍도와 도 15의 순서도를 제안한다. 도 14 및 도 15에서는 터치 영역을 결정하고 결정된 터치 영역에 대해서만 여러 번 반복 측정한 후 터치 좌표를 결정하는 것이 측정의 정밀도가 높다. 도 14는 1회 터치 영역을 결정하고, 결정된 터치 영역을 반복 순차구동하는 타이밍챠트이다. 도 14에서는 제 1 터치 영역은 2,3,4 신호전극에 대응되고, 제 2 터치 영역은 11, 12, 13의 신호전극에 대응된다. Therefore, the timing diagram of FIG. 14 and the flowchart of FIG. 15 are proposed in a more improved manner. In Figs. 14 and 15, it is highly accurate to determine the touch coordinates after determining the touch area and repeatedly measuring only the determined touch area several times. 14 is a timing chart for determining a touch area once and driving the determined touch area in a repeated sequence. 14, the first touch region corresponds to the second, third, and fourth signal electrodes, and the second touch region corresponds to the signal electrodes 11, 12, and 13.

도 15는 도 14의 절차를 순서도로 나타낸 것이다. 먼저 배경측정을 수행하고, 다음으로 터치 영역을 결정한다. 결정된 터치 영역을 순차적으로 구동하여 좌표를 계산하고, 평균 측정 횟수를 체크한다. 평균 측정 횟수에 미달할 경우에는 터치 영역 순차 구동 단계, 좌표 계산 단계를 반복 수행한다. 평균 측정 횟수에 도달한 경우에는 계산된 좌표값을 평균하여 좌표를 결정한다. 계속적으로 측정하고자 할 경우에는 순서도에 도시된 바와 같이 터치 영역 결정 단계부터 다시 수행하게 된다.
Fig. 15 is a flowchart showing the procedure of Fig. First, the background measurement is performed, and then the touch area is determined. The determined touch areas are sequentially driven to calculate coordinates, and the average number of measurements is checked. If the number of measurements is less than the average number of measurements, the touch area sequential driving step and the coordinate calculation step are repeated. When the average number of measurements is reached, the coordinates are determined by averaging the calculated coordinates. If it is desired to continue measurement, it is performed again from the touch region determination step as shown in the flowchart.

상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자에 의하여 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.
While specific embodiments of the invention have been illustrated and described, it will be obvious that the same may be varied in many ways by those skilled in the art without departing from the spirit of the invention. Such modified embodiments should not be individually understood from the spirit and scope of the present invention, but rather should be regarded as falling within the scope of the appended claims.

본 발명은 대화면 터치 스크린에서 멀티 터치기능의 정확도를 높였다. 멀티 터치기능이 중요한 카지노 또는 게임기용 모니터의 터치 스크린으로 쓰일 수 있다.
The present invention improves the accuracy of the multitouch function in a large screen touch screen. It can be used as a touch screen for monitors for casino or gaming machines where multi-touch functionality is important.

100 : 펄스정전용량 방식의 터치 스크린 패널
110 : 기판 111 : 보호막
120 : 신호전극 200 : 구동모듈
210 : 제어부 220 : 구동부
230 : 감지부 231, 232 : 적분기
240 : 신호처리부
100: Pulse Capacitive touch screen panel
110: substrate 111: protective film
120: signal electrode 200: drive module
210: controller 220: driver
230: sensing unit 231, 232: integrator
240: Signal processor

Claims (7)

기판상에 n 개의 장방형 막대 형상의 신호전극을 일정한 간격으로 구비하는 터치 스크린 패널과 상기 터치 스크린 패널을 구동시키는 구동모듈을 구비하는 단일층 터치 스크린 장치에 사용되는 상기 신호전극 양단에 V1, V2전압을 번갈아 인가하면서 터치 위치를 결정하는 상기 구동 모듈로서,
각각의 신호전극에는 일 단과 연결되는 스위치 소자 S1 및 스위치 소자 S3와, 타 단과 연결되는 스위치 소자 S2 및 스위치 소자 S4와, 상기 스위치 소자 S3와 연결되는 제 1 적분기와, 상기 제 1 적분기와 연결되는 제 1 아날로그-디지털 변환기(ADC n)와, 상기 스위치 소자 S4와 연결되는 제 2 적분기와, 상기 제 2 적분기와 연결되는 제 2 아날로그-디지털 변환기(ADC n')를 구비하고,
상기 복수 개 스위치 소자 S1과 연결되는 인가 전원선 V1과,
상기 복수 개 스위치 소자 S2와 연결되는 인가 전원선 V2와,
상기 각각의 신호전극에 구비된 스위치 소자 S1을 다른 신호전극에 구비된 스위치 소자 S1과 독립적으로 온/오프시키는 스위치 제어 신호선 SW1과,
상기 각각의 신호전극에 구비된 스위치 소자 S1을 다른 신호전극에 구비된 스위치 소자 S1과 독립적으로 온/오프시키는 스위치 제어 신호선 SW1 및
상기 각각의 신호전극에 구비된 스위치 소자 S2를 다른 신호전극에 구비된 스위치 소자 S2와 독립적으로 온/오프시키는 스위치 제어 신호선 SW2를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일층 펄스정전용량방식 터치 스크린 장치의 구동 모듈.
Layer touch screen device having a touch screen panel having n rectangular bar-shaped signal electrodes at regular intervals on a substrate and a driving module for driving the touch screen panel, wherein voltage V1 and voltage V2 The driving module determining the touch position while alternately applying the driving signal,
A switch element S1 and a switch element S3 connected to one end of each signal electrode, a switch element S2 and a switch element S4 connected to the other end, a first integrator connected to the switch element S3, (ADC n), a second integrator coupled to the switch element S4, and a second analog-to-digital converter (ADC n ') coupled to the second integrator,
An applied power supply line V1 connected to the plurality of switch elements S1,
An applied power line V2 connected to the plurality of switch elements S2,
A switch control signal line SW1 for turning on / off the switch element S1 provided at each of the signal electrodes independently of the switch element S1 provided at the other signal electrodes;
A switch control signal line SW1 for turning on / off the switch element S1 provided for each of the signal electrodes independently from the switch element S1 provided for other signal electrodes,
And a switch control signal line (SW2) for turning on / off the switch element (S2) provided on each signal electrode independently from the switch element (S2) provided on the other signal electrode. module.
제 1항에 있어서, 상기 구동모듈에는
상기 각 신호전극에 구비된 제 1 아날로그-디지털 변환기(ADC n)와 제 2 아날로그-디지털 변환기(ADC n')로부터 출력되는 출력값을 입력받은 후 터치 위치를 연산하는 신호처리부가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 단일층 펄스정전용량방식 터치 스크린 장치의 구동 모듈.
2. The apparatus of claim 1, wherein the drive module
And a signal processing unit for calculating a touch position after receiving output values output from the first analog-to-digital converter (ADC n) and the second analog-digital converter (ADC n ') provided at the respective signal electrodes A driving module of a single layer pulse capacitive touch screen device.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 제 1 적분기 및 상기 제 2 적분기에는 캐패시터가 포함되어 있고,
상기 스위치 소자 S1, S2, S3, S4와, 상기 제 1 적분기와, 상기 제 1 아날로그-디지털 변환기(ADC n)와, 상기 제 2 적분기와, 상기 제 2 아날로그-디지털 변환기(ADC n'), 인가 전원선 V1과, 인가 전원선 V2와, 스위치 제어 신호선 SW1과, 스위치 제어 신호선 SW1 및 스위치 제어 신호선 SW2는 적어도 하나의 집적회로칩 영역과 비집적 회로 영역으로 구성되며, 상기 캐패시터는 상기 비집적 회로 영역에 구비되는 것을 특징으로 하는 단일층 펄스정전용량방식 터치 스크린 장치의 구동 모듈.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the first integrator and the second integrator include a capacitor,
The switch elements S1, S2, S3, S4, the first integrator, the first analog-to-digital converter (ADC n), the second integrator, the second analog-to-digital converter (ADC n '), The applied power supply line V1, the applied power supply line V2, the switch control signal line SW1, the switch control signal line SW1, and the switch control signal line SW2 are composed of at least one integrated circuit chip region and a non-integrated circuit region, and the capacitor is the non-integrated. The driving module of the single-layer pulse capacitance touch screen device, characterized in that provided in the circuit area.
기판상에 n 개의 장방형 막대 형상의 신호전극을 일정한 간격으로 구비하는 터치 스크린 패널과 상기 터치 스크린 패널을 구동시키는 구동모듈을 구비하는 단일층 터치 스크린 장치에 상기 신호전극 양단에 V1, V2전압을 번갈아 인가하여 터치 위치를 결정하는 단일층 펄스정전용량 구동 방법으로서,
손가락 접촉이 없는 상태에서 각 신호전극 양단에 V1 및 V2 전압을 번갈아 가며 인가하면서 각 신호전극에 인가된 기생 전하량을 측정하는 제 1단계와,
모든 신호전극에 동시에 양단에 V1 및 V2 전압을 번갈아가며 인가하여, 모든 신호전극에 인가된 전하량을 계산하고, 계산된 전하량과 상기 제 1단계에서 계산된 기생 전하량을 차감하고, 차감된 값이 특정치 이상인 신호전극과 상기 신호전극과 이웃하는 신호전극을 선택하는 제 2단계와,
상기 제 2단계에서 선택된 신호전극들에 대해서만 동시에 양단에 V1 및 V2 전압을 번갈아가며 인가하여, 상호 신호전극들에 인가된 전하량을 계산함으로써 터치 위치를 감지하는 제 3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일층 터치 스크린 장치의 펄스정전용량 구동 방법.
A single-layer touch screen device comprising a touch screen panel having n rectangular bar-shaped signal electrodes on a substrate at regular intervals and a driving module for driving the touch screen panel are alternately applied with voltages V1 and V2 across the signal electrodes To determine a touch position, the method comprising:
A first step of measuring the amount of parasitic charge applied to each signal electrode while alternately applying voltages V1 and V2 to both ends of the signal electrodes in the absence of finger contact;
The voltages V1 and V2 are alternately applied to both signal electrodes at the same time, thereby calculating the amount of charge applied to all signal electrodes, subtracting the calculated charge amount and the parasitic charge amount calculated in the first step, and subtracting the value. A second step of selecting a signal electrode having a stationary abnormality and a signal electrode adjacent to the signal electrode;
And a third step of sensing the touch position by alternately applying voltages V1 and V2 to both the signal electrodes selected in the second step at the same time and calculating the amount of charge applied to the mutual signal electrodes Method of driving pulsed capacitive of a single layer touch screen device.
제 4항에 있어서,
상기 제 2단계에서 차감된 값이 특정치 이상인 신호전극이 두 개 이상 검출되고, 그 중 하나의 제 1 신호전극 및 상기 제 1 신호전극과 이웃하는 신호전극들을 제 1 영역 신호전극이라고 하고, 나머지 하나의 제 2 신호전극 및 상기 제 2 신호전극과 이웃하는 신호전극들을 제 2 영역 신호전극이라고 할 때,
상기 제 3단계는
상기 제 1 영역 신호전극에 대해서만 동시에 양단에 V1 및 V2 전압을 번갈아가며 인가하여, 상호 신호전극들에 인가된 전하량을 계산함으로써 터치 위치를 감지하는 제 3-1단계 및
상기 제 2 영역 신호전극에 대해서만 동시에 양단에 V1 및 V2 전압을 번갈아가며 인가하여, 상호 신호전극들에 인가된 전하량을 계산함으로써 터치 위치를 감지하는 제 3-2단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일층 터치 스크린 장치의 펄스정전용량 구동 방법.
5. The method of claim 4,
Two or more signal electrodes having a value less than or equal to a specific value subtracted in the second step are detected, and one of the first signal electrode and the signal electrodes neighboring the first signal electrode are called first region signal electrodes, When the second signal electrode and the signal electrodes neighboring the second signal electrode are referred to as second area signal electrodes,
In the third step,
A third step of sensing the touch position by alternately applying voltages V1 and V2 at both ends to the first area signal electrode at the same time and calculating the amount of charge applied to the mutual signal electrodes,
And (3-2) sensing the touch position by applying voltages V1 and V2 to both terminals of the second area signal electrode at the same time, and calculating the amount of charge applied to the signal electrodes. A method of driving a pulse capacitance of a layer touch screen device.
제 5항에 있어서,
미리 설정한 반복 회수만큼 상기 제 2단계, 제 3-1단계 및 제 3-2단계를 반복 수행한 후에 반복 수행한 값을 평균하여 터치 위치를 결정하는 제 4단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 단일층 터치 스크린 장치의 펄스정전용량 구동 방법.
6. The method of claim 5,
And a fourth step of determining a touch position by averaging the values repeatedly performed after repeating the second step, the third step, and the third step, by a predetermined number of times of repetition Method of driving pulsed capacitive of a single layer touch screen device.
제 5항에 있어서,
미리 설정한 반복 회수만큼 상기 제 3-1단계 및 제 3-2단계를 반복 수행한 후에 반복 수행한 값을 평균하여 터치 위치를 결정하는 제 5단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 단일층 터치 스크린 장치의 펄스정전용량 구동 방법.
6. The method of claim 5,
Further comprising a fifth step of determining a touch position by averaging the values repeatedly performed after repeating the steps 3-1 and 3-2 for the preset number of times of repetition, A method of driving a pulsed electrostatic capacity of a device.
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