KR20140087989A

KR20140087989A - 터치 시스템 및 그의 제어 방법

Info

Publication number: KR20140087989A
Application number: KR1020130103858A
Authority: KR
Inventors: 장영신; 최정민
Original assignee: 주식회사 실리콘웍스
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2013-08-30
Publication date: 2014-07-09
Also published as: KR102187853B1

Abstract

본 발명은 터치 시스템 및 그의 제어 방법을 개시하며, 본 발명에 따른 터치 시스템은 터치 스크린 패널의 터치를 인식하는 개선된 알고리즘을 채용함으로써 터치 인식에 필요한 시간을 줄이고 멀티 터치를 이용한 기능의 구현도 가능하다.

Description

터치 시스템 및 그의 제어 방법 {TOUCH SYSTEM AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 터치 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 터치를 인식하는 방법을 개선한 터치 시스템 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.

터치 시스템은 다수의 구동 라인과 다수의 센싱 라인이 형성된 터치 스크린 패널(Touch Screen Panel)을 포함하여 구성된다. 터치 시스템은 다수의 구동 라인(Driving Line)에 구동 신호(Driving Signal)를 인가하고 구동 신호에 대응하는 다수의 센싱 라인(Sensing Line)의 센싱 신호를 이용하여 터치를 센싱한다. 구동 라인과 센싱 라인의 수는 터치 스크린 패널의 크기 및 해상도에 따라 다르게 구성될 수 있다.

일반적으로 터치 시스템은 다수의 구동 라인에 순차적으로 구동신호를 제공하고 구동 신호에 대응하여 순차적으로 출력되는 센싱 신호를 이용하여 터치를 센싱하는 방식을 많이 이용하며, 이를 순차 구동 및 센싱 방식(sequential driving and sequential sensing way)이라 한다.

이하, 설명에서 터치 인식은 구동과 센싱을 포함하는 것으로 정의한다. 보다 구체적으로 터치 인식은 터치 스크린 패널의 다수의 구동 라인에 구동 신호를 인가하는 것과 구동 신호에 대응하여 다수의 센싱 라인에서 출력되는 센싱 신호를 이용하여 터치를 센싱하는 것을 포함하는 것으로 정의한다.

순차 구동 및 센싱 방식은 구동 라인의 수가 많을수록 구동 라인을 구동하는데 필요한 시간이 증가하며, 결국 터치 인식에 필요한 시간이 증가한다.

따라서, 터치 인식에 소요되는 시간을 줄일 수 있는 개선된 터치 인식 방법의 제시가 필요한다.

또한, 터치 인식에 소요되는 시간을 줄이면서 알고리즘을 통해 멀티 터치의 처리도 가능한 개선된 터치 인식 방법의 제시가 필요하다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 터치 인식에 소요되는 시간을 줄일 수 있는 터치 시스템 및 그의 제어 방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 터치 인식에 소요되는 시간을 줄일 수 있고 알고리즘을 통해 멀티 터치의 처리도 가능한 개선된 터치 인식 방법을 제시할 수 있는 터치 시스템 및 그의 제어 방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 또다른 기술적 과제는 터치 스크린 패널 전체에 동시에 구동 신호들이 구동되어도 작은 용량의 피드백 캐패시터를 이용하여 센싱 신호를 센싱할 수 있는 터치 시스템 및 그의 제어 방법을 제공함에 있다.

본 발명에 따른 터치 시스템은 제1라인들 및 상기 제1라인들과 커플링 캡을 형성하는 제2라인들이 배열되는 터치 스크린 패널을 구동하며, 상기 제1 라인들에 제1 구동 신호들을 제공하는 제1 모드, 및 상기 제2 라인들에 제2 구동 신호들을 제공하는 제2 모드를 수행하고, 상기 제1 구동 신호들에 대응하여 상기 제2 라인들에서 출력되는 제1 센싱 신호들과 상기 제2 구동 신호들에 대응하여 상기 제1 라인들에서 출력되는 제2 센싱 신호들을 이용하여 상기 터치를 인식함을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 터치 시스템의 제어 방법은, 터치 회로가 터치 스크린 패널의 제1 라인들에 제1 구동 신호들을 동시에 제공하고 상기 제1 구동 신호들에 대응하는 제1 센싱 신호들을 수신하는 제1 모드; 및 상기 터치 회로가 상기 제1 라인들과 커플링 캡을 형성하는 제2 라인들에 제2 구동 신호들을 동시에 제공하고 상기 제2 구동 신호들에 대응하는 제2 센싱 신호들을 수신하는 제2 모드;를 포함하고, 상기 제1 모드 및 상기 제2 모드를 순차적으로 수행하여 터치 인식을 수행함을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 터치 스크린 패널의 터치를 빠른 시간에 인식할 수 있고, 싱글 터치 뿐만 아니라 알고리즘을 이용한 멀티 터치 인식도 가능한 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면 구동 신호들이 동시에 구동되어도 작은 용량의 캐패시턴스로 터치 인식을 수행할 수 있으며, 부품의 집적에 유리한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 터치 시스템의 바람직한 실시예를 나타내는 블록도.
도 2는 도 1의 실시예의 제1 모드의 동작을 설명하기 위한 블록도.
도 3은 도 1의 실시예의 제2 모드의 동작을 설명하기 위한 블록도.
도 4는 제1 예의 구동 신호들을 예시하는 파형도.
도 5는 센싱 블록의 예시하는 회로도.
도 6은 본 발명에 따른 멀티 구동 및 센싱 방식을 설명하는 도면.
도 7은 제2 예의 구동 신호들을 예시하는 파형도.
도 8은 도 7의 파형도를 적용한 경우를 예시한 도면.
도 9는 제3 예의 구동 신호들을 예시하는 파형도.
도 10은 본 발명에 따른 터치 시스템의 다른 실시예를 나타내는 블록도.
도 11은 도 10의 실시예의 제1 모드의 동작을 설명하기 위한 블록도.
도 12는 도 10의 실시예의 제2 모드의 동작을 설명하기 위한 블록도.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명에 따른 터치 시스템의 바람직한 실시예의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 터치 시스템은 터치 스크린 패널(10) 및 터치 회로(100)를 포함한다. 그리고, 터치 회로(100)는 외부의 호스트(160)에 좌표값을 제공하도록 구성된다.

터치 스크린 패널(10)에는 제1라인들(12) 및 제1라인들(12)과 커플링 캡을 형성하는 제2라인들(14)이 배열된다.

일예로, 터치 스크린 패널(10)은 도 1과 같이 제1 방향으로 배열된 제1 라인들(12)과 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열된 제2 라인들(14)이 형성될 수 있다. 제1 라인들(12)과 제2 라인들(14) 중, 구동 신호가 인가되는 것은 구동 라인으로 작용하고 센싱 신호를 출력하는 것은 센싱 라인으로 작용한다. 일례로, 터치 스크린 패널(10)은 제1 구동 신호들이 제1 라인들(12)에 인가되고 제1 구동 신호들에 대응하는 제1 센싱 신호들이 제2 라인들(14)에서 출력되도록 구성될 수 있다. 이와 같이 제1 라인들(12)에 제1 구동 신호들이 제공되고 제2 라인들(14)에서 제1 센싱 신호들이 출력되는 상태는 제1 모드로 정의한다. 이와 반대로, 터치 스크린 패널(10)은 제2 구동 신호들이 제2 라인들(14)에 인가되고 제2 구동 신호들에 대응하는 제2 센싱 신호들이 제1 라인들(12)에서 출력되도록 구성될 수 있다. 이와 같이 제2 라인들(14)에 제2 구동 신호가 제공되고 제1 라인들(12)에서 제2 센싱 신호들이 출력되는 상태는 제2 모드로 정의한다. 제1 및 제2 구동 신호는 구동 신호를 제1 모드와 제2 모드에 따라 구분한 것이며, 제1 및 제2 센싱 신호는 센싱 신호를 제1 모드와 제2 모드에 따라 구분한 것이다. 터치가 발생한 경우, 터치가 발생한 위치의 제1 라인들(12)과 제2 라인들(12)이 교차하는 지점의 캐패시턴스 변화가 발생하며, 상기한 터치 스크린 패널(10)은 캐패시턴스 변화량에 대응하는 센싱 신호를 터치 회로(100)로 제공하도록 구성된다.

한편, 터치 회로(100)는 제1 송수신부(110), 제2 송수신부(120), 컨트롤러(130), 아날로그 디지털 변환기(140) 및 프로세서(150)를 포함한다.

제1 송수신부(110)는 터치 스크린 패널(10)에 형성된 복수의 제1 라인들(12)에 제1 신호들을 송수신하도록 구성된다. 제2 송수신부(120)는 터치 스크린 패널(10)에 형성된 복수의 제2 라인들(14)에 제2 신호들을 송수신하도록 구성된다. 여기서, 제1 신호들 및 제2 신호들의 개수는 터치 스크린 패널(10)의 제1 라인들(12) 및 제2 라인들(14)의 수에 따라 결정될 수 있다. 그리고, 제1 신호들은 제1 구동 신호들 또는 제2 센싱 신호들이 대응될 수 있고, 제2 신호들은 제2 구동 신호들 또는 제1 센싱 신호들이 대응될 수 있다.

컨트롤러(130)는 제1 송수신부(110) 및 제2 송수신부(120)의 동작을 제어하는 제어 신호들(CON1 ~ CON6)을 생성한다. 제어 신호들 중, 제1 제어신호(CON1)는 활성화 상태에 따라서 제1 스위칭 블록(111)이 제1 라인들(12)에 제1 신호들을 송신하거나 제1 라인들(12)의 제1 신호들을 수신하는 것 중 어느 하나를 수행하도록 제어하기 위한 것이고, 제4 제어신호(CON4)는 활성화 상태에 따라서 제2 스위칭 블록(121)이 제2 라인들(14)에 제2 신호들을 송신하거나 제2 라인들(14)의 제2 신호들을 수신하는 것 중 어느 하나를 수행하도록 제어하기 위한 것이다. 그리고, 제2 제어신호(CON2)는 제1 센싱 블록(113)의 동작을 활성화하도록 제어하는 것이고, 제5 제어신호(CON5)는 제2 센싱 블록(123)의 동작을 활성화하도록 제어하는 것이다. 제3 제어 신호(CON3)는 터치 스크린 패널(10)의 제1 라인들(12)에 제공할 제1 구동 신호들을 동시에 생성하도록 제1 구동 블록(112)을 제어하는 것이고, 제6 제어 신호(CON6)는 터치 스크린 패널(10)의 제2 라인들(14)에 제공할 제2 구동 신호들을 동시에 생성하도록 제2 구동 블록(122)을 제어하는 것이다. 컨트롤러(130)는 제3 제어신호(CON3) 또는 제6 제어신호(CON6)를 제공하기 위하여 펄스 발생기(도시되지 않음)를 포함할 수 있으며, 펄스 발생기에서 발생한 펄스 신호가 제어 신호로 제공될 수 있다.

아날로그 디지털 변환기(140)는 제1 송수신부(110)의 제1 센싱 블록(113)에서 출력되는 제1 센싱 신호들 또는 제2 송수신부(120)의 제2 센싱 블록(123)에서 출력되는 제2 센싱 신호들을 디지털 신호로 변환하여 프로세서(150)에 전달한다. 프로세서(150)는 아날로그 디지털 변환기(140)에서 출력된 디지털 신호를 라인 단위 또는 프레임 단위의 센싱 데이터로 저장할 수 있고, 센싱 데이터를 이용하여 터치에 대응하는 좌표값을 구하며, 좌표값을 외부의 호스트(160)에 제공하고, 컨트롤러(130)의 동작을 포함한 터치 회로(100)의 전체적인 동작을 제어한다.

한편, 제1 송수신부(110)는 제1 스위칭 블록(111), 제1 구동 블록(112) 및 제1 센싱 블록(113)을 구비한다. 제1 스위칭 블록(111)은 제1 제어 신호(CON1)에 응답하여 제1 구동 블록(112)에서 제공되는 제1 구동 신호들을 터치 스크린 패널(10)의 제1 라인들(12)로 전달하거나 터치 스크린 패널(10)의 제1 라인들(12)에서 출력되는 제2 센싱 신호들을 제1 센싱 블록(113)으로 전달하는 것을 스위칭한다. 제1 구동 블록(112)은 제3 제어신호(CON3)에 응답하여 터치 스크린 패널(10)의 제1 라인들(12)에 공급될 제1 구동 신호들을 생성하여 동시에 제1 스위칭 블록(111)에 제공한다. 제1 센싱 블록(113)은 제2 제어신호(CON2)에 응답하여 제1 스위칭 블록(111)에서 제공되는 제2 센싱 신호들을 증폭하여 아날로그 디지털 변환기(140)에 전달한다.

또한편, 제2 송수신부(120)는 제2 스위칭 블록(121), 제2 구동 블록(122) 및 제2 센싱 블록(123)을 구비한다. 제2 스위칭 블록(121)은 제4 제어 신호(CON4)에 응답하여 제2구동 블록(122)에서 제공되는 제2 구동 신호들을 터치 스크린 패널(10)의 제2 라인들(14)로 전달하거나 터치 스크린 패널(10)의 제2 라인들(14)에서 출력되는 제1 센싱 신호들을 제2 센싱 블록(122)으로 전달하는 것을 스위칭한다. 제2 구동 블록(122)은 제6 제어신호(CON6)에 응답하여 터치 스크린 패널(10)의 제2 라인들(12)에 공급될 제2 구동 신호들을 생성하여 동시에 제공한다. 제2 센싱 블록(123)은 제5 제어 신호(CON5)에 응답하여 제2 스위칭 블록(121)에서 제공되는 제1 센싱 신호들을 증폭하여 아날로그 디지털 변환기(140)에 전달한다.

상술한 도 1과 같이 구성되는 본 발명에 따른 터치 시스템의 터치 인식을 위한 동작은 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다. 도 2는 제1 라인들(12)에 제1 구동 신호들이 제공되고 제2 라인들(14)에서 제1 센싱 신호들이 출력되는 제1 모드를 설명하기 위한 것이고, 도 3은 제2 라인들(14)에 제2 구동 신호들이 제공되고 제1 라인들(12)에서 제2 센싱 신호들이 출력되는 제2 모드를 설명하기 위한 것이다.

도 2의 제1 모드와 도 3의 제2 모드를 순차적으로 진행하는 본 발명에 따른 실시예에 의한 터치 인식 방식은 멀티 구동 및 센싱 방식이라 정의할 수 있다.

본 발명에 따른 실시예는 터치 스크린 패널(10)의 제1 라인들(12)과 제2 라인들(14)이 순차적으로 구동 라인으로 이용될 수 있으며, 구동 라인으로 이용되는 제1 라인들(12) 또는 제2 라인들(14) 전체에 구동 신호들이 인가된다. 이에 대응하여 터치 스크린 패널(10)의 제2 라인들(14)과 제1 라인들(12)이 순차적으로 센싱 라인으로 이용될 수 있다. 즉, 도 2와 같이 제1 라인들(12)이 구동 라인으로 이용되고 제2 라인들(14)이 센싱 라인으로 이용되는 제1 모드와 제1 라인들(12)이 센싱 라인으로 이용되고 제2 라인들(14)이 구동 라인으로 이용되는 제2 모드가 순차적으로 진행될 수 있다. 다수의 프레임 동안 터치 인식을 수행하는 경우, 한 프레임 동안 제1 및 제2 모드가 순차적으로 수행되고, 제1 및 제2 모드의 반복이 프레임 주기와 동일하게 반복될 수 있다.

도 2의 제1 모드에 의하여, 제1 라인들(12)에 동시에 제1 구동 신호들이 제공되며, 제1 구동 신호들에 대응하여 제2 라인들(14)에서 제1 센싱 신호들이 출력되고, 제1 센싱 신호들을 이용하여 터치 인식이 수행될 수 있다. 도 2의 제1 모드에 이어서 도 3의 제2 모드가 진행되며, 도 3의 제2 모드에 의하여, 제2 라인들(14)에 동시에 제2 구동 신호들이 제공되며, 제2 구동 신호들에 대응하여 제1 라인들(12)에서 제2 센싱 신호들이 출력되고, 제2 센싱 신호들을 이용하여 터치 인식이 수행될 수 있다. 상기한 제1 모드 및 제2 모드가 반복됨으로써 멀티 구동 및 센싱 방식에 의한 터치 인식이 수행될 수 있다.

상기한 제1 모드의 동작을 위하여 컨트롤러(130)는 스위칭 블록(111)이 제1 구동 블록(112)의 제1 구동 신호들을 터치 스크린 패널(10)의 제1 라인들(12)로 전달하도록 제1 제어 신호(CON1)를 활성화시키고, 제1 구동 블록(112)에서 동시에 제1 구동 신호들이 생성되어 출력될 수 있도록 제3 제어 신호(CON3)를 제1 구동 블록(112)에 제공하며, 제1 센싱 블록(113)이 비활성화되도록 제2 제어 신호(CON2)를 제공한다. 또한, 컨트롤러(130)는 제2 스위칭 블록(121)이 터치 스크린 패널(10)의 제2 라인들(14)에서 출력되는 제1 센싱 신호들을 제2 센싱 블록(123)으로 전달하도록 제4 제어 신호(CON4)를 활성화시키고, 제2 구동 블록(122)이 비활성화되도록 제6 제어 신호(CON6)를 제공하며, 제2 센싱 블록(123)이 활성화되도록 제5 제어 신호(CON5)를 제공한다.

따라서, 본 발명에 따른 실시예는 도 2와 같이 제1 모드를 수행한다. 보다 구체적으로 설명하면, 제1 구동 블록(112)은 제3 제어 신호(CON3)에 의하여 제1 구동 신호들을 동시에 생성하여 제1 스위칭 블록(111)으로 제공한다. 이때, 제1 스위칭 블록(111)은 제1 제어 신호(CON1)에 의하여 제1 구동 블록(112)에서 출력되는 제1 구동 신호들을 터치 스크린 패널(10)의 제1 라인(12)에 전달하도록 설정되며, 제1 센싱 블록(113)은 제2 제어 신호(CON2)에 의하여 비활성화 상태이다.

제1 구동 신호들에 대응하여 터치 스크린 패널(10)의 제2 라인들(14)에서 제1 센싱 신호들이 출력된다. 이때, 제2 스위칭 블록(121)은 제4 제어 신호(CON4)에 의하여 터치 스크린 패널(10)의 제2 라인들에서 출력되는 제1 센싱 신호들을 제2 센싱 블록(123)으로 전달하도록 설정되며, 제2 구동 블록(122)은 제6 제어 신호(CON6)에 의하여 비활성화 상태이다.

그러므로, 터치 스크린 패널(10)의 제2 라인들(14)에서 출력되는 제1 센싱 신호들은 제2 스위칭 블록(121)을 거쳐서 제2 센싱 블록(123)으로 제공되고, 제2 센싱 블록(123)은 제1 센싱 신호들을 아날로그 디지털 변환기(140)에 전달한다. 아날로그 디지털 변환기(140)는 제1 센싱 신호들을 디지털로 변환한 센싱 데이터를 프로세서(150)로 제공한다.

또한, 상기한 제2 모드의 동작을 위하여 컨트롤러(130)는 스위칭 블록(121)이 제2 구동 블록(122)의 제2 구동 신호들을 터치 스크린 패널(10)의 제2 라인들(14)로 전달하도록 제4 제어 신호(CON4)를 활성화시키고, 제2 구동 블록(122)에서 동시에 제2 구동 신호들이 생성되어 출력될 수 있도록 제6 제어 신호(CON6)를 제2 구동 블록(122)에 제공하며, 제2 센싱 블록(123)이 비활성화되도록 제5 제어 신호(CON5)를 제공한다. 또한, 컨트롤러(130)는 제1 스위칭 블록(111)이 터치 스크린 패널(10)의 제1 라인들(12)에서 출력되는 제2 센싱 신호들을 제1 센싱 블록(113)으로 전달하도록 제1 제어 신호(CON1)를 활성화시키고, 제1 구동 블록(112)이 비활성화되도록 제3 제어 신호(CON3)를 제공하며, 제1 센싱 블록(113)이 활성화되도록 제2 제어 신호(CON2)를 제공한다.

따라서, 본 발명에 따른 실시예는 도 3과 같이 제2 모드를 수행한다. 보다 구체적으로 설명하면, 제2 구동 블록(122)은 제6 제어 신호(CON6)에 의하여 제2 구동 신호들을 동시에 생성하여 제2 스위칭 블록(121)으로 제공한다. 이때, 제2 스위칭 블록(121)은 제4 제어 신호(CON4)에 의하여 제2 구동 블록(122)에서 출력되는 제2 구동 신호들을 터치 스크린 패널(10)의 제2 라인들(14)에 전달하도록 설정되며, 제2 센싱 블록(123)은 제5 제어 신호(CON5)에 의하여 비활성화 상태이다.

제2 구동 신호들에 대응하여 터치 스크린 패널(10)의 제1 라인들(12)에서 제2 센싱 신호들이 출력된다. 이때, 제1 스위칭 블록(111)은 제1 제어 신호(CON1)에 의하여 터치 스크린 패널(10)의 제1 라인들(12)에서 출력되는 제1 센싱 신호들을 제1 센싱 블록(113)으로 전달하도록 설정되며, 제1 구동 블록(112)은 제3 제어 신호(CON3)에 의하여 비활성화 상태이다.

그러므로, 터치 스크린 패널(10)의 제1 라인들(12)에서 출력되는 제2 센싱 신호들은 제1 스위칭 블록(111)을 거쳐서 제1 센싱 블록(113)으로 제공되고, 제1 센싱 블록(113)은 제2 센싱 신호들을 아날로그 디지털 변환기(140)에 전달한다. 아날로그 디지털 변환기(140)는 제2 센싱 신호들을 디지털로 변환한 센싱 데이터를 프로세서(150)로 제공한다.

상기한 컨트롤러(130)의 제어에 의하여, 제2 센싱 블록(123)은 제1 센싱 신호들을 아날로그 디지털 변환기(140)에 전달하고, 제1 센싱 블록(113)은 제2 센싱 신호들을 아날로그 디지털 변환기(140)에 전달한다. 아날로그 디지털 변환기(140)는 순차적으로 입력되는 제1 및 제2 센싱 신호들을 디지털 신호인 센싱 데이터로 변환하여 프로세서(150)로 전달하며, 프로세서(150)는 센싱 데이터를 분석하여 터치에 대응한 하나 이상의 좌표값을 출력할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 실시예는 터치 스크린 패널(10)의 터치를 동시에 제공되는 구동 신호에 의하여 빠른 시간에 인식할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 실시예와 같이 제1 구동 신호들과 제2 구동 신호들은 도 4와 같이 동일 위상을 가지며 동시에 제1 라인들(12) 또는 제2 라인들(14)에 제공될 수 있다. 도 4에서 Tx1 내지 Txm은 제1 라인들(12) 또는 제2 라인들(14) 각각에 인가되는 구동 신호를 의미한다.

도 4와 같이 동시에 제공되는 제1 구동 신호들과 제2 구동 신호들에 대응하는 제1 센싱 신호들과 제2 센싱 신호들은 제1 센싱 블록(113) 또는 제2 센싱 블록(123)에 입력될 수 있으며, 제1 센싱 블록(113) 또는 제2 센싱 블록(123)은 센싱 신호를 도 5의 (a)와 같이 버퍼로 버퍼링하여 출력하거나 또는 도 5의 (b)와 같이 차동 센싱하여 출력하도록 구성될 수 있다. 도 5의 (b)와 같이 차동 센싱하여 출력하는 경우, 각 차동 증폭기는 예시적으로 인접한 센싱 신호들을 비교하여 그 차에 대응하는 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 도 5에서 Rx1 내지 Rxn은 제1 라인들(12) 또는 제2 라인들(14) 각각에서 출력되는 센싱 신호를 의미한다. 그리고, 도 5의 (a) 및 (b)의 "113"은 제1 센싱 블록(113)을 예시한 것이다.

또한, 상술한 바와 같이 설명되는 본 발명에 따른 멀티 구동 및 센싱 방식은 도 6의 (a)의 제1 모드에 의하여 터치 스크린 패널(10)의 터치에 대응한 "X" 좌표값을 얻을 수 있다. 즉, 제 1 모드에서 본 발명에 따른 실시예는 구동 신호들(Tx)을 터치 스크린 패널(10)의 제1 방향으로 배열된 제1 라인들(12)에 동시에 제공하고 구동 신호들(Tx)에 대응하여 제1 방향과 교차되는 제2 방향으로 배열된 제2 라인들(14)에서 출력되는 센싱 신호들(Rx)을 수신한다. 도 6의 (a)의 센싱 신호들(Rx)은 터치된 위치의 변화된 캐패시턴스 정보를 포함하며, 그에 의하여 터치에 대응한 "X" 좌표값을 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 멀티 구동 및 센싱 방식은 도 6의 (a)의 제1 모드에 이어서 도 6의 (b)의 제2 모드를 수행하며, 도 6의 (b)의 제2 모드에 의하여 터치 스크린 패널(10)의 터치에 대응한 "Y" 좌표값을 얻을 수 있다. 즉, 제 2 모드에서 본 발명에 따른 실시예는 구동 신호들(Tx)을 터치 스크린 패널(10)의 제2 방향으로 배열된 제2 라인들(14)에 동시에 제공하고 구동 신호들(Tx)에 대응하여 제2 방향과 교차되는 제1 방향으로 배열된 제1 라인들(12)에서 출력되는 센싱 신호들(Rx)을 수신한다. 도 6의 (b)의 센싱 신호들(Rx)은 터치된 위치의 변화된 캐패시턴스 정보를 포함하며, 그에 의하여 터치에 대응한 "Y" 좌표값을 얻을 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 실시예는 도 6의 방법에 의하여 싱글 터치에 대한 좌표값을 얻을 수 있다. 본 발명에 따른 실시예는 싱글 터치뿐만 아니라 멀티 터치의 인식도 가능하다.

또한편, 본 발명에 따른 실시예에서 제1 구동 신호들과 제2 구동 신호들은 도 7와 같이 인접한 라인들 간의 위상이 반대되면서 동시에 제1 라인들(12) 또는 제2 라인들(14)에 제공될 수 있다.

제1 구동 신호들과 제2 구동 신호들이 도 7과 같이 제공되는 경우, 본 발명에 따른 실시예의 작용 및 효과는 도 8을 참조하여 설명한다. 도 8은 제1 라인들(12)에 제1 구동 신호들이 인가되고, 제2 라인들(14)에서 제1 센싱 신호들이 출력하는 것을 예시하고 있다. 그리고, 터치 스크린 패널(10)은 도 8과 같이 제1 라인들(12)과 제2 라인들(14)이 교차하는 위치에 터치를 센싱하기 위한 캐패시터(Cc)가 각각 형성되며, 설명의 편의를 위하여 제1 라인들(12)과 제2 라인들(14)이 교차하는 위치 별로 형성되는 캐패시터의 캐패시턴스는 모두 같은 값을 갖는 것으로 가정한다. 그리고, 인접한 제2 라인들(14)은 차동 증폭기(500)의 포지티브(+) 입력단과 네가티브(-) 입력단에 각각 연결되며, 차동 증폭기(500)는 인접한 제2 라인들(14) 간의 신호차를 증폭하여 센싱 신호로 출력한다. 즉, 도 8은 센싱 신호가 차동 신호로 출력되는 것을 예시하고 있다.

도 4와 같이 동일한 위상의 제1 구동 신호들(Tx1 내지 Txm)이 동시에 제1 라인들(12)에 인가되면, 제1 센싱 신호를 출력하는 각 제2 라인(14)에 큰 캐패시턴스가 작용될 수 있다. 상기와 같이 제2 라인(14)에 큰 캐패시턴스가 작용되는 경우 센싱 신호를 감지하기 위하여 차동 증폭기(500)가 구성되는 센싱 블록에 큰 용량의 피드백 캐패시터(도시되지 않음)의 구성이 필요하다. 그리고, 큰 용량의 피드백 캐패시터는 회로의 집적화에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.

그러나, 도 7 및 도 8과 같이 인접한 제1 라인들(12) 간에 동시에 인가되면서 위상이 반대인 구동 신호들이 인가되면, 인접한 제1 라인들(12)과 하나의 제2 라인(14) 간에 형성되는 캐패시턴스는 위상이 반대인 구동 신호에 의하여 상쇄될 수 있다.

결과적으로 각 제2 라인(14)에는 인접한 라인들(12) 간의 캐패시턴스 상쇄 효과에 의하여 작용하는 캐패시턴스가 소멸될 수 있으며, 제2 라인(14)에는 터치가 발생한 경우 터치에 의한 캐패시턴스 변화량에 대응하는 센싱 신호가 출력될 수 있다.

그러므로, 도 7 및 도 8과 같이 인접한 제1 라인들(12) 간에 동시에 인가되면서 위상이 반대인 구동 신호들이 인가되면, 작은 용량의 피드백 캐패시터로 센싱 신호를 센싱할 수 있으며, 그 결과 피드백 캐패시터를 회로에 집적화하기 용이한 이점이 제공될 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 실시예는 도 9와 같이 제1 라인들 또는 상기 제2 라인들을 동일한 수의 라인들을 포함하는 그룹들로 구분하고 인접한 상기 그룹 별로 위상이 반대되도록 각각 상기 제1 구동 신호들 및 상기 제2 구동 신호들을 제공하도록 구성될 수 있다.

도 9의 실시예도 그룹 간의 캐패시턴스 상쇄 효과에 의하여 제2 라인에 작용하는 캐패시턴스가 소멸될 수 있고, 피드백 캐패시터를 회로에 집적화하기 용이한 이점이 제공될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 실시예는 도 10과 같이 구성됨에 의하여 구동 블록과 센싱 블록을 구성하는 부품의 수를 줄일 수 있다.

도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 실시예로서 터치 회로(400)는 스위칭 블록(410), 구동 블록(420), 센싱 블록(430), 컨트롤러(440), 아날로그 디지털 변환기(450) 및 프로세서(460)를 포함한다.

컨트롤러(130)는 스위칭 블록(410), 구동 블록(420), 센싱 블록(430)의 동작을 제어하는 제어 신호(CON11 ~ CON13)를 생성한다. 제어 신호 중, 제1 제어신호(CON11)는 활성화 상태에 따라서 스위칭 블록(410)이 제1 라인들(12)에 제1 구동 신호들을 제공하고 제2 라인들(14)에서 출력되는 제1 센싱 신호들을 수신하거나 또는 스위칭 블록(410)이 제2 라인들(14)에 제2 구동 신호들을 제공하고 제1 라인들(12)에서 출력되는 제2 센싱 신호들을 수신하도록 제어하기 위한 것이다. 그리고, 제2 제어신호(CON12)는 센싱 블록(430)의 동작을 활성화하도록 제어하는 것이고, 제3 제어 신호(CON13)는 스위칭 블록(410)에 제공할 구동 신호들을 동시에 생성하도록 구동 블록(112)을 제어하는 것이다. 컨트롤러(440)는 제3 제어신호(CON13)를 제공하기 위하여 펄스 발생기(도시되지 않음)를 포함할 수 있으며, 펄스 발생기에서 발생한 펄스 신호가 제어 신호로 제공될 수 있다.

아날로그 디지털 변환기(450)는 센싱 블록(430)에서 출력되는 센싱 신호들을 디지털 신호로 변환하여 프로세서(460)에 전달한다. 프로세서(460)는 아날로그 디지털 변환기(450)에서 출력된 디지털 신호를 라인 단위 또는 프레임 단위의 센싱 데이터로 저장할 수 있고, 센싱 데이터를 이용하여 터치에 대응하는 좌표값을 구하며, 좌표값을 외부의 호스트(470)에 제공하고, 컨트롤러(440)의 동작을 포함한 터치 회로(400)의 전체적인 동작을 제어한다.

그리고, 센싱 블록(430)은 제2 제어신호(CON12)에 응답하여 스위칭 블록(410)에서 제공되는 센싱 신호들을 증폭하여 아날로그 디지털 변환기(140)에 전달한다. 또한, 구동 블록(420)은 제3 제어신호(CON13)에 응답하여 제2 구동 신호들을 생성하여 스위칭 블록(410)에 동시에 제공한다.

상기한 구성에서, 스위칭 블록(410)은 제1 제어 신호(CON11)에 의하여 제1 모드와 제2 모드를 순차적으로 수행한다. 스위칭 블록(410)은 제1 모드에 대응하여 구동 블록(420)에서 동시에 제공되는 구동 신호들을 제1 구동 신호들로서 제1 라인들(12)에 제공하고, 제2 모드에 대응하여 구동 블록(420)에서 동시에 제공되는 구동 신호들을 제2 구동 신호들로서 제2 라인들(14)에 제공한다. 그리고, 스위칭 블록(410)은 제1 모드에 대응하여 제2 라인들(14)에서 출력되는 제1 센싱 신호들을 센싱 신호들로 출력하고 제2 모드에 대응하여 제1 라인들(12)에서 출력되는 제2 센싱 신호들을 센싱 신호들로 출력한다.

상기한 동작을 위하여 스위칭 블록(410)은 제1 라인들(12)에 대응하는 제1 입출력단들, 제2 라인들(12)에 대응하는 제2 입출력단들, 구동 신호들을 수신하는 입력단들 및 센싱 신호들을 출력하는 출력단들을 포함할 수 있다. 그러므로, 스위칭 블록(410)은 제1 모드에 대응하여 입력단들의 구동 신호들을 제1 입출력단들을 통하여 출력하고 제2 입출력단들의 제1 센싱 신호들을 출력단들을 통하여 출력하며, 제2 모드에 대응하여 입력단들의 구동 신호들을 제2 입출력단들을 통하여 출력하고 제1 입출력단들의 제2 센싱 신호들을 출력단들을 통하여 출력할 수 있다.

상술한 도 10의 실시예의 제1 모드에 의한 동작은 도 11과 같이 수행될 수 있으며, 제2 모드에 의한 동작은 도 12와 같이 수행될 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 도 11의 실시예는 제1 모드에서 구동 블록(420)에서 동시에 출력되는 구동 신호들이 제1 구동 신호들로서 스위칭 블록(410)에 의하여 제1 라인들(12)에 제공되고, 제1 구동 신호들에 대응하여 제2 라인(14)에서 출력되는 제1 센싱 신호가 스위칭 블록(410)에 입력된다. 이때, 스위칭 블록(410)는 제1 센싱 신호를 센싱 블록(430)에 센싱 신호로 전달하며, 아날로그 디지털 변환기(450)는 센싱 블록(430)의 센싱 신호를 센싱 데이터로 변환하여 프로세서(460)에 전달한다.

그 후, 본 발명에 따른 실시예는 도 12의 제2 모드를 순차적으로 수행한다. 도 12의 실시예는 제2 모드에서 구동 블록(420)에서 동시에 출력되는 구동 신호들이 제2 구동 신호들로서 스위칭 블록(410)에 의하여 제2 라인들(14)에 제공되고, 제2 구동 신호들에 대응하여 제1 라인(12)에서 출력되는 제2 센싱 신호가 스위칭 블록(410)에 입력된다. 이때, 스위칭 블록(410)는 제2 센싱 신호를 센싱 블록(430)에 센싱 신호로 전달하며, 아날로그 디지털 변환기(450)는 센싱 블록(430)의 센싱 신호를 센싱 데이터로 변환하여 프로세서(460)에 전달한다. 프로세서(150)는 센싱 데이터를 분석하여 터치에 대응한 하나 이상의 좌표값을 출력할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 도 10의 실시예도 구동 신호들이 도 4, 도 7 또는 도 9와 같이 제공될 수 있으며 동시에 제공되는 구동 신호에 의하여 터치를 빠른 시간에 인식할 수 있다. 또한, 도 10의 실시예는 구동 블록과 센싱 블록을 구성하는 부품의 수를 줄일 수 있다.

이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방 가능함은 명백한 사실이다.

10 : 터치 스크린 패널 100 : 터치 회로
110 : 제1 송수신부 120 : 제2 송수신부
130 : 컨트롤러 140 : 아날로그 디지털 변환기
150 : 프로세서 160 : 호스트

Claims

제1라인들 및 상기 제1라인들과 커플링 캡을 형성하는 제2라인들이 배열되는 터치 스크린 패널을 구동하는 터치 감지 시스템으로서,
상기 제1 라인들에 제1 구동 신호들을 제공하는 제1 모드, 및
상기 제2 라인들에 제2 구동 신호들을 제공하는 제2 모드를 수행하고,
상기 제1 구동 신호들에 대응하여 상기 제2 라인들에서 출력되는 제1 센싱 신호들과 상기 제2 구동 신호들에 대응하여 상기 제1 라인들에서 출력되는 제2 센싱 신호들을 이용하여 상기 터치를 인식함을 특징으로 하는 터치 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 제1 구동신호들 및 상기 제2 구동 신호들 각각은 적어도 일부가 동시에 제공되는 터치 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 제1 구동 신호들은 동일한 위상을 가지며, 상기 제2 구동 신호들은 동일한 위상을 가지는 터치 시스템.
제1 항에 있어서,
서로 인접한 상기 제1라인들에 제공되는 상기 제1 구동 신호들은 위상이 반대이고, 서로 인접한 상기 제2라인들에 제공되는 상기 제2 신호들은 위상이 반대인 터치 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 터치 회로는 상기 제1 라인들 또는 상기 제2 라인들을 동일한 수의 라인들을 포함하는 그룹들로 구분하고 인접한 상기 그룹 별로 위상이 반대되도록 각각 상기 제1 구동 신호들 및 상기 제2 구동 신호들을 제공하는 제공하는 터치 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 제1 모드에 대응하여 상기 제1 라인들에 상기 제1 구동 신호들을 동시에 제공하고 상기 제2 모드에 대응하여 상기 제1 라인들에서 출력되는 상기 제2 센싱 신호들이 입력되는 제1 송수신부;
상기 제1 모드에 대응하여 상기 제2 라인들에서 출력되는 상기 제1 센싱 신호들이 입력되며 상기 제2 모드에 대응하여 상기 제2 라인들에 상기 제2 구동 신호들을 동시에 제공하는 제2 송수신부; 및
상기 제1 모드에 대응하여 상기 제1 송수신부에 상기 제1 구동 신호들을 동시에 제공하도록 제어하고, 상기 제2 모드에 대응하여 상기 제2 송수신부에 상기 제2 구동 신호들을 동시에 제공하도록 제어하며, 상기 제1 및 제2 송수신부를 모드 변환에 따라 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 터치 시스템.
제6 항에 있어서,
상기 제1 송수신부는,
상기 제1 모드에 대응하여 상기 제1 구동 신호들을 동시에 출력하는 제1 구동 블록;
상기 제1 모드에 대응하여 상기 제1 라인들에 상기 제1 구동 블록의 상기 제1 구동 신호들을 제공하고 상기 제2 모드에 대응하여 상기 제1 라인들에서 출력되는 상기 제2 센싱 신호들을 수신하는 제1 스위칭 블록; 및
상기 제2 모드에 대응하여 상기 제1 스위칭 블록의 상기 제2 센싱 신호를 수신하는 제1 센싱 블록;을 포함하고,
상기 제2 송수신부는,
상기 제2 모드에 대응하여 상기 제2 구동 신호들을 동시에 출력하는 제2 구동 블록;
상기 제2 모드에 대응하여 상기 제2 라인들에 상기 제2 구동 블록의 상기 제2 구동 신호들을 제공하고 상기 제1 모드에 대응하여 상기 제2 라인들에서 출력되는 상기 제1 센싱 신호들을 수신하는 제2 스위칭 블록; 및
상기 제1 모드에 대응하여 상기 제2 스위칭 블록의 상기 제1 센싱 신호를 수신하는 제2 센싱 블록;을 포함하는 터치 시스템.
제1 항에 있어서,
구동 신호들을 동시에 제공하는 구동 블록;
센싱 신호들을 수신하는 센싱 블록; 및
상기 제1 모드에 대응하여 상기 제1 구동 신호들로서 상기 구동 신호들을 상기 제1 라인들에 제공하고, 상기 제2 모드에 대응하여 상기 제2 구동 신호들로서 상기 구동 신호들을 상기 제2 라인들에 제공하며, 상기 제1 모드에 대응하여 상기 제2 라인들에서 출력되는 상기 제1 센싱 신호들을 상기 센싱 신호들로 출력하고 상기 제2 모드에 대응하여 상기 제1 라인들에서 출력되는 상기 제2 센싱 신호들을 상기 센싱 신호들로 출력하는 스위칭 블록;을 포함하는 터치 시스템.
제8 항에 있어서,
상기 스위칭 블록은 상기 제어 신호에 의하여 모드 별로 스위칭 상태가 변경되고 상기 제1 라인들에 대응하는 제1 입출력단들, 상기 제2 라인들에 대응하는 제2 입출력단들, 상기 구동 신호들을 수신하는 입력단들 및 상기 센싱 신호들을 출력하는 출력단들을 포함하며, 상기 제1 모드에 대응하여 상기 입력단들의 상기 구동 신호들을 상기 제1 입출력단들을 통하여 출력하고 상기 제2 입출력단들의 상기 제1 센싱 신호들을 상기 출력단들을 통하여 출력하며, 상기 제2 모드에 대응하여 상기 입력단들의 상기 구동 신호들을 상기 제2 입출력단들을 통하여 출력하고 상기 제1 입출력단들의 상기 제2 센싱 신호들을 상기 출력단들을 통하여 출력하는 터치 시스템.
터치 회로가 터치 스크린 패널의 제1 라인들에 제1 구동 신호들을 동시에 제공하고 상기 제1 구동 신호들에 대응하는 제1 센싱 신호들을 수신하는 제1 모드; 및
상기 터치 회로가 상기 제1 라인들과 커플링 캡을 형성하는 제2 라인들에 제2 구동 신호들을 동시에 제공하고 상기 제2 구동 신호들에 대응하는 제2 센싱 신호들을 수신하는 제2 모드;를 포함하고,
상기 제1 모드 및 상기 제2 모드를 순차적으로 수행하여 터치 인식을 수행함을 특징으로 하는 터치 시스템의 제어 방법.
제10 항에 있어서,
상기 제1 구동 신호들 및 상기 제2 구동 신호들은 각각 동일한 위상을 갖도록 제공되는 터치 시스템의 제어 방법.
제10 항에 있어서,
상기 제1 구동 신호들 및 상기 제2 구동 신호들은 각각 인접한 상기 제1 라인들 또는 상기 제2 라인들의 위상이 반대되도록 제공되는 터치 시스템의 제어 방법.
제10 항에 있어서,
상기 제1 라인들 또는 상기 제2 라인들을 동일한 수의 라인들을 포함하는 그룹들로 구분하고, 상기 제1 구동 신호들 및 상기 제2 구동 신호들은 각각 인접한 상기 그룹 별로 위상이 반대되도록 제공되는 터치 시스템의 제어 방법.
제10 항에 있어서,
상기 제1 모드는,
제1 구동 블록에서 동시에 제1 구동 신호들을 제공하는 단계;
제1 스위칭 블록에서 상기 제1 구동 신호들을 선택하여 상기 제1 라인들에 동시에 제공하는 단계; 및
제2 스위칭 블록에서 상기 제1 구동신호들에 대응하여 상기 제2 라인들에서 출력되는 상기 제1 센싱 신호들을 제1 센싱 블록에 출력하는 단계;를 포함하고,
상기 제2 모드는,
상기 제2 구동 블록에서 상기 제2 구동 신호들을 제공하는 단계;
상기 제2 스위칭 블록에서 상기 제2 구동 신호들을 선택하여 상기 제2 라인들에 동시에 제공하는 단계; 및
상기 제1 스위칭 블록에서 상기 제2 구동 신호들에 대응하여 상기 제1 라인들에서 출력되는 상기 제2 센싱 신호들을 제2 센싱 블록에 출력하는 단계;를 포함하는 터치 시스템의 제어 방법.
제10 항에 있어서,
상기 제1 모드는,
구동 블록에서 구동 신호들을 동시에 제공하는 단계;
스위칭 블록에서 상기 제1 구동 신호들로서 상기 구동 신호들을 선택하여 상기 제1 라인들에 제공하는 단계; 및
상기 스위칭 블록에서 상기 제1 구동신호들에 대응하여 상기 제2 라인들에서 출력되는 상기 제1 센싱 신호들을 센싱 블록에 센싱 신호들로 출력하는 단계;를 포함하고,
상기 제2 모드는,
상기 구동 블록에서 상기 구동 신호들을 동시에 제공하는 단계;
상기 스위칭 블록에서 상기 제2 구동 신호들로서 상기 구동 신호들을 선택하여 상기 제2 라인들에 제공하는 단계; 및
상기 스위칭 블록에서 상기 제2 구동 신호들에 대응하여 상기 제1 라인들에서 출력되는 상기 제2 센싱 신호들을 상기 센싱 블록에 상기 센싱 신호들로 출력하는 단계;를 포함하는 터치 시스템의 제어 방법.