KR20140125748A - 결함 검출 수단을 포함한, 다중주파수 용량성 검출을 구비한 멀티-터치 터치-감응형 디바이스 - Google Patents

결함 검출 수단을 포함한, 다중주파수 용량성 검출을 구비한 멀티-터치 터치-감응형 디바이스 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일반 분야는 복수의 전도성 로우들 (11) 및 전도성 컬럼들 (12) 을 포함하는 터치 감응형 매트릭스 패널 (10) 을 포함하는, 프로젝션형 용량성 검출을 구비한 터치스크린 디바이스들 (1) 의 분야이다. 전자 제어 수단은 두개의 상이한 주파수들에서 송신되는 두개의 주기 송신 전압들을 생성한다. 수신 전압들의 분석을 이용하여 로우 또는 컬럼이 컷트될 때를 포함한, 터치 감응형 패널 상의 프레스들의 위치들을 결정한다. 컷트된 로우 또는 컬럼에 대한 프레스는 기본적으로 이 컷트된 로우 또는 컬럼에 대응하는 수신 전압들에서의 '가상' 할로우들의 무게 중심들을 계산함으로써 결정된다.

Description

결함 검출 수단을 포함한, 다중주파수 용량성 검출을 구비한 멀티-터치 터치-감응형 디바이스{MULTI-TOUCH TOUCH-SENSITIVE DEVICE WITH MULTI-FREQUENCY CAPACITIVE DETECTION COMPRISING MEANS OF FAULT DETECTION}
본 발명의 분야는 용량성 검출을 구비한 터치 감응형 또는 '터치 스크린' 표면들에 관한 것이며, 보다 구체적으로, 두개의 동시 프레스들을 검출하기 위한 '멀티-터치' 터치 감응형 표면들에 관한 것이다. 이 기능은 예를 들어, '주밍' 또는 이미지 회전에 필수적이다. 본 발명의 보다 구체적인 분야는 상기 터치 감응형 표면에 대한 결함들을 검출하는 것에 관한 것이다. 본 발명은 여러 용도들에 적용될 수 있지만, 특히, 오기능들을 검출하는 것이 비행 안전을 보장하기 위하여 필수적인 항공학 분야 및 에어크래프트 기구 패널들의 구속 요건들에 매우 적합하다.
'프로젝트형' 용량성 검출은 사용자의 손가락들 또는 임의의 다른 전도성 포인팅 오브젝트에 의해 도입된 용량에서의 국부적 변동들을 검출하도록 배열된 전도성 로우들 및 컬럼들로 구성된 검출 매트릭스를 구현하는 것으로 이루어진다. '프로젝트형 용량성' 기법은 두개의 주요 변형예들을 가져온다.
- 매트릭스 터치 네트워크의 로우들을 판독한 다음, 컬럼들을 판독하는 것으로 구성된 '자체 용량성' 검출;
- 매트릭스 터치 네트워크의 각각의 교차부를 판독하는 것으로 구성된 '상호 용량성' 검출.
'상호 용량성' 기법은 전체 패널을 판독할 것을 요구한다. 따라서, 매트릭스가 N 개의 로우들 및 M 개의 컬럼들을 포함하는 경우, N　x　M 개의 획득이 행해져야 하는데 이는 낮은 응답 횟수에서 대형의 높은 분해능 패널들을 구현하는데 있어 문제가 된다. 추가로, '상호 용량'에서의 측정 능력은 '자체 용량' 검출에서 획득되는 능력보다 약한데, 이는 사용자가 장갑을 사용하는 경우에 문제가 된다.
'자체 용량성' 검출의 이점은 이전 패널에 대해, 시스템이 매트릭스를 판독하기 위하여 오직 N　+　M 개만의 획득들만을 필요로 하는 것이다. 도 1 은 이러한 원리를 나타낸다. 이 도 1 에서, 첫번째 손가락은 컬럼 CI 및 로우 LJ 의 제 1 교차부를 누르고 있고, 두번째 손가락은 컬럼 CK 및 로우 LL 의 제 2 교차부를 누르고 있다. 로우들 및 컬럼들의 출력 전압들 (VOUT) 은 쉽게 식별가능한 레벨 강하들을 표시한다. 각각의 레벨 강하에 대한 전압들의 측정값들을 이용하여 요구된 로우들 및 컬럼들을 정확하게 식별할 수 있다.
그러나, 이 후자의 기법은 결함을 갖는다. 이는 유리 기판에 통합된 전도성이고 투명한 로우들 및 컬럼들의 네트워크의 도움으로 프레스 또는 프레스들이 검출되기 때문이다. 로우 또는 컬럼의 손실은 이용불가능한 불감대 구역을 생성한다. 이 결함은 사용자가 불감대 구역을 이용할 필요가 있는 경우에만 나타나는 점에서 더욱더 심각하다. 따라서, 휴면 상태의 결함 (dormant fault) 이 시스템에 의해 검출되지 않는다. 터치 패드와 같은 대다수 소비자 애플리케이션들에 대하여 의도된 제품에 대해, 이 결함이 반드시 큰 문제가 되는 것은 아니지만, 한편으로, 신뢰도 요건들이 매우 중요하고 비행 또는 미션의 종료시까지 적어도 시스템의 이용가능성을 보장하는 것이 필수적인 항공학과 같은 특정 기술 분야들에서는 매우 심각하게 된다.
이 기술은 다른 결점을 갖는다. 사용자의 손가락들에 의해 실제로 터치된 정확한 교차부들에 대해 검출된 로우들 및 컬럼들을 할당하는 것은 반드시 쉬운 것은 아니다. 실제로 터치되지 않은 가능 교차부들은 일반적으로 '고스트들 (ghosts)' 이라 불린다. 이 마지막 곤란함에 대처하기 위하여, 본 출원인은 두개의 상이한 획득 주파수들에서 매트릭스의 스캔을 수행하는 것으로 구성된 기법을 개발하였다. 이 기법은 2012 년 6월, 'SID 2012 DIGEST' 에 개시된 개시물 '자체 용량성 터치 스크린에 대한 고스트 터치들을 제거하는 것'에 설명되어 있다.
본 발명의 주요 특징은 두개의 상이한 획득 주파수들에서 매트릭스를 스캐닝하는 능력을 이용하는 '자체 용량성' 검출 디바이스에서 로우들 또는 컬럼들을 검출하는 적절한 수단들의 설정이다. 보다 정밀하게 말하면, 본 발명은 복수의 전도성 로우들 및 전도성 컬럼들을 포함하는 터치 감응형 매트릭스 패널을 포함하는, 프로젝트형 용량성 검출을 구비한 터치스크린 디바이스에 관련되며, 상기 패널은 각각의 전도성 로우 및 컬럼에 대해 송신 전압들을 생성하는 전자 제어 수단 및 각각의 전도성 로우 및 컬럼으로부터 비롯되는 수신 전압들의 수신 및 분석의 전자 수단에 접속되며, 전자 제어 수단은 각각의 전도성 로우 및 컬러에 대해, 동작 주파수로서 표기된 제 1 주파수에서 송신되는 제 1 주기 송신 전압 및 제 1 주파수와는 상이하고 판별 주파수로서 표기되는 제 2 주파수에서 송신되는 제 2 주기 송신 전압을 생성하며:
어떠한 프레스도 존재하지 않는 경우에, 동작 주파수의 값은 이 동작 주파수에서의 수신 전압들에 매우 미소한 변동들을 야기하도록 충분히 낮고, 판별 주파수의 값은 이 판별 주파수에서 로우들 및 컬럼들에 따른 수신 전압들에 상당한 변동들을 야기하도록 충분히 높으며;
수신 수단이, 각각의 로우에 대해 그리고 각각의 컬럼에 대해 동작 주파수에서 제 1 수신 전압의 값 및 판별 주파수에서 제 2 수신 전압의 값을 결정하도록 배치되며;
상기 전자 분석 수단은:
- 어떠한 프레스도 존재하지 않는 경우에 각각의 로우 및 각각의 컬럼의 동작 주파수에서 수신 전압들의 저장된 값들의 테이블; 및
- 측정된 차이들이, 컷트된 로우 또는 컬럼 및/또는 온전한 로우 또는 컬럼에 대한 프레스를 나타내는지의 여부를 결정하기 위해, 각각의 로우 및 각각의 컬럼에 대해, 수신 전압들의 저장된 값들과 수신 전압들의 측정된 값들 사이의 차이들을 확립하는 비교 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 전자 분석 수단은:
로우들의 세트의 수신 전압들이 프레스를 나타내는 '할로우' 를 표시하고, 컬럼들의 세트의 수신 전압들이 프레스를 나타내는 '할로우' 를 표시하지 않는 경우, 컬럼은 컷트된 것으로서 진단되고, 상기 결함이 있는 컬럼의 위치들 및 프레스의 위치들이 상기 프레스에 위치된 로우들의 판별 주파수에서 그리고 동작 주파수에서 취해진 수신 전압에서의 차이들을 측정함으로써 결정되도록; 그리고
컬럼들의 세트의 수신 전압들이 프레스를 나타내는 '할로우' 를 표시하고, 로우들의 세트의 수신 전압들이 프레스를 나타내는 '할로우' 를 표시하지 않는 경우, 로우는 컷트된 것으로서 진단되고,
상기 결함이 있는 로우의 위치들 및 프레스의 위치는 상기 프레스에 위치된 컬럼들의 판별 주파수에서 그리고 동작 주파수에서 취해진 수신 전압에서의 차이들을 측정함으로써 결정되도록 배치된 제 1 분석 수단을 포함한다.
바람직하게, 상기 전자 분석 수단은:
컷트된 로우 또는 컬럼의 근방에 위치된 로우들 또는 컬럼들의 판별 주파수에서 그리고 동작 주파수에서 수신 전압들의 값들에 기초하여 컷트된 로우 또는 컬럼을 검출하는 경우에, 로우가 온전했거나 또는 컬럼이 손상했다면 획득되는 가상 전압 값들을 계산하는 제 2 분석 수단으로서, 상기 가상 전압 값들은 전압에서 '가상 할로우들' 을 제공하는, 상기 제 2 분석 수단;
전압에서의 '가상 할로우' 의 무게 중심을 계산하는 제 3 분석 수단;
상기 무게 중심의 인지에 기초하여 프레스의 정확한 위치를 결정하는 제 4 분석 수단을 포함한다.
바람직하게는, 동작 주파수는 100　kHz 와 500　kHz 사이에 있으며, 판별 주파수는 500　kHz 와 5　MHz 사이에 있다.
본 발명은 비제한적으로 주어진 다음의 상세한 설명을 읽고 다음의 첨부된 도면들로 인하여 본 발명이 보다 잘 이해될 것이며, 추가 이점들이 명확하게 될 것이다.
도 1 은 두개의 개별적인 프레스들의 경우에 '자체 용량성' 터치 감응형 패널의 일반 동작을 나타낸다.
도 2 는 종래 기술에 따른 디바이스에서 3 개의 상이한 프레스 위치들에 대한 로우 또는 컬럼의 출력 신호에서의 변동을, 인가된 주파수의 함수로서 나타낸다.
도 3 은 종래 기술에 따른 디바이스에서의 프레스의 위치에 따른 로우 또는 컬럼의 출력 신호에서의 변동들을 두개의 상이한 주파수들에 대해 나타낸다.
도 4 는 본 발명에 따른 프로젝트형 용량성 터치 감응형 디바이스의 시놉틱 뷰를 나타낸다.
도 5 는 컷트된 컬럼의 존재에서 그리고 임의의 프레스의 부재에서 출력 전압의 변동을 나타낸다.
도 6 은 컷트된 컬럼에 대한 프레스의 경우에 '자체 용량성' 터치 감응형 패널의 동작을 나타낸다.
도 7 은 본 발명에 따른 결함이 있는 로우 또는 컬럼의 전압 값들을 수정하는 원리를 나타낸다.
본 발명에 따른 프로젝트형 용량성 검출을 구비한 터치스크린 디바이스는 두개의 상이한 획득 주파수들에서 로우들 및 컬럼들의 매트릭스를 스캐닝하기 위한 전자 디바이스를 포함한다. 이 스캐닝 기법은 'SID 2012 DIGEST'에 개시된, 이미 언급된 개시물 "자체 용량성 터치 스크린에 대한 고스트 터치들을 제거하는 것'에 설명되어 있다.
본 기법은 도 2 및 도 3 에 도시되어 있다. 터치스크린은 전도성 로우들 L 및 컬럼들 C 의 네트워크를 포함한다. 다음에 오는 것에서, 전도성 로우 또는 컬럼은 터치 감응형 패널 아래에 위치된 저항성 로우들 뿐만 아니라 이들 저항성 로우들을 전자 제어 디바이스들에 접속하는 전기 접속부들을 의미하는 것임이 이해된다. 이들 전기 접속부들은 일반적으로 '플렉스' 회로들이라 불리는 가요성 인쇄 회로들 상에 탑재된다.
각각의 로우 L 및 각각의 컬럼 C 은 길이 l 의 전기 저항 (R) 을 갖는다. 따라서, 컨택 포인트 (A) 와 로우의 일단부 사이에 저항 (RA) 이 존재한다. 저항 (RA) 은 R 보다 작다. 이 저항 값은 컨택 포인트가 발생하는 경우 로우 또는 컬럼이 스캐닝될 때의 출력 전압 (VOUT) 을 정의한다. 각각의 로우 및 각각의 컬럼은 손가락과 매트릭스 사이의 커플링의 용량 (Cd) 과 연관된 저항 (R) 이 1차 로우 패스 필터를 형성하는 네트워크 (RC) 의 일부로서 초기에 처리될 수도 있다. 도 2 는 3개의 상이한 프레스 위치들에 대한 로우의 출력 신호 (VOUT) 에서의 변동을 인가된 주파수의 함수로서 나타내며, 제 1 커브 (C1) 는 로우의 사이드에 위치된 프레스에 대한 것이고, 제 2 커브 (C2) 는 로우의 중간에 위치된 프레스에 대한 것이며, 제 3 곡선 (C3) 은 로우의 단부에 위치된 프레스에 대한 것이다. 도 2 의 스케일들은 양쪽 축들에서 로그 스케일이다. 그 후, 도 2 에서 알 수 있는 바와 같이, 프레스의 위치가 무엇이든간에 RA 에서의 변동들이 VOUT 의 최소 변동을 야기하도록 주파수 (FMIN) 가 존재한다. 이와 반대로, RA 에서의 변동이 프레스의 위치에 따라 VOUT 의 상당한 감쇠를 야기하도록 주파수 (FMAX) 가 존재한다. 따라서, 이 주파수 (FMAX) 에서 이 감쇠를 측정함으로써, 그 후, 저항 (RA) 의 값을 디스커버하고 이에 따라 로우에서의 컨택 포인트의 위치를 결정하는 것이 쉽게 된다.
도 3 은 프레스의 위치에 따라 전도성 로우를 따르는 주파수들 (FMIN 및 FMAX) 에 대한 출력 신호 (VOUT) 에서의 변동들을 나타낸다. 이 도 3 은 2 개의 그래프들을 포함한다. 상부 그래프는 로우의 시작에서의 변동들을 나타낸다. 하부 그래프는 로우의 단부에서의 출력 신호 (VOUT) 에서의 변동들을 나타낸다. 도 3 에서, 점선들로 나타낸 곡선들은 주파수 (FMAX) 에서의 VOUT 신호에서의 변동들을 나타내고, 연속 선으로 나타낸 곡선들은 주파수 (FMIN) 에서의 VOUT 신호에서의 변동들을 나타낸다. 두개의 주파수들 (FMIN 및 FMAX) 에서의 VOUT 을 측정함으로써, 로우에서의 컨택 포인트의 위치를 결정하고 이에 따라 요구된 컬럼을 결정하는데 이용되는 로우의 저항값 (RA) 에 대한 정보가 획득되며, 이는 프레스가 완전하게 위치되는 것을 가능하게 한다.
비제한적 예들을 들어, 도 4 는 프로젝트형 용량성 검출을 구비한 터치 감응형 패널 디바이스 (1) 를 나타낸다. 이는 기본적으로, 다음을 포함한다:
- 서로 평행한 전도성 로우들 (11) 의 제 1 시리즈들을 포함하는 제 1 기판 및 서로 평행한 전도성 컬럼들 (12) 의 제 2 시리즈들을 포함하는 제 2 기판을 포함하는 터치 감응형 패널 (10);
- 터치 감응형 디바이스의 동작을 위해 필요한 여러 송신 및 수신 신호들의 제어 및 분석 수단 (20);
- 디지털/아날로그 변환기 ('DAC'; 31), 증폭기 (32) 및 인젝션 커패시터 (33) 를 통하여 교번 전압들 (VIN) 을 터치 감응형 패널에 공급하는 고주파 가변 주파수 사인파 생성기 (30). 일반적으로, 주파수들은 수백 kHz 와 수 MHz 사이에 있다;
- 멀티플렉서 (40). 이는 터치 감응형 패널 (10) 의, 각각의 컬럼 (12) 에 그리고 나서 각각의 로우 (11) 에 입력 전압 (VIN) 을 연속적으로 인가하고, 인가된 전압 (VIN) 에 대응하는 각각의 출력 전압 (VOUT) 을 전자 프로세싱 체인 (50) 에 보낸다;
- 버퍼 메모리 또는 '버퍼' (51), 아날로그/디지털 컨버터 또는 ADC (52), 주파수 생성기 (30) 에 접속된 동기식 복조기 (53) 및 전자 필터링 수단 (54) 을 포함하는 전자 프로세싱 체인 (50). 필터링된 신호들은 분석 수단 (20) 에 전송된다;
- 일반적으로 터치 감응형 패널과 커플링된 디스플레이 디바이스이고 제어, 변경 또는 확인하는 것이 요구된다는 정보를 표시하는 외부 장치를 향하여 분석 수단 (20) 에 의해 프로세싱되는 신호들의 재송신을 보장하는 송신-수신 수단 (60) 또는 유니버설 비동기식 수신기 송신기 ('Universal Asynchronous Receiver Transmitter') 를 의미하는 'UART'.
본 디바이스는 다음과 같이 동작한다. 정상 모드에서, 패널의 로우들 및 컬럼들은 제 1 동작 주파수 (FMIN) 에서 그리고 제 2 '판별 주파수' (FMAX) 에서, 입력 전압 (VIN) 에 의해 연속적으로 그리고 지속적으로 스캐닝된다. 이 전압은 수단 (30, 31, 32 및 33) 으로 구성된 전자 어셈블리에 의해 생성된다.
임의의 접근 대역의 부재시, 터치 감응형 제어기는 연속적으로 주파수 (FMIN) 에서 패널의 이미지를 생성하고 이들로부터 슬라이딩 평균을 통하여 정적으로 (at rest) 임피던스 테이블을 추론한다. 이 이미지는 차이 테이블을 형성하도록 임피던스들의 순시 값들의 테이블 (55) 로부터 추출되며, 이것으로부터 각각의 교차점의 상태를 할당하는 것이 가능하게 된다. 이 방법은 발명의 명칭이 'Process for operating a capacitive tactile keyboard'인 유럽 특허 EP　0　567　364 에 부분적으로 설명되어 있다.
도 4 에서 손가락에 의한 기호적으로 표현되는 프레스가 존재할 때 그리고 이 프레스의 위치에 따라, 컨택 포인트와 그라운드 사이에 특정 용량이 생성되며, 이 용량은 로우들 및 컬럼들의 저항을 통하여 멀티플렉서 (40) 에 주로 접속된다.
이 저항 성분 및 용량 성분은 시스템의 총 임피던스 (Z) 에서의 변동을 야기하며, Z.VIN (여기에서 Z　=　A+Bj 이다) 와 동일한 출력 신호 (VOUT) 에 작용한다. 신호 (VOUT) 는 그 후, 동기식 복조기 (53) 에 의해 유효 값 (VOUT　=　Z.VIN)(여기에서 Z　= A+Bj 이고 j　=　sin (2π.F.t) 이다) 을 추출하기 위하여 전자 체인 (50) 에 의해 복조된다. 동기식 복조를 이용하여 고품질 팩터를 갖는 대역통과 필터로서 작용함으로써 전자기 간섭 ('EMI') 을 필터링하며, 이는 매우 선택적이지 않은 패시브 필터의 사용을 방지한다.
적어도 두개의 측정들이 행해지는데 하나는 동작 주파수 (FMIN) 에서 다른 하나는 판별 주파수 (FMAX) 에서 행해진다. 대형 사이즈 패널들에 대해, 수개의 판별 주파수들 (FMAX) 이 이용될 수도 있다. 바람직하게, 주파수들 (FMIN 및 FMAX) 은 두개의 동기식 복조기들 (53) 에 의해 개별적으로 변조 및 복조되며 이는 프레스의 위치를 나타내는 용량 (C) 및 저항 (R) 의 값들이 단일의 측정으로 획득될 수 있게 한다.
마지막으로, 복조기 (53) 로부터 비롯되는 필터링된 연속 신호가 필터링 수단 (54) 에 의해 필터링된다.
터치 감응형 패널이 온전하면, 즉, 단일의 프로세스 프레스 동안에 모든 로우들 및 모든 컬럼들이 온전하면, 이 프레스의 로우 및 컬럼 위치는 최대 편차의 로우 신호 및 컬럼 신호에 대한 가중 처리된 무게중심으로부터 계산되며, 포인트들의 더블릿이 프레스의 좌표를 제공한다.
정렬된 다중 프레스들의 경우에, 공통 로우 및 컬럼이 동일한 방법으로 계산되고, 포인트들의 트리플렛이 두개의 프레스들의 좌표들을 제공한다.
비정렬 다중 프레스들의 경우에, 포인트들의 쿼드러플렛이 주파수 (FMIN) 에서 그리고 나서 주파수 (FMAX) 에서 측정된다. 주파수에서의 변동으로부터 야기되는 신호에서의 변동은 고스트의 리젝션을 결정하고 포인트들의 쿼드러플렛은 상이한 프레스들의 좌표들을 제공한다.
로우 또는 컬럼이 컷트되면, 심지어 어떠한 프레스도 존재하지 않는 경우에는, 결함이 있는 로우 또는 컬럼과 이것과 교차하는 로우들 또는 컬럼들 사이의 용량성 상호 커플링이 사라지는 정도까지, 컷트된 로우 또는 컬럼에서의 출력 전압 (VOUT) 은 교란된다. 도 5 는 전압에서의 이 변동을 나타낸다. 로우 (CJ) 는 컷트된다. 전압 (VOUT) 은 이 로우에서 피크를 갖는다. 본 발명에 따른 디바이스는 각각의 로우에 대해 그리고 각각의 컬럼에 대해 테이블 (55) 에서의 수신 전압들의 저장된 값들과 수신 전압들의 측정된 값들 사이의 차이들을 확립하여 측정된 차이들이 컷트된 로우 또는 컬럼을 나타내는지의 여부를 결정하는 비교 수단 (200) 을 포함한다. 시간 및 측정 노이즈에서의 신호의 정상의 드리프트들 및 분산들을 고려하기 위하여, 일정한 임계값이 저장된 값을 초과하여 설정될 수도 있다. 따라서, 이 수단에 의해, 시스템은 결함이 있는 로우 또는 컬럼을 결정한다. 물론, 수신 전압들이 테이블 (55) 에 저장된 후에 로우 또는 컬럼이 컷트되며, 이는 일반적으로 테스트가 개시될 때 또는 터치 감응형 패널의 동작 구현 전에 발생하는 것으로 본다. 그 후, 이 정보는 컷트된 로우 또는 컬럼에 대한 프레스 시에 컨펌될 것이다.
로우 또는 컬럼이 컷트될 때, 프레스가 이 로우 또는 컬럼에서 발생하면, 관심이 되는 전압 (VOUT) 은 교란된다. 도 6 에 예시된 예에서, 스크린은 전도성 로우들 (L) 및 전도성 컬럼들 (C) 으로 구성된 터치 감응형 매트릭스 패널을 포함한다. 사용자는 로우 (LI) 와 컬럼 (CI) 의 교차부 근방에 자신의 손가락을 둔다. 컬럼 (CI) 은 컷트되고 로우 (LI) 는 온전하다. 이 경우에, 로우들의 전압 (VOUT) 은 정상이며, 도 6 에서 알 수 있는 바와 같이, 로우 (LI) 에서 할로우를 갖는다. 한편, 컬럼 (CI) 이 컷트되기 때문에, 컬럼들의 전압 (VOUT) 은 컷트된 컬럼에서 미소한 변동만을 갖는다.
또한, 본 발명에 따른 터치 스크린 디바이스는 로우 또는 컬럼이 컷트되는 이 문제를 처리하기 위한 추가적인 분석 및 디지털 신호 프로세싱 수단을 갖는다. 이들은 도 4 에서 참조번호 (201, 202, 203 및 204) 로 도시된다. 이들은 기본적으로:
- 제 1 분석 수단 (201) 으로서,
- 로우들의 세트의 수신 전압들이 프레스를 나타내는 '할로우' 를 표시하고, 컬럼들의 세트의 수신 전압들이 프레스를 나타내는 '할로우' 를 표시하지 않는 경우, 컬럼은 컷트된 것으로서 진단되고, 상기 결함이 있는 컬럼의 위치들 및 프레스의 위치들이 상기 프레스에 위치된 로우들의 판별 주파수에서 그리고 동작 주파수에서 취해진 수신 전압에서의 차이들을 측정함으로써 결정되도록; 그리고
- 컬럼들의 세트의 수신 전압들이 프레스를 나타내는 '할로우' 를 표시하고, 로우들의 세트의 수신 전압들이 프레스를 나타내는 '할로우' 를 표시하지 않는 경우, 로우는 컷트된 것으로서 진단되고 상기 결함이 있는 로우의 위치들 및 프레스의 위치는 상기 프레스에 위치된 컬럼들의 판별 주파수에서 그리고 동작 주파수에서 취해진 수신 전압에서의 차이들을 측정함으로써 결정되도록 배치된, 제 1 분석 수단 (201);
- 컷트된 로우 또는 컬럼의 근방에 위치된 로우들 또는 컬럼들의 판별 주파수에서 그리고 동작 주파수에서 수신 전압들의 값들에 기초하여 컷트된 로우 또는 컬럼을 검출하는 경우에, 로우가 온전했거나 또는 컬럼이 온전했다면 획득되는 가상 전압 값들을 계산하는 제 2 분석 수단으로서, 상기 가상 전압 값들은 전압에서 '가상 할로우들' 을 제공하는, 상기 제 2 분석 수단 (202). 이 재구성은 결함이 있는 로우 또는 컬럼의 사이트에 위치된 온전한 로우 또는 컬럼에 대한 프레스에 의해 생성된 이론적 신호의 정보 및 컷트된 로우 또는 컬럼의 바로 근방에서의 로우들 또는 컬럼들에 의해 전달되는 전압 신호들의 일부의 정보에 기초한다. 도 7 은 이 분석의 결과를 나타낸다. 점선 커브는 예를 들어 컷트된 컬럼의 존재시에 전압 (VREELLE) 에서의 변동들을 나타낸다. 실선 커브는 상기 컷트된 컬럼의 경우에 컬럼들의 전압 (VVIRTUELLE) 에서의 재구성된 '가상' 변동을 나타낸다;
- 전압에서의 '가상 할로우' 의 무게 중심을 계산하는 제 3 분석 수단 (203);
- 상기 무게 중심의 인지에 기초하여 프레스의 정확한 위치를 결정하는 제 4 분석 수단 (204) 을 포함한다.
알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 터치 감응형 디바이스에서 구현되는 전자 수단은 프로젝션형 용량성 검출, 즉, 고스트 프레스들의 검출, 동기식 검출로 인한 외부 전자기 간섭에 대한 비감응성, 고조파없는 순수 사인파 신호들의 이용을 통한 전자 환경으로부터의 간섭의 부재의 주요 문제들을 뿐만 아니라 이 검출이 입증될 때 컷트된 로우들의 검출 및 클린한 가상 신호의 재구성에 대한 문제들을 간단하고 효과적으로 해결한다.

Claims (3)

  1. 복수의 전도성 로우들 (11) 및 전도성 컬럼들 (12) 을 포함하는 터치 감응형 매트릭스 패널 (10) 을 포함하는, 프로젝트형 용량성 검출을 구비한 터치스크린 디바이스 (1) 로서,
    상기 패널은 각각의 전도성 로우 및 컬럼에 대해 송신 전압들 (VIN) 을 생성하는 전자 제어 수단 (20) 및 상기 각각의 전도성 로우 및 컬럼으로부터 비롯되는 수신 전압들 (VOUT) 의 수신 및 분석의 전자 수단 (50) 에 접속되며,
    상기 전자 제어 수단은 상기 각각의 전도성 로우 및 컬러에 대해, 동작 주파수로서 표기된 제 1 주파수 (FMIN) 에서 송신되는 제 1 주기 송신 전압 및 상기 제 1 주파수와 상이하고 판별 주파수로서 표기되는 제 2 주파수 (FMAX) 에서 송신되는 제 2 주기 송신 전압을 생성하며:
    어떠한 프레스도 존재하지 않을 때, 상기 동작 주파수의 값은 이 동작 주파수에서의 상기 수신 전압들에서 매우 미소한 변동들을 야기하도록 충분히 낮고, 상기 판별 주파수의 값은 이 판별 주파수에서 상기 로우들 및 컬럼들에 따른 상기 수신 전압들에서 상당한 변동들을 야기하도록 충분히 높으며;
    상기 수신 및 분석 수단은, 상기 각각의 로우에 대해 그리고 상기 각각의 컬럼에 대해, 상기 동작 주파수에서의 제 1 수신 전압의 값 및 상기 판별 주파수에서의 제 2 수신 전압의 값을 결정하도록 배치되며;
    상기 전자 분석 수단은:
    어떠한 프레스도 존재하지 않을 때, 상기 각각의 로우 및 각각의 컬럼의, 상기 동작 주파수에서의 상기 수신 전압들의 저장된 값들의 테이블;
    측정된 차이들이 컷트된 로우 또는 컬럼을 나타내는지 및/또는 온전한 로우 또는 컬럼에 대한 프레스를 나타내는지의 여부를 결정하기 위해, 상기 각각의 로우 및 상기 각각의 컬럼에 대해, 상기 수신 전압들의 저장된 값들과 상기 수신 전압들의 측정된 값들 사이의 차이들을 확립하는 비교 수단; 및
    제 1 분석 수단을 포함하고,
    상기 제 1 분석 수단은,
    상기 로우들의 세트의 상기 수신 전압들이 프레스를 나타내는 '할로우 (hollow)' 를 표시하고, 상기 컬럼들의 세트의 상기 수신 전압들이 프레스를 나타내는 '할로우' 를 표시하지 않는 경우, 컬럼은 컷트된 것으로서 진단되고, 결함있는 상기 컬럼 및 상기 프레스의 위치들이 상기 프레스에 위치된 상기 로우들의 상기 판별 주파수에서 취해진 수신 전압 및 상기 동작 주파수에서 취해진 수신 전압에서의 차이들을 측정함으로써 결정되도록; 그리고
    상기 컬럼들의 세트의 상기 수신 전압들이 프레스를 나타내는 '할로우' 를 표시하고, 상기 로우들의 세트의 상기 수신 전압들이 프레스를 나타내는 '할로우' 를 표시하지 않는 경우, 로우는 컷트된 것으로서 진단되고, 결함있는 상기 로우 및 상기 프레스의 위치들이 상기 프레스에 위치된 상기 컬럼들의 상기 판별 주파수에서 취해진 수신 전압 및 상기 동작 주파수에서 취해진 수신 전압에서의 차이들을 측정함으로써 결정되도록
    배치되는 것을 특징으로 하는 프로젝트형 용량성 검출을 구비한 터치스크린 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 분석 수단은,
    컷트된 로우 또는 컬럼을 검출하는 경우에, 상기 컷트된 로우 또는 컬럼의 근방에 위치된 상기 로우들 또는 상기 컬럼들의 판별 주파수에서의 그리고 동작 주파수에서의 상기 수신 전압들의 값들에 기초하여 상기 로우가 온전했거나 또는 상기 컬럼이 온전했다면 획득되는 가상 전압 값들을 계산하는 제 2 분석 수단으로서, 상기 가상 전압 값들은 전압에서의 '가상 할로우들' 을 제공하는, 상기 제 2 분석 수단;
    상기 전압에서의 '가상 할로우' 의 무게 중심을 계산하는 제 3 분석 수단; 및
    상기 무게 중심의 정보 (knowledge) 에 기초하여 상기 프레스의 정확한 위치를 결정하는 제 4 분석 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝트형 용량성 검출을 구비한 터치스크린 디바이스.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 동작 주파수는 100　kHz 와 500　kHz 사이에 있으며, 상기 판별 주파수는 500　kHz 와 5　MHz 사이에 있는 것을 특징으로 하는 프로젝트형 용량성 검출을 구비한 터치스크린 디바이스.
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