KR20150014213A

KR20150014213A - 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20150014213A
Application number: KR1020130089602A
Authority: KR
Inventors: 조병학; 정문숙; 권용일; 박타준
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2013-07-29
Filing date: 2013-07-29
Publication date: 2015-02-06
Also published as: KR101514533B1; US20150029141A1; US9389740B2

Abstract

본 발명에 의한 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치는, 각각의 센싱 전극의 정전 용량 변화에 따라 상이한 전압 값을 출력하는 복수의 정전 용량-전압 컨버터(C-V 컨버터); 상기 각각의 C-V 컨버터의 출력 전압을 적분하기 위한 복수의 적분기; 상기 복수의 적분기의 출력들을 멀티플렉싱하기 위한 제1 멀티플렉서; 상기 복수의 적분기의 출력들을 멀티플렉싱하기 위한 제2 멀티플렉서; 상기 제1 멀티플렉서의 출력과 상기 제2 멀티플렉서의 출력을 수신하는 터치 센싱용 제1 차동 증폭부; 상기 제1 멀티플렉서의 출력과 상기 제2 멀티플렉서의 출력을 수신하는 호버 센싱용 제2 차동 증폭부; 및 상기 제1 차동 증폭부의 출력 및 상기 제2 차동 증폭부의 출력에 기반하여 터치 이벤트 또는 호버 이벤트를 센싱하는 제어부를 포함하여, 공통 잡음을 제거함으로써, 터치 이벤트뿐만 아니라 호버 이벤트를 모두 정확하게 센싱할 수 있고, 사용자의 선택에 따라 아날로그 모드 또는 디지털 모드에서 동작할 수 있다.

Description

호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치 및 방법{Touch sensing apparatus and method capable of supporting hover sensing}

본 발명은 터치 센싱 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 터치 및 호버를 모두 센싱할 수 있는 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치 및 방법에 관한 것이다.

터치 스크린은 사용의 편리함과 간편함으로 인해 버튼 입력 방식의 장치들을 빠르게 대체하고 있다. 이러한 터치 스크린은 터치를 감지하는 방법에 따라, 저항막 방식과 정전용량 방식으로 나누어진다. 이러한 방식들은 각각의 장단점을 가지고 있지만, 정전용량 방식은 내구성이 높고, 멀티 터치를 검출할 수 있기 때문에, 저항막 방식에 비해 더 많이 사용되어 지고 있다.

정전용량 방식은 사용자가 손이나 터치펜으로 터치 패널을 터치하는 경우 변화하는 커패시터의 값을 전압으로 변환하고, 최종적으로 디지털로 변환하여 터치 유무를 판단할 수 있는 방식이다. 커패시터의 값을 전기적인 신호로 변환하는 방법도 다양하게 연구되고 있다.

특히 적분기를 이용하는 방법은 커패시터의 정전용량을 여러 번 전압으로 바꾸어 출력하기 때문에 한 번만 전압으로 바꾸어 주는 방법에 비해 상대적으로 잡음에 강하기 때문에 많이 사용되고 있다.

한편, 터치 스크린 패널은 액정 표시 장치(LCD), 유기 발광 표시장치(OLED) 와 같은 표시 장치 등에 장착되어 동작하게 된다. 이때, 이러한 표시 장치로부터 유입되는 잡음에 의해 터치 센싱시 오동작을 일으킬 수 있다. 또한, 전원 잡음, 공중으로부터 유입되는 전자파 잡음 등의 공통 잡음 뿐만 아니라 터치시 터치펜이나 손으로부터 유입되는 순간적인 잡음 등이 커패시턴스 측정 회로(적분 회로)의 오동작을 야기하는 문제점이 있었다. 또한, 공통 잡음 등에 기인하여 적분기의 이득을 높이는데 한계가 있어, 터치 센서 부근에 있지만 터치하지는 않는 개체를 검출할 수 있는 호버 이벤트를 센싱하는 호버 센싱을 지원하기가 어려운 문제점이 있었다.

하기의 선행기술문헌에 기재된 특허문헌은, 센서 어레이를 이용한 개선된 정전용량식 터치 및 호버 감지를 개시하고 있다. 하기 특허문헌은, 센서 어레이의 뒤쪽에 놓이고 센서 어레이를 구동하는 신호와 동일한 파형을 갖는 신호로 자극되는 AC 접지 차폐물을 포함하여 센서 어레이로부터 연장되는 전계를 집중시켜 센서 어레이의 감지 범위를 높임으로써 호버 감지 능력을 향상시킨다. 하지만, 하기의 특허문헌은, 호버 감지 능력을 향상시키기 위하여 별도의 AC 접지 차폐물을 센서 어레이 뒤쪽에 설치해야 하고 센서 어레이를 구동하는 신호와 동일한 신호를 상기 AC 접차 차폐물에 인가해야 하므로, 터치 패널의 제조 공정이 복잡해지는 문제점이 있다.

따라서, 추가적인 터치 패널의 제조 공정을 필요로 하지 않으면서도 터치 및 호버 센싱을 동시에 지원할 수 있고 터치 및 호버 이벤트를 정확하게 센싱할 수 있으며, 아날로그 모드 또는 디지털 모드에서 동작가능한 터치 센싱 장치가 요구된다.

국제공개번호 WO 2011/005977.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 공통 잡음을 감소시킴으로써 터치 이벤트뿐만 아니라 호버 이벤트를 모두 정확하게 센싱할 수 있으며, 아날로그 모드 또는 디지털 모드에서 동작가능한 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 공통 잡음을 감소시킴으로써 터치 이벤트뿐만 아니라 호버 이벤트를 모두 정확하게 센싱할 수 있으며, 아날로그 모드 또는 디지털 모드에서 동작가능한 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 방법을 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치는, 복수의 구동 전극 및 복수의 센싱 전극을 포함하는 터치 패널의 터치 센싱 장치에 있어서,

상기 센싱 전극의 정전 용량 변화에 따라 상이한 전압 값을 출력하는 복수의 정전 용량-전압 컨버터(C-V 컨버터);

상기 각각의 C-V 컨버터의 출력 전압을 적분하기 위한 복수의 적분기;

상기 복수의 적분기의 출력들을 멀티플렉싱하기 위한 제1 멀티플렉서;

상기 복수의 적분기의 출력들을 멀티플렉싱하기 위한 제2 멀티플렉서;

상기 제1 멀티플렉서의 출력과 상기 제2 멀티플렉서의 출력을 수신하는 터치 센싱용 제1 차동 증폭부;

상기 제1 멀티플렉서의 출력과 상기 제2 멀티플렉서의 출력을 수신하는 호버 센싱용 제2 차동 증폭부; 및

상기 제1 차동 증폭부의 출력 및 상기 제2 차동 증폭부의 출력에 기반하여 터치 이벤트 또는 호버 이벤트를 센싱하는 제어부를 포함한다.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치에 있어서, 상기 터치 센싱용 제1 차동 증폭부는 저 이득 모드로 동작하고, 상기 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치는 고 이득 모드로 동작할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치에 있어서, 상기 제어부는 상기 제2 차동 증폭부가 포화 상태가 되는 경우, 터치 이벤트가 발생한 것으로 판단하여 상기 제1 차동 증폭부의 출력에 기반하여 터치 이벤트를 센싱하고, 상기 제1 차동 증폭부의 출력이 제1 레벨 미만이고, 상기 제2 차동 증폭부의 출력이 제2 레벨 이상인 경우 호버 이벤트가 발생한 것으로 판단하여 상기 제2 차동 증폭부의 출력에 기반하여 호버 이벤트를 센싱할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치는, 상기 각각의 적분기의 출력을 소정 시간 유지하는 복수의 샘플 앤 홀드 회로를 더 포함할 수 있고, 상기 제1 멀티플렉서 및 상기 제2 멀티플렉서는 상기 복수의 샘플 앤 홀드 회로의 출력들을 수신하여 멀티플렉싱할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치에 있어서, 상기 제1 멀티플렉서 및 상기 제2 멀티플렉서는 각각 상기 복수의 샘플 앤 홀드 회로의 출력 신호들 중 하나의 신호를 선택하여 출력할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치에 있어서, 상기 제1 멀티플렉서 및 상기 제2 멀티플렉서는 상기 복수의 센싱 전극들 중 인접한 센싱 전극들의 신호들을 처리하는 샘플 앤 홀드 회로들의 출력을 선택하여 출력할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치에 있어서, 상기 각각의 샘플 앤 홀드 회로는 상기 복수의 센싱 전극의 채널 오프셋을 조정하는 기능을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치에 있어서, 상기 각각의 샘플 앤 홀드 회로는 비반전 증폭기를 포함하며, 상기 제어부는 상기 비반전 증폭기의 증폭률을 조정하여 출력 레벨을 조정함으로써 상기 복수의 센싱 전극의 채널 오프셋을 조정할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치는, 상기 제1 차동 증폭부의 출력을 디지털 데이터로 변환하기 위한 제1 아날로그-디지털 변환기 및 상기 제2 차동 증폭부의 출력을 디지털 데이터로 변환하기 위한 제2 아날로그-디지털 변환기를 더 포함할 수 있고, 상기 제어부는 상기 제1 및 제2 아날로그-디지털 변환기의 출력들을 수신하여 터치 이벤트 및 호버 이벤트를 감지하기 위한 디지털 신호 처리부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치에 있어서, 사용자의 선택에 따른 아날로그 모드시, 상기 디지털 신호 처리부의 제어 신호에 따라 상기 제1 차동 증폭부 및 상기 제2 차동 증폭부는 각각 인접 채널의 신호들을 감산하여 증폭하여 출력하고, 상기 제1 아날로그-디지털 변환기 및 상기 제2 아날로그-디지털 변환기는 각각 상기 제1 차동 증폭부 및 상기 제2 차동 증폭부의 출력을 디지털 데이터로 변환하며, 상기 디지털 신호 처리부는 상기 디지털 데이터에 기반하여 터치 이벤트 또는 호버 이벤트를 센싱하고,

사용자의 선택에 따른 디지털 모드시, 상기 디지털 신호 처리부의 제어 신호에 따라 상기 제1 차동 증폭부 및 상기 제2 차동 증폭부는 각각 소정의 기준 전압과 순차적으로 입력되는 채널의 신호를 감산하여 증폭하여 출력하고, 상기 제1 아날로그-디지털 변환기 및 상기 제2 아날로그-디지털 변환기는 각각 상기 제1 차동 증폭부 및 상기 제2 차동 증폭부의 출력을 디지털 데이터로 변환하며, 상기 디지털 신호 처리부는 상기 디지털 데이터에 기반하여 터치 이벤트 또는 호버 이벤트를 센싱할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치에 있어서,

상기 각각의 C-V 컨버터는,

일단이 상기 센싱 전극에 연결되는 제1 스위치;

일단이 상기 센싱 전극에 연결되며 타단에 소정의 제1 전압이 인가되는 제2 스위치;

상기 제1 스위치의 타단에 반전 입력 단자가 연결되고 비반전 입력 단자에 상기 제1 전압이 인가되는 제1 연산 증폭기;

상기 제1 연산 증폭기의 비반전 입력 단자와 출력 단자 사이에 연결된 제1 커패시터; 및

상기 제1 커패시터와 병렬로 연결된 제3 스위치를 포함할 수 있다.

상기 각각의 적분기는,

일단이 상기 제1 연산 증폭기의 출력에 연결되는 제2 커패시터;

일단이 상기 제2 커패시터의 타단에 연결되는 제4 스위치;

일단이 상기 제2 커패시터의 타단에 연결되며 타단에 상기 제1 전압이 인가되는 제5 스위치;

상기 제4 스위치의 타단에 반전 입력 단자가 연결되고 비반전 입력 단자에 상기 제1 전압이 인가되는 제2 연산 증폭기;

상기 제2 연산 증폭기의 비반전 입력 단자와 출력 단자 사이에 연결된 제3 커패시터; 및

상기 제3 커패시터와 병렬로 연결된 제6 스위치를 포함할 수 있다.

상기 각각의 샘플 앤 홀드 회로는,

일단이 상기 제2 연산 증폭기의 출력에 연결되는 제7 스위치;

상기 제7 스위치의 타단에 반전 입력 단자가 연결된 제3 연산 증폭기;

일단이 상기 제3 연산 증폭기의 비반전 입력 단자에 연결되고 타단은 접지에 연결된 제1 저항;

상기 제3 연산 증폭기의 비반전 입력 단자와 출력 단자 사이에 연결되며 상기 제어부의 제어 신호에 따라 저항값이 변하는 제2 저항;

상기 제3 연산 증폭기의 비반전 입력 단자와 접지 사이에 연결된 제4 커패시터; 및

상기 제4 커패시터에 병렬로 연결된 스위치를 포함할 수 있다.

상기 제1 차동 증폭부 및 상기 제2 차동 증폭부는, 각각,

일단이 상기 제1 멀티플렉서의 출력에 연결된 제3 저항;

상기 제3 저항의 타단에 비반전 입력 단자가 연결된 제4 연산 증폭기;

일단에 상기 제1 전압이 인가되고 타단은 상기 제4 연산 증폭기의 비반전 입력 단자에 연결되며 상기 제어부의 제어 신호에 따라 저항값이 변하는 제4 저항;

일단이 상기 제2 멀티플렉서의 출력에 연결된 제8 스위치;

일단에 소정의 기준 전압이 인가되고 타단은 상기 제8 스위치의 타단과 연결된 제9 스위치;

일단이 상기 제8 스위치의 타단과 상기 제9 스위치의 타단과 연결되며 타단은 상기 제4 연산 증폭기의 비반전 입력 단자에 연결된 제5 저항; 및

상기 제4 연산 증폭기의 비반전 입력 단자와 출력 단자 사이에 연결되며 상기 제어부의 제어 신호에 따라 저항값이 변하는 제6 저항을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 방법은,

각각의 센싱 전극의 정전 용량 변화에 따라 상이한 전압 값을 출력하는 복수의 정전 용량-전압 컨버터(C-V 컨버터), 상기 각각의 C-V 컨버터의 출력 전압을 적분하기 위한 복수의 적분기, 상기 복수의 적분기의 출력들을 멀티플렉싱하기 위한 제1 멀티플렉서, 상기 복수의 적분기의 출력들을 멀티플렉싱하기 위한 제2 멀티플렉서, 상기 제1 멀티플렉서의 출력과 상기 제2 멀티플렉서의 출력을 수신하는 터치 센싱용 제1 차동 증폭부, 상기 제1 멀티플렉서의 출력과 상기 제2 멀티플렉서의 출력을 수신하는 호버 센싱용 제2 차동 증폭부, 상기 제1 차동 증폭부의 출력을 디지털 데이터로 변환하기 위한 제1 아날로그-디지털 변환기, 상기 제2 차동 증폭부의 출력을 디지털 데이터로 변환하기 위한 제2 아날로그-디지털 변환기 및 상기 제1 아날로그-디지털 변환기와 제2 아날로그-디지털 변환기의 출력들을 수신하여 터치 이벤트 및 호버 이벤트를 감지하기 위한 디지털 신호 처리부를 포함하는 터치 센싱 장치의 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 방법에 있어서,

(A) 상기 디지털 신호 처리부가 아날로그 모드인지 또는 디지털 모드인지를 판단하는 단계;

(B) 상기 단계 (A)에서 상기 디지털 신호 처리부가 아날로그 모드라고 판단한 경우, 상기 디지털 신호 처리부의 제어 신호에 따라 상기 제1 차동 증폭부 및 상기 제2 차동 증폭부가 각각 입력되는 신호들을 감산하여 증폭하여 출력하는 단계;

(C) 상기 제1 아날로그-디지털 변환기 및 상기 제2 아날로그-디지털 변환기가 각각 상기 제1 차동 증폭부 및 상기 제2 차동 증폭부의 출력을 디지털 데이터로 변환하는 단계;

(D) 상기 디지털 신호 처리부가 상기 디지털 데이터에 기반하여 터치 이벤트 또는 호버 이벤트를 센싱하는 단계;

(E) 상기 단계 (A)에서 상기 디지털 신호 처리부가 디지털 모드라고 판단한 경우, 상기 디지털 신호 처리부의 제어 신호에 따라 상기 제1 차동 증폭부 및 상기 제2 차동 증폭부가 각각 입력되는 채널의 신호와 소정의 기준 전압을 감산하여 증폭하여 출력하는 단계;

(F) 상기 제1 아날로그-디지털 변환기 및 상기 제2 아날로그-디지털 변환기가 각각 상기 제1 차동 증폭부 및 상기 제2 차동 증폭부의 출력을 디지털 데이터로 변환하는 단계; 및

(G) 상기 디지털 신호 처리부가 두 채널의 데이터가 수신되는 경우 두 채널의 데이터를 감산하고, 상기 감산 결과에 기반하여 터치 이벤트 또는 호버 이벤트를 센싱하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 방법에 있어서, 상기 제1 차동 증폭부는 저 이득 모드로 동작하고, 상기 제2 차동 증폭부는 고 이득 모드로 동작할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 방법에 있어서, 상기 디지털 신호 처리부는 상기 제2 차동 증폭부가 포화 상태가 되는 경우, 터치 이벤트가 발생한 것으로 판단하여 상기 제1 차동 증폭부의 출력에 기반하여 터치 이벤트를 센싱하고, 상기 제1 차동 증폭부의 출력이 제1 레벨 미만이고, 상기 제2 차동 증폭부의 출력이 제2 레벨 이상인 경우 호버 이벤트가 발생한 것으로 판단하여 상기 제2 차동 증폭부의 출력에 기반하여 호버 이벤트를 센싱할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 방법에 있어서, 상기 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치는 상기 각각의 적분기의 출력을 소정 시간 유지하는 복수의 샘플 앤 홀드 회로를 더 포함할 수 있고, 상기 제1 멀티플렉서 및 상기 제2 멀티플렉서는 상기 복수의 샘플 앤 홀드 회로의 출력들을 수신하여 멀티플렉싱할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 방법에 있어서, 상기 제1 멀티플렉서 및 상기 제2 멀티플렉서는 상기 복수의 센싱 전극들 중 인접한 센싱 전극들의 신호들을 처리하는 샘플 앤 홀드 회로들의 출력을 선택하여 출력하고,

상기 단계 (B)에서 상기 제1 차동 증폭부 및 상기 제2 차동 증폭부는 각각 상기 제1 멀티플렉서 및 상기 제2 멀티플렉서에서 출력되는 인접 채널 신호들을 감산하여 증폭하여 출력하며,

상기 단계 (G)에서 상기 두 채널은 인접 채널을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 방법에 있어서, 상기 각각의 샘플 앤 홀드 회로는 상기 복수의 센싱 전극의 채널 오프셋을 조정하는 기능을 포함할 수 있다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명에 의하면, 공통 잡음을 제거함으로써, 터치 이벤트뿐만 아니라 호버 이벤트를 모두 정확하게 센싱할 수 있고, 사용자의 선택에 따라 아날로그 모드 또는 디지털 모드에서 동작할 수 있다.

도 1은 아날로그 모드에서 동작하는 본 발명의 일 실시예에 의한 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치의 블록도.
도 2는 도 1에 도시된 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치의 동작을 설명하기 위한 클럭도.
도 3a는 터치 센싱시 적분기의 출력을 도시한 도면.
도 3b는 터치 센싱시 차동 증폭부의 출력을 도시한 도면.
도 4a는 호버 센싱시 적분기의 출력을 도시한 도면.
도 4b는 호버 센싱시 차동 증폭부의 출력을 도시한 도면.
도 5a는 90KHz/5Vpp 잡음 인가시 종래의 센싱 장치의 출력을 도시한 도면.
도 5b는 90KHz/5Vpp 잡음 인가시 도 1에 도시된 본 발명의 실시예에 의한 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치의 출력을 도시한 도면.
도 6은 종래의 터치 센싱 장치의 신호 대 잡음비(SNR)(PR)와 본 발명에 의한 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치의 신호 대 잡음비(PI)를 비교한 도면.
도 7은 노드 터치시의 터치 로 데이터(touch raw data)를 도시한 도면.
도 8은 노드 사이에 터치가 발생한 경우 터치 로 데이터(touch raw data)를 도시한 도면.
도 9는 디지털 모드에서 동작하는 본 발명의 실시예에 의한 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치의 블록도.
도 10은 본 발명의 실시예에 의한 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 방법의 흐름도.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다.

본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.

또한, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.

이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 호버 모드를 지원하는 터치 센싱 장치의 블록도이다.

하기에, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 호버 모드를 지원하는 터치 센싱 장치에 대해 설명하기로 한다.

도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 호버 모드를 지원하는 터치 센싱 장치는, 복수의 센싱 전극(Y1, Y2, ..., Yn) 각각에 연결되며 상기 각각의 센싱 전극의 정전 용량 변화에 따라 상이한 전압 값을 출력하는 복수의 정전 용량-전압 컨버터(C-V 컨버터)(104_1 내지 104_n), 상기 각각의 C-V 컨버터(104_1 내지 104_n)의 출력 전압을 적분하기 위한 복수의 적분기(106_1 내지 106_n), 상기 각각의 적분기(106_1 내지 106_n)의 출력을 소정 시간 유지하는 복수의 샘플 앤 홀드 회로(108_1 내지 108_n), 상기 복수의 샘플 앤 홀드 회로(108_1 내지 108_n)의 출력들을 멀티플렉싱하기 위한 제1 멀티플렉서(120), 상기 복수의 샘플 앤 홀드 회로(108_1 내지 108_n)의 출력들을 멀티플렉싱하기 위한 제2 멀티플렉서(122), 상기 제1 멀티플렉서(120)의 출력과 상기 제2 멀티플렉서(122)의 출력을 수신하는 터치 센싱용 제1 차동 증폭부(124), 상기 제1 멀티플렉서(122)의 출력과 상기 제2 멀티플렉서(124)의 출력을 수신하는 호버 센싱용 제2 차동 증폭부(126) 및 상기 제1 차동 증폭부(124)의 출력 및 상기 제2 차동 증폭부(126)의 출력에 기반하여 터치 이벤트 또는 호버 이벤트를 센싱하는 제어부로서 기능하는 디지털 신호 처리부(132)를 포함한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치는, 상기 제1 차동 증폭부(124)의 출력을 디지털 데이터로 변환하기 위한 제1 아날로그-디지털 변환기(128) 및 상기 제2 차동 증폭부(126)의 출력을 디지털 데이터로 변환하기 위한 제2 아날로그-디지털 변환기(130)를 더 포함하고, 상기 디지털 신호 처리부(132)는 상기 제1 아날로그-디지털 변환기(128) 및 상기 제2 아날로그-디지털 변환기(130)의 출력들을 수신하여 터치 이벤트 및 호버 이벤트를 센싱한다.

상기 C-V 컨버터(104_1 내지 104_n) 각각은, 일단이 상기 센싱 전극(Y1, Y2, ..., Yn)에 연결되는 제1 스위치(S1), 일단이 상기 센싱 전극(Y1, Y2, ..., Yn)에 연결되며 타단에 소정의 제1 전압(Vcm)이 인가되는 제2 스위치(S2), 상기 제1 스위치(S1)의 타단에 반전 입력 단자가 연결되고 비반전 입력 단자에 상기 제1 전압(Vcm)이 인가되는 제1 연산 증폭기(OP1), 상기 제1 연산 증폭기(OP1)의 비반전 입력 단자와 출력 단자 사이에 연결된 제1 커패시터(C1) 및 상기 제1 커패시터(C1)와 병렬로 연결된 제3 스위치(S3)를 포함한다.

또한, 상기 적분기(106_1 내지 106_n) 각각은, 일단이 상기 제1 연산 증폭기(OP1)의 출력에 연결되는 제2 커패시터(C2), 일단이 상기 제2 커패시터(C2)의 타단에 연결되는 제4 스위치(S4), 일단이 상기 제2 커패시터(C2)의 타단에 연결되며 타단에 상기 제1 전압(Vcm)이 인가되는 제5 스위치(S5), 상기 제4 스위치(S4)의 타단에 반전 입력 단자가 연결되고 비반전 입력 단자에 상기 제1 전압(Vcm)이 인가되는 제2 연산 증폭기(OP2), 상기 제2 연산 증폭기(OP2)의 비반전 입력 단자와 출력 단자 사이에 연결된 제3 커패시터(C3) 및 상기 제3 커패시터(C3)와 병렬로 연결된 제6 스위치(S6)를 포함한다.

또한, 상기 샘플 앤 홀드 회로(108_1 내지 108_n) 각각은, 일단이 상기 제2 연산 증폭기(OP2)의 출력에 연결되는 제7 스위치(S7), 상기 제7 스위치(S7)의 타단에 반전 입력 단자가 연결된 제3 연산 증폭기(OP3), 일단이 상기 제3 연산 증폭기(OP3)의 비반전 입력 단자에 연결되고 타단은 접지에 연결된 제1 저항(R1), 상기 제3 연산 증폭기(OP3)의 비반전 입력 단자와 출력 단자 사이에 연결되며 상기 디지털 신호 처리부(132)의 제어 신호에 따라 저항값이 변하는 제2 저항(R2), 상기 제3 연산 증폭기(OP3)의 비반전 입력 단자와 접지 사이에 연결된 제4 커패시터(C4); 및 상기 제4 커패시터(C4)에 병렬로 연결된 제12 스위치(S12)를 포함한다.

또한, 상기 제1 차동 증폭부(124) 및 상기 제2 차동 증폭부(126)는, 각각, 일단이 상기 제1 멀티플렉서(120)의 출력에 연결된 제3 저항(R3), 상기 제3 저항(R3)의 타단에 비반전 입력 단자가 연결된 제4 연산 증폭기(OP4), 일단에 상기 제1 전압(Vcm)이 인가되고 타단은 상기 제4 연산 증폭기(OP4)의 비반전 입력 단자에 연결되며 상기 디지털 신호 처리부(132)의 제어 신호에 따라 저항값이 변하는 제4 저항(R4), 일단이 상기 제2 멀티플렉서(124)의 출력에 연결된 제8 스위치(S8), 일단에 소정의 기준 전압(Vref)이 인가되고 타단은 상기 제8 스위치(S8)의 타단과 연결된 제9 스위치(S9), 일단이 상기 제8 스위치(S8)와 상기 제9 스위치(S9)의 타단과 연결되며 타단은 상기 제4 연산 증폭기(OP4)의 비반전 입력 단자에 연결된 제5 저항(R5) 및 상기 제4 연산 증폭기(OP4)의 비반전 입력 단자와 출력 단자 사이에 연결되며 상기 디지털 신호 처리부(132)의 제어 신호에 따라 저항값이 변하는 제6 저항(R6)을 포함한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 의한 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치의 동작을 하기에 설명하기로 한다.

도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치는 사용자의 선택에 따라 아날로그 모드 또는 디지털 모드로 동작할 수 있다.

도 1에서 제8 스위치(S8) 및 제9 스위치(S9)는 디지털 신호 처리부(132)의 제어 신호(미도시)에 따라 닫히거나 개방된다. 제8 스위치(S8)는 닫혀 있고 제9 스위치(S9)가 개방되어 있는 경우 본 발명의 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치는 아날로그 모드로 동작하고, 제8 스위치(S8)는 개방되어 있고 제9 스위치(S9)가 닫혀 있는 경우 본 발명의 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치는 디지털 모드로 동작한다.

도 1에서 제8 스위치(S8)는 닫혀 있고 제9 스위치(S9)는 개방되어 있기 때문에, 도 1의 터치 센싱 장치는 아날로그 모드로 동작한다.

우선 아날로그 모드에서의 동작을 설명하기로 한다.

아날로그 모드 동작

본 발명의 실시예에 의한 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치에 있어서, 제1 차동 증폭부(124)는 터치 이벤트를 센싱하기 위한 터치 센싱용 차동 증폭부이고, 제2 차동 증폭부(126)는 호버 이벤트를 센싱하기 위한 호버 센싱용 차동 증폭부이다. 터치 이벤트란 터치 센서가 사용자의 손가락이나 터치 펜과 같은 객체에 의해 직접 터치되는 것을 의미하고, 호버 이벤트란 손가락이나 터치 펜과 같은 객체가 터치 센서 부근에 있지만 터치하지는 않는 것을 의미한다.

제1 차동 증폭부(124)는 터치 이벤트를 센싱하기 위하여 저 이득 모드로 동작하도록 낮은 증폭 이득이 설정되어 있고, 제2 차동 증폭부(126)는 호버 이벤트를 센싱하기 위하여 고 이득 모드로 동작하도록 높은 증폭 이득이 설정되어 있다.

터치 센서가 사용자의 손가락이나 터치 펜과 같은 객체에 의해 직접 터치되는 터치 이벤트의 경우 정전 용량의 변화를 충분히 센싱할 수 있을 정도로 신호 레벨이 커서 증폭 이득을 낮게 하여도 터치 이벤트를 센싱할 수 있기 때문에 터치 이벤트를 센싱하기 위한 제1 차동 증폭부(124)의 증폭 이득은 낮게 설정하여 제1 차동 증폭부(124)가 포화 상태가 되지 않도록 한다.

반면에 손가락이나 터치 펜과 같은 객체가 터치 센서 부근에 있지만 터치하지는 않는 호버 이벤트의 경우 정전 용량의 변화가 미약하여 증폭 이득을 높게 하여 증폭해야만 호버 이벤트를 센싱할 수 있기 때문에 호버 이벤트를 센싱하기 위한 제2 차동 증폭부(126)의 증폭 이득은 높게 설정한다.

일반적으로 호버 이벤트의 경우 정전 용량의 변화가 미약하기 때문에 호버 이벤트를 센싱하기 위해서는 증폭 이득을 높여야 한다. 하지만, 채널들에는 표시장치로부터 유입되는 잡음, 공중으로부터 유입되는 잡음 등의 공통 잡음 때문에 호버 이벤트를 센싱하는 것이 용이하지 않다.

통상적으로 인접 채널의 신호들은 동일한 공통 잡음을 가지고 있다. 따라서, 본 발명에서는 인접 채널의 신호들을 감산하여 공통 잡음을 제거한 후, 공통 잡음으로 인한 영향을 없앤 신호를 높은 증폭 이득으로 증폭함으로써 호버 이벤트를 센싱한다.

또한, 본 발명에서는 적분기를 사용하여 터치시 터치 펜이나 손가락으로 유입되는 순간적인 터치 잡음을 제거함으로써 터치 이벤트를 정확하게 센싱할 수 있다.

본 발명에 의하면 잡음이 없는 상태에서 차동 증폭부로 증폭을 하기 때문에 신호 대 잡음비가 높고, 호버 이벤트 등 터치 신호가 미약할 때에도 센싱할 수 있는 장점이 있다.

도 1을 참조하면, 아날로그 모드에서는 제8 스위치(S8)가 닫혀 있기 때문에, 제1 멀티플렉서(120)와 제2 멀티플렉서(122)에서 출력되는 인접 채널의 신호들이 각각 제1 차동 증폭부(124) 및 제2 차동 증폭부(126)에 입력된다.

제1 차동 증폭부(124) 및 제2 차동 증폭부(126)는 인접 채널의 신호들을 감산한 다음 디지털 신호 처리부(132)의 제어 신호(VGA_T, VGA_H)에 따라 그리고 각각의 증폭 이득에 기반하여 감산한 신호를 증폭하여 각각 제1 아날로그-디지털 변환기(128) 및 제2 아날로그-디지털 변환기(130)로 출력한다. 디지털 신호 처리부(132)는 제1 아날로그-디지털 변환기(128) 및 제2 아날로그-디지털 변환기(130)에서 출력된 디지털 데이터에 기반하여 터치 이벤트 또는 호버 이벤트를 센싱한다.

본 발명에서 채널이란 각각의 센싱 전극(Y1 내지 Yn)을 의미하고, 인접 채널이란 Y1과 Y2, Y2와 Y3 등과 같이 서로 인접해 있는 센싱 전극들을 의미한다.

하기에 도 1에 도시된 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치의 아날로그 모드 동작에 대해 설명하기로 한다.

이하에서는, 설명의 편의를 위하여, 제1 구동 전극(X1), 제2 구동 전극(X2), 제1 센싱 전극(Y1) 및 제2 센싱 전극(Y2)과 관련한 동작을 설명하기로 한다.

복수의 구동 전극들(X1, X2, ...)에는 도 2에 CLKX로 도시된 구동 클럭이 제10 스위치(S10)와 제11 스위치(S11)에 의해 인가되고, 제1 스위치(S1) 내지 제9 스위치(S9)를 통해서는 도 2에 CLKS1 내지 CLKS9으로 도시된 클럭이 인가된다. 샘플 앤 홀드 회로(108_1 및 108_2)에 있는 제12 스위치(S12)는 새로운 채널의 신호를 처리할 때 제4 커패시터(C4)를 리셋시키기 위한 스위치이다. 제1 스위치(S1) 내지 제12 스위치(S12)는 트랜지스터를 사용하여 구성될 수 있고, 디지털 신호 처리부(132)에서 출력되는 제어 신호에 따라 제어될 수 있다.

소정 주파수의 펄스가 제1 구동 전극(X1)에 인가되면, 인접 노드(C11 및 C12)에 전하가 충전되고 이 전하에 의해 제1 C-V 컨버터(104_1) 및 제2 C-V 컨버터(104_2)에서는 Vb1 및 Vb2가 출력된다. 제1 C-V 컨버터(104_1) 및 제2 C-V 컨버터(104_2)는 센싱 전극의 정전 용량 변화에 따라 상이한 전압 값을 출력한다. 이때 제2 센싱 전극(X2)은 잡음을 차폐하기 위하여 기준 전압을 유지하게 된다.

제1 구동 전극(X1) 구동시, 제1 센싱 전극(Y1) 및 제2 센싱 전극(Y2)에 각각 연결된 제1 C-V 컨버터(104_1) 및 제2 C-V 컨버터(104_2)는 동일한 클럭으로 동작하기 때문에 동위상의 출력을 갖는다.

아날로그 모드에서 터치나 잡음이 없는 경우, 인접 노드인 C11과 C12는 거의 동일한 값을 가지므로, Vb1=Vb2가 된다. Vb1=Vb2이기 때문에, 제1 적분기(106_1)의 출력(V1)과 제2 적분기(106_2)의 출력(V2)도 동일하고, 제1 샘플 앤 홀드 회로(108_1)의 출력(SY1)과 제2 샘플 앤 홀드 회로(108_2)의 출력(SY2)도 동일하다. 따라서, 제1 차동 증폭부(124) 및 제2 차동 증폭부(126)에서는 0이 출력되고, 디지털 신호 처리부(132)는 이에 기반하여 터치 이벤트가 발생하지 않았다는 것을 감지할 수 있다.

아날로그 모드에서 C11에 터치 이벤트가 발생한 경우, 예를 들어, C11이 터치된 경우, 제1 차동 증폭부(124) 및 제2 차동 증폭부(126)는 각각 수학식 1과 같이 제1 채널과 관련된 신호(SY1)에서 제2 채널과 관련된 신호(SY2)를 감산한 후 증폭하여 신호(FS1)를 출력한다.

상기에서, 제3 저항(R3)과 제5 저항(R5)은 동일한 저항값을 갖고, 제4 저항(R4)과 제6 저항(R6)도 동일한 저항값을 갖는다고 가정하고, Vcm은 소정의 제1 전압이라고 가정한다.

도 1에 도시된 본 발명의 실시예에 의한 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치는 아날로그 모드 동작시 인접 채널의 신호들을 감산하여 증폭한 후 출력하기 때문에, 전체적으로 각각의 차동 증폭부(124, 126)에서 디지털 신호 처리부(132)로 출력되는 채널 데이터의 수는 전체 채널 수-1 이 된다. 즉, 만약 40개의 채널이 존재한다면, 아날로그 모드 동작시 각각의 차동 증폭부(124, 126)에서 총 39개의 채널 데이터가 디지털 신호 처리부(132)로 순차적으로 출력된다.

아날로그 모드 동작시, 본 발명의 센싱 장치는, 인접 채널들의 신호들을 감산하기 때문에, 채널들에 공통적으로 유입되는 공통 잡음을 효과적으로 제거할 수 있다. 또한, 공통 잡음을 제거한 신호를 아날로그-디지털 변환기에서 디지털 데이터로 변환하기 때문에, 잡음에 의한 아날로그-디지털 변환 에러를 감소시킬 수 있고, 신호 대 잡음비가 높은 장점이 있다.

또한, 호버 이벤트가 발생하는 경우, 정전 용량의 변화가 미약하더라도 호버 이벤트의 센싱을 담당하는 제2 차동 증폭부(126)에서 인접 채널의 신호들을 감산하여 공통 잡음을 제거한 후 감산한 신호를 높은 증폭 이득으로 증폭하여 출력하기 때문에, 디지털 신호 처리부(132)는 이에 기반하여 호버 이벤트를 정확하게 센싱할 수 있다.

또한, 터치 이벤트가 발생하는 경우에는, 정전 용량의 변화를 충분히 구별할 수 있을 정도로 신호 레벨이 높기 때문에, 터치 이벤트의 센싱을 담당하는 제1 차동 증폭부(124)는 저 이득 모드에서 동작하여 포화 상태가 되지 않으면서 동작한다. 제1 차동 증폭부(124)는 인접 채널의 신호들을 감산하여 공통 잡음을 제거한 후 감산한 신호를 낮은 증폭 이득으로 증폭하여 출력하고, 디지털 신호 처리부(132)는 이에 기반하여 터치 이벤트를 정확하게 센싱할 수 있다.

따라서, 아날로그 모드 동작시 본 발명에 의한 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치는, 터치 이벤트 및 호버 이벤트를 모두 정확하게 센싱할 수 있다.

상기와 같은 아날로그 모드 동작을 하기에 상세히 설명하기로 한다.

아날로그 모드에서 C11이 터치되는 경우, 즉 C11에 터치 이벤트가 발생하는 경우, 도 3a에 도시된 바와 같이, 제1 적분기(106_1)의 출력인 V1은 C11에서의 정전 용량의 감소로 인하여 터치되지 않은 경우의 전압보다 낮은 전압이 출력되고, 제2 적분기(106_2)의 출력인 V2는 터치되지 않은 경우의 원래 전압이 출력된다.

제1 적분기(106_1)의 출력(V1)과 제2 적분기(106_2)의 출력(V2)은 각각 제1 샘플 앤 홀드 회로(108_1)와 제2 샘플 앤 홀드 회로(108_2)에 입력된다. 제1 샘플 앤 홀드 회로(108_1) 및 제2 샘플 앤 홀드 회로(108_2)는 각각 제1 적분기(106_1)와 제2 적분기(106_2)의 출력을 소정 시간 유지한다.

제1 샘플 앤 홀드 회로(108_1) 및 제2 샘플 앤 홀드 회로(108_2)는 디지털 신호 처리부(132)의 제어 신호(SH_TRIM)에 따라 제2 저항(R2)의 저항값이 변경되어 각 채널의 오프셋을 조절할 수 있기 때문에, 채널 신호 레벨 간에 편차가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 제1 샘플 앤 홀드 회로(108_1) 및 제2 샘플 앤 홀드 회로(108_2)는 입력되는 신호를 소정 시간 유지하여 아날로그-디지털 변환 동작 시간의 대기 없이 다음 채널 구동과 아날로그-디지털 변환 동작을 동시에 할 수 있기 때문에 다채널 신호를 처리할 때 전체적인 센싱 시간과 전류 소모를 줄일 수 있다. 샘플 앤 홀드 회로(108_1 및 108_2)에 있는 스위치(S12)는 새로운 채널의 신호를 처리할 때 제4 커패시터(C4)를 리셋시키기 위한 스위치이다.

제1 멀티플렉서(120)와 제2 멀티플렉서(122)에는 각각 제1 샘플 앤 홀드 회로(108_1)의 출력(SY1) 내지 제n 샘플 앤 홀드 회로(108_n)의 출력(SYn)이 입력된다. 제1 멀티플렉서(120)는 디지털 신호 처리부(132)의 제어 신호(MUX_CTRL1)에 따라 입력되는 신호(SY1 내지 SYn) 중 하나인 SY1을 선택하여 출력하고, 제2 멀티플렉서(122)는 디지털 신호 처리부(132)의 제어 신호(MUX_CTRL2)에 따라 입력되는 신호(SY1 내지 SYn) 중 하나인 SY2를 선택하여 출력한다. 즉, 디지털 신호 처리부(132)는 제1 멀티플렉서(120) 및 제2 멀티플렉서(122)를 제어하여, 인접 노드인 C11 및 C12에 대응되는 인접 채널의 신호가 제1 멀티플렉서(120) 및 제2 멀티플렉서(122)에서 출력되게 한다.

제1 멀티플렉서(120)의 출력(SY1)과 제2 멀티플렉서(122)의 출력(SY2)은 각각 제1 차동 증폭부(124) 및 제2 차동 증폭부(126)에 입력된다.

C11에서 터치 이벤트가 발생한 경우, 제1 차동 증폭부(124)에서는 도 3b에 도시한 바와 같은 신호(FS1)가 출력된다. 제1 차동 증폭부(124)에서 출력되는 신호(FS1)는 제1 아날로그-디지털 변환기(128)에 의해 디지털 데이터로 변환되어 디지털 신호 처리부(132)에 입력된다. 디지털 신호 처리부(132)는 제1 아날로그-디지털 변환기(128)에서 출력되는 디지털 데이터를 판별하여, 노드 C11에서 터치 이벤트가 발생했다는 것을 센싱할 수 있다.

한편, 터치 이벤트 발생시에는 터치 신호 레벨이 충분히 크므로 제1 차동 증폭부(124)는 저 이득 모드에서 동작하도록 증폭 이득이 설정되어 있다. 따라서, 터치 이벤트 발생시 제1 차동 증폭부(124)는 인접 채널의 신호들을 감산한 후 낮은 증폭 이득으로 증폭하므로, 포화 상태가 되지 않으면서 정상적으로 동작할 수 있다.

아날로그 모드에서 C11 부근에 객체가 다가오는 경우, 즉 C11에 호버 이벤트가 발생하는 경우에는, 도 4a에 도시된 바와 같이, 제1 적분기(106_1)의 출력(V1)은 C11에서의 정전 용량의 감소로 인하여 터치되지 않은 경우의 전압보다 약간 낮은 전압이 출력되고, 제2 적분기(106_2)의 출력(V2)은 터치되지 않은 경우의 원래전압이 출력되므로, 제2 차동 증폭부(126)에서는 도 4b에 도시한 바와 같은 신호(FS2)가 출력된다.

호버 이벤트가 발생하는 경우, 정전 용량의 변화가 미약하더라도, 호버 이벤트의 센싱을 담당하는 제2 차동 증폭부(126)는 인접 채널의 신호들에서 공통 잡음을 제거한 후 감산한 신호를 높은 증폭이득으로 증폭한다. 즉, 제2 차동 증폭부(126)는 고 이득 모드로 동작하여 도 4b에 도시한 바와 같이 호버 이벤트를 충분히 감지할 수 있는 신호 레벨을 지닌 신호(FS2)를 출력한다.

제2 차동 증폭부(126)에서 출력되는 신호(FS2)는 제2 아날로그-디지털 변환기(130)에 의해 디지털 데이터로 변환되어 디지털 신호 처리부(132)에 입력된다. 디지털 신호 처리부(132)는 제2 아날로그-디지털 변환기(130)에서 출력되는 디지털 데이터를 판별하여, 노드 C11에서 호버 이벤트가 발생했다는 것을 센싱할 수 있다.

도 5a는 90KHz/5Vpp 잡음 인가시 종래의 터치 센싱 장치의 출력을 도시한 도면이고, 도 5b는 90KHz/5Vpp 잡음 인가시 도 1에 도시된 본 발명의 실시예에 의한 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치의 출력을 도시한 도면이다.

도 5a에 도시된 종래의 터치 센싱 장치의 출력 전압은 잡음에 의해 흔들리는 반면에, 도 5b에 도시된 본 발명의 실시예에 의한 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치의 출력 전압은 일정한 것을 확인할 수 있다.

도 6은 종래의 터치 센싱 장치의 신호 대 잡음비(PR)와 본 발명의 실시예에 의한 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치의 신호 대 잡음비(PI)를 비교한 것이다. 본 발명의 실시예에 의한 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치의 신호 대 잡음비는 종래의 터치 센싱 장치의 신호 대 잡음비에 비해 월등히 높은 것을 알 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시예에 의한 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치에서, 노드 터치시의 터치 로 데이터(touch raw data)를 도시한 도면이고, 도 8은 노드 사이에 터치가 발생한 경우 터치 로 데이터(touch raw data)를 도시한 도면이다.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 어떤 부분에 터치가 일어나더라도 원활한 데이터 처리가 가능하여, 정확하게 터치 이벤트를 센싱할 수 있음을 알 수 있다.

디지털 모드 동작

아날로그 모드 동작과 디지털 모드 동작의 차이는, 아날로그 모드에서는 인접채널 신호들을 차동 증폭부(124, 126)에서 감산하여 증폭한 후 아날로그-디지털 변환기(128, 130)로 출력하는 반면에, 디지털 모드에서는 차동 증폭부(124, 126)에서 순차적으로 한 채널의 신호에서 기준 전압을 감산하여 증폭한 후 아날로그-디지털 변환기(128, 130)로 출력하는 차이점이 있다. 즉, 디지털 모드에서는 인접채널 신호들에 대한 감산을 차동 증폭부에서 하지 않고, 디지털 신호 처리부(130)에서 일괄적으로 수행한다.

도 9는 디지털 모드로 동작하는 본 발명의 실시예에 의한 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치의 블록도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 제8 스위치(S8)는 개방되고 제9 스위치(S9)가 닫혀 있는 경우, 본 발명에 의한 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치는 디지털 모드로 동작하게 된다.

도 9에 도시된 디지털 모드로 동작하는 본 발명의 실시예에 의한 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치에서, 전체적으로 각각의 차동 증폭부(124, 126)에서 디지털 신호 처리부(132)로 출력되는 데이터의 채널 수는 전체 채널의 수와 동일하다. 즉, 만약 40개의 채널이 존재한다면, 디지털 모드로 동작시 각각의 차동 증폭부(124, 126)에서 총 40개의 채널 데이터가 순차적으로 디지털 신호 처리부(132)로 출력된다.

디지털 모드에서 터치 이벤트가 발생한 경우, 예를 들어, C11이 터치된 경우, 제1 차동 증폭부(124)는 수학식 2와 같이 제1 채널과 관련된 신호(SY1)에서 소정의 기준 전압(Vref)을 감산한 후 증폭하여 신호(FS1)를 출력한다.

상기에서 제3 저항(R3)과 제5 저항(R5)은 동일한 저항값을 갖고, 제4 저항(R4)과 제6 저항(R6)은 동일한 저항값을 갖는다고 가정하고, Vcm은 소정의 제1 전압이라고 가정한다.

제1 차동 증폭부(124)의 출력(FS1)은 제1 아날로그-디지털 변환기(128)로 입력된다. 제1 아날로그-디지털 변환기(128)는 입력되는 아날로그 터치 신호를 디지털 데이터로 변환하여 디지털 신호 처리부(132)로 출력한다.

디지털 신호 처리부(132)는 입력되는 인접 채널의 디지털 터치 데이터들이 모두 수신되면, 인접 채널의 디지털 터치 데이터들을 감산하여 공통 잡음을 제거한다. 디지털 신호 처리부(132)는 공통 잡음이 제거된 데이터에 기반하여 터치 이벤트를 감지한다.

디지털 모드에서는 인접 채널의 신호들 간의 감산을 디지털 신호 처리부(132)에서 수행하기 때문에, 인접 채널의 신호들에 대한 감산(예를 들어, SY1-SY2) 뿐만 아니라, 2 채널 떨어진 채널들의 신호들에 대한 감산(예를 들어, SY1-SY3)도 수행할 수 있다. 따라서, 수신되는 채널 데이터에 기반하여 다양한 연산을 수행할 수 있어서, 다양한 터치 센싱 방식을 적용할 수 있다.

한편, 디지털 모드에서 동작시 디지털 신호 처리부(132)는 차동 증폭부(124, 126)에 인가되는 소정의 기준 전압(Vref)을 조정함으로써 각 채널의 오프셋을 조절할 수 있다.

또한, 호버 이벤트가 발생한 경우에는, 정전 용량의 변화가 미약하더라도, 제2 차동 증폭부(126) 및 제2 아날로그-디지털 변환기(130)를 거쳐 입력된 데이터에 기반하여 디지털 신호 처리부(132)가 인접 채널의 신호와 관련된 데이터들을 감산하여 공통 잡음을 제거함으로써 잡음으로 인한 영향을 제거할 수 있기 때문에, 호버 이벤트를 정확하게 센싱할 수 있다.

또한, 터치 이벤트가 발생하는 경우에는, 정전 용량의 변화를 충분히 구별할 수 있을 정도로 신호 레벨이 높기 때문에, 터치 이벤트의 센싱을 담당하는 제1 차동 증폭부(124)는 포화 상태가 되지 않도록 저 이득 모드로 동작하여 터치 이벤트를 정확하게 센싱할 수 있다.

따라서, 디지털 모드 동작시 본 발명의 센싱 장치는, 터치 이벤트 및 호버 이벤트를 모두 정확하게 센싱할 수 있다.

디지털 신호 처리부(132)는 사용자의 선택에 기반하여 제8 스위치(S8) 및 제9 스위치(S9)를 제어하여 아날로그 모드 동작 또는 디지털 모드 동작을 수행한다.

상기한 바와 같이, 본 발명에서, 터치 이벤트의 센싱을 담당하는 제1 차동 증폭부(124)는 저 이득 모드에서 동작하고, 호버 이벤트의 센싱을 담당하는 제2 차동 증폭부(126)는 고 이득 모드에서 동작한다. 따라서, 터치 이벤트의 발생시 제2 차동 증폭부(126)는 포화 상태가 되고, 호버 이벤트의 발생시 제1 차동 증폭부(124)는 입력되는 신호가 미약하기 때문에 이를 센싱하지 못하게 된다.

따라서, 디지털 신호 처리부(132)는 제2 차동 증폭부(126)가 포화 상태가 되는 경우에는 터치 이벤트가 발생했다고 판단하여 제1 차동 증폭부(124)로부터 출력되는 신호에 기반하여 터치 이벤트를 센싱한다.

또한, 디지털 신호 처리부(132)는 제1 차동 증폭부(124)에서 출력되는 신호가 제1 레벨 미만이고 제2 차동 증폭부(126)에서 출력되는 신호가 제2 레벨 이상인 경우 호버 이벤트가 발생했다고 판단하여 제2 차동 증폭부(126)로부터 출력되는 신호에 기반하여 호버 이벤트를 센싱한다.

호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 방법

도 10은 본 발명의 실시예에 의한 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 방법의 흐름도이다.

하기에, 도 10을 참조하여, 본 발명의 실시예에 의한 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 방법에 대해 설명하기로 한다.

단계 S100에서 디지털 신호 처리부(132)는 아날로그 모드인지 또는 디지털 모드인지를 판단한다. 사용자는 도 1에 도시된 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치를 아날로그 모드 또는 디지털 모드로 동작시킬 것인지를 선택할 수 있고, 디지털 신호 처리부(132)는 사용자의 선택을 감지하여 아날로그 모드 또는 디지털 모드인지를 판단한다.

상기 단계 S100에서 디지털 신호 처리부(132)가 사용자의 선택이 아날로그 모드라고 판단한 경우, 단계 S102에서 디지털 신호 처리부(132)의 제어 신호에 따라 제1 차동 증폭부(124) 및 제2 차동 증폭부(126)는 각각 제1 멀티플렉서(120) 및 제2 멀티플렉서(122)로부터 입력되는 인접 채널들의 신호들을 감산하여 증폭한다.

단계 S104에서, 제1 아날로그-디지털 변환기(128) 및 제2 아날로그-디지털 변환기(130)는 각각 제1 차동 증폭부(124) 및 제2 차동 증폭부(126)의 출력을 디지털 데이터로 변환한다. 단계 S106에서, 디지털 신호 처리부(132)는 입력되는 디지털 데이터에 기반하여 터치 이벤트 또는 호버 이벤트를 센싱한다.

한편, 상기 단계 S100에서 디지털 신호 처리부(132)가 사용자의 선택이 디지털 모드라고 판단한 경우, 단계 S108에서 디지털 신호 처리부(132)의 제어 신호에 따라 제1 차동 증폭부(124) 및 제2 차동 증폭부(126)는 각각 순차적으로 입력되는 채널의 신호와 소정의 기준 전압을 감산하여 증폭하고, 제1 아날로그-디지털 변환기(128) 및 제2 아날로그-디지털 변환기(130)는 각각 제1 차동 증폭부(124) 및 제2 차동 증폭부(126)의 출력을 디지털 데이터로 변환한다.

단계 S110에서, 디지털 신호 처리부(132)는 인접 채널의 데이터가 모두 수신되는 경우 인접 채널의 신호들과 관련된 디지털 데이터를 감산하고, 단계 S112에서, 디지털 신호 처리부(132)는 상기 감산 결과에 기반하여 터치 이벤트 또는 호버 이벤트를 센싱한다.

상기 제1 차동 증폭부(124)는 저 이득 모드로 동작하고, 상기 제2 차동 증폭부(126)는 고 이득 모드로 동작한다. 상기 디지털 신호 처리부(132)는 상기 제2 차동 증폭부(126)가 포화 상태가 되는 경우, 터치 이벤트가 발생한 것으로 판단하여 상기 제1 차동 증폭부(124)의 출력에 기반하여 터치 이벤트를 센싱하고, 상기 제1 차동 증폭부(124)의 출력이 제1 레벨 미만이고, 상기 제2 차동 증폭부(126)의 출력이 제2 레벨 이상인 경우 호버 이벤트가 발생한 것으로 판단하여 상기 제2 차동 증폭부(126)의 출력에 기반하여 호버 이벤트를 센싱한다.

본 발명의 실시예에 의한 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 방법은, 인접 채널 신호들을 감산하여 공통 잡음을 제거함으로써, 터치 이벤트뿐만 아니라 호버 이벤트를 모두 정확하게 센싱할 수 있다. 또한, 사용자의 선택에 따라 아날로그 모드 또는 디지털 모드에서 동작할 수 있다.

본 명세서에서 논의된 방법들은, 적용예에 따라서 다양한 수단을 이용하여 구현될 수도 있다. 예를 들어, 이러한 방법들은 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들의 임의의 조합의 형태로 구현될 수도 있다. 하드웨어를 수반하는 구현예에서, 제어회로 또는 제어부는 하나 이상의 주문형 집적 회로들(ASICs), 디지털 신호 프로세서들(DSPs), 필드 프로그램가능 게이트 어레이들(FPGAs), 프로세서들, 제어기들, 마이크로-제어기들, 마이크로프로세서들, 전자 장치들, 본 명세서에서 논의된 기능들을 실행하도록 설계된 다른 전자 유닛들 또는 이들의 조합으로 구현될 수도 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로, 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

X1, X2 : 구동 전극 C11, C12, ..., C1n : 노드
C21, C22, ..., C2n : 노드 Y1, Y2, ..., Yn : 센싱 전극
104_1, ..., 104_n : C-V 컨버터 106_1, ..., 106_n : 적분기
108_1, ..., 108_n : 샘플 앤 홀드 회로
120 : 제1 멀티플렉서 122 : 제2 멀티플렉서
124 : 제1 차동 증폭부 126 : 제2 차동 증폭부
128 : 제1 아날로그-디지털 변환기 130 : 제2 아날로그-디지털 변환기
132 : 디지털 신호 처리부 S1, ..., S12 : 스위치
OP1, ..., OP4 : 연산 증폭기 C1, C2, C3, C4 : 커패시터
R1, ..., R6 : 저항

Claims

복수의 구동 전극 및 복수의 센싱 전극을 포함하는 터치 패널의 터치 센싱 장치에 있어서,
상기 각각의 센싱 전극의 정전 용량 변화에 따라 상이한 전압 값을 출력하는 복수의 정전 용량-전압 컨버터(C-V 컨버터);
상기 각각의 C-V 컨버터의 출력 전압을 적분하기 위한 복수의 적분기;
상기 복수의 적분기의 출력들을 멀티플렉싱하기 위한 제1 멀티플렉서;
상기 복수의 적분기의 출력들을 멀티플렉싱하기 위한 제2 멀티플렉서;
상기 제1 멀티플렉서의 출력과 상기 제2 멀티플렉서의 출력을 수신하는 터치 센싱용 제1 차동 증폭부;
상기 제1 멀티플렉서의 출력과 상기 제2 멀티플렉서의 출력을 수신하는 호버 센싱용 제2 차동 증폭부; 및
상기 제1 차동 증폭부의 출력 및 상기 제2 차동 증폭부의 출력에 기반하여 터치 이벤트 또는 호버 이벤트를 센싱하는 제어부를 포함하는 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치.
청구항 1항에 있어서,
상기 터치 센싱용 제1 차동 증폭부는 저 이득 모드로 동작하고, 상기 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치는 고 이득 모드로 동작하는 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치.
청구항 2항에 있어서, 상기 제어부는 상기 제2 차동 증폭부가 포화 상태가 되는 경우, 터치 이벤트가 발생한 것으로 판단하여 상기 제1 차동 증폭부의 출력에 기반하여 터치 이벤트를 센싱하고, 상기 제1 차동 증폭부의 출력이 제1 레벨 미만이고, 상기 제2 차동 증폭부의 출력이 제2 레벨 이상인 경우 호버 이벤트가 발생한 것으로 판단하여 상기 제2 차동 증폭부의 출력에 기반하여 호버 이벤트를 센싱하는 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치.
청구항 3항에 있어서,
상기 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치는 상기 각각의 적분기의 출력을 소정 시간 유지하는 복수의 샘플 앤 홀드 회로를 더 포함하고, 상기 제1 멀티플렉서 및 상기 제2 멀티플렉서는 상기 복수의 샘플 앤 홀드 회로의 출력들을 수신하여 멀티플렉싱하는 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치.
청구항 4항에 있어서,
상기 제1 멀티플렉서 및 상기 제2 멀티플렉서는 각각 상기 복수의 샘플 앤 홀드 회로의 출력 신호들 중 하나의 신호를 선택하여 출력하는 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치.
청구항 5항에 있어서,
상기 제1 멀티플렉서 및 상기 제2 멀티플렉서는 상기 복수의 센싱 전극들 중 인접한 센싱 전극들의 신호들을 처리하는 샘플 앤 홀드 회로들의 출력을 선택하여 출력하는 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치.
청구항 6항에 있어서,
상기 각각의 샘플 앤 홀드 회로는 상기 복수의 센싱 전극의 채널 오프셋을 조정하는 기능을 포함하는 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치.
청구항 7항에 있어서,
상기 각각의 샘플 앤 홀드 회로는 비반전 증폭기를 포함하며, 상기 제어부는 상기 비반전 증폭기의 증폭률을 조정하여 출력 레벨을 조정함으로써 상기 복수의 센싱 전극의 채널 오프셋을 조정하는 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치.
청구항 8항에 있어서,
상기 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치는, 상기 제1 차동 증폭부의 출력을 디지털 데이터로 변환하기 위한 제1 아날로그-디지털 변환기 및 상기 제2 차동 증폭부의 출력을 디지털 데이터로 변환하기 위한 제2 아날로그-디지털 변환기를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 제1 아날로그-디지털 변환기의 출력 및 상기 제2 아날로그-디지털 변환기의 출력을 수신하여 터치 이벤트 및 호버 이벤트를 감지하기 위한 디지털 신호 처리부를 포함하는 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치.
청구항 9항에 있어서,
아날로그 모드시, 상기 디지털 신호 처리부의 제어 신호에 따라 상기 제1 차동 증폭부 및 상기 제2 차동 증폭부는 각각 인접 채널의 신호들을 감산하여 증폭하여 출력하고, 상기 제1 아날로그-디지털 변환기 및 상기 제2 아날로그-디지털 변환기는 각각 상기 제1 차동 증폭부 및 상기 제2 차동 증폭부의 출력을 디지털 데이터로 변환하며, 상기 디지털 신호 처리부는 상기 디지털 데이터에 기반하여 터치 이벤트 또는 호버 이벤트를 센싱하고,
디지털 모드시, 상기 디지털 신호 처리부의 제어 신호에 따라 상기 제1 차동 증폭부 및 상기 제2 차동 증폭부는 각각 소정의 기준 전압과 순차적으로 입력되는 채널의 신호를 감산하여 증폭하여 출력하고, 상기 제1 아날로그-디지털 변환기 및 상기 제2 아날로그-디지털 변환기는 각각 상기 제1 차동 증폭부 및 상기 제2 차동 증폭부의 출력을 디지털 데이터로 변환하며, 상기 디지털 신호 처리부는 상기 디지털 데이터에 기반하여 터치 이벤트 또는 호버 이벤트를 센싱하는 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치.
청구항 10항에 있어서,
상기 각각의 C-V 컨버터는,
일단이 상기 센싱 전극에 연결되는 제1 스위치;
일단이 상기 센싱 전극에 연결되며 타단에 소정의 제1 전압이 인가되는 제2 스위치;
상기 제1 스위치의 타단에 반전 입력 단자가 연결되고 비반전 입력 단자에 상기 제1 전압이 인가되는 제1 연산 증폭기;
상기 제1 연산 증폭기의 비반전 입력 단자와 출력 단자 사이에 연결된 제1 커패시터; 및
상기 제1 커패시터와 병렬로 연결된 제3 스위치를 포함하는 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치.
청구항 11항에 있어서,
상기 각각의 적분기는,
일단이 상기 제1 연산 증폭기의 출력에 연결되는 제2 커패시터;
일단이 상기 제2 커패시터의 타단에 연결되는 제4 스위치;
일단이 상기 제2 커패시터의 타단에 연결되며 타단에 상기 제1 전압이 인가되는 제5 스위치;
상기 제4 스위치의 타단에 반전 입력 단자가 연결되고 비반전 입력 단자에 상기 제1 전압이 인가되는 제2 연산 증폭기;
상기 제2 연산 증폭기의 비반전 입력 단자와 출력 단자 사이에 연결된 제3 커패시터; 및
상기 제3 커패시터와 병렬로 연결된 제6 스위치를 포함하는 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치.
청구항 12항에 있어서,
상기 각각의 샘플 앤 홀드 회로는,
일단이 상기 제2 연산 증폭기의 출력에 연결되는 제7 스위치;
상기 제7 스위치의 타단에 반전 입력 단자가 연결된 제3 연산 증폭기;
일단이 상기 제3 연산 증폭기의 비반전 입력 단자에 연결되고 타단은 접지에 연결된 제1 저항;
상기 제3 연산 증폭기의 비반전 입력 단자와 출력 단자 사이에 연결되며 상기 제어부의 제어 신호에 따라 저항값이 변하는 제2 저항;
상기 제3 연산 증폭기의 비반전 입력 단자와 접지 사이에 연결된 제4 커패시터; 및
상기 제4 커패시터에 병렬로 연결된 스위치를 포함하는 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치.
청구항 13항에 있어서,
상기 제1 차동 증폭부 및 상기 제2 차동 증폭부는, 각각,
일단이 상기 제1 멀티플렉서의 출력에 연결된 제3 저항;
상기 제3 저항의 타단에 비반전 입력 단자가 연결된 제4 연산 증폭기;
일단에 상기 제1 전압이 인가되고 타단은 상기 제4 연산 증폭기의 비반전 입력 단자에 연결되며 상기 제어부의 제어 신호에 따라 저항값이 변하는 제4 저항;
일단이 상기 제2 멀티플렉서의 출력에 연결된 제8 스위치;
일단에 소정의 기준 전압이 인가되고 타단은 상기 제8 스위치의 타단과 연결된 제9 스위치;
일단이 상기 제8 스위치의 타단과 상기 제9 스위치의 타단과 연결되며 타단은 상기 제4 연산 증폭기의 비반전 입력 단자에 연결된 제5 저항; 및
상기 제4 연산 증폭기의 비반전 입력 단자와 출력 단자 사이에 연결되며 상기 제어부의 제어 신호에 따라 저항값이 변하는 제6 저항을 포함하는 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치.
각각의 센싱 전극의 정전 용량 변화에 따라 상이한 전압 값을 출력하는 복수의 정전 용량-전압 컨버터(C-V 컨버터), 상기 각각의 C-V 컨버터의 출력 전압을 적분하기 위한 복수의 적분기, 상기 복수의 적분기의 출력들을 멀티플렉싱하기 위한 제1 멀티플렉서, 상기 복수의 적분기의 출력들을 멀티플렉싱하기 위한 제2 멀티플렉서, 상기 제1 멀티플렉서의 출력과 상기 제2 멀티플렉서의 출력을 수신하는 터치 센싱용 제1 차동 증폭부, 상기 제1 멀티플렉서의 출력과 상기 제2 멀티플렉서의 출력을 수신하는 호버 센싱용 제2 차동 증폭부, 상기 제1 차동 증폭부의 출력을 디지털 데이터로 변환하기 위한 제1 아날로그-디지털 변환기, 상기 제2 차동 증폭부의 출력을 디지털 데이터로 변환하기 위한 제2 아날로그-디지털 변환기 및 상기 제1 아날로그-디지털 변환기와 제2 아날로그-디지털 변환기의 출력들을 수신하여 터치 이벤트 및 호버 이벤트를 감지하기 위한 디지털 신호 처리부를 포함하는 터치 센싱 장치의 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 방법에 있어서,
(A) 상기 디지털 신호 처리부가 아날로그 모드인지 또는 디지털 모드인지를 판단하는 단계;
(B) 상기 단계 (A)에서 상기 디지털 신호 처리부가 아날로그 모드라고 판단한 경우, 상기 디지털 신호 처리부의 제어 신호에 따라 상기 제1 차동 증폭부 및 상기 제2 차동 증폭부가 각각 입력되는 신호들을 감산하여 증폭하여 출력하는 단계;
(C) 상기 제1 아날로그-디지털 변환기 및 상기 제2 아날로그-디지털 변환기가 각각 상기 제1 차동 증폭부 및 상기 제2 차동 증폭부의 출력을 디지털 데이터로 변환하는 단계;
(D) 상기 디지털 신호 처리부가 상기 디지털 데이터에 기반하여 터치 이벤트 또는 호버 이벤트를 센싱하는 단계;
(E) 상기 단계 (A)에서 상기 디지털 신호 처리부가 디지털 모드라고 판단한 경우, 상기 디지털 신호 처리부의 제어 신호에 따라 상기 제1 차동 증폭부 및 상기 제2 차동 증폭부가 각각 입력되는 채널의 신호와 소정의 기준 전압을 감산하여 증폭하여 출력하는 단계;
(F) 상기 제1 아날로그-디지털 변환기 및 상기 제2 아날로그-디지털 변환기가 각각 상기 제1 차동 증폭부 및 상기 제2 차동 증폭부의 출력을 디지털 데이터로 변환하는 단계; 및
(G) 상기 디지털 신호 처리부가 두 채널의 데이터가 수신되는 경우 두 채널의 데이터를 감산하고, 상기 감산 결과에 기반하여 터치 이벤트 또는 호버 이벤트를 센싱하는 단계를 포함하는 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 방법.
청구항 15항에 있어서,
상기 제1 차동 증폭부는 저 이득 모드로 동작하고, 상기 제2 차동 증폭부는 고 이득 모드로 동작하는 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 방법.
청구항 16항에 있어서, 상기 디지털 신호 처리부는 상기 제2 차동 증폭부가 포화 상태가 되는 경우, 터치 이벤트가 발생한 것으로 판단하여 상기 제1 차동 증폭부의 출력에 기반하여 터치 이벤트를 센싱하고, 상기 제1 차동 증폭부의 출력이 제1 레벨 미만이고, 상기 제2 차동 증폭부의 출력이 제2 레벨 이상인 경우 호버 이벤트가 발생한 것으로 판단하여 상기 제2 차동 증폭부의 출력에 기반하여 호버 이벤트를 센싱하는 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 방법.
청구항 17항에 있어서,
상기 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 장치는 상기 각각의 적분기의 출력을 소정 시간 유지하는 복수의 샘플 앤 홀드 회로를 더 포함하고, 상기 제1 멀티플렉서 및 상기 제2 멀티플렉서는 상기 복수의 샘플 앤 홀드 회로의 출력들을 수신하여 멀티플렉싱하는 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 방법.
청구항 18항에 있어서,
상기 제1 멀티플렉서 및 상기 제2 멀티플렉서는 상기 복수의 센싱 전극들 중 인접한 센싱 전극들의 신호들을 처리하는 샘플 앤 홀드 회로들의 출력을 선택하여 출력하고,
상기 단계 (B)에서 상기 제1 차동 증폭부 및 상기 제2 차동 증폭부는 각각 상기 제1 멀티플렉서 및 상기 제2 멀티플렉서에서 출력되는 인접 채널 신호들을 감산하여 증폭하여 출력하며,
상기 단계 (G)에서 상기 두 채널은 인접 채널을 포함하는 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 방법.
청구항 19항에 있어서,
상기 각각의 샘플 앤 홀드 회로는 상기 복수의 센싱 전극의 채널 오프셋을 조정하는 기능을 포함하는 호버 센싱을 지원하는 터치 센싱 방법.