KR20150033111A - 터치스크린 장치 및 그의 구동 방법 - Google Patents

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KR20150033111A
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capacitance
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박타준
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명은 터치스크린 장치 그의 구동 방법에 관한 것으로서 본 발명의 터치스크린 장치는 내부 커패시터; 상기 내부 커패시터에 소정의 스캔 신호를 인가하는 구동단; 적어도 하나의 커패시터를 각각 구비하는 복수의 C-V 컨버터를 포함하여, 상기 내부 커패시터의 정전용량 변화를 검출하는 감지 회로부; 및 상기 복수의 C-V 컨버터에서 출력되는 전압에 기초하여 상기 복수의 C-V 컨버터의 전압 편차 정보를 생성하는 연산부; 를 포함할 수 있다.

Description

터치스크린 장치 및 그의 구동 방법{TOUCHSCREEN APPARATUS AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 터치스크린 장치 및 그의 구동 방법에 관한 것이다.
터치스크린, 터치패드 등과 같은 터치스크린 장치는 디스플레이 장치에 부착되어 사용자에게 직관적인 입력 방법을 제공할 수 있는 입력 장치로서, 최근 휴대폰, PDA(Personal Digital Assistant), 네비게이션 등과 같은 다양한 전자 기기에 널리 적용되고 있다. 특히 최근 스마트폰에 대한 수요가 증가하면서, 제한된 폼팩터에서 다양한 입력 방법을 제공할 수 있는 터치스크린 장치로 터치스크린의 채용 비율이 날로 증가하고 있다.
휴대용 기기에 적용되는 터치스크린은 터치 입력을 감지하는 방법에 따라 크게 저항막 방식과 정전용량 방식으로 구분할 수 있으며, 이 중 정전용량 방식은 상대적으로 수명이 길고 다양한 입력 방법과 제스처를 손쉽게 구현할 수 있는 장점으로 인해 그 적용 비율이 갈수록 높아지고 있다. 특히 정전용량 방식은 저항막 방식에 비해 멀티 터치 인터페이스를 구현하기가 용이하여 스마트폰 등의 기기에 폭넓게 적용된다.
정전용량 방식의 터치스크린은 일정한 패턴을 갖는 복수의 전극을 포함하며, 터치 입력에 의해 정전용량 변화가 생성되는 복수의 노드가 상기 복수의 전극에 의해 정의된다. 2차원 평면에 분포하는 복수의 노드는, 터치 입력에 의해 자체 정전용량(Self-Capacitance) 또는 결합 정전용량(Mutual-Capacitance) 변화를 생성하며, 복수의 노드에서 생성되는 정전용량 변화에 가중 평균 계산법 등을 적용하여 터치 입력의 좌표를 계산할 수 있다. 정확한 터치 입력의 좌표 계산을 위해서는 터치 입력에 의해 생성되는 정전용량 변화를 정확하게 감지할 수 있는 기술이 필요하다. 다만, 터치 패널에서 발생하는 정전용량 변화를 감지하기 위한 감지 회로의 제조시 불가피하게 공정상의 오차가 발생하는 경우, 정전용량 변화를 정확하게 감지하는 데에 방해가 될 수 있다.
하기의 선행기술문헌 중 특허문헌 1에는 하기의 선행기술문헌 중 특허문헌 1은 터치 패널의 제조 공정에서 발생한 센싱 커패시턴스의 편차를 보상하는 내용이 개시되어 있으나, 감지 회로에서 출력되는 전압 편차를 보정하는 내용을 개시하고 있지 못하다.
대한민국 공개특허공보 10-2011-0052423
본 발명의 과제는 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 터치 패널에서 형성되는 노드 커패시터와 동일한 정전용량을 가지는 내부 커패시터를 구비하여, 복수의 C-V 컨버터의 출력 전압 편차를 보정할 수 있는 터치스크린 장치를 제공한다.
본 발명의 제1 기술적인 측면에 따르면, 내부 커패시터; 상기 내부 커패시터에 소정의 스캔 신호를 인가하는 구동단; 적어도 하나의 커패시터를 각각 구비하는 복수의 C-V 컨버터를 포함하여, 상기 내부 커패시터의 정전용량 변화를 검출하는 감지 회로부; 및 상기 복수의 C-V 컨버터에서 출력되는 전압에 기초하여 상기 복수의 C-V 컨버터의 전압 편차 정보를 생성하는 연산부; 를 포함하는 터치스크린 장치를 제공한다.
상기 내부 커패시터와 상기 복수의 C-V 컨버터를 선택적으로 연결하는 스위치단; 을 더 포함할 수 있다.
상기 연산부는, 상기 전압 편차 정보에 따라 상기 적어도 하나의 커패시터의 정전용량을 조정할 수 있다.
상기 복수의 C-V 컨버터에서 출력되는 전압에 따라 디지털 신호를 생성하는 신호 변환부; 를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제1 기술적인 측면에 따르면, 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제1 전극과 절연되어 형성되는 복수의 제2 전극을 구비하는 패널부; 상기 복수의 제1 전극과 상기 복수의 제2 전극의 교차점에서 생성되는 노드 커패시터와 동일한 정전용량을 가지는 내부 커패시터; 상기 노드 커패시터 및 상기 내부 커패시터에서의 정전용량 변화를 검출하는 감지 회로부; 및 상기 노드 커패시터에서의 정전용량 변화에 따라 터치 입력을 판단하고, 상기 내부 커패시터에서의 정전용량 변화에 따라 상기 감지 회로부의 전압 편차 정보를 생성하는 연산부; 를 포함할 수 있다.
상기 감지 회로부에 있어서, 상기 노드 커패시터의 정전용량 변화 검출 구간은 상기 내부 커패시터의 정전용량 변화 검출 구간과 중첩되지 않을 수 있다.
상기 감지 회로부는, 적어도 하나의 커패시터를 각각 구비하는 복수의 C-V 컨버터를 포함하여, 상기 노드 커패시터 및 내부 커패시터의 정전용량 변화를 전압으로 검출할 수 있다.
상기 내부 커패시터와 상기 복수의 C-V 컨버터를 선택적으로 연결하는 스위치단; 을 더 포함할 수 있다.
상기 연산부는, 상기 전압 편차 정보에 따라 상기 적어도 하나의 커패시터의 정전용량을 조정할 수 있다.
상기 복수의 제1 전극에 소정의 구동 신호를 인가하는 구동 회로부; 및
상기 내부 커패시터에 소정의 스캔 신호를 인가하는 구동단; 을 더 포함할 수 있다.
상기 구동 회로부와 상기 구동단의 동작 구간은 서로 중첩되지 않을 수 있다.
상기 구동 신호와 상기 스캔 신호는 진폭, 주기 및 파형이 동일할 수 있다.
상기 연산부는, 상기 노드 커패시터에서의 정전용량 변화에 따라 터치 입력의 터치 입력의 개수, 좌표 및 제스처 동작 중 적어도 하나를 판단할 수 있다.
본 발명의 제3 기술적인 측면에 따르면, 패널부에 형성되는 노드 커패시터와 동일한 정전용량을 가지는 내부 커패시터에 소정의 스캔 신호를 인가하는 단계; 상기 스캔 신호에 따른 내부 커패시터의 정전용량 변화를 적어도 하나의 커패시터를 각각 구비하는 복수의 C-V 컨버터에서 검출하는 단계; 상기 복수의 C-V 컨버터에서 출력되는 전압을 비교하는 단계; 및 상기 비교 결과에 따라 상기 적어도 하나의 커패시터의 정전용량을 조정하는 단계; 를 포함할 수 있다.
상기 검출 단계는, 상기 내부 커패시터와 상기 복수의 C-V 컨버터를 선택적으로 연결하여, 상기 복수의 C-V 컨버터에서 상기 정전용량 변화를 검출할 수 있다.
상기 조정 단계는, 상기 비교 결과에 따라 상기 복수의 C-V 컨버터에서 출력되는 전압이 동일하도록 상기 복수의 커패시터에 각각 구비되는 상기 적어도 하나의 커패시터의 정전용량을 조정할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 터치스크린 장치에 채용되는 복수의 C-V 컨버터의 출력 전압 편차를 보정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 장치를 구비한 전자 기기의 외관을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 장치에 포함될 수 있는 패널부를 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 장치에 포함될 수 있는 패널부의 단면을 나타낸 도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 터치스크린 장치를 나타낸 도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 장치의 편차 보정 방법을 나타내는 흐름도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 장치를 구비한 전자 기기의 외관을 나타낸 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 전자 기기(100)는 화면을 출력하기 위한 디스플레이 장치(110), 입력부(120), 음성 출력을 위한 오디오부(130) 등을 포함하며, 디스플레이 장치(110)와 일체화되어 터치스크린 장치를 구비할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 모바일 기기 같은 경우 터치스크린 장치가 디스플레이 장치에 일체화되어 구비되는 것이 일반적이며, 터치스크린 장치는 디스플레이 장치가 표시하는 화면이 투과할 수 있을 정도로 높은 빛 투과율을 가져야 한다. 따라서 터치스크린 장치는 PET(Polyethylene terephthalate), PC(polycarbonate), PES(polyethersulfone), PI(polyimide), PI(Polyimide), PMMA (Polymethylmethacrylate) 등과 같이 투명한 필름 재질의 베이스 기판에 투명하고 전기 전도성을 갖는 ITO(Indium-Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), 탄소 나노 튜브(CNT, Carbon Nano Tube), 또는 그라핀(Graphene)과 같은 물질로 감지 전극을 형성함으로써 구현될 수 있다. 디스플레이 장치의 베젤 영역에는 투명 전도성 물질로 형성된 감지 전극과 연결되는 배선 패턴이 배치되며, 배선 패턴은 베젤 영역에 의해 시각적으로 차폐되므로 은(Ag), 구리(Cu) 등과 같은 금속 물질로도 형성이 가능하다.
본 발명에 따른 터치스크린 장치는 정전용량 방식에 따라 동작하는 것을 가정하므로, 소정의 패턴을 갖는 복수의 전극을 포함할 수 있다. 또한 복수의 전극에서 생성되는 정전용량 변화를 검출하기 위한 정전용량 감지 회로와, 정전용량 감지 회로의 출력 신호를 디지털 값으로 변환하는 아날로그-디지털 변환 회로, 디지털 값으로 변환된 데이터를 이용하여 터치 입력을 판단하는 연산 회로 등을 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 장치에 포함될 수 있는 패널부를 나타낸 도이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 패널부(200)는 기판(210), 기판(210) 상에 마련되는 복수의 전극(220, 230)을 포함한다. 도 2에는 도시되지 않았으나, 복수의 전극(220, 230) 각각은 배선 및 본딩 패드를 통해 기판(210)의 일단에 부착되는 회로 기판의 배선 패턴과 전기적으로 연결될 수 있다. 회로 기판에는 컨트롤러 집적회로가 실장되어 복수의 전극(220, 230)에서 생성되는 감지 신호를 검출하고, 그로부터 터치 입력을 판단할 수 있다.
복수의 전극(220, 230)은 기판(210)의 일면 또는 양면에 마련될 수 있으며, 도 2에는 마름모, 또는 다이아몬드 형상의 패턴을 갖는 복수의 전극(220, 230)이 도시되었으나, 이 외에 직사각형, 삼각형 등의 다양한 다각형 형상의 패턴을 가질 수 있음은 물론이다.
복수의 전극(220, 230)은 X 축 방향으로 연장되는 제1 전극(220)과, Y 축 방향으로 연장되는 제2 전극(230)을 포함한다. 제1 전극(220)과 제2 전극(230)은 기판(210)의 양면에 마련되거나, 또는 서로 다른 기판(210)에 마련되어 교차될 수 있으며, 기판(210)의 일면에 모두 마련되는 경우에는 제1 전극(220)과 제2 전극(230)의 교차 지점에 부분적으로 소정의 절연층을 형성할 수 있다.
또한, 복수의 전극(220, 230)이 형성되는 영역 이외에, 복수의 전극(220, 230)과 연결되는 배선이 마련되는 영역에 대해서는 통상 불투명한 금속 물질로 형성되는 배선을 시각적으로 차폐하기 위한 소정의 인쇄 영역이 기판(210)에 형성될 수 있다.
복수의 전극(220, 230)과 전기적으로 연결되어 터치 입력을 감지하는 장치는, 터치 입력에 의해 복수의 전극(220, 230)에서 생성되는 정전용량 변화를 검출하고 그로부터 터치 입력을 감지한다. 제1 전극(220)은 컨트롤러 집적 회로에서 D1~D8로 정의되는 채널에 연결되어 소정의 구동 신호를 인가받을 수 있으며, 제2 전극(230)은 S1~S8로 정의되는 채널에 연결되어 터치스크린 장치가 감지 신호를 검출하는 데에 이용될 수 있다. 이때, 컨트롤러 집적 회로는 제1 전극(220)과 제2 전극(230) 사이에서 생성되는 결합 정전용량(mutual-capacitance) 변화를 감지 신호로 검출할 수 있으며, 제1 전극(220) 각각에 순차적으로 구동 신호를 인가하고, 제2 전극(230)에서 동시에 정전용량 변화를 검출하는 방식으로 동작할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 장치에 포함될 수 있는 패널부의 단면을 나타낸 도이다. 도 3은 도 2에 도시한 패널부(200)를 Y-Z 평면으로 잘라서 나타낸 단면도로서, 도 2에서 설명한 기판(210), 복수의 감지 전극(220, 230) 이외에 접촉을 인가받는 커버 렌즈(240, Cover Lens)를 더 포함할 수 있다. 커버 렌즈(240)는 감지 신호 검출에 이용되는 제2 전극(230) 상에 마련되어 손가락 등의 접촉 물체(250)로부터 터치 입력을 인가받는다.
채널 D1~D8을 통해 순차적으로 제1 전극(320)에 구동 신호가 인가되면, 구동 신호가 인가된 제1 전극(220)과, 제2 전극(230) 사이에서 결합 정전용량이 생성된다. 제1 전극(220)에 순차적으로 구동 신호가 인가되면, 접촉 물체(250)가 접촉된 영역과 인접한 제1 전극(220)과 제2 전극(230) 사이에서 생성되는 결합 정전용량에서 정전용량 변화가 발생한다. 상기 정전용량 변화는 접촉 물체(250)와 구동 신호가 인가된 제1 전극(220) 및 제2 전극(230) 사이의 중첩된 영역의 면적에 비례할 수 있으며, 도 3에서는 채널 D2 및 D3에 각각 연결된 제1 전극(220)과 제2 전극(230) 사이에서 생성된 결합 정전용량이 접촉 물체(250)에 의해 영향을 받는다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 터치스크린 장치를 나타낸 도이다. 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 터치스크린 장치는 패널부(310), 구동 회로부(320), 감지 회로부(330), 신호 변환부(340), 및 연산부(350)를 포함한다.
패널부(310)는 제1축 - 도 4의 가로 방향 - 방향으로 연장되는 복수의 제1 전극 X1-Xm과, 제1축에 교차하는 제2축 - 도 4의 세로 방향 - 방향으로 연장되는 복수의 제2 전극 Y1-Yn을 포함한다. 이 때, 노드 커패시터 C11~Cmn는 복수의 제1 전극 X1-Xm 및 제2 전극 Y1-Yn의 교차점에서 생성되는 결합 정전용량을 등가적으로 표현한 것에 해당한다. 한편, 구동 회로부(320), 감지 회로부(330), 신호 변환부(340), 및 연산부(350)는 하나의 집적 회로(IC)로 구현될 수 있다.
구동 회로부(320)는 패널부(310)의 복수의 제1 전극 X1-Xm에 소정의 구동 신호를 인가한다. 구동 신호는 소정 주기와 진폭을 갖는 구형파(Square Wave), 사인파(Sine Wave), 삼각파(Triangle Wave) 등일 수 있으며, 복수의 제1 전극 각각에 순차적으로 인가될 수 있다. 도 4에는 구동 신호를 생성 및 인가하기 위한 회로가 복수의 제1 전극 X1-Xm 각각에 개별적으로 연결되는 것으로 도시하였으나, 하나의 구동 신호 생성 회로를 구비하고 스위칭 회로를 이용하여 복수의 제1 전극 각각에 구동 신호를 인가하는 구성 또한 가능함은 물론이다.
감지 회로부(330)는 복수의 제2 전극 Y1-Yn으로부터 노드 커패시터 C11-Cmn의 정전용량 변화를 감지하는데, 감지 회로부(330)는 적어도 하나의 연산 증폭기와 적어도 하나의 커패시터를 각각 구비하는 복수의 C-V 컨버터를 포함할 수 있다. 이 때, 복수의 C-V 컨버터는 노드 커패시터 C11-Cmn의 정전용량 변화를 전압으로 변경하여 출력한다. 일 예로써, 복수의 C-V 컨버터 각각은 정전용량 변화 를 적분하여 소정의 전압으로 변경할 수 있다.
도 4에서는 연산 증폭기의 반전단과 출력단에 커패시터가 배치되는 것으로 도시되었으나, 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 회로 구성의 배치가 변경될 수 있으며, 나아가, 도 4에서는 하나의 연산증폭기와 하나의 커패시터를 구비하는 것으로 도시되었으나, 복수의 연산증폭기와 복수의 커패시터를 구비할 수 있음은 물론이다.
복수의 제1 전극 X1-Xm 중 인접하는 한 쌍의 전극에 구동 신호를 순차적으로 인가하는 경우, 복수의 제2 전극으로부터 정전용량 변화 C11-Cmn을 동시에 검출할 수 있으므로, C-V 컨버터는 복수의 제2 전극 Y1-Yn의 개수인 n개 만큼 구비될 수 있다.
신호 변환부(340)는 C-V 컨버터가 생성하는 아날로그 신호로부터 디지털 신호 SD를 생성한다. 일례로, 신호 변환부(340)는 전압 형태로 감지 회로부(330)가 출력하는 아날로그 신호가 소정의 기준 전압 레벨까지 도달하는 시간을 측정하여 이를 디지털 신호 SD로 변환하는 TDC(Time-to-Digital Converter) 회로 또는 감지 회로부(330)가 출력하는 아날로그 신호의 레벨이 소정 시간 동안 변화하는 양을 측정하여 이를 디지털 신호 SD로 변환하는 ADC(Analog-to-Digital Converter) 회로를 포함할 수 있다.
연산부(350)는 디지털 신호 SD를 이용하여 패널부(310)에 인가된 접촉 입력을 판단한다. 디지털 신호 SD를 이용하여 패널부(310)에 인가된 터치 입력의 개수, 좌표, 제스처 동작 등을 판단할 수 있다.
연산부(350)는 감지 회로부(330)에서 출력되는 전압에 따라 생성되는 아날로그 신호에 기초하여 터치 입력을 판단하는데, 패널부(310)에 형성되는 복수의 노드 커패시터 C11-Cmn의 커패시턴스가 동일한 경우에도 감지 회로부(330)에 포함되는 복수의 C-V 컨버터에서 편차가 발생하는 경우, 터치 입력을 정확히 판단할 수 없다.
본 실시예에 따른 터치스크린 장치는 구동단(360), 내부 커패시터(370) 및 스위치단(380)을 구비하여, 감지 회로부(330)에 구비되는 복수의 적분회로에 의한 편차를 제거할 수 있다.
구동단(360)은 연산부(350)의 제어에 의해 동작하며 내부 커패시터(370)에 소정의 스캔 신호를 인가한다. 이 때, 구동단(360)에서 생성되는 스캔 신호는 구동 회로부(320)에서 생성되어 노드 커패시터 C11-Cmn에 인가되는 구동 신호와 진폭, 주기 및 파형이 동일하게 설정될 수 있다. 본 실시예에 따른 터치스크린 장치는 구동 회로부(320) 외에도 구동단(360)을 추가적으로 구비하는 것으로 도시하였으나, 구동단(360)을 구비함 없이, 구동 회로부(320)에서 상기 스캔 신호를 생성하여, 내부 커패시터(370)에 인가할 수 있음은 물론이다.
내부 커패시터(370)의 일단은 구동단(360)과 연결되어, 내부 커패시터(370)는 구동단(360)에서 제공되는 스캔 신호에 의해 전하가 충전된다. 이 때, 내부 커패시터(370)의 정전용량은 노드 커패시터 C11~Cmn의 정전용량과 동일하게 설정될 수 있다.
스위치단(380)은 연산부(350)의 제어에 의해서 내부 커패시터(370)의 타단을 복수의 제2 전극 Y1-Yn과 감지 회로부(330)를 연결하는 채널에 선택적으로 연결할 수 있다. 일 예로써, 스위치단(380)은 내부 커패시터(380)를 각 채널에 순차적으로 연결할 수 있다.
스위치단(380)에 의해 내부 커패시터(370)는 감지 회로부(330)에 구비되는 복수의 C-V 컨버터와 선택적으로 또는 순차적으로 연결되고, 연산부(350)는 감지 회로부(330)에서 출력되는 아날로그 신호에 따라 생성되는 디지털 신호 SD에 기초하여 각 채널에 연결되는 C-V 컨버터의 전압 편차 정보를 생성할 수 있다. 연산부(350)는 상기 생성된 전압 편차 정보에 따라 복수의 C-V 컨버터에 구비되는 적어도 하나의 커패시터의 정전용량을 조정하여, 각 C-V 컨버터의 편차를 제거할 수 있다.
도 4의 실시예에서, 감지 회로부(330)에 포함되는 C-V 컨버터의 구체적 구성에 대하여 도시하지 않았으나, 본 실시예에 채용되는 C-V 컨버터는 적어도 하나의 연산 증폭기와 커패시터를 구비하여 패널부(310)에서 생성되는 정전용량을 전압과 같은 아날로그 신호로 변경하면 족한 것으로서, 각 C-V 컨버터의 전압 편차 정보에 기초하여, C-V 컨버터에 포함되는 적어도 하나의 커패시터의 정전용량을 조정하는 것은 본 발명의 사상에 포함된다고 할 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 장치의 편차 보정 방법을 나타내는 흐름도이다.
본 실시예에 의한 터치스크린 장치의 편차 보정 방법은 복수의 C-V 컨버터의 편차를 제거하기 위한 것으로서, 본 실시예에 의한 편차 보정 방법은 편차 보정 모드에서 실행되는데, 편차 보정 모드는 터치스크린 장치의 초기 - 전원이 오프 상태에서 온 상태로 전환시 - 동작 시점, 사전에 설정된 주기 마다 또는 터치 입력이 인가되지 않는 상태인 슬립 모드에서 실행될 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 일반적인 터치를 입력받기 위한 동작 모드 - 노멀 모드 - 이 외의 상태에서 실행될 수 있다. 이러한 편차 보정 모드에서 구동 회로부(320)는 동작하지 않는 상태로서, 구동 회로부(320)는 구동 신호를 복수의 제1 전극 X1-Xm에 인가하지 않을 수 있다.
연산부(350)는 구동단(360)을 제어하여 내부 커패시터(370)에 소정의 스캔 신호를 인가한다(S510). 스위치단(380)은 내부 커패시터(370)를 복수의 C-V 컨버터와 선택적으로 또는 순차적으로 연결한다(S520). 연산부(350)는 내부 커패시터(370)와 연결되는 각 C-V 컨버터에서 생성되는 아날로그 신호 또는 상기 아날로그 신호에 따라 생성되는 디지털 신호에 기초하여 각 C-V 컨버터에서 출력되는 전압의 레벨이 동일한지 비교한다(S530, S540). 이 때, 각 C-V 컨버터에서 출력되는 전압의 레벨이 동일한 경우에 연산부(350)는 복수의 C-V 컨버터에 포함되는 적어도 하나의 커패시터의 정전용량을 저장한다(S550).
다만, 복수의 C-V 컨버터에서 출력되는 전압의 레벨이 다른 경우에 연산부(350)는 복수의 C-V 컨버터에 포함되는 적어도 하나의 커패시터의 정전용량을 조정한다(S560). 이 후, 상기 동작을 반복하여 복수의 적분회로에서 출력되는 전압이 동일한지 판단한다. 이 때, 복수의 C-V 컨버터 각각의 출력 전압 정보를 생성하고, 편차가 있는 C-V 컨버터에 구비되는 커패시터의 정전용량을 선택적으로 조정하는 방식을 이용할 수 있다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
310: 패널부
320: 구동 회로부
330: 감지 회로부
340: 신호 변환부
350: 연산부
360: 구동단
370: 내부 커패시터
380: 스위치단

Claims (16)

  1. 내부 커패시터;
    상기 내부 커패시터에 소정의 스캔 신호를 인가하는 구동단;
    적어도 하나의 커패시터를 각각 구비하는 복수의 C-V 컨버터를 포함하여, 상기 내부 커패시터의 정전용량 변화를 검출하는 감지 회로부; 및
    상기 복수의 C-V 컨버터에서 출력되는 전압에 기초하여 상기 복수의 C-V 컨버터의 전압 편차 정보를 생성하는 연산부; 를 포함하는 터치스크린 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내부 커패시터와 상기 복수의 C-V 컨버터를 선택적으로 연결하는 스위치단; 을 더 포함하는 터치스크린 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 연산부는,
    상기 전압 편차 정보에 따라 상기 적어도 하나의 커패시터의 정전용량을 조정하는 터치스크린 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 C-V 컨버터에서 출력되는 전압에 따라 디지털 신호를 생성하는 신호 변환부; 를 더 포함하는 터치스크린 장치.
  5. 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제1 전극과 절연되어 형성되는 복수의 제2 전극을 구비하는 패널부;
    상기 복수의 제1 전극과 상기 복수의 제2 전극의 교차점에서 생성되는 노드 커패시터와 동일한 정전용량을 가지는 내부 커패시터;
    상기 노드 커패시터 및 상기 내부 커패시터에서의 정전용량 변화를 검출하는 감지 회로부; 및
    상기 노드 커패시터에서의 정전용량 변화에 따라 터치 입력을 판단하고, 상기 내부 커패시터에서의 정전용량 변화에 따라 상기 감지 회로부의 전압 편차 정보를 생성하는 연산부; 를 포함하는 터치스크린 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 감지 회로부에 있어서, 상기 노드 커패시터의 정전용량 변화 검출 구간은 상기 내부 커패시터의 정전용량 변화 검출 구간과 중첩되지 않는 터치스크린 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 감지 회로부는,
    적어도 하나의 커패시터를 각각 구비하는 복수의 C-V 컨버터를 포함하여, 상기 노드 커패시터 및 내부 커패시터의 정전용량 변화를 전압으로 검출하는 터치스크린 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 내부 커패시터와 상기 복수의 C-V 컨버터를 선택적으로 연결하는 스위치단; 을 더 포함하는 터치스크린 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 연산부는,
    상기 전압 편차 정보에 따라 상기 적어도 하나의 커패시터의 정전용량을 조정하는 터치스크린 장치.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 제1 전극에 소정의 구동 신호를 인가하는 구동 회로부; 및
    상기 내부 커패시터에 소정의 스캔 신호를 인가하는 구동단; 을 포함하는 터치스크린 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 구동 회로부와 상기 구동단의 동작 구간은 서로 중첩되지 않는 터치스크린 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 구동 신호와 상기 스캔 신호는 진폭, 주기 및 파형이 동일한 터치스크린 장치.
  13. 제5항에 있어서, 상기 연산부는,
    상기 노드 커패시터에서의 정전용량 변화에 따라 터치 입력의 터치 입력의 개수, 좌표 및 제스처 동작 중 적어도 하나를 판단하는 터치스크린 장치.
  14. 패널부에 형성되는 노드 커패시터와 동일한 정전용량을 가지는 내부 커패시터에 소정의 스캔 신호를 인가하는 단계;
    상기 스캔 신호에 따른 내부 커패시터의 정전용량 변화를 적어도 하나의 커패시터를 각각 구비하는 복수의 C-V 컨버터에서 검출하는 단계;
    상기 복수의 C-V 컨버터에서 출력되는 전압을 비교하는 단계; 및
    상기 비교 결과에 따라 상기 적어도 하나의 커패시터의 정전용량을 조정하는 단계; 를 포함하는 터치스크린 장치의 구동 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 검출 단계는,
    상기 내부 커패시터와 상기 복수의 C-V 컨버터를 선택적으로 연결하여, 상기 복수의 C-V 컨버터에서 상기 정전용량 변화를 검출하는 터치스크린 장치의 구동 방법.
  16. 제14항에 있어서, 상기 조정 단계는,
    상기 비교 결과에 따라 상기 복수의 C-V 컨버터에서 출력되는 전압이 동일하도록 상기 복수의 커패시터에 각각 구비되는 상기 적어도 하나의 커패시터의 정전용량을 조정하는 터치스크린 장치의 구동 방법.
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