KR20150087756A - 멀티터치 감지를 위한 터치스크린 장치 및 그의 구동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명 멀티터치를 위한 터치스크린 장치 및 그의 구동방법은 도전성을 갖으며 연속적으로 형성되는 복수개의 센싱 스트립을 기판에 설치하여 터치 감지 영역을 제공하며, 전압레벨이 0전위인 점을 스캐닝 포인트로 하여 센싱 스트립 상에서 스캐닝 포인트가 이동되면서 발생되는 스캔신호의 전기적 특성값의 변화에 따라 멀티 터치를 감지하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 멀티터치 감지를 위한 터치스크린 장치 및 그의 구동 방법은 종래 단일 센싱전극을 이용한 터치스크린 장치에서의 멀티 터치 시에 발생되는 터치감지의 오류를 없애고, 단일 센싱전극 상에서의 2개 이상의 멀티터치 각각의 좌표를 추적할 수 있으며, 터치 민감도 및 정확도를 향상시킬 수 있다. 그리고 전극패턴을 단층 및 단면에 구현할 수 있으며, 예를 들어 커버글라스에 직접 구현할 수도 있어 제조공정을 줄여 수율을 높이고 비용을 절감할 수 있다. 또한 구동신호의 위상제어를 통해 터치스크린 장치에서의 소비전력을 절감시킬 수 있으므로 터치스크린 장치가 구비되는 전자기기의 배터리 수명을 늘릴 수 있다.

Description

멀티터치 감지를 위한 터치스크린 장치 및 그의 구동방법{TOUCH SCREEN DEVICE AND DRIVING METHOD FOR SENSING MULTI TOUCH}

본 발명은 터치스크린 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 영전위를 이동시키며 스캐닝을 수행함으로써 멀티터치 감지를 가능하게 하는 터치스크린 장치 및 그의 구동방법에 관한 것이다.

터치스크린 기술은 저항막방식, 정전용량 방식, 적외선방식, 초음파방식등이 있다. 그 중에서도 대표적인 기술은 저항막방식과 정전용량방식인데, 과거에는 저항막 방식이 많이 사용되었지만, 최근에는 정전용량방식이 우수한 터치감도, 멀티터치지원, 높은 내구성으로 주류 기술로 자리잡았다. 정전용량방식은 수동 소자중에 하나인 축전기 또는 콘덴서(capacitor)의 충방전 특성을 이용하는 방식이다. 축전기 또는 콘덴서(capacitor)는 내부에 전하를 충전할 수 있고, 직류의 흐름을 차단하고 교류를 통과시키는 특성이 있다. 터치스크린에 사용하는 정전용량 센서(capacitive sensor)는 인체의 접촉으로 생성되는 정전용량을 감지하는 센서이다. 사람의 손가락처럼 정전용량을 가지는 물체가 센서에 닿게 되면 두 전극 사이에 형성된 전계의 변화를 측정한다. 물리적인 접촉이 필요한 저항막 방식과 다르게 일정 거리에서도 정전용량 변화를 검출할 수 있기 때문에 표면을 글라스로 커버할 수 있다. 이때의 정전용량방식은 다시 표면형과 투영형으로 나눌 수 있지만 현재는 대부분 투영형을 사용한다. 투영형 방식에도 자기정전용량(Self-capacitance) 방식과 상호정전용량(Mutual-Capacitance) 방식으로 나눌 수 있으나, 투명 전극을 사용하는 ITO(인듐산화전극) 방식이 주로 사용된다.

투영형 방식의 자기정전용량(Self-capacitance) 방식과, 상호정전용량(Mutual-capacitance) 방식은 터치의 유무를 판단하고 터치 위치의 좌표를 판별 시에 사용되는데, 먼저 자기정전용량(Self capacitance) 방식은 터치인식을 위한 기본 화소마다 한 개의 전극을 사용해서 그 전극의 정전용량의 변화를 읽어내는 방식이다. 한 전극의 자기 정전용량을 측정하는 것이므로 전극층이 하나만 있으면 된다. 또한, 전극층을 하나만 사용하고, 동작원리와 구성이 간단하기 때문에 원가가 낮고, 민감도(SNR, Signal to Noise Ratio)가 높고, 측면 베젤의 두께를 줄일 수 있다. 그러나 가로, 세로의 교차점을 찾는 방식 특성상 멀티 터치에서 발생하는 고스트(ghost)현상과 전극 배선이 복잡해진다는 치명적인 단점 때문에 잘 사용되지 않는다.

상호정전용량(Mutual capacitance) 방식은 두 전극 간의 정전용량을 이용하는 방식으로써, 한 전극은 가로 축에 배열하고 다른 한 전극은 세로축으로 배열하여 격자 구조로 만든 다음 양축 간의 교차점에서 형성되는 정전용량을 순차적으로 측정해 나감으로써 특정 지점의 정전용량 변화를 감지해내는 방식이다. 모든 좌표가 개별적으로 처리되기 때문에, 멀티 터치가 발생해도 각각 구분되어 다중 인식이 가능하여 고스트(ghost)현상이 발생하지 않는다. 또한 전극 배선구조가 간단해 많은 터치 패널업체들이 채택하고 있다.

이러한 투영형 정전용량방식은 기판의 종류에 따라 유리, 필름, 일체형 방식으로 나뉜다. 현재는 필름방식의 투영형 정전용량방식이 주류기술이라고 할 수 있는데, 이 투영형 정전용량방식의 최대 장점은 멀티 터치구현이 용이하다는 점이다. 이러한 투영형 정전용량방식의 기술에는 대부분 GFF(필름전극방식), G1F(하이브리드 커버 일체형방식), GF2(인듐산화전극 필름방식) 등의 방식을 사용하고 있다.

GFF방식은 커버글라스와 디스플레이 패널 사이에 필름 센서 2장이 삽입되는 외장형 구조이다. GFF방식은 Tx전극(driving line)과 Rx전극(sensing line)을 각각 별도의 필름에 구형하기 때문에 상대적으로 공정 난이도는 낮으나, 다른 필름 방식과 다르게 2장의 필름 센서가 필요하기 때문에 원가가 상승하고 라미네이션 공정도 3번으로 증가한다. 이 필름센서는 일반적으로 PET 필름 위에 ITO 를 형성하는데, 유리 기판과 비교해서 필름기판은 가격이 저렴하고 얇고 가벼운 장점을 가지고 있는 반면에 유리에 비해 광학 특성(투과율)이 떨어지고 온도, 습도 변화에 따른 기판 변형이 일어날 수 있는 단점이 있다. 이때 광학 특성(투과율)이 떨어지면 동일한 휘도를 위해 더 많은 전력 소모가 필요하기 때문에 모바일 기기에서 불리한 측면이 있다.

G1F방식과 GF2방식은 커버글라스와 디스플레이 패널 사이에 필름센서 1장이 삽입되는 외장형 구조이다. 현재 가장 널리 사용되고 있는 GFF방식의 단점인 광학특성, 소비 전력, 원가 개선을 위해 필름 센서 2장 대신 1장으로 구현한 방식들이다.

G1F방식은 하나의 ITO 전극을 커버글라스에 형성하고 다른 하나의 ITO 전극은 필름에 형성하는 방식이다. 그러나, G1F방식의 단점은 글라스 센서 설비와 필름 센서 설비가 모두 있어야 하기 때문에 투자비에 대한 부담이 상대적으로 큰 단점이 있다. 또한 커버글라스에 직접 전극을 형성하기 때문에 이형 디자인, 밝은 베젤 구현도 어렵다.

GF2방식은 필름 양면에 ITO 전극을 형성하는 방식이다. G1F방식과 비교해서 커버글라스에 직접 전극을 형성하지 않기 때문에 이형 디자인, 밝은 베젤 구현도 가능하며, 글라스 센서 설비가 없어도 되기 때문에 투자비도 상대적으로 낮은 편이다. 그러나 필름 양면에 전극을 형성하는 공정이 어렵고 수율이 낮아 원가 개선에 어려움이 있다.

이처럼 종래의 GFF, G1F, GF2등의 방식들은 다층 구조를 가지므로 여러 공정을 거치며 수율저하와 비용 상승 등의 문제가 있어, 점차 일체형 방식 또는 커버글라스에 직접 구현한 G2(혹은 One Glass Solution)방식이 증가하고 있는 추세이다. G2 방식은 별도의 센서층이 없고 커버글라스에 직접 전극을 형성하는 일체형 구조이다. 별도의 글라스 또는 필름 기판이 없기 때문에 광학특성이 우수하고, 재료비가 적으며 얇고 가벼운 폼펙터를 구현할 수 있다. 이러한 장점 때문에 외장형 방식보다는 G2 방식이 가장 이상적인 구조로 인식되고 있고 대부분의 터치 패널 업체들이 개발하고 있다.

이러한 단면에 적용 가능한 터치센서와 관련한 종래의 특허는 제10-2005-7007202호의 "전하전송 용량성 위치센서"이다.

간단히 요약하면 단일 평면상에 저항성 물질로 제조된 센싱 스트립이 형성되고 이 센싱 스트립의 두 끝단에는 각각 커패시터들이 연결된다. 그리고 각 커패시터들에는 측정회로가 연결되어 전기전하의 동시적 주입을 측정하고, 계산장치는 각 끝단으로 주입되는 전하의 양으로 상대적 전하들의 비를 계산한다. 이러한 계산의 결과로 출력되는 값은 컨트롤러로 공급되어 터치 유무 및 터치좌표를 도출할 수 있다.

그러나 이러한 방식은 단일 평면상에 센싱 스트립을 배치하여 일체형방식의 터치 센서를 구현하였으나, 센싱 스트립 상에 둘 이상의 멀티 터치가 있을 경우에는 두 개의 터치 위치의 중간점을 터치 위치로 인식하게 된다. 또한 만약 두 개의 터치 지점 중 한 터치 지점에서 더 큰 정전용량을 갖는 다면, 더 큰 터치 지점의 방향으로 좀 더 치중된 점을 터치 위치로 인식하는 등의 문제점이 터치 오류를 발생시킬 수 있어, 터치스크린의 적용에는 어려움이 있다.

또한, 특허 제10-2008-0069880호에서는 균일한 저항 성분을 갖는 복수개의 막대형 투명전극을 형성하고 접촉에 의한 전하의 충방전 특성을 이용해 접촉의 위치를 계산한다. 그러나 막대형 전극의 동일선상에서는 둘 이상의 터치 위치를 검출해낼 수 없다는 단점이 있다.

미국 특허 제12/427,460호에서는 평행하게 배열된 ITO바의 스캐닝을 통해 스캔신호를 출력한다. 여기서 출력된 스캔신호의 전압파형과 기존 터치가 발생하지 않았을 때 출력된 스캔신호의 전압파형을 비교하여 진폭감소와 지연시간을 파악해서 최종적으로 터치위치를 파악한다. 그러나 이 또한 동일 ITO바 상에 둘 이상의 터치가 발생되었을 경우 터치 위치를 구분하는데 있어서 약간의 지연시간의 차이만 발생할 뿐, 명확히 파악하는데 한계가 있다.

특허 제10-2013-7014970호에서는 기판 상에 단일 축을 따라 복수개의 도전선이 형성되고, 각각의 도전선의 스캐닝을 통해 스캔신호를 출력한다. 도선전의 단일선상에서 출력된 스캔신호는 터치의 수에 따라 그 전달함수의 특성을 달리하여 계산된다. 그러나 동일선상에서 둘 이상의 멀티터치가 발생되었을 경우, 멀티터치가 발생되었다는 것만 판단할 뿐 그 각각의 위치를 정확하게 추적할 수 없다는 단점이 있다.

특허 제10-2012-0016836호에서는 기판 상에 복수개의 장방형 막대 형상의 신호전극을 일정한 간격으로 구비하고, 신호전극의 양단에 전압을 번갈아 인가하면서 스캐닝을 수행한다. 먼저 터치가 없을 때의 배경신호를 측정한다. 그리고 충방전 특성을 이용하여 각각의 신호전극을 통해 출력되는 스캔신호와 배경신호의 비교를 통해 먼저 터치영역을 결정하고, 그 터치영역의 신호전극에 대해서만 스캐닝을 수행하여 터치좌표를 계산하는데, 정해진 평균횟수에 도달할 때 까지 스캐닝을 수행한다. 여기서 터치영역이란, 터치가 일어난 행에 해당하는 신호전극을 의미한다.

그러나 이러한 방식은 각각의 신호전극에서의 한 개의 터치좌표는 검출할 수 있으나, 신호전극의 단일 선상에서 둘 이상의 멀티터치가 이루어지는 경우에 터치좌표를 검출할 수 없다.

특허 제10-2011-0113212호에서는 기판의 일면에 전기적으로 연속되게 이어지는 형태의 전극 패턴을 형성하고, 전극 패턴의 양측 종단에 전압을 인가한 후 전하량을 측정하여 이를 이용해 터치좌표를 검출한다.

이 경우 역시 전극 패턴상에서 한 개의 터치좌표를 검출하는 것은 가능하나, 둘 이상의 멀티터치의 경우 터치좌표를 검출할 수 없다는 단점이 있다.

본 발명의 목적은 단일 센싱전극을 이용한 터치스크린 장치에서 멀티터치 시에 발생되는 터치인식의 오류 또는 터치인식이 불가능한 것을 극복하고 단일 센싱전극 상에서의 멀티터치 감지를 가능하게 하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 전극 패턴을 단층 및 단면에 구현할 수 있어서, 예를 들어 커버글라스의 단면에 직접 구현할 수 있는 터치센서를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 터치스크린 장치에서의 소비전력을 절감시키는데 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 멀티터치 감지를 위한 터치스크린 장치 및 그의 구동 방법에 관한 것이다. 본 발명 멀티터치 감지를 위한 터치스크린 장치 및 그의 구동 방법은 도전성을 갖으며 연속적으로 형성되는 복수개의 센싱 스트립; 상기 복수개의 센싱 스트립이 설치되어 터치 감지 영역을 형성하는 기판; 상기 센싱 스트립의 일단으로 입력되는 구동신호를 발생하는 제1구동신호 발생원; 상기 센싱 스트립의 타단으로 입력되며, 상기 제1구동신호 발생원에서 발생되는 구동신호와 전압차를 갖는 구동신호를 발생하는 제2구동신호 발생원; 상기 제1 및 제2구동신호 발생원에서 발생된 구동신호를 상기 복수개의 센싱 스트립으로 선택적으로 입력하고, 상기 복수개의 센싱 스트립의 스캔신호를 선택적으로 출력하기 위한 스위칭 회로; 상기 복수개의 센싱 스트립의 스캔신호를 출력하기 위한 센싱회로; 및 상기 스위칭 회로, 제1 및 제2구동신호 발생원의 동작을 제어하여 터치 감지를 위한 스캔 동작을 수행하는 터치 컨트롤러를 포함하고, 전압레벨이 0전위인 점을 스캐닝 포인트로 하여 센싱 스트립 상에서 스캐닝 포인트가 이동되면서 발생되는 스캔신호의 전기적 특성값의 변화에 따라 멀티 터치를 감지하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 터치컨트롤러는 상기 스캐닝 포인트가 오브젝트에 의해 상기 센싱 스트립의 터치된 터치 포인트와 교차될 때의 스캔신호의 변화량에 따라 터치를 인식하고, 상기 센싱 스트립에서 출력되는 스캔신호의 시간과 거리적 상관관계에 따라 터치좌표를 검출하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 센싱회로는 상기 센싱 스트립의 일단과 타단 모두에서 스캔신호를 출력하거나 상기 센싱 스트립의 일단 또는 타단 중 어느 하나에서 스캔신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 센싱회로는 스캔신호의 전기적 특성값을 측정할 수 있는 센싱저항을 포함한다.

그리고 상기 센싱저항은 서로 다른 저항 값을 갖는 하나 이상의 저항을 포함하며, 하나 이상의 저항은 선택적으로 센싱 스트립에 연결됨으로써 센싱저항값을 가변하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 제2구동신호 발생원은 상기 제1구동신호 발생원에서 발생되는 구동신호와는 반전된 위상의 구동신호를 발생하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 제1 및 제2구동신호 발생원은 교류 또는 직류성분을 포함하거나 교류 및 직류성분 모두를 포함하는 구동신호를 발생하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 터치스크린 장치는 상기 센싱 스트립으로 서로 다른 주파수의 구동신호를 인가하기 위한 주파수 제어 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 터치스크린 장치는 제1 또는 제2구동신호 발생원으로부터 발생되는 구동신호의 위상을 제어하는 위상 제어부를 더 포함한다.

그리고 복수개의 센싱 스트립 중 어느 하나의 양단으로 전압차를 갖는 구동신호를 동시에 입력하는 단계; 상기 센싱 스트립 선상의 전압레벨이 0전위인 점을 스캐닝 포인트로 하여, 센싱 스트립 상에서 스캐닝 포인트가 이동하며 스캐닝을 수행하는 단계; 상기 센싱 스트립에서 스캔신호를 선택적으로 출력하는 단계; 및 상기 출력된 스캔신호의 전기적 특성값의 변화에 따라 터치 유무의 판별 및 터치좌표를 검출하는 단계를 포함한다.

그리고 상기 터치 유무의 판별 및 터치좌표를 검출하는 단계는 오브젝트에 의해 상기 센싱 스트립이 터치된 터치 포인트와 상기 스캐닝 포인트가 교차될 때의 스캔신호의 시간과 거리적 상관관계에 따라 터치좌표를 검출하는 단계인 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 센싱 스트립에서 스캔신호를 선택적으로 출력하는 단계는 상기 센싱 스트립의 일단 및 타단 모두에서 스캔신호를 출력하거나 상기 센싱 스트립의 일단 또는 타단 중 어느 하나에서 스캔신호를 출력하는 단계인 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 터치 유무의 판별 및 터치좌표를 검출하는 단계는 스캔신호의 전기적 특성값을 측정할 수 있는 센싱저항값을 가변하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 복수개의 센싱 스트립 중 어느 하나의 양단으로 전압차를 갖는 구동신호를 동시에 입력하는 단계는 복수개의 센싱 스트립 중 어느 하나의 양단으로 서로 반전된 위상을 갖는 구동신호를 동시에 입력하는 단계인 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 복수개의 센싱 스트립 중 어느 하나의 양단으로 전압차를 갖는 구동신호가 동시에 입력하는 단계는 복수개의 센싱 스트립 중 어느 하나의 양단에 교류 또는 직류성분을 포함하거나 교류 및 직류성분 모두를 포함하는 구동신호를 동시에 입력하는 단계인 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 복수개의 센싱 스트립 중 어느 하나의 양단으로 전압차를 갖는 구동신호가 동시에 입력하는 단계는 센싱 스트립으로 서로 다른 주파수의 구동신호를 인가하는 단계인 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 복수개의 센싱 스트립 중 어느 하나의 양단으로 전압차를 갖는 구동신호가 동시에 입력하는 단계는 구동신호의 위상을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 멀티터치 감지를 위한 터치스크린 장치 및 그의 구동 방법은 종래 단일 센싱전극을 이용한 터치스크린 장치에서의 멀티 터치 시에 발생되는 터치감지의 오류를 없애고, 단일 센싱전극 상에서의 2개 이상의 멀티터치 각각의 좌표를 추적할 수 있으며, 터치 민감도 및 정확도를 향상시킬 수 있다.

그리고 전극패턴을 단층 및 단면에 구현할 수 있으며, 예를 들어 커버글라스에 직접 구현할 수도 있어 제조공정을 줄여 수율을 높이고 비용을 절감할 수 있다.

또한 구동신호의 위상제어를 통해 터치스크린 장치에서의 소비전력을 절감시킬 수 있으므로 터치스크린 장치가 구비되는 전자기기의 배터리 수명을 늘릴 수 있다.

도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 터치센서의 전반적인 구성을 보여주는 도면이다.
도2는 본 발명의 제1실시예에 따른 터치센서의 보다 상세한 구성을 보여주는 회로도이다.
도3은 본 발명의 제1실시예에 따른 터치센서의 구동순서를 보여주기 위한 순서도이다.
도4는 본 발명의 제1실시예에 따라 센싱 스트립의 양단에 구동신호가 입력되었을 때, 센싱 스트립 상에서의 영전위의 위치변화를 보여주기 위한 도면이다.
도5는 본 발명의 터치센서에 1개의 터치가 발생되었을 때 터치 센서의 회로도이다.
도6은 본 발명의 터치센서에 2개의 터치가 발생되었을 때 터치센서의 회로도이다.
도7은 본 발명의 터치센서에 3개의 터치가 발생되었을 때 터치센서의 회로도이다.
도8은 본 발명의 제2실시예에 따라 센싱 스트립의 양단에 DC성분을 갖는 구동신호가 입력되었을 때, 센싱 스트립 상에서의 전압변화 및 영전위의 위치변화를 보여주기 위한 도면이다.
도9는 본 발명의 제3실시예에 따른 터치센서의 회로도이다.
도10은 본 발명의 제4실시예에 따른 터치센서의 회로도이다.
도11은 본 발명의 제5실시예에 따른 터치센서의 회로도이다.
도12는 본 발명의 제6실시예에 따른 터치센서의 회로도이다.
도13은 본 발명의 제7실시예에 따른 터치센서의 전극구조를 보여주는 도면이다.
도14는 본 발명의 제1실시예에 따른 터치스크린 장치의 전반적인 구성을 보여주는 도면이다.
도15는 본 발명의 제1실시예에 따른 터치스크린 장치의 보다 상세한 구성을 보여주는 회로도이다.
도16은 본 발명의 제2실시예에 따른 터치스크린 장치의 전반적인 구성을 보여주는 도면이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 터치센서의 전반적인 구성을 보여주는 도면이고, 도2는 본 발명의 제1실시예에 따른 터치센서의 보다 상세한 구성을 보여주는 회로도이다.

도1 및 도2을 참조하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 터치스크린 장치(200)의 구동원리 설명의 편의를 위하여 복수개의 센싱 스트립(110) 중 하나의 센싱 스트립(110)을 단일 터치 센서(100)로 하여 그 구동원리를 설명하도록 한다. 따라서 복수개의 터치 센서(100)는 터치스크린 장치(200)에 적용되어 그 동작을 수행한다. 본 발명의 제1실시예에 따른 터치스크린 장치(200)에 적용되는 터치 센서(100)는 센싱 스트립(110), 제1구동신호 발생원(120), 제2구동신호 발생원(130), 제1센싱회로(140), 제2센싱회로(150), 및 제어부(160)를 구비한다.

센싱 스트립(110)은 도전성 물질로 형성되며, 연속된 형태의 단선 형상을 갖는다. 센싱 스트립(110)의 형상은 단선형상에 국한되는 것은 아니다. 센싱 스트립(110)을 회로적으로 표현하면 복수개의 저항(112)을 포함한다. 복수개의 저항(112)은 모두 동일한 저항성분을 갖거나, 서로 다른 저항성분을 가질 수 있다. 예를 들어 복수개의 저항(112)은 센싱 스트립(110)의 에지로 갈수록 높은 저항성분을 갖거나, 반대로 에지로 갈수록 낮은 저항성분을 가질 수 있다. 센싱 스트립(110)의 양 단에 제1 및 제2구동신호 발생원(120, 130)으로부터 발생된 구동신호가 인가되면 복수개의 저항(112)들에 의해 전압강하가 일어난다.

제1구동신호 발생원(120)은 센싱 스트립(110)의 일단으로 입력되는 제1구동신호(VL)를 발생한다. 제1구동신호(VL)는 예를 들어 가변적인 AC신호 또는 DC신호이다.

제2구동신호 발생원(130)은 센싱 스트립(110)의 타단으로 입력되는 제2구동신호(VR)를 발생한다. 여기서 제2구동신호(VR)는 제1구동신호(VL)와 일정한 전압차를 갖는다. 또한 제2구동신호(VR)는 제1구동신호(VL)와는 반전된 위상을 갖거나, 동일한 위상을 가질 수 있다. 제2구동신호(VR) 또한 예를 들어 가변적인 AC신호 또는 DC신호일 수 있다.

제1센싱회로(140)는 센싱 스트립(110)의 일단에 연결되어 스캔신호를 출력한다. 여기서 스캔신호는 전기적 특성값을 포함한다. 제1센싱회로(140)는 제1센싱저항(142), 제1 및 제2저항(143, 145) 및 제1연산 증폭기(148)를 포함하며, 제1센싱저항(142)을 통해 스캔신호의 전기적 특성값을 출력한다. 여기서 전기적 특성값으로는 전류, 전압 및 커패시턴스 등 다양한 측정 파라미터들이 사용될 수 있다.

예를 들어 제1센싱회로(140)는 제1센싱저항(142)의 양단으로부터 스캔신호의 전압을 측정한다. 여기서 제2저항(145)은 피드백 저항이며, 스캔신호의 전압은 제1저항(143) 대 제2저항(145)의 비율로 증폭되어 출력될 수 있다. 또한 유도방식을 통해 스캔신호를 출력하기 위한 구성을 포함할 수 있다. 제1센싱회로(140)의 구성은 도면 및 설명에 국한되지 않으며 당업자에 의해 다양한 방식으로 구성될 수 있다.

제2센싱회로(150)는 센싱 스트립(110)의 타단에 연결되어 스캔신호를 출력한다. 제2센싱회로(150)는 제2센싱저항(152), 제3 및 제4저항(153, 155) 및 제2연산 증폭기(158)를 포함하며, 제2센싱저항(152)을 통해 스캔신호의 전기적 특성값을 출력한다. 여기서 전기적 특성값으로는 전류, 전압 및 커패시턴스 등 다양한 측정 파라미터들이 사용될 수 있다.

제2센싱회로(150)의 구성들은 제1센싱회로(140)의 구성들과 동일한 기능을 수행한다. 또한 제2센싱회로(150)는 유도방식을 통해 스캔신호를 출력하기 위한 구성을 포함할 수 있다. 제2센싱회로(150)의 구성들은 도면 및 설명에 국한되지 않으며 당업자에 의해 다양한 방식으로 구성될 수 있다.

예를 들어 센싱 스트립(110) 일단으로 입력되는 제1구동신호(VL)가 타단으로 입력되는 제2구동신호(VR) 보다 높은 전압 레벨을 갖는다. 따라서 전류는 제1구동신호(VL)가 입력되는 일단에서 제2구동신호(VR)가 입력되는 타단으로 흐르게 된다. 그러므로 제1센싱회로(140)를 통해 출력되는 전압은 센싱 스트립(110)의 양단으로 입력되는 구동신호의 전압차가 변화하지 않고 센싱 스트립(110) 선상의 전류가 변화되지 않으며, 제1센싱저항(142)의 값이 가변되지 않는 이상 일정한 값을 계속적으로 출력하게 된다.

그리고 제2센싱회로(150)를 통해 출력되는 전압은 오브젝트(101)의 터치에 의해 발생되는 커패시턴스에 의해 예를 들어 누설되는 전류 또는 유입되는 전류에 의해 가변되는 값을 갖는다. 이와 같은 구동 및 센싱 방법에 대한 보다 상세한 설명은 도5 내지 도7을 참조하여 아래에서 하도록 한다.

본 발명의 터치센서(100)는 제1 및 제2센싱회로(140, 150)를 모두 포함하거나, 필요에 따라 둘 중 하나의 구성만을 포함할 수도 있다. 그리고 본 발명의 터치센서(100)는 제1 및 제2센싱회로(140, 150)에서 출력된 스캔신호를 모두 입력받아 비교하여 하나의 신호파형을 출력하는 비교기(미도시)를 더 포함할 수 있다.

제1 및 제2센싱회로(140, 150)을 통해 출력되는 스캔신호는 제어부(160)에 전달된다. 제어부(160)는 오브젝트(101)의 터치에 의해 변화되는 스캔신호의 전기적 특성값에 따라 터치유무를 판별하고, 터치가 판단되면 스캔신호의 시간과 거리적 상관관계에 따라 터치좌표를 검출한다. 또한 제어부(160)는 제1 및 제2구동신호 발생원(120, 130)의 동작을 제어한다.

이와 같은 구성을 포함하는 본 발명의 터치 센서(100)는 센싱 스트립(110)의 선상에서 전압레벨이 영전위인 점을 스캐닝 포인트로 하여 스캐닝 포인트가 이동되며 스캐닝을 수행한다. 센싱 스트립(110)의 선상에서 터치 포인트와 스캐닝 포인트가 매칭될 때의 스캔신호의 변화에 따라 터치유무를 판별하고, 터치가 판단되면 스캔신호의 시간과 거리적 상관관계에 따라 터치좌표를 검출한다. 이에 대한 보다 상세한 설명은 도3을 참조하여 아래에서 하도록 한다.

도3은 본 발명의 제1실시예에 따른 터치센서의 구동순서를 보여주기 위한 순서도이다.

도3을 참조하여, 센싱 스트립(110)의 양단에 구동신호 인가단계(S100)에서는 센싱 스트립(110)의 선상에서 영전위가 이동되도록 일정한 전압차를 갖는 구동신호를 양단에 인가한다. 전기적 특성값 측정단계(S110)에서는 영전위의 단위 이동 구간에 동기하여 센싱 스트립(110)의 종단에서 전기적 특성값을 측정한다. 여기서 단위 이동 구간은 센싱 스트립(110) 선상의 각 저항(112)을 이동하는 구간을 말한다.

터치 위치 판별단계(S120)에서는 센싱 스트립(110)의 종단에 측정된 전기적 특성값의 변화량에 기초하여 예를 들어 시간 및 거리적 관계에 의해 터치 위치를 판별한다. 이에 대해 보다 상세한 터치센서의 구동방법은 아래에서 하도록 한다.

도4는 본 발명의 제1실시예에 따라 센싱 스트립의 양단에 구동신호가 입력되었을 때, 센싱 스트립 상에서의 스캐닝 포인트인 영전위의 위치변화를 보여주기 위한 도면이다. 설명의 편의를 위하여 제1, 제2센싱저항(142, 152) 및 센싱 스트립(110)의 저항(112)들을 10개의 저항소자로 표현하였다.

도4를 참조하여, 센싱 스트립(110)은 일정한 저항값을 갖는 8개의 저항(112)들을 포함하며, 양단에는 제1센싱저항(142) 및 제2센싱저항(152)이 연결된다. 예를 들어 제1구동신호 발생원(120)으로부터는 10V~0V의 제1구동신호(VL)가, 제2구동신호 발생원(130)으로부터는 0V~-10V의 제2구동신호(VR)가 10V의 전압차를 갖고 센싱 스트립(110)의 양단으로 동시에 입력된다. 또한 센싱 스트립(110)의 저항(R0~R7)들과 제1 및 제2센싱저항(142, 152)의 저항값은 1Ω이다.

따라서 제1센싱저항(142)에서 제2센싱저항(152)까지 흐르는 전류는 옴의 법칙에 의하여 1A이고, 각 저항을 지날 때 마다 1V씩의 전압강하가 일어난다. 제1센싱저항(142)을 지나면 9V, 저항 R0를 지나면 8V 순으로 제2센싱저항(152)의 끝단에서는 0V의 전압값을 갖는다. 다음으로 제1구동신호 발생원(120)으로부터는 9V의 전압이, 제2구동신호 발생원(130)으로부터는 -1V의 전압이 공급되면 각 저항들을 지나면서 1V의 전압강하가 일어나며 저항 R7과 제2센싱저항(152) 사이에는 0V가 위치하게 된다.

이와 같이 센싱 스트립(110)의 양단에 각각 10V~0V, 0V~-10V의 구동신호가 입력되고, 센싱 스트립의 저항(112)들, 제1 및 제2센싱저항(142, 152)에 의해 전압강하가 일어난다. 따라서 도3의 (a), (b) 및 (c)와 같이 스캐닝 포인트인 영전위의 위치가 오른쪽에서 왼쪽으로 이동하며 스캐닝이 이루어진다.

도5는 본 발명의 터치센서에 1개의 터치가 발생되었을 때 터치 센서의 회로도이다.

도5를 참조하여, 예를 들어 센싱 스트립(110)의 양단으로 각각 10V~0V, 0V~-10V의 제1 및 제2구동신호(VL, VR)가 입력된다. 그리고 센싱 스트립(110) 상에서 오브젝트(101)에 의해 1개의 터치포인트(TP)가 발생되면 일정 커패시턴스를 갖는 커패시터 CT가 형성된다.

터치 포인트(TP)와 스캐닝 포인트가 매칭되면 터치 포인트(TP)도 영전위를 갖고, CT의 종단에도 영전위를 가지므로 순간적으로 동전위를 갖게 되어 CT에는 전류(i_CT)의 흐름이 발생하지 않는다. 따라서 터치에 의한 CT의 형성으로 발생하던 전류(i_CT)의 흐름이 발생하지 않으므로 이때 측정되던 일정한 값의 변화가 발생된다. 그러므로 일정치를 유지하고 있던 전기적 특성값의 변화의 발생 유무에 의해 터치를 판단하고, 터치가 발생한 시점을 센싱 스트립(110)상의 거리 및 시간적 관계에 의해 터치 포인트(TP)의 좌표로 검출한다.

도6은 본 발명의 터치센서에 2개의 터치가 발생되었을 때 터치센서의 회로도이다.

도6을 참조하여, 예를 들어 센싱 스트립(110) 양단으로 각각 10V~0V, 0V~-10V의 제1 및 제2구동신호(VL, VR)가 입력된다. 그리고 센싱 스트립(110) 상에서 오브젝트(101)에 의해 제1 및 제2터치 포인트(TP1, TP2)가 발생되면 일정 커패시턴스를 갖는 커패시터 CT1 및 CT2가 형성된다.

제1터치 포인트(TP1)와 스캐닝 포인트가 매칭되면 제1터치 포인트(TP1)도 영전위를 갖고, CT1의 종단도 영전위를 가지므로 순간적으로 동전위를 갖게 되어 CT1에는 전류(i_CT1)의 흐름이 발생하지 않는다. 따라서 터치에 의한 CT1의 형성으로 발생하던 전류(i_CT1)의 흐름이 발생하지 않으므로 이때 측정되던 일정한 값의 변화가 발생된다. 따라서 일정치를 유지하던 스캔신호는 제1터치 포인트(TP1)가 스캐닝 포인트와 교차되는 시점에서 변화량이 발생되고, 스캐닝 포인트가 제1터치 포인트(TP1)를 지나는 시점부터는 그 상태의 일정값을 유지한다.

제2터치 포인트(TP2)와 스캐닝 포인트가 매칭되면 위의 경우와 마찬가지로 제2터치 포인트(TP2)와 CT2의 종단 모두가 영전위를 갖게 되어 동전위를 갖게 되므로 CT2에는 전류(i_CT2)의 흐름이 발생하지 않는다. 따라서 스캐닝 포인트가 제2터치 포인트(TP2)와 교차되는 시점에 제1터치 포인트(TP1)를 지나는 시점부터 유지하고 있던 일정한 스캔신호의 변화가 발생되고, 스캐닝 포인트가 제2터치 포인트(TP2)를 지나는 시점부터는 그 상태의 일정값을 유지한다. 여기서 변화량이 발생된 시점에 의해 터치를 판단하고, 터치가 발생한 시점을 센싱 스트립(110)상의 거리 및 시간적 관계에 의해 제1터치 포인트(TP1) 및 제2터치 포인트(TP2)의 좌표로 검출한다. 2개 이상의 멀티터치 시, 터치간의 간격은 최소 3mm인 것으로 한다.

도7은 본 발명의 터치센서에 3개의 터치가 발생되었을 때 터치센서의 회로도이다.

도7을 참조하여, 3개의 터치가 발생되었을 경우에도 위에서 설명한 바와 마찬가지로 스캐닝 포인트가 제1, 제2 및 제3터치 포인트(TP1, TP2, TP3)에 매칭될 때 유지하고 있던 일정한 스캔신호의 변화를 측정하여 변화된 시점을 센싱 스트립(110)상의 거리 및 시간적 관계에 의해 제1, 제2 및 제3터치 포인트(TP1, TP2, TP3)로 인식한다.

도8은 본 발명의 제2실시예에 따라 센싱 스트립의 양단에 DC성분을 갖는 구동신호가 입력되었을 때, 센싱 스트립 상에서의 전압변화 및 영전위의 위치변화를 보여주기 위한 도면이다.

도8을 참조하여, 센싱 스트립(110)의 양단에 DC성분을 갖는 구동신호가 인가되면 각 저항(112)을 지나는 단위 이동 구간별로 전압강하가 계속적으로 발생한다. 구동신호가 변화하며 인가됨에 따라 스캐닝 포인트는 센싱 스트립(110)의 선상에서 이동되며 스캐닝을 수행한다.

도9는 본 발명의 제3실시예에 따른 터치센서의 회로도이다.

도9를 참조하여, 센싱 스트립(110)의 양단에는 AC 및 DC성분 모두를 갖는 구동신호가 인가된다. 예를 들어 센싱 스트립(110)의 양단에는 AC성분만을 갖는 구동신호, 또는 DC성분만을 갖는 구동신호가 인가될 수 있다. 또한 센싱 스트립(110)의 양단에 AC성분을 갖는 구동신호와 DC성분을 갖는 구동신호가 교번적으로 인가될 수 있다.

도10은 본 발명의 제4실시예에 따른 터치센서의 회로도이다.

도10을 참조하여, 터치센서(100c)는 제1 및 제2주파수 제어 회로(170, 180)를 포함하며 서로 다른 주파수를 갖는 구동신호를 센싱 스트립(110)의 양단에 인가한다. 제1 및 제2주파수 제어 회로(170, 180)는 스위칭 동작을 통해 센싱 스트립(110)의 양단에 서로 다른 주파수 성분을 갖는 구동신호들이 가변적으로 인가한다.

이에 따라 터치 발생 시의 스캔신호의 변화량을 크게 하여 터치 민감도 및 정확도를 향상시킬 수 있다. 제1 및 제2주파수 제어 회로(170, 180)는 제어부(160)로부터 동작신호를 입력받아 스위칭 동작을 수행한다.

도11은 본 발명의 제5실시예에 따른 터치센서의 회로도이다.

도11을 참조하여, 터치센서(100d)는 제1 및 제2가변저항 제어 회로(172, 182)를 포함한다. 센싱 스트립(110)의 양단의 제1 및 제2센싱저항(142, 152)은 가변적일 수 있다. 제1 및 제2가변저항 제어 회로(172, 182)는 서로 다른 저항 성분을 갖는 n개의 가변 센싱저항(142d, 144, 146, 152d 154, 156)을 개별적으로 스위칭하여 센싱저항값을 변화시킬 수 있다. 그러므로 센싱 스트립(110) 양단의 제1 및 제2센싱저항(142, 152)과 센싱 스트립(110) 선상의 저항(112)들의 비율을 달리하여 전압의 분배비율을 다르게 할 수 있다. 제1 및 제2가변 저항 제어 회로(172, 182)는 센싱 스트립(110)의 양단 또는 일단에 연결될 수 있다. 제1 및 제2가변저항 제어 회로(172, 182)는 제어부(160)로부터 동작신호를 입력받아 스위칭 동작을 수행한다.

예를 들어 센싱저항을 작게 함으로써 전압의 분배비율을 센싱 스트립(110)에 크게 하여 저항(112)들에 의한 전압강하의 폭을 넓힐 수 있다. 따라서 스캐닝 포인트와 터치 포인트(TP)가 교차될 때에 변동되는 전압의 폭 또한 넓힐 수 있으므로 변화량에 의한 보다 명확한 터치의 유무 판단 및 좌표 검출이 가능하다. 또한 터치 발생 시의 스캔신호의 변화량을 노이즈 신호로 인식하는 등의 오류를 최소화할 수 있다. 여기서 노이즈 신호는 터치 센서가 구비되는 전자기기의 충전 시에 유입되는 외부전원에 의한 노이즈 신호가 포함될 수 있다.

도12는 본 발명의 제6실시예에 따른 터치센서의 회로도이다.

도12를 참조하여, 터치센서(100e)는 제1 또는 제2구동신호 발생원으로부터 발생되는 제1 및 제2구동신호(VL, VR)의 위상을 제어하는 위상 제어부(162, 164)를 포함한다. 센싱 스트립(110) 및 센싱저항(142, 152)을 포함한 터치 센서(100)의 양단에는 위상 제어부(162, 164)가 연결된다. 그러나 위상 제어부(162, 164)는 터치 센서(100)의 양단 중 어느 한 단에 연결될 수도 있다. 위상 제어부(162, 164)는 센싱 스트립(110)의 양단에 인가되는 제1 및 제2구동신호(VL, VR)의 상관관계에 따라 구동신호의 위상을 제어하여 스캐닝 포인트와 터치 포인트(TP)의 매칭을 보다 정확하게 할 수 있다. 정확하게 스캐닝 포인트와 터치 포인트(TP)가 매칭되었을 경우에 스캔신호의 최대 변화량이 발생할 수 있으므로 보다 명확하게 터치 포인트(TP)를 인식하여 좌표를 검출할 수 있다. 위상 제어부(162, 164)는 제어부(160)로부터 동작신호를 입력받아 센싱 스트립(110)에 인가되는 구동신호의 위상을 제어한다.

위상 제어부(162, 164)는 센싱 스트립(110)의 양단에 인가되는 구동신호의 상관관계에 따라 구동신호의 위상을 제어할 수도 있지만, 센싱 스트립(110)의 양단에 인가되는 구동신호의 개별적인 전압 및 전류 등의 위상을 제어하여 소비전력을 절감시킬 수 있다.

또한 상기 본 발명의 제2 내지 제6실시예들의 구성은 하나 이상 조합되어 적용될 수 있으며, 모든 실시예에 적용될 수 있다.

예를 들어 제1 및 제2주파수 제어 회로(170, 190)와 위상 제어부(162, 164)를 적용할 수 있다. 주파수와 위상을 제어하면 선택된 특성을 잘 분리해낼 수 있는 선택도를 높일 수 있으므로, 터치 포인트(TP)에서의 변화량을 보다 명확하게 확인할 수 있다. 따라서 터치 민감도 및 정확도를 향상시킬 수 있다. 또한 제1 및 제2가변저항 제어회로(172, 182)와 위상 제어부(162, 164)를 적용할 수 있다. 따라서 센싱저항(142)을 가변하여 구동신호의 전압값을 크게 함으로써 발생될 수 있는 소비전력의 증가에 대비하여 구동신호의 개별적인 전압 및 전류의 위상을 제어함으로써 구동신호의 전압값의 증가에 따른 소비전력의 증가를 방지할 수 있다.

도13은 본 발명의 제7실시예에 따른 터치센서의 구성을 보여주는 도면이다.

도13을 참조하여, 본 발명의 제7실시예에 따른 터치센서(100)는 접지라인(114)을 더 포함한다. 접지라인(114)은 센싱 스트립(110)과 병렬로 단선형상으로 배치되지만, 접지라인(114)의 형상은 단선형상에 국한되는 것은 아니다. 접지라인(114)은 센싱 스트립(110)의 선상에서 또는 터치센서(100)에서 발생할 수 있는 노이즈를 집속시킬 수 있고, 터치시의 영전위와 터치 포인트(TP)간의 매칭을 보다 정확하게 시킬 수 있다. 따라서 노이즈에 의해 발생할 수 있는 오류를 방지하는 것을 물론, 터치 민감도 및 정확도를 향상시킬 수 있다.

도14는 본 발명의 제1실시예에 따른 터치스크린 장치의 전반적인 구성을 보여주는 도면이고, 도15는 본 발명의 제1실시예에 따른 터치스크린 장치의 보다 상세한 구성을 보여주는 회로도이다.

도14 및 도15를 참조하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 터치스크린 장치(200)에는 앞서 설명한 바 있는 복수개의 터치센서(100)가 적용된다. 터치스크린 장치(200)는 기판(201), 센싱 스트립(110), 제1구동신호 발생원(120), 제2구동신호 발생원(130), 제1센싱회로(140), 제2센싱회로(150), 제어부(160), 제1스위칭 회로(190) 및 제2스위칭 회로(192)를 구비한다.

기판(201)에는 복수개의 센싱 스트립(110)이 설치되어 터치영역을 형성한다. 복수개의 센싱 스트립(110)의 양단에는 제1 및 제2스위칭 회로(190, 192)가 연결된다. 제1 및 제2스위칭 회로(190, 192)는 제1 및 제2구동신호 발생원(120, 130)으로부터 발생되는 구동신호를 스위칭 동작을 통해 센싱 스트립(110)에 선택적으로 인가한다. 복수개의 센싱 스트립(110) 중 어느 하나의 양단에 제1 및 제2구동신호(VL, VR)가 동시에 인가되면, 센싱 스트립(110) 선상에서 영전위의 이동이 일어나며 스캐닝을 수행한다.

센싱 스트립(110)의 스캐닝을 통해 출력되는 스캔신호는 제1 및 제2스위칭 회로(190, 192)를 통해 선택적으로 출력된다. 제1 및 제2스위칭 회로(190, 192)는 제1 및 제2센싱회로(140, 150)에 연결되어 선택적으로 출력되는 스캔신호의 전기적 특성값을 출력한다. 여기서 전기적 특성값으로는 전류, 전압 및 커패시턴스 등 다양한 측정 파라미터들이 사용될 수 있다.

제1 및 제2센싱회로(140, 150)을 통해 출력되는 스캔신호의 전기적 특성값은 제어부(160)에 전달된다. 제어부(160)는 앞서 터치센서(100)의 구동원리에서 설명한 바와 같이 오브젝트(101)에 의해 변화되는 스캔신호의 전기적 특성값에 따라 터치유무를 판별하고, 스캔신호의 시간과 거리적 상관관계에 따라 터치좌표를 검출한다. 또한 제어부(160)는 제1 및 제2구동신호 발생원(120, 130)의 동작을 제어한다.

도16은 본 발명의 제2실시예에 따른 터치스크린 장치의 전반적인 구성을 보여주는 도면이다.

도16을 참조하여, 본 발명의 제2실시예에 따른 터치스크린 장치(200a)는 제2스위칭 회로(192)를 제외하고 제1실시예에 따른 터치스크린 장치(200)와 동일한 구성을 갖는다. 제1스위칭 회로(190)는 복수개의 센싱 스트립(110)의 일단에 선택적으로 제1구동신호(VL)를 인가하고, 복수개의 센싱 스트립(110)의 타단에는 제2구동신호(VR)가 일괄적으로 인가된다.

이상에서 설명된 본 발명의 멀티터치 감지를 위한 터치스크린 장치 및 그의 구동방법의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그럼으로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

100, 100a, 100b, 100c, 100d, 100e: 터치센서
101: 오브젝트 110: 센싱 스트립
112: 저항 114: 접지라인
120: 제1구동신호 발생원 130: 제2구동신호 발생원
140: 제1센싱회로 142, 142d: 제1센싱저항
143: 제1저항 144, 146, 154, 156: 가변 센싱저항
145: 제2저항 148: 제1연산 증폭기
150: 제2센싱회로 152, 152d: 제2센싱저항
153: 제3저항 155: 제4저항
158: 제2연산 증폭기 160: 제어부
162, 164: 위상 제어부 170: 제1주파수 제어 회로
172: 제1가변저항 제어 회로 180: 제2주파수 제어 회로
182: 제2가변저항 제어 회로 190: 제1스위칭 회로
192: 제2스위칭 회로 200, 200a: 터치스크린 장치
201: 기판

Claims (17)

1. 도전성을 갖으며 연속적으로 형성되는 복수개의 센싱 스트립;
   상기 복수개의 센싱 스트립이 설치되어 터치 감지 영역을 형성하는 기판;
   상기 센싱 스트립의 일단으로 입력되는 구동신호를 발생하는 제1구동신호 발생원;
   상기 센싱 스트립의 타단으로 입력되며, 상기 제1구동신호 발생원에서 발생되는 구동신호와 전압차를 갖는 구동신호를 발생하는 제2구동신호 발생원;
   상기 제1 및 제2구동신호 발생원에서 발생된 구동신호를 상기 복수개의 센싱 스트립으로 선택적으로 입력하고,
   상기 복수개의 센싱 스트립의 스캔신호를 선택적으로 출력하기 위한 스위칭 회로;
   상기 복수개의 센싱 스트립의 스캔신호를 출력하기 위한 센싱회로; 및
   상기 스위칭 회로, 제1 및 제2구동신호 발생원의 동작을 제어하여 터치 감지를 위한 스캔 동작을 수행하는 터치 컨트롤러를 포함하고,
   전압레벨이 0전위인 점을 스캐닝 포인트로 하여 센싱 스트립 상에서 스캐닝 포인트가 이동되면서 발생되는 스캔신호의 전기적 특성값의 변화에 따라 멀티 터치를 감지하는 것을 특징으로 하는 멀티터치 감지를 위한 터치스크린 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 터치컨트롤러는 상기 스캐닝 포인트가 오브젝트에 의해 상기 센싱 스트립의 터치된 터치 포인트와 교차될 때의 스캔신호의 변화량에 따라 터치를 인식하고,
   상기 센싱 스트립에서 출력되는 스캔신호의 시간과 거리적 상관관계에 따라 터치좌표를 검출하는 것을 특징으로 하는 멀티터치 감지를 위한 터치스크린 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 센싱회로는 상기 센싱 스트립의 일단과 타단 모두에서 스캔신호를 출력하거나
   상기 센싱 스트립의 일단 또는 타단 중 어느 하나에서 스캔신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 멀티터치 감지를 위한 터치스크린 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 센싱회로는
   스캔신호의 전기적 특성값을 측정할 수 있는 센싱저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티터치 감지를 위한 터치스크린 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 센싱저항은 서로 다른 저항 값을 갖는 하나 이상의 저항을 포함하며, 하나 이상의 저항은 선택적으로 센싱 스트립에 연결됨으로써 센싱저항값을 가변하는 것을 특징으로 하는 멀티터치 감지를 위한 터치스크린 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제2구동신호 발생원은 상기 제1구동신호 발생원에서 발생되는 구동신호와는 반전된 위상의 구동신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 멀티터치 감지를 위한 터치스크린 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 제1 및 제2구동신호 발생원은 교류 또는 직류성분을 포함하거나 교류 및 직류성분 모두를 포함하는 구동신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 멀티터치 감지를 위한 터치스크린 장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 터치스크린 장치는 상기 센싱 스트립으로 서로 다른 주파수의 구동신호를 인가하기 위한 주파수 제어 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티터치 감지를 위한 터치스크린 장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 터치스크린 장치는 제1 또는 제2구동신호 발생원으로부터 발생되는 구동신호의 위상을 제어하는 위상 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티터치 감지를 위한 터치스크린 장치.
10. 복수개의 센싱 스트립 중 어느 하나의 양단으로 전압차를 갖는 구동신호를 동시에 입력하는 단계;
    상기 센싱 스트립 선상의 전압레벨이 0전위인 점을 스캐닝 포인트로 하여, 센싱 스트립 상에서 스캐닝 포인트가 이동하며 스캐닝을 수행하는 단계;
    상기 센싱 스트립에서 스캔신호를 선택적으로 출력하는 단계; 및
    상기 출력된 스캔신호의 전기적 특성값의 변화에 따라 터치 유무의 판별 및 터치좌표를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티터치 감지를 위한 터치스크린 장치의 구동방법.
11. 제10항에 있어서,
    상기 터치 유무의 판별 및 터치좌표를 검출하는 단계는
    오브젝트에 의해 상기 센싱 스트립이 터치된 터치 포인트와 상기 스캐닝 포인트가 교차될 때의 스캔신호의 시간과 거리적 상관관계에 따라 터치좌표를 검출하는 단계인 것을 특징으로 하는 멀티터치 감지를 위한 터치 스크린 장치의 구동방법.
12. 제10항에 있어서,
    상기 센싱 스트립에서 스캔신호를 선택적으로 출력하는 단계는
    상기 센싱 스트립의 일단 및 타단 모두에서 스캔신호를 출력하거나
    상기 센싱 스트립의 일단 또는 타단 중 어느 하나에서 스캔신호를 출력하는 단계인 것을 특징으로 하는 멀티터치 감지를 위한 터치스크린 장치의 구동방법.
13. 제10항에 있어서,
    상기 터치 유무의 판별 및 터치좌표를 검출하는 단계는
    스캔신호의 전기적 특성값을 측정할 수 있는 센싱저항값을 가변하는 것을 특징으로 하는 멀티터치 감지를 위한 터치스크린 장치의 구동방법.
14. 제10항에 있어서,
    상기 복수개의 센싱 스트립 중 어느 하나의 양단으로 전압차를 갖는 구동신호를 동시에 입력하는 단계는
    복수개의 센싱 스트립 중 어느 하나의 양단으로 서로 반전된 위상을 갖는 구동신호를 동시에 입력하는 단계인 것을 특징으로 하는 멀티터치 감지를 위한 터치스크린 장치의 구동방법.
15. 제10항에 있어서,
    상기 복수개의 센싱 스트립 중 어느 하나의 양단으로 전압차를 갖는 구동신호가 동시에 입력하는 단계는
    복수개의 센싱 스트립 중 어느 하나의 양단에 교류 또는 직류성분을 포함하거나 교류 및 직류성분 모두를 포함하는 구동신호를 동시에 입력하는 단계인 것을 특징으로 하는 멀티터치 감지를 위한 터치스크린 장치의 구동 방법.
16. 제10항에 있어서,
    상기 복수개의 센싱 스트립 중 어느 하나의 양단으로 전압차를 갖는 구동신호가 동시에 입력하는 단계는
    센싱 스트립으로 서로 다른 주파수의 구동신호를 인가하는 단계인 것을 특징으로 하는 멀티터치 감지를 위한 터치스크린 장치의 구동 방법.
17. 제10항에 있어서,
    상기 복수개의 센싱 스트립 중 어느 하나의 양단으로 전압차를 갖는 구동신호가 동시에 입력하는 단계는
    구동신호의 위상을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티터치 감지를 위한 터치스크린 장치의 구동 방법.

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