KR20160087690A - 터치 컨트롤러, 터치 센싱 장치 및 터치 센싱 방법 - Google Patents

터치 컨트롤러, 터치 센싱 장치 및 터치 센싱 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20160087690A
KR20160087690A KR1020150006979A KR20150006979A KR20160087690A KR 20160087690 A KR20160087690 A KR 20160087690A KR 1020150006979 A KR1020150006979 A KR 1020150006979A KR 20150006979 A KR20150006979 A KR 20150006979A KR 20160087690 A KR20160087690 A KR 20160087690A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
frequency
touch
sensing
touch panel
Prior art date
Application number
KR1020150006979A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102276911B1 (ko
Inventor
황희창
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020150006979A priority Critical patent/KR102276911B1/ko
Priority to US14/978,588 priority patent/US9841841B2/en
Priority to CN201610024052.1A priority patent/CN105786241B/zh
Publication of KR20160087690A publication Critical patent/KR20160087690A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102276911B1 publication Critical patent/KR102276911B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0443—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a single layer of sensing electrodes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/0418—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for error correction or compensation, e.g. based on parallax, calibration or alignment
    • G06F3/04182—Filtering of noise external to the device and not generated by digitiser components
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/0418—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for error correction or compensation, e.g. based on parallax, calibration or alignment
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0412—Digitisers structurally integrated in a display
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04166—Details of scanning methods, e.g. sampling time, grouping of sub areas or time sharing with display driving
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0446—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a grid-like structure of electrodes in at least two directions, e.g. using row and column electrodes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04111—Cross over in capacitive digitiser, i.e. details of structures for connecting electrodes of the sensing pattern where the connections cross each other, e.g. bridge structures comprising an insulating layer, or vias through substrate

Abstract

터치 컨트롤러, 터치 센싱 장치 및 터치 센싱 방법이 개시된다. 본 개시의 실시 예에 따른 터치 컨트롤러는, 입력 신호의 파워를 미리 설정된 반송 주파수보다 높은 제1 주파수 및 상기 반송 주파수보다 낮은 제2 주파수로 확산시킴으로써 구동 신호를 생성하고, 상기 구동 신호를 터치 패널에 인가하는 구동 신호 송신기; 및 상기 구동 신호에 기초하여 상기 터치 패널에서 발생되는 센싱 신호를 수신하고, 상기 센싱 신호를 기초로 터치 데이터를 생성하는 센싱 신호 수신기를 포함한다.

Description

터치 컨트롤러, 터치 센싱 장치 및 터치 센싱 방법{Touch controller, touch sensing device and touch sensing method}
본 개시의 기술적 사상은 터치 센싱 시스템에 관한 것으로서, 자세하게는 센싱 감도를 향상시킬 수 있는 터치 컨트롤러, 이를 포함하는 터치 센싱 장치 및 터치 센싱 방법에 관한 것이다.
터치 패널은 표시장치 등의 화면에 나타난 지시 내용을 사람의 손 또는 터치 펜 등으로 선택하여 사용자의 명령을 입력할 수 있도록 한 입력장치이다. 이와 같은 터치 패널은 키보드 및 마우스와 같이 표시장치에 연결되어 동작하는 별도의 입력장치를 대체할 수 있으며, 사용자가 화면에 표시되는 내용을 통해 신속하고 용이하게 조작할 수 있다는 편리성 때문에 다양한 표시장치에 적용되고 있다. 정전 용량 방식의 터치 패널의 경우, 손가락 또는 터치 펜이 터치 패널에 근접하거나 또는 접촉되는 경우 터치 패널 상에 구비되는 복수의 센싱 유닛의 커패시턴스 값이 가변하여 접촉의 발생 및 위치를 센싱한다.
본 개시는 터치 감도를 향상시킬 수 있는 터치 센싱 컨트롤러, 터치 컨트롤러를 포함하는 터치 센싱 장치 및 터치 센싱 방법을 제공한다.
본 개시의 실시예에 따른 터치 컨트롤러는, 입력 신호의 파워를 미리 설정된 반송 주파수보다 높은 제1 주파수 및 상기 반송 주파수보다 낮은 제2 주파수로 확산(spread)시켜 구동 신호를 생성하고, 상기 구동 신호를 터치 패널에 인가하는 구동 신호 송신기; 및 상기 구동 신호에 기초하여 상기 터치 패널에서 발생되는 센싱 신호를 수신하고, 상기 센싱 신호를 기초로 터치 데이터를 생성하는 센싱 신호 수신기를 포함한다.
실시예들에 있어서, 상기 반송 주파수와 상기 제1 주파수의 차이는 상기 반송 주파수와 상기 제2 주파수와의 차이와 동일할 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 구동 신호 송신기는, 제3 주파수를 가지는 코드 신호를 기초로 상기 입력 신호를 인코딩하여 상기 입력 신호의 주파수를 상기 제3 주파수만큼 양의 방향 및 음의 방향으로 확산시킬 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 구동 신호 송신기는, 상기 제3 주파수에 대응되도록 상기 코드 신호의 코드 간격을 가변시킬 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 코드 신호는, 교번적으로 배치되는, 제1 신호 및 상기 제1 신호의 값에 대한 음의 값을 갖는 복수의 제2 신호를 포함할 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 구동 신호 송신기는, 제3 주파수를 가지는 코드 신호를 기초로 상기 입력 신호를 인코딩하여 인코딩 신호를 발생하는 인코더; 및 상기 반송 주파수를 가지는 반송 신호를 기초로 상기 인코딩 신호를 변조하는 변조기를 포함할 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 구동 신호 송신기는, 상기 인코딩 신호의 파형을 변형하는 펄스 정형기(pulse shaper)를 더 포함할 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 펄스 정형기는, 상기 인코딩 신호의 펄스 형태를 삼각형으로 변형할 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 센싱 신호 수신기는, 상기 구동 신호 송신기의 전달함수에 대응하는 전달함수를 가질 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 센싱 신호 수신기는, 상기 구동 신호 송신기의 전달함수와 동일한 전달함수를 가지는 정합 필터를 포함할 수 있다.
실시예들에 있어서, 터치 컨트롤러는 상기 터치 데이터를 기초로 상기 터치 패널에 인가되는 노이즈의 주파수를 판단하고, 상기 노이즈의 주파수를 회피하도록, 상기 반송 주파수와 상기 제1 주파수와의 주파수 차이 또는 상기 반송 주파수와 상기 제2 주파수와의 주파수 차이를 결정하는 제어 로직을 더 포함할 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 제어 로직은, 상기 노이즈의 주파수에 기초하여, 미리 설정된 복수의 주파수들 중 하나를 상기 주파수 차이로 선택할 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 터치 컨트롤러는, 디스플레이 패널을 구동하는 디스플레이 구동 회로와 동일한 반도체 칩 또는 모듈에 형성될 수 있다.
본 개시의 실시예에 따른 터치 센싱 장치는, 터치 입력을 센싱하기 위한 제1 전극 및 제2 전극을 구비하는 터치 패널; 및 코드 신호 및 반송 신호를 기초로 입력 신호를 인코딩 및 변조하여 구동 신호를 생성하고, 상기 구동 신호를 기초로 상기 터치 패널의 터치를 센싱하는 터치 컨트롤러를 포함한다.
실시예들에 있어서, 상기 터치 컨트롤러는, 상기 반송 주파수의 주파수 대역에 포함되는 노이즈 성분이 센싱되는 것을 방지하도록 상기 입력 신호의 주파수를 상기 반송 주파수를 중심으로 상기 코드 신호의 주파수만큼 확산시킬 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 코드 신호의 주파수는, 상기 노이즈의 주파수 대역폭에 대응하여 설정될 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 터치 컨트롤러는, 상기 구동 신호를 생성하고, 상기 구동 신호를 상기 제1 전극에 제공하는 구동 신호 송신기; 및 상기 제2 전극으로부터 센싱 신호를 수신하고, 상기 센싱 신호를 기초로 터치 데이터를 생성하는 센싱 신호 수신기를 포함할 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 센싱 신호 수신기는, 상기 코드 신호를 기초로 상기 센싱 신호를 디코딩할 수 있다.
본 개시의 실시예에 따른 터치 센싱 방법은, 입력 신호의 주파수를 미리 설정된 반송 주파수보다 높은 제1 주파수 및 상기 반송 주파수보다 낮은 제2 주파수로 확산(spread)시켜 구동 신호를 생성하는 단계; 상기 구동 신호를 기초로 터치 패널의 터치를 감지하는 단계; 상기 터치 패널로부터 센싱 신호를 수신하는 단계; 및 상기 센싱 신호에 기초하여 터치 데이터를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 구동 신호 생성 단계는, 미리 설정된 주파수를 가지는 코드 신호를 기초로 입력 신호를 인코딩하는 단계; 및 반송 신호를 기초로 인코딩 신호를 변조하는 단계를 포함할 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 구동 신호 생성 단계는, 상기 인코딩 신호의 파형을 변환함으로써, 상기 인코딩 신호를 정형하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 터치 데이터를 생성하는 단계는, 상기 구동 신호의 전달함수에 대응하는 전달함수를 갖는 정합 필터를 이용하여 상기 센싱 신호로부터 터치 신호를 분리하는 단계를 포함할 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 터치 데이터를 생성하는 단계는, 상기 코드 신호를 기초로 상기 센싱 신호를 디코딩하는 단계; 및 상기 반송 신호를 기초로 디코딩 신호를 복조하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 개시의 기술적 사상에 따른 터치 컨트롤러, 터치 센싱 장치 및 터치 센싱 방법에 따르면, 반송 주파수의 변경 없이, 반송 주파수의 양측으로 확산된 주파수를 갖는 구동 신호에 기초하여 터치 패널에 발생하는 터치를 센싱함으로써, 센싱 타임의 증가 또는 신호 무결성(signal integrity)의 저하없이 터치 패널에 발생하는 노이즈를 회피할 수 있으며, 센싱 감도를 향상시킬 수 있다.
본 개시의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 터치 센싱 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 개시의 실시예에 따른 구동 신호의 전력 스펙트럼 밀도의 일 예를 나타내는 그래프이다.
도 3은 도 1의 터치 패널에 포함되는 센싱 어레이의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 터치에 의한 커패시턴스의 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도5a 및 도5b 는 노이즈가 존재하는 경우 터치에 따른 커패시턴스의 변화량을 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 개시의 실시예에 따른 구동 신호 송신기를 나타내는 블록도이다.
도 7은 도 6의 구동 신호 송신기에서 사용되는 신호들의 시간 영역 및 주파수 영역에서의 파형을 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 개시의 다른 실시예에 따른 구동 신호 송신기를 나타내는 블록도이다.
도 9는 도 8의 구동 신호 송신기에서 사용되는 신호들의 시간 영역 및 주파수 영역에서의 파형을 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 개시의 실시예에 따른 구동 신호 송신기를 디지털적으로 구현하는 예를 나타낸다.
도 11은 본 개시의 실시예에 따른 터치 센싱 시스템에서 인밴드 노이즈를 회피하는 것을 설명하는 도면이다.
도 12는 본 개시의 실시예에 따른 센싱 신호 수신기의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 13은 본 개시의 다른 실시예에 따른 센싱 신호 수신기의 일 예를 나타내는 블록도이다
도 14는 본 개시의 실시예에 따른 센싱 신호 수신기를 디지털적으로 구현하는 예를 나타낸다.
도 15는 본 개시의 실시예에 따른 터치 센싱 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 16a 및 도 16b는 터치 패널의 위치별 게인 편차 및 게인 감소율을 나타내는 그래프이다.
도 17은 본 개시의 실시예에 따른 주파수 닷징 유닛을 나타내는 블록도이다.
도 18은 본 개시의 실시예에 따른 닷징 주파수 결정 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 19는 본 개시의 다른 실시예에 따른 닷징 주파수 결정 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 20은, 본 개시의 다른 실시예에 따른 구동 신호 송신기를 나타내는 블록도이다.
도 21은, 본 개시의 다른 실시예에 따른 구동 신호 송신기를 나타내는 블록도이다. 설명의 편의를 위하여 터치 패널(TP)을 함께 도시하였다.
도 22는 본 개시의 실시예에 따른 터치 컨트롤러를 포함하는 터치 스크린 장치를 나타내는 블록도이다.
도 23은 도 22의 터치 스크린 장치에 구비되는 터치 패널 및 디스플레이 패널을 나타내는 도면이다.
도 24는 본 개시의 실시예에 따른 터치 스크린 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 25는 본 개시의 실시예에 따른 터치 센싱 장치를 포함하는 터치 스크린 모듈을 나타내는 도면이다.
도 26a 및 도 26b는 터치 패널과 디스플레이 패널을 일체화시킨 경우의 터치 스크린 모듈의 구조를 나타내는 도면이다.
도 27은 본 개시의 실시예에 따른 터치 센싱 장치가 탑재되는 다양한 전자 제품의 응용 예를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 다양일 실시예가 첨부된 도면과 연관되어 기재된다. 본 발명의 다양일 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들이 도면에 예시되고 관련된 상세한 설명이 기재되어 있다. 그러나, 이는 본 발명의 다양일 실시예를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 다양일 실시예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경 및/또는 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용되었다.
본 발명의 다양일 실시예에서 사용될 수 있는“포함한다” 또는 “포함할 수 있다” 등의 표현은 개시(disclosure)된 해당 기능, 동작 또는 구성요소 등의 존재를 가리키며, 추가적인 하나 이상의 기능, 동작 또는 구성요소 등을 제한하지 않는다. 또한, 본 발명의 다양일 실시예에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 다양일 실시예에서 “또는” 등의 표현은 함께 나열된 단어들의 어떠한, 그리고 모든 조합을 포함한다. 예를 들어, “A 또는 B”는, A를 포함할 수도, B를 포함할 수도, 또는 A 와 B 모두를 포함할 수도 있다.
본 발명의 다양일 실시예에서 사용된 “제 1,”“제 2,”“첫째,”또는“둘째,”등의 표현들은 다양일 실시예들의 다양한 구성요소들을 수식할 수 있지만, 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들어, 상기 표현들은 해당 구성요소들의 순서 및/또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 상기 표현들은 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 제 1 사용자 기기와 제 2 사용자 기기는 모두 사용자 기기이며, 서로 다른 사용자 기기를 나타낸다. 예를 들어, 본 발명의 다양일 실시예의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.
본 발명의 다양일 실시예에서 사용한 용어는 단지 특정일 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명의 다양일 실시예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명의 다양일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 다양일 실시예에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 터치 센싱 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 터치 센싱 시스템(1000)은 터치 패널(TP) 및 터치 컨트롤러(100)를 포함할 수 있다.
터치 패널(TP)은 구동 신호(Sdrv) 및 터치 입력에 응답하여 동작하며, 터치 입력에 대응하는 커패시턴스 신호를 발생한다. 이때, 터치 입력은 터치 패널(TP) 상에 손가락, 터치 펜 또는 스타일러스 펜 등과 같은 도전 물체가 직접 접촉하는 것뿐만이 아니라 상기 도전 물체가 터치 패널(TP) 근접하는 것을 포함한다.
터치 패널(TP)은 제1 방향으로 배열된 로우 채널들(R1~Rn) 및 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열된 칼럼 채널들(C1~Cm)을 포함할 수 있다. 로우 채널들 및 칼럼 채널들(R1~Rn, C1~Cm)을 센싱 어레이라고 지칭할 수 있다. 로우 채널들 및 칼럼 채널들(R1~Rn, C1~Cm) 각각은, 서로 전기적으로 연결된 복수의 전극들을 포함할 수 있으며, 복수의 전극들을 센싱 유닛이라고 지칭할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 로우 채널들(R1~Rn)은 구동 채널(DCH)이고, 칼럼 채널들(C1~Cm)은 센싱 채널(RCH)일 수 있다. 구동 채널(DCH)은 서로 전기적으로 연결된 복수의 구동 전극들(미도시)을 포함할 수 있다. 센싱 채널(RCH)은 서로 전기적으로 연결된 복수의 센싱 전극들(미도시)을 포함할 수 있다. 구동 전극들과 센싱 전극들을 센싱 유닛이라고 지칭할 수 있다. 구동 전극들과 센싱 전극들 사이에 커패시터가가 형성될 수 있으며, 터치 입력에 대응하여 커패시터의 커패시턴스가 변화될 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 로우 채널들(R1~Rn) 및 칼럼 채널들(C1~Cm) 각각이 구동 채널이자 센싱 채널일 수 있다. 로우 채널들(R1~Rn) 및 칼럼 채널들(C1~Cm)에 포함되는 전극들 각각이 주변의 도전체에 대해 커패시터(예컨대 플로팅 커패시터)를 형성하며, 터치 입력에 대응하여 커패시터의 커패시턴스가 변화될 수 있다.
터치 패널(TP)은 커패시턴스 변화량에 대응하는 센싱 신호(Ssen)를 터치 컨트롤러(100)에 제공할 수 있다.
터치 컨트롤러(100)는 터치 패널(TP)에 터치 입력이 발생하였는지 여부 및 터치 입력이 인가된 위치를 감지할 수 있다. 터치 컨트롤러(100)는 터치 패널(TP)에 구동 신호(Sdrv)를 인가하고, 구동 신호(Sdrv)를 기초로 터치 입력을 센싱하여 터치 데이터를 생성할 수 있다. 터치 컨트롤러(100)는 구동 신호 송신기(110), 센싱 신호 수신기(120) 및 제어 로직(140)을 포함할 수 있다.
구동 신호 송신기(110)는 터치 패널(TP)에 형성된 복수의 구동 채널(DCH)에 구동 신호(Sdrv)를 송신할 수 있다. 이때, 구동 신호(Sdrv)의 개수는 터치 패널(TP)에 형성된 구동 채널(DCH)의 개수에 따라 결정될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 복수의 구동 신호(Sdrv)가 순차적으로 대응하는 구동 채널(DCH)에 인가될 수 있다. 다른 실시예에 있어서 복수의 구동 채널(DCH) 각각에 대응하는 복수의 직교 코드 신호로 코딩된 복수의 구동 신호(Sdrv)가, 동시에 대응하는 구동 채널(DCH)에 인가될 수도 있다.
구동 신호 송신기(110)는 입력 신호의 주파수를 미리 설정된 반송 주파수보다 높은 제1 주파수 및 반송 주파수보다 낮은 제2 주파수로 확산(Spread)하여 구동 신호(Sdrv)를 생성할 수 있다. 반송 주파수와 제1 주파수와의 주파수 차이 또는 반송 주파수와 제2 주파수와의 주파수 차이를 닷징 주파수라고 지칭할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 입력 신호는 기저대역 신호일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 반송 주파수와 제1 주파수의 주파수 차이는 반송 주파수와 제2 주파수와의 주파수 차이와 동일할 수 있다. 일 실시예에 있어서 상기 닷징 주파수는, 터치 패널(TP)에 발생하는 노이즈 중에서, 상기 반송 주파수의 주파수 대역에 포함되는 노이즈 성분이 센싱되는 것을 방지하기 위하여, 터치 패널(TP)에 발생하는 노이즈의 스펙트럼에 기초하여 설정될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 제1 주파수 또는 상기 제2 주파수에서의 노이즈의 전력 스펙트럼 밀도(power spectral density)가 미리 설정된 기준값보다 작도록 상기 제1 주파수 또는 제2 주파수가 설정될 수 있다.
구동 신호 송신기(110)는 인코더(111) 및 변조기(modulator)(112)를 포함할 수 있다. 인코더(111)는 코드 신호를 기초로 입력되는 신호를 인코딩(encode)할 수 있다. 코드 신호는 특정한 주파수를 가지는 주기 신호일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 코드 신호는 전술한 닷징 주파수를 가지는 주기 신호일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 코드 신호의 코드 사이의 간격이 가변됨으로써, 코드 신호의 주파수가 가변될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 코드 신호는 제1 신호 및 상기 제1 신호의 값에 대한 음의 값을 갖는 제2 신호를 포함하고, 코드 신호 내에서 상기 제1 신호 및 제2 신호는 일정한 간격, 예컨대 일정한 시간 주기로 교번적으로 배치될 수 있다.
변조기(112)는 반송 주파수를 갖는 반송 신호를 기초로, 입력되는 신호, 예컨대 인코더(111)로부터 제공되는 코딩 신호의 주파수를 변조할 수 있다. 이에 따라 저주파의 상기 입력 신호가 전송에 적합한 고주파 신호로 변환될 수 있다. 반송 주파수는 터치 패널(TP)의 물리적 특성을 고려하여 미리 설정될 수 있다. 반송 주파수는 상기 코딩 신호의 주파수보다 높을 수 있다. 예컨대, 반송 주파수는 수십 내지 수백 KHz일 수 있다.
본 개시의 실시예에 따른 구동 신호 송신기(110)는 닷징 주파수를 가지는 코드 신호를 기초로 입력 신호를 코딩 함으로써, 입력 신호의 주파수를 닷징 주파수로 확산 시키고, 이와 같이 주파수 확산된 신호를, 반송 신호를 기초로 변조함으로써, 반송 주파수에 대하여 닷징 주파수만큼 양의 방향 및 음의 방향으로 주파수 확산된 구동 신호(Sdrv)를 생성할 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 반송 신호를 기초로 입력 신호를 주파수 변조한 이후, 코드 신호를 기초로 변조된 입력 신호를 코딩함으로써, 상기 구동 신호(Sdrv)를 생성할 수도 있다.
센싱 신호 수신기(120)는 구동 신호(Sdrv)를 기초로 터치 패널(TP)에서 발생되는 센싱 신호(Ssen)를 수신하고, 상기 센싱 신호(Ssen)를 기초로 터치 데이터를 생성할 수 있다. 터치 데이터는, 터치 패널(TP) 상의 각 포인트의 커패시턴스의 변화를 나타내는 값일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 센싱 신호 수신기(120)는 구동 신호 송신기(110)의 전달함수에 대응하는 전달함수를 가질 수 있다. 센싱 신호 수신기(120)는 구동 신호 송신기(110)의 전달함수 또는 구동 신호(Sdrv)에 내포되는 전달함수와 실질적으로 동일한 전달함수를 가지는 정합 필터로 구현될 수 있다.
제어 로직(130)은 터치 컨트롤러(100)의 터치 센싱과 관련된 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 제어 로직(130)은 구동 신호 송신기(110) 및 센싱 신호 수신기(120)의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 제어 로직(130)은 터치 좌표(Txy)를 산출하고, 터치 좌표(Txy)를 호스트(Host)에 제공할 수 있다.
제어 로직(130)은 주파수 닷징 유닛(131) 및 프로세서(132)를 포함할 수 있다. 주파수 닷징 유닛(131)은 구동 신호(Sdrv)를 생성하는데 이용되는 닷징 주파수를 결정할 수 있다. 닷징 주파수란, 입력 신호의 주파수를 확산시키는데 이용되는 주파수로서, 전술한 바와 같이 반송 주파수와 제1 주파수와의 차이 또는 반송 주파수와 제2 주파수와의 차이일 수 있다.
주파수 닷징 유닛(131)은 센싱 신호 수신기(120)로부터 수신되는 터치 데이터에 기초하여 닷징 주파수를 결정할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 주파수 닷징 유닛(131)은 터치 패널(TP)에 발생하는 노이즈를 분석하고, 반송 주파수 및 노이즈의 주파수 성분을 기초로, 구동 신호(Sdrv)의 주파수 성분이 노이즈가 큰 주파수를 회피할 수 있도록 닷징 주파수를 결정할 수 있다.
프로세서(132)는 센싱 신호 수신기(120)로부터 수신되는 터치 데이터에 기초하여 터치 좌표(Txy)를 산출할 수 있다. 프로세서(132)는 다양한 알고리즘을 기초로 터치 좌표(Txy)를 산출할 수 있다. 프로세서(132)는 단일 터치에 따른 터치 좌표(Txy)를 산출할 수 있다. 프로세서(132)는 멀티 터치에 따른 복수개의 터치 좌표(Txy)를 산출할 수도 있다.
본 개시의 실시예에 따른 터치 컨트롤러(100)에 구비되는 구동 신호 송신기(110), 센싱 신호 수신기(120) 및 주파수 닷징 유닛(131)의 구성 및 동작에 대하여 이하 도 6 내지 도 21을 참조하여 보다 자세하게 후술하기로 한다.
한편, 전술한 바와 같이, 본 개시에 따른 터치 센싱 장치(1000)에서, 터치 컨트롤러(100)는 코드 신호 및 반송 신호를 기초로 입력 신호를 인코딩 및 변조함으로써, 반송 주파수의 양측으로 닷징 주파수만큼 확산된 제1 주파수 및 제2 주파수를 갖는 구동 신호(Sdrv)를 생성하고, 이를 기초로 터치 패널(TP)상의 터치 입력을 센싱할 수 있다.
이에 따라, 터치 센싱 장치(1000)는 반송 주파수의 변경이나 센싱 시간의 증가 없이, 터치 센싱 시스템(1000)의 신호 대역 내의 노이즈(In-band noise, 이하 인밴드 노이즈라고 함)를 회피 또는 저감할 수 있다. 이때, 인밴드 노이즈란, 반송 주파수를 포함한 터치 센싱 시스템(1000)의 통과 대역폭(pass-band) 내에 발생하는 노이즈를 지칭하며, 이때, 통과 대역폭은 제1 제로 크로싱 대역폭(1st zero-crossing bandwidth), 반전력 대역폭(half-power bandwidth), 등가 대역폭(equivalent bandwidth)일 수 있으며 또는 사용자가 설정한 대역폭(user-defined bandwidth) 일 수 있다.
본 개시의 실시예에 따른 터치 센싱 장치(1000)는 인밴드 노이즈를 회피하기 위하여, 반송 주파수를 변경하지 않으므로, 반송 주파수 변경에 따른 추가적인 동작, 예컨대, 변경될 복수의 반송 주파수에 대한 터치 패널(TP)의 물리적 특성, 예컨대 전달함수를 미리 파악하여 저장하거나, 반송 주파수 변경에 따른 센싱 신호의 응답 특성 변경을 고려한 센싱 신호 분석 등이 요구되지 않는다. 또한, 센싱 시간이 증가되지 않으므로, 터치 패널(TP)의 프레임 주파수가 감소되지 않는다. 따라서, 본 개시의 실시예에 따른 터치 센싱 장치(1000)는 효율적으로 인밴드 노이즈를 회피하고, 센싱 감도를 향상시킬 수 있다.
도 2는 본 개시의 실시예에 따른 구동 신호의 전력 스펙트럼 밀도의 일 예를 나타내는 그래프이다.
도 2를 참조하면, 본 개시에 따른 터치 센싱 장치(도 1의 1000)는 구동 신호(Sdrv)의 전력 스펙트럼 밀도(power spectral density, PSD)를 반송 주파수(Fc)의 양측에 위치하는 제1 주파수(F1) 및 제2 주파수(F2)로 확산시킴으로써, 인밴드 노이즈가 센싱되는 것을 방지할 수 있다. 구동 신호(Sdrv)는 반송 주파수(Fc)가 닷징 주파수(Fdodge)만큼 증가된 제1 주파수(F1) 및 반송 주파수(Fc)가 닷징 주파수(Fdodge)만큼 감소된 제2 주파수(F2)에서의 전력 스펙트럼 밀도가 높을 수 있다. 반송 주파수(Fc)의 변경이 없으므로, 반송 주파수(Fc)를 변경함에 따른 추가적인 동작이 요구되지 않는다.
도 3은 도 1의 터치 패널에 포함되는 센싱 어레이의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 센싱 어레이(SARY)는 각각 복수의 센싱 유닛(SU)이 전기적으로 연결된 복수의 로우 채널들(R1, R2, …, Rn) 및 각각 복수의 센싱 유닛(SU)이 전기적으로 연결된 복수의 칼럼 채널들(C1, C2, …, Cm)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 터치 패널(도 1의 TP)은 상호정전용량 방식(Mutual Capacitive method)의 터치 패널일 수 있다. 일 예로서, 복수의 로우 채널들(R1, R2, …, Rn)은 구동 채널(DCH)이고 복수의 칼럼 채널들(C1, C2, …, Cm)은 센싱 채널(SCH)일 수 있다. 다른 예로서, 복수의 로우 채널들(R1, R2, …, Rn)는 센싱 채널(SCH)이고 복수의 칼럼 채널들(C1, C2, …, Cm)은 구동 채널(DCH )일 수 있다. 복수의 로우 채널들(R1, R2, …, Rn)에 포함되는 센싱 유닛(SU)과 복수의 칼럼 채널들(C1, C2, …, Cm)에 포함되는 센싱 유닛(SU) 사이에 커패시터가 형성될 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 터치 패널(도 1의 TP)은 자기정전용량 방식(Self Capacitive method)의 터치 패널일 수 있다. 복수의 로우 채널들(R1, R2, …, Rn) 및 복수의 칼럼 채널들(C1, C2, …, Cm) 각각이 구동 채널이자 센싱 채널일 수 있다. 복수의 로우 채널들(R1, R2, …, Rn) 및 복수의 칼럼 채널들(C1, C2, …, Cm)에 포함되는 센싱 유닛(SU)과 주변의 도전체와의 사이에 커패시터가 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 복수의 로우 채널들(R1, R2, …, Rn)과 복수의 칼럼 채널들(C1, C2, …, Cm)은 서로 다른 레이어에 형성될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 복수의 로우 채널들(R1, R2, …, Rn)과 복수의 칼럼 채널들(C1, C2, …, Cm)은 은 동일한 레이어에 형성될 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 터치에 의한 커패시턴스의 변화를 설명하기 위한 도면이다. 도 4a는 상호용량방식의 터치 패널을 사용하는 경우의 커패시턴스 변화를 설명하는 도면이다. 도 4b는 자기용량방식의 터치 패널을 사용하는 경우의 커패시턴스 변화를 설명하는 도면이다.
도 4a를 참조하면, 상호용량방식은 구동 전극(Drive electrode)에 일정한 전압 펄스를 인가하고 수신 전극(Receive electrode)(또는 센싱 전극이라고 지칭함)에서 전압 펄스에 대응되는 전하를 수집(Collected Charge)하게 된다.
이때 사람의 손가락이 2개의 전극 사이에 놓이게 되는 경우 전기장(점선)이 변화한다. 전기장의 세기의 변화는 커패시턴스의 변화를 야기한다. 도 4는 접촉 터치의 경우를 도시하고 있으나, 근접 터치의 경우도 마찬가지로 전기장의 변화가 야기된다. 또한, 도 4는 손가락에 의한 접촉 터치의 경우를 도시하고 있으나, 터치 펜 등과 같은 다른 도전체에 의한 터치의 경우도 마찬가지로 전기장의 변화가 야기된다. 두 전극 간의 전기장 변화를 통해 전극 간 커패시턴스가 변하게 되고 이를 통해 터치가 감지될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다. 도 4a는 터치에 의한 전기장의 변화가 커패시턴스의 변화로 수신 전극에서 센싱되는 예를 도시하고 있으나, 두 전극 모두에서 커패시턴스의 변화가 센싱되기도 한다.
도 4b를 참조하면, 자기용량방식은 전극(electrode)에 일정한 전압 펄스를 인가하고, 상기 전극으로부터 상기 전압 펄스에 대응하는 전압 또는 전하를 수집하게 된다.
전극은 주변 도전체(예컨대 접지 노드 등)와 커패시터를 형성하게 된다. 이때, 사람의 손가락(또는 다른 도전체)이 전극에 접촉하거나 근접할 경우, 커패시터가 증가될 수 있다. 전극을 통해 커패시턴스의 변화를 센싱하고, 이를 통해 터치가 감지될 수 있다.
도5a 및 도5b 는 노이즈가 존재하는 경우 터치에 따른 커패시턴스의 변화량을 설명하는 그래프이다.
도 5a에 따르면 각각의 센싱 유닛(SU)은 기본적으로 기생 커패시턴스 성분(Cb)을 가지며, 손가락 또는 터치 펜 등의 도전 물체의 근접 또는 접촉에 의하여 그 커패시턴스 값이 변화할 수 있다. 일례로서, 도 5a에 도시된 바와 같이, 센싱 유닛 상에 도전 물질(conductive object)이 근접하거나 접촉하는 경우, 센싱 유닛의 커패시턴스 값이 감소될 수 있다. 다른 예로서, 센싱 유닛 상에 도전 물질이 근접하거나 접촉하는 경우, 센싱 유닛의 커패시턴스 값이 증가될 수도 있다. 예컨대, 도 4a의 상호정전용량 방식의 터치 패널의 경우, 도전체의 근접 또는 접촉에 의해 센싱 유닛의 커패시턴스 값이 감소하고, 도 4b의 자기정전용량 방식의 터치 패널의 경우, 도전체의 근접 또는 접촉에 의해 센싱 유닛의 커패시턴스 값이 증가될 수 있다.
도 5a의 A 구간은 도전 물질이 접촉하지 않은 상태로서, 센싱 유닛의 커패시턴스 값(Csen)은 기생 커패시턴스 값에 해당하는 Cb 값을 가질 수 있다. 도 5a의 B 구간은 도전 물질이 센싱 유닛에 접촉한 경우를 나타낸다. 센싱 유닛에 도전 물질, 예컨대 손가락이 근접하거나 또는 접촉 된 경우, 기생 커패시턴스 성분(Cb)으로부터 손가락에 의한 커패시턴스 성분(Csig)이 제거되어 전체적으로는 도 5a 도시된 바와 같이 커패시턴스 값(Csen')이 감소될 수 있다.
다른 실시예로서, 센싱 유닛에 도전 물질이 근접하거나 또는 접촉 된 경우, 기생 커패시턴스 성분(Cb)에 손가락에 의한 커패시턴스 성분(Csig)이 추가되어, 커패시턴스 값이 증가될수도 있다.
도 5b에 도시된 바와 같이 다양한 노이즈가 존재하는 경우에 커패시턴스 값에 노이즈 성분이 큰 영향을 미칠 수 있게 되는데 이 때의 변동(fluctuation)이 심한 커패시턴스(Csen')에 의해서는 제대로 된 터치를 센싱할 수 없다. 특히 구동 신호(Sdrv)를 기초로 커패시턴스의 변화를 센싱하므로, 구동 신호(Sdrv)의 반송 주파수 대역에 발생하는 노이즈 성분, 예컨대 인밴드 노이즈가 클 경우, 센싱 감도가 매우 저하될 수 있다.
그러나, 센싱 감도의 저하를 방지하기 위하여, 반송 신호의 주파수를 노이즈가 적은 주파수로 변경할 경우, 구동 신호(Sdrv)가 터치 패널(TP)에 인가되어 센싱 신호(Ssen)로서 출력되기 까지의 경로의 전달 함수의 응답 변화에 따라 각 노드(채널)의 터치 데이터의 게인의 변화가 발생할 수 있으며, 각 노드(채널)간 게인 편차가 증가될 수 있다. 또한, 터치 데이터의 게인 저하에 따라 터치 데이터의 다이나믹 레인지가 감소될 수 있다.
센싱 감도의 저하를 방지하기 위하여 센싱 타임을 증가시킬 경우에는, 프레임 주파수가 낮아질 수 있다.
본 개시의 실시예에 따른 터치 컨트롤러(도 1의 100) 및 이를 포함하는 터치 센싱 장치(1000)는 반송 신호의 주파수 변경 없이, 구동 신호의 주파수를 반송 주파수의 양측으로 확산시킴으로써, 센싱 타임을 유지하면서 신호 무결성(signal integrity)의 저하 없이 터치 패널에 유입되는 노이즈를 회피할 수 있으며, 센싱 감도를 향상시킬 수 있다.
도 6은 본 개시의 실시예에 따른 구동 신호 송신기를 나타내는 블록도이다.
도 6을 참조하면, 구동 신호 송신기(110)는 인코더(10) 및 변조기(20)를 포함하고, 입력 신호(Sin)를 인코딩 및 변조하여 구동 신호(Sdrv)를 생성할 수 있다.
인코더(10)는 입력 신호(Sin)를 수신하고, 코드 신호(Scode)에 기초하여 입력 신호(Sin)를 인코딩할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 코드 신호(Scode)는 인코더(10)에서 내부적으로 생성될 수 있다.
이때, 입력 신호(Sin)는 시간 길이 T0를 갖는 신호일 수 있다. 일 예로써, 입력 신호(Sin)는 시간 길이 T0 및 전압 레벨이 S인 단위 신호일 수 있다. 입력 신호(Sin)는 구형파 신호일 수 있다.
시간 길이 T0는 터치 패널(도 1의 TP)의 프레임 주파수 및 해상도 등에 기초하여 미리 설정될 수 있다. 예를 들어, 터치 패널(TP)의 프레임 주파수가 30Hz이고, 10개의 구동 채널(도 1의 DCH)에 구동 신호(Sdrv)가 차례로 인가되어, 터치 입력을 센싱할 경우, 시간 길이 T0는 3ms로 설정될 수 있다. 그러나, 이는 일 예일 뿐이며, 이에 제한되는 것은 아니다. 시간 길이 T0를 설정함에 있어서, 다양한 변형이 가능하다. 또한, 터치 패널(TP)의 물리적 특성 및 구동 방식 등이 추가적인 요소로 고려될 수 있다. 한편, 전압 레벨 S는 설계자가 원하는 입력 신호(Sin)의 전체 파워 및 시간 길이 T0를 고려하여 설정될 수 있다.
코드 신호(Scode)는 닷징 주파수에 대응하는 주기 Tdodge를 갖는 구형 펄스 신호일 수 있다. 다른 실시예로서, 코드 신호(Scode)는 서로 상반되는 논리 레벨을 갖는 두 데이터 값을 포함하고, 닷징 주파수에 대응되도록 코드간의 간격이가변되는 디지털 코드 신호일 수 있다.
이에 따라, 인코더(10)는 닷징 주파수(Fdodge)를 갖는 코드 신호(Scode)를 기초로 입력 신호(Sin)를 인코딩함으로써, 닷징 주파수(Fdodge)를 갖는 인코딩 신호를 생성할 수 있다.
변조기(20)는 반송 신호(Scw)를 기초로 인코더(10)로부터 수신되는 인코딩 신호를 주파수 변조함으로써 상기 인코딩 신호를 전송에 적합한 신호로 변환할 수 있다. 이때, 반송 신호(Scw)는 반송 주파수(Ftx)에 대응하는 주기 Ttx를 갖는 구형 펄스 신호일 수 있다. 다른 실시예로서, 반송 신호(Scw)는 서로 상반되는 논리 레벨을 갖는 두 데이터 값을 포함하고, 반송 주파수에 대응되도록 주기 Ttx의 길이가 가변되는 디지털 코드 신호일 수 있다.
변조기(20)로부터 출력되는 구동 신호(Sdrv)는 도 6에 도시된 바와 같이, T0 시간 길이를 가지며, Ttx 주기로 전압 레벨 S와 -S 사이에서 천이하며, Tdodge의 반주기로 위상이 180도 변경되는 구형 펄스 신호일 수 있다.
한편, 도 6에서 입력 신호(Sin)가 인코더(10)에 인가되어 인코딩 되고, 인코딩된 입력 신호가 변조기(20)에 인가되어 주파수 변조된 것으로 도시되었으나, 본 개시의 기술적 사상은 이에 제한되는 것은 아니다. 입력 신호(Sin)에 대한 인코딩 및 변조의 순서는 제한되지 않으며, 예컨대, 입력 신호(Sin)가 변조기(20)에 인가되어, 주파수 변조된 이후, 주파수 변조된 입력 신호가 인코더(10)에 인가되어 인코딩 될수도 있다. 또한, 인코딩 및 변조는 동시에 수행될 수도 있다.
도 7은 도 6의 구동 신호 송신기(110)에서 사용되는 신호들의 시간 영역 및 주파수 영역에서의 파형을 나타내는 그래프이다.
도 7을 참조하면, 시간 영역에서, 입력 신호(Sin(t)), 코드 신호(Scode(t)) 및 반송 신호(Scw(t))가 곱해져, 도시된 바와 같은 구동 신호(Sdrv(t))가 생성될 수 있다. 시간 영역에서의 입력 신호(Sin(t)), 코드 신호(Scode(t)), 반송 신호(Scw(t)) 및 구동 신호(Sdrv(t))는 도시된 바와 같이 주파수 영역의 신호로 나타낼 수 있다. 입력 신호(Sin(W))는 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00001
코드 신호(Scode(W))는 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00002
이때, k는 홀수이며, Wdodge는 닷징 주파수(각 주파수, rad/s)이다.
반송 신호(Scw(W))는 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00003
이때, Wtx는 반송 주파수이다.
주파수 영역에서, 상기 입력 신호(Sin(W)), 코드 신호(Scode(W)) 및 반송 신호(Scw(W))가 컨볼루션되어 구동 신호(Sdrv(W))가 생성될 수 있으며, 구동 신호(Sdrv(W))는 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00004
반송 주파수(Wtx)보다 닷징 주파수(Wdodge)만큼 높은 제1 주파수(Wdrv1) 및 반송 주파수(Wtx)보다 닷징 주파수(Wdodge)만큼 낮은 제2 주파수(Wdrv2)의 신호 대역에서 구동 신호(Sdrv(w)의 전력 스펙트럼 밀도가 높다. 따라서, 입력 신호(Sin(W))의 파워가 반송 주파수(Wtx)를 기준으로 닷징 주파수(Wdodge)만큼 확산되어, 제1 주파수(Wdrv1) 및 제2 주파수(Wdrv2)를 갖는 구동 신호(Sdrv(w))가 생성됨을 알 수 있다.
도 8은 본 개시의 다른 실시예에 따른 구동 신호 송신기를 나타내는 블록도이다.
도 8을 참조하면, 구동 신호 송신기(110a)는 인코더(10), 펄스 정형기(pulse shaper)(30) 및 변조기(20)를 포함할 수 있다.
도 6의 구동 신호 송신기(110)와 비교하면, 본 실시예의 구동 신호 송신기(110a)는 펄스 정형기(30)를 더 포함할 수 있다. 인코더(10) 및 변조기(20)의 동작은 도 6을 참조하여 전술한바, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
펄스 정형기(30)는 셰이핑 신호(Sshape)를 기초로 입력되는 신호의 펄스 형태를 변형할 수 있다. 예컨대, 펄스 정형기(30)는 인코더(10)로부터 출력되는 신호, 다시 말해 인코딩 신호의 펄스 형태를 변형할 수 있다.
일 예로서, 도 8에 도시된 바와 같이, 펄스 정형기(30)는 Tdodge/2의 시간 길이를 갖는 삼각 펄스 형태의 셰이핑 신호(Sshpe)를 기초로 인코딩 신호를 삼각 펄스 형태로 변형할 수 있다. 인코딩 신호의 파형은 구동 신호(Sdrv)에서 점선으로 도시된 바와 같이 변형될 수 있다. 이에 따라, 도 8에 도시된 바와 같이, T0의 시간 길이를 가지며, Ttx 주기로 피크 전압 레벨 S와 -S 사이에서 천이하며, Tdodge 주기로 위상이 180도 변경되는 삼각 펄스 신호가 구동 신호(Sdrv)가 구동 신호로서 생성될 수 있다.
본 실시예에서, 펄스 정형기(30)는 삼각 펄스 형태의 셰이핑 신호(Sshape)를 기초로 인코딩 신호를 삼각 펄스 형태로 변형하는 것으로 도시되었으나, 본 개시의 기술적 사상은 이에 제한되는 것은 아니다. 펄스 정형기(30)는 가우시안 펄스, 사인 펄스 등 다양한 형태의 셰이핑 신호(Sshape)를 기초로 인코딩 신호의 형태를 변형할 수 있다.
또한, 펄스 정형기(30)는 인코더(10)의 후단에 배치되어, 인코더(10)로부터 출력되는 신호의 펄스 형태를 변형하는 것으로 도시되었으나, 이에 제한되는 것은 아니다, 다른 실시예에 있어서, 펄스 정형기(30)는 변조기(20)의 후단에 배치되어, 변조기(20)로부터 출력되는 신호의 펄스 형태를 변형할 수도 있다.
도 9는, 도 8의 구동 신호 송신기(110a)에서 사용되는 신호들의 시간 영역 및 주파수 영역에서의 파형을 나타내는 그래프이다.
도 9를 참조하면, 시간 영역에서, 입력 신호(Sin(t)), 정형된 코드 신호(Sshcd(t)) 및 반송 신호(Scw(t))가 곱해져, 도시된 바와 같은 구동 신호(Sdrv(t))가 생성될 수 있다.
이때, 정형된 코드 신호(Sshcd(t))는 도 8에서, 코드 신호(Scode) 및 셰이핑 신호(Sshape)가 곱해진 신호로서, 주파수 영역에서의 정형된 코드 신호(Sshcd(W))는 고조파 성분이 감쇄됨을 알 수 있다. 이와 같이, 도 8에서의 펄스 정형기(30)는 인가되는 신호의 펄스 형태를 변형함으로써, 주파수 영역에서, 인가되는 신호의 하모닉 성분을 감쇄시킬 수 있다.
다시 도 9를 참조하면, 시간 영역에서의 입력 신호(Sin(t)), 정형된 코드 신호(Sshcd(t)), 반송 신호(Scw(t)) 및 구동 신호(Sdrv(t))를 주파수 영역의 신호로 나타낼 수 있다. 입력 신호(Sin(W)) 및 반송 신호(Scw(t))는 전술한 수학식 1 및 수학식 3과 동일하다. 정형된 코드 신호(Sshcd(w))는 수학식 5로 나타낼 수 있으며, 이에 따른 구동 신호(Sdrv(w))는 수학식 6으로 나타낼 수 있다.
Figure pat00005
Figure pat00006
입력 신호(Sin(W))의 파워가 반송 주파수(Wtx)를 기준으로 닷징 주파수(Wdodge)만큼 확산되어, 제1 주파수(Wdrv1) 및 제2 주파수(Wdrv2)를 갖는 구동 신호(Sdrv(w))가 생성될 수 있다. 반송 주파수(Wtx)보다 닷징 주파수(Wdodge)만큼 높은 제1 주파수(Wdrv1) 및 반송 주파수(Wtx)보다 닷징 주파수(Wdodge)만큼 낮은 제2 주파수(Wdrv2)에서의 구동 신호(Sdrv(w))의 전력 스펙트럼 밀도가 높으며, Wdodge의 고조파 성분이 미비함을 알 수 있다.
도 10은 본 개시의 실시예에 따른 구동 신호 송신기를 디지털적으로 구현하는 예를 나타낸다.
도 10을 참조하면, 구동 신호 송신기(110b)는 인코더(10a), 펄스 정형기(30a), 변조기(20a) 및 제로 오더 홀더(40a)를 포함할 수 있다.
입력 신호(Sin(n))는 T0 주기로 샘플링된 디지털 신호이며, 그 값은 1일 수 있다. T0는 반송 신호의 주기(Ttx)에 대하여 2*L*N 배의 시간 주기일 수 있다. 이때, 2L은 T0 를 인코더(10a)에서 이용되는 코드 신호의 하나의 코드값의 기간(Tchip)으로 나눈 값이며, N은 Tchip을 반송 주기(Ttx)로 나눈 값이다. 다시 말해, 도 6 및 도 8을 참조하면, 2L은 입력 신호(sin)의 시간 길이 T0 내에 코드 신호(Scode)의 코드 값, 예컨대 1, -1이 몇 개 포함되는지를 나타내며, N은 코드 신호(Scode)의 하나의 코드값의 기간(Tchip) 내에 반송 신호(Scw)의 한 주기(Ttx)의 신호가 몇 개 포함되는지를 나타낸다.
계속하여 도 10을 참조하며, 인코더(10a)는 0을 이용하여 입력 신호(Sin(n))의 샘플링 레이트를 2L배 업-샘플링하고, 업-샘플링된 입력 신호를 코드 신호를 이용하여 컨볼루션함으로써, 입력 신호(Sin(n))를 인코딩할 수 있다. 이때, 코드 신호의 각각의 계수(C0, C1, C2,..., C2L-1)는 1 또는 -1로서, 0번째 계수(C0) 및 짝수번째 계수(C2, C4,..., C2L-2)는 1이고, 홀수번째 계수(C1, C3,..., C2L-1)는 -1 일수 있다.
펄스 정형기(30a)는 인코더(10a)로부터 출력되는 0을 이용하여 인코딩 신호의 샘플링 레이트를 N배 업-샘플링하고, 업-샘플링된 인코딩 신호를 셰이핑 신호를 이용하여 컨볼루션함으로써, 인코딩 신호의 파형을 변형할 수 있다.
셰이핑 신호의 계수(P0, P1,...,PN-1)는 N이 짝수일 경우, 임의의 계수(Pk)와 관련하여, k가 N/2보다 작거나 같으면, 계수 Pk는 k이고, k가 N/2보다 크면, 계수 Pk는 N-K이다. 또한, N이 홀수일 경우, k가 (N+1)/2보다 작거나 같으면, 계수 Pk는 k이고, k가 (N+1)/2보다 크면, 계수 Pk는 (N+1)-k일 수 있다.
예를 들어, N이 6일 때, 계수 P2의 값을 구하면, k는 2이고, 2는 6/2, 즉 3보다 작으므로, 계수 P2는 2이다. 계수 P5의 값을 구하면, k는 5이고, 5는 3보다 크므로 계수 P5는 6에서 5를 뺀 1이다.
한편, 계수(P0, P1, ...,PN-1)를 모두 1로 설정할 경우, 인코딩 신호의 파형이 변형되지 않는다. 이러한 구현 예는 도 6의 구동 신호 송신기(110)에 대응될 수 있다.
변조기(20a)는 펄스 정형기(30a)로부터 수신되는 펄스 정형된 신호를 0을 이용하여 업-샘플링할 수 있다. 변조기(20a)는 펄스 정형된 신호의 샘플링 레이트를 2배 업-샘플링 하고, 업-샘플링된 펄스 정형된 신호를, 1과 -1값을 가지며 상기 1과 -1과의 시간 차이가 Ts인 반송 신호를 이용하여 컨볼루션함으로써 주파수 변조를 수행할 수 있다.
이후, 제로 오더 홀더(40a)는 변조기(20a)로부터 출력되는 주파수 변조 신호를, Ts의 시간 길이를 갖는 단위 신호를 이용하여 컨볼루션 함으로써, 이산 시간 신호(discrete time signal)인 샘플링 신호를 연속 시간 신호(continous time signal)로 변형하여 구동 신호(Sdrv(t))를 생성할 수 있다.
이상, 도 10을 참조하여, 구동 신호 송신기(도 1의 110)의 구체적인 구현예를 나타냈다. 그러나, 도 10은 본 개시의 구동 신호 송신기에 대한 이해를 돕기 위하여 구동 신호 송신기의 구현을 예시적으로 나타낸 것일 뿐이며, 본 개시의 기술적 사상은 이에 제한되지 않는다. 구동 신호 송신기는 디지털 회로 또는 아날로그 회로를 이용한 다양한 구조의 회로로 구현될 수 있다.
도 11은 본 개시의 실시예에 따른 터치 센싱 시스템에서 인밴드 노이즈를 회피하는 것을 설명하는 도면이다.
도 11을 참조하면, 노이즈 신호의 전력 스펙트럼 밀도는 약 3.5KH\z 이하에서 매우 크며, 그 이상의 주파수에서의 전력 스펙트럼 밀도가 낮음을 알 수 있다. 그러나, 반송 주파수(Fc) 및 반송 주파수(Fc)에 근접한 부분에서 인밴드 노이즈의 전력 스펙트럼 밀도는 0.05이상으로 그 주변의 주파수, 예컨대 제1 주파수(F1) 또는 제2 주파수(F2)에 비하여 크다는 것을 알 수 있다. 이에 본 개시의 실시예에 따른 터치 센싱 시스템은 구동 신호(Sdrv)의 전력을 반송 주파수(Fc)보다 닷징 주파수(Fdodge)만큼 높거나 낮은 제1 주파수(F1) 및 제2 주파수(F2)로 확산시켜 인밴드 노이즈를 회피할 수 있다.
도 12는 본 개시의 실시예에 따른 센싱 신호 수신기의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 12를 참조하면, 센싱 신호 수신기(120)는 상관기(60), 디코더(70) 및 적분기(80)를 포함하고, 수신 신호(Srxin)를 복조 및 디코딩하여 터치 데이터를 나타내는 출력 신호(Sout)를 생성할 수 있다. 이때, 수신 신호(Srxin)는 터치 패널(도 1의 TP)로부터 출력된 센싱 신호(Ssen) 또는 센싱 신호(Ssen)를 전류-전압 변환한 신호일 수 있다. 수신 신호(Srxin)는 도 6 또는 도 8의 구동 신호(Sdrv)의 형태일 수 있으며, 상기 구동 신호(Sdrv)에 대하여 터치 입력에 따른 신호가 더해지거나 감해진 신호일 수 있다.
상관기(60)는 수신 신호(Srxin)로부터 노이즈, 예컨대 외부로부터 유입된 노이즈를 제거하고 수신 신호(Srxin)를 복조할 수 있다. 상관기(60)는 주파수 변조시 이용한 반송 신호(Scw), 예컨대 도 6 및 도 8의 변조기(20)에서 이용한 반송 신호(Scw)를 기초로 수신 신호(Srxin)를 복조할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상관기(60)는 아날로그 터치 신호를 M 레벨(M은 2 이상의 자연수)로 양자화된 디지털 터치 신호로 변환하는 ADC(anlog-digital convertor)를 포함할 수 있다. 상관기(60)는 복조된 신호를 ADC 변환하거나 또는 수신 신호(Srxin)를 ADC 변환한 이후, 복조할 수 있다.
디코더(70)는 코드 신호(Scode)를 이용하여 상관기(60)로부터 출력되는 복조 신호를 디코딩할 수 있다. 코드 신호(Scode)는 도 6 및 도 8의 인코더(10)에서 이용한 코드 신호(Scode)와 동일하다.
적분기(80)는 디코딩 신호를 T0 시간동안 적분하여 출력 신호(Sout)를 생성할 수 있다. 출력 신호(Sout)는 터치 입력에 따른 커패시턴스의 변화를 M 레벨로 나타내는 터치 데이터일 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 센싱 신호 수신기(120)는, 도 6 및 도 8의 구동 신호 송신기(110, 110a)에서 사용한 코드 신호(Scode) 및 반송 신호(Scw)를 이용하여 수신 신호(Srxin)를 복조 및 변조한다. 센싱 신호 수신기(120)의 전달함수는 구동 신호 송신기(110 110a)의 전달함수와 유사하거나 동일할 수 있다. 다시 말해, 센싱 신호 수신기(120)는 정합 필터 구조를 가질 수 있다. 센싱 신호 수신기(120)는 노이즈에 대한 신호 대 잡음비(signal to noise ratio, SNR)가 높은 터치 데이터를 생성할 수 있다.
도 13은 본 개시의 다른 실시예에 따른 센싱 신호 수신기의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 13을 참조하면 센싱 신호 수신기(120a)는 상관기(60), 펄스 윈도우(90), 디코더(70) 및 적분기(80)를 포함할 수 있다.
도 13의 센싱 신호 수신기(120a)를 도 12의 센싱 신호 수신기(120)와 비교하면, 센싱 신호 수신기(120a)는 펄스 윈도우(90)를 더 포함할 수 있다. 상관기(60), 디코더(70) 및 적분기(80)의 동작은 도 12를 참조하여 전술한바 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 13을 참조하면, 펄스 윈도우(90)는 셰이핑 신호(Sshape)를 이용하여 상관기(60)로부터 출력되는 복조 신호의 파형을 변형할 수 있다. 예컨대 셰이핑 신호(Sshape)는 삼각 펄스, 가우시안 펄스, 사인 펄스 등 고조파 성분이 감쇄된 형태의 신호일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 셰이핑 신호(Sshape)는 도 8의 구동 신호 송신기(110a)에서 이용된 셰이핑 신호(Sshape)와 동일한 형태의 신호일 수 있다.
도 14는 본 개시의 실시예에 따른 센싱 신호 수신기를 디지털적으로 구현하는 예를 나타낸다.
도 14를 참조하면, 센싱 신호 수신기(120c)는 상관기(60a), 펄스 윈도우(90a) 및 디코더(70)를 포함할 수 있다.
수신 신호(Srxin)는 터치 패널(도 1의 TP)로부터 출력된 센싱 신호(Ssen) 또는 센싱 신호(Ssen)를 전류-전압 변환한 신호일 수 있다. 수신 신호(Srxin)는 도 10의 구동 신호(Sdrv(t))와 동일 또는 유사한 형태일 수 있으며, 상기 구동 신호(Sdrv(t))에 대하여 터치 입력에 따른 신호가 더해지거나 감해진 신호일 수 있다.
상관기(60a)는 Ts 적분기(61), 임펄스 트레인(62) 및 복조기(63)를 포함하고, 수신 신호(Srxin(t))로부터 반송 주파수 성분을 제거하고, M 레벨의 터치 신호를 생성할 수 있다.
Ts 적분기(61)는 수신 신호(Srxin(t))를 Ts의 시간 길이를 갖는 단위 신호를 이용하여 컨볼루션하여 적분 신호를 생성할 수 있다.
임펄스 트레인(62)은 Ts 적분기(61)로부터 출력되는 적분 신호를 M 레벨의 양자화된 신호로 변환할 수 있다. 임펄스 트레인(62)은 상기 적분 신호를 Ts 주기로 배치되는 임펄스 신호들과 곱하여 M 레벨의 양자화된 신호를 생성할 수 있다. 임펄스 트레인(62)은 일종의 ADC 변환기일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 임펄스 트레인(62)은 M 레벨의 비교기(comparator)와 Ts 주기로 스위칭되는 스위치로 구현될 수 있다.
복조기(63)는 임펄스 트레인(62)으로부터 출력되는 M 레벨의 신호를, 1과 -1값을 가지며 상기 1과 -1과의 시간 차이가 Ts인 반송 신호를 이용하여 컨볼루션함으로써, M 레벨의 신호로부터 반송 주파수 성분을 제거하여 M 레벨의 터치 신호를 생성할 수 있다.
펄스 윈도우(90a)는 상관기(60a)로부터 출력되는 터치 신호의 샘플링 레이트를 2배 다운-샘플링하고, 다운-샘플링된 신호를 셰이핑 신호를 이용하여 컨볼루션함으로써, 터치 신호를 정형할 수 있다.
임의의 계수(Pk)와 관련하여, N이 짝수일 경우, k가 N/2보다 작거나 같으면, 계수 Pk는 k이고, k가 N/2보다 크면, 계수 Pk는 N-k이다. 또한, N이 홀수일 경우, k가 (N+1)/2보다 작거나 같으면, 계수 Pk는 k이고, k가 (N+1)/2보다 크면, 계수 Pk는 (N+1)-k일 수 있다.
한편, 펄스 윈도우(90a)의 계수(P0, P1, ...,PN-1)가 모두 1로 설정될 수 있으며, 이러한 경우, 센싱 신호 수신기(120c)는 도 12에 도시된 바와 같이 펄스 윈도우를 포함하지 않는 센싱 신호 수신기(120)에 대응될 수 있다.
디코더(70a)는 펄스 윈도우(90a)로부터 수신되는 정형된 터치 신호를, 코드 신호를 이용하여 디코딩함으로써 터치 데이터를 생성할 수 있다.
디코더(70a)는 펄스 윈도우(90a)로부터 수신되는 정형된 터치 신호의 샘플링 레이트를 N배 다운-샘플링하고, 다운-샘플링된 신호를 코드 신호를 이용하여 디코딩할 수 있다. 코드 신호는 도 10의 인코더(10a)에서 인코딩시 사용한 코드 신호와 동일할 수 있다. 첫번째 계수(C0) 및 짝수번째 계수(C2, C4,..., C2L-2)는 1이고, 홀수번째 계수(C1, C3,..., C2L-1)는 -1 일수 있다. 디코더(70a)는 T0마다 출력 신호(Sout(n))를 출력할 수 있다.
이상, 도 14를 참조하여, 센싱 신호 수신기(도 1의 120)의 구체적인 구현예를 나타냈다. 그러나, 도 14는 본 개시의 센싱 신호 수신기에 대한 이해를 돕기 위하여 센싱 신호 수신기의 구현을 예시적으로 나타낸 것일 뿐이며, 본 개시의 기술적 사상은 이에 제한되지 않는다. 센싱 신호 수신기는 디지털 회로 또는 아날로그 회로를 이용한 다양한 구조의 회로로 구현될 수 있다.
도 15는 본 개시의 실시예에 따른 터치 센싱 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 15의 터치 센싱 방법은 터치 센싱 장치의 구동 신호 생성 및 터치 데이터 생성 방법으로써, 도 1 내지 도 14에 상술된 내용은 본 실시예에 따른 터치 센싱 방법에도 적용될 수 있다.
도 15를 참조하면, S110 단계에서, 구동 신호 송신기(도 1의 110)는 입력 신호의 주파수를 닷징 주파수로 확산한다. 닷징 주파수는 인밴드 노이즈를 회피하기 위하여 미리 설정된 주파수일 수 있다. 입력 신호는 기저대역 신호이며, 입력 신호의 주파수는 터치 패널(도 1의 TP)의 프레임 주파수 및 터치 패널(TP)의 해상도를 기초로 설정될 수 있다. 구동 신호 송신기(110)는 닷징 주파수를 가지는 코드 신호를 기초로 입력 신호를 인코딩함으로써, 입력 신호의 주파수를 확산시킬 수 있다. 인코딩되어, 주파수가 확산된 신호를 코딩 신호라고 지칭할 수 있다.
S120 단계에서, 구동 신호 송신기(110)는 반송 주파수를 가지는 반송 신호를 기초로, S110 단계에서 주파수 확산된 확산 신호를 주파수 변조하여 변조 신호를 구동 신호로서 생성한다. 반송 주파수는 신호를 전송하기에 적합한 고주파 신호일 수 있으며, 대략 수십 내지 수 MHz의 신호일 수 있다. 반송 주파수는 터치 패널(TP)의 물리적 특성 및 외부 동작 환경등을 고려하여 미리 설정될 수 있다.
S110 단계 및 S120 단계를 통하여, 입력 신호의 주파수는 반송 주파수보다 닷징 주파수만큼 높은 제1 주파수 및 상기 반송 주파수보다 닷징 주파수만큼 낮은 제2 주파수로 확산될 수 있다.
한편, 일 실시예에 있어서, S110 단계 또는 S120 단계 이후, 확산 신호 또는 변조 신호의 펄스 파형을 정형(shaping)하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 삼각 펄스, 가우시안 펄스, 또는 사인 펄스 등의 셰이핑 신호를 이용하여, 확산 신호 또는 변조 신호의 펄스 파형을 상기 셰이핑 신호의 펄스 형태로 변형함으로써, 확산 신호 또는 변조 신호의 고조파 성분을 감쇄시킬 수 있다.
S130 단계에서, 구동 신호 송신기(110)는 구동 신호를 터치 패널(TP)에 인가한다. 구동 신호에 기초하여 터치 패널(TP) 상의 터치 입력이 센싱될 수 있다.
S140 단계에서, 센싱 신호 수신기(도 1의 120)은 터치 패널(TP)로부터 센싱 신호를 수신한다. 센싱 신호는 전류 신호 또는 전압 신호일 수 있다. 이후, 센싱 신호를 기초로 터치 데이터를 생성할 수 있다.
S150 단계에서, 반송 신호를 기초로 센싱 신호를 복조할 수 있다. 센싱 신호 수신기(120)는 S120 단계에서 이용된 반송 주파수를 가지는 반송 신호를 이용하여 복조함으로써, 센싱 신호로부터 반송 주파수 성분을 제거할 수 있다.
S160 단계에서, 복조된 신호의 주파수를 입력 신호의 주파수로 집중하여 터치 데이터를 획득할 수 있다. 센싱 신호 수신기(120)는 S110 단계에서 이용된 코드 신호를 이용하여 복조된 신호를 디코딩 함으로써, 터치 데이터를 생성할 수 있다.
일 실시예에 있어서, S150 단계 이후, 복조된 신호의 파형을 정형하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 삼각 펄스, 가우시안 펄스, 또는 사인 펄스 등의 셰이핑 신호를 이용하여, 복조 신호의 파형을 정형할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 셰이핑 신호는 상기 펄스 파형 정형 단계에서 이용된 셰이핑 신호와 동일할 수 있다. 또는 셰이핑 신호는 상기 펄스 파형 정형 단계에서 이용된 셰이핑 신호와 펄스 형태가 유사할 수 있다.
이와 같이, S150 단계 및 S160 단계를 통하여, 센싱 신호 수신기(120)는 구동 신호 송신기(110)에서 이용된 신호들의 전달함수와 동일 또는 유사한 전달함수를 이용하여 터치 데이터를 생성함으로써, AWGN에 대하여 신호 대 잡음비(signal to noise ratio, SNR)가 높은 터치 데이터를 생성할 수 있다.
도 16a 및 도 16b는 터치 패널의 위치별 게인 편차 및 게인 감소율을 나타내는 그래프이다. 도 16a 및 도 16는 본 실시예에 따른 터치 패널 구동 방법에 따른 효과를 예시적으로 설명하기 위한 것으로서, 특정한 조건, 예컨대 특정한 패널 특성을 갖는 터치 패널에 대한 위치별 게인 편차 및 게인 감소율을 나타낸다.
도 16a는 주파수 변조되어 생성된 구동 신호에 따른 터치 패널의 위치별 게인 편차 및 게인 감소율을 나타내고, 도 16b는 본 개시의 실시예에 따라 주파수 확산 및 변조되어 생성된 구동 신호에 따른 터치 패널의 위치별 게인 편차 및 게인 감소율을 나타낸다.
도 16a 및 도 16b를 참조하면, X 축 및 Y 축의 2차원 평면은 터치 패널(도 1의 TP)의 2차원 평면을 나타내고, Y축은 각각의 위치별 게인을 나타낸다. X좌표가 0인, Y 축상의 복수의 지점에 구동 신호가 차례로 인가될 수 있다. 구동 신호는 X 좌표가 0인 지점에서 30인 지점까지 인가되며, IR drop, 기생 커패시터 등의 영향에 의하여, 구동 신호가 인가되는 지점으로부터 멀수록, 구동 신호의 전압이 낮아질 수 있다. 센싱 신호는 Y 좌표가 0인, X 축상의 지점에서 출력될 수 있으며, 센싱 신호가 출력되는 지점으로부터 멀수록 센싱 신호의 전압이 낮아질 수 있다. 이에 따라, 터치 패널의 위치별 게인 편차가 발생할 수 있으며, 구동 신호가 인가되는 지점 또는 센싱 신호가 출력되는 지점으로부터 먼 위치의 지점일수록 게인 감소율이 클 수 있다.
도 16a를 참조하면, 입력 신호가 반송 주파수 375KHz로 변조된 구동 신호에 따른 터치 패널의 게인의 평균은 413이고, 최소 및 최대값은 각각 313 및 457로 게인 편차는 1.5일 수 있다.
도 16b를 참조하면, 입력 신호가 닷징 주파수 62.5KHz로 확산되고 반송 주파수 375KHz로 변조된 구동 신호, 다시 말해, 312.5KHz 및 437.5KHz로 파워가 확산된 구동 신호에 따른 터치 패널의 게인의 평균은 417.2이고, 최소 및 최대값은 각각 327 및 456로 게인 편차는 1.39일 수 있다. 제1 주파수, 예컨대 437.5KHz 에서 게인이 감소(또는 증가)하는 만큼 제2 주파수, 예컨대 312.5KHz에서 게인이 증가(또는 감소)하여, 패널의 게인 및 게인 편차의 변화가 크지 않을 수 있다.
인밴드 노이즈를 회피하기 위하여 구동 신호의 반송 주파수를 변경하는 경우, 터치 패널의 게인 및 게인 편차가 커질 수 있다. 그러나 본 개시의 실시예에 따라 반송 주파수의 변경없이, 주파수 확산된 구동 신호를 이용하여 터치 패널을 센싱하는 경우, 터치 패널의 게인 및 게인 편차가 증가되지 않는다. 다시 말해, 통과 대역 신호의 전달 특성이 유지될 수 있다.
도 17은 본 개시의 실시예에 따른 주파수 닷징 유닛을 나타내는 블록도이다. 설명의 편의를 위하여, 구동 신호 송신기(110), 터치 패널(TP) 및 센싱 신호 수신기(120)를 함께 도시하였다.
도 17을 참조하면, 구동 신호 송신기(110)는 미리 설정된 반송 주파수에 기초하여 주파수 변조된 구동 신호를 터치 패널(TP)에 인가한다. 센싱 신호 수신기(120)는 터치 패널(TP)로부터 센싱 신호를 수신하고, 센싱 신호에 기초하여 터치 데이터(Tdata)를 생성할 수 있다.
주파수 닷징 유닛(131a)은 터치 데이터(Tdata)를 기초로 닷징 주파수를 결정하고, 닷징 주파수에 대한 정보를 제어신호(CTRL_DODGE)로서 구동 신호 송신기(110)에 구비된 인코더(111)에 제공할 수 있다. 인코더(111)는 제어신호(CTRL_DODGE)에 기초하여 닷징 주파수, 다시 말해 코드 신호의 주파수를 조절할 수 있다.
주파수 닷징 유닛(131a)은 터치 센싱 장치(도1의 1000)의 동작 초기에 닷징 주파수를 결정하거나 또는 터치 센싱 장치(1000)가 동작 중, 피드백된 터치 데이터(Tdata)에 기초하여 닷징 주파수를 변경할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 주파수 닷징 유닛(131a)은 외부로부터 인가되는 동작 제어 신호에 기초하여 닷징 주파수를 결정할 수 있다. 예컨대, 주파수 닷징 유닛(131a)은 터치 센싱 장치(도 1의 1000)의 동작의 시작을 알리는 신호 또는 터치 센싱 장치(1000)의 초기화를 나타내는 신호에 응답하여 닷징 주파수를 결정할 수 있다. 또는 주파수 닷징 유닛(131a)은 터치 센싱 장치의 동작 환경의 변화를 알리는 신호에 응답하여 동작할 수 있다. 다른 실시예로서, 주파수 닷징 유닛(131a)은 미리 정해진 소정의 시간 주기로 주기적으로 동작하거나, 또는 산출된 터치 좌표에 오류가 발생하는 경우, 동작하여 닷징 주파수를 조절할 수 있다.
주파수 닷징 유닛(131a)은 노이즈 분석부(132_1) 및 닷징 주파수 결정부(132_2)를 포함할 수 있다.
노이즈 분석부(132_1)는 터치 데이터(Tdata)를 기초로 터치 패널(TP)에 발생한 노이즈의 주파수 성분을 분석할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 노이즈 분석부(132_1)는 노이즈의 스펙트럼을 분석할 수 있다.
닷징 주파수 결정부(132_2)는 분석된 노이즈의 주파수 성분을 기초로 닷징 주파수를 결정할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 닷징 주파수 결정부(132_2)는 노이즈의 전력 스펙트럼 밀도가 가장 낮은 주파수로 구동 신호의 파워가 확산될 수 있도록 닷징 주파수를 결정할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 닷징 주파수 결정부(132_2)는 노이즈가 기준값 이상인지 여부를 판단하여 닷징 주파수를 결정할 수 있다. 예컨대, 노이즈가 기준값 이상이면, 구동 신호의 닷징 주파수를 변경하고, 노이즈가 기준값 미만이면, 현재의 닷징 주파수를 유지하도록 하는 제어신호(CTRL_DODGE)를 생성할 수 있다.
도 18은 본 개시의 실시예에 따른 닷징 주파수 결정 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 18의 닷징 주파수 결정 방법은 도 17의 주파수 닷징 유닛(131a)에 적용될 수 있는바, 도 17 및 도 18을 참조하여 설명하기로 한다.
도 18을 참조하면, S410 단계에서, 복수의 닷징 주파수를 설정한다. 예컨대, 사용자는 터치 패널(TP)의 물리적 특성 및 반송 주파수를 고려하여 예상되는 후보 노이즈군을 산출하고, 상기 후보 노이즈군을 회피할 수 있도록 하는 복수의 닷징 주파수를 미리 설정할 수 있다. 복수의 닷징 주파수는 주파수 닷징 유닛(131a)에 저장될 수 있다.
S420 단계에서, 구동 신호 송신기(110)는 상기 복수의 닷징 주파수들을 기초로 복수의 구동 신호를 생성할 수 있다. 다시 말해, 구동 신호 송신기(110)는 확산된 주파수가 서로 다른 복수의 구동 신호를 생성할 수 있다. 구동 신호 송신기(110)는 상기 복수의 구동 신호들을 터치 패널(TP)에 인가할 수 있다.
S430 단계에서, 센싱 신호 수신기(120)는 복수의 구동 신호들을 기초로 센싱된 센싱 신호들을 수신하고 각각의 센싱 신호들에 기초하여 터치 데이터를 생성할 수 있다. 센싱 신호 수신기(120)는 복수의 구동 신호 각각에 대응하는 터치 데이터를 생성할 수 있다. 일 실시예에 있어서, S420 단계 및 S440 단계는, 복수의 닷징 주파수들에 대하여 동시에 수행될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, S420 단계 및 S430 단계는, 복수의 닷징 주파수에 대하여 순차적으로 수행될 수 있다.
S440 단계에서, 노이즈 분석부(132_1)는 터치 데이터를 기초로 노이즈의 스펙트럼을 분석할 수 있다. 터치 데이터 각각은 복수의 닷징 주파수에 대응하여 생성된다. 따라서, 상기 터치 데이터를 기초로 분석되는 노이즈 스펙트럼은 복수의 닷징 주파수에 대응될 수 있다.
S450 단계에서, 닷징 주파수 결정부(132_2)는 노이즈 스펙트럼을 기초로 닷징 주파수를 결정할 수 있다. 예컨대, 닷징 주파수 결정부(132_2)는 상기 복수의 닷징 주파수 중 노이즈 성분이 가장 적은 주파수에 대응하는 닷징 주파수를 선택할 수 있다.
도 19는 본 개시의 다른 실시예에 따른 닷징 주파수 결정 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 19의 닷징 주파수 결정 방법은 도 17의 주파수 닷징 유닛(131a)에 적용될 수 있는바, 도 17 및 도 19을 참조하여 설명하기로 한다.
도 19를 참조하면, S510 단계에서, 구동 신호 송신기(110)는 터치 패널(TP)에 구동 신호를 인가한다. 상기 구동 신호는 미리 설정된 닷징 주파수에 기초하여 생성된다.
S520 단계에서, 센싱 신호 수신기(120)는 센싱 신호를 수신하고, 상기 구동 신호에 대응하는 터치 데이터를 생성한다.
S530 단계에서, 노이즈 분석부(132_1)는 터치 데이터를 기초로 노이즈를 분석한다. 노이즈 분석부(132_1)는 상기 구동 신호에 대응하는 노이즈의 양을 분석할 수 있다.
S540 단계에서, 닷징 주파수 결정부(132_2)는 노이즈가 기준값 이상인지 판단한다. 기준값은 터치 좌표 생성시 노이즈에 따른 오류가 발생되지 않도록 미리 설정되는 값으로서, 허용되는 노이즈의 값의 최대값일 수 있다.
노이즈가 기준값 이상이면, S550 단계에서, 닷징 주파수 결정부(132_2)는 닷징 주파수를 조정한다. 일 실시예로서, 닷징 주파수 결정부(132_2) 는 미리 설정된 복수의 주파수들 중 하나를 선택할 수 있다. 다른 실시예로서, 닷징 주파수 결정부(132_2)는 미리 설정된 소정의 이동 주파수만큼 닷징 주파수를 이동시킬 수 있다. 예컨대, 현재 닷징 주파수가 62KHz이고, 설정된 이동 주파수가 10KHz일 경우, 닷징 주파수 결정부(132_2)는 닷징 주파수를 10KHz 이동 시킬 수 있다. 닷징 주파수 결정부(132_2)는 72KHz 또는 52KHz를 닷징 주파수로 결정할 수 있다.
노이즈가 기준값 미만이면, S560 단계에서, 닷징 주파수 결정부(132_2)는 현재의 닷징 주파수를 터치 센싱 장치의 닷징 주파수로 결정할 수 있다. 다시 말해, 닷징 주파수 결정부(132_2)는 현재의 닷징 주파수를 유지할 수 있다.
도 20은, 본 개시의 다른 실시예에 따른 구동 신호 송신기를 나타내는 블록도이다. 설명의 편의를 위하여 터치 패널(TP)을 함께 도시하였다.
도 20을 참조하면, 구동 신호 송신기(110c)는 인코더(111), 변조기(112) 및 스위치부(113)를 포함할 수 있다. 구동 신호 송신기(110c)는 펄스 정형기를 더 포함할 수도 있다.
인코더(111) 및 변조기(112)는 입력 신호를 코딩 및 주파수 변조하여 구동 신호를 생성한다. 인코더(111) 및 변조기(112)는 도 1을 참조하여 전술한바, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
스위치부(113)는 구동 신호를 터치 패널(TP)에 구비된 복수의 구동 채널(DCH1~DCHk)에 순차적으로 송신할 수 있다. 스위치부(113)는 터치 패널(TP)에 구비된 복수의 구동 채널(DCH1~DCHk)에 각각 연결되는 복수의 스위치(SW1~SWk)를 포함할 수 있다. 복수의 스위치(SW1~SWk) 각각은 대응하는 스위칭 신호(S1~SWk)에 응답하여 턴온되어, 구동 신호를 대응하는 구동 채널(DCH1~DCHk)에 전송할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 복수의 스위치(SW1~SWk) 각각은 서로 다른 시점에 턴온되며, 턴온되는 시간은 서로 오버랩되지 않을 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 복수의 스위치(SW1~SWk) 각각은 서로 다른 시점에 턴온되며, 턴온되는 시간이 일부 오버랩될 수 있다. 또 다른 실시예에 있어서, 복수의 스위치(SW1~SWk) 중 일부의 스위치들이 동시에 턴온될 수도 있다.
도 21은, 본 개시의 다른 실시예에 따른 구동 신호 송신기를 나타내는 블록도이다. 설명의 편의를 위하여 터치 패널(TP)을 함께 도시하였다.
도 21을 참조하면, 구동 신호 송신기(110d)는 복수의 송신 유닛(TU1~TUk)을 포함할 수 있다. 복수의 송신 유닛(TU1~TUk) 각각은, 신호 합성기(114), 인코더(111) 및 변조기(112)를 포함하고, 각각 구동 신호를 생성하여 대응하는 구동 채널(DCH1~DCHk)에 제공할 수 있다.
복수의 송신 유닛(TU1~TUk)은 서로 다른 직교 코드 신호(Sorth1~Sorthk)를 기초로 복수의 구동 신호를 생성할 수 있다. 복수의 송신 유닛(TU1~TUk)에서 생성된 복수의 구동 신호는 서로 다른 직교 코드를 포함할 수 있다.
복수의 송신 유닛(TU1~TUk)은 복수의 구동 신호 전부 또는 일부를, 동시에 대응하는 구동 채널(DCH1~DCHk)에 송신할 수 있다. 센싱 신호 수신기(도 1의 수신부)는 상기 직교 코드 신호(Sorth1~Sorthk)들을 이용 하나의 센싱 신호로부터 각각의 구동 신호에 대응하는 터치 데이터를 분리할 수 있다. 이러한 멀티 구동 방식을 이용, 터치 패널(TP)의 프레임 주파수를 증가시킬 수 있다. 또는, 터치 패널(TP)의 해상도가 증가되더라도, 프레임 주파수의 감소없이 터치 입력을 센싱할 수 있다.
한편, 일 실시예에 있어서, 복수의 송신 유닛(TU1~TUk)에 포함된 인코더(111)들 전부 또는 일부의 닷징 주파수는 서로 다르게 설정될 수 있다. 예컨대 제1 송신 유닛(TU1)에 포함된 인코더(111)의 닷징 주파수와 제k 송신 유닛(TUk)에 포함된 인코더(111)의 닷징 주파수는 서로 다를 수 있다. 이에 따라, 터치 패널(TP)의 위치에 따라 인가되는 구동 신호의 닷징 주파수가 다르게 설정될 수 있다.
도 22는 본 개시의 실시예에 따른 터치 컨트롤러를 포함하는 터치 스크린 장치를 나타내는 블록도이다.
도 22를 참조하면, 터치 스크린 장치(2000)는 터치 패널(210), 디스플레이 패널(220), 터치 패널(210)을 제어하는 터치 컨트롤러(TC) 및 디스플레이 패널(220)을 제어하는 디스플레이 구동 회로(DDI)를 포함할 수 있다.
터치 컨트롤러(TC)는 AFE(analog front end)(201), 터치 제어 로직(202), 메모리(203) 및 MCU(Micro control unit)(204)를 포함할 수 있다. AFE(201)는 도 1의 구동 신호 송신기(110) 및 센싱 신호 수신기(120)를 포함할 수 있다. AFE(201)는 터치 패널(TP) 상의 터치 입력을 센싱하고 터치 데이터를 생성할 수 있다. 메모리(203)는 터치 데이터를 저장할 수 있다. 터치 제어 로직(202) 및 MCU(204)는 도 1의 제어 로직(130)에 대응할 수 있다. 터치 제어 로직(202)은 AFE(201)의 동작 및 터치 컨트롤러(TC)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. MCU(204)는 AFE(201)로부터 출력되는 터치 데이터, 또는 메모리(203)에 저장된 터치 데이터를 이용하여, 터치 좌표를 산출할 수 있다.
디스플레이 구동 회로(DDI)는 출력 드라이버(205), 전원 생성기(206), 디스플레이 메모리(208) 및 디스플레이 제어 로직(207)을 포함할 수 있다. 출력 드라이버(205)는 디스플레이 패널(220)의 소스 라인에 계조 전압을 제공하는 소스 드라이버 및 디스플레이 패널(220)의 게이트 라인을 스캔하는 게이트 드라이버를 포함할 수 있다. 디스플레이 메모리(208)는 호스트 프로세서로부터 수신되는 디스플레이 데이터를 프레임 단위로 저장할 수 있다. 디스플레이 메모리(208)는 프레임 버퍼라고 지칭할 수 있다. 전원 생성기(206)는 디스플레이 구동 회로(DDI)에서 이용되는 전원 전압들을 생성할 수 있다. 전원 생성기(206)는 또한 터치 컨트롤러(TC)에서 이용되는 전원 전압들을 생성할 수도 있다. 디스플레이 제어 로직(207)은 디스플레이 구동 회로(DDI)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
한편, 도 22에 도시된 바와 같이, 터치 컨트롤러(TC)와 디스플레이 구동 회로(DDI)는 서로 타이밍 정보, 상태 정보 등의 적어도 하나의 정보를 송수신할 수 있다. 또한 터치 컨트롤러(TC)와 디스플레이 구동 회로(DDI)는 서로 전원 전압을 제공하거나 수신할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 터치 컨트롤러(TC) 및 디스플레이 구동 회로(DDI)는 하나의 반도체 칩에 집적될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 터치 컨트롤러(TC) 및 디스플레이 구동 회로(DDI) 별개의 반도체 칩에 집적되며, 서로 정보를 송수신하기 위한 전송 채널이 연결될 수 있다.
도 23은 도 22의 터치 스크린 장치에 구비되는 터치 패널 및 디스플레이 패널을 나타내는 도면이다. 디스플레이 패널(DP)은 LCD(liquid crystal display), LED(light emitting diode) 디스플레이, OLED(organic LED) 디스플레이, AMOLED(active-matrix OLED) 디스플레이 및 플렉시블(flexible) 디스플레이로 구현될 수 있고, 그 밖에 다른 종류의 평판 디스플레이로 구현될 수 있다.
공정 또는 가격 경쟁력을 위해, 터치 패널(TP)은 디스플레이 패널(DP)과 통합되어 구비될 수 있다. 도 23은 터치 패널(TP)이 디스플레이 패널(DP)의 상부에 위치하는 예를 도시한다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 터치 패널(TP)은 디스플레이 패널(DP)의 하부에 위치할 수도 있다. 터치 패널(TP)은 디스플레이 패널(DP)과 소정 거리 이격하여 배치되거나, 디스플레이 패널(DP)의 상판에 부착되어 배치될 수 있다.
도 23은 디스플레이 패널(DP)이 터치 패널(TP)과 별도의 패널 또는 레이어(layer)로 구비되는 온-셀(On-cell) 타입인 경우를 예시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시예에 있어서, 디스플레이에 사용되는 디스플레이 픽셀과 터치의 센싱에 사용되는 센싱 유닛(SU)이 같은 레이어에 형성되는 인-셀 타입 (In-Cell Type)으로 구현될 수 있다.
도 24는 본 개시의 실시예에 따른 터치 스크린 시스템을 나타내는 블록도이다.
본 개시의 실시예에 따른 터치 스크린 시스템은, 이미지 표시기능이 포함된 전자 장치일 수 있다. 예를 들면, 전자 장치는 스마트 폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 전화기(mobile phone), 화상전화기, 전자북 리더기(e-book reader), 데스크탑 PC(desktop personal computer), 랩탑 PC(laptop personal computer), 넷북 컴퓨터(netbook computer), PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라(camera), 또는 웨어러블 장치(wearable device)(예: 전자 안경과 같은 head-mounted-device(HMD), 전자 의복, 전자 팔찌, 전자 목걸이, 전자 앱세서리(appcessory), 전자 문신, 또는 스마트 와치(smart watch))중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
어떤 실시예들에 따르면, 터치 스크린 시스템은 이미지 표시 기능을 갖춘 스마트 가전 제품(smart home appliance)일 수 있다. 스마트 가전 제품은, 예를 들자면, 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스(set-top box), TV 박스(예를 들면, 삼성 HomeSyncTM, 애플TVTM, 또는 구글 TVTM), 게임 콘솔(game consoles), 전자 사전, 전자 키, 캠코더(camcorder), 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
어떤 실시예들에 따르면, 터치 스크린 시스템은 각종 의료기기(예: MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 초음파기 등), 네비게이션(navigation) 장치, GPS 수신기(global positioning system receiver), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트(infotainment) 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치 및 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛, 산업용 또는 가정용 로봇, 금융 기관의 ATM(automatic teller's machine) 또는 상점의 POS(point of sales) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
어떤 실시예들에 따르면, 터치 스크린 시스템은 이미지 표시기능을 포함한 가구(furniture) 또는 건물/구조물의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 입력장치(electronic signature receiving device), 프로젝터(projector), 또는 각종 계측기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 개시의 다양한 실시예에 따른 터치 스크린 시스템을 포함하는 전자 장치는 전술한 다양한 장치들 중 하나 또는 그 이상의 조합일 수 있다. 또한, 터치 스크린 시스템은 플렉서블 장치일 수 있다. 본 개시의 다양한 실시예에 따른 터치 스크린 시스템이 전술한 기기들에 한정되지 않음은 당업자에게 자명하다.
계속하여 도 24를 참조하면, 터치 스크린 시스템(3000)은 터치 패널(3110), 디스플레이 패널(3210), 터치 컨트롤러(3120), 디스플레이 구동 회로(3220), 프로세서(3300), 저장 장치(3400), 인터페이스(3500) 및 버스(3600)를 포함할 수 있다.
터치 패널(3110)은 각 포인트에서 발생하는 터치 이벤트를 감지할 수 있도록 구성된다. 디스플레이 패널(3210)은 이미지(영상)를 표시하도록 구성된 LCD, LED, OLED 등의 다양한 타입의 패널로 구성될 수 있다. 터치 패널(3110)과 디스플레이 패널(3210)은 서로 중첩되도록 일체적으로 형성될 수 있다.
터치 컨트롤러(3120)는 터치 패널(3110)의 동작을 제어하고 터치 패널(3110)의 출력을 프로세서(3300)에 전송할 수 있다. 터치 컨트롤러(3120)는 전술한 본 개시의 실시예에 따른 터치 컨트롤러(도1의 100)이다. 터치 컨트롤러(3110)는 코드 신호 및 반송 신호를 기초로 입력 신호를 인코딩 및 변조하여 구동 신호를 생성하고, 상기 구동 신호를 기초로 상기 터치 패널(3110)에 발생하는 터치 입력을 센싱할 수 있다.
디스플레이 구동 회로(3220)는 디스플레이 패널(3210) 상에 영상을 표시하도록 디스플레이 패널(3210)을 제어한다. 도시하지는 않았으나, 디스플레이 구동 회로(3220)는 소스 드라이버, 계조 전압 발생기, 게이트 드라이버, 타이밍 컨트롤러, 전원 공급부 및 인이미지 인터페이스를 포함할 수 있다. 디스플레이 패널(3210)에 표시될 이미지 데이터는 이미지 인터페이스를 통해 상기 메모리에 저장되고, 상기 계조 전압 발생기에 의해 생성되는 계조 전압들을 이용하여 아날로그 신호로 변환될 수 있다. 상기 소스 드라이버 및 게이트 드라이버는 타이밍 컨트롤러로부터 제공되는 수직 동기 신호 및 수평 동기 신호 등에 응답하여 디스플레이 패널(3210)을 구동할 수 있다.
프로세서(3300)는 명령들을 실행하고 터치 스크린 시스템(3000)의 전체적인 동작을 제어할 수 있다. 프로세서(3300)에 의해 요구되는 프로그램 코디 또는 데이터 등은 저장 장치(3400)에 저장될 수 있다. 인터페이스(3500)는 임의의 외부 장치 및/또는 시스템과 통신할 수 있다.
프로세서(3300)는 좌표 매핑부(3310)를 포함할 수 있다. 터치 패널(3110) 상에서의 위치와 디스플레이 패널(3210) 상에서의 위치는 서로 매핑될 수 있으며, 좌표 매핑부(3310)는 터치 입력이 발생한 터치 패널(3110) 상의 터치 포인트에 상응하는 디스플레이 패널(3210)의 대응 좌표를 추출할 수 있다. 이러한 터치 패널(3110)과 터치 패널(3210)의 좌표 매핑을 통하여, 사용자는 디스플레이 패널(3210) 상에 표시되는 아이콘, 메뉴 항목 또는 이미지 등을 선택하고, 제어하는 터치 동작, 드래그, 핀치, 스트레치, 단일 또는 멀티 터치 동작 등의 입력 행위를 수행할 수 있다.
도 25는 본 개시의 실시예에 따른 터치 센싱 장치를 포함하는 터치 스크린 모듈을 나타내는 도면이다.
도 25를 참조하면, 터치 스크린 모듈(4000)은 윈도우 글라스(4010), 터치 패널(4020) 및 디스플레이 패널(4040)을 포함할 수 있다. 또한 터치 패널(4020)과 디스플레이 패널(4040) 사이에는 광학적 특성을 위해 편광판 (4030)이 배치될 수 있다.
윈도우 글라스(4010)는 아크릴이나 강화유리 등의 소재로 제작되어, 외부 충격이나 반복적인 터치에 의한 긁힘으로부터 터치 스크린 모듈(4000)을 보호한다.
터치 패널(4020)은 유리기판이나 PET(Polyethylene Terephthlate) 필름 위에 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 전극이 패터닝되어 형성될 수 있다.
터치 콘트롤러(4021)는 FPCB(Flexible Printed Circuit Board) 위에 COB(Chip on Board) 형태로 실장될 수 있으며, 터치 패널(3400)상의 터치 발생을 감지하여 터치 좌표를 추출하고 이를 호스트 콘트롤러로 제공할 수 있다.
디스플레이 패널(4040)은 일반적으로 상판과 하판으로 이루어진 두 장의 유리를 접합하여 형성된다. 디스플레이 패널(4040)은 프레임을 표시하기 위한 복수의 픽셀들을 포함한다. 일 실시예에 따르면 디스플레이 패널(4040)은 액정 패널일 수 있다. 그러나 이에 제한되는 것은 아니고, 디스플레이 패널(40400)은 다양한 종류 디스플레이 소자들을 포함할 수 있다. 예컨대, 디스플레이 패널(4040)은 OLED(Organic Light Emitting Diode), ECD(Electrochromic Display), DMD(Digital Mirror Device), AMD(Actuated Mirror Device), GLV(Grating Light Value), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), LED(Light Emitting Diode) 디스플레이, VFD(Vacuum Fluorescent Display) 중 하나 일 수 있다.
디스플레이 구동 회로(4041)는 도시된 바와 같이, 유리 소재의 인쇄 기판 상에 COG(Chip On Glass) 형태로 실장될 수 있다. 그러나, 이는 일 실시 예일 뿐, 디스플레이 구동 회로(4041)는 COF(Chip on Film), COB(chip on board) 등과 같이 다양한 형태로 실장될 수 있다. 본 실시예에서는 디스플레이 구동 집적회로(3130)가 하나의 칩으로 도시되었으나, 이는 도시에 편의를 위함에 불과하고 복수의 칩으로 장착될 수 있다. 또한, 터치 컨트롤러(4021)는 디스플레이 구동 회로(4041)와 하나의 반도체 칩에 집적될 수도 있다.
도 26a 및 도 26b는 터치 패널과 디스플레이 패널을 일체화시킨 경우의 터치 스크린 모듈의 구조를 나타내는 도면이다. 도 26a에 도시된 바와 같이, 터치 스크린 모듈(4000a)은 윈도우 글라스(4010), 디스플레이 패널(4020) 및 편광판(4030)을 구비할 수 있다. 특히, 터치 패널을 구현함에 있어서, 상기 터치 패널이 별도의 유리기판 상에 형성되는 것이 아니라, 상기 디스플레이 패널(4020)의 상판에 투명 전극을 패턴함으로써 형성될 수 있다. 도 26a는 디스플레이 패널(4020)의 상판에 다수의 센싱 유닛(SU)이 형성된 일예를 도시한다. 또한, 이와 같이 패널 구조가 형성되는 경우, 터치 콘트롤러와 디스플레이 구동 회로가 하나의 반도체 칩(4022)에 집적될 수 있다.
하나의 반도체 칩(4022)에 터치 콘트롤러와 디스플레이 구동 회로가 집적되는 경우, 센싱 유닛(SU)로부터의 전압 신호(T_sig)와 외부 호스트로부터의 영상 데이터(I_data)가 상기 반도체 칩(4022)으로 제공된다. 또한 반도체 칩(4022)은 영상 데이터(I_data)를 처리하여, 실제 디스플레이 장치를 구동하기 위한 계조 데이터를 발생하고 이를 디스플레이 패널(4020)로 제공한다. 이를 위하여, 반도체 칩(4022)은 터치 데이터(T_data)에 관련된 패드와 상기 영상 데이터(I_data) 및 계조 데이터(미도시)에 관련된 패드를 구비할 수 있다. 반도체 칩(4022)은 터치 패널의 일측에 연결되는 도전라인을 통하여 센싱 유닛(SU)으로부터의 터치 데이터 전압 신호(T_sig)를 수신한다. 반도체 칩(4022) 상에 패드들을 배치함에 있어서, 터치 데이터 전압 신호(T_sig)를 수신하는 패드의 위치를 상기 전압 신호(T_sig)를 전달하기 위한 도전라인과 인접하는 위치에 배치시키는 것이 데이터의 노이즈 감소 측면에서 바람직할 수 있다. 도 26a에 도시되지는 않았으나, 디스플레이 패널로 계조 데이터를 제공하기 위한 도전라인이 상기 터치 데이터 전압 신호(T_sig)를 전달하는 도전라인과 반대편에 위치하는 경우, 상기 계조 데이터를 제공하기 위한 패드 또한 상기 전압 신호(T_sig)를 수신하는 패드의 반대편에 위치하도록 배치시킬 수 있다.
한편, 도 26b의 터치 스크린 모듈(4000b)은 도 26a의 터치 스크린 모듈(4000a)과 대략 유사한 구조를 갖는 것으로서, 센싱 유닛(SU)으로부터의 전압 신호가 FPCB를 통하여 반도체 칩(4022)으로 제공되는 것이 아니라 도전 라인을 통해 직접 반도체 칩(4022)으로 제공되는 일예를 나타낸다.
도 27은 본 개시의 실시예에 따른 터치 센싱 장치가 탑재되는 다양한 전자 제품의 응용 예를 나타내는 도면이다. 본 발명에 따른 터치 센싱 장치(5000)는 다양한 전자 제품에 채용될 수 있다. 스마트 폰(5900)에 채용될 수 있음을 물론이고, TV(5100), 은행의 현금 입출납을 자동적으로 대행하는 ATM기(5200), 엘리베이터(5300), 스마트 와치(5400), 태블릿 PC(5500), PMP(5600), e-book(5700) 및 네비게이션(5800) 등에 폭넓게 사용될 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
1000: 터치 센싱 장치 100: 터치 컨트롤러
TP: 터치 패널 110, 110a, 110b, 110c, 110d: 구동 신호 송신기
111, 10: 인코더 112, 20: 변조기
30: 펄스 정형기 120: 센싱 신호 수신기
130: 제어 로직 131, 101a: 주파수 닷징 유닛

Claims (20)

  1. 입력 신호의 파워를 미리 설정된 반송 주파수보다 높은 제1 주파수 및 상기 반송 주파수보다 낮은 제2 주파수로 확산(spread)시켜 구동 신호를 생성하고, 상기 구동 신호를 터치 패널에 인가하는 구동 신호 송신기; 및
    상기 구동 신호에 기초하여 상기 터치 패널에서 발생되는 센싱 신호를 수신하고, 상기 센싱 신호를 기초로 터치 데이터를 생성하는 센싱 신호 수신기를 포함하는 터치 컨트롤러.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 반송 주파수와 상기 제1 주파수의 차이는 상기 반송 주파수와 상기 제2 주파수와의 차이와 동일한 것을 특징으로 하는 터치 컨트롤러.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 구동 신호 송신기는,
    제3 주파수를 가지는 코드 신호를 기초로 상기 입력 신호를 인코딩하여 상기 입력 신호의 주파수를 상기 제3 주파수만큼 양의 방향 및 음의 방향으로 확산시키는 것을 특징으로 하는 터치 컨트롤러.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 구동 신호 송신기는,
    상기 제3 주파수에 대응되도록 상기 코드 신호의 코드 간격을 가변시키는 것을 특징으로 하는 터치 컨트롤러.
  5. 제3 항에 있어서, 상기 코드 신호는,
    교번적으로 배치되는, 제1 신호 및 상기 제1 신호의 값에 대한 음의 값을 갖는 복수의 제2 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 컨트롤러.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 구동 신호 송신기는,
    제3 주파수를 가지는 코드 신호를 기초로 상기 입력 신호를 인코딩하여 인코딩 신호를 발생하는 인코더; 및
    상기 반송 주파수를 가지는 반송 신호를 기초로 상기 인코딩 신호를 변조하는 변조기를 포함하는 터치 컨트롤러.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 구동 신호 송신기는,
    상기 인코딩 신호의 파형을 변형하는 펄스 정형기(pulse shaper)를 더 포함하는 터치 컨트롤러.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 펄스 정형기는,
    상기 인코딩 신호의 펄스 형태를 삼각형으로 변형하는 것을 특징으로 하는 터치 컨트롤러.
  9. 제1 항에 있어서, 상기 센싱 신호 수신기는,
    상기 구동 신호 송신기의 전달함수에 대응하는 전달함수를 가지는 것을 특징으로 하는 터치 컨트롤러.
  10. 제1 항에 있어서, 상기 센싱 신호 수신기는,
    상기 구동 신호 송신기의 전달함수와 동일한 전달함수를 가지는 정합 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 컨트롤러.
  11. 제1 항에 있어서, 상기 센싱 신호 수신기는
    상기 센싱 신호로부터 상기 반송 주파수 성분을 제거하고, M 레벨(M은 2 이상의 자연수)의 터치 신호를 생성하는 상관기(correlator);
    제3 주파수를 가지는 코드 신호를 기초로 상기 터치 신호를 디코딩하여 상기 터치 데이터를 생성하는 디코더를 포함하는 터치 컨트롤러.
  12. 제11 항에 있어서, 상기 센싱 신호 수신기는,
    상기 터치 신호와 미리 설정된 펄스 파형을 합성하는 펄스 윈도우를 더 포함하는 터치 컨트롤러.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 터치 데이터를 기초로 상기 터치 패널에 인가되는 노이즈의 주파수를 판단하고, 상기 노이즈의 주파수를 회피하도록, 상기 반송 주파수와 상기 제1 주파수와의 주파수 차이 또는 상기 반송 주파수와 상기 제2 주파수와의 주파수 차이를 결정하는 제어 로직을 더 포함하는 터치 컨트롤러.
  14. 제13 항에 있어서, 상기 제어 로직은,
    상기 노이즈의 주파수에 기초하여, 미리 설정된 복수의 주파수들 중 하나를 상기 주파수 차이로 선택하는 것을 특징으로 하는 터치 컨트롤러.
  15. 제1 항에 있어서, 상기 터치 컨트롤러는,
    디스플레이 패널을 구동하는 디스플레이 구동 회로와 동일한 반도체 칩 또는 모듈에 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 컨트롤러.
  16. 터치 입력을 센싱하기 위한 제1 전극 및 제2 전극을 구비하는 터치 패널; 및
    코드 신호 및 반송 신호를 기초로 입력 신호를 인코딩 및 변조하여 구동 신호를 생성하고, 상기 구동 신호를 기초로 상기 터치 패널의 터치를 센싱하는 터치 컨트롤러를 포함하는 터치 센싱 장치.
  17. 제16 항에 있어서, 상기 터치 컨트롤러는,
    상기 반송 주파수의 주파수 대역에 포함되는 노이즈 성분이 센싱되는 것을 방지하도록 상기 입력 신호의 주파수를 상기 반송 주파수를 중심으로 상기 코드 신호의 주파수만큼 확산시키는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
  18. 제17 항에 있어서, 상기 코드 신호의 주파수는,
    상기 노이즈의 주파수 대역폭에 대응하여 설정되는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
  19. 제16 항에 있어서, 상기 터치 컨트롤러는,
    상기 구동 신호를 생성하고, 상기 구동 신호를 상기 제1 전극에 제공하는 구동 신호 송신기; 및
    상기 제2 전극으로부터 센싱 신호를 수신하고, 상기 센싱 신호를 기초로 터치 데이터를 생성하는 센싱 신호 수신기를 포함하는 터치 센싱 장치.
  20. 제19 항에 있어서, 상기 센싱 신호 수신기는,
    상기 코드 신호를 기초로 상기 센싱 신호를 디코딩하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
KR1020150006979A 2015-01-14 2015-01-14 터치 컨트롤러, 터치 센싱 장치 및 터치 센싱 방법 KR102276911B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150006979A KR102276911B1 (ko) 2015-01-14 2015-01-14 터치 컨트롤러, 터치 센싱 장치 및 터치 센싱 방법
US14/978,588 US9841841B2 (en) 2015-01-14 2015-12-22 Touch controller, touch sensing device, and touch sensing method
CN201610024052.1A CN105786241B (zh) 2015-01-14 2016-01-14 触摸控制器、触摸感测装置及触摸感测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150006979A KR102276911B1 (ko) 2015-01-14 2015-01-14 터치 컨트롤러, 터치 센싱 장치 및 터치 센싱 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160087690A true KR20160087690A (ko) 2016-07-22
KR102276911B1 KR102276911B1 (ko) 2021-07-13

Family

ID=56367586

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150006979A KR102276911B1 (ko) 2015-01-14 2015-01-14 터치 컨트롤러, 터치 센싱 장치 및 터치 센싱 방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9841841B2 (ko)
KR (1) KR102276911B1 (ko)
CN (1) CN105786241B (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180078441A (ko) * 2016-12-29 2018-07-10 엘지디스플레이 주식회사 터치 디스플레이 장치, 터치 구동 회로 및 터치 구동 회로의 구동 방법
US10539995B2 (en) 2016-12-28 2020-01-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Performance boosting method and system of semiconductor device
US11662857B2 (en) 2020-12-14 2023-05-30 Lx Semicon Co., Ltd. Two-level coding/decoding-based touch sensing device and touch sensing method for mutual capacitance touch sensor

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11295108B2 (en) 2015-08-19 2022-04-05 NOVATEK Microeletronics Corp. Control method for optical fingerprint sensor and related control circuit and optical fingerprint sensor
US11656716B2 (en) 2015-08-19 2023-05-23 Novatek Microelectronics Corp. Control method for optical fingerprint sensor and touch controller
US10809855B2 (en) * 2015-08-19 2020-10-20 Novatek Microelectronics Corp. Driving circuit and a method for driving a display panel having a touch panel
US11308306B2 (en) 2015-08-19 2022-04-19 Novatek Microelectronics Corp. Control method for optical fingerprint sensor and related control circuit
US10365749B2 (en) * 2016-03-30 2019-07-30 Synaptics Incorporated Capacitive sensing device with single reference channel
TWI628956B (zh) * 2016-10-24 2018-07-01 瑞鼎科技股份有限公司 應用於自電容觸控面板的自電容觸控感測電路及雜訊抑制方法
KR102623873B1 (ko) * 2016-11-02 2024-01-12 삼성전자주식회사 터치 패널 컨트롤러
CN106422342B (zh) * 2016-11-25 2022-04-29 广东哈一代玩具股份有限公司 一种钢琴节奏玩具熊及使用该玩具熊的方法
CN106817337B (zh) * 2016-11-30 2020-08-25 北京集创北方科技股份有限公司 信号处理方法及装置
CN106610756B (zh) * 2016-11-30 2019-07-26 北京集创北方科技股份有限公司 触摸控制方法和触摸控制装置
KR20180078705A (ko) * 2016-12-30 2018-07-10 엘지디스플레이 주식회사 터치 표시 장치
KR20180103400A (ko) * 2017-03-09 2018-09-19 삼성전자주식회사 터치 스크린 컨트롤러, 터치 스크린 장치 및 터치 스크린 컨트롤러의 동작 방법
WO2018165944A1 (zh) * 2017-03-16 2018-09-20 深圳市汇顶科技股份有限公司 触摸检测方法及系统
US10386948B2 (en) 2017-07-12 2019-08-20 Microsoft Technology Licensing, Llc Method for touch detection enhancement based on identifying a cover film on a touch-screen
WO2019023878A1 (zh) * 2017-07-31 2019-02-07 深圳市汇顶科技股份有限公司 触摸检测方法和触控芯片
CN108279805B (zh) * 2018-01-31 2022-03-25 北京小米移动软件有限公司 保护膜检测方法、装置及存储介质
CN109324711B (zh) * 2018-08-17 2022-06-21 北京集创北方科技股份有限公司 数据处理方法及装置
US10803684B2 (en) * 2018-10-31 2020-10-13 Honeywell International Inc. Aircraft systems and methods for retrospective pilot input analysis
EP3674861B1 (en) * 2018-12-28 2022-05-04 LG Display Co., Ltd. Touch display device, touch panel, touch sensing circuit, and touch sensing method
CN110959256B (zh) * 2019-10-31 2024-01-23 深圳市汇顶科技股份有限公司 控制方法、mcu、触控设备及存储介质
JPWO2021176842A1 (ko) * 2020-03-04 2021-09-10
GB2602915B (en) 2020-04-03 2022-11-09 1004335 Ontario Inc Carrying On Business As A D Metro Optical touch sensor systems and optical detectors with noise mitigation
CN113867517A (zh) * 2020-06-30 2021-12-31 北京小米移动软件有限公司 触控方法、装置、电子设备和存储介质
KR20220022566A (ko) * 2020-08-19 2022-02-28 주식회사 엘엑스세미콘 터치센싱장치
CN112328114B (zh) * 2020-11-13 2022-12-23 深圳天德钰科技股份有限公司 触控位置的定位方法、定位装置及触控显示装置
US11531425B1 (en) * 2021-11-03 2022-12-20 Synaptics Incorporated Inter-band harmonics interference mitigation for multi-frequency-region parallel scan

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120019434A (ko) * 2009-04-02 2012-03-06 하이웨이브 테크놀러지스 (유케이) 리미티드 터치 감지 디바이스
KR20120082207A (ko) * 2011-01-13 2012-07-23 삼성전자주식회사 터치 영역 확인 장치 및 방법
US20130285976A1 (en) * 2012-04-30 2013-10-31 Mediatek Inc. Method and apparatus for using oscillation signals with different phases to detect capacitance values at capacitive sensing nodes of touch panel
KR20140081830A (ko) * 2011-09-30 2014-07-01 시웅-쾅 차이 시각적 인터페이스 시스템의 구동 방법

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07114441A (ja) 1993-10-19 1995-05-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd タッチパネル装置
US20020050983A1 (en) 2000-09-26 2002-05-02 Qianjun Liu Method and apparatus for a touch sensitive system employing spread spectrum technology for the operation of one or more input devices
US8199114B1 (en) 2000-09-26 2012-06-12 Denny Jaeger Touch sensor control devices
US7084860B1 (en) 2001-06-08 2006-08-01 Intertact Corporation Method and apparatus for a touch sensitive system employing direct sequence spread spectrum (DSSS) technology
US7868874B2 (en) 2005-11-15 2011-01-11 Synaptics Incorporated Methods and systems for detecting a position-based attribute of an object using digital codes
JP4535145B2 (ja) * 2008-02-26 2010-09-01 ソニー株式会社 通信装置、ノイズ除去方法、およびプログラム
EP2204726A1 (en) 2008-12-30 2010-07-07 STMicroelectronics R&D Oy Touch screen controller
JP5183584B2 (ja) 2009-06-29 2013-04-17 株式会社ジャパンディスプレイウェスト タッチセンサ、表示装置および電子機器
US8791907B2 (en) 2009-08-19 2014-07-29 U-Pixel Technologies Inc. Touch sensing apparatus and method using different modulated driving signals
US20110042153A1 (en) 2009-08-19 2011-02-24 U-Pixel Technologies Inc. Touch sensing device and method using random spread spectrum signal
US9036650B2 (en) 2009-09-11 2015-05-19 Apple Inc. Automatic low noise frequency selection
CN102455815B (zh) * 2010-11-03 2015-04-22 矽统科技股份有限公司 触摸感测装置及其方法
TWI469004B (zh) 2011-04-08 2015-01-11 Raydium Semiconductor Corp 觸控輸入裝置的驅動及感測方法及其模組
US20120319988A1 (en) 2011-06-15 2012-12-20 Synaptics Incorporated System and method for sensor device signaling using a polarity reset interval
US20130069894A1 (en) * 2011-09-16 2013-03-21 Htc Corporation Electronic device and method for driving a touch sensor thereof
WO2013066993A2 (en) 2011-10-31 2013-05-10 Analog Devices, Inc. Noise compensation techniques for capacitive touch screen systems
TWI447631B (zh) * 2011-12-07 2014-08-01 Ind Tech Res Inst 投射式電容觸控裝置及其觸控面板的觸控方法
US9444452B2 (en) 2012-02-24 2016-09-13 Parade Technologies, Ltd. Frequency hopping algorithm for capacitance sensing devices
KR101378511B1 (ko) * 2012-03-28 2014-03-27 주식회사 하이딥 터치 패널에서 노이즈를 최소화하기 위한 방법, 터치 감지 장치 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체
KR101931078B1 (ko) 2012-04-25 2018-12-20 주식회사 실리콘웍스 터치스크린 패널 잡음제거방법 및 터치스크린 리드아웃회로
US20130300690A1 (en) 2012-04-25 2013-11-14 Silicon Works Co., Ltd. Control circuit of touch screen and noise removing method
CN103389842B (zh) 2012-05-07 2016-12-28 美法思株式会社 触摸传感器芯片、包含触摸传感器芯片的触摸感测装置及触摸板的噪声控制方法
KR101350673B1 (ko) 2012-05-30 2014-01-13 삼성전기주식회사 정전용량 감지 장치, 정전용량 감지 방법, 및 터치스크린 장치
US9411928B2 (en) 2012-07-17 2016-08-09 Parade Technologies, Ltd. Discontinuous integration using half periods
US9279874B2 (en) 2012-08-16 2016-03-08 Microchip Technology Germany Gmbh Signal processing for a capacitive sensor system with robustness to noise
US9678609B2 (en) * 2013-10-21 2017-06-13 Apple Inc. Orthogonal frequency scan scheme in touch system
KR102140197B1 (ko) * 2013-10-23 2020-08-03 삼성디스플레이 주식회사 정전용량 방식의 터치 센서

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120019434A (ko) * 2009-04-02 2012-03-06 하이웨이브 테크놀러지스 (유케이) 리미티드 터치 감지 디바이스
KR20120082207A (ko) * 2011-01-13 2012-07-23 삼성전자주식회사 터치 영역 확인 장치 및 방법
KR20140081830A (ko) * 2011-09-30 2014-07-01 시웅-쾅 차이 시각적 인터페이스 시스템의 구동 방법
US20130285976A1 (en) * 2012-04-30 2013-10-31 Mediatek Inc. Method and apparatus for using oscillation signals with different phases to detect capacitance values at capacitive sensing nodes of touch panel

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10539995B2 (en) 2016-12-28 2020-01-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Performance boosting method and system of semiconductor device
KR20180078441A (ko) * 2016-12-29 2018-07-10 엘지디스플레이 주식회사 터치 디스플레이 장치, 터치 구동 회로 및 터치 구동 회로의 구동 방법
US11662857B2 (en) 2020-12-14 2023-05-30 Lx Semicon Co., Ltd. Two-level coding/decoding-based touch sensing device and touch sensing method for mutual capacitance touch sensor

Also Published As

Publication number Publication date
US20160202839A1 (en) 2016-07-14
US9841841B2 (en) 2017-12-12
KR102276911B1 (ko) 2021-07-13
CN105786241A (zh) 2016-07-20
CN105786241B (zh) 2020-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102276911B1 (ko) 터치 컨트롤러, 터치 센싱 장치 및 터치 센싱 방법
US10156935B2 (en) Touch screen controller, touch sensing device, and touch sensing method
US9970812B2 (en) Remote control systems that can distinguish stray light sources
JP6156948B2 (ja) 干渉を防止するための復調の変更
US10067593B2 (en) Inter-symbol interference reduction for touch panel systems
KR102607842B1 (ko) 능동형 스타일러스 펜을 포함한 터치 센싱 시스템
US10481724B2 (en) Touch screen controller, system and method
KR20170113066A (ko) 디스플레이를 가진 전자 장치 및 그의 이미지 표시 방법
US20120007821A1 (en) Sequential classification recognition of gesture primitives and window-based parameter smoothing for high dimensional touchpad (hdtp) user interfaces
US20130147743A1 (en) Spherical Touch Sensors and Signal/Power Architectures for Trackballs, Globes, Displays, and Other Applications
KR20190112593A (ko) 터치 컨트롤러, 터치 센싱 장치, 및 터치 센싱 방법
KR20150034375A (ko) 터치 센싱 시스템과 그 구동 방법
CN105339872A (zh) 电子设备和识别电子设备中的输入的方法
US20170185218A1 (en) Touch controller, touch sensing device, and touch sensing method
KR101577331B1 (ko) 디스플레이 장치 및 그 동작방법
KR20170078494A (ko) 터치 컨트롤러, 터치 센싱 장치 및 터치 센싱 방법
CN104808909A (zh) 一种信息处理方法及电子设备
US9921706B2 (en) Method and apparatus for tracking input positions via electric field communication
KR101992849B1 (ko) 터치 좌표 전송 제어방법과 이를 이용한 터치 스크린 장치
CN105912151B (zh) 触摸感测设备及其驱动方法
KR102216328B1 (ko) 터치 스크린 장치
KR20150007563A (ko) 터치스크린 패널의 터치 제어 장치 및 그 방법
KR102016570B1 (ko) 터치 센싱 시스템과 그 노이즈 제거 방법
KR102063347B1 (ko) 터치 센싱 시스템과 그 스무딩 필터 제어 방법
KR102514046B1 (ko) 터치 스크린 컨트롤러, 터치 센싱 장치, 및 터치 센싱 방법

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant