KR20160144958A - 용량형 터치 인터페이스를 구비한 ｌｃｄ 컨트롤러 - Google Patents

용량형 터치 인터페이스를 구비한 ｌｃｄ 컨트롤러 Download PDF

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KR20160144958A
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Abstract

집적 회로 디바이스는: 적어도 하나의 입력부를 포함하는 터치 컨트롤러, 복수의 출력부들을 포함하는 액정 디스플레이(LCD) 컨트롤러, 복수의 외부 핀들을 포함하는 외부 인터페이스, 및 상기 복수의 외부 핀들을 상기 LCD 컨트롤러의 상기 복수의 출력부들과 연결하기 위한 제 1 모드와 상기 복수의 외부 핀들 중 적어도 하나를 상기 터치 컨트롤러와 연결하기 위한 제 2 모드로 동작 가능한 멀티플렉서를 갖는다.

Description

용량형 터치 인터페이스를 구비한 ＬＣＤ 컨트롤러{LCD CONTROLLER WITH CAPACITIVE TOUCH INTERFACE}
본 개시는 휴먼 디바이스 인터페이스를 구비한 컨트롤러, 특히 디스플레이 컨트롤러에 관한 것이다.
마이크로컨트롤러 또는 칩 상의 다른 시스템과 같은 컨트롤러들은 여전히 자주 외부 구성요소들, 특히 휴먼 디바이스 인터페이스들과 인터페이싱하는 것을 필요로 한다. 이러한 휴먼 디바이스 인터페이스들의 전형적인 예들은 액정 디스플레이(LCD) 및 용량형 터치 인터페이스들이다. LCD, 특히 세그먼트 LCD와 용량형 터치 인터페이스들은 종종 각각의 e 컨트롤러와 결합하는데 많은 핀들을 필요로 한다.
필요한 핀의 개수가 감소된 휴먼 디바이스 인터페이스를 구비한 컨트롤러가 필요하다.
실시예에 따르면, 집적 회로 디바이스는: 적어도 하나의 입력부를 포함하는 터치 컨트롤러, 복수의 출력부들을 포함하는 액정 디스플레이(LCD) 컨트롤러, 복수의 외부 핀들을 포함하는 외부 인터페이스, 및 상기 복수의 외부 핀들을 상기 LCD 컨트롤러의 상기 복수의 출력부들과 연결하기 위한 제 1 모드와 상기 복수의 외부 핀들 중 적어도 하나를 상기 터치 컨트롤러와 연결하기 위한 제 2 모드로 동작 가능한 멀티플렉서를 포함할 수 있다.
상기 집적 회로 디바이스의 추가 실시예에 따르면, 상기 집적 회로 디바이스는 상기 멀티플렉서를 제어하도록 동작 가능한 중앙 처리 장치를 더 포함할 수 있다. 상기 집적 회로 디바이스의 추가 실시예에 따르면, 상기 집적 회로 디바이스는 상기 멀티플렉서를 제어하도록 동작 가능한 상태 머신을 더 포함할 수 있다. 추가 실시예에 따르면, 상기 집적 회로 디바이스는 마이크로컨트롤러이다. 추가 실시예에 따르면, 상기 제 2 모드로 동작할 때, 상기 복수의 외부 핀들의 서브세트(subset)는 서로 연결될 수 있고 그리고 상기 터치 컨트롤러의 상기 적어도 하나의 입력부와 연결될 수 있다. 추가 실시예에 따르면, 상기 터치 컨트롤러는 용량성 전압 분배기(capacitive voltage divider; CVD) 컨트롤러일 수 있다. 상기 집적 회로 디바이스의 추가 실시예에 따르면, 상기 집적 회로 디바이스는 상기 CVD 컨트롤러 및 상기 적어도 하나의 외부 핀과 결합된 아날로그-디지털 컨버터(ADC)를 더 포함할 수 있다. 추가 실시예에 따르면, 상기 ADC는 상기 ADC와 결합된 샘플링 커패시터와, 상기 샘플링 커패시터 및 상기 CVD 컨트롤러와 결합된 제어 가능 드라이버를 포함할 수 있다. 상기 집적 회로 디바이스의 추가 실시예에 따르면, 상기 집적 회로 디바이스는 상기 CVD 컨트롤러와 결합된 디지털-아날로그 컨버터(DAC)를 더 포함할 수 있고, 상기 ADC는 상기 복수의 외부 핀들 중 제 1 핀과 결합하고, 상기 DAC는 상기 복수의 외부 핀들 중 제 2 핀과 연결된다. 추가 실시예에 따르면, 상기 LCD 드라이버와 상기 CVD 컨트롤러는 동기화될 수 있다. 추가 실시예에 따르면, 상기 터치 컨트롤러는 충전 시간 측정 유닛, 이완 발진기, 또는 임피던스 위상 시프트 센서를 포함할 수 있다.
또 하나의 실시예에 따르면, 시스템은 위에 개시된 집적 회로 디바이스를 포함할 수 있고, 세그먼트 전극들과 공통 전극들을 구비한 액정 디스플레이를 더 포함하고, 상기 세그먼트 전극들과 상기 공통 전극들은 각각 상기 집적 회로 디바이스의 상기 외부 핀들과 결합한다.
또 하나의 실시예에 따르면, 시스템은 위에 개시된 집적 회로 디바이스를 포함할 수 있고, 상기 액정 디스플레이의 세그먼트 전극들과 공통 전극들은 상기 집적 회로 디바이스에 의해 제어된다.
다른 또 하나의 실시예에 따르면, 액정 디스플레이(LCD)와 결합된 집적 회로 디바이스를 동작시키는 방법이 제공될 수 있고, 여기서 상기 집적 회로 디바이스는, 적어도 하나의 입력부를 포함하는 터치 컨트롤러, 복수의 출력부들을 포함하는 액정 디스플레이(LCD) 컨트롤러, 상기 LCD의 세그먼트 전극들 및 공통 전극들과 결합된 복수의 외부 핀들을 포함하는 외부 인터페이스, 및 상기 복수의 외부 핀들을 상기 LCD 컨트롤러의 상기 복수의 출력부들과 연결하기 위한 제 1 모드와 상기 복수의 외부 핀들 중 적어도 하나를 상기 터치 컨트롤러와 연결하기 위한 제 2 모드로 동작 가능한 멀티플렉서를 포함하고, 상기 방법은, a) 상기 멀티플렉서에 의해 제 1 시간 동안 상기 세그먼트 전극들 및 상기 공통 전극들을 상기 LCD 컨트롤러와 연결하는 단계; 및 b) 후속(subsequent) 시간 동안 상기 터치 컨트롤러의 상기 적어도 하나의 입력부를 상기 세그먼트 전극들 및 공통 전극들 중 적어도 하나와 연결하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법의 추가 실시예에 따르면, 상기 방법은 상기 단계 a)와 b)를 반복하는 것을 더 포함할 수 있다. 상기 방법의 추가 실시예에 따르면, 상기 멀티플렉서는 상기 집적 회로 디바이스의 중앙 처리 장치에 의해 제어될 수 있다. 상기 방법의 추가 실시예에 따르면, 상기 멀티플렉서는 상기 집적 회로 디바이스의 상태 머신에 의해 제어될 수 있다. 상기 방법의 추가 실시예에 따르면, 상기 터치 컨트롤러는 상기 LCD의 터치가 수행되었는지를 결정하기 위해 용량성 전압 분배 방법을 이용할 수 있다. 상기 방법의 추가 실시예에 따르면, 상기 LCD 컨트롤러와 상기 CVD 컨트롤러는 동기화될 수 있다. 상기 방법의 추가 실시예에 따르면, 상기 터치 컨트롤러는 충전 시간 측정 유닛, 이완 발진기, 또는 임피던스 위상 시프트 센서를 포함할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 LCD 디스플레이와 마이크로컨트롤러를 구비한 시스템을 도시한 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 다양한 실시예들에 따른 컨트롤러 디바이스를 구비한 시스템의 보다 상세한 블록도를 도시한 도면이다.
도 3은 공통부(commons)와 세그먼트 중 어느 하나를 센서 또는 가드(guard) 전극으로 선택할 수 있게 하는 향상된 블록도의 세부 사항을 도시한 도면이다.
도 4는 LCD를 위한 예시적인 센서 패드 배열을 도시한 도면이다.
다양한 실시예들에 따르면, 예를 들어 저렴한 세그먼트형 액정 디스플레이(LCD)와 저비용의 버튼 기반 용량형 터치 입력부를 사용하는 터치 스크린 디스플레이와 인터페이싱할 수 있는 컨트롤러가 제공될 수 있다. 도 1은 외부 LCD(200)와 결합된 집적된 휴먼 디바이스 인터페이스를 갖는 마이크로컨트롤러(110)의 구현체를 구비한 시스템(100)을 보여준다. LCD(200)는 예를 들어 시간 또는 다른 값을 표시하도록 배열된 복수의 7-세그먼트 메인 디스플레이 넘버들(a plurality of 7-segment main display numbers)(210), 및 예를 들어 임의의 다른 유형의 값을 실수 또는 정수로 나타내기 위한 제 2의 7-세그먼트 넘버들(secondary 7-segment numbers)(240)을 포함할 수 있다. 소정 동작 모드 또는 기능을 나타내기 위해 바(bar) 그래프 등과 같은 그래픽 심볼들(220, 230) 및 다른 필드들(250)이 사용될 수 있다. 디스플레이(200)는 특정 컨트롤러를 구비하지 않은 저가(low cost) 디스플레이이고, 따라서, 집적 LCD 컨트롤러(120)를 구비한 마이크로컨트롤러(110)에 의해 직접 구동되어야 한다.
따라서, 각각의 디스플레이 세그먼트 전극은 마이크로컨트롤러(110)와의 연결을 위해 외부에 의해 액세스 가능하다. 예를 들면 도 1에 도시된 바와 같이 LCD는 m개의 세그먼트 전극들에 대한 m개의 외부 핀들을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, LCD(200)는 복수의 n개의 공통 연결부들을 더 포함할 수 있고, 여기서 관련 내부 공통 전극들은 각각의 LCD 세그먼트 전극들에 대한 카운터 전극들이다. 예를 들면, LCD(200)는 7-세그먼트 넘버(210)와 관련된 공통 전극들(215, 217), 바 그래프(230)와 관련된 공통 전극들(235, 237), 디스플레이 세그먼트들(240 및 250)과 관련된 공통 전극(245 및 255)에 각각 외부 연결부들을 제공할 수 있다. 하지만, 다른 실시예들에 따르면, 단일 공통 전극 또는 다수의 공통 전극들이 제공될 수 있다. 도 1은 하나보다 많은 공통 전극들이 다중 세그먼트들 또는 세그먼트 그룹들에 제공되는 공통 전극들의 일부 실시예들을 보여준다. 예를 들면, 그래픽 심볼들(220 및 260)은 단일 공통 전극(미도시됨)을 공유할 수 있다. 하지만, 특히 세그먼트들 및 공통부들이 다양한 실시예들에 따른 용량형 터치 제어를 위한 전극들로서도 사용될 때, 다수의 공통 세그먼트들(multiple common segments)을 제공하는 것이 유리할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 세그먼트 전극들 및/또는 공통 전극들은 그것들의 주요 LCD 기능 외에도 터치 감지에 사용된다. 따라서, LCD는 디스플레이를 터치하거나 디스플레이에 접근함으로써 직접적인 사용자 입력 기능을 할 수 있게 하는데 사용된다.
컨트롤러(110)는 예를 들면 중앙 처리 장치(140)를 구비한 마이크로컨트롤러일 수 있다. 마이크로컨트롤러(110)는 집적된 LCD 컨트롤러(120), 예를 들면 상태 머신, 및 집적된 터치 컨트롤러(130)를 더 포함할 수 있다. 게다가, 공통부 및/또는 세그먼트 연결부에 대한 외부 핀들을 예를 들어 CPU(140)의 제어하에 LCD 컨트롤러(120)와 터치 컨트롤러(130) 중 어느 하나에 결합할 수 있게 하는 전용 멀티플렉서(150)가 제공된다. 하지만, 일부 실시예들에 따르면, 터치 검출과 LCD 드라이버 기능 간의 자동 시간 분할 기능이 구현될 수 있으며, 이 기능은 CPU에 의한 멀티플렉서의 능동 제어를 필요로 하지 않는다. 도 1에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 각각의 스위칭 기능을 제공하기 위해 단순한 상태 머신(160)이 제공될 수 있다. 상태 머신(160)은 또한 LCD 컨트롤러(120)와 터치 컨트롤러(130)에 각각의 신호들을 제공하여, 이들이 외부 핀들에 연결될 때 이들 각각의 기능들을 자동으로 수행하게 할 것이다. 터치 기능이 검출될 때마다, 그 다음에 터치 컨트롤러는 단지 관련 인터럽트를 개시할 수 있다. 따라서, CPU는 LCD 기능과 터치 인식이 유지되는 동안에 다른 기능들을 자유롭게 수행할 것이다.
일부 실시예들에 따르면, LCD 디스플레이의 선택된 전극들만이 터치 감지에 사용될 수 있다. 예를 들면, 넘버와 연관된 모든 세그먼트 전극들은 멀티플렉서에 의해 병렬로 결합되고 터치 컨트롤러의 하나의 입력부와 결합될 수 있지만, 반면에 이 전극들은 LCD 드라이버(120)와 연결될 때 개별적으로 구동된다. 터치 컨트롤러에 의해 적용되는 측정 방법에 따라, 단지 공통 전극들 또는 세그먼트 전극들만을 터치 센서들로 사용하는 것이 더 유리할 수 있다. 다른 실시예들에 따르면, 세그먼트 전극들과 공통 전극들의 결합이 터치 감지에 사용될 수 있다.
실시예에 따르면, LCD를 직접 구동하고 디스플레이의 용량성 터치를 평가하기 위해 컨트롤러가 제공된다. 상기 컨트롤러는 디스플레이의 터치를 평가하고 결과로 생긴 이벤트 신호를 제공하도록 구성될 수 있는데, 상기 이벤트 신호는 예를 들어 호스트에 공급되거나 상기 컨트롤러 내에 추가 처리될 수 있다. 이를 위해, 상기 컨트롤러는 이 기술분야에서 알려진, 예를 들어 용량성 전압 분배기(CVD) 컨트롤러와 같은 터치 컨트롤러(130), 충전 시간 측정 유닛(CTMU), 이완 발진기, 임피던스 위상 시프트 센서, 또는 용량성 터치를 결정하는 기타 다른 방법을 포함할 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 LCD의 세그먼트 전극과 공통 전극들을 각각의 LCD 드라이버(120) 및 터치 컨트롤러(130)와 결합시키기 위해 멀티플렉서를 형성하는 스위치 회로망의 가능한 구현들을 보다 상세하게 도시한 도면이다. 도 2a 및 도 2b는 단지 보다 좋은 개요를 제공하기 위한 단일 7-세그먼트 디스플레이를 보여준다. 하지만, 임의 개수의 디스플레이 요소들도 다양한 실시예들에 따라 사용될 수 있다. 여기서, 7-세그먼트 디스플레이는 7개의 세그먼트 전극들(211)과 소수점 세그먼트 전극 외에도 두 개의 개별 공통 전극들(215 및 217)을 제공한다. 또 하나의 일반 공통 전극이 소수점과 연관될 수 있다. 하지만, 일부 실시예들에 따라 공통 전극(215)은 또한 소수점을 포함하도록 더 크게 설계될 수 있다.
마이크로컨트롤러(110)는 제 1 멀티플렉서(310)를 포함하는데, 상기 제 1 멀티플렉서(310)는 세그먼트 전극들(211)을 LCD 드라이버(120)와 결합할 수 있게 하거나 또는 또 하나의 멀티플렉서(320)를 통해, CVD 터치 컨트롤러(130)에 의해 제어되는 디지털-아날로그 컨버터(380)와 결합할 수 있게 한다. 마찬가지로, 공통 전극들은 멀티플렉서(330)를 통해 LCD 드라이버(120)와 결합될 수 있거나 또는 또 하나의 멀티플렉서(340)를 통해 결합할 수 있다. 도 2a는 일반적인 터치 검출 시스템을 갖는 블록도를 도시한다. 여기서 멀티플렉서(340)의 출력부는 터치 검출 시스템(390)과 결합한다. 도 2b는 터치 검출 시스템이 용량형 분압기 시스템에 의해 구현되는 실시예를 보여주며, 여기서 멀티플렉서(340)의 출력부는 샘플링 커패시터(360)와 결합된다. 샘플링 커패시터(360)는 또한 아날로그-디지털 컨버터(ADC)(350)와 결합되고, 그리고 커패시터(360)를 프리-차지(pre-charge)하거나 방전시킬 수 있는 드라이버(370)와 결합된다. ADC(350) 및 드라이버(370)는 터치 컨트롤러(130)에 의해 제어된다.
시스템은 멀티플렉싱된 LCD 디스플레이의 스캐닝을, CVD 컨트롤러(130), ADC(350), 드라이버(370) 및 DAC(380) 또는 임의의 다른 터치 검출 시스템(390)으로 형성된 CVD 용량형 터치 주변기기와 동기화하도록 설계될 것이다. 일 실시예에 따르면, 터치 인식은 도 2a 및 도 2b의 예에 도시된 하나 이상의 선택된 공통 전극들 또는 하나 이상의 세그먼트 전극들을 이용함으로써 수행될 수 있다. 예를 들면, 하나의 모드에서는, 하나의 전극(215)이 사용될 수 있거나 또는 복수의 공통 전극들(215, 217)이 함께 스위칭되고 CVD 측정들에 사용될 수 있다. CVD 측정에 있어서, 도 2b에 도시된 바와 같이, 시스템은 예를 들어 공통 전극(들)에 의해 형성된 외부 커패시터를 소정 전압까지 충전시킬 수 있고 내부 커패시터(360)를 방전시킬 수 있다. 소정 시간 이후에, 커패시터 둘 다(both capacitances)는 직렬로 결합되고, 여기서 커패시터들은 분압기를 형성하고 소정 전압은 외부 커패시터의 값에 따라 내부 커패시터(360)에 설정될 것이다. 그 다음에 이 전압은 터치가 수행되었는지의 여부를 결정하기 위해 ADC(350)에 의해 측정될 수 있다. 상기 측정은 또한 내부 커패시터(360)가 충전되고 외부 커패시터가 방전되는 반대의 구성에서도 수행될 수 있다. 이 기능을 수행하기 위한 각각의 스위치들이 존재하지만 도 2에는 도시되어 있지 않다. 드라이버(370)는 외부 커패시터 또는 내부 커패시터를 충전하는데 사용될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, LCD의 공통 전극과 세그먼트 전극 중 어느 하나가 터치 인식 시스템에 사용될 수 있다. 공통 전극들이 사용되면, 세그먼트 전극들은 기생 커패시턴스를 형성하고 반대의 경우도 마찬가지이다. 또한 임의의 다른 사용되지 않는 전극도 이러한 기생 커패시턴스를 형성할 수 있다. 사용되지 않는 세그먼트 전극 및/또는 공통 전극에 의해 형성된 이 기생 커패시턴스들은 CVD 측정에 부정적인 영향을 미친다. 따라서, 추가 실시예에 따르면, LCD의 사용되지 않는 전극들 또는 사용되지 않는 전극들 중 적어도 일부는, 예를 들어 센서 전극이 내부 커패시터(360)와 직렬로 연결된 후 센서 전극에 설정될 전압에 가깝거나 동일한 전압으로 구동될 수 있다. 따라서, 기생 용량성 효과가 최소화된다. 이 전압은 알려져 있거나 각각의 측정 이후 동적으로 결정될 수 있다. 대안적으로, 고정 전압, 예를 들면 드라이버(370)의 공급 전압의 1/2 또는 출력 전압의 1/2이 미사용(unused) 전극들을 위한 바이어스 전압으로 이용될 수 있다. 도 2는 공통 전극들(215, 217)이 센서 전극들로 사용되고 세그먼트 전극들(211)이 가드(guard) 전극들로 사용되는 예를 보여주는데, 상기 가드 전극들은 시스템이 터치 인식 모드에 있을 때 디지털-아날로그 컨버터(380)에 의해 구동될 수 있다. 게다가 컨트롤러 디바이스는, 공통 또는 세그먼트 중 어느 전극들이 감지 전극들로 사용되고 어느 전극들이 가드 전극들로 사용되는지를 선택할 수 있는 도 3에 도시된 추가 멀티플렉서들(410, 420)을 포함할 수 있다. 다른 선택 멀티플렉서들은 어느 한 쪽의 기능을 위한 특정 전극들을 개별적으로 선택하는데 사용될 수 있다. 바람직하게, 감지 전극을 둘러싸는 미사용 전극들은 함께 스위칭되고, 그리고 감지 전극 주변의 가드 링(guard ring)을 형성하기 위해 DAC(380)에 의해 구동될 수 있다. 도 3은 도 2와 동일한 요소들의 다른 경우를 보여주며, 여기서 점선들은 도 3에 도시되지 않은 요소들과의 연결들을 나타낸다.
게다가, 일부 실시예들에 따르면, LCD 컨트롤러(120)와 CVD 컨트롤러(130) 간의 동기화 연결부(synchronization connection(Sync))가 도 2에 도시된 바와 같이 제공될 수 있다. 이로 인해 LCD 공통부 또는 세그먼트를 터치 센서들로 사용할 수 있다. 전술한 바와 같이, LCD 세그먼트들은 LCD 공통부에 대해 큰 기생 커패시턴스를 가지며 반대의 경우도 마찬가지이기 때문에, 공통부들을 터치 센서들로 사용하는 시스템에 대한 세그먼트들을 구동하기 위해 가드 링 유형 드라이브가 이용되는 것이 필요하거나 유익할 수 있고, 세그먼트들을 터치 센서들로 사용하는 시스템들에 대한 반대의 경우도 그러하다. 시스템들 간의 충돌(contention)을 방지하기 위해 스캐닝을 터치 검출과 동기화하는 것이 또한 필요할 것이다.
LCD 내부의 다양한 전극들로 인해, 터치 컨트롤러(130)에 의해 검출될 수 있는 제스처들을 포함하는 다양한 터치 기능들이 가능하게 된다. 예를 들면, 사용자가 7-세그먼트 넘버의 맨 위에서 맨 아래로 손가락을 그리면, 각각의 넘버가 증가 혹은 감소될 수 있다. 사용자가 가장 왼쪽 자릿수에서 오른쪽으로 그리면, 전체 값은 예를 들어 가장 오른쪽 값들이 '감소하면서(falling off)' 숫자들(digits)을 통해 아래로 시프트될 수 있다. 추가 실시예들에 따르면, 사용자가 손가락을 가장 오른쪽 자릿수에서 왼쪽으로 그리면, 상기 값은 가장 오른쪽 값이 다시 영(0)들로 채워지면서 숫자들을 통해 위로 시프트될 수 있다. 다른 제스처 디코딩이 구현될 수도 있다.
도 4를 보면, 기능들의 추가 예들이 설명된다. 도 4의 맨 위에 도시된 개별 표시자들(F1, F2, F3 및 F4)에 있어서: 사용자가 표시자(indicator) 상의 투명한 용량형 터치 센서를 터치할 때, 컨트롤러에서 실행되는 터치 검출기 주변기기 또는 소프트웨어는 터치를 등록하고 표시자의 상태를 토글링한다. 기존 LCD 세그먼트들이 센서 소자들로 사용될 때, 멀티플렉싱이 표시 및 감지 기능을 동시에 제공하는데 사용된다. 어떠한 유형의 플리커(flicker)도 피하기 위해, 스위칭이 인간의 눈에 보이지 않을 정도로 충분히 빠르게 수행될 수 있다.
슬라이더에 있어서, 공통 전극들이 도 4의 맨 아래에 도시된 바와 같이 형성될 수 있다: 사용자가 막대 그래프 상의 삼각 공통 전극들(230, 235) 위의 영역을 터치할 때, 전극들(235, 237) 둘 다의 커패시턴스의 상대 시프트(relative shift)가 측정될 수 있고, 비(ratio)가 디스플레이 내에 활성화될 세그먼트들의 개수를 설정하기 위해 사용된다. 다양한 실시예들, 특히 전극의 크기 및 형상에 관한 다양한 실시예들은 도시된 예들로 한정되지 않는다. 오히려, 어떠한 유형, 크기 및 형상의 공통 전극이라도 디스플레이 기능이 유지되는 한 LCD 내에 구현될 수 있다. 게다가, 7-세그먼트 넘버들이 두 개의 관련 공통 전극들을 나타내더라도, 다양한 실시예들은 상기 공통 전극들의 개수로 한정되지 않는다. 따라서, 위에 언급한 바와 같이 하나보다 많은 공통 전극이 저가 LCD 디스플레이 내에 제공될 수 있다. 또한, 도트(dot) 매트릭스 LCD가 사용될 수 있으며, 여기서 복수의 도트 세그먼트들이 터치 센서를 형성하기 위해 병렬로 연결될 수 있다. 따라서, 개별 센서들이 각각의 스위칭 유닛에 의해 형성될 수 있다. 따라서, 컨트롤러는 단순한 수직 또는 수평 움직임보다 많은 것을 검출할 수 있다.
다양한 실시예들은 저렴한 비용으로 해결책을 제공하며, 단순한 터치 기반 입력 인터페이스를 제공함으로써 사용하기 쉬운(intuitive) 인터페이스를 제공한다. 따라서, 예를 들어, 마이크로컨트롤러에 제공되는 것과 같은 입력을 위한 기존 주변기기들이 사용될 수 있다. 다양한 실시예들은 또한 간단한 장착(mounting) 및 인터페이스를 제공한다. 위에 논의한 바와 같이, 용량형 터치 센서 패드들이 LCD 디스플레이 내에 제공될 수 있거나 또는 LCD 디스플레이의 뒷면에 추가될 수 있다. 특히, 실시예에 따르면, 투명 금속 층들이 LCD 디스플레이 내에 각각의 터치 센서 영역들을 형성하기 위해 종래 기술들로 패턴닝될 수 있다.

Claims (21)

  1. 집적 회로 디바이스로서,
    적어도 하나의 입력부를 포함하는 터치 컨트롤러,
    복수의 출력부들을 포함하는 액정 디스플레이(LCD) 컨트롤러,
    복수의 외부 핀들을 포함하는 외부 인터페이스, 및
    상기 복수의 외부 핀들을 상기 LCD 컨트롤러의 상기 복수의 출력부들과 연결하기 위한 제 1 모드와 상기 복수의 외부 핀들 중 적어도 하나를 상기 터치 컨트롤러와 연결하기 위한 제 2 모드로 동작 가능한 멀티플렉서를 포함하는, 집적 회로 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 멀티플렉서를 제어하도록 동작 가능한 중앙 처리 장치를 더 포함하는 집적 회로 디바이스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 멀티플렉서를 제어하도록 동작 가능한 상태 머신을 더 포함하는 집적 회로 디바이스.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 멀티플렉서를 제어하도록 동작 가능한 상태 머신을 더 포함하는 집적 회로 디바이스.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 집적 회로 디바이스는 마이크로컨트롤러인, 집적 회로 디바이스.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 모드로 동작할 때, 상기 복수의 외부 핀들의 서브세트(subset)는 서로 연결되고 그리고 상기 터치 컨트롤러의 상기 적어도 하나의 입력부와 연결되는, 집적 회로 디바이스.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 컨트롤러는 용량성 전압 분배기(capacitive voltage divider; CVD) 컨트롤러인, 집적 회로 디바이스.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 CVD 컨트롤러 및 상기 적어도 하나의 외부 핀과 결합된 아날로그-디지털 컨버터(ADC)를 더 포함하는 집적 회로 디바이스.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 ADC는 상기 ADC와 결합된 샘플링 커패시터와, 상기 샘플링 커패시터 및 상기 CVD 컨트롤러와 결합된 제어 가능 드라이버를 포함하는, 집적 회로 디바이스.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 CVD 컨트롤러와 결합된 디지털-아날로그 컨버터(DAC)를 더 포함하고,
    상기 ADC는 상기 복수의 외부 핀들 중 제 1 핀과 결합하고, 상기 DAC는 상기 복수의 외부 핀들 중 제 2 핀과 연결되는, 집적 회로 디바이스.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 LCD 드라이버와 상기 CVD 컨트롤러는 동기화되는, 집적 회로 디바이스.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 컨트롤러는 충전 시간 측정 유닛, 이완 발진기, 또는 임피던스 위상 시프트 센서를 포함하는, 집적 회로 디바이스.
  13. 제 1 항에 따른 집적 회로 디바이스를 포함하는 시스템으로서,
    세그먼트 전극들과 공통 전극들을 구비한 액정 디스플레이를 더 포함하고,
    상기 세그먼트 전극들과 상기 공통 전극들은 각각 상기 집적 회로 디바이스의 상기 외부 핀들과 결합하는, 시스템.
  14. 제 1 항에 따른 집적 회로 디바이스를 포함하는 액정 디스플레이로서,
    상기 액정 디스플레이의 세그먼트 전극들과 공통 전극들은 상기 집적 회로 디바이스에 의해 제어되는, 액정 디스플레이.
  15. 액정 디스플레이(LCD)와 결합된 집적 회로 디바이스를 동작시키는 방법으로서,
    상기 집적 회로 디바이스는, 적어도 하나의 입력부를 포함하는 터치 컨트롤러, 복수의 출력부들을 포함하는 액정 디스플레이(LCD) 컨트롤러, 상기 LCD의 세그먼트 전극들 및 공통 전극들과 결합된 복수의 외부 핀들을 포함하는 외부 인터페이스, 및 상기 복수의 외부 핀들을 상기 LCD 컨트롤러의 상기 복수의 출력부들과 연결하기 위한 제 1 모드와 상기 복수의 외부 핀들 중 적어도 하나를 상기 터치 컨트롤러와 연결하기 위한 제 2 모드로 동작 가능한 멀티플렉서를 포함하고,
    상기 방법은,
    a) 상기 멀티플렉서에 의해 제 1 시간 동안 상기 세그먼트 전극들 및 상기 공통 전극들을 상기 LCD 컨트롤러와 연결하는 단계; 및
    b) 후속(subsequent) 시간 동안 상기 터치 컨트롤러의 상기 적어도 하나의 입력부를 상기 세그먼트 전극들 및 공통 전극들 중 적어도 하나와 연결하는 단계를 포함하는, 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 단계 a)와 b)를 반복하는 것을 더 포함하는 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 집적 회로 디바이스의 중앙 처리 장치에 의해 상기 멀티플렉서를 제어하는 것을 포함하는 방법.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 집적 회로 디바이스의 상태 머신에 의해 상기 멀티플렉서를 제어하는 것을 포함하는 방법.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 터치 컨트롤러는 상기 LCD의 터치가 수행되었는지를 결정하기 위해 용량성 전압 분배 방법을 사용하는, 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 LCD 컨트롤러와 상기 CVD 컨트롤러를 동기화하는 것을 더 포함하는 방법.
  21. 제 15 항에 있어서,
    상기 터치 컨트롤러는 충전 시간 측정 유닛, 이완 발진기, 또는 임피던스 위상 시프트 센서를 포함하는, 방법.
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