KR20230071918A - 센서 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

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박경태
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Abstract

본 발명의 센서 장치는, 제1 센서들; 상기 제1 센서들과 정전 용량을 형성하는 제2 센서들; 서로 다른 주파수들을 갖는 제1 주파수 신호 및 제2 주파수 신호를 생성하는 다중 주파수 생성기; 상기 제1 센서들 중 제1 그룹의 제1 센서들에 상기 제1 주파수 신호에 기초한 제1 구동 신호들을 공급하고, 상기 제1 센서들 중 제2 그룹의 제1 센서들에 상기 제2 주파수 신호에 기초한 제2 구동 신호들을 공급하되, 상기 제1 구동 신호들 및 상기 제2 구동 신호들을 동시에 공급하는 센서 송신부; 및 상기 제2 센서들로부터 센싱 신호들을 동시에 수신하는 센서 수신부를 포함한다.

Description

센서 장치 및 그 구동 방법{SENSOR DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 센서 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
정보화 기술이 발달함에 따라 사용자와 정보간의 연결매체인 표시 장치의 중요성이 부각되고 있다. 이에 부응하여 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display Device), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display Device) 등과 같은 표시 장치의 사용이 증가하고 있다.
표시 장치는 영상을 표시하기 위한 표시부 및 사용자의 입력을 감지하기 위한 센서부를 포함할 수 있다. 표시부의 대면적화에 따라서 센싱 전극들(즉, 센서들)의 수가 많아지고, 센싱 채널들에 할당될 수 있는 센싱 시간은 줄어들게 된다. 따라서, 높은 센싱 주파수, 즉 터치 보고율(touch report rate)을 갖는 센서부가 필요하다.
또한, 부드러운 영상 표시를 위해서 표시부의 표시 주파수가 높아짐에 따라서, 높은 터치 보고율의 센서부가 선호된다.
해결하고자 하는 기술적 과제는, 제1 센서들에 동시에 구동 신호들을 공급함으로써 높은 터치 보고율을 달성할 수 있는 센서 장치 및 그 구동 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 센서 장치는, 제1 센서들; 상기 제1 센서들과 정전 용량을 형성하는 제2 센서들; 서로 다른 주파수들을 갖는 제1 주파수 신호 및 제2 주파수 신호를 생성하는 다중 주파수 생성기; 상기 제1 센서들 중 제1 그룹의 제1 센서들에 상기 제1 주파수 신호에 기초한 제1 구동 신호들을 공급하고, 상기 제1 센서들 중 제2 그룹의 제1 센서들에 상기 제2 주파수 신호에 기초한 제2 구동 신호들을 공급하되, 상기 제1 구동 신호들 및 상기 제2 구동 신호들을 동시에 공급하는 센서 송신부; 및 상기 제2 센서들로부터 센싱 신호들을 동시에 수신하는 센서 수신부를 포함한다.
상기 제1 구동 신호들 중 적어도 2개는 서로 반전된 파형들을 갖고, 상기 제2 구동 신호들 중 적어도 2개는 서로 반전된 파형들을 가질 수 있다.
상기 제1 구동 신호들의 크기의 합은 0이고, 상기 제2 구동 신호들의 크기의 합은 0일 수 있다.
상기 제1 그룹의 제1 센서들 사이에 다른 그룹의 제1 센서가 위치하지 않고, 상기 제2 그룹의 제1 센서들 사이에 다른 그룹의 제1 센서가 위치하지 않을 수 있다.
상기 제1 그룹의 제1 센서들은 최소한 2 개씩 제1 서브 그룹들을 이루고, 상기 제1 서브 그룹들 내에는 다른 그룹의 제1 센서가 위치하지 않고, 상기 제1 서브 그룹들 사이에는 다른 그룹의 제1 센서가 위치할 수 있다.
상기 제2 그룹의 제1 센서들은 최소한 2 개씩 제2 서브 그룹들을 이루고, 상기 제2 서브 그룹들 내에는 다른 그룹의 제1 센서가 위치하지 않고, 상기 제2 서브 그룹들 사이에는 다른 그룹의 제1 센서가 위치할 수 있다.
상기 제1 서브 그룹들 및 상기 제2 서브 그룹들은 교번하여 배치될 수 있다.
상기 센서 송신부는: 상기 제1 주파수 신호에 기초하여 제1 위상 또는 제2 위상을 갖도록 상기 제1 구동 신호들을 생성하고, 상기 제2 주파수 신호에 기초하여 상기 제1 위상 또는 상기 제2 위상을 갖도록 상기 제2 구동 신호들을 생성하는 모듈레이터를 포함할 수 있다.
상기 제1 구동 신호들이 상기 제1 위상 또는 상기 제2 위상을 갖는 비율은 상기 제2 구동 신호들이 상기 제1 위상 또는 상기 제2 위상을 갖는 비율과 동일할 수 있다.
상기 센서 수신부는: 입력 단자가 상기 제2 센서들 중 적어도 하나와 연결된 전하 증폭기; 및 상기 전하 증폭기의 출력 신호를 수신하고, 상기 다중 주파수 생성기로부터 적어도 하나의 주파수 신호를 수신하는 제1 밴드 패스 필터를 포함할 수 있다.
상기 제1 밴드 패스 필터는 상기 제1 주파수 신호 및 상기 제2 주파수 신호의 중심 주파수 신호를 수신할 수 있다.
상기 제1 밴드 패스 필터는 상기 제1 주파수 신호 및 상기 제2 주파수 신호를 수신할 수 있다.
상기 센서 수신부는: 상기 제1 밴드 패스 필터의 출력 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환기; 상기 아날로그 디지털 변환기의 출력 신호를 복조하는 디모듈레이터; 및 상기 디모듈레이터의 출력 신호를 수신하는 복수의 제2 밴드 패스 필터들을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 밴드 패스 필터들의 통과 대역들은 서로 다를 수 있다.
상기 제2 밴드 패스 필터들 중 하나의 통과 대역은 상기 제1 주파수 신호의 주파수를 중심 주파수로 갖고, 상기 제2 밴드 패스 필터들 중 다른 하나의 통과 대역은 상기 제2 주파수 신호의 주파수를 중심 주파수로 가질 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 센서 장치의 구동 방법은, 제1 센서들 및 상기 제1 센서들과 정전 용량을 형성하는 제2 센서들을 갖는 센서 장치의 구동 방법으로서, 서로 다른 주파수들을 갖는 제1 주파수 신호 및 제2 주파수 신호를 생성하는 단계; 상기 제1 센서들 중 제1 그룹의 제1 센서들에 상기 제1 주파수 신호에 기초한 제1 구동 신호들을 공급하고, 상기 제1 센서들 중 제2 그룹의 제1 센서들에 상기 제2 주파수 신호에 기초한 제2 구동 신호들을 공급하되, 상기 제1 구동 신호들 및 상기 제2 구동 신호들을 동시에 공급하는 단계; 및 상기 제2 센서들로부터 센싱 신호들을 동시에 수신하는 단계를 포함한다.
상기 제1 구동 신호들 중 적어도 2개는 서로 반전된 파형들을 갖고, 상기 제2 구동 신호들 중 적어도 2개는 서로 반전된 파형들을 가질 수 있다.
상기 제1 구동 신호들의 크기의 합은 0이고, 상기 제2 구동 신호들의 크기의 합은 0일 수 있다.
상기 제1 그룹의 제1 센서들 사이에 다른 그룹의 제1 센서가 위치하지 않고, 상기 제2 그룹의 제1 센서들 사이에 다른 그룹의 제1 센서가 위치하지 않을 수 있다.
상기 제1 그룹의 제1 센서들은 최소한 2 개씩 제1 서브 그룹들을 이루고, 상기 제1 서브 그룹들 내에는 다른 그룹의 제1 센서가 위치하지 않고, 상기 제2 그룹의 제1 센서들은 최소한 2 개씩 제2 서브 그룹들을 이루고, 상기 제2 서브 그룹들 내에는 다른 그룹의 제1 센서가 위치하지 않고, 상기 제1 서브 그룹들 및 상기 제2 서브 그룹들은 교번하여 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 센서 장치 및 그 구동 방법은 제1 센서들에 동시에 구동 신호들을 공급함으로써 높은 터치 보고율을 달성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 표시 장치의 예시적인 적층 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시부 및 표시 구동부를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 센서 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 센서 송신부 및 센서 수신부를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 구동 신호들의 변조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 구동 신호들의 변조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 따라서 앞서 설명한 참조 부호는 다른 도면에서도 사용할 수 있다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 과장되게 나타낼 수 있다.
또한, 설명에서 "동일하다"라고 표현한 것은, "실질적으로 동일하다"는 의미일 수 있다. 즉, 통상의 지식을 가진 자가 동일하다고 납득할 수 있을 정도의 동일함일 수 있다. 그 외의 표현들도 "실질적으로"가 생략된 표현들일 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치(1)는 패널(10) 및 패널(10)을 구동하기 위한 구동 회로부(20)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 패널(10)은 영상을 표시하기 위한 표시부(110)와 터치, 압력, 지문, 호버링(hovering) 등을 센싱하기 위한 센서부(120)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 패널(10)은 화소들(PX) 및 화소들(PX) 중 적어도 일부와 중첩하여 위치하는 센서들(SC)을 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 센서들(SC)은 제1 센서들(TX) 및 제2 센서들(RX)를 포함할 수 있다. 다른 실시예(예를 들어, 자기 정전 용량 방식)에서, 센서들(SC)은 제1 센서 및 제2 센서의 구분 없이 한 종류의 센서들로 구성될 수도 있다. 구동 회로부(20)는 표시부(110)를 구동하기 위한 표시 구동부(210) 및 센서부(120)를 구동하기 위한 및 센서 구동부(220)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 화소들(PX)은 표시 프레임 기간 단위로 영상을 표시할 수 있다. 예를 들어, 센서들(SC)은 센싱 프레임 기간 단위로 사용자의 입력을 센싱할 수 있다. 센싱 프레임 기간과 표시 프레임 기간은 서로 독립적일 수 있고, 서로 다를 수 있다. 센싱 프레임 기간과 표시 프레임 기간은 서로 동기될 수도 있고, 비동기될 수도 있다.
실시예에 따라, 표시부(110) 및 센서부(120)는 서로 별개로 제작된 후, 적어도 일 영역이 서로 중첩되도록 배치 및/또는 결합될 수 있다. 또는, 다른 실시예에서, 표시부(110) 및 센서부(120)는 일체로 제작될 수도 있다. 예컨대, 센서부(120)는 표시부(110)를 구성하는 적어도 하나의 기판(일례로, 표시 패널의 상부 및/또는 하부 기판, 또는 박막 봉지층(Thin Film Encapsulation)), 또는 이외의 다른 절연층이나 각종 기능막(일례로, 광학층 또는 보호층) 상에 직접 형성될 수 있다.
한편, 도 1에서는 센서부(120)가 표시부(110)의 전면(예컨대, 영상이 표시되는 상부면) 측에 배치되는 것으로 도시하였으나, 센서부(120)의 위치가 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 다른 실시예에서는, 센서부(120)가 표시부(110)의 배면 또는 양면에 배치될 수도 있다. 또 다른 실시예에서는, 센서부(120)가 표시부(110)의 적어도 일측 가장자리 영역에 배치될 수도 있다.
표시부(110)는 표시 기판(111) 및 표시 기판(111)에 형성된 다수의 화소들(PX)을 포함할 수 있다. 화소들(PX)은 표시 기판(111)의 표시 영역(DA)에 배치될 수 있다.
표시 기판(111)은 영상이 표시되는 표시 영역(DA)과 표시 영역(DA)의 외곽의 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 표시 영역(DA)은 표시부(110)의 중앙 영역에 배치되고, 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)을 둘러싸도록 표시부(110)의 가장자리 영역에 배치될 수 있다.
표시 기판(111)은 경성 기판 또는 가요성 기판일 수 있으며, 그 재료나 물성이 특별히 한정되지는 않는다. 예컨대, 표시 기판(111)은 유리 또는 강화 유리로 구성된 경성 기판, 또는 플라스틱 또는 금속 재질의 박막 필름으로 구성된 가요성 기판일 수 있다.
표시 영역(DA)에는 주사 라인들(SL) 및 데이터 라인들(DL)과, 주사 라인들(SL) 및 데이터 라인들(DL)에 접속되는 화소들(PX)이 배치된다. 화소들(PX)은 주사 라인들(SL)로부터 공급되는 턴-온 레벨의 주사 신호에 의해 선택되어 데이터 라인들(DL)로부터 데이터 신호를 공급받고, 데이터 신호에 대응하는 휘도의 빛을 방출한다. 이에 의해, 표시 영역(DA)에서 데이터 신호에 대응하는 영상이 표시된다. 본 발명에서 화소들(PX)의 구조 및 구동 방법 등이 특별히 한정되지는 않는다. 예컨대, 화소들(PX) 각각은 현재 공지된 다양한 구조 및 구동 방법을 채용한 화소로 구현될 수 있다.
비표시 영역(NDA)에는 표시 영역(DA)의 화소들(PX)에 연결되는 각종 배선들 및/또는 내장 회로부가 배치될 수 있다. 일례로, 비표시 영역(NDA)에는 표시 영역(DA)으로 각종 전원 및 제어 신호를 공급하기 위한 다수의 배선들이 배치될 수 있으며, 이외에도 주사 구동부(scan driver) 등이 더 배치될 수 있다.
본 발명에서, 표시부(110)의 종류가 특별히 한정되지는 않는다. 예컨대, 표시부(110)는 유기 발광 표시 패널(Organic Light Emitting Display panel) 등과 같은 자발광 타입의 표시 패널로 구현될 수 있다. 다만, 표시부(110)가 자발광 타입으로 구현될 때, 각 화소는 반드시 유기 발광 소자만 포함하는 경우로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 각 화소의 발광 소자는 유기 발광 소자(organic light emitting diode), 무기 발광 소자(inorganic light emitting diode), 퀀텀 닷/웰 발광 소자(quantum dot/well light emitting diode) 등으로 구성될 수 있다. 각 화소에 복수의 발광 소자들이 구비될 수도 있다. 이때, 복수의 발광 소자들은 직렬, 병렬, 직병렬 등으로 연결될 수 있다. 또는, 표시부(110)는 액정 표시 패널(Liquid Crystal Display panel) 등과 같은 비발광 타입의 표시 패널로 구현될 수 있다. 표시부(110)가 비발광 타입으로 구현되는 경우, 표시 장치(1)는 백라이트 유닛(Back-light Unit)과 같은 광원을 추가적으로 구비할 수 있다.
센서부(120)는 센서 기판(121) 및 센서 기판(121) 상에 형성된 다수의 센서들(SC)을 포함한다. 센서들(SC)은 센서 기판(121) 상의 센싱 영역(SA)에 배치될 수 있다.
센서 기판(121)은, 터치 입력 등을 센싱할 수 있는 센싱 영역(SA)과, 센싱 영역(SA)의 외곽의 주변 영역(NSA)을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 센싱 영역(SA)은 표시 영역(DA)의 적어도 일 영역과 중첩되도록 배치될 수 있다. 일례로, 센싱 영역(SA)은 표시 영역(DA)에 대응하는 영역(예컨대, 표시 영역(DA)과 중첩되는 영역)으로 설정되고, 주변 영역(NSA)은 비표시 영역(NDA)에 대응하는 영역(예컨대, 비표시 영역(NDA)과 중첩되는 영역)으로 설정될 수 있다. 이 경우, 표시 영역(DA) 상에 터치 입력 등이 제공될 때, 센서부(120)를 통해 터치 입력을 검출할 수 있게 된다.
센서 기판(121)은 경성 또는 가요성의 기판일 수 있으며, 이외에도 적어도 한 층의 절연막으로 구성될 수 있다. 또한, 센서 기판(121)은 투명 또는 반투명의 투광성 기판일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 즉, 본 발명에서 센서 기판(121)의 재료 및 그 물성이 특별히 한정되지는 않는다. 예컨대, 센서 기판(121)은 유리 또는 강화 유리로 구성된 경성 기판, 또는 플라스틱 또는 금속 재질의 박막 필름으로 구성된 가요성 기판일 수 있다. 또한, 실시예에 따라서는 표시부(110)를 구성하는 적어도 하나의 기판(예컨대, 표시 기판(111), 봉지 기판 및/또는 박막 봉지층), 또는 표시부(110)의 내부 및/또는 외면에 배치되는 적어도 한 층의 절연막이나 기능막 등이 센서 기판(121)으로 이용될 수도 있다.
센싱 영역(SA)은 터치 입력에 반응할 수 있는 영역(즉, 센서의 활성 영역)으로 설정된다. 이를 위해, 센싱 영역(SA)에는 터치 입력 등을 센싱하기 위한 센서들(SC)이 배치될 수 있다. 실시예에 따라, 센서들(SC)은 제1 센서들(TX) 및 제2 센서들(RX)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 각각의 제1 센서들(TX)은 제1 방향(DR1)으로 연장될 수 있다. 제1 센서들(TX)은 제2 방향(DR2)으로 배열될 수 있다. 제2 방향(DR2)은 제1 방향(DR1)과 다를 수 있다. 예를 들어, 제2 방향(DR2)은 제1 방향(DR1)과 직교하는 방향일 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 센서들(TX)의 연장 방향 및 배열 방향은 종래의 다른 구성에 따를 수 있다. 각각의 제1 센서들(TX)은 비교적 넓은 면적의 제1 셀들(first cells)과 비교적 좁은 면적의 제1 브릿지들(first bridges)이 연결된 형태일 수 있다. 도 1에서 각각의 제1 셀들은 다이아몬드 형태로 도시되었으나, 원형, 사각형, 삼각형, 메쉬 형태(mesh form) 등 종래의 다양한 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 브릿지들은 제1 셀들과 동일 층 상에서 일체로 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 브릿지들은 제1 셀들과 다른 층에서 형성되어, 인접한 제1 셀들을 전기적으로 연결할 수 있다.
예를 들어, 각각의 제2 센서들(RX)은 제2 방향(DR2)으로 연장될 수 있다. 제2 센서들(RX)은 제1 방향(DR1)으로 배열될 수 있다. 다른 실시예에서, 제2 센서들(RX)의 연장 방향 및 배열 방향은 종래의 다른 구성에 따를 수 있다. 각각의 제2 센서들(RX)은 비교적 넓은 면적의 제2 셀들과 비교적 좁은 면적의 제2 브릿지들이 연결된 형태일 수 있다. 도 1에서 각각의 제2 셀들은 다이아몬드 형태로 도시되었으나, 원형, 사각형, 삼각형, 메쉬 형태 등 종래의 다양한 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2 브릿지들은 제2 셀들과 동일 층 상에서 일체로 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 제2 브릿지들은 제2 셀들과 다른 층에서 형성되어, 인접한 제2 셀들을 전기적으로 연결할 수 있다.
실시예에 따라, 제1 센서들(TX) 및 제2 센서들(RX) 각각은, 금속 물질, 투명 도전성 물질 및 그 외 다양한 도전성 물질 중 적어도 하나를 포함함으로써 도전성을 가질 수 있다. 일례로, 제1 센서들(TX) 및 제2 센서들(RX)은, 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 타이타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 구리(Cu), 백금(Pt) 등을 비롯한 다양한 금속 물질 중 적어도 하나, 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 이때, 제1 센서들(TX) 및 제2 센서들(RX)은 메쉬 형태로 구성될 수 있다. 또한, 제1 센서들(TX) 및 제2 센서들(RX)은, 은나노와이어(AgNW), ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), AZO(Antimony Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), SnO2(Tin Oxide), 카본나노튜브(Carbon Nano Tube), 그래핀(graphene) 등을 비롯한 다양한 투명 도전성 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이 외에도 제1 센서들(TX) 및 제2 센서들(RX)은, 다양한 도전 물질 중 적어도 하나를 포함함으로써, 도전성을 가질 수 있다. 또한, 제1 센서들(TX) 및 제2 센서들(RX) 각각은 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있으며, 그 단면 구조가 특별히 한정되지는 않는다.
한편, 센서부(120)의 주변 영역(NSA)에는 센서들(TX, RX)을 센서 구동부(220) 등과 전기적으로 연결하기 위한 센서 라인들이 집중적으로 배치될 수 있다.
구동 회로부(20)는, 표시부(110)를 구동하기 위한 표시 구동부(210) 및 센서부(120)를 구동하기 위한 센서 구동부(220)를 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 표시 구동부(210) 및 센서 구동부(220)는 서로 별개의 IC들(integrated chips)로 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 표시 구동부(210) 및 센서 구동부(220)의 적어도 일부분이 하나의 IC 내에 함께 집적될 수 있다.
표시 구동부(210)는 표시부(110)에 전기적으로 연결되어 화소들(PX)을 구동한다. 예를 들어, 표시 구동부(210)는 데이터 구동부 및 타이밍 제어부를 포함할 수 있고, 주사 구동부는 표시부(110)의 비표시 영역(NDA)에 별도로 마운트(mount)될 수 있다. 다른 실시예에서, 표시 구동부(210)는 데이터 구동부, 타이밍 제어부, 및 주사 구동부를 전부 또는 적어도 일부를 포함할 수도 있다.
센서 구동부(220)는 센서부(120)에 전기적으로 연결되어 센서부(120)를 구동한다. 센서 구동부(220)는, 센서 송신부 및 센서 수신부를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 센서 송신부 및 센서 수신부는 하나의 IC의 내부에 집적될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
도 2는 도 1의 표시 장치의 예시적인 적층 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 예를 들어, 표시부(110) 상부에 센서부(120)가 적층되고, 센서부(120) 상부에 윈도우(WIN)가 적층될 수 있다.
표시부(110)는 표시 기판(111), 표시 기판(111) 상에 형성된 회로 소자층(BPL) 및 회로 소자층(BPL) 상에 형성된 발광 소자들(LD)을 포함할 수 있다. 회로 소자층(BPL)은 화소들(PXL)의 발광 소자들(LD)을 구동하기 위한 화소 회로들 및 주사 라인들(SL), 데이터 라인들(DL) 등을 포함할 수 있다.
센서부(120)는 센서 기판(121), 센서 기판(121) 상에 형성된 센서들(SC), 및 센서들(SC)을 커버하는 보호막(122)을 포함할 수 있다. 도 2의 실시예에서, 센서 기판(121)은 화소들(PXL)을 커버하는 봉지막 형태로 도시되었다. 다른 실시예에서, 센서 기판(121)은 화소들(PXL)을 커버하는 봉지막과 별개로 존재할 수도 있다.
윈도우(WIN)는 표시 장치(1)의 모듈 최상단에 배치되는 보호 부재로서, 실질적으로 투명한 투광성 기판일 수 있다. 이러한 윈도우(WIN)는 유리 기판, 플라스틱 필름, 플라스틱 기판으로부터 선택된 다층 구조를 가질 수 있다. 윈도우(WIN)는 경성 또는 가요성의 기재를 포함할 수 있으며, 윈도우(WIN)의 구성 물질이 특별히 한정되지는 않는다.
도시되지 않았지만, 표시 장치(1)는 윈도우(WIN) 및 센서부(120) 사이에서 외광 반사 방지를 위한 편광판(또는 다른 종류의 반사 방지층)을 더 포함할 수도 있다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시부 및 표시 구동부를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 표시 구동부(210)는 타이밍 제어부(11) 및 데이터 구동부(12)를 포함할 수 있고, 표시부(110)는 주사 구동부(13), 화소부(14), 및 발광 구동부(15)를 포함할 수 있다. 하지만, 전술한 바와 같이, 각각의 기능부를 하나의 IC에 집적할 것인지, 복수의 IC들에 집적할 것인지, 표시 기판(111)에 마운트할 것인지는 표시 장치(1)의 사양(specification)에 따라 다양하게 구성될 수 있다.
타이밍 제어부(11)는 프로세서(9)로부터 각각의 표시 프레임 기간에 대한 계조들 및 타이밍 신호들을 수신할 수 있다. 여기서 프로세서는 GPU(Graphics Processing Unit), CPU(Central Processing Unit), AP(Application Processor) 등 중 적어도 하나에 해당할 수 있다. 타이밍 신호들은 수직 동기 신호(vertical synchronization signal), 수평 동기 신호(horizontal synchronization signal), 데이터 인에이블 신호(data enable signal) 등을 포함할 수 있다.
수직 동기 신호의 각각의 주기(cycle)는 각각의 표시 프레임 기간과 대응할 수 있다. 수평 동기 신호의 각각의 주기(cycle)는 각각의 수평 기간(horizontal period)과 대응할 수 있다. 계조들은 데이터 인에이블 신호의 인에이블 레벨의 펄스에 대응하여 각 수평 기간에 수평 라인(horizontal line) 단위로 공급될 수 있다. 수평 라인은 동일한 주사 라인 및 발광 라인에 연결된 화소들(예를 들어, 화소행)을 의미할 수 있다.
타이밍 제어부(11)는 표시 장치(1)의 사양에 대응하도록 계조들을 렌더링(rendering)할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(9)는 각각의 단위 도트(unit dot)에 대해서 적색 계조, 녹색 계조, 청색 계조를 제공할 수 있다. 예를 들어, 화소부(14)가 RGB stripe 구조인 경우, 각각의 계조에 화소가 1대 1 대응할 수 있다. 이러한 경우 계조들의 렌더링이 불필요할 수 있다. 하지만, 예를 들어, 화소부(14)가 펜타일(PENTILETM) 구조인 경우, 인접한 단위 도트끼리 화소를 공유하므로, 각각의 계조에 화소가 1대 1 대응하지 않을 수 있다. 이러한 경우, 계조들의 렌더링이 필요할 수 있다. 렌더링되거나 렌더링되지 않은 계조들은 데이터 구동부(12)로 제공될 수 있다. 또한, 타이밍 제어부(11)는 데이터 구동부(12)에 데이터 제어 신호를 제공할 수 있다. 또한, 타이밍 제어부(11)는 주사 구동부(13)에 주사 제어 신호를 제공하고, 발광 구동부(15)에 발광 제어 신호를 제공할 수 있다.
데이터 구동부(12)는 타이밍 제어부(11)로부터 수신한 계조들 및 데이터 제어 신호를 이용하여 데이터 라인들(DL1, DL2, DL3, DL4, ..., DLn)로 제공할 데이터 전압들(즉, 데이터 신호들)을 생성할 수 있다. n은 0보다 큰 정수일 수 있다.
주사 구동부(13)는 타이밍 제어부(11)로부터 수신한 주사 제어 신호(예를 들어, 클록 신호, 주사 시작 신호 등)을 이용하여, 주사 라인들(SL0, SL1, SL2, ..., SLm)에 제공할 주사 신호들을 생성할 수 있다. 주사 구동부(13)는 주사 라인들(SL0~SLm)에 턴-온 레벨의 펄스를 갖는 주사 신호들을 순차적으로 공급할 수 있다. 주사 구동부(13)는 시프트 레지스터(shift register) 형태로 구성된 주사 스테이지들을 포함할 수 있다. 주사 구동부(13)는 클록 신호의 제어에 따라 턴-온 레벨의 펄스 형태인 주사 시작 신호를 다음 주사 스테이지로 순차적으로 전달하는 방식으로 주사 신호들을 생성할 수 있다. m은 0보다 큰 정수일 수 있다.
발광 구동부(15)는 타이밍 제어부(11)로부터 수신한 발광 제어 신호(예를 들어, 클록 신호, 발광 중지 신호 등)을 이용하여, 발광 라인들(EL1, EL2, EL3, ..., ELo)에 제공할 발광 신호들을 생성할 수 있다. 발광 구동부(15)는 발광 라인들(EL1~ELo)에 턴-오프 레벨의 펄스를 갖는 발광 신호들을 순차적으로 공급할 수 있다. 발광 구동부(15)는 시프트 레지스터 형태로 구성된 발광 스테이지들을 포함할 수 있다. 발광 구동부(15)는 클록 신호의 제어에 따라 턴-오프 레벨의 펄스 형태인 발광 중지 신호를 다음 발광 스테이지로 순차적으로 전달하는 방식으로 발광 신호들을 생성할 수 있다. o는 0보다 큰 정수일 수 있다.
화소부(14)는 화소들을 포함한다. 각각의 화소(PXij)는 대응하는 데이터 라인, 주사 라인, 및 발광 라인에 연결될 수 있다. 화소들은 제1 색상의 광을 방출하는 화소들, 제2 색상의 광을 방출하는 화소들, 및 제3 색상의 광을 방출하는 화소들을 포함할 수 있다. 제1 색상, 제2 색상, 및 제3 색상은 서로 다른 색상일 수 있다. 예를 들어, 제1 색상은 적색, 녹색, 및 청색 중 한가지 색상일 수 있고, 제2 색상은 적색, 녹색, 및 청색 중 제1 색상이 아닌 한가지 색상일 수 있고, 제3 색상은 적색, 녹색, 및 청색 중 제1 색상 및 제2 색상이 아닌 나머지 색상일 수 있다. 또한, 제1 내지 제3 색상들로 적색, 녹색, 및 청색 대신 마젠타(magenta), 시안(cyan), 및 옐로우(yellow)가 사용될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 화소를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 화소(PXij)는 트랜지스터들(T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7), 스토리지 커패시터(Cst), 및 발광 소자(LD)를 포함한다.
이하에서는 P형 트랜지스터로 구성된 회로를 예로 들어 설명한다. 하지만 당업자라면 게이트 단자에 인가되는 전압의 극성을 달리하여, N형 트랜지스터로 구성된 회로를 설계할 수 있을 것이다. 유사하게, 당업자라면 P형 트랜지스터 및 N형 트랜지스터의 조합으로 구성된 회로를 설계할 수 있을 것이다. P형 트랜지스터란 게이트 전극과 소스 전극 간의 전압 차가 음의 방향으로 증가할 때 전류량이 증가하는 트랜지스터를 통칭한다. N형 트랜지스터란 게이트 전극과 소스 전극 간의 전압 차가 양의 방향으로 증가할 때 전류량이 증가하는 트랜지스터를 통칭한다. 트랜지스터는 TFT(thin film transistor), FET(field effect transistor), BJT(bipolar junction transistor) 등 다양한 형태로 구성될 수 있다.
제1 트랜지스터(T1)는 게이트 전극이 제1 노드(N1)에 연결되고, 제1 전극이 제2 노드(N2)에 연결되고, 제2 전극이 제3 노드(N3)에 연결될 수 있다. 제1 트랜지스터(T1)를 구동 트랜지스터로 명명할 수 있다.
제2 트랜지스터(T2)는 게이트 전극이 주사 라인(SLi1)에 연결되고, 제1 전극이 데이터 라인(DLj)에 연결되고, 제2 전극이 제2 노드(N2)에 연결될 수 있다. 제2 트랜지스터(T2)를 스캔 트랜지스터로 명명할 수 있다.
제3 트랜지스터(T3)는 게이트 전극이 주사 라인(SLi2)에 연결되고, 제1 전극이 제1 노드(N1)에 연결되고, 제2 전극이 제3 노드(N3)에 연결될 수 있다. 제3 트랜지스터(T3)를 다이오드 연결 트랜지스터로 명명할 수 있다.
제4 트랜지스터(T4)는 게이트 전극이 주사 라인(SLi3)에 연결되고, 제1 전극이 제1 노드(N1)에 연결되고, 제2 전극이 초기화 라인(INTL)에 연결될 수 있다. 제4 트랜지스터(T4)는 게이트 초기화 트랜지스터로 명명될 수 있다.
제5 트랜지스터(T5)는 게이트 전극이 i 번째 발광 라인(ELi)에 연결되고, 제1 전극이 제1 전원 라인(ELVDDL)에 연결되고, 제2 전극이 제2 노드(N2)에 연결될 수 있다. 제5 트랜지스터(T5)는 발광 트랜지스터로 명명될 수 있다. 다른 실시예에서, 제5 트랜지스터(T5)의 게이트 전극은 제6 트랜지스터(T6)의 게이트 전극과 연결된 발광 라인과 다른 발광 라인에 연결될 수도 있다.
제6 트랜지스터(T6)는 게이트 전극이 i 번째 발광 라인(ELi)에 연결되고, 제1 전극이 제3 노드(N3)에 연결되고, 제2 전극이 발광 소자(LD)의 애노드에 연결될 수 있다. 제6 트랜지스터(T6)는 발광 트랜지스터로 명명될 수 있다. 다른 실시예에서, 제6 트랜지스터(T6)의 게이트 전극은 제5 트랜지스터(T5)의 게이트 전극과 연결된 발광 라인과 다른 발광 라인에 연결될 수도 있다.
제7 트랜지스터(T7)는 게이트 전극이 주사 라인(SLi4)에 연결되고, 제1 전극이 초기화 라인(INTL)에 연결되고, 제2 전극이 발광 소자(LD)의 애노드에 연결될 수 있다. 제7 트랜지스터(T7)는 발광 소자 초기화 트랜지스터로 명명될 수 있다.
스토리지 커패시터(Cst)의 제1 전극은 제1 전원 라인(ELVDDL)에 연결되고, 제2 전극은 제1 노드(N1)에 연결될 수 있다.
발광 소자(LD)는 애노드가 제6 트랜지스터(T6)의 제2 전극에 연결되고, 캐소드가 제2 전원 라인(ELVSSL)에 연결될 수 있다. 발광 소자(LD)는 발광 다이오드일 수 있다. 발광 소자(LD)는 유기 발광 소자(organic light emitting diode), 무기 발광 소자(inorganic light emitting diode), 퀀텀 닷/웰 발광 소자(quantum dot/well light emitting diode) 등으로 구성될 수 있다. 발광 소자(LD)는 제1 색상, 제2 색상, 및 제3 색상 중 어느 하나의 색상으로 발광할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 각 화소에 발광 소자(LD)가 하나만 구비되었으나, 다른 실시예에서 각 화소에 복수의 발광 소자들이 구비될 수도 있다. 이때, 복수의 발광 소자들은 직렬, 병렬, 직병렬 등으로 연결될 수 있다.
제1 전원 라인(ELVDDL)에는 제1 전원 전압이 인가되고, 제2 전원 라인(ELVSSL)에는 제2 전원 전압이 인가되고, 초기화 라인(INTL)에는 초기화 전압이 인가될 수 있다. 예를 들어, 제1 전원 전압은 제2 전원 전압보다 클 수 있다. 예를 들어, 초기화 전압은 제2 전원 전압과 동일하거나 더 클 수 있다. 예를 들어, 초기화 전압은 제공 가능한 데이터 전압들 중 가장 작은 크기의 데이터 전압과 대응할 수 있다. 다른 예에서, 초기화 전압의 크기는 제공 가능한 데이터 전압들의 크기들보다 작을 수 있다.
도 5는 도 4의 화소의 예시적인 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 설명의 편의를 위해서 주사 라인들(SLi1, SLi2, SLi4)이 i 번째 주사 라인(SLi)이고, 주사 라인(SLi3)이 i-1 번째 주사 라인(SL(i-1))인 경우를 가정한다. 다만, 주사 라인들(SLi1, SLi2, SLi3, SLi4)은 실시예들에 따라 연결 관계가 다양할 수 있다. 예를 들어, 주사 라인(SLi4)은 i-1 번째 주사 라인이거나, i+1 번째 주사 라인일 수도 있다.
먼저, i 번째 발광 라인(ELi)에는 턴-오프 레벨(로직 하이 레벨, logic high level)의 발광 신호가 인가되고, 데이터 라인(DLj)에는 i-1 번째 화소에 대한 데이터 전압(DATA(i-1)j)이 인가되고, 주사 라인(SLi3)에는 턴-온 레벨(로직 로우 레벨, logic low level)의 주사 신호가 인가된다. 로직 레벨의 하이/로우는 트랜지스터가 P형인지 N형인지에 따라서 달라질 수 있다.
이때, 주사 라인들(SLi1, SLi2)에는 턴-오프 레벨의 주사 신호가 인가되므로, 제2 트랜지스터(T2)는 턴-오프 상태이고, i-1 번째 화소에 대한 데이터 전압(DATA(i-1)j)이 화소(PXij)로 인입되는 것이 방지된다.
이때, 제4 트랜지스터(T4)는 턴-온 상태가 되므로, 제1 노드(N1)가 초기화 라인(INTL)과 연결되어, 제1 노드(N1)의 전압이 초기화된다. 발광 라인(ELi)에는 턴-오프 레벨의 발광 신호가 인가되므로, 트랜지스터들(T5, T6)은 턴-오프 상태이고, 초기화 전압 인가 과정에 따른 불필요한 발광 소자(LD)의 발광이 방지된다.
다음으로, 데이터 라인(DLj)에는 i 번째 화소(PXij)에 대한 데이터 전압(DATAij)이 인가되고, 주사 라인들(SLi1, SLi2)에는 턴-온 레벨의 주사 신호가 인가된다. 이에 따라 트랜지스터들(T2, T1, T3)이 도통 상태가 되며, 데이터 라인(DLj)과 제1 노드(N1)가 전기적으로 연결된다. 따라서, 데이터 전압(DATAij)에서 제1 트랜지스터(T1)의 문턱 전압을 감한 보상 전압이 스토리지 커패시터(Cst)의 제2 전극(즉, 제1 노드(N1))에 인가되고, 스토리지 커패시터(Cst)는 제1 전원 전압과 보상 전압의 차이에 해당하는 전압을 유지한다. 이러한 기간을 문턱 전압 보상 기간 또는 데이터 기입 기간이라고 명명할 수 있다.
또한, 주사 라인(SLi4)이 i 번째 주사 라인인 경우, 제7 트랜지스터(T7)는 턴-온 상태이므로, 발광 소자(LD)의 애노드와 초기화 라인(INTL)이 연결되고, 발광 소자(LD)는 초기화 전압과 제2 전원 전압의 전압 차이에 해당하는 전하량으로 초기화된다.
이후, i 번째 발광 라인(ELi)에 턴-온 레벨의 발광 신호가 인가됨에 따라, 트랜지스터들(T5, T6)이 도통될 수 있다. 따라서, 제1 전원 라인(ELVDDL), 제5 트랜지스터(T5), 제1 트랜지스터(T1), 제6 트랜지스터(T6), 발광 소자(LD), 및 제2 전원 라인(ELVSSL)을 연결하는 구동 전류 경로가 형성된다.
스토리지 커패시터(Cst)에 유지된 전압에 따라 제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극과 제2 전극에 흐르는 구동 전류량이 조절된다. 발광 소자(LD)는 구동 전류량에 대응하는 휘도로 발광한다. 발광 소자(LD)는 발광 라인(ELi)에 턴-오프 레벨의 발광 신호가 인가되기 전까지 발광한다.
발광 신호가 턴-온 레벨일 때, 해당 발광 신호를 수신하는 화소들은 표시 상태일 수 있다. 따라서, 발광 신호가 턴-온 레벨인 기간을 발광 기간(EP)(또는, 발광 허용 기간)이라고 할 수 있다. 또한, 발광 신호가 턴-오프 레벨일 때, 해당 발광 신호를 수신하는 화소들은 비표시 상태일 수 있다. 따라서, 발광 신호가 턴-오프 레벨인 기간을 비발광 기간(NEP)(또는, 발광 불허용 기간)이라고 할 수 있다.
도 5에서 설명된 비발광 기간(NEP)은, 화소(PXij)가 초기화 기간 및 데이터 기입 기간을 거치는 동안 원하지 않는 휘도로 발광하는 것을 방지하기 위한 것이다.
화소(PXij)에 기입된 데이터가 유지되는 동안(예를 들어, 한 프레임 기간) 한 번 이상의 비발광 기간(NEP)이 추가로 제공될 수 있다. 이는 화소(PXij)의 발광 기간(EP)을 줄임으로써 저계조를 효과적으로 표현하거나, 영상의 모션(motion)을 부드럽게 블러(blur)처리하기 위함일 수 있다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 센서 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 센서 장치(SSD)는 센서부(120) 및 센서 구동부(220)를 포함할 수 있다. 센서 장치(SSD)는 표시 장치(1) 내부에 포함될 수 있다. 한편, 센서 장치(SSD)는, 표시 장치(1)와 무관하게, 별도의 독립된 제품으로 구성될 수도 있다.
센서부(120)는 제1 센서들(TX1, TX2, TX3, TX4, ...) 및 제2 센서들(RX1, RX2, ..., RX(p-2), RX(p-1), RXp)을 포함할 수 있다. p는 0보다 큰 정수일 수 있다. 제1 센서들(TX1~TX4)은 제1 방향(DR1)으로 연장되고, 제2 방향(DR2)으로 배열될 수 있다. 제2 센서들(RX1~RXp)은 제2 방향(DR2)으로 연장되고, 제1 방향(DR1)으로 배열될 수 있다. 제2 센서들(RX1~RXp)은 제1 센서들(TX1~TX4)과 교차할 수 있다. 제1 센서들(TX1~TX4) 및 제2 센서들(RX1~RXp)은 상호 정전 용량(Mutual capacitance)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 제1 센서(TX1) 및 제2 센서(RX1) 간에는 정전 용량(C11)이 형성되고, 제1 센서(TX2) 및 제2 센서(RX1) 간에는 정전 용량(C12)이 형성될 수 있다. 센서 구동부(220)는 이러한 정전 용량들(C11, C12)의 변화를 감지하여, 사용자의 터치 입력 여부 등을 결정할 수 있다.
센서 구동부(220)는 센서 송신부(TDC), 센서 수신부(TSC), 및 다중 주파수 생성기(MFG)를 포함할 수 있다. 다중 주파수 생성기(MFG)는 서로 다른 주파수들을 갖는 복수의 주파수 신호들을 생성할 수 있다. 예를 들어, 다중 주파수 생성기(MFG)는 서로 다른 주파수들을 갖는 제1 주파수 신호 및 제2 주파수 신호를 생성할 수 있다. 복수의 주파수 신호들을 생성하기 위해서 기존의 NCO (Numerically Controlled Oscillator)로 다중 주파수 생성기(MFG)를 구현할 수 있다. 물론, 주파수 신호들의 개수와 동일한 개수의 오실레이터들을 이용하여 다중 주파수 생성기(MFG)를 구현할 수도 있다.
센서 송신부(TDC)는 제1 센서들(TX1~TX4)에 연결되고, 제1 센서들(TX1~TX4)에 구동 신호들을 공급할 수 있다. 센서 송신부(TDC)는 제1 센서 라인들(TXL1, TXL2, TXL3, TXL4)을 통해서 제1 센서들(TX1~TX4)에 연결될 수 있다.
센서 수신부(TSC)는 제2 센서들(RX1~RXp)에 연결되고, 제2 센서들(RX1~RXp)로부터 센싱 신호들을 수신할 수 있다. 센서 수신부(TSC)는 제2 센서 라인들(RXL1, RXL2, ..., RXL(p-2), RXL(p-1), RXLp)을 통해서 제2 센서들(RX1~RXp)에 연결될 수 있다.
예를 들어, 센서 장치(SSD)는 모든 제1 센서들(TX1~TX4)에 동시에 구동 신호들을 공급함으로써 높은 터치 보고율을 달성할 수 있다. 이하에서, 설명의 편의를 위하여, 센서부(120)의 제1 센서들이 제1 그룹의 제1 센서들 및 제2 그룹의 제1 센서들로 구성된 경우를 가정하여 설명한다. 하지만, 센서부(120)는 3 개 이상의 그룹들의 제1 센서들로 구성될 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 센서 송신부(TDC)는 제1 센서들(TX1~TX4) 중 제1 그룹의 제1 센서들에 제1 주파수 신호에 기초한 제1 구동 신호들을 공급할 수 있다. 또한, 센서 송신부(TDC)는 제1 센서들(TX1~TX4) 중 제2 그룹의 제1 센서들에 제2 주파수 신호에 기초한 제2 구동 신호들을 공급할 수 있다. 이때, 센서 송신부(TDC)는 제1 구동 신호들 및 제2 구동 신호들을 동시에 공급할 수 있다.
또한, 본 발명의 한 실시예에 따르면, 센서 수신부(TSC)는 제2 센서들(RX1~RXp)로부터 센싱 신호들을 동시에 수신할 수 있다. 센서 수신부(TSC)는 다양한 주파수의 센싱 신호들을 동시에 수신 및 처리(디모듈레이션, 필터링 등)함으로써, 높은 터치 보고율이 달성가능하다. 센서 구동부(220)의 상세한 구성 및 동작은 이하 도 7 내지 도 9를 참조하여 더 설명한다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 센서 송신부 및 센서 수신부를 설명하기 위한 도면이다. 도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 구동 신호들의 변조 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 구동 신호들의 변조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 센서 송신부(TDC)는 모듈레이터(MOD)를 포함할 수 있다. 모듈레이터(MOD)는 복수의 그룹들의 구동 신호들을 생성할 수 있다. 복수의 그룹들은 복수의 주파수 신호들과 대응할 수 있고, 따라서 복수의 그룹들의 주파수들은 서로 다를 수 있다. 한 실시예에 따르면, 복수의 주파수 신호들의 주파수들은 서로 직교(orthogonal)할 수 있다. 따라서, 복수의 그룹들의 구동 신호들은 센싱 과정에서 서로 영향을 미치지 않을 수 있다. 예를 들어, 복수의 주파수 신호들의 주파수들은 서로 정수배(integer multiple)가 아닐 수 있다.
이때, 각각의 그룹을 구성하는 구동 신호들의 개수 및 종류는 서로 동일할 수 있다. 예를 들어, 모듈레이터(MOD)는 각각의 그룹들을 동일한 방법으로 모듈레이션(modulation)할 수 있다. 즉, 복수의 그룹들은 서로 주파수만 다르고, 동일한 방법으로 모듈레이션될 수 있다.
예를 들어, 모듈레이터(MOD)는 다음 제1 행렬에 따라서 한 그룹의 구동 신호들을 생성(즉, 모듈레이션)할 수 있다. 이때, 모듈레이터(MOD)는 제1 행렬을 사용하여 동일한 방법으로 다른 그룹들의 구동 신호들을 생성(즉, 모듈레이션)할 수 있다.
[제1 행렬]
Figure pat00001
여기서, 제1 행렬의 각 행의 구성요소들은 각 시점에서 센서 송신부(TDC)의 송신 채널들에 적용되는 코드들을 가리킨다. 차동 신호들로 이용하기 위해서, 코드들은 비반전 코드들(
Figure pat00002
,
Figure pat00003
) 및 반전 코드들(
Figure pat00004
,
Figure pat00005
)로 구성될 수 있다. 예를 들어, 비반전 코드들(
Figure pat00006
,
Figure pat00007
)은 직교 코드들일 수 있다. 예를 들어, 비반전 코드들(
Figure pat00008
,
Figure pat00009
)은 하마다드(Hadamard), 수정 하다마드(Modified Hadamard) 등 기존의 코드 변조 방법으로 생성 가능하다. 이러한 코드들은 모듈레이터(MOD)가 연산하여 도출하거나, 룩업 테이블에 미리 저장될 수 있다.
예를 들어, 비반전 코드(
Figure pat00010
)는 (1, 1)이고, 비반전 코드(
Figure pat00011
)는 (1, -1)이고, 반전 코드(
Figure pat00012
)는 (-1, -1)이고, 반전 코드(
Figure pat00013
)는 (-1, 1)일 수 있다. 예를 들어, 각 코드에서 (1)이 제1 위상을 갖는 정현파라면, 각 코드에서 (-1)은 제2 위상을 갖는 정현파일 수 있다. 예를 들어, 제1 위상 및 제2 위상은 서로 180도 차이를 가질 수 있다. 예를 들어, (1)일 때의 구동 신호가 sin(wt)의 파형을 가진다면, (-1)일 때의 구동 신호는 (-)sin(wt)의 파형을 가질 수 있다. 한편, (1)일 때의 구동 신호가 cos(wt)의 파형을 가진다면, (-1)일 때의 구동 신호는 (-)cos(wt)의 파형을 가질 수 있다. 한편, 비반전 코드(A)에서 (1)이 sin(wt), (-1)이 (-)sin(wt)을 가리키고, 비반전 코드(B)에서 (1)이 cos(wt), (-1)이 (-)cos(wt)을 가리킬 수도 있다.
도 8을 참조하면, 제1 시점에서 복수의 제1 센서들(TX1, TX2, TX3, TX4, TX5, TX6, TX7, TX8, TX9, TX10, TX11, TX12, TX13, TX14, TX15, TX16, TX17)에 인가되는 구동 신호들이 예시적으로 도시된다. 제2 센서들(RX1, RX2, RX3, RX4, RX5)은 제1 센서들(TX1~TX17)에 교차하여 배치된다.
예를 들어, 모듈레이터(MOD)는 제1 주파수 신호(f1)에 기초하여 제1 위상 또는 제2 위상을 갖도록 제1 구동 신호들을 생성하고, 제2 주파수 신호(f2)에 기초하여 제1 위상 또는 제2 위상을 갖도록 제2 구동 신호들을 생성할 수 있다. 이때, 제1 구동 신호들이 제1 위상 또는 제2 위상을 갖는 비율은 제2 구동 신호들이 제1 위상 또는 제2 위상을 갖는 비율과 동일할 수 있다. 예를 들어, 제1 위상 및 제2 위상은 서로 180도 차이를 가질 수 있다.
센서 송신부(TDC)는 제1 센서들(TX1~TX17) 중 제1 그룹의 제1 센서들(TX1, TX2, TX3, TX4, TX5, TX6, TX7, TX8)에 제1 주파수 신호(f1)에 기초한 제1 구동 신호들을 공급할 수 있다. 예를 들어, 센서 송신부(TDC)는 제1 위상 및 제1 주파수 신호(f1)의 제1 주파수를 갖는 정현파들을 제1 센서들(TX1, TX2, TX4, TX5)에 제1 구동 신호들로서 공급할 수 있다. 한편, 센서 송신부(TDC)는 제2 위상 및 제1 주파수 신호(f1)의 제1 주파수를 갖는 정현파들을 제1 센서들(TX3, TX6, TX7, TX8)에 제1 구동 신호들로서 공급할 수 있다.
센서 송신부(TDC)는 제1 센서들(TX1~TX17) 중 제2 그룹의 제1 센서들(TX9, TX10, TX11, TX12, TX13, TX14, TX15, TX16)에 제2 주파수 신호(f2)에 기초한 제2 구동 신호들을 공급할 수 있다. 예를 들어, 센서 송신부(TDC)는 제1 위상 및 제2 주파수 신호(f2)의 제2 주파수를 갖는 정현파들을 제1 센서들(TX9, TX10, TX12, TX13)에 제2 구동 신호들로서 공급할 수 있다. 한편, 센서 송신부(TDC)는 제2 위상 및 제2 주파수 신호(f2)의 제2 주파수를 갖는 정현파들을 제1 센서들(TX11, TX14, TX15, TX16)에 제2 구동 신호들로서 공급할 수 있다.
센서 송신부(TDC)는 제1 구동 신호들 및 제2 구동 신호들을 동시에 공급할 수 있다. 도 8은 제1 시점에서 제1 행렬의 제1 행에 해당하는 구동 신호들이 공급되는 경우를 도시한 것이다.
한편, 센서 송신부(TDC)는 제3 주파수 신호(f3)에 기초하여 제1 위상 또는 제3 위상을 갖도록 제3 구동 신호들을 생성하고, 제1 구동 신호들, 제2 구동 신호들, 및 제3 구동 신호들을 동시에 공급할 수 있다. 즉, 다중 주파수 생성기(MFG)가 공급하는 주파수 신호들의 개수에 무관하게, 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있다.
제1 행렬의 열 방향은 시간 순서를 가리킬 수 있다. 예를 들어, 제1 시점의 다음 시점인 제2 시점에서, 제1 행렬의 제2 행에 해당하는 코드들(
Figure pat00014
)에 대응하도록, 구동 신호들이 모듈레이션되어 제1 센서들(TX1~TX17)에 공급될 수 있다. 또한, 제2 시점의 다음 시점인 제3 시점에서, 제1 행렬의 제3 행(
Figure pat00015
)에 해당하는 코드들에 대응하도록, 구동 신호들이 모듈레이션되어 제1 센서들(TX1~TX17)에 공급될 수 있다. 또한, 제3 시점의 다음 시점인 제4 시점에서, 제1 행렬의 제4 행(
Figure pat00016
)에 해당하는 코드들에 대응하도록, 구동 신호들이 모듈레이션되어 제1 센서들(TX1~TX17)에 공급될 수 있다.
각 시점에서, 차동 신호들로서 구동 신호들이 공급되므로, 제1 구동 신호들 중 적어도 2개는 서로 반전된 파형들을 갖고, 제2 구동 신호들 중 적어도 2개는 서로 반전된 파형들을 가질 수 있다. 한편, 한 실시예에서 모든 코드들이 차동 신호들로서 구성되는 경우, 제1 구동 신호들의 크기의 합은 0이고, 제2 구동 신호들의 크기의 합은 0일 수 있다.
한편, 모듈레이터(MOD)는 다음 제2 행렬 또는 제3 행렬에 따라서 각 그룹들의 구동 신호들을 생성(즉, 모듈레이션)할 수 있다.
[제2 행렬]
Figure pat00017
[제3 행렬]
Figure pat00018
행렬을 구성하는 구성요소들이 많아질수록, 필요한 주파수 신호들(f1, f2, f3, ...)의 개수(즉, 그룹들의 개수)는 작아질 수 있으나, 더 긴 센싱 시간이 필요할 수 있다(행들의 개수, 즉 필요한 시점들의 개수가 증가함).
본 발명의 한 실시예에 따른 센서 수신부(TSC)는 전하 증폭기(CA), 제1 밴드 패스 필터(BPF1), 아날로그 디지털 변환기(ADC), 디모듈레이터(DEM), 및 제2 밴드 패스 필터들(BPF21, BPF22, BPF23)을 포함할 수 있다.
전하 증폭기(CA)는 입력 단자가 제2 센서들 중 적어도 하나와 연결될 수 있다. 예를 들어, 전하 증폭기(CA)가 단동(single-ended) 입력으로 구성된 경우, 제2 센서들 중 하나가 전하 증폭기(CA)의 입력 단자에 연결될 수 있다. 이때, 전하 증폭기(CA)는 기준 전압과 제2 센서로부터 수신된 센싱 신호의 차이에 해당하는 신호를 증폭하여 출력한다. 다른 예에서, 전하 증폭기(CA)가 차동 입력으로 구성된 경우, 제2 센서들 중 인접한 2 개가 전하 증폭기(CA)의 입력 단자들에 연결될 수 있다. 이때, 전하 증폭기(CA)는 인접한 제2 센서들로부터 수신된 센싱 신호들의 차이에 해당하는 신호를 증폭하여 출력한다. 전하 증폭기(CA)가 차동 입력으로 구성된 경우 공통 노이즈 제거에는 유리하지만, 각 좌표의 센싱 값을 구하기 위해서, 디지털 신호 변환 이후의 추가 연산 과정이 필요하다.
제1 밴드 패스 필터(BPF1)는 관심 대상인 주파수 신호들을 제외한 노이즈에 해당하는 다른 주파수 신호들을 필터링할 수 있다.
예를 들어, 제1 밴드 패스 필터(BPF1)는 전하 증폭기(CA)의 출력 신호를 수신하고, 다중 주파수 생성기(MFG)로부터 적어도 하나의 주파수 신호를 수신할 수 있다. 제1 밴드 패스 필터(BPF1)가 수신하는 주파수 신호의 종류는 제1 밴드 패스 필터(BPF1)의 종류에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 제1 밴드 패스 필터(BPF1)는 복수의 주파수 신호들의 중심 주파수 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 제1 밴드 패스 필터(BPF1)는 제1 주파수 신호의 주파수 및 제2 주파수 신호의 주파수의 중심 주파수에 해당하는 중심 주파수 신호를 수신할 수 있다. 이러한 경우, 제1 밴드 패스 필터(BPF1)는 중심 주파수 신호를 기준으로 비교적 넓은 통과 대역을 가질 수 있다. 이때 비교적 넓다는 것은, 후술하는 제2 밴드 패스 필터들(BPF21, BPF22, BPF23)의 통과 대역들 각각을 기준으로 넓다는 의미이다.
다른 예에서, 제1 밴드 패스 필터(BPF1)는 복수의 주파수 신호들을 모두 수신하고, 각각의 주파수 신호들에 대응하는 통과 대역들을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 밴드 패스 필터(BPF1)는 제1 주파수 신호 및 상기 제2 주파수 신호를 수신하고, 제1 주파수 신호 및 제2 주파수 신호에 대응하는 통과 대역들을 가질 수도 있다.
아날로그 디지털 변환기(ADC)는 제1 밴드 패스 필터(BPF1)의 출력 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다. 아날로그 디지털 변환기(ADC)는 종래의 구성을 채용가능하므로, 상세한 설명은 생략한다. 아날로그 디지털 변환기(ADC)는 제1 밴드 패스 필터(BPF1)와 통합 설계되어 하나의 블록으로 구성될 수도 있다(예를 들어, 밴드 패스
Figure pat00019
아날로그 디지털 변환기).
디모듈레이터(DEM)는 아날로그 디지털 변환기(ADC)의 출력 신호를 복조할 수 있다. 디모듈레이터(DEM)는 모듈레이터(MOD)가 어떤 코드들을 사용하는지 미리 알 수 있다. 따라서, 디모듈레이터(DEM)는 어떤 코드에 대응하는 위치에 터치가 이루어졌는지 출력할 수 있다. 예를 들어, 각 시점에서의 구동 신호들은 차동 신호들로 구성되므로, 디모듈레이터(DEM)의 입력 신호가 크기 "0"에 해당하는 경우, 사용자의 터치가 없다고 판단할 수 있다.
한편, 예를 들어, 제1 시점에서 사용자의 터치가 제1 센서들(TX5, TX6) 및 제2 센서(RX3)의 교차점에서 이루어진 경우, 감소된 상호 정전 용량에 의해서 비반전 코드(
Figure pat00020
)에 해당하는 센싱 신호가 작아지고, 반전 코드(
Figure pat00021
)에 해당하는 입력 신호가 제2 센서(RX3)에 연결된 수신 채널의 디모듈레이터(DEM)에 입력될 것이다. 따라서, 제2 센서(RX3)에 연결된 수신 채널의 디모듈레이터(DEM)는 비반전 코드(
Figure pat00022
)에 대응하는 위치에 터치가 이루어졌음을 출력 신호로서 출력할 수 있다. 다만, 현 단계에서는 제1 그룹에 해당하는 제1 센서들(TX5, TX6) 및 제2 센서(RX3)의 교차점에서 터치가 이루어진 것인지, 제2 그룹에 해당하는 제1 센서들(TX13, TX14) 및 제2 센서(RX3)의 교차점에서 터치가 이루어진 것인지는 디모듈레이터(DEM)가 결정할 수 없다.
복수의 제2 밴드 패스 필터들(BPF21, BPF22, BPF23)은 디모듈레이터(DEM)의 출력 신호를 수신할 수 있다. 제2 밴드 패스 필터들(BPF21, BPF22, BPF23)의 통과 대역들은 서로 다를 수 있다. 제2 밴드 패스 필터들(BPF21, BPF22, BPF23)의 통과 대역들은 복수의 주파수 신호들(f1, f2, f3)의 주파수들과 대응할 수 있다. 예를 들어, 제2 밴드 패스 필터들(BPF21, BPF22, BPF23) 중 하나(BPF21)의 통과 대역은 제1 주파수 신호(f1)의 주파수를 중심 주파수로 갖고, 제2 밴드 패스 필터들(BPF21, BPF22, BPF23) 중 다른 하나(BPF22)의 통과 대역은 제2 주파수 신호(f2)의 주파수를 중심 주파수로 가질 수 있다.
따라서, 제2 밴드 패스 필터(BPF21)가 "0"이 아닌 신호를 출력하고, 제2 밴드 패스 필터(BPF22)가 "0"인 신호를 출력할 것이므로, 센서 구동부(220)는 사용자의 터치가 제1 센서들(TX5, TX6) 및 제2 센서(RX3)의 교차점에서 이루어졌음을 결정할 수 있다.
한편, 전술한 설명에서는 제1 시점의 구동 신호들에 기초하여 터치 위치를 판별하는 방법을 설명하였지만, 정확도 향상을 위해서 복수의 시점들의 누적된 출력 신호들을 이용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 비반전 코드들이 일부 동일한 경우, 복수의 시점들의 누적된 출력 신호들을 이용해야 한다.
한편, 도 8을 참조하면, 제1 그룹의 제1 센서들(TX1~TX8) 사이에 다른 그룹의 제1 센서가 위치하지 않고, 제2 그룹의 제1 센서들(TX9~TX16) 사이에 다른 그룹의 제1 센서가 위치하지 않는다.
하지만, 도 9와 같이, 제1 그룹의 제1 센서들은 최소한 2 개씩 제1 서브 그룹들((TX1, TX2), (TX5, TX6), (TX11, TX12), (TX15, TX16))을 이루고, 각각의 제1 서브 그룹들((TX1, TX2), (TX5, TX6), (TX11, TX12), (TX15, TX16)) 내에는 다른 그룹의 제1 센서가 위치하지 않을 수 있다. 여기서 서브 그룹은 동일한 코드에 해당하는 제1 센서들을 의미한다. 한편, 제1 서브 그룹들((TX1, TX2), (TX5, TX6), (TX11, TX12), (TX15, TX16)) 사이에는 다른 그룹의 제1 센서가 위치할 수 있다.
또한, 제2 그룹의 제1 센서들은 최소한 2 개씩 제2 서브 그룹들((TX3, TX4), (TX7, TX8), (TX9, TX10), (TX13, TX14))을 이루고, 각각의 제2 서브 그룹들((TX3, TX4), (TX7, TX8), (TX9, TX10), (TX13, TX14)) 내에는 다른 그룹의 제1 센서가 위치하지 않을 수 있다. 한편, 제2 서브 그룹들((TX3, TX4), (TX7, TX8), (TX9, TX10), (TX13, TX14)) 사이에는 다른 그룹의 제1 센서가 위치할 수 있다. 제1 서브 그룹들 및 제2 서브 그룹들은 교번하여 배치될 수 있다.
이와 같이, 각각의 제1 센서에 대해서 주파수 및 코드의 차이가 유지될 수 있다면, 회로의 복잡도 및 효율을 감안하여, 구동 신호들이 공급되는 제1 센서들의 위치를 달리 결정할 수도 있다.
지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
MFG: 다중 주파수 생성기
120: 센서부
TDC: 센서 송신부
MOD: 모듈레이터
TSC: 센서 수신부
CA: 전하 증폭기
BPF1: 제1 밴드 패스 필터
ADC: 아날로그 디지털 변환기
DEM: 디모듈레이터
BPF21, BPF22, BPF23: 제2 밴드 패스 필터들

Claims (20)

  1. 제1 센서들;
    상기 제1 센서들과 정전 용량을 형성하는 제2 센서들;
    서로 다른 주파수들을 갖는 제1 주파수 신호 및 제2 주파수 신호를 생성하는 다중 주파수 생성기;
    상기 제1 센서들 중 제1 그룹의 제1 센서들에 상기 제1 주파수 신호에 기초한 제1 구동 신호들을 공급하고, 상기 제1 센서들 중 제2 그룹의 제1 센서들에 상기 제2 주파수 신호에 기초한 제2 구동 신호들을 공급하되, 상기 제1 구동 신호들 및 상기 제2 구동 신호들을 동시에 공급하는 센서 송신부; 및
    상기 제2 센서들로부터 센싱 신호들을 동시에 수신하는 센서 수신부를 포함하는,
    센서 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 구동 신호들 중 적어도 2개는 서로 반전된 파형들을 갖고,
    상기 제2 구동 신호들 중 적어도 2개는 서로 반전된 파형들을 갖는,
    센서 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 구동 신호들의 크기의 합은 0이고,
    상기 제2 구동 신호들의 크기의 합은 0인,
    센서 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 그룹의 제1 센서들 사이에 다른 그룹의 제1 센서가 위치하지 않고,
    상기 제2 그룹의 제1 센서들 사이에 다른 그룹의 제1 센서가 위치하지 않는,
    센서 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 그룹의 제1 센서들은 최소한 2 개씩 제1 서브 그룹들을 이루고, 상기 제1 서브 그룹들 내에는 다른 그룹의 제1 센서가 위치하지 않고, 상기 제1 서브 그룹들 사이에는 다른 그룹의 제1 센서가 위치하는,
    센서 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제2 그룹의 제1 센서들은 최소한 2 개씩 제2 서브 그룹들을 이루고, 상기 제2 서브 그룹들 내에는 다른 그룹의 제1 센서가 위치하지 않고, 상기 제2 서브 그룹들 사이에는 다른 그룹의 제1 센서가 위치하는,
    센서 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 서브 그룹들 및 상기 제2 서브 그룹들은 교번하여 배치되는,
    센서 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 센서 송신부는:
    상기 제1 주파수 신호에 기초하여 제1 위상 또는 제2 위상을 갖도록 상기 제1 구동 신호들을 생성하고, 상기 제2 주파수 신호에 기초하여 상기 제1 위상 또는 상기 제2 위상을 갖도록 상기 제2 구동 신호들을 생성하는 모듈레이터를 포함하는,
    센서 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 구동 신호들이 상기 제1 위상 또는 상기 제2 위상을 갖는 비율은 상기 제2 구동 신호들이 상기 제1 위상 또는 상기 제2 위상을 갖는 비율과 동일한,
    센서 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 센서 수신부는:
    입력 단자가 상기 제2 센서들 중 적어도 하나와 연결된 전하 증폭기; 및
    상기 전하 증폭기의 출력 신호를 수신하고, 상기 다중 주파수 생성기로부터 적어도 하나의 주파수 신호를 수신하는 제1 밴드 패스 필터를 포함하는,
    센서 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 밴드 패스 필터는 상기 제1 주파수 신호 및 상기 제2 주파수 신호의 중심 주파수 신호를 수신하는,
    센서 장치.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 밴드 패스 필터는 상기 제1 주파수 신호 및 상기 제2 주파수 신호를 수신하는,
    센서 장치.
  13. 제10 항에 있어서,
    상기 센서 수신부는:
    상기 제1 밴드 패스 필터의 출력 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환기;
    상기 아날로그 디지털 변환기의 출력 신호를 복조하는 디모듈레이터; 및
    상기 디모듈레이터의 출력 신호를 수신하는 복수의 제2 밴드 패스 필터들을 더 포함하는,
    센서 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제2 밴드 패스 필터들의 통과 대역들은 서로 다른,
    센서 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제2 밴드 패스 필터들 중 하나의 통과 대역은 상기 제1 주파수 신호의 주파수를 중심 주파수로 갖고,
    상기 제2 밴드 패스 필터들 중 다른 하나의 통과 대역은 상기 제2 주파수 신호의 주파수를 중심 주파수로 갖는,
    센서 장치.
  16. 제1 센서들 및 상기 제1 센서들과 정전 용량을 형성하는 제2 센서들을 갖는 센서 장치의 구동 방법으로서,
    서로 다른 주파수들을 갖는 제1 주파수 신호 및 제2 주파수 신호를 생성하는 단계;
    상기 제1 센서들 중 제1 그룹의 제1 센서들에 상기 제1 주파수 신호에 기초한 제1 구동 신호들을 공급하고, 상기 제1 센서들 중 제2 그룹의 제1 센서들에 상기 제2 주파수 신호에 기초한 제2 구동 신호들을 공급하되, 상기 제1 구동 신호들 및 상기 제2 구동 신호들을 동시에 공급하는 단계; 및
    상기 제2 센서들로부터 센싱 신호들을 동시에 수신하는 단계를 포함하는,
    센서 장치의 구동 방법.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 구동 신호들 중 적어도 2개는 서로 반전된 파형들을 갖고,
    상기 제2 구동 신호들 중 적어도 2개는 서로 반전된 파형들을 갖는,
    센서 장치의 구동 방법.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 제1 구동 신호들의 크기의 합은 0이고,
    상기 제2 구동 신호들의 크기의 합은 0인,
    센서 장치의 구동 방법.
  19. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 그룹의 제1 센서들 사이에 다른 그룹의 제1 센서가 위치하지 않고,
    상기 제2 그룹의 제1 센서들 사이에 다른 그룹의 제1 센서가 위치하지 않는,
    센서 장치의 구동 방법.
  20. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 그룹의 제1 센서들은 최소한 2 개씩 제1 서브 그룹들을 이루고, 상기 제1 서브 그룹들 내에는 다른 그룹의 제1 센서가 위치하지 않고,
    상기 제2 그룹의 제1 센서들은 최소한 2 개씩 제2 서브 그룹들을 이루고, 상기 제2 서브 그룹들 내에는 다른 그룹의 제1 센서가 위치하지 않고,
    상기 제1 서브 그룹들 및 상기 제2 서브 그룹들은 교번하여 배치되는,
    센서 장치의 구동 방법.
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