WO2010123191A1 - 커패시터 충전시간을 통하여 다중터치좌표를 인식하는 다중터치인식 저항막방식 터치스크린 - Google Patents

커패시터 충전시간을 통하여 다중터치좌표를 인식하는 다중터치인식 저항막방식 터치스크린 Download PDF

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resistance
capacitor
band
touch
value
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박광덕
정상보
주재홍
양민성
남승현
이상철
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에이디반도체 주식회사
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    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04104—Multi-touch detection in digitiser, i.e. details about the simultaneous detection of a plurality of touching locations, e.g. multiple fingers or pen and finger

Definitions

  • the present invention relates to a multi-touch resistive resistive touch screen, and more particularly, to a multi-touch resistive resistive touch screen that recognizes multi-touch coordinates through a capacitor charging time.
  • FIG. 1 is a view for explaining a conventional resistive touch screen.
  • the first transparent film 30 and the second transparent film 20 are installed so as to be spaced apart by a predetermined interval, the first resistive film (.030a) is provided on the lower surface of the first transparent film 30, the second The second resistive film 20a is provided on the upper surface of the transparent film 20.
  • Both ends of the first resistive film 30a are provided so that the X + electrodes and the X ⁇ electrodes face each other side by side, and both ends of the second resistive film 20a are provided so that the Y + electrodes and the Y ⁇ electrodes face each other.
  • the X + / X ⁇ electrodes and the Y + / Y ⁇ electrodes are arranged to be perpendicular to each other.
  • the first resistive film 30a and the second resistive film 20a are contacted at the point by the touch pressure, and the first resistive film 30a and the second resistive film 20a are contacted through the contact points. Current flows between).
  • the touch coordinates are grasped by reading the voltage at the touch point while applying voltage alternately to the X + electrode and the Y + electrode.
  • an analog to digital converter (ADC) is required to read a voltage. Therefore, there is a difference in the screen conversion and resolution according to the touch depending on the performance of the ADC.
  • the ADC is disadvantageous in terms of cost and integration in the IC because of its large size, which results in a large current consumption.
  • the problem to be solved by the present invention not only to determine the touch coordinates without using the ADC, but also to install the resistive film separated into a plurality of strips (stripe) rather than a single surface form is possible multi-touch recognition. It is to provide a multi-touch resistive touch screen that can reduce the detection error of the touch position.
  • a multi-touch resistive touch screen may include: a first resistive film in which a plurality of first resistive bands are arranged in parallel with each other; A second resistive film including a plurality of second resistive bands twisted perpendicularly to the first resistive band so as to face the first resistive film so as to face each other; A plurality of X + electrodes respectively provided at one end of the plurality of first resistance bands; A plurality of X-electrodes respectively provided at the other ends of the plurality of first resistance bands; A plurality of Y + electrodes respectively provided at one end of the plurality of second resistance bands; A plurality of Y-electrodes respectively provided at the other ends of the plurality of second resistance bands; A plurality of Y + band selection switches provided to correspond to the plurality of Y + electrodes one-to-one; A plurality of Y-band selection switches provided to correspond one-to-one to the plurality of Y- electrodes; A Y + capacitor
  • Y + capacitor voltage detection means for measuring the voltage across the Y + capacitor when the switch is closed and the remaining switches are all open;
  • the first resistance band and the second resistance band are contacted by a touch, VDD is applied to the X + electrode of the first resistance band to be contacted, and the Y ⁇ band selection switch and the Y ⁇ of the second resistance band made with the contact Y-capacitor voltage detection means for measuring the voltage across the Y-capacitor with the same resistance switch closed and the other switches open;
  • the voltage measured by the Y + capacitor voltage detecting means is Vc Y + capacitor charge time measuring means for obtaining a charge time until the charge level value given by the user reaches a desired value;
  • the voltage measured by the Y-capacitor voltage detection means is Vc Y-capacitor charge time measuring means for obtaining a charge time until the charge level value given by the user reaches a desired value;
  • the Y + capacitor (C) obtained through the Y + capacitor charge time measuring means when the resistance value
  • the charging time t of the capacitor (C conL ) Y- equal resistance line calculating means for obtaining the same resistance line according to the value of (R v + R Y- ) by using the relationship of the two;
  • Touch coordinate calculating means for finding an intersection point of the same resistance line according to the (R v + R Y + ) value and the same resistance line according to the (R v + R Y ⁇ ) value and recognizing the intersection point as touch coordinates; Characterized in having a.
  • Discharge means having a discharge switch for discharging the charge voltage of the Y + and Y capacitors to the outside between the Y + capacitor voltage detection means and the Y + capacitor and between the Y-capacitor voltage detection means and the Y-capacitor is provided. It is preferable.
  • a multi-touch resistive touch screen may include: a first resistive film in which a plurality of first resistive bands are arranged side by side; A second resistive film including a plurality of second resistive bands twisted perpendicularly to the first resistive band so as to face the first resistive film so as to face each other; A plurality of X + electrodes respectively provided at one end of the plurality of first resistance bands; A plurality of X-electrodes respectively provided at the other ends of the plurality of first resistance bands; A plurality of Y + electrodes respectively provided at one end of the plurality of second resistance bands; A plurality of Y-electrodes respectively provided at the other ends of the plurality of second resistance bands; A plurality of Y + band selection switches provided to correspond to the plurality of Y + electrodes one-to-one; A plurality of Y-band selection switches provided to correspond one-to-one to the plurality of Y- electrodes; A common capacitor having one end grounded;
  • Common capacitor voltage detecting means for measuring a voltage across the capacitor; When the voltage measured by the voltage detecting means of the common capacitor is Vc Common capacitor charge time measurement means for obtaining a charge time until the charge level value given by the user reaches a desired value;
  • the resistance value of the first resistance band in contact is R v
  • the resistance value of the second resistance band in contact is R Y +
  • the resistance value of the second resistance band in contact is R Y ⁇ .
  • the charging time t of the common capacitor obtained through the common capacitor charging time measuring means
  • the same resistance line calculating means for obtaining the same resistance line according to the value of (R v + R Y + ) and the same resistance line according to the value of (R v + R Y ⁇ ) by using the relationship;
  • Touch coordinate calculation means for finding an intersection of the same resistance line according to the (R v + R Y + ) value and the same resistance line according to the (R v + R Y ⁇ ) value and recognizing the intersection point as touch coordinates; It characterized by having a.
  • a plurality of the Y + equal resistance switch and the Y ⁇ same resistance line switch are provided to alternately operate.
  • an analog to digital converter may not be used, which is advantageous for IC integration.
  • ADC analog to digital converter
  • the resistive film is installed to be separated into multiple strips rather than one surface, not only multi-touch recognition is possible, but also a touch resistance can be prevented from occurring due to sheet resistance.
  • 1 is a view for explaining a conventional resistive touch screen
  • FIG. 5 is a graph of charging voltage V according to the charging time T measured at point A of FIG. 2;
  • FIG. 6 is a view for explaining a modification of FIG. 4;
  • FIG. 7 is a graph of charge / discharge voltage (V) according to charge / discharge time (T) measured at point A of FIG. 2;
  • FIG. 8 is a view for explaining a modified example in which the measurement time of the charging time constant? Is shortened in FIG. 4; FIG.
  • FIG. 9 is a view for explaining a modification of FIG. 8.
  • FIG. 10 is a view for explaining another modified example in which the measurement time of the charging time constant? Is shortened in FIG. 4; FIG.
  • FIG. 11 is a view for explaining the basic structure of a multi-touch resistive resistive touch screen according to the present invention.
  • FIG. 12 is a view for explaining the operation principle of the multi-touch resistive touch screen according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a view for explaining a multi-touch resistive touch screen according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a view for explaining a multi-touch resistive touch screen according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a view for explaining a multi-touch resistive touch screen according to a fourth embodiment of the present invention.
  • 16 is a voltage graph for forced discharge applied to some of the embodiments of the present invention.
  • Figure 5 is a charge voltage (V) graph according to the charging time (T) measured at point A of FIG.
  • an X + electrode and an X ⁇ electrode are installed in parallel with each other in the first resistive film 30a, and the X + electrode and the X ⁇ electrode are formed in the second resistive film 20a.
  • the Y + electrodes and the Y ⁇ electrodes are installed next to each other so as to be positioned vertically.
  • Y + capacitor C conR One end of the Y + capacitor C conR is grounded and the other end thereof is connected to the Y + electrode, and a Y + equal resistance switch S R is installed between the Y + capacitor C conR and the Y + electrode.
  • Installation is Y- capacitor (C conL) has one end is grounded and the other end is connected to said electrode Y-, Y- capacitor (C conL) and Y- is the same between the Y- electrode resistance switch (S L) do.
  • the voltage applied to the Y + capacitor C conR that is, the charging voltage V according to the charging time T measured at the point A is shown in FIG. 5, and when the charging time T goes to infinity, The charging voltage V at point A becomes VDD.
  • the charging voltage V according to the charging time T at the point A is obtained through the Y + capacitor voltage detecting means 102.
  • the Y + capacitor charge time constant measuring means 202 obtains the time at the time of 0.632 x VDD, that is, the charge time constant? Of the Y + capacitor C conR , through the voltage measured by the Y + capacitor voltage detecting means 102.
  • capacitor charging time constant ( ⁇ ) of (C conR) is (R v + R Y +) by using a given by x C conR (R v + R Y +) calculated values.
  • the value of (R v + R Y + ) is distributed along the same resistance line 152 in a diagonal form.
  • point P1 is the same resistance wire according to when the touch of the (R v + R Y +) value and that because P is identical to the (R v + R Y +) value when the touch (R v + R Y +) value ( The touch position (point P) cannot be determined only with 152).
  • the same resistance line 151 according to the (R v + R Y ⁇ ) value is obtained as shown in FIG. 3.
  • the Y + same resistance line switch S R is opened and the Y ⁇ same resistance line switch S L is closed.
  • the voltage applied to the Y-capacitor C conL that is, the charging voltage V according to the charging time T at the point B can be obtained through the Y-capacitor voltage detecting means 101.
  • the Y-capacitor charge time constant measuring means 201 obtains the charge time constant ⁇ of the Y-capacitor C conL through this.
  • the charging time constant ( ⁇ ) is (R v + R Y-) by using the given in conL x C (R v + R Y-) of the Y- capacitor (C conL) Find the value. At this time, it is not possible to distinguish whether the point P2 is touched or the point P is touched with only the same resistance line 151 according to the (R v + R Y ⁇ ) value.
  • the touch coordinate calculating unit 400 finds the intersection of the same resistance line 152 according to the value of (R v + R Y + ) and the same resistance line 151 according to the value of (R v + R Y- ), and then correct touch coordinates (P). Figure out.
  • the charging voltage to the Y + capacitor (C conR ) at any charging time (t) is Vc
  • the Y + capacitor charge time constant measuring means 202 through the charging voltage measured by the Y + capacitor voltage detecting means 102 is the user's desired charge level ( Measure the time (t) to reach, and the same resistance line calculating means (302) ) And the time to reach it (t) Find the value.
  • the charge level (although the charging time constant ⁇ , which is the charging time when) is 0.632, has been described as an example, it is understood that the charging level can be arbitrarily selected by the user.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a modification of FIG. 4. Unlike the case of FIG. 4, in which the Y + capacitor C conR and the Y ⁇ capacitor C conL are separately installed, the common capacitor C con is installed.
  • One end of the common capacitor (C con ) is grounded and the other end is connected to the Y + electrode and the Y- electrode, and a Y + equal resistance line switch (S R ) is installed between the common capacitor (C con ) and the Y + electrode. Between the capacitor (C con) and Y- electrodes is provided with a resistance equal to Y- switch (S L).
  • the common capacitor voltage detecting means 100 applies VDD to the X + electrode, opens the Y ⁇ resistance line switch S L , and closes the Y + resistance line switch S R.
  • a common capacitor C is used when a current flows between the first resistive film 20a and the second resistive film 30a through the contact point (point P).
  • the common capacitor charge time constant measuring means 200 obtains the charge time constant ⁇ of the common capacitor through the voltage measured by the common capacitor voltage detecting means 200.
  • the same resistance line calculating means 300 obtains the same resistance line according to the (R v + R Y + ) value and the same resistance line according to the (R v + R Y ⁇ ) value as in FIGS. 2 and 3, and the touch coordinate calculating means 400 finds an intersection point of the same resistance line according to the value of (R v + R Y + ) and the same resistance line according to the value of (R v + R Y ⁇ ) and recognizes the intersection point as a touch coordinate (point P).
  • FIG. 7 is a graph of charge / discharge voltage V according to charge / discharge time T measured at point A of FIG. 2. As shown in FIG. 7, it takes a time of (T discharge ⁇ T charge ) seconds to discharge after the Y + capacitor C conR is charged for T charge seconds. Therefore, time is required for measuring the charging time constant ⁇ for each touch.
  • FIG. 8 is a view for explaining a modified example in which the measurement time of the charging time constant ⁇ is shortened in FIG. 4.
  • FIG. 8 unlike the case of FIG. 4, in which two capacitors C conR and C conL are installed, four capacitors C conR1 , C conR2 , C conL1 and C conL2 are installed.
  • Each of the two Y + capacitors C conR1 and C conR2 is grounded at one end and connected to the Y + electrode at the other end.
  • Each of the two Y-capacitors C conL1 , C conL2 is grounded at one end and connected to the Y- electrode at the other end.
  • a first switch S L1 having the same resistance wire is installed between the Y- electrode and the Y-first capacitor C conL1 , and Y-same between the Y-electrode and the Y-second capacitor C conL2 .
  • the resistance wire second switch S L2 is installed.
  • the Y + same resistance line first switch S R1 and the Y + same resistance line second switch S R2 are alternately opened and closed, and the Y- same resistance line first switch S L1 and the Y- same resistance line second switch S L2 ) also alternately opens and closes.
  • the Y + capacitor voltage detecting means 102 alternately reads the voltage across the Y + first capacitor C conR1 and the Y + second capacitor C conR2 , that is, the voltage at points A and A ', voltage detection means 101 is alternately read the voltage of the first capacitor in the Y- (C conL1) and a second Y- i.e. voltage across the capacitor (C conL2), points B and B '.
  • the charging time constant ⁇ can be obtained at a speed up to 2 times faster than in the case of FIG.
  • FIG. 9 is a view for explaining a modification of FIG. 8, and unlike the case of FIG. 8, two common capacitors C con1 and C con2 are installed.
  • each of the two common capacitors C con1 and C con2 is grounded at one end and connected to the Y + electrode and the Y1 electrode.
  • a first common capacitor (C con1) and the Y + between electrodes Y + In the same resistance wire the first switch (S R1) there are installed, between the second common capacitor (C con2) and the Y + electrode Y + In the same resistance wire a second switch (S R2 ) is installed.
  • a first switch S L1 of Y- same resistance is installed between the first common capacitor C con1 and the Y-electrode, and a second resistance line of Y- same resistance is provided between the second capacitor C con2 and the Y-electrode.
  • the switch S L2 is installed.
  • the voltage across the two capacitors C con1 , C con2 is measured by the common capacitor voltage detection means 100.
  • FIG. 10 is a diagram for describing another modified example in which the measurement time of the charging time constant ⁇ of FIG. 4 is shortened.
  • two charge and discharge means 501 and 502 and two discharge switches S DR and S DL are provided in addition to FIG. 4.
  • FIG. 11 is a view for explaining the basic structure of a multi-touch resistive resistive touch screen according to the present invention.
  • the first transparent film 300 and the second transparent film 200 are installed to be spaced apart by a predetermined interval, the first resistive film 300a is provided on the lower surface of the first transparent film 300, the second transparent The second resistive film 200a is provided on the top surface of the film 200.
  • the first resistance film 300a is formed by arranging a plurality of first resistance bands in parallel with each other, and the second resistance film 200a is formed in parallel with the first resistance band. It includes a plurality of second resistance band in a vertically twisted position.
  • a plurality of X + electrodes X 1+ to X n + and X- electrodes X 1- to X n ⁇ are provided at both ends of the plurality of first resistance bands.
  • a plurality of Y + electrodes (Y 1+ to Y n + ) and Y- electrodes (Y 1- to Y n- ) are respectively provided at both ends of the plurality of second resistance bands.
  • the plurality of Y + electrodes Y 1+ to Y 9+ are provided with a plurality of Y + band selection switches S Y1 + to S Y9 + to correspond one-to-one, and the plurality of Y- electrodes Y 1- to Y 9-. ), A plurality of Y- band select switches S Y1 to S Y9 -are provided to correspond one-to-one.
  • Y + capacitor C conR One end of the Y + capacitor C conR is grounded, and a Y + equal resistance switch S R is installed between the other end and the Y + band selection switch S Y1 + to S Y9 + .
  • One end of the Y-capacitor C conL is grounded, and a Y-same resistance line switch S L is installed between the other end and the Y-band selection switches S Y1 -S Y9- .
  • VDD is sequentially applied to the X1 + electrodes to the X6-electrodes.
  • VDD is applied to the X2 + electrode.
  • the Y + capacitor charge time constant measuring means 202 obtains the time at the time of 0.632 x VDD, that is, the charge time constant? Of the Y + capacitor C conR , through the voltage measured by the Y + capacitor voltage detecting means 102.
  • capacitor charging time constant ( ⁇ ) of (C conR) is (R v + R Y +) by using a given by x C conR (R v + R Y +) calculated values.
  • the S Y1- band select switch and the Y- same resistance line switch S L are closed and all other switches are opened, a resistance value R v is formed in the first resistance film and a resistance value R Y- is formed in the second resistance film.
  • the charging voltage V according to the charging time T of the Y-capacitor C conL is obtained through the Y-capacitor voltage detecting means 101.
  • the Y-capacitor charge time constant measuring means 201 obtains the charge time constant ⁇ of the Y-capacitor C conL through this.
  • the charging time constant ( ⁇ ) is (R v + R Y-) by using the given in conL x C (R v + R Y-) of the Y- capacitor (C conL) Find the value.
  • the touch coordinate calculating unit 400 finds an accurate touch coordinate A by finding an intersection point of the same resistance line according to the value of (R v + R Y + ) and the same resistance line according to the value of (R v + R Y ⁇ ).
  • point C when the point C is touched while the point A and the point D are touched by the general matrix method, the point C is not detected in the same manner as in the present invention.
  • FIG. 13 is a view illustrating a multi-touch resistive touch screen according to a second embodiment of the present invention.
  • the common capacitor C con is installed on the Y + electrode and the Y-electrode.
  • FIG. 14 is a view for explaining a multi-touch resistive touch screen according to a third embodiment of the present invention.
  • a plurality of Y + capacitors C conR1 and C conR2 and a plurality of Y-capacitors C conL1 and C conL2R are installed and operated alternately to minimize delay due to discharge time.
  • FIG. 15 is a diagram for describing a multi-touch resistive touch screen according to a fourth embodiment of the present invention.
  • two charge and discharge means 501 and 502 and two discharge switches are shown.
  • S DR , S DL is characterized in that is installed.
  • the voltage at point A is read as the Y + switch S R closes, and when the voltage at point A reaches 0.632 x VDD, the discharge occurs immediately after opening the Y + switch and closing the discharge switch S DR .
  • Y- capacitor voltage is charged to the (C conL) user opens a switch Y- you reach the desired voltage, and discharging switches (S DL) for closing the charging time constant of 0.632 * VDD voltage level as shown in Fig. 16 Discharge immediately occurs in the number ⁇ .
  • the discharge time (T discharge -T charge ) does not have to be taken into consideration by immediately discharging the voltage applied to the capacitor, the charging time constant ⁇ can be obtained at a speed up to four times faster than in the first embodiment. .
  • an analog to digital converter may not be used, which is advantageous for IC integration.
  • ADC analog to digital converter

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Abstract

본 발명은　 커패시터 충전 시정수를 통하여 터치좌표를 인식하는 저항막방식 터치스크린에 관한 것으로서, 구체적으로 충전시정수 측정수단으로 커패시터 CconL와 CconR의 충전시정수를 측정한 후 동일저항선 연산수단에서 충전 시정수를 이용하여 (Rv + RY+) 값에 따른 동일 저항선과 (Rv + RY-) 값에 따른 동일 저항선을 얻고, 좌표계산수단에서 이들의 교차점을 얻음으로써 교차점을 터치위치로 파악하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 커패시터 충전 시정수를 통하여 터치위치를 파악하기 때문에 종래와 같은 ADC(analog to digital convertor)를 사용하지 않을 수 있어 IC 집적화에 유리하다.

Description

커패시터 충전시간을 통하여 다중터치좌표를 인식하는 다중터치인식 저항막방식 터치스크린
본 발명은 다중터치인식 저항막 방식 터치스크린에 관한 것으로서, 특히 커패시터 충전시간을 통하여 다중터치좌표를 인식하는 다중터치인식 저항막 방식 터치스크린에 관한 것이다.
도 1은 종래의 저항막 방식 터치스크린을 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로, 제1투명필름(30)과 제2투명필름(20)이 소정간격 이격되도록 설치되며, 제1투명필름(30)의 아랫면에는 제1저항막(.030a)이 설치되고, 제2투명필름(20)의 윗면에는　 제2저항막(20a)이 설치된다.
제1저항막(30a)의 양단에는　 X+ 전극과 X- 전극이 서로 나란하게 마주보도록 설치되며, 제2저항막(20a)의 양단에도 Y+ 전극과 Y- 전극이 서로 나란하게 마주보도록 설치된다. 여기서, X+/X- 전극과 Y+/Y- 전극은 서로 수직하게 위치하도록 배치된다.
특정 위치에 터치가 이루어지면 터치압력에 의하여 그 지점에서 제1저항막(30a)과 제2저항막(20a)이 접촉되며 그 접촉점을 통하여 제1저항막(30a)과 제2저항막(20a) 사이에 전류가 흐르게 된다. 종래에는 이 때 X+ 전극과 Y+ 전극에 교대로 전압을 인가하면서 터치점에서의 전압을 읽음으로써 터치좌표를 파악하였다.
　종래의 방식에서 전압을 읽기 위해서는 반드시 ADC(analog to digital convertor)가 필요하다. 따라서 ADC의 성능에 따라 터치에 따른 화면변환 및 분해능에 차이가 생긴다. 그런데, ADC는 특성상 사이즈가 크기 때문에 IC에 집적화하는데 비용면에서 불리하고, 전류소모가 크다는 단점이 있다.
그리고 종래와 같이 면(sheet) 형태의 저항막(20a, 30a)을 사용하면 다중터치인식이 불가능하고, 저항막(20a, 30a)이 폭이 넓어서 면저항 형태를 띠기 때문에 중앙에서 멀어질수록 오차가 커지게 되어 정확한 좌표를 구하기 위해서는 반드시 보정이 필요하다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, ADC를 사용하지 않고서 터치좌표를 파악할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 저항막을 하나의 면 형태가 아닌 여러개의 띠(stripe)로 분리되게 설치하여 다중터치인식이 가능하고 터치위치의 감지오차를 줄일 수 있는 다중터치인식 저항막 방식 터치스크린을 제공하는 데 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일예에 따른 다중터치인식 저항막 방식 터치스크린은, 복수개의 제1저항띠가 서로 나란하게 배열되는 제1저항막; 상기 제1저항띠와 수직하게 꼬인 위치에 있는 복수개의 제2저항띠를 포함하여 상기 제1저항막과 서로 대향하여 마주보도록 설치되는 제2저항막; 상기 복수개의 제1저항띠의 한쪽단에 각각 설치되는 복수개의 X+ 전극; 상기 복수개의 제1저항띠의 다른 한쪽단에 각각 설치되는 복수개의 X- 전극; 상기 복수개의 제2저항띠의 한쪽단에 각각 설치되는 복수개의 Y+ 전극; 상기 복수개의 제2저항띠의 다른 한쪽단에 각각 설치되는 복수개의 Y- 전극; 상기 복수개의 Y+ 전극에 일대일로 대응하도록 설치되는 복수개의 Y+ 띠선택 스위치; 상기 복수개의 Y- 전극에 일대일로 대응하도록 설치되는 복수개의 Y- 띠선택 스위치; 한쪽단이 접지되는 Y+ 커패시터; 상기 Y+ 커패시터의 다른 한쪽단과 상기 복수개의 Y+ 띠선택 스위치의 연결여부를 결정하도록 상기 Y+ 커패시터와 상기 Y+ 띠선택 스위치 사이에 설치되는　 Y+ 동일 저항선 스위치; 한쪽단이 접지되는 Y- 커패시터; 상기 Y- 커패시터의 다른 한쪽단과 상기 복수개의 Y- 띠선택 스위치의 연결여부를 결정하도록 상기 Y+ 커패시터와 상기 Y- 띠선택 스위치 사이에 설치되는　 Y- 동일 저항선 스위치; 터치에 의하여 제1저항띠와 제2저항띠가 접촉되고, 상기 접촉되는 제1저항띠의 X+ 전극에 VDD가 인가되며, 상기 접촉이 이루어지는 제2저항띠의 Y+ 띠선택 스위치와 상기 Y+ 동일저항선 스위치가 닫히고 나머지 스위치들은 모두 열린 상태에서 상기 Y+ 커패시터에 걸리는 전압을 측정하는 Y+ 커패시터 전압검출수단; 터치에 의하여 제1저항띠와 제2저항띠가 접촉되고, 상기 접촉되는 제1저항띠의 X+ 전극에 VDD가 인가되며, 상기 접촉이 이루어지는 제2저항띠의 Y- 띠선택 스위치와 상기 Y- 동일저항선 스위치가 닫히고 나머지 스위치들은 모두 열린 상태에서 상기 Y- 커패시터에 걸리는 전압을 측정하는 Y- 커패시터 전압검출수단; 상기 Y+ 커패시터 전압검출수단에서 측정되는 전압을 Vc라 할때에
Figure PCTKR2010000219-appb-I000001
로 주어지는 충전레벨값이 사용자가 원하는 값에 도달할 때까지의 충전시간을 얻는 Y+ 커패시터 충전시간 측정수단; 상기 Y- 커패시터 전압검출수단에서 측정되는 전압을 Vc라 할때에
Figure PCTKR2010000219-appb-I000002
로 주어지는 충전레벨값이 사용자가 원하는 값에 도달할 때까지의 충전시간을 얻는 Y- 커패시터 충전시간 측정수단; 상기 접촉이 이루어지는 제1저항띠의 저항값을 Rv라 하고, 상기 접촉이 이루어지는 제2저항띠의 저항값을 RY+라 할 때에, 상기 Y+ 커패시터 충전시간 측정수단을 통하여 얻어지는 상기 Y+ 커패시터(CconR)의 충전시간 t가
Figure PCTKR2010000219-appb-I000003
의 관계에 있음을 이용하여 (Rv + RY+) 값에 따른 동일 저항선을 얻는 Y+ 동일 저항선 연산수단; 상기 접촉이 이루어지는 제1저항띠의 저항값을 Rv라 하고, 상기 접촉이 이루어지는 제2저항띠의 저항값을 RY-라 할 때에, 상기 Y- 커패시터 충전시간 측정수단을 통하여 얻어지는 상기 Y- 커패시터(CconL)의 충전시간 t가
Figure PCTKR2010000219-appb-I000004
의 관계에 있음을 이용하여 (Rv + RY-) 값에 따른 동일 저항선을 얻는 Y- 동일 저항선 연산수단; 상기 (Rv + RY+)값에 따른 동일 저항선과 상기 (Rv + RY-)값에 따른 동일 저항선의 교차점을 찾아 상기 교차점을 터치좌표로 인식하는 터치좌표계산수단; 을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 Y+ 커패시터 전압검출수단과 상기 Y+ 커패시터 사이 및 상기 Y- 커패시터 전압검출수단과 상기 Y- 커패시터 사이에 상기 Y+ 및 Y- 커패시터의 충전전압을 외부로 방전시키기 위한 방전스위치가 달린 방전수단이 설치되는 것이 바람직하다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 예에 따른 다중터치인식 저항막 방식 터치스크린은, 복수개의 제1저항띠가 서로 나란하게 배열되는 제1저항막; 상기 제1저항띠와 수직하게 꼬인 위치에 있는 복수개의 제2저항띠를 포함하여 상기 제1저항막과 서로 대향하여 마주보도록 설치되는 제2저항막; 상기 복수개의 제1저항띠의 한쪽단에 각각 설치되는 복수개의 X+ 전극; 상기 복수개의 제1저항띠의 다른 한쪽단에 각각 설치되는 복수개의 X- 전극; 상기 복수개의 제2저항띠의 한쪽단에 각각 설치되는 복수개의 Y+ 전극; 상기 복수개의 제2저항띠의 다른 한쪽단에 각각 설치되는 복수개의 Y- 전극; 상기 복수개의 Y+ 전극에 일대일로 대응하도록 설치되는 복수개의 Y+ 띠선택 스위치; 상기 복수개의 Y- 전극에 일대일로 대응하도록 설치되는 복수개의 Y- 띠선택 스위치; 한쪽단이 접지되는 공통 커패시터; 상기 공통 커패시터와 상기 복수개의 Y+ 띠선택 스위치의 연결여부를 결정하도록 상기 공통 커패시터와 상기 Y+ 띠선택 스위치 사이에 설치되는　 Y+ 동일 저항선 스위치; 상기 공통 커패시터와 상기 복수개의 Y- 띠선택 스위치의 연결여부를 결정하도록 상기 공통 커패시터와 상기 Y- 띠선택 스위치 사이에 설치되는　 Y- 동일 저항선 스위치; 터치에 의하여 제1저항띠와 제2저항띠가 접촉되고 상기 접촉되는 제1저항띠의 X+ 전극에 VDD가 인가될 때에, 상기 접촉이 이루어지는 제2저항띠의 Y+ 띠선택 스위치와 상기 Y+ 동일저항선 스위치가 닫히고 나머지 스위치들은 모두 열린 상태에서 상기 공통 커패시터에 걸리는 전압과, 상기 접촉이 이루어지는 제2저항띠의 Y- 띠선택 스위치와 상기 Y- 동일저항선 스위치가 닫히고 나머지 스위치들은 모두 열린 상태에서 상기 공통 커패시터에 걸리는 전압을 측정하는 공통 커패시터 전압검출수단; 상기 공통 커패시터의 전압검출수단에서 측정되는 전압을 Vc라 할 때
Figure PCTKR2010000219-appb-I000005
로 주어지는 충전레벨값이 사용자가 원하는 값에 도달할 때까지의 충전시간을 얻는 공통 커패시터 충전시간 측정수단; 상기 접촉이 이루어지는 제1저항띠의 저항값을 Rv라 하고, 상기 접촉이 이루어지는 제2저항띠의 저항값을 RY+라 하고, 상기 접촉이 이루어지는 제2저항띠의 저항값을 RY-라 할 때에, 상기 공통 커패시터 충전시간 측정수단을 통하여 얻어지는 상기 공통 커패시터의 충전시간 t가
Figure PCTKR2010000219-appb-I000006
의 관계에 있음을 이용하여 (Rv + RY+) 값에 따른 동일 저항선과 (Rv + RY-) 값에 따른 동일 저항선을 얻는 동일 저항선 연산수단; 상기 (Rv + RY+)값에 따른 동일 저항선과 상기 (Rv + RY-)값에 따른 동일 저항선의 교차점을 찾아 상기 교차점을 터치좌표로 인식하는 터치좌표계산수단; 을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 Y+ 동일 저항선 스위치 및 상기 Y- 동일 저항선 스위치는 복수개 설치되어 서로 교대로 동작하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 커패시터 충전 시정수를 통하여 터치위치를 파악하기 때문에 종래와 같은 ADC(analog to digital convertor)를 사용하지 않을 수 있어 IC 집적화에 유리하다. 이 때 커패시터를 복수 개 설치하여 번갈아 동작시키거나 전하 방전 장치(예컨대, 도 15 참고)를 이용하여 커패시터 내부에 충전된 전하를 강제 방전하면, 도 16에 도시한 바와 같이 빠른 방전 때문에 방전시간에 따른 시간 지연을 최소화 시킬 수 있다. 그리고 저항막이 하나의 면 형태가 아닌 여러개의 띠(stripe)로 분리되게 설치되므로 다중터치인식이 가능할 뿐만 아니라 면저항에 의해 터치위치의 감지오차가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 저항막 방식 터치스크린을 설명하기 위한 도면;
도 2 내지 도 4는 본 발명의 개념을 설명하기 위한 도면들;
도 5는 도 2의 점 A에서 측정되는 충전시간(T)에 따른 충전전압(V) 그래프;
도 6은 도 4의 변형예를 설명하기 위한 도면;
도 7은 도 2의 점 A에서 측정되는 충방전시간(T)에 따른 충방전전압(V) 그래프;
도 8은 도 4에서 충전시정수(τ)의 측정시간을 단축시킨 변형예를 설명하기 위한 도면;
도 9는 도 8의 변형예를 설명하기 위한 도면;
도 10은 도 4에서 충전시정수(τ)의 측정시간을 단축시킨 다른 변형예를 설명하기 위한 도면;
도 11은 본 발명에 따른 다중터치인식 저항막 방식 터치스크린의 기본 구조를 설명하기 위한 도면;
도 12는 본 발명의 제1실시예에 따른 다중터치인식 저항막 방식 터치스크린의 동작원리를 설명하기 위한 도면;
도 13은 본 발명의 제2실시예에 따른 다중터치인식 저항막 방식 터치스크린을 설명하기 위한 도면;
도 14는 본 발명의 제3실시예에 따른 다중터치인식 저항막 방식 터치스크린을 설명하기 위한 도면;
도 15는 본 발명의 제4실시예에 따른 다중터치인식 저항막 방식 터치스크린을 설명하기 위한 도면;
도 16은 본 발명의 실시예의 일부에 적용된 강제 방전에 대한 전압 그래프이다.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 아래의 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시된 것일 뿐이며 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상 내에서 많은 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 권리범위가 이러한 실시예에 한정되는 것으로 해석돼서는 안 된다.　
[본 발명의 개념]
도 2 내지 도 4는 본 발명의 개념을 설명하기 위한 도면들이고, 도 5는 도 2의 점 A에서 측정되는 충전시간(T)에 따른 충전전압(V) 그래프이다.　
먼저, 도 2를 참조하면, 도 1과 마찬가지로 제1저항막(30a)에 X+ 전극과 X- 전극이 서로 나란하게 설치되며, 제2저항막(20a)에는 상기 X+ 전극 및 X- 전극과는 수직하게 위치하도록 Y+ 전극 및 Y- 전극이 서로 나란하게 설치된다.
Y+ 커패시터(CconR)는 한쪽단은 접지되고 다른 한쪽단은 상기 Y+ 전극에 연결되며, Y+ 커패시터(CconR)와 상기　 Y+ 전극 사이에는 Y+ 동일 저항선 스위치(SR)가 설치된다. Y- 커패시터(CconL)는 한쪽단은 접지되고 다른 한쪽단은 상기 Y- 전극에 연결되며, Y- 커패시터(CconL)와 상기 Y- 전극 사이에는 Y- 동일 저항선 스위치(SL)가 설치된다.
상기 X+ 전극에 전압 VDD를 인가하고 Y- 동일 저항선 스위치(SL)는 열고 Y+　 동일 저항선 스위치(SR)는　 닫은 상태에서 점 P를 누르면 제1저항막(30a)과 제2저항막(20a)이 점 P에서 서로 접촉하게 되어 제1저항막(30a)과 제2저항막(20a) 사이에 전류가 흐르므로 제1저항막(30a)에는 저항값 Rv가 형성되고 제2저항막(20a)에는 저항값 RY+가 형성된다.
VDD의 인가가 지속되면 Y+ 커패시터(CconR)에 걸리는 전압 즉, 점 A에서 측정되는 충전시간(T)에 따른 충전전압(V)은 도 5와 같으며, 충전시간(T)이 무한대로 가면 점 A에서의 충전 전압(V)은 VDD가 된다. 점 A에서의 충전시간(T)에 따른 충전전압(V)은 Y+ 커패시터 전압검출수단(102)을 통해서 얻는다.
Y+ 커패시터 충전 시정수 측정수단(202)은 Y+ 커패시터 전압검출수단(102)에서 측정되는 전압을 통하여 0.632 x VDD일 때의 시간 즉 Y+ 커패시터(CconR)의 충전 시정수(τ)를 얻는다.
Y+ 동일 저항선 연산수단(302)은 Y+ 커패시터(CconR)의 충전 시정수(τ)가　 (Rv + RY+) x CconR 로 주어짐을 이용하여 (Rv + RY+) 값을 구한다. 이 때 (Rv + RY+) 값은 대각선 형태의 동일 저항선(152)을 따라 분포한다. 즉, 점 P1이 터치된 경우의 (Rv + RY+)값과 점 P가 터치된 경우의(Rv + RY+)값이 동일하기 때문에 (Rv + RY+)값에 따른 동일 저항선(152)만 가지고는 터치위치(점P)를 파악할 수 없다.
따라서 도 2에서와 같이 (Rv + RY+)값에 따른 동일 저항선(152) 이외에 도 3에서와 같이 (Rv + RY-)값에 따른 동일 저항선(151)을 얻는 과정을 거친다. 구체적으로 Y+ 동일 저항선 스위치(SR)를 열고 Y- 동일 저항선 스위치(SL)를 닫는다. 그러면, 도 2에서 설명한 바와 마찬가지로 Y- 커패시터(CconL)에 걸리는 전압 즉, 점 B에서의 충전시간(T)에 따른 충전전압(V)을 Y- 커패시터 전압검출수단(101)을 통해서 얻을 수 있고, Y- 커패시터 충전시정수 측정수단(201)은 이를 통해 Y- 커패시터(CconL)의 충전 시정수(τ)를 얻는다.
그러면 Y- 동일 저항선 연산수단(301)은 Y- 커패시터(CconL)의 충전 시정수(τ)가　 (Rv + RY-) x CconL 로 주어짐을 이용하여 (Rv + RY-) 값을 구한다. 이 때 (Rv + RY-) 값에 따른 동일 저항선(151)만 가지고는 점 P2가 터치되었는지 점 P가 터치되었는지 구분할 수 없게 된다.
터치좌표계산수단(400)은 (Rv + RY+) 값에 따른 동일 저항선(152)과 (Rv + RY-) 값에 따른 동일 저항선(151)의 교차점을 찾아 정확한 터치좌표(P)를 파악한다.
한편, 임의의 충전시간(t)에서 Y+ 커패시터(CconR)에의 충전전압을 Vc라 하면,
Figure PCTKR2010000219-appb-I000007
의 관계가 성립한다. 상기에서는 충전레벨(
Figure PCTKR2010000219-appb-I000008
)이 0.632 일 때의 충전시간 즉, t = (Rv + RY+) x CconR　 일 때의 시간을 예로 들었지만, 임의의 충전레벨(
Figure PCTKR2010000219-appb-I000009
)을 사용자가 선택할 수 있다.
이 경우 Y+ 커패시터 전압검출수단(102)을 통해서 측정되는 충전전압을 통하여 Y+ 커패시터 충전 시정수 측정수단(202)은 사용자가 원하는 충전레벨(
Figure PCTKR2010000219-appb-I000010
)에 도달하는 시간(t)을 측정하고, 동일저항선 연산수단(302)은 충전레벨(
Figure PCTKR2010000219-appb-I000011
)과 이에 도달하는 시간(t)을 통하여
Figure PCTKR2010000219-appb-I000012
값을 구한다.　
아래에서 설명의 편의상 충전레벨(
Figure PCTKR2010000219-appb-I000013
)이 0.632 일 때의 충전시간인 충전시정수(τ)를 예로 들어 설명하였지만, 충전레벨은 사용자가 임의로 선택할 수 있다는 것을 밝혀둔다.
도 6은 도 4의 변형예를 설명하기 위한 도면이다.　 Y+ 커패시터(CconR)와 Y- 커패시터(CconL)가 구별되어 설치되는 도 4의 경우와 달리 공통 커패시터(Ccon)가 설치되는 것이 특징이다.　
공통 커패시터(Ccon)는 한쪽단은 접지되고 다른 한쪽단은 Y+ 전극과 Y- 전극에 연결되며, 공통 커패시터(Ccon)와 Y+ 전극 사이에는 Y+ 동일 저항선 스위치(SR)가 설치되고, 공통 커패시터(Ccon)와 Y- 전극 사이에는 Y- 동일 저항선 스위치(SL)가 설치된다.
공통 커패시터 전압검출수단(100)은 X+ 전극에 VDD를 인가하고 상기 Y- 동일 저항선 스위치(SL)는 열고 상기 Y+ 동일 저항선 스위치(SR)는 닫은 상태에서 제1저항막(20a)과 제2저항막(30a)이 터치압력에 의하여 점 P에서 접촉되는 경우 그 접촉점(점 P)을 통하여 제1저항막(20a)과 제2저항막(30a) 사이에 전류가 흐를 때에 공통 커패시터(Ccon)에 걸리는 점 A에서의 전압과, 상기 X+ 전극에 VDD를 인가하고 상기 Y+ 동일 저항선 스위치(SR)는 열고 상기 Y- 동일 저항선 스위치(SL)는 닫은 상태에서 제1저항막(20a)과 제2저항막(30a)이 터치압력에 의하여 점 P에서 서로 접촉되는 경우 그 접촉점(점 P)을 통하여 제1저항막(20a)과 제2저항막(30a) 사이에 전류가 흐를 때에 공통 커패시터(Ccon)에 걸리는 점 A에서의 전압을 측정한다.
공통 커패시터 충전시정수 측정수단(200)은 공통 커패시터 전압검출수단(200)에서 측정되는 전압을 통하여 공통 커패시터의 충전 시정수(τ)를 얻는다.
동일 저항선 연산수단(300)은 도 2 및 도 3에서와 마찬가지로 (Rv + RY+) 값에 따른 동일 저항선과, (Rv + RY-)값에 따른 동일 저항선을 얻고, 터치좌표연산수단(400)은 상기 (Rv + RY+) 값에 따른 동일 저항선과 상기 (Rv + RY-) 값에 따른 동일 저항선의 교차점을 찾아 상기 교차점을 터치좌표(점 P)로 인식한다.
도 7은 도 2의 점 A에서 측정되는 충방전시간(T)에 따른 충방전전압(V) 그래프이다. 도 7에서 도시된 바와 같이 Y+ 커패시터(CconR)가 Tcharge초 동안 충전된 후 방전되는 데에는 마찬가지로 (Tdischarge-Tcharge)초의 시간의 걸린다. 따라서 터치 시 마다 충전 시정수(τ)를 측정하는데 시간이 요구된다.
도 8은 도 4에서 이러한 충전시정수(τ)의 측정시간을 단축시킨 변형예를 설명하기 위한 도면이다. 도 8의 경우에는　 2개의 커패시터(CconR, CconL)가 설치되는 도 4의 경우와 달리 4개의 커패시터(CconR1, CconR2, CconL1, CconL2)가 설치된다.
2개의 Y+ 커패시터(CconR1, CconR2) 각각은 한쪽단은 접지되고 다른 한쪽단은 Y+ 전극에 연결된다. 2개의 Y- 커패시터(CconL1, CconL2) 각각은 한쪽단은 접지되고 다른 한쪽단은 Y- 전극에 연결된다.
상기 Y+ 전극과 Y+ 제1커패시터(CconR1)사이에는 Y+ 동일 저항선 제1스위치(SR1)가 설치되고, 상기 Y+ 전극과 Y+ 제2커패시터(CconR2)사이에는 Y+ 동일 저항선 제2스위치(SR2)가 설치된다. 상기 Y- 전극과 Y- 제1커패시터(CconL1)사이에는 Y- 동일 저항선 제1스위치(SL1)가 설치되고, 상기 Y- 전극과 Y- 제2커패시터(CconL2) 사이에는 Y- 동일 저항선 제2스위치(SL2)가 설치된다.
Y+ 동일 저항선 제1스위치(SR1)와 Y+ 동일 저항선 제2스위치(SR2)는 서로 교번하여 열리고 닫히며, Y- 동일 저항선 제1스위치(SL1)와 Y- 동일 저항선 제2스위치(SL2)도 서로 교번하여 열리고 닫힌다.
따라서 Y+ 커패시터 전압검출수단(102)은 번갈아 가면서 Y+ 제1커패시터(CconR1)와 Y+ 제2커패시터(CconR2)의 양단에 걸리는 전압 즉, 점 A와 A'에서의 전압을 읽으며, Y- 커패시터 전압검출수단(101)은 번갈아 가면서 Y- 제1커패시터(CconL1)와　 Y- 제2커패시터(CconL2)의 양단에 걸리는 전압 즉, 점 B와 B'에서의 전압을 읽는다.
이와 같이 커패시터에 걸리는 전압을 번갈아 읽음으로써 방전시간(Tdischarge-Tcharge)을 고려하지 않아도 되기 때문에 도 2의 경우에 비하여　 최고 2배의 빠른 속도로 충전 시정수(τ)를 구할 수 있게 된다.
도 9는 도 8의 변형예를 설명하기 위한 도면으로서, 도 8의 경우와 달리 2개의 공통 커패시터(Ccon1, Ccon2)가 설치되는 것을 특징으로 한다.
이 때, 2개의 공통 커패시터(Ccon1, Ccon2) 각각은 한쪽단은 접지되고 다른 한쪽단은 Y+ 전극과 Y1 전극에 연결된다. 제1공통커패시터(Ccon1)와 상기 Y+ 전극 사이에는 Y+ 동일 저항선 제1스위치(SR1)가 설치되고, 제2공통커패시터(Ccon2)와 상기 Y+ 전극 사이에는 Y+ 동일 저항선 제2스위치(SR2)가 설치된다. 제1공통커패시터(Ccon1)와 상기 Y- 전극 사이에는 Y- 동일 저항선 제1스위치(SL1)가 설치되며, 제2커패시터(Ccon2)와 상기 Y-전극 사이에는 Y- 동일 저항선 제2스위치(SL2)가 설치된다.
2개의 커패시터(Ccon1,Ccon2)에 걸리는 전압 즉, 점 A 및 A'에 걸리는 시간에 따른 전압은 공통 커패시터 전압검출수단(100)에 의해 측정된다.　
도 10은 도 4의 충전시정수(τ)의 측정시간을 단축시킨 다른 변형예를 설명하기 위한 도면이다. 이 경우는 도 4에 추가로 2개의 전하방전수단(501, 502)과 2개의 방전용 스위치(SDR, SDL)가 설치되는 것을 특징으로 한다.
Y+ 스위치(SR)가 닫히면서 점 A에서의 전압을 읽으며, 점 A에서의 전압이 0.632 x VDD에 이를 때, Y+스위치를 열고 방전스위치(SDR)을 닫으면 도 16에 도시한 바와 같이 0.632 x VDD 전압 레벨의 충전시정수(τ)에 곧 바로 방전이 이루어진다. 마찬 가지로 Y- 커패시터(CconL)에 충전되는 전압이 사용자가 원하는 전위에 이를 때 Y- 스위치를 열고 방전 스위치(SDL)을 닫으면 도 16에 도시한 바와 같이 0.632 x VDD 전압 레벨의 충전시정수(τ)에 곧 바로 방전이 이루어진다. 이와 같이 커패시터에 걸리는 전압을 곧바로 방전함으로써 방전시간(Tdischarge-Tcharge)을 고려하지 않아도 되기 때문에 제1실시예의 경우에 비하여　 최고 4배의 빠른 속도로 충전 시정수(τ)를 구할 수 있게 된다.
[실시예1]
도 11은 본 발명에 따른 다중터치인식 저항막 방식 터치스크린의 기본 구조를 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로, 제1투명필름(300)과 제2투명필름(200)은 소정간격 이격되도록 설치되며, 제1투명필름(300)의 아랫면에는 제1저항막(300a)이 설치되고, 제2투명필름(200)의 윗면에는 제2저항막(200a)이 설치된다. 이 때 다중터치인식을 위해서 도 1의 경우와 달리 제1저항막(300a)은 복수개의 제1저항띠가 서로 나란하게 배열되어 이루어지며, 제2저항막(200a)은 상기 제1저항띠와 수직하게 꼬인 위치에 있는 복수개의 제2저항띠를 포함하여 이루어진다.
상기 복수개의 제1저항띠의 양단에는 복수개의 X+ 전극(X1+ ~ Xn+)과 X- 전극(X1- ~Xn-)이 설치된다. 상기 복수개의 제2저항띠의 양단에는 복수개의 Y+ 전극(Y1+ ~ Yn+)과 Y- 전극(Y1- ~Yn-)이 각각 설치된다.
도 12는 본 발명의 제1실시예에 따른 다중터치인식 저항막 방식 터치스크린의 동작원리를 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로, 복수개의 Y+ 전극(Y1+ ~ Y9+)에는　 복수개의 Y+ 띠선택 스위치(SY1+ ~SY9+)가 일대일 대응하도록 설치되며,　 복수개의 Y- 전극(Y1- ~ Y9-)에는 복수개의 Y- 띠선택 스위치(SY1- ~SY9-)가 일대일 대응하도록 설치된다.　
Y+ 커패시터(CconR)는 한쪽단은 접지되고 다른 한쪽단과 Y+ 띠선택 스위치(SY1+ ~SY9+) 사이에는 Y+ 동일 저항선 스위치(SR)가 설치된다. Y- 커패시터(CconL)는 한쪽단은 접지되고 다른 한쪽단과 Y- 띠선택 스위치(SY1- ~SY9-) 사이에는 Y- 동일 저항선 스위치(SL)가 설치된다.
점 A의 좌표
X1+ 전극부터 X6- 전극에는 순차적으로 VDD가 인가되는데, 점 A의 터치좌표가 인식되는 경우는 X2+ 전극에 VDD가 인가될 때이다.
SY1+ 띠선택 스위치와 Y+ 동일 저항선 스위치(SR)는　 닫고, 나머지 스위치들은 모두 열면 제1저항막에는 저항값 Rv가 형성되고 제2저항막에는 저항값 RY+가 형성된다. 이 때 Y+ 커패시터(CconR)의 충전시간(T)에 따른 충전전압(V)은 Y+ 커패시터 전압검출수단(102)을 통해서 얻는다.
Y+ 커패시터 충전 시정수 측정수단(202)은 Y+ 커패시터 전압검출수단(102)에서 측정되는 전압을 통하여 0.632 x VDD일 때의 시간 즉 Y+ 커패시터(CconR)의 충전 시정수(τ)를 얻는다.
Y+ 동일 저항선 연산수단(302)은 Y+ 커패시터(CconR)의 충전 시정수(τ)가　 (Rv + RY+) x CconR 로 주어짐을 이용하여 (Rv + RY+) 값을 구한다.
SY1- 띠선택 스위치와 Y- 동일 저항선 스위치(SL)는　 닫고, 나머지 스위치들은 모두 열면 제1저항막에는 저항값 Rv가 형성되고 제2저항막에는 저항값 RY-가 형성된다. 이 때 Y- 커패시터(CconL)의 충전시간(T)에 따른 충전전압(V)은 Y- 커패시터 전압검출수단(101)을 통해서 얻는다.　 Y- 커패시터 충전시정수 측정수단(201)은 이를 통해 Y- 커패시터(CconL)의 충전 시정수(τ)를 얻는다. 그러면 Y- 동일 저항선 연산수단(301)은 Y- 커패시터(CconL)의 충전 시정수(τ)가　 (Rv + RY-) x CconL 로 주어짐을 이용하여 (Rv + RY-) 값을 구한다.
터치좌표계산수단(400)은 (Rv + RY+) 값에 따른 동일 저항선과 (Rv + RY-) 값에 따른 동일 저항선의 교차점을 찾아 정확한 터치좌표(A)를 파악한다.
점 B의 좌표
X4+ 전극에 VDD를 인가하고, SY1+ 띠선택 스위치와 Y+ 동일 저항선 스위치(SR)는 닫고 나머지 스위치들은 모두 열고, 다음에 SY1- 띠선택 스위치와 Y- 동일 저항선 스위치(SL)는　 닫고 나머지 스위치들은 모두 열어서 상기 점 A의 좌표인식과 동일한 방법으로 점 B의 터치좌표를 구할 수 있다.　　　
다만, B의 좌표가 인근셀에도 걸쳐져 있으므로 나머지 3개의 셀 즉, (X4, Y2), (X5, Y1), (X5, Y2)에 대해서도 동일한 방법으로 좌표를 측정하고 그 평균값을 가지고 정확히 점 B의 좌표를 계산하는 과정을 거친다.
점 C의 좌표
특히 점 C의 경우에는 일반적인 매트릭스 방법으로는 점 A 와 점 D를 터치한 상태에서 점 C를 터치하게 되면 감지가 되지 않으나 본 발명과 같은 방식에서는 이와 같은 경우에도 점 C도 독립적으로 감지된다.
[실시예2]
도 13은 본 발명의 제2실시예에 따른 다중터치인식 저항막 방식 터치스크린을 설명하기 위한 도면이다. 도 6의 경우와 마찬가지로 Y+ 전극과 Y-전극에 공통 커패시터(Ccon)가 설치되는 것이 특징이다.
[실시예3]
도 14는 본 발명의 제3실시예에 따른 다중터치인식 저항막 방식 터치스크린을 설명하기 위한 도면이다. 도 8에서 설명한 바와 같이 Y+ 커패시터(CconR1, CconR2)와 Y- 커패시터(CconL1, CconL2R)를 복수개 설치하여 이들을 교대로 동작시킴으로서 방전시간에 따른 지연을 최소화하는 것을 특징으로 한다.
[실시예4]
도 15는 본 발명의 제4실시예에 따른 다중터치인식 저항막 방식 터치스크린을 설명하기 위한 도면으로서, 제1실시예에 추가로 2개의 전하방전수단(501, 502)과 2개의 방전용 스위치(SDR, SDL)가 설치되는 것을 특징으로 한다.
Y+ 스위치(SR)가 닫히면서 점 A에서의 전압을 읽으며, 점 A에서의 전압이 0.632 x VDD에 이를 때, Y+스위치를 열고 방전스위치(SDR)을 닫으면 곧 바로 방전이 이루어진다. 마찬 가지로 Y- 커패시터(CconL)에 충전되는 전압이 사용자가 원하는 전위에 이를 때 Y- 스위치를 열고 방전 스위치(SDL)을 닫으면 도 16에 도시한 바와 같이 0.632*VDD 전압 레벨의 충전시정수(τ)에 곧바로 방전이 이루어진다. 이와 같이 커패시터에 걸리는 전압을 곧바로 방전함으로써 방전시간(Tdischarge-Tcharge)을 고려하지 않아도 되기 때문에 제1실시예의 경우에 비하여　 최고 4배의 빠른 속도로 충전 시정수(τ)를 구할 수 있게 된다.
본 발명에 의하면, 커패시터 충전 시정수를 통하여 터치위치를 파악하기 때문에 종래와 같은 ADC(analog to digital convertor)를 사용하지 않을 수 있어 IC 집적화에 유리하다. 이 때 커패시터를 복수개 설치하여 번갈아 동작시키거나 전하 방전장치를 이용하여 캐패시터 내부에 충전된 전하를 강제 방전하면 방전시간에 따른 시간 지연을 최소화 시킬 수 있다. 그리고 저항막이 하나의 면 형태가 아닌 여러개의 띠(stripe)로 분리되게 설치되므로 다중터치인식이 가능할 뿐만 아니라 면저항에 의해 터치위치의 감지오차가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

Claims (7)

  1. 복수개의 제1저항띠가 서로 나란하게 배열되는 제1저항막;
    상기 제1저항띠와 수직하게 꼬인 위치에 있는 복수개의 제2저항띠를 포함하여 상기 제1저항막과 서로 대향하여 마주보도록 설치되는 제2저항막;
    상기 복수개의 제1저항띠의 한쪽단에 각각 설치되는 복수개의 X+ 전극;
    상기 복수개의 제1저항띠의 다른 한쪽단에 각각 설치되는 복수개의 X- 전극;
    상기 복수개의 제2저항띠의 한쪽단에 각각 설치되는 복수개의 Y+ 전극;
    상기 복수개의 제2저항띠의 다른 한쪽단에 각각 설치되는 복수개의 Y- 전극;
    상기 복수개의 Y+ 전극에 일대일로 대응하도록 설치되는 복수개의 Y+ 띠선택 스위치;
    상기 복수개의 Y- 전극에 일대일로 대응하도록 설치되는 복수개의 Y- 띠선택 스위치;
    한쪽단이 접지되는 Y+ 커패시터;
    상기 Y+ 커패시터의 다른 한쪽단과 상기 복수개의 Y+ 띠선택 스위치의 연결여부를 결정하도록 상기 Y+ 커패시터와 상기 Y+ 띠선택 스위치 사이에 설치되는　 Y+ 동일 저항선 스위치;
    한쪽단이 접지되는 Y- 커패시터;
    상기 Y- 커패시터의 다른 한쪽단과 상기 복수개의 Y- 띠선택 스위치의 연결여부를 결정하도록 상기 Y+ 커패시터와 상기 Y- 띠선택 스위치 사이에 설치되는　 Y- 동일 저항선 스위치;
    터치에 의하여 제1저항띠와 제2저항띠가 접촉되고, 상기 접촉되는 제1저항띠의 X+ 전극에 VDD가 인가되며, 상기 접촉이 이루어지는 제2저항띠의 Y+ 띠선택 스위치와 상기 Y+ 동일저항선 스위치가 닫히고 나머지 스위치들은 모두 열린 상태에서 상기 Y+ 커패시터에 걸리는 전압을 측정하는 Y+ 커패시터 전압검출수단;
    터치에 의하여 제1저항띠와 제2저항띠가 접촉되고, 상기 접촉되는 제1저항띠의 X+ 전극에 VDD가 인가되며, 상기 접촉이 이루어지는 제2저항띠의 Y- 띠선택 스위치와 상기 Y- 동일저항선 스위치가 닫히고 나머지 스위치들은 모두 열린 상태에서 상기 Y- 커패시터에 걸리는 전압을 측정하는 Y- 커패시터 전압검출수단;
    상기 Y+ 커패시터 전압검출수단에서 측정되는 전압을 Vc라 할때에
    Figure PCTKR2010000219-appb-I000014
    로 주어지는 충전레벨값이 사용자가 원하는 값에 도달할 때까지의 충전시간을 얻는 Y+ 커패시터 충전시간 측정수단;
    상기 Y- 커패시터 전압검출수단에서 측정되는 전압을 Vc라 할때에
    Figure PCTKR2010000219-appb-I000015
    로 주어지는 충전레벨값이 사용자가 원하는 값에 도달할 때까지의 충전시간을 얻는 Y- 커패시터 충전시간 측정수단;
    상기 접촉이 이루어지는 제1저항띠의 저항값을 Rv라 하고, 상기 접촉이 이루어지는 제2저항띠의 저항값을 RY+라 할 때에, 상기 Y+ 커패시터 충전시간 측정수단을 통하여 얻어지는 상기 Y+ 커패시터(CconR)의 충전시간 t가
    Figure PCTKR2010000219-appb-I000016
    의 관계에 있음을 이용하여 (Rv + RY+) 값에 따른 동일 저항선을 얻는 Y+ 동일 저항선 연산수단;
    상기 접촉이 이루어지는 제1저항띠의 저항값을 Rv라 하고, 상기 접촉이 이루어지는 제2저항띠의 저항값을 RY-라 할 때에, 상기 Y- 커패시터 충전시간 측정수단을 통하여 얻어지는 상기 Y- 커패시터(CconL)의 충전시간 t가
    Figure PCTKR2010000219-appb-I000017
    의 관계에 있음을 이용하여 (Rv + RY-) 값에 따른 동일 저항선을 얻는 Y- 동일 저항선 연산수단;
    상기 (Rv + RY+)값에 따른 동일 저항선과 상기 (Rv + RY-)값에 따른 동일 저항선의 교차점을 찾아 상기 교차점을 터치좌표로 인식하는 터치좌표계산수단; 을 구비하는 것을 특징으로 하는 다중터치인식 저항막 방식 터치스크린.
  2. 제1항에 있어서, 상기 Y+ 커패시터 충전시간 측정수단 및 상기 Y- 커패시터 충전시간 측정수단은 상기 충전레벨값(
    Figure PCTKR2010000219-appb-I000018
    )이 0.632일 때의 충전시간을 얻는 것을 특징으로 하는 다중터치인식 저항막 방식 터치스크린.
  3. 제1항에 있어서, 상기 Y+ 커패시터 전압검출수단과 상기 Y+ 커패시터 사이 및 상기 Y- 커패시터 전압검출수단과 상기 Y- 커패시터 사이에 상기 Y+ 및 Y- 커패시터의 충전전압을 외부로 방전시키기 위한 방전스위치가 달린 방전수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 다중터치인식 저항막 방식 터치스크린.
  4. 복수개의 제1저항띠가 서로 나란하게 배열되는 제1저항막;
    상기 제1저항띠와 수직하게 꼬인 위치에 있는 복수개의 제2저항띠를 포함하여 상기 제1저항막과 서로 대향하여 마주보도록 설치되는 제2저항막;
    상기 복수개의 제1저항띠의 한쪽단에 각각 설치되는 복수개의 X+ 전극;
    상기 복수개의 제1저항띠의 다른 한쪽단에 각각 설치되는 복수개의 X- 전극;
    상기 복수개의 제2저항띠의 한쪽단에 각각 설치되는 복수개의 Y+ 전극;
    상기 복수개의 제2저항띠의 다른 한쪽단에 각각 설치되는 복수개의 Y- 전극;
    상기 복수개의 Y+ 전극에 일대일로 대응하도록 설치되는 복수개의 Y+ 띠선택 스위치;
    상기 복수개의 Y- 전극에 일대일로 대응하도록 설치되는 복수개의 Y- 띠선택 스위치;
    한쪽단이 접지되는 공통 커패시터;
    상기 공통 커패시터와 상기 복수개의 Y+ 띠선택 스위치의 연결여부를 결정하도록 상기 공통 커패시터와 상기 Y+ 띠선택 스위치 사이에 설치되는　 Y+ 동일 저항선 스위치;
    상기 공통 커패시터와 상기 복수개의 Y- 띠선택 스위치의 연결여부를 결정하도록 상기 공통 커패시터와 상기 Y- 띠선택 스위치 사이에 설치되는　 Y- 동일 저항선 스위치;
    터치에 의하여 제1저항띠와 제2저항띠가 접촉되고 상기 접촉되는 제1저항띠의 X+ 전극에 VDD가 인가될 때에, 상기 접촉이 이루어지는 제2저항띠의 Y+ 띠선택 스위치와 상기 Y+ 동일저항선 스위치가 닫히고 나머지 스위치들은 모두 열린 상태에서 상기 공통 커패시터에 걸리는 전압과, 상기 접촉이 이루어지는 제2저항띠의 Y- 띠선택 스위치와 상기 Y- 동일저항선 스위치가 닫히고 나머지 스위치들은 모두 열린 상태에서 상기 공통 커패시터에 걸리는 전압을 측정하는 공통 커패시터 전압검출수단;
    상기 공통 커패시터의 전압검출수단에서 측정되는 전압을 Vc라 할 때
    Figure PCTKR2010000219-appb-I000019
    로 주어지는 충전레벨값이 사용자가 원하는 값에 도달할 때까지의 충전시간을 얻는 공통 커패시터 충전시간 측정수단;
    상기 접촉이 이루어지는 제1저항띠의 저항값을 Rv라 하고, 상기 접촉이 이루어지는 제2저항띠의 저항값을 RY+라 하고, 상기 접촉이 이루어지는 제2저항띠의 저항값을 RY-라 할 때에, 상기 공통 커패시터 충전시간 측정수단을 통하여 얻어지는 상기 공통 커패시터의 충전시간 t가
    Figure PCTKR2010000219-appb-I000020
    의 관계에 있음을 이용하여 (Rv + RY+) 값에 따른 동일 저항선과 (Rv + RY-) 값에 따른 동일 저항선을 얻는 동일 저항선 연산수단;
    상기 (Rv + RY+)값에 따른 동일 저항선과 상기 (Rv + RY-)값에 따른 동일 저항선의 교차점을 찾아 상기 교차점을 터치좌표로 인식하는 터치좌표계산수단; 을 구비하는 것을 특징으로 하는 다중터치인식 저항막 방식 터치스크린.
  5. 제4항에 있어서, 상기 공통 커패시터 전압검출수단과 상기 공통 커패시터 사이에 상기 공통 커패시터의 충전전압을 외부로 방전시키기 위한 방전스위치가 달린 방전수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 다중터치인식 저항막 방식 터치스크린.
  6. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 Y+ 동일 저항선 스위치가 복수개 설치되어 서로 교대로 동작하는 것을 특징으로 하는 다중터치인식 저항막 방식 터치스크린.
  7. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 Y- 동일 저항선 스위치가 복수개 설치되어 서로 교대로 동작하는 것을 특징으로 하는 다중터치인식 저항막 방식 터치스크린.
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