WO2012134026A1 - 접촉 감지 장치 및 방법 - Google Patents

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WO2012134026A1
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axis
signal
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controller chip
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김재홍
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(주)멜파스
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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 touch sensing device and method, and more particularly, to a single-layer structure touch sensing device and method capable of determining one or more touch inputs obtained sequentially.
  • the touch screen which is a typical touch sensing device, can be classified into resistive film, capacitive, ultrasonic, and infrared type according to its operation method. Among them, the capacitive touch screen has excellent durability, long life, and multi-touch function. In recent years, the field of application is expanding.
  • the capacitive touch screen uses a self-capacitance generated between the contact object and the sensing electrode to determine a contact input, and applies a predetermined driving signal and between the plurality of sensing electrodes by the contact object.
  • the mutual input generated by the mutual capacitance can be divided into a method of determining the contact input.
  • the method using the self capacitance may be simple in circuit configuration and easy to implement, but may not facilitate multi-touch determination.
  • the method using the mutual capacitance has an advantage over the method using the self capacitance in the multi-touch determination, but can be thick because it must be implemented in a two-layer structure.
  • the electrode pattern of a general two-layer touch screen may be formed of an indium tin oxide (ITO), etc., a transparent conductive material connected in a specific direction, and a plurality of electrodes connected on a second axis may be formed of a first axis.
  • ITO indium tin oxide
  • the plurality of electrodes connected to the plurality of sensing channels on the first axis, and the plurality of electrodes connected on the first axis may be connected to the plurality of sensing channels on the second axis.
  • the sensing signals obtained from the plurality of sensing channels in the X axis direction are used to determine the X coordinate of the contact position, and the plurality of signals in the Y axis direction.
  • the sensing channel of may be used to determine the Y coordinate.
  • the user touches two points such as the third position on the X axis and the third position on the Y axis (X3, Y3), the sixth position on the X axis, and the fifth position on the Y axis (X6, Y5) by a ghost phenomenon or the like.
  • two points may be misidentified as the sixth position on the X axis and the third position on the Y axis (X6, Y3), and the third position on the X axis and the fifth position on the Y axis (X3, Y5).
  • the XN electrode and the YM electrode are combined, for example, each X electrode is sequentially driven (excited), and at this time, the mutual capacitance of the two-layer structure that senses a change in signal from each Y electrode. (mutual-capacitance) method may be adopted, but the 2-layer mutual capacitance method may increase the thickness of the touch screen panel.
  • One embodiment of the present invention is to provide a touch sensing device and method capable of accurately determining a plurality of touch inputs as a single layer structure.
  • One object of the present invention is to provide a touch sensing apparatus and method capable of implementing a multi-touch function without a ghost phenomenon using a mutual capacitance method in a single-layer touch sensing apparatus.
  • a touch sensing apparatus includes a substrate, a plurality of first electrodes formed on the substrate, a plurality of second electrodes formed on the substrate, and the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes. And a controller chip for acquiring a signal from an electrode to determine a contact input, wherein the controller chip removes a value of a predetermined ratio of each signal value from another signal value.
  • the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes may be disposed on the same surface of the substrate.
  • the plurality of first electrodes may be sensing electrodes
  • the plurality of second electrodes may be driving electrodes electrically separated from the plurality of first electrodes
  • the controller chip may remove a value of a predetermined ratio of the respective signal values from the other signal values having a lower priority based on the order in which the signals are obtained by the plurality of second electrodes. have.
  • the plurality of first electrodes are disposed in the form of a sensing bar that extends along a first axis direction, respectively, and the plurality of second electrodes each has a second axis crossing the first axis direction. Can be arranged in a direction.
  • the touch sensing method includes obtaining a signal from a plurality of first electrodes and a plurality of second electrodes formed on one surface of a substrate, and determining a contact input based on the signal, The determining of the touch input includes removing a value of a predetermined ratio of each signal value from another signal value.
  • the determining of the contact input may include sequentially setting values of predetermined ratios of the respective signal values based on the same direction as the order in which the signals are acquired by the plurality of second electrodes.
  • the method may further include removing a signal value of a lower priority among the other signal values.
  • a single layer structure may accurately determine a plurality of contact inputs.
  • a multi-touch function without a ghost phenomenon using mutual capacitance may be implemented in a single-layer touch sensing device.
  • FIG. 1 is a view showing the configuration of a touch sensing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a touch sensing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of multi-touch recognition through a touch sensing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a touch sensing method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a view showing the configuration of a touch sensing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the touch sensing apparatus 100 includes a substrate 110, a plurality of first electrodes 120 formed on the substrate 110, and a plurality of formed on the substrate.
  • the controller chip 140 may be configured to acquire signals from the second electrode 130, the plurality of first electrodes 120, and the plurality of second electrodes 130 to determine a contact input.
  • the controller chip 140 may determine the contact input based on a mutual capacitance change generated between the plurality of first electrodes 120 and the plurality of second electrodes 130.
  • the first electrode 120 may be referred to as a sensing electrode for sensing a sensing signal
  • the second electrode 130 may be assumed to be a driving electrode electrically separated from the first electrode 120 for sensing a driving signal.
  • the controller chip 140 of FIG. 1 may apply a signal to at least some of the plurality of second electrodes 130, and may obtain the signals from the plurality of first electrodes 120 to determine the contact input.
  • the controller chip 140 of the present invention removes the value of the predetermined ratio of the respective signal values from the other signal values.
  • the touch sensing apparatus 100 of the present invention may be disposed on the left and right bezel regions of the substrate 110, and may include a wiring pattern 150 electrically connected to the plurality of electrodes 120 and 130, and the wiring pattern 150. ) May extend to one end of the substrate 110 and include a bonding pad (not shown) for electrically connecting to a circuit board (not shown) on which the controller chip 140 is mounted.
  • the substrate 110 is a support plate on which a plurality of electrodes 120 and 130, a wiring pattern 150, a bonding pad, and the like are disposed, and a circuit board on which the controller chip 140 is mounted is attached by an ACF process or the like.
  • PC, PI, tempered glass, sapphire glass and the like can be provided.
  • the touch sensing device 100 of the present invention is a touch screen attached to a display device, it is preferable to use a material having excellent light transmittance, such as the aforementioned material.
  • the plurality of first electrodes 120 and the plurality of second electrodes 130 may be disposed on the same surface of the substrate 110 to form a structure of a touch sensing device having a single layer structure.
  • the plurality of second electrodes 130 may be disposed on the substrate 110 in a patch form.
  • the substrate 110 may be manufactured as a transparent window, and the plurality of first electrodes 120, the plurality of second electrodes 130, and the wiring pattern 150 may be integrally formed with the transparent window.
  • each of the plurality of first electrodes 120 may be disposed in the form of a sensing bar extending along the first axis, and the plurality of second electrodes 130 intersect the first axis, respectively. Can be disposed on the second axis.
  • At least some of the plurality of second electrodes 130 may be electrically connected to another plurality of second electrodes 130 disposed on the same second axis.
  • the electrodes positioned on the same second axis among the plurality of second electrodes 130 may be electrically connected to each other in the wiring pattern 150.
  • a first axis corresponds to a horizontal direction (X-axis direction)
  • a second axis corresponds to a vertical direction (Y-axis direction)
  • one first electrode 120 and eight second electrodes 130 are formed.
  • the sensing region 160 may be formed, and the entire touch sensing panel 100 may include a total of seven sensing regions 160.
  • the sensing region of the present invention is not limited to the inclusion relationship between the plurality of first electrodes 120 and the plurality of second electrodes 130, and may be implemented in various forms.
  • one second electrode 130 and a partial region of the first electrode 120 around the second electrode 130 may be identified as one sensing area.
  • a total of 56 sensing regions 160 may be included in the entire touch sensing apparatus 100.
  • sensing region used throughout this specification is not a region defined by a sensing channel connected to the controller chip 140 or a sensing electrode that is physically and electrically separated, and may determine a user's touch input. It should be understood as a certain unit area where possible.
  • the plurality of first electrodes 120 and the plurality of second electrodes 130 and the controller chip 140 and the wiring pattern 150 disposed in the left and right bezel regions of the substrate 110, respectively; Can be electrically connected.
  • the present invention by connecting at least a portion of the plurality of second electrodes 130 disposed on the same second axis to one wiring pattern 150, the number of wiring patterns 150 and the corresponding bezel The width of the area can be reduced.
  • the wiring pattern 150 is based on the second axis via each center of the plurality of first electrodes 120 arranged to extend on the first axis as shown in FIG. It can be arranged symmetrically, by this arrangement form can define the number and direction of applying the feedback algorithm, detailed algorithm application example will be described again below.
  • the wiring pattern 150 disposed in the effective display area of the touch sensing device attached to the display device of the present invention may be formed of a transparent conductive material such as ITO, ZnO, IZO, CNT, or the like.
  • a plurality of ground wires may be formed along the first axis on the substrate 110 above and below the plurality of first electrodes 120. Can be.
  • the plurality of ground wires are formed to be spaced apart from the plurality of first electrodes 120 to be electrically insulated from each other, and may be electrically connected to the ground of the substrate 110.
  • the plurality of ground wires are formed on the substrate 110 of the upper and lower portions of the plurality of first electrodes 120, the plurality of first electrodes 120 and the plurality of second electrodes Since the capacitance generated between the 130 can be lowered, it is possible to further remove the noise component according to the contact input.
  • a plurality of second electrodes 130 disposed on the same second axis are electrically connected to each other by a wiring pattern 150, and each second electrode 130 sequentially receives a signal. Can be authorized.
  • the first electrode 120 is a sensing electrode and the second electrode 130 is a driving electrode, and each second electrode 130 illustrated in FIG. It is assumed that the driving electrodes 1-1 to 1-8 are described.
  • each of the signals is transmitted through a wire disposed in close proximity to the first electrode 120. Since mutual capacitance recognition may occur between the transferred wiring pattern 150 and the first electrode 120, a signal obtained through the wiring pattern 150 may act as a noise signal that prevents accurate contact input determination. have.
  • the wiring connected to the driving electrodes 1-2 to the driving electrode 1-7 may be calculated differently from the actual position.
  • the touch sensing apparatus 100 when the driving signal is applied through the second electrode 130, which is a driving electrode, the touch sensing apparatus 100 according to the one side of the present invention may be configured to include the first electrode 120 corresponding to the driving signal.
  • the contact input may be determined by acquiring a driving signal.
  • the wiring pattern 150 refers to the second axis passing through each center of the plurality of first electrodes 120 arranged to extend on the first axis.
  • the signal distribution obtainable by the controller chip 140 may be represented by a two-dimensional matrix as shown in Table 1 below.
  • a signal having a substantially similar intensity can be obtained from the sensing electrode 1.
  • Sensing electrode 1 senses even when signals are acquired across drive electrode 1-3 and drive electrode 1-4 due to the wiring connected to drive electrode 1-3 and drive electrode 1-4 across the area corresponding to contact input A The signal can be detected.
  • the coordinates on the second axis (Y-axis direction) of the contact input A may be accurately calculated, but the first The coordinates on the axis (X-axis direction) may be calculated by being offset to the right of the coordinates on the first axis (X-axis direction) of the actual contact input A or may be recognized as multi-touch, thereby providing a data processing process for correcting this. do.
  • the controller chip 140 may be removed from the other signal value of the lower priority based on the order in which the signals are obtained by the plurality of second electrodes 130.
  • the controller chip 140 may remove the value of the predetermined ratio of the respective signal values on the first axis from the other signal values of the subordinate order by the number M corresponding to Equation 1 below. Can be.
  • N is the number of the plurality of second electrodes 130 disposed on the same first axis
  • M is an integer.
  • the ratio is preferably applied within the range of 5% to 15%.
  • data is sequentially removed based on the order in which signals are obtained from the second electrode 130.
  • each of the signal values sequentially obtained on the same sensing electrode may be removed from the value of another signal having a lower priority.
  • the other drive electrode by applying a predetermined ratio to the signal value of the drive electrode 1-1 Phosphorus may be removed from the signal values of the driving electrodes 1-2 to 1-8, and sequentially removed from the signal values of the driving electrodes 1-3 to 1-8 by applying a predetermined ratio to the signal values of the driving electrodes 1-2. You can repeat the method.
  • the signal obtained on the same first axis is identified.
  • the value can be removed from other signal values in the subordinated order.
  • the wiring pattern 150 is symmetrically with respect to the second axis passing through each center of the plurality of first electrodes 120 arranged to extend on the first axis. Can be arranged.
  • the driving electrodes 1-1 to 1-4 are connected to the wiring pattern 150 disposed along the left bezel area, and the driving electrodes 1-5 to 1-8 are the right bezel area. It may be connected to the wiring pattern 150 disposed along the.
  • the wiring pattern 150 having the structure as shown in FIG. 1 and the connection relationship with the driving electrodes, it is preferable to proceed from the left and the right sides based on the driving electrodes 1-4 and 1-5, respectively.
  • the controller chip 140 is the number of the plurality of second electrodes 130 disposed on the same first axis is N, the direction in which the signal is obtained toward the axis of symmetry of the wiring pattern 150
  • the value of the predetermined ratio of the respective signal values on the first axis may be removed from the other signal values of the subsequent ranks by the number M corresponding to Equation 2 below.
  • N is the number of the plurality of second electrodes 130 disposed on the same first axis.
  • M has an integer value, and even when the number is odd, M is rounded to an integer number.
  • the signal value by the corresponding driving electrode is multiplied by a predetermined ratio, and the calculated value is subordinated.
  • the process of removing all from the signal value of the second electrode 130 on the other first axis is performed three times in total.
  • the signal value by each driving electrode is multiplied by a predetermined ratio, and the calculated value May be removed from the signal values of the second electrode 130 on the other first axis of the subordinate order.
  • the signal values of the group 1 obtained sequentially from the sensing electrode 1 by the respective driving electrodes 1-1 to 1-4 are [30, 33, 6, 6], and the predetermined ratio is 10.
  • the value '3' obtained by multiplying the signal value '30' by the driving electrode 1-1 by 0.1 among the signal values of the group 1 is '33', '6' and '6' You can remove them all.
  • the second algorithm for the driving electrode 1-2 is applied.
  • the signal values of the two groups sequentially obtained from the sensing electrode 1 by each of the driving electrodes 1-1 to 1-4 are [30, 30, 3, 3], and it is assumed that a predetermined ratio is 10%.
  • the value '3' obtained by multiplying the signal value '30' by the driving electrodes 1-2 by 0.1 may be removed from the signal values '3' and '3' of other subordinated ranks.
  • the third algorithm for the driving electrodes 1-3 is repeatedly applied.
  • the signal values of the three groups sequentially obtained from the sensing electrode 1 by the driving electrodes 1-1 to 1-4 are [30, 30, 0, 0], and a certain ratio is 10%.
  • the signal value of the driving electrodes 1-3 among the signal values of the three groups is '0', the same value may be obtained even when all of the signal values of the other driving electrodes are removed.
  • the sensing electrode 1 when the sensing signal is applied through the wire passing through the sensing region 160 where the contact is not actually applied, such as the driving electrodes 1-3 and 1-4, the sensing electrode 1 appears.
  • the noise signal can be eliminated to more accurately determine the contact input.
  • the wiring pattern 150 and the first electrode 120 so that the mutual capacitance generated between the wiring pattern 150 and the first electrode 120 is not easily changed by a contact object such as a finger. It is desirable to make the width of the gap as short as possible to strengthen the coupling of mutual capacitances.
  • the gap between the wiring connected to the second electrode 130 and the first electrode 120 according to an embodiment of the present invention is preferably 1 ⁇ m or less.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a touch sensing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • a combination of a plurality of first electrodes 220, a plurality of second electrodes 230, and a controller chip 240 disposed on the substrate 210 ( The arrangement and connection state) are the same as those of FIG. 1 described above, whereas the wiring patterns 250 connected to the electrodes 220 and 230 may be arranged differently.
  • the touch sensing apparatus 200 may be applied in the same manner as described above to the first algorithm. Noise detected in the sensing area 260 including the electrode 220 may be removed.
  • the signal distribution that can be obtained from the controller chip 240 when a contact input is applied to the region B of FIG. 2 is shown in the following table. It can be expressed as a matrix of two-dimensional form such as 5.
  • the feedback algorithm according to the present invention when all signals on the first axis including the driving electrode 1-1 shown in FIG. 2 are obtained, the signal value by the driving electrode is multiplied by a predetermined ratio and calculated. Values may be removed from the signal values of the second electrode 230 on the other first axis of the subordinate order.
  • the signal values of the group 1 obtained sequentially from the sensing electrode 1 by each of the driving electrodes 1-1 to 1-4 are [30, 33, 6, 0], and it is assumed that a predetermined ratio is 10%.
  • the value '3' obtained by multiplying the signal value '30' by the driving electrode 1-1 by 0.1 may be removed from the signal values '33', '6', and '0' of other subordinated ranks. Can be.
  • the controller chip 140 may recognize as 0 when the signal value from which the value of the preset ratio of each signal value is removed from other signal values is 0 or less, so that the driving electrodes 1-4 The value originally has a value of '-3', but is recognized as '0'.
  • the second algorithm for the driving electrode 1-2 is repeatedly applied.
  • the signal values of the two groups sequentially obtained from the sensing electrode 1 by the driving electrodes 1-1 to 1-4 are [30, 30, 3, 0], and a certain ratio is 10%.
  • the signal value '30' obtained by multiplying the signal value '30' by the driving electrodes 1-2 among the signal values of the two groups 0.1 may be removed from the signal values '3' and '0' of other subordinated ranks.
  • the third algorithm of the driving electrodes 1-3 is repeatedly applied.
  • the signal values of the three groups sequentially obtained from the sensing electrode 1 by the driving electrodes 1-1 to 1-4 are [30, 30, 0, 0], and a certain ratio is 10%.
  • the signal value by the driving electrode 3 among the signal values of the three groups is '0', the same value may be obtained even when all of the signal values of the other driving electrodes are removed.
  • the controller chips 140 and 240 of the present invention can obtain a detection signal from which noise components have been removed, and the plurality of first electrodes 120 and 220 based on the maintained detection signal. ) And the contact input may be determined based on the mutual capacitance change generated between the plurality of second electrodes 130 and 230.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of multi-touch recognition through a touch sensing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the feedback algorithm according to the present invention is applied to the sensing electrode as described above. Noise detected by the first electrode 320 may be removed.
  • the wiring pattern 350 passes through each center of the plurality of first electrodes 320 arranged to extend on the first axis on the substrate 310.
  • the signal distribution obtainable by the controller chip 340 is two-dimensional as shown in Table 9 below. It can be expressed as a matrix of forms.
  • the feedback algorithm according to the present invention may be applied to the sensing electrode 1 and the sensing electrode 3 to which the respective sensing signals are applied by the multi-touch, respectively corresponding to the sensing electrode 1 and the sensing electrode 3.
  • a feedback algorithm is applied to each of the sensing area 360 and the sensing area 370 separately.
  • the sensing region 360 is multiplied by a predetermined ratio to the signal value of the driving electrodes 1-1 to 1-4, and the calculated value is the other first of the sensing region 360 of the lower priority. All of the signal values of the second electrode 330 on the axis may be removed.
  • the sensing area 370 is multiplied by a predetermined ratio to the signal values of the driving electrodes 3-1 to 3-4, and the calculated value is the other first of the sensing area 370 of the lower priority. All of the signal values of the second electrode 330 on the axis may be removed.
  • the algorithm execution process may be sequentially performed for each of the sensing areas 360 and 370 as described above, and the final data is shown in Table 10 below.
  • the touch sensing method using the touch sensing apparatus according to the embodiment of the present invention is summarized as follows.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a touch sensing method according to an embodiment of the present invention.
  • the touch sensing apparatus 100 obtains signals from the plurality of first electrodes 120 and the plurality of second electrodes 130 formed on one surface of the substrate 110. (410).
  • the touch sensing apparatus 100 removes the value of the predetermined ratio of each signal value from the other signal values of the lower order based on the order in which the signals are obtained (420). ).
  • the touch sensing apparatus 100 determines a touch input based on the signal (430).
  • step 430 based on the same direction as the order in which the signals are obtained from the plurality of second electrodes 120, the values of the predetermined ratios of the respective signal values are sequentially changed.
  • the step of removing from the signal value may be performed.

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Abstract

본 발명에 따른 접촉 감지 장치는 기판, 상기 기판상에 형성되는 복수의 제1 전극, 상기 기판상에 형성되는 복수의 제2 전극 및 상기 복수의 제1 전극과 상기 복수의 제2 전극으로부터 신호를 인가하여 접촉 입력을 판단하는 컨트롤러 칩을 포함하고, 상기 컨트롤러 칩은 상기 각각의 신호 값의 기설정된 비율의 값을 다른 신호 값에서 제거한다.

Description

접촉 감지 장치 및 방법
본 발명은 접촉 감지 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 순차적으로 획득되는 하나 이상의 접촉 입력을 판단할 수 있는 단층(Single-Layer) 구조 접촉 감지 장치 및 방법에 관한 것이다.
터치스크린이 장착된 휴대폰이 널리 보급되고, 다양한 종류의 스마트 폰이 대중화되면서 접촉 감지 기술에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
대표적인 접촉 감지 장치인 터치스크린은 그 동작 방식에 따라 저항막, 정전용량, 초음파, 적외선 방식 등으로 구분할 수 있으며, 이 가운데 정전용량 방식 터치스크린은 내구성 및 수명이 뛰어나고 멀티터치 기능을 지원한다는 장점이 있어, 최근 그 적용 분야를 넓혀가고 있다.
정전용량 방식 터치스크린은 접촉 물체와 감지 전극 사이에서 생성되는 자체 정전용량(Self-Capacitance)을 이용하여 접촉 입력을 판단하는 방식과, 소정의 구동 신호를 인가하고 접촉 물체에 의해 다수의 감지 전극 사이에서 발생하는 상호 정전용량(Mutual-Capacitance)을 이용하여 접촉 입력을 판단하는 방식으로 구분할 수 있다.
자체 정전용량을 이용하는 방식은 회로 구성이 간단하고, 구현이 용이한 반면 멀티 터치 판단이 용이하지 않을 수 있다.
반면, 상호 정전용량을 이용하는 방식은 멀티 터치 판단에 있어서 자체 정전용량을 이용하는 방식보다 이점을 갖지만, 2층 구조로 구현해야 하므로 두께가 두꺼워 질 수 있다.
일반적인 2층 구조의 터치스크린의 전극 패턴은 특정 방향으로 연결된 마름모 형태의 전극은 투명 도전 물질인 ITO(Indium Tin Oxide) 등으로 형성될 수 있으며, 제2축 상으로 연결된 복수개의 전극은 제1축 상의 복수의 센싱 채널에 연결되며, 제1축 상으로 연결된 복수개의 전극은 제2축 상의 복수의 센싱 채널에 연결될 수 있다.
예를 들어, 제1축이 X축이고 제2축이 Y축인 경우, X축 방향의 복수의 센싱 채널로부터 획득한 감지 신호는 접촉 위치의 X 좌표를 판단하는 데에 이용되고, Y축 방향의 복수의 센싱 채널은 Y 좌표 판단에 이용될 수 있다.
그러나, 두 개의 X 좌표 및 Y 좌표 위치를 판단하는데 있어서, 고스트 현상 등에 의하여 두개의 X 좌표 및 Y 좌표 중에 어느 조합이 진정한 두 개의 접촉 지점의 위치인지를 판단하는 것이 어려울 수 있다.
예를 들어, 고스트 현상 등에 의하여 사용자가 X축상 3번째 위치 및 Y축상 3번째 위치(X3, Y3), 및 X축상 6번째 위치 및 Y축상 5번째 위치 (X6, Y5)의 두 개의 지점을 접촉하였으나, X축상 6번째 위치 및 Y축상 3번째 위치 (X6, Y3), 및 X축상 3번째 위치 및 Y축상 5번째 위치 (X3, Y5)의 두 개의 지점으로 오인식 할 수도 있다.
고스트 현상을 해결하기 위한 방법으로, XN 전극과 YM 전극을 조합하여, 예컨대 각 X 전극을 순차적으로 드라이브(익사이트)하고, 이 때 각 Y 전극으로부터 신호의 변화를 센싱하는 2 층 구조의 상호 정전용량(mutual-capacitance) 방식을 채택할 수 있으나, 2 층 구조의 상호 정전용량(2-Layer mutual-capacitance) 방식은 터치스크린 패널의 두께가 두꺼워질 수 있다.
본 발명의 일실시예는 단층 구조로서 다수의 접촉 입력을 정확하게 판단할 수 있는 접촉 감지 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일실시예는 단층 구조 접촉 감지 장치에서 상호 정전용량 방식을 이용한 고스트 현상이 없는 멀티 터치 기능을 구현할 수 있는 접촉 감지 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 접촉 감지 장치는 기판, 상기 기판상에 형성되는 복수의 제1 전극, 상기 기판상에 형성되는 복수의 제2 전극 및 상기 복수의 제1 전극과 상기 복수의 제2 전극으로부터 신호를 획득하여 접촉 입력을 판단하는 컨트롤러 칩을 포함하고, 상기 컨트롤러 칩은, 상기 각각의 신호 값의 기설정된 비율의 값을 다른 신호 값에서 제거한다.
본 발명의 일측에 따르면 상기 복수의 제1 전극과 상기 복수의 제2 전극은 상기 기판의 동일한 면에 배치될 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면 상기 복수의 제1 전극은 감지 전극이고, 상기 복수의 제2 전극은 상기 복수의 제1 전극과 전기적으로 분리된 구동 전극일 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면 상기 컨트롤러 칩은 상기 각각의 신호 값의 기설정된 비율의 값을 상기 복수의 제2 전극에 의해 상기 신호가 획득되는 순서를 기준으로, 후순위의 상기 다른 신호 값에서 제거할 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면 상기 복수의 제1 전극은 각각 제1축 방향을 따라 연장되어 형성되는 감지 바 형태로 배치되며, 상기 복수의 제2 전극은 각각 상기 제1축 방향과 교차하는 제2축 방향으로 배치될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 접촉 감지 방법은 기판의 일면에 형성된 복수의 제1 전극과 복수의 제2 전극으로부터 신호를 획득하는 단계 및 상기 신호에 기초하여 접촉 입력을 판단하는 단계를 포함하고, 상기 접촉 입력을 판단하는 단계는 상기 각각의 신호 값의 기설정된 비율의 값을 다른 신호 값에서 제거하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일측에 따르면 상기 접촉 입력을 판단하는 단계는, 상기 복수의 제2 전극에 의해 상기 신호가 획득되는 순서와 동일한 방향을 기준으로, 순차적으로 상기 각각의 신호 값의 기설정된 비율의 값을 상기 다른 신호 값 중 후순위의 신호 값에서 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 단층 구조로서 다수의 접촉 입력을 정확하게 판단할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 단층 구조 접촉 감지 장치에서 상호 정전용량을 이용한 고스트 현상이 없는 멀티 터치 기능을 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 접촉 감지 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 접촉 감지 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 접촉 감지 장치를 통한 멀티 터치 인식의 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 접촉 감지 방법을 도시한 흐름도이다.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 접촉 감지 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 접촉 감지 장치(100)는 기판(110), 기판(110) 상에 형성되는 복수의 제1 전극(120), 기판 상에 형성되는 복수의 제2 전극(130) 및 복수의 제1 전극(120)과 복수의 제2 전극(130)으로부터 신호를 획득하여 접촉 입력을 판단하는 컨트롤러 칩(140)으로 구성된다.
본 발명의 일측에 따르면, 컨트롤러 칩(140)은 복수의 제1 전극(120)과 복수의 제2 전극(130) 사이에서 생성되는 상호 정전용량 변화에 기초하여 상기 접촉 입력을 판단할 수 있다.
제1 전극(120)을 센싱 신호를 감지하는 센싱 전극이라 할 수 있으며, 제2 전극(130)을 구동 신호를 감지하는 제1 전극(120)과 전기적으로 분리된 구동 전극이라 가정할 수 있다.
도 1의 컨트롤러 칩(140)은 복수의 제2 전극(130) 중 적어도 일부에 신호를 인가하고, 복수의 제1 전극(120)으로부터 상기 신호를 획득하여 상기 접촉 입력을 판단할 수 있다.
본 발명의 컨트롤러 칩(140)은 상기 각각의 신호 값의 기설정된 비율의 값을 다른 신호 값에서 제거한다.
본 발명의 접촉 감지 장치(100)는 기판(110)의 좌우 베젤 영역에 배치되며, 복수의 전극(120, 130)과 전기적으로 연결되는 배선 패턴(150)을 포함할 수 있고, 배선 패턴(150)은 기판(110)의 일단까지 연장되며, 컨트롤러 칩(140)이 실장된 회로 기판(미도시)과 전기적으로 연결되기 위한 본딩 패드(미도시)를 포함할 수 있다.
기판(110)은 복수의 전극(120, 130)과 배선 패턴(150), 본딩 패드 등이 배치되고, 컨트롤러 칩(140)이 실장된 회로 기판이 ACF 공정 등으로 부착되는 지지판으로서, PET, PMMA, PC, PI, 강화 글라스, 사파이어 글라스 등과 같은 재료로 마련할 수 있다.
본 발명의 접촉 감지 장치(100)는 디스플레이 장치에 부착되는 터치 스크린인 경우, 상기 언급한 재료와 같이 빛 투과율이 우수한 재료를 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일측에 따르면, 복수의 제1 전극(120)과 복수의 제2 전극(130)은 기판(110)의 동일한 면에 배치되어, 단층 구조의 접촉 감지 장치의 구조를 형성할 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 복수의 제2 전극(130)은 기판(110)에 패치(patch) 형태로 배치될 수 있다.
또한, 기판(110)은 투명 윈도우로 제작될 수 있으며 복수의 제1 전극(120), 복수의 제2 전극(130) 및 배선 패턴(150)은 상기 투명 윈도우와 일체로서 형성될 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 복수의 제1 전극(120)은 각각 제1축을 따라 연장되어 형성되는 감지 바 형태로 배치될 수 있으며, 복수의 제2 전극(130)은 각각 상기 제1축과 교차하는 제2축 상으로 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 일측에 따르면, 복수의 제2 전극(130) 중 적어도 일부는 동일한 상기 제2축 상에 배치되는 다른 복수의 제2 전극(130)과 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 복수의 제2 전극(130) 중 동일한 제2축 상에 위치하는 전극은 상기 배선 패턴(150)에서 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
도 1을 참조하면, 제1축이 가로 방향(X축 방향), 제2축은 세로 방향(Y축 방향)에 해당하며, 하나의 제1 전극(120)과 8개의 제2 전극(130)을 포함하는 감지 영역(160)을 형성할 수 있고, 전체 접촉 감지 패널(100)에는 총 7개의 감지 영역(160)이 포함될 수 있다.
본 발명의 감지 영역은, 복수의 제1 전극(120), 복수의 제2 전극(130) 사이의 포함 관계에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형태로 구현될 수 있다.
예를 들어, 하나의 제2 전극(130)과 그 주변의 제1전극(120) 일부 영역을 하나의 감지 영역으로 파악하는 것도 가능하다. 이 경우, 앞서 설명한 경우와 달리, 전체 접촉 감지 장치(100)에 총 56개의 감지 영역(160)이 포함될 수 있다.
본 명세서 전반에 걸쳐 사용되는 ‘감지 영역’이라는 용어는, 컨트롤러 칩(140)에 연결되는 센싱 채널, 혹은 물리적, 전기적으로 분리된 감지 전극에 의해 정의되는 영역이 아닌, 사용자의 접촉 입력을 판단할 수 있는 일정한 단위 영역으로 이해해야 한다.
본 발명의 일측에 따르면, 복수의 제1 전극(120)과 복수의 제2 전극(130)은 각각 기판(110)의 좌우 베젤 영역에 배치되는 배선 패턴(150)을 통해 컨트롤러 칩(140)과 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 동일한 상기 제2축 상에 배치되는 복수의 제2 전극(130) 중 적어도 일부를 하나의 배선 패턴(150)에 연결함으로써, 배선 패턴(150)의 수와 그에 따른 베젤 영역의 폭을 줄일 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 배선 패턴(150)은 도 1에 도시된 바와 같이 상기 제1축 상으로 연장되어 배치된 복수의 제1 전극(120)의 각 중심을 경유하는 상기 제2축을 기준으로 대칭적으로 배치될 수 있어, 이러한 배치 형태에 의하여 귀환적 알고리즘을 적용하는 횟수 및 방향을 정의할 수 있으며, 상세한 알고리즘 적용 예는 아래에서 다시 설명하도록 한다.
본 발명의 디스플레이 장치에 부착되는 접촉 감지 장치의 유효 표시 영역에 배치되는 배선 패턴(150)은 ITO, ZnO, IZO, CNT 등과 같은 투명 전도성 물질로 형성될 수 있다.
본 발명의 일측에 따른 접촉 감지 장치(100)는 복수의 제1 전극(120) 상/하부의 기판(110) 상에 상기 제1축을 따라 복수의 그라운드(ground) 배선(미도시)이 형성될 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 복수의 그라운드 배선은 복수의 제1 전극(120)과 이격된 상태로 형성되어 서로 전기적으로 절연되며, 기판(110)의 그라운드(ground)와 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 다른 일측에 따르면, 복수의 그라운드 배선은 복수의 제1 전극(120)의 상/하부의 기판(110) 상에 형성됨에 따라, 복수의 제1 전극(120)과 복수의 제2 전극(130) 간에 발생하는 정전용량을 낮출 수 있기 때문에 접촉 입력에 따른 잡음 성분을 추가적으로 제거할 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 동일한 상기 제2축 상에 배치된 복수의 제2 전극(130)은 배선 패턴(150)에 의해 서로 전기적으로 연결되며, 각 제2 전극(130)은 순차적으로 신호를 인가할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕고자, 제1 전극(120)을 센싱 전극, 제2 전극(130)을 구동 전극으로 가정하며, 도 1에 도시된 각 제2 전극(130)을 좌측부터 순차적으로 구동 전극 1-1 내지 구동 전극 1-8이라 가정하여 설명하도록 한다.
도 1을 참조하면, 구동 전극 1-2 내지 구동 전극 1-7에 의해 신호가 획득되는 경우, 상기 신호들 각각은 제1 전극(120)에 매우 근접하여 배치된 배선을 통해 전달되므로, 신호가 전달되는 배선 패턴(150)과 제1 전극(120) 사이에서 상호 정전용량 인식 현상이 발생할 수 있어, 상기 배선 패턴(150)을 통하여 획득된 신호는 정확한 접촉 입력 판단을 저해하는 잡음 신호로 작용할 수 있다.
예를 들어, 신호가 인가된 구동 전극 1-2 내지 구동 전극 1-7과 특정 제1 전극(120)에 중첩하여 접촉 입력이 발생한 경우, 구동 전극 1-2 내지 구동 전극 1-7에 연결된 배선 패턴(150)과 제1 전극(120)에서 생성되는 상호 정전용량 인식 현상으로 인해 접촉 입력의 좌표가 실제 위치와 다르게 계산될 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 상기와 같은 현상을 해결하기 위해 귀환적 알고리즘을 적용하여 잡음 신호로 작용하는 성분을 제거할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일측에 따른 접촉 감지 장치(100)는 구동 전극인 제2 전극(130)을 통하여 구동 신호가 인가되는 경우, 상기 구동 신호에 대응하는 제1 전극(120)으로부터 상기 구동 신호를 획득하여 접촉 입력을 판단할 수 있다.
즉, 본 발명의 일측에 따르면 배선 패턴(150)이 도 1에 도시된 바와 같이 상기 제1축 상으로 연장되어 배치된 복수의 제1 전극(120)의 각 중심을 경유하는 상기 제2축을 기준으로 대칭적으로 배치되는 경우, 도 1의 A 영역에 접촉 입력이 인가된 경우, 컨트롤러 칩(140)에서 획득 할 수 있는 신호 분포는 하기 표 1과 같은 2차원 형태의 매트릭스로 표현할 수 있다.
Figure PCTKR2011008900-appb-I000001
본 발명의 일측에 따르면, 표 1과 같이 접촉 입력 A에 의해, 구동 전극 1-1과 1-2에 순차적으로 신호가 획득되었을 경우, 센싱 전극 1에서 거의 비슷한 강도의 신호를 얻을 수 있으며, 상기 접촉 입력 A에 해당하는 영역을 가로지르며 구동 전극 1-3 및 구동 전극 1-4에 연결된 배선으로 인해, 구동 전극 1-3 및 구동 전극 1-4에 신호가 획득되었을 경우에도 센싱 전극 1에서 감지 신호가 감지될 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 데이터 보정 과정 없이 표 1에 나타난 데이터만으로 접촉 좌표를 판단하는 경우, 접촉 입력 A의 상기 제2축 상(Y축 방향)의 좌표는 정확히 계산될 수 있으나, 상기 제1축 상(X축 방향)의 좌표는 실제 접촉 입력 A의 제1축 상(X축 방향)의 좌표보다 우측으로 치우쳐서 계산되거나, 멀티 터치로 인식될 수 있어, 이를 보정하기 위한 데이터 처리 과정을 제공한다.
본 발명의 일측에 따르면, 컨트롤러 칩(140)은 복수의 제2 전극(130)에 의해 상기 신호가 획득되는 순서를 기준으로, 후순위의 다른 신호 값에서 제거할 수 있다.
본 발명의 일측에 따른 컨트롤러 칩(140)은 상기 제1축 상의 상기 각각의 신호 값의 기설정된 비율의 값을 하기 수학식 1에 대응하는 횟수(M)만큼 상기 후순위의 다른 신호 값에서 제거할 수 있다.
Figure PCTKR2011008900-appb-I000002
이때, 상기 N은 동일한 제1축 상에 배치되는 복수의 제2 전극(130)의 수이고, 상기 M은 정수이다.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 비율은 5% 내지 15% 범위 내에서 적용하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 본 발명의 일측에 따르면 제2 전극(130)으로부터 신호가 획득되는 순서를 기준으로, 순차적으로 데이터를 제거한다.
즉, 상기 표 1에서 동일한 센싱 전극 상에서 순차적으로 획득된 신호값 각각을 후순위의 다른 신호의 값에서 제거할 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 제2 전극(130)을 신호가 획득되는 순서대로 구동 전극 1-1 내지 1-8로 나타내는 경우, 구동 전극 1-1의 신호 값에 일정 비율을 적용하여 다른 구동 전극인 구동 전극 1-2 내지 1-8의 신호 값에서 제거할 수 있으며, 순차적으로 구동 전극 1-2의 신호 값에 일정 비율을 적용하여 구동 전극 1-3 내지 1-8의 신호 값에서 제거하는 방법을 반복할 수 있다.
상기와 같은 귀환적 알고리즘을 적용함에 따라, 최종적으로 구동 전극 1-7의 신호의 값에 일정 비율을 적용하여 구동 전극 1-8의 신호 값에서 제거함으로써, 동일한 제1축 상에서 획득된 신호의 특정 값을 후순위의 다른 신호 값에서 제거할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일측에 따르면 배선 패턴(150)은 상기 제1축 상으로 연장되어 배치된 복수의 제1 전극(120)의 각 중심을 경유하는 상기 제2축을 기준으로 대칭적으로 배치될 수 있다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이 구동 전극 1-1 내지 1-4의 경우 좌측 배젤 영역을 따라 배치된 배선 패턴(150)과 연결되며, 구동 전극 1-5 내지 1-8의 경우 우측 베젤 영역을 따라 배치된 배선 패턴(150)과 연결될 수 있다.
도 1과 같은 구조의 배선 패턴(150)의 배치 및 구동 전극과의 연결 관계에 따르면, 구동 전극 1-4와 1-5를 기준으로 하여 좌측과 우측에서 각각 진행하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일측에 따르면, 컨트롤러 칩(140)은 동일한 제1축 상에 배치되는 복수의 제2 전극(130)의 수가 N이고, 상기 신호가 획득되는 방향이 배선 패턴(150)의 대칭축을 향하는 경우, 하기 수학식 2에 대응하는 횟수(M)만큼 상기 제1축 상의 상기 각각의 신호 값의 기설정된 비율의 값을 상기 후순위의 다른 신호 값에서 제거할 수 있다.
Figure PCTKR2011008900-appb-I000003
이때, 상기 N은 동일한 제1축 상에 배치되는 복수의 제2 전극(130)의 수이며, 상기 N이 짝수인 경우 상기 M은 정수의 값을 가지며, 홀수인 경우에도 상기 M은 반올림하여 정수의 값을 가진다.
예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이 제2 전극(130)의 수가 상기 제1축 상에 8개 배치되어 있으므로, 해당 구동 전극에 의한 신호 값에 일정 비율을 곱하고, 계산된 값을 후순위의 다른 제1축 상의 제2 전극(130)의 신호 값에서 모두 제거하는 과정을 총 3회 수행한다.
아래에서는 본 발명의 일측에 따라 구동 전극 1-1 내지 1-4에 대한 귀환적 알고리즘을 적용하여 데이터를 정비하는 과정을 설명하도록 한다.
본 발명의 일측에 따르면, 구동 전극 1-1 내지 구동 전극 1-4가 포함된 상기 제1축 상의 모든 신호가 획득된 경우, 각각의 구동 전극에 의한 신호 값에 일정 비율을 곱하고, 계산된 값을 후순위의 다른 제1축 상의 제2 전극(130)의 신호 값에서 모두 제거할 수 있다.
예를 들어, 표 1과 같이 각각의 구동 전극 1-1 내지 1-4에 의해 센싱 전극 1에서 순차적으로 획득된 1군의 신호 값은 [30, 33, 6, 6]이고, 일정 비율이 10%이라 가정하는 경우, 상기 1군의 신호값 중 구동 전극 1-1에 의한 신호값 ‘30’에 0.1을 곱한 값 ‘3’을 다른 후순위의 신호 값 ‘33’, ‘6’ 및 ‘6’에서 모두 제거할 수 있다.
이때, 상기 표 1에 의하면, 상기 센싱 전극 1과 구동 전극 1-5 내지 1-8에 의해 획득된 신호값 및 다른 센싱 전극에 의해 획득된 신호값들은 모두 ‘0’이므로 귀환적 알고리즘을 거친 후의 결과는 실재로 획득된 신호값과 동일할 것이다.
상기와 같이 감지 신호에 대한 첫 번째 계산을 거친 후의 데이터는 표 2와 같다.
Figure PCTKR2011008900-appb-I000004
상기 구동 전극 1-1에 대한 첫 번째 알고리즘 적용 후 구동 전극 1-2에 대한 두 번째 알고리즘을 적용한다.
표 2와 같이 각각의 구동 전극 1-1 내지 1-4에 의해 센싱 전극 1에서 순차적으로 획득된 2군의 신호 값은 [30, 30, 3, 3]이고, 일정 비율이 10%이라 가정하는 경우, 상기 2군의 신호값 중 구동 전극 1-2에 의한 신호값 ‘30’에 0.1을 곱한 값 ‘3’을 다른 후순위의 신호 값 ‘3’ 및 ‘3’에서 모두 제거할 수 있다.
상기와 같이 감지 신호에 대한 두 번째 계산을 거친 후의 데이터는 표 3과 같다.
Figure PCTKR2011008900-appb-I000005
상기 구동 전극 1-2에 대한 두 번째 알고리즘 적용 후 구동 전극 1-3에 대한 세 번째 알고리즘을 반복 적용한다.
표 3과 같이 각각의 구동 전극 1-1 내지 1-4에 의해 센싱 전극 1에서 순차적으로 획득된 3군의 신호 값은 [30, 30, 0, 0]이고, 일정 비율이 10%이라 가정하는 경우, 상기 3군의 신호값 중 구동 전극 1-3에 의한 신호값은 ‘0’이므로 다른 구동 전극의 신호 값에서 모두 제거하여도 동일한 값을 얻을 수 있다.
상기와 같이 감지 신호에 대한 세 번째 계산을 거친 후의 데이터는 표 4와 같다.
Figure PCTKR2011008900-appb-I000006
Figure PCTKR2011008900-appb-I000007
상기와 같은 귀환적 알고리즘을 적용함으로써, 구동 전극 1-3 및 1-4와 같이 실제로 접촉이 인가되지 않는 감지 영역(160)을 통과하는 배선을 통해 감지 신호가 인가되었을 경우, 센싱 전극 1에서 나타나는 잡음 신호를 제거할 수 있어 접촉 입력을 보다 정확하게 판단할 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 배선 패턴(150)과 제1 전극(120) 사이에서 생성되는 상호 정전용량이 손가락 등의 접촉 물체에 의해 쉽게 변하지 않도록, 배선 패턴(150)과 제1 전극(120) 사이의 폭을 최대한 짧게 하여 상호 정전용량의 결합을 강하게 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일실시예에 따른 제2 전극(130)에 연결된 배선과 제1 전극(120) 사이의 갭(gap)이 1um이하가 되도록 하는 것이 바람직하다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 접촉 감지 장치의 구성을 도시한 도면이다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이 기판(210) 상에 배치되는 복수의 제1 전극(220), 복수의 제2 전극(230) 및 컨트롤러 칩(240)의 조합(배치 및 연결 상태)는 전술한 도 1과 동일한 반면, 각각의 전극(220, 230)에 연결된 배선 패턴(250)은 다르게 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 접촉 감지 장치(200)는 도 2에 도시된 바와 같이 배선 패턴(250)이 배치되었다 하더라도, 본 발명에 따른 귀환적 알고리즘을 전술한 바와 같이 동일하게 적용하여 제1 전극(220)이 포함된 감지 영역(260)에 감지되는 잡음을 제거할 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면 배선 패턴(250)이 도 2에 도시된 바와 같이 배치되는 경우, 도 2의 B의 영역에 접촉 입력이 인가되면 컨트롤러 칩(240)에서 획득 할 수 있는 신호 분포는 하기 표 5와 같은 2차원 형태의 매트릭스로 표현할 수 있다.
Figure PCTKR2011008900-appb-I000008
본 발명에 따른 귀환적 알고리즘을 적용하면, 도 2에 도시된 구동 전극 1-1이 포함된 상기 제1축 상의 모든 신호가 획득된 경우, 구동 전극에 의한 신호 값에 일정 비율을 곱하고, 계산된 값을 후순위의 다른 제1축 상의 제2 전극(230)의 신호 값에서 모두 제거할 수 있다.
표 5와 같이 각각의 구동 전극 1-1 내지 1-4에 의해 센싱 전극 1에서 순차적으로 획득된 1군의 신호 값은 [30, 33, 6, 0]이고, 일정 비율이 10%이라 가정하는 경우, 상기 1군의 신호값 중 구동 전극 1-1에 의한 신호값 ‘30’에 0.1을 곱한 값 ‘3’을 다른 후순위의 신호 값 ‘33’, ‘6’ 및 ‘0’에서 모두 제거할 수 있다.
이때, 본 발명의 일측에 따르면 컨트롤러 칩(140)은 상기 각각의 신호 값의 기설정된 비율의 값을 다른 신호 값에서 제거한 신호 값이 0이하인 경우, 0으로 인식할 수 있어 구동 전극 1-4의 값은 원래 ‘-3’의 값을 가지나, ‘0’으로 인식된다.
상기와 같이 감지 신호에 대한 첫 번째 계산을 거친 후의 데이터는 표 6과 같다.
Figure PCTKR2011008900-appb-I000009
Figure PCTKR2011008900-appb-I000010
상기 구동 전극 1-1에 대한 첫 번째 알고리즘 적용 후 구동 전극 1-2에 대한 두 번째 알고리즘을 반복 적용한다.
표 6과 같이 각각의 구동 전극 1-1 내지 1-4에 의해 센싱 전극 1에서 순차적으로 획득된 2군의 신호 값은 [30, 30, 3, 0]이고, 일정 비율이 10%이라 가정하는 경우, 상기 2군의 신호값 중 구동 전극 1-2에 의한 신호값 ‘30’에 0.1을 곱한 값 ‘3’을 다른 후순위의 신호 값 ‘3’ 및 ‘0’에서 모두 제거할 수 있다.
상기와 같이 감지 신호에 대한 두 번째 계산을 거친 후의 데이터는 표 7과 같다.
Figure PCTKR2011008900-appb-I000011
다음으로, 상기 구동 전극 1-2에 대한 두 번째 알고리즘 적용 후 구동 전극 1-3에 대한 세 번째 알고리즘을 반복 적용한다.
표 7과 같이 각각의 구동 전극 1-1 내지 1-4에 의해 센싱 전극 1에서 순차적으로 획득된 3군의 신호 값은 [30, 30, 0, 0]이고, 일정 비율이 10%이라 가정하는 경우, 상기 3군의 신호값 중 구동 전극 3에 의한 신호값은 ‘0’이므로 다른 구동 전극의 신호 값에서 모두 제거하여도 동일한 값을 얻을 수 있다.
상기와 같이 감지 신호에 대한 세 번째 계산을 거친 후의 데이터는 표 8과 같다.
Figure PCTKR2011008900-appb-I000012
본 발명의 컨트롤러 칩(140, 240)은 상기와 같은 귀환적 알고리즘을 적용함으로써, 잡음 성분이 제거된 감지 신호를 얻을 수 있으며, 상기 정비된 감지 신호를 기반으로 복수의 제1 전극(120, 220)과 복수의 제2 전극(130, 230) 사이에서 생성되는 상호 정전용량 변화에 기초하여 상기 접촉 입력을 판단할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 접촉 감지 장치를 통한 멀티 터치 인식의 예를 도시한 도면이다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이 C 접촉 영역 및 D 접촉 영역에 멀티 터치가 발생한 경우에도, 본 발명에 따른 귀환적 알고리즘을 전술한 바와 같이 동일하게 적용하여 센싱 전극인 제1 전극(320)에 감지되는 잡음을 제거할 수 있다.
즉, 본 발명의 일측에 따르면 배선 패턴(350)이 도 3에 도시된 바와 같이 기판(310)상의 상기 제1축 상으로 연장되어 배치된 복수의 제1 전극(320)의 각 중심을 경유하는 상기 제2축을 기준으로 대칭적으로 배치되고, 도 3의 C 접촉 영역 및 D 접촉 영역에 접촉 입력이 인가된 경우, 컨트롤러 칩(340)에서 획득 할 수 있는 신호 분포는 하기 표 9와 같은 2차원 형태의 매트릭스로 표현할 수 있다.
Figure PCTKR2011008900-appb-I000013
도 3의 경우, 멀티 터치에 의하여 각각의 감지 신호가 인가되는 센싱 전극 1 및 센싱 전극 3에 대하여 본 발명에 따른 귀환적 알고리즘을 적용할 수 있는 바, 센싱 전극 1 및 센싱 전극 3에 각각 대응되는 감지 영역(360) 및 감지 영역(370)의 각각에 개별적으로 귀환적 알고리즘을 적용한다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이 감지 영역(360)에 대해서는 구동 전극 1-1 내지 1-4에 의한 신호 값에 일정 비율을 곱하고, 계산된 값을 후순위의 감지 영역(360)의 다른 제1축 상의 제2 전극(330)의 신호 값에서 모두 제거할 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이 감지 영역(370)에 대해서는 구동 전극 3-1 내지 3-4에 의한 신호 값에 일정 비율을 곱하고, 계산된 값을 후순위의 감지 영역(370)의 다른 제1축 상의 제2 전극(330)의 신호 값에서 모두 제거할 수 있다.
이 후 알고리즘 수행 과정은 전술한 바와 같이 각각의 감지 영역(360, 370)에 대하여 순차적으로 수행될 수 있으며, 최종 데이터는 아래 표 10과 같다.
Figure PCTKR2011008900-appb-I000014
Figure PCTKR2011008900-appb-I000015
본 발명의 일실시예에 따른 접촉 감지 장치를 이용한 접촉 감지 방법을 정리하면 아래와 같다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 접촉 감지 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 접촉 감지 장치(100)는 기판(110)의 일면에 형성된 복수의 제1 전극(120)과 복수의 제2 전극(130)으로부터 신호를 획득한다(410).
다음으로, 본 발명의 일실시예에 따른 접촉 감지 장치(100)는 상기 각각의 신호 값의 기설정된 비율의 값을 상기 신호가 획득되는 순서를 기준으로 하여 후순위의 다른 신호 값에서 제거한다(420).
최종적으로, 본 발명의 일실시예에 따른 접촉 감지 장치(100)는 상기 신호에 기초하여 접촉 입력을 판단한다(430).
본 발명의 일실시예에 따른 단계(430)에서 복수의 제2 전극(120)으로부터 상기 신호가 획득되는 순서와 동일한 방향을 기준으로, 순차적으로 상기 각각의 신호 값의 기설정된 비율의 값을 다른 신호 값에서 제거하는 단계를 수행할 수도 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (22)

  1. 기판;
    상기 기판상에 형성되는 복수의 제1 전극;
    상기 기판상에 형성되는 복수의 제2 전극; 및
    상기 복수의 제1 전극과 상기 복수의 제2 전극으로부터 신호를 획득하여 접촉 입력을 판단하는 컨트롤러 칩
    을 포함하고,
    상기 컨트롤러 칩은, 상기 각각의 신호 값의 기설정된 비율의 값을 다른 신호 값에서 제거하는 접촉 감지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제1 전극과 상기 복수의 제2 전극은 상기 기판의 동일한 면에 배치되는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 복수의 제1 전극은 감지 전극이고, 상기 복수의 제2 전극은 상기 복수의 제1 전극과 전기적으로 분리된 구동 전극인 것을 특징으로 하는 접촉 감지 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 컨트롤러 칩은,
    상기 각각의 신호 값의 기설정된 비율의 값을 상기 복수의 제2 전극에 의해 상기 신호가 획득되는 순서를 기준으로, 후순위의 다른 신호 값에서 제거하는 접촉 감지 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 컨트롤러 칩은,
    상기 각각의 신호 값의 기설정된 비율의 값을 후순위의 다른 신호 값에서 제거한 신호 값이 0이하인 경우, 상기 신호 값을 0으로 인식하는 접촉 감지 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 제1 전극은 각각 제1축을 따라 연장되어 형성되는 감지 바 형태로 배치되며, 상기 복수의 제2 전극은 각각 상기 제1축과 교차하는 제2축 상으로 배치되는 접촉 감지 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 제2 전극과 상기 컨트롤러 칩을 전기적으로 연결하는 배선 패턴을 더 포함하고,
    상기 복수의 제2 전극 중 동일한 제2축 상에 위치하는 전극은 상기 배선 패턴에서 서로 전기적으로 연결되는 접촉 감지 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 배선 패턴은,
    상기 제1축 상으로 연장되어 배치된 상기 복수의 제1 전극의 각 중심을 경유하는 상기 제2축을 기준으로 대칭적으로 배치되는 접촉 감지 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 컨트롤러 칩은,
    상기 제1축 상의 상기 각각의 신호 값의 기설정된 비율의 값을 하기 수학식 1에 대응하는 횟수(M)만큼 상기 후순위의 다른 신호 값에서 제거하는 접촉 감지 장치.
    Figure PCTKR2011008900-appb-I000016
    (단, 상기 N은 동일한 제1축 상에 배치되는 상기 복수의 제2 전극의 수이고, 상기 M은 정수이다)
  10. 제6항에 있어서,
    상기 컨트롤러 칩은,
    상기 제1축 상의 상기 각각의 신호 값의 기설정된 비율의 값을 하기 수학식 2에 대응하는 횟수(M)만큼 상기 후순위의 다른 신호 값에서 제거하는 접촉 감지 장치.
    Figure PCTKR2011008900-appb-I000017
    (단, 상기 N은 동일한 제2축 방향에 배치되는 상기 복수의 제2 전극의 수이고, 상기 M은 정수이다)
  11. 제6항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제1 전극 상/하부의 상기 기판 상에 상기 제1축을 따라 형성되는 복수의 그라운드(ground) 배선
    을 더 포함하는 접촉 감지 장치.
  12. 제5항에 있어서,
    상기 기판은 투명 윈도우이며,
    상기 복수의 제1 전극, 상기 복수의 제2 전극 및 상기 배선 패턴은 상기 투명 윈도우와 일체로서 형성되는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 그라운드 배선은,
    상기 복수의 제1 전극과 이격된 상태로 형성되어 서로 전기적으로 절연되며, 상기 기판의 그라운드(ground)와 전기적으로 연결되는 접촉 감지 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제2 전극은,
    상기 기판에 패치(patch) 형태로 배치되는 접촉 감지 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 비율은,
    5% 내지 15% 범위 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 접촉 감지 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러 칩은,
    상기 복수의 제1 전극과 상기 복수의 제2 전극 사이에서 생성되는 상호 정전용량 변화에 기초하여 상기 접촉 입력을 판단하는 접촉 감지 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 컨트롤러 칩은,
    상기 복수의 제2 전극 중 적어도 일부에 신호를 인가하고, 상기 복수의 제1 전극으로부터 상기 신호를 획득하여 상기 접촉 입력을 판단하는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 장치.
  18. 기판의 일면에 형성된 복수의 제1 전극과 복수의 제2 전극으로부터 신호를 획득하는 단계; 및
    상기 신호에 기초하여 접촉 입력을 판단하는 단계; 를 포함하고,
    상기 접촉 입력을 판단하는 단계는,
    상기 각각의 신호 값의 기설정된 비율의 값을 상기 신호가 획득되는 순서를 기준으로 하여 후순위의 다른 신호 값에서 제거하는 단계; 를 포함하는 접촉 감지 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 접촉 입력을 판단하는 단계는,
    상기 각각의 신호 값의 기설정된 비율의 값을 상기 복수의 제2 전극에 의해 상기 신호가 획득되는 순서를 기준으로, 후순위의 상기 다른 신호 값에서 제거하는 단계
    를 더 포함하는 접촉 감지 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 복수의 제1 전극은 제1축 상으로 연장되어 배치되며, 상기 복수의 제2 전극은 상기 제1축과 교차하는 제2축 상으로 배치되는 접촉 감지 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 복수의 제2 전극과 상기 접촉 입력을 판단하는 컨트롤러 칩을 전기적으로 연결하는 배선 패턴이 상기 제1축 상으로 연장되어 배치된 상기 복수의 제1 전극의 각 중심을 경유하는 상기 제2축을 기준으로 대칭적으로 배치된 경우,
    상기 접촉 입력을 판단하는 단계는,
    동일한 제1축 상에 배치되는 상기 복수의 제2 전극의 수가 N이고, 상기 신호가 획득되는 순서의 방향이 상기 배선 패턴의 대칭축을 향하는 경우,
    하기 수학식 2에 대응하는 횟수(M)만큼 상기 제1축 상의 상기 각각의 신호 값의 기설정된 비율의 값을 후순위의 상기 다른 신호 값에서 제거하는 단계
    를 더 포함하는 접촉 감지 방법.
    Figure PCTKR2011008900-appb-I000018
  22. 제18항에 있어서,
    상기 복수의 제2 전극 중 적어도 일부는,
    동일한 상기 제2축 상에 배치되는 다른 복수의 제2 전극과 전기적으로 연결되는 접촉 감지 방법.
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