WO2016006912A1 - 정전용량 터치패널용 구동 방법 및 장치 - Google Patents

정전용량 터치패널용 구동 방법 및 장치 Download PDF

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WO2016006912A1
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권오경
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한양대학교 산학협력단
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    • G06F2203/04111—Cross over in capacitive digitiser, i.e. details of structures for connecting electrodes of the sensing pattern where the connections cross each other, e.g. bridge structures comprising an insulating layer, or vias through substrate

Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for driving a capacitive touch panel, and more particularly, to determine a first analysis position through a first scan and apply a signal only to the first analysis position determined through the first scan.
  • the present invention relates to a compressed sensing method for performing a second scan to determine a second analysis position.
  • Personal computers, portable communication devices, and other personal information processing devices use various input devices such as a keyboard, a mouse, and a digitizer to configure an interface with a user.
  • input devices such as keyboards and mice are difficult to increase the completeness of the product, and thus, simpler and less malfunction can be reduced, and the demand for portable input devices increases day by day. It is becoming.
  • a touch panel has been proposed in which a user directly touches a screen with a hand or a pen and inputs information.
  • the touch panel is simple, has less malfunction, and can be inputted without any other input device, which is easy to carry, and the user can easily detect a method of use.
  • the touch panel may include a resistive type (Resistive type) for determining a touched position as a voltage gradient according to a resistance in a state in which a metal electrode is formed on an upper plate or a lower plate and a DC voltage is applied according to a method of sensing a touched portion, Capacitive type to detect the touched part by forming the equipotential in the conductive film and sensing the position of the voltage change of the upper and lower panels according to the touch, and reading the LC value induced when the electronic pen touches the conductive film. It may be distinguished by an electromagnetic induction method that detects a touched part.
  • FIG. 1 illustrates an electrode structure of a general touch panel for explaining a method of driving a touch panel according to the related art.
  • the touch sensor unit 100 includes a plurality of transmission electrodes 101, 102, and 103 and a plurality of receiving electrodes 111, 112, and 113 that vertically cross each other.
  • the touch sensor unit 100 configured as described above senses coordinates corresponding to the touched part by using capacitive generated at the intersection of the transmitting electrode and the receiving electrode by the touch. do. At this time, the capacitance changed by detecting the transmission electrode and the reception electrode whose voltage level changed due to the variation of the capacitance is detected.
  • a multi-line selection driving method in which signals are sequentially applied to a plurality of transmission electrodes simultaneously with a scan driving method for sequentially applying signals to each of a plurality of transmission electrodes.
  • signals are sequentially applied to the plurality of transmission electrodes 101, 102, 103 during the entire scan.
  • the voltage level of each of the plurality of transmission electrodes 101, 102, 103 is sequentially recognized by the applied signal to detect a transmission electrode having a changed voltage level among the plurality of transmission electrodes 101, 102, 103, and the plurality of transmission electrodes 101, 102, 103.
  • the voltage level of each of the receiving electrodes 111, 112, and 113 is sequentially recognized to detect a receiving electrode having a changed voltage level among the plurality of receiving electrodes 111, 112, and 113.
  • the coordinates are derived by combining the detected transmission electrodes and the positions where the transmission electrodes are disposed, and the derived coordinates correspond to the touched portion as coordinates corresponding to the changed capacitance.
  • signals are simultaneously applied to the plurality of transmission electrodes 101, 102, 103 during the entire scan.
  • a transmission electrode whose voltage level is changed among the plurality of transmitting electrodes 101, 102, and 103 is detected by the applied signal, and the voltage levels of the plurality of receiving electrodes 111, 112, and 113 are recognized.
  • the receiving electrode whose voltage level has changed is detected.
  • the coordinates are derived by combining the detected transmission electrodes and the positions where the transmission electrodes are disposed, and the derived coordinates correspond to the touched portion as coordinates corresponding to the changed capacitance.
  • the driving time may be limited when the resolution of the capacitive touch panel is increased, and in the case of the simultaneous driving method, all channels are simultaneously driven, thereby increasing power consumption.
  • the present invention solves the problems of the prior art described above. That is, to determine the touch point, the entire scan is divided into a first scan and a second scan.
  • a plurality of transmission electrodes are configured as a group and a signal is sequentially or simultaneously applied to determine a first analysis position.
  • the second scan provides a compression driving method of a touch panel device capable of determining a second analysis position by applying a signal to the first analysis position sequentially or simultaneously.
  • the drive unit for generating a transmission signal for the detection of a touch operation;
  • a touch sensor unit having a plurality of transmission electrodes and a plurality of reception electrodes that cross each other and forming a reception signal according to a touch operation;
  • a reception processor which receives the received signal and outputs a signal for determining the touch position;
  • a compression driving processor configured to determine a first analysis position based on the signal input from the reception processor, and determine a second analysis position by applying a signal to the determined first analysis position.
  • the time allocated to one transmitting electrode decreases as the number of transmitting electrodes increases, but the compression driving method according to the present invention uses one transmitting electrode.
  • multiple samplings can increase the accuracy of touch points.
  • the compression driving method according to the present invention senses the first analysis position, and thus, only the first analysis position Since sampling is performed, power consumption can be reduced.
  • FIG. 1 is a view for explaining a general touch panel driving apparatus for explaining a touch panel driving method according to the prior art.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a touch panel driving apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a view for explaining a touch panel driving method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view for explaining a driving time according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a touch panel driving apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the touch panel device includes a driver 200, a touch sensor 300, a reception processor 400, and a compression drive processor 500, and the compression drive processor 500 includes a reader 510. And a controller 520.
  • the driving unit 200 is a compressed sensing method having a first scan time and a second sensing time to determine the detection of a touch motion. 303) to transmit the signal.
  • the plurality of transmission electrodes 301, 302, and 303 are divided into groups to apply the transmission signal sequentially or simultaneously.
  • the transmission signal is sequentially or simultaneously transmitted to the first analysis position determined in the first scan. Is approved.
  • the touch sensor unit 300 has a plurality of transmission electrodes 301, 302, and 303 and a plurality of reception electrodes 311, 312, and 313.
  • Each of the transmitting electrodes 301, 302, and 303 and the receiving electrodes 311, 312, and 313 are arranged in an intersecting shape, and form capacitance at the intersecting points.
  • the transmission electrodes 301, 302, and 303 are arranged to have a predetermined distance from each other in a shape extending in the first direction.
  • the receiving electrodes 311, 312, and 313 have a shape extending in a second direction substantially perpendicular to the first direction, and are disposed with a predetermined distance from each other. Transmission signals are applied from the driver to the respective transmission electrodes 301, 302, and 303, and the reception signals are output to the reception electrodes 311, 312, and 313, respectively.
  • the reception processor 400 may receive the first sensing reception signal by the first scan and the second sensing reception signal by the second scan from the touch sensor unit 300 to receive the reception electrodes 311, 312, and 313. It is input through, and outputs a signal for determining each touch position.
  • the compression drive processor 500 includes a reader 510 and a controller 520.
  • the compression driving processor 500 receives the signal output from the receiving processor 400 to determine the touch point, determines the touch point, and outputs a signal to the driver 200 to perform the first scan and the second scan. do.
  • the reading unit 510 of the compression driving processor 500 receives the first sensing received signal output from the receiving processor 400 to determine an approximate touch position, and determines the correct touch position by receiving the second sensing received signal. do.
  • the estimated approximate touch position according to the first sensing reception signal is referred to as a first analysis position and the correct touch position according to the second sensing reception signal is referred to as a second analysis position.
  • control unit 520 of the compression driving processor 500 determines the first analysis position by receiving the first detection reception signal from the reading unit 510, the control unit 520 may apply a signal for applying the second detection reception signal to the determined analysis position. Output to the driver 200.
  • FIG. 3 is a view for explaining a touch panel driving method according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4 is a view for explaining the driving time of FIG.
  • the entire scan may be divided into a first scan and a second scan to determine a touch sensing position.
  • the driving unit 200 divides the plurality of transmission electrodes 301, 302, and 303 into a plurality of groups, and applies a signal for sampling to the touch sensor unit 300.
  • the signals applied from the driver 200 to the touch sensor unit 300 may be sequentially or simultaneously.
  • the reading unit 510 of the compression driving processor 500 receives the first detection signal and determines the first analysis position.
  • the control unit 520 of the compression driving processor 500 controls the driving unit 200 to apply the second scan signal only to the determined first analysis position.
  • m is a plurality of transmission electrodes 301, 302, 303 and t is a time for scanning one transmission electrode, and the plurality of transmission electrodes 301, 302, 303 is divided into n groups, the entire scan is performed. The time required for the first scan among the time m ⁇ t becomes (m ⁇ t) / n.
  • the first scan is terminated and the second scan is started through the control unit 520.
  • the driving unit 200 is controlled such that a plurality of sampling signals are applied only to the transmitting electrode positioned at the first analysis position of the touch sensor unit 300 through the control unit 520.
  • the signals applied from the driver 200 to the touch sensor unit 300 may be sequentially or simultaneously.
  • the time required for the second scan among the total scan time is the time obtained by subtracting (m ⁇ t) / n which is the time required for the first scan from the total scan time m ⁇ t. That is, since a signal is applied only to the first analysis position of the transmission electrode during the time period (m ⁇ t)-(m ⁇ t) / n, the number of sampling times for determining the second analysis position can be increased.
  • the touch sensor unit 300 is composed of 70 plurality of transmission electrodes 301, 302, 303 and 120 plurality of reception electrodes 311, 312, 313 and a plurality of transmission electrodes 301, 302, 303.
  • the compression driving method applies a signal in units of seven groups during the first scan to have a first scan time of 10 x t, and determines the first analysis position through the first scan.
  • sampling is performed during the second scan time of 60 ⁇ t minus the first scan time from the entire scan 70 ⁇ t to determine the second analysis position.
  • the matrix for the second scan is 7 ⁇ 7, so the number of samplings while driving one transmission electrode by the simultaneous driving method after sampling one block is
  • the second scan time is 60xt, which is 53xt minus 7xt, which is a time for sampling one block when 7x7 blocks are used. Therefore, since the number of sampling increases by 53 times compared with the conventional sequential driving method, the compression driving method can increase the accuracy of the touch point.
  • the amount of blocks for determining touch points is reduced to 0.58% compared to the conventional simultaneous driving method using 120 ⁇ 70 blocks.
  • the applied signals applied from the driver 200 to the touch sensor unit 300 are reduced from seventy to seven, the power consumption is reduced to 10% in terms of power consumption.
  • the method of driving the capacitive touch panel device according to the present invention described above divides the entire scan into a first scan and a second scan, and the plurality of transmission electrodes 301, 302, 303 are grouped and sequentially or sequentially during the first scan.
  • the signal is simultaneously applied to find the first analysis position, and during the second scan, the signal is sequentially or simultaneously applied to the first analysis position to detect the second analysis position, which is an accurate touch point through multiple sampling.
  • the time allocated to one transmitting electrode decreases as the number of transmitting electrodes increases, but the compression driving method according to the present invention is assigned to one transmitting electrode.
  • multiple samplings can increase the accuracy of touch points.
  • the compression driving method according to the present invention senses the first analysis position through a first scan, and Since only one analysis position performs multiple samplings, power consumption can be reduced.
  • reception processing unit 500 compression driving processing unit

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Abstract

본 발명에 의한 터치 패널 장치 및 구동 방법은, 터치 지점을 판별하기 위해 전체 스캔을 제1 스캔과 제2 스캔으로 나눈다. 제1 스캔에서는 복수의 송신 전극을 그룹으로 구성하여 순차적 또는 동시에 신호를 인가함으로써 제1 분석 위치를 판별하고, 제2 스캔에서는 제1 분석 위치에만 순차적 또는 동시에 신호를 인가하기 때문에 다수의 샘플링 시간을 충분히 확보할 수 있어 정확한 터치 지점인 제2 분석 위치를 판별할 수 있다.

Description

정전용량 터치패널용 구동 방법 및 장치
본 발명은 정전용량 터치패널용 구동 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제1 스캔을 통해 제1 분석 위치를 판별하고, 제1 스캔을 통해 판별된 제1 분석 위치에만 신호를 인가하는 제2 스캔을 수행하여 제2 분석 위치를 판별하는 압축 구동 방법(Compressed sensing method)에 관한 것이다.
개인용 컴퓨터, 휴대용 통신장치, 그 밖의 개인전용 정보처리장치 등은 키보드, 마우스, 디지타이저(Digitizer)등의 다양한 입력장치(Input Device)를 이용하여 사용자와의 인터페이스를 구성한다. 한편, 이동통신장비의 개발이 확대되면서, 키보드와 마우스 등과 같은 입력장치로는 제품의 완성도를 높이기 어려운 면이 있어, 더욱 간단하고 오작동을 감소시킬 수 있으며, 휴대 가능한 입력장치에 대한 요구가 날로 증가되고 있다. 이와 같은 요구에 발맞춰, 사용자가 손이나 펜 등으로 화면을 직접 접촉(touch)하여 정보를 입력하는 터치패널(Touch Panel)이 제안되었다.
터치패널은 간단하고, 오작동이 적으며, 다른 입력기기 없이 문자 입력이 가능하여 휴대가 용이하고, 사용자가 용이하게 사용방법을 감지할 수 있다는 장점이 있어 최근 다양한 정보처리장치에 적용되고 있다.
터치패널은, 터치된 부분을 감지하는 방식에 따라, 상판 또는 하판에 금속 전극을 형성하여 직류전압을 인가한 상태에서 터치된 위치를 저항에 따른 전압 구배로 판단하는 저항막 방식(Resistive type), 도전막에 등전위를 형성하고 터치에 따른 상하판의 전압 변화가 일어난 위치를 감지하여 터치된 부분을 감지하는 정전용량 방식(Capacitive type), 전자펜이 도전막을 터치함에 따라 유도되는 LC값을 읽어들여 터치된 부분을 감지하는 전자 유도 방식(Electro Magnetic type)등으로 구별될 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 터치 패널의 구동 방법을 설명하기 위한 일반적인 터치 패널의 전극 구조를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 터치 센서부(100)는 서로 수직 교차하는 복수의 송신 전극(101, 102, 103)과 복수의 수신 전극(111, 112, 113)으로 이루어진다. 이와 같이 구성되는 터치 센서부(100)는, 송신 전극과 수신 전극의 교차 영역에서 발생되는 정전용량(Capacitive)이 접촉(Touch)에 의해 변동함을 이용하여, 터치된 부분에 대응되는 좌표를 감지한다. 이때, 정전용량의 변동에 의해 전압 레벨이 변동한 송신 전극과 수신 전극을 검출함으로써 변동한 정전용량을 검출한다.
이러한 터치패널을 구동하는 방법으로는, 순차적으로 복수의 송신 전극 각각에 신호를 인가하는 순차 구동 방법(scan driving method)과 동시에 복수의 송신 전극에 신호를 인가하는 동시 구동 방법(multi-line selection driving method)이 있다.
순차 구동 방법에 따르면 전체 스캔 동안 신호가 복수의 송신 전극(101, 102, 103)에 순차적으로 인가된다. 인가된 신호에 의해 복수의 송신 전극(101, 102, 103) 각각의 전압 레벨을 순차적으로 인지하여 복수의 송신 전극(101, 102, 103) 중 전압 레벨이 변동한 송신 전극을 검출하고, 복수의 수신 전극(111, 112, 113) 각각의 전압 레벨을 순차적으로 인지하여 복수의 수신 전극(111, 112, 113) 중 전압 레벨이 변동한 수신 전극을 검출한다. 그리고, 검출된 송신 전극과 송신 전극 각각이 배치된 위치를 조합하여 좌표를 도출하는데, 이때 도출된 좌표는 변동한 정전용량에 대응하는 좌표로써, 터치된 부분에 대응된다.
동시 구동 방식은 전체 스캔 동안 신호가 복수의 송신 전극(101, 102, 103)으로 동시에 인가된다. 인가된 신호에 의해 복수의 송신 전극(101, 102, 103) 중 전압 레벨이 변동한 송신 전극을 검출하고, 복수의 수신 전극(111, 112, 113)의 전압 레벨을 인지하여 복수의 수신 전극 중 전압 레벨이 변동한 수신 전극을 검출한다. 그리고, 검출된 송신 전극과 송신 전극 각각이 배치된 위치를 조합하여 좌표를 도출하는데, 이때 도출된 좌표는 변동한 정전용량에 대응하는 좌표로써, 터치된 부분에 대응된다.
하지만 순차 구동 방법의 경우 정전용량 터치 패널의 해상도가 커질 경우 구동 시간의 제한이 발생할 수 있고, 동시 구동 방법의 경우 모든 채널을 동시에 구동하게 되면서 전력 소모가 증가하는 단점이 있다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것이다. 즉, 터치 지점을 판별하기 위해 전체 스캔을 제1 스캔과 제2 스캔으로 나눈다. 제1 스캔에서는 복수의 송신 전극을 그룹으로 구성하고 순차적 또는 동시에 신호를 인가하여 제1 분석 위치를 판별한다. 제2 스캔에서는 제1 분석 위치에만 순차적 또는 동시에 신호를 인가하여 제2 분석 위치를 판별할 수 있는 터치 패널 장치의 압축 구동 방법을 제공하는데 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 터치 동작의 감지를 위해 송신 신호를 생성하기 위한 구동부; 상호 교차하는 복수의 송신 전극과 복수의 수신 전극을 가지고, 터치 동작에 따른 수신 신호를 형성하는 터치 센서부; 상기 수신 신호가 입력되고, 상기 터치 위치를 판별하기 위한 신호를 출력하는 수신 처리부; 및 상기 수신 처리부에서 입력된 신호에 의해 제1 분석위치를 판별하고, 판별된 상기 제1 분석위치에 신호를 인가하여 제2 분석위치를 판별하기 위한 압축 구동 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 종래의 모든 송신 전극에 순차적으로 신호를 인가하는 순차 구동 방법은 송신 전극 수가 증가할수록 하나의 송신 전극에 할당 되는 시간이 감소하지만, 본 발명에 따른 압축 구동 방법은 하나의 송신 전극에 할당되는 시간을 충분히 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 다수의 샘플링을 통해 터치 지점에 대한 정확성을 높일 수 있다.
또한, 종래의 모든 송신 전극에 동시에 신호를 인가하는 동시 구동 방법은 송신 전극 수가 증가할수록 전력 소모가 증가하지만, 본 발명에 따른 압축 구동 방법은 제1 분석 위치를 감지하여, 제1 분석 위치만 다수의 샘플링을 실시하기 때문에 전력소모를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 기술적 효과들은 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 터치 패널 구동 방법을 설명하기 위한 일반적인 터치패널 구동 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널 구동 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 구동 시간을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
실시예
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널 구동 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 터치 패널 장치는 구동부(200), 터치 센서부(300), 수신 처리부(400) 및 압축 구동 처리부(500)로 구성되며, 압축 구동 처리부(500)는 판독부(510) 및 제어부(520)로 구성된다.
구동부(200)는 제1 스캔(Coarse sensing time)과 제2 스캔(Fine sensing time)을 갖는 압축 구동 방법(Compressed sensing method)으로 터치 동작의 감지를 판별하기 위해 복수의 송신 전극(301, 302, 303)으로 송신 신호를 인가한다. 제1 스캔 동안은 복수의 송신 전극(301, 302, 303)을 그룹으로 나누어 순차적 또는 동시에 송신 신호를 인가하며, 제2 스캔 동안에는 제1 스캔에서 판별된 제1 분석위치에 순차적 또는 동시에 송신 신호가 인가된다.
터치 센서부(300)는 복수개의 송신 전극들(301, 302, 303)과 복수개의 수신 전극들(311, 312, 313)을 가진다. 각각의 송신 전극들(301, 302, 303)과 수신전극들(311, 312, 313)은 교차하는 형상으로 배치되고, 교차되는 지점에서 커패시턴스를 형성한다. 또한, 송신 전극들(301, 302, 303)은 제1 방향으로 신장된 형상으로 상호간에 일정한 이격거리를 가지고 배치된다. 또한, 수신 전극들(311, 312, 313)은 제1 방향에 실질적으로 수직한 제2 방향으로 신장된 형상을 가지며, 상호간에 일정한 이격거리를 가지고 배치된다. 각각의 송신 전극들(301, 302, 303)에는 구동부로부터 송신 신호들이 인가되고, 각각이 수신 전극들(311, 312, 313)에는 수신 신호들이 출력된다.
수신 처리부(400)는 터치 센서부(300)에서 출력된 제1 스캔에 의한 제1 감지 수신신호 및 제2 스캔에 의한 제2 감지 수신신호를 각각의 수신 전극들(311, 312, 313)을 통해 입력받고, 각각의 터치 위치를 판별하기 위한 신호를 출력한다.
압축 구동 처리부(500)는 판독부(510)와 제어부(520)로 구성된다. 압축 구동 처리부(500)는 터치 지점을 판별하기 위해 수신 처리부(400)에서 출력된 신호를 입력받아 터치 지점을 판별하고, 제1 스캔과 제2 스캔을 수행하기 위해 구동부(200)로 신호를 출력한다.
압축 구동 처리부(500)의 판독부(510)는 수신 처리부(400)에서 출력된 제1 감지 수신신호를 입력받아 대략적인 터치 위치를 판별하고, 제2 감지 수신신호를 입력받아 정확한 터치 위치를 판별한다. 여기서 제1 감지 수신신호에 따른 예측된 대략적인 터치 위치를 제1 분석위치, 제2 감지 수신신호에 따른 정확한 터치 위치를 제2 분석위치라 명명한다.
압축 구동 처리부(500)의 제어부(520)는 판독부(510)에서 제1 감지 수신신호를 수신하여 제1 분석위치를 판별하면, 판별된 분석위치에 제2 감지 수신신호를 인가하기 위한 신호를 구동부(200)로 출력한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널 구동 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 3의 구동 시간을 설명하기 위한 도면이다.
도 3과 도 4를 참조하면, 터치 감지 위치를 판별하기 위해 전체 스캔을 제1 스캔과 제2 스캔으로 나눌 수 있다.
제1 스캔에서는 구동부(200)에서 복수의 송신 전극들(301, 302, 303)을 복수개의 그룹으로 나누고, 터치 센서부(300)로 샘플링(sampling)을 위한 신호를 인가한다. 구동부(200)에서 터치 센서부(300)로 인가되는 신호는 순차적으로 이루어 질 수도 있고, 동시에 이루어 질 수도 있다.
터치 센서부(300)의 복수의 송신 전극(301, 302, 303)에 신호가 인가되면 복수의 송신 전극(301, 302, 303)과 복수의 수신 전극(311, 312, 313)의 교차지점에서 변화된 커패시턴스를 각각의 수신 전극들(311, 312, 313)을 통해 출력된다. 각각의 수신 전극들(311, 312, 313)을 통해 출력된 출력 신호는 수신 처리부(400)에 입력되고, 수신 처리부(400)는 제1 감지 신호를 압축 구동 처리부(500)로 출력한다.
압축 구동 처리부(500)의 판독부(510)는 제1 감지 신호를 입력받고, 제1 분석 위치를 판별하게 된다. 판독부(510)를 통해 제1 분석 위치가 판별되면, 압축 구동 처리부(500)의 제어부(520)는 판별된 제1 분석 위치만 제2 스캔 신호가 인가 되도록 구동부(200)를 제어한다. 여기서 m을 복수의 송신 전극(301, 302, 303), t를 하나의 송신 전극을 스캔하는 시간이라 하고, 복수의 송신 전극(301, 302, 303)을 n개의 그룹으로 나눈다고 하면, 전체 스캔 시간인 m×t 중 제1 스캔이 소요되는 시간은 (m×t)/n이 된다.
판독부(510)에서 제1 분석 위치가 판별되면, 제1 스캔은 종료되고, 제어부(520)를 통해 제2 스캔이 개시된다.
제2 스캔 동안에는 제어부(520)를 통해 터치 센서부(300)의 제1 분석 위치에 위치한 송신 전극에만 다수의 샘플링을 위한 신호가 인가되도록 구동부(200)를 제어한다. 구동부(200)에서 터치 센서부(300)로 인가되는 신호는 순차적으로 이루어 질 수도 있고, 동시에 이루어 질 수도 있다.
전체 스캔 시간 중 제2 스캔이 소요되는 시간은 전체 스캔 시간 m×t에서 제1 스캔이 소요되는 시간인 (m×t)/n을 뺀 시간이 된다. 즉, (m×t)-(m×t)/n의 시간동안 송신 전극의 제1 분석 위치에만 신호가 인가되기 때문에 제2 분석 위치를 판별하기 위한 다수의 샘플링 횟수를 증가시킬 수 있다.
예시로서, 터치 센서부(300)가 70개의 복수의 송신 전극(301, 302, 303)과 120개의 복수의 수신 전극(311, 312, 313)으로 구성되고 복수의 송신 전극(301, 302, 303)을 7개씩 그룹으로 구성하면, 압축 구동 방식은 제1 스캔 동안 7개의 그룹 단위로 신호를 인가하여 10×t의 제1 스캔 시간을 갖게 되고, 제1 스캔을 통해 제1 분석 위치를 판별한다. 또한, 전체 스캔 70×t에서 제1 스캔 시간을 뺀 60×t의 제2 스캔 시간 동안 샘플링이 수행되어 제2 분석 위치를 판별한다.
복수의 송신 전극을 7개씩 그룹으로 구성한 경우 제2 스캔을 위한 블록(Matrix)은 7×7이 되기 때문에 하나의 블록을 샘플링한 후 하나의 송신 전극을 동시 구동 방법으로 구동하면서 샘플링하는 수는, 제2 스캔 시간인 60×t에서 7×7블록을 사용하였을 때의 하나의 블록을 샘플링하는 시간인 7×t를 뺀 53×t가 된다. 따라서, 압축 구동 방법은 종래의 순차 구동 방법에 비해 샘플링 하는 수가 53배 증가하게 되므로 터치 지점에 대한 정확성을 높일 수 있다.
또한, 복수의 송신 전극을 7개의 그룹으로 나누어 7×7의 블록을 사용하기 때문에 120×70의 블록을 사용하는 종래의 동시 구동 방법에 비해 터치 지점을 판별하기 위한 블록의 량이 0.58%로 감소하게 되며, 구동부(200)에서 터치 센서부(300)로 인가되는 인가 신호가 70개에서 7개로 감소하기 때문에 전력 소모 측면에서도 10%로 감소하게 된다.
상술한 본 발명에 따른 정전용량 터치 패널 장치의 구동 방법은 전체 스캔을 제1 스캔과 제2 스캔으로 나누고, 제1 스캔 동안에는 복수의 송신 전극(301, 302, 303)을 그룹으로 구성하고 순차적 또는 동시에 신호를 인가하여 제1 분석 위치를 찾고, 제2 스캔 동안에는 제1 분석 위치에 순차적 또는 동시에 신호를 인가하여 다수의 샘플링을 통해 정확한 터치 지점인 제2 분석 위치를 감지한다.
따라서, 종래의 모든 송신 전극에 순차적으로 신호를 인가하는 순차 구동 방법은 송신 전극 수가 증가할수록 하나의 송신 전극에 할당되는 시간이 감소하지만, 본 발명에 따른 압축 구동 방법은 하나의 송신 전극에 할당되는 시간을 충분히 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 다수의 샘플링을 통해 터치 지점에 대한 정확성을 높일 수 있다.
또한, 종래의 모든 송신 전극에 신호를 동시에 인가하는 동시구동방법은 송신 전극 수가 증가할수록 전력 소모가 증가하지만, 본 발명에 따른 압축 구동 방법은 제1 스캔을 통해 제1 분석 위치를 감지하고, 제1 분석 위치만 다수의 샘플링을 실시하기 때문에 전력소모를 감소시킬 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
[부호의 설명]
100, 300 : 터치 센서부 200 : 구동부
400 : 수신 처리부 500 : 압축 구동 처리부
510 : 판독부 520 : 제어부

Claims (16)

  1. 터치 동작의 감지를 위해 송신 신호를 생성하기 위한 구동부;
    상호 교차하는 복수의 송신 전극과 복수의 수신 전극을 가지고, 터치 동작에 따른 수신 신호를 형성하는 터치 센서부;
    상기 수신 신호가 입력되고, 상기 터치 위치를 판별하기 위한 신호를 출력하는 수신 처리부; 및
    상기 수신 처리부에서 입력된 신호에 의해 제1 분석위치를 판별하고, 판별된 상기 제1 분석위치에 신호를 인가하여 제2 분석위치를 판별하기 위한 압축 구동 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는 상기 제1 분석위치를 판별하기 위한 제1 스캔 신호 및 상기 제2 분석위치를 판별하기 위한 제2 스캔 신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 압축 구동 처리부는,
    상기 수신 처리부에서 입력된 터치신호를 판별하기 위한 판독부; 및
    상기 제2 분석위치를 판별하기 위해 상기 판독부에서 판별된 상기 제1 분석위치에 인가되는 신호를 생성하는 제어부를 포함하는 터치 패널 장치.
  4. 터치 패널 장치에서 터치를 감지하기 위한 방법으로서,
    제1 스캔 신호를 인가하여 터치 정보가 수신되는 제1 분석 위치를 판별하는 단계; 및
    상기 제1 분석 위치에 제2 스캔 신호를 인가하여 터치 정보가 수신되는 제2 분석 위치를 판별하는 단계를 포함하는 터치 패널 장치 구동방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 스캔 신호는 복수의 송신 전극을 그룹으로 구성하여 그룹마다 신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치 구동방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 스캔 신호는 상기 그룹 중 어느 하나의 그룹에 포함된 송신 전극에 신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치 구동방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 스캔 신호는 상기 그룹 중 어느 하나의 그룹인 상기 제1 분석 위치에 다수회의 신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치 구동방법.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 제1 분석 위치는 상기 제2 분석 위치를 포함하고, 상기 제1 분석 위치는 상기 제2 분석 위치보다 큰 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치 구동방법.
  9. 제5항에 있어서, 상기 제1 스캔 신호를 인가하는 단계는,
    상기 그룹으로 구성된 복수의 송신 전극에 대해 순차적으로 신호를 인가하는 것을 포함하는 터치 패널 장치의 구동 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 분석 위치에 상기 제2 스캔 신호를 인가하는 단계는,
    상기 제1 분석 위치에 순차적으로 신호를 인가하는 것을 포함하는 터치 패널 장치의 구동 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 제1 분석 위치에 상기 제2 스캔 신호를 인가하는 단계는,
    상기 제1 분석 위치에 동시에 신호를 인가하는 것을 포함하는 터치 패널 장치의 구동 방법.
  12. 제5항에 있어서, 상기 제1 스캔 신호를 인가하는 단계는,
    상기 그룹으로 구성된 복수의 송신 전극에 대해 모든 그룹에 동시에 신호를 인가하는 것을 포함하는 터치 패널 장치의 구동 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 분석 위치에 상기 제2 스캔 신호를 인가하는 단계는,
    상기 제1 분석 위치에 순차적으로 신호를 인가하는 것을 포함하는 터치 패널 장치의 구동 방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 제1 분석 위치에 상기 제2 스캔 신호를 인가하는 단계는,
    상기 제1 분석 위치에 동시에 복수의 신호를 인가하는 것을 포함하는 터치 패널 장치의 구동 방법.
  15. 제5항에 있어서,
    상기 제1 스캔 신호의 시간은, 전체 스캔 시간에서 상기 그룹의 개수로 나눈 시간을 가지는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치의 구동 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제2 스캔 신호의 시간은, 전체 스캔 시간에서 상기 제1 스캔 신호가 가지는 시간을 뺀 시간을 가지는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치의 구동 방법.
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