WO2016093525A1 - 터치 신호 검출 장치 및 터치 신호 검출 방법 - Google Patents

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WO2016093525A1
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이성호
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주식회사지2터치
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    • G06F2203/04107—Shielding in digitiser, i.e. guard or shielding arrangements, mostly for capacitive touchscreens, e.g. driven shields, driven grounds

Definitions

  • the present invention relates to a capacitive touch input device of a touch input means having a finger or a similar conductive property of a body, and more particularly, a touch signal detection device which can be widely used in touch detection sensors having an array of different arrays;
  • the present invention relates to a touch signal detection method.
  • a touch screen panel is attached to a display device such as a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP), an organic light emitting diode (OLED), an active matrix organic light emitting diode (AMOLED), or the like.
  • a display device such as a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP), an organic light emitting diode (OLED), an active matrix organic light emitting diode (AMOLED), or the like.
  • a signal corresponding to a corresponding position is generated when an object such as a finger or a pen is touched.
  • Touch screen panels are used in a wide range of fields such as small portable terminals, industrial terminals, and digital information devices (DIDs).
  • the capacitive touch screen panel has a high transmittance, a soft touch can be recognized, and multi-touch and gesture recognition have advantages of expanding the market.
  • a transparent conductive film is formed on upper and lower surfaces of a transparent substrate 2 made of plastic, glass, or the like, and a voltage applying metal electrode 4 is formed at each of four corners of the transparent substrate 2.
  • the transparent conductive film is formed of a transparent metal such as indium tin oxide (ITO) or antimony tin oxide (ATO).
  • the metal electrodes 4 formed at four corners of the transparent conductive film are formed by printing a conductive metal having a low resistivity such as silver (Ag).
  • a resistance network is formed around the metal electrodes 4. The resistance network is formed in a linearization pattern in order to transmit control signals evenly over the entire surface of the transparent conductive film.
  • a protective film is coated on the transparent conductive film including the metal electrode 4.
  • the capacitive touch screen panel when an alternating current voltage of high frequency is applied to the metal electrode 4, the capacitive touch screen panel spreads on the front surface of the transparent substrate 2. At this time, when the transparent conductive film on the upper surface of the transparent substrate 2 is lightly touched by the finger 8 or the conductive touch input means, a certain amount of current is absorbed into the body and the current sensor built in the controller 6 detects a change in the current. The touch points are recognized by calculating the amount of current in each of the four metal electrodes 4.
  • the capacitive touch screen panel as shown in FIG. 1 is a method of detecting the magnitude of the micro current, and thus requires an expensive detection device, which increases the price and makes it difficult to multi-touch to recognize a plurality of touches.
  • the capacitive touch screen panel as shown in FIG. 2 is mainly used.
  • the touch screen panel of FIG. 2 includes a linear touch detection sensor 5a in the horizontal direction, a linear touch detection sensor 5b in the longitudinal direction, and a touch drive IC 7 for analyzing a touch signal.
  • the touch screen panel is a method of detecting the magnitude of the capacitance formed between the linear touch detection sensor 5 and the finger 8, and the linear touch detection sensor 5a in the horizontal direction and the linear touch detection sensor 5b in the longitudinal direction. ) And a signal is detected to recognize a plurality of touch points.
  • the touch screen panel as described above is mounted and used on a display device such as an LCD, a phenomenon in which signal detection is difficult due to noise occurs.
  • the LCD uses a common electrode to which the common voltage Vcom is commonly applied to the liquid crystal.
  • the common electrode is affected by the pixel voltage applied to the liquid crystal, and thus the common voltage is shaken.
  • the common voltage of Vcom acts as noise when detecting the touch point.
  • the scan signal is scanned by scanning the linear touch detection sensor 5a in the horizontal direction and the linear touch detection sensor 5b in the vertical direction to obtain the touch signal, as opposed to the touch signal being affected by the shaking of the common voltage. In some cases, the signal affects the common voltage, resulting in poor image quality.
  • FIG. 3 shows an embodiment in which a conventional capacitive touch screen panel is installed on an LCD.
  • the display device 200 has a structure in which a liquid crystal is sealed between the lower TFT substrate 205 and the upper color filter 215 to form the liquid crystal layer 210.
  • the TFT substrate 205 and the color filter 215 are bonded by the sealant 230 at the outer portion thereof.
  • a polarizing plate is attached to the upper and lower sides of the liquid crystal panel, and in addition, a BLU (Back Light Unit) is installed.
  • BLU Back Light Unit
  • a touch screen panel is installed on the display device 200 as shown.
  • the touch screen panel has a structure in which the linear touch detection sensor 5 is mounted on the upper surface of the substrate 1.
  • a protective panel 3 for protecting the linear touch detection sensor 5 is attached.
  • the touch screen panel is attached to an edge portion of the display device 200 through an adhesive member 9 such as a double adhesive tape (DAT), and forms an air gap 9a between the display device 200.
  • DAT double adhesive tape
  • a capacitance such as Ct is formed between the finger 8 and the linear touch detection sensor 5.
  • the same capacitance as the common electrode capacitance Cvcom is formed between the linear touch detection sensor 5 and the common electrode 220 formed on the lower surface of the color filter 215 of the display device 200.
  • the detection sensor 5 also acts on Cp, which is an unknown parasitic capacitance due to capacitance coupling between patterns or manufacturing process factors.
  • a circuit such as the equivalent circuit of FIG. 4 is configured.
  • the conventional touch screen panel detects a touch by detecting a change amount of Ct, which is a touch capacitance, and components such as Cvcom and Cp act as noise in detecting Ct.
  • Ct which is a touch capacitance
  • components such as Cvcom and Cp act as noise in detecting Ct.
  • the common electrode capacitance Cvom is sometimes ten times larger than the touch capacitance Ct, the touch sensitivity is deteriorated due to the distortion of the touch signal due to the shaking of Cvcom and the problem that it is 10 times larger than the touch capacitance Ct. .
  • FIG. 5 is an embodiment of a method for reducing Cvcom, and since the linear sensors of FIG. 2 are separated into several parts, Cvcom becomes smaller, thereby reducing the above-described sensitivity degradation and influence on the display device.
  • this structure has more touch detection sensors 10 than linear sensors 5 of FIG. 2, so that the touch signals must be detected by the plurality of touch detection sensors 10 to satisfy the touch signal report time.
  • a row signal adjacent to the same column for example, when simultaneously detecting a touch signal from (Col1, Row1) and (Cool1, Row2), is connected between each touch detection sensor 10 and the sensor signal line 22 connected to each other.
  • interference of the touch signal occurs due to the parasitic capacitance Cp.
  • FIG. 6 illustrates an embodiment in which interference of the touch signal occurs when the touch signals are simultaneously detected by the (C1, R1) 22-a and the (C1, R2) 22-b. 5 and 6, the sensing pad signal lines 22a of FIG. 6 are adjacent to each other in FIG. 5 and are connected to the touch drive ICs (TDIs), and the parasitic capacitance Cp is formed between the lines.
  • the touch signal is detected by the (C1, R1) touch detection sensor of FIG. 6 using the driving back phenomenon (see Patent Application No. 2012-0109309), the parasitic capacitance Cp is used to determine the (C1, R1) and (C1). Since R2) is mutually affected, an error of touch signal detection occurs.
  • the present invention aims to provide a touch signal detection apparatus and a touch signal detection method that can be widely used in touch detection sensors having an array of different arrays, when a plurality of touch detection sensors 10 simultaneously detect a touch signal. It is an object of the present invention to simultaneously provide an apparatus and a method for preventing signal interference between the detection sensors 10.
  • one touch detection device can be widely used for different arrangements of touch detection sensors by utilizing the technique of remapping (RE-MAP).
  • RE-MAP technique of remapping
  • a cost reduction effect can be obtained by using the same touch detection device without producing a separate touch detection device for a display device including a touch detection sensor having a different arrangement. Can be.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of a conventional touch screen panel
  • FIG. 2 is a plan view showing another example of a conventional touch screen panel
  • FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an example in which the touch screen panel of FIG. 2 is installed on a display device.
  • FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of detecting touch capacitance in FIG. 3.
  • FIG. 5 illustrates an embodiment of a method for reducing a common voltage Vcom in a touch screen panel.
  • FIG. 6 illustrates an embodiment in which interference of a touch signal occurs when two adjacent touch detection sensors simultaneously detect a touch signal.
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of a touch detection apparatus 200 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 illustrates an embodiment of using a multiplexer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram showing a connection between a touch screen panel and a touch drive IC (TDI) to illustrate re-map.
  • TTI touch drive IC
  • 12A and 12B are diagrams illustrating the remapping process
  • the touch signal detection device for detecting whether the touch in the touch pad (touch pad) including a plurality of touch detection sensors arranged in a matrix form
  • a memory unit connected to the plurality of touch detection sensors of each column to receive and store a touch signal through a plurality of touch signal lines transferring a touch signal generated by the touch detection sensor, wherein the storage array of the memory unit is The memory unit different from the arrangement of the touch detection sensor; And a touch detector configured to detect the touch signal stored in the memory unit to determine whether the touch is detected, and to remap the touch signal stored in the memory unit to match the arrangement of the touch detection sensor. It is configured to perform.
  • a plurality of multiplexers connected to the plurality of touch detection sensors of each column to receive the touch signals through a plurality of touch signal lines for transmitting touch signals generated by the touch detection sensors; And at least one selection signal generator for generating a selection signal for selecting a touch signal of a part of the touch signals received by each of the multiplexers.
  • the memory unit divides and stores the touch signals into groups according to the output of the multiplexer, and in each column of the touch detection sensor in which the number of input pins receiving the touch signals of each of the multiplexers is connected to the input pins. The number of the touch signal line of do not match.
  • the number of input pins of the multiplexer in the touch signal detection device is larger than the number of all touch signal lines of the touch pad.
  • the remapping may be a process of rearranging the touch signals stored in the memory unit based on the coordinates of the columns of the touch detection sensor.
  • Each of the multiplexers is configured to have the same input and output configuration, the same number of inputs, the same number of outputs, the same number of selection signals, and the order of the input signals selected for any selection signal is the same.
  • Each of the multiplexers has the same input and output configurations, and the multiplexers have different numbers of inputs.
  • the touch signal lines input to the respective multiplexers may be arranged in a direction according to the position of the touch detection sensor of each column.
  • the directionality increases as the row number of the touch detection sensor of each column increases, or the number of input pins of the touch signal lines input to the multiplexers increases or the row of the touch pad of each column increases. As the number decreases, the number of input pins of the touch signal lines inputted to the respective multiplexers decreases.
  • Each of the multiplexers is configured to receive the touch signal through a touch signal line connected to the touch detection sensor belonging to the same column or to receive the touch signal through a touch signal line connected to the touch detection sensor belonging to another column. do.
  • the selection signal generated by the selection signal generator is commonly applied to each of the multiplexers.
  • the selection signal is configured to emit only one output of the inputs of the multiplexer.
  • the touch detection sensor corresponding to the one output selected by the selection signal is a sensing pad, and it is determined whether the touch is detected by the touch detection unit, and the other touch detection sensors except the sensing pad are non-sensing pads. It is characterized in that it is connected to zero potential or ground potential or DC potential as a -sensing pad).
  • the touch signal line may be disposed on the left side or the right side of the touch detection sensor.
  • the touch detection resolution may be changed by changing the position of the touch detection sensor positioned in another column or another row in the horizontal or vertical direction.
  • the touch detection sensor may be scanned in a plurality of rows.
  • the touch signal detecting apparatus may include charging means for charging a parasitic capacitance Cp, a driving capacitance Cdrv, and a touch capacitance Ct formed between the touch detection sensor and the touch input tool in the touch pad;
  • An alternating voltage applying unit configured to apply an alternating voltage to the touch detection sensor;
  • a level shift detection unit comparing a voltage change in the touch detection sensor when no touch occurs with a voltage change in the touch pad when a touch occurs It characterized in that it further comprises;
  • the alternating voltage is applied while the parasitic capacitance Cp, the driving capacitance Cdrv, and the touch capacitance Ct are kept in a floating state by turning off the charging means. It is done.
  • the input terminal of the level shift detection unit maintains a high impedance (Hi-Z) state when determining whether or not the touch is performed.
  • the voltage variation in the touch detection sensor when the touch is generated is smaller than the voltage variation in the touch detection sensor when the touch is not generated.
  • the voltage fluctuation in the touch detection sensor when the touch is generated and the voltage fluctuation in the touch detection sensor when the touch is not generated are generated in association with the rising edge and the falling edge of the applied alternating voltage.
  • the touch signal detection method for detecting whether the touch in the touch pad (touch pad) including a plurality of touch detection sensors arranged in a matrix form
  • a selection signal generation step of generating a selection signal for selecting a touch signal of some of the touch signals received by each of the multiplexers by at least one selection signal generator.
  • the memory unit divides and stores the touch signals into groups according to the output of the multiplexer, and in each column of the touch detection sensor in which the number of input pins receiving the touch signals of each of the multiplexers is connected to the input pins. The number of the touch signal line of do not match.
  • the remapping is a process of rearranging the touch signal stored in the memory unit based on the coordinates of the column of the touch detection sensor.
  • Each of the multiplexers has the same input and output configuration, and the number of selected touch signals is the same as the number of input touch signals.
  • Each of the multiplexers has the same input and output configurations, and the multiplexers have different numbers of inputs.
  • the touch signal lines input to each of the multiplexers may be arranged in a direction according to the position of the touch detection sensor of each column.
  • the directionality increases as the row number of the touch detection sensor of each column increases or the number of the input pin of the touch signal line input to each of the multiplexers increases or the row of the touch detection sensor of each column increases. As the number of rows decreases, the number of input pins of the touch signal lines input to each of the multiplexers decreases.
  • Each of the multiplexers is configured to receive the touch signal through a touch signal line connected to the touch detection sensor belonging to the same column or to receive the touch signal through a touch signal line connected to the touch detection sensor belonging to another column. do.
  • the selection signal generated by the selection signal generator is commonly applied to each of the multiplexers.
  • the selection signal is configured to emit only one output of the inputs of the multiplexer.
  • the touch detection sensor corresponding to the one output selected by the selection signal is a sensing pad, and it is determined whether the touch is detected by the touch detection unit, and the other touch detection sensors except the sensing pad are non-sensing pads. It is characterized in that it is connected to zero potential or ground potential or DC potential as a -sensing pad).
  • the detecting of the touch signal may include charging a parasitic capacitance Cp, a driving capacitance Cdrv, and a touch capacitance Ct generated by the appearance of a conductor by charging means;
  • the level shift detection step of determining whether or not the touch by comparing the variation characterized in that it further comprises.
  • the alternating voltage is applied while the parasitic capacitance Cp, the driving capacitance Cdrv, and the touch capacitance Ct are kept in a floating state by turning off the charging means. It is done.
  • the input terminal of the level shift detection unit maintains a high impedance (Hi-Z) state when determining whether or not the touch is performed.
  • the voltage variation in the touch detection sensor when the touch is generated is smaller than the voltage variation in the touch detection sensor when the touch is not generated.
  • the voltage fluctuation in the touch detection sensor when the touch is generated and the voltage fluctuation in the touch detection sensor when the touch is not generated are generated in association with the rising edge and the falling edge of the applied alternating voltage.
  • the display device referred to in the present invention means any one of LCD, PDP and OLED, or any means for displaying other images.
  • the LCD requires a common voltage (Vcom) to drive the liquid crystal.
  • Vcom common voltage
  • a line inversion scheme in which a common voltage of a common electrode alternates for one or a plurality of gate lines is used to reduce current consumption.
  • a large LCD uses a dot inversion driving scheme in which a common voltage of a common electrode has a constant DC level.
  • a transverse electric field mode LCD a common electrode is formed in a partial region of the TFT substrate constituting the LCD so that an image is displayed by a line inversion or dot inversion driving method.
  • a back ground is commonly formed in the entire color filter exposed to the outside through the back ITO, and grounded with a ground signal to prevent ESD.
  • common electrodes in addition to the electrode to which the common voltage Vcom is applied as described above, all electrodes which are commonly used in the display device are referred to as “common electrodes” and the alternating voltage, DC voltage, or unspecified voltage applied to the common electrode of the display device. Voltage in the form of alternating frequency is referred to as "common voltage”.
  • the present invention detects a non-contact touch input of a touch input means having a finger or similar electrical characteristics.
  • non-contact touch input means that a touch input means such as a finger makes a touch input while being spaced apart from the touch detection sensor by a substrate existing between the input means and the touch detection sensor.
  • the touch input means may contact the outer surface of the substrate.
  • the touch input means and the touch detection sensor maintain a non-contact state. Accordingly, the touch action of the finger on the touch detection sensor may be expressed by the term “access”.
  • the finger since the finger may be in contact with the outer surface of the substrate, the touch action of the finger against the substrate may be expressed by the term "contact”. In this specification, “access” and “contact” are commonly used.
  • configurations such as “units” described below are collections of unit function elements that perform specific functions.
  • an amplifier of a signal is a unit function element, and an amplifier or signal converters are collected.
  • the aggregate may be named as a signal converter.
  • ⁇ part may be included in a larger component or “ ⁇ part” or may include smaller components and “ ⁇ part”. Also, the " ⁇ part” may have its own CPU.
  • signal refers to voltage or current, unless otherwise specified.
  • capacitor refers to physical size and is used in the same meaning as “capacitance”. Meanwhile, “capacitor” refers to an element having a capacitance of physical size.
  • C used as a symbol of the capacitor in the present specification is used as a symbol to refer to the capacitor and also denotes a capacitance that is the size of the capacitor.
  • C1 is a symbol for a capacitor and also means that the capacitance of the capacitor is C1.
  • the "forcing" signal means that the level of a signal that is kept in a certain state is changed.
  • the on / off control terminal of the switching element is used.
  • Applying a signal means that the existing low level voltage changes to a high level.
  • the touch detection sensor 10 includes a sensing pad 10a (hatched touch detection sensor of FIG. 9) and a non-sensing pad 10b (empty touch detection sensor of FIG. 9).
  • the sensing pad 10a determines whether the touch detection sensor 10 (that is, the touch detection unit 14 at the same time is touched at once at the same time, among the plurality of touch detection sensors 10, to detect the touch.
  • the non-sensing pad 10b is a touch detection sensor 10 that does not perform touch detection and is not connected to the touch detection unit 14 (that is, when determining whether the sensing pad is touched). At the same time, the touch detection sensor that does not determine whether the touch.
  • any non-sensing pad 10b is switched to the sensing pad 10a in a predetermined order. Therefore, the sensing pad and the non-sensing pad are not fixed and are sequentially determined in a predetermined order.
  • the time sharing technique is an embodiment of ordering.
  • the non-sensing pad 10b may be connected to a zero voltage or ground or a DC power supply having a predetermined size.
  • the meaning of detecting a touch or a touch signal in the present specification is the same meaning, the voltage detected by the touch detection unit when the touch capacitance is not formed because a conductor such as a finger does not touch or approach the touch detection sensor 10, This means that the difference in voltage detected by the touch detection unit is detected by the touch capacitance Ct formed when a conductor such as a finger faces the touch detection sensor.
  • touch drive IC Touch Drive IC
  • TDI touch drive IC
  • precharge and charge and precharge voltage and charge voltage are used in the same meaning.
  • the sensor signal line connecting the sensing pad and the sensing pad is identified unless otherwise specified, and the non-sensing pad signal line connecting the non-sensing pad and the non-sensing pad is also used the same unless otherwise specified.
  • the column is a direction toward the TDI 30 after the sensor signal lines are formed in groups and the row is a direction perpendicular to the column direction.
  • the touch detection apparatus 200 includes a touch detection sensor 10, a driving capacitance adjusting unit 41, an alternating voltage applying unit 42, a charging voltage applying unit and a level shift detection unit 14 ( Corresponding to the touch detector 14 in FIG. 5).
  • the touch detection sensor 10 forms a touch capacitance Ct between a touch input tool such as a finger or a conductor as an electrode patterned on a substrate to detect a touch input.
  • the touch detection sensor 10 may be formed of a transparent conductor.
  • the touch detection sensor 10 may be formed of a transparent material such as indium tin oxide (ITO), antimony tin oxide (ATO), carbon nano tube (CNT), and indium zinc oxide (IZO).
  • ITO indium tin oxide
  • ATO antimony tin oxide
  • CNT carbon nano tube
  • IZO indium zinc oxide
  • the touch detection sensor 10 may be formed of metal.
  • the touch detection sensor 10 outputs a signal corresponding to the touch state in response to the alternating voltage in the floating state after the charge is charged. For example, the touch detection sensor 10 outputs a different level shift value when the touch input tool is touched or not touched in response to an alternating voltage Vdrv alternated at a predetermined frequency.
  • the touch detection apparatus 200 may further include a charging means 12.
  • the charging means 12 may be a three-terminal switching device that performs a switching operation according to a control signal supplied to the on / off control terminal, or may be a linear device such as an OP-AMP that supplies a signal according to the control signal.
  • a touch capacitance Ct, a parasitic capacitance Cp, and a driving capacitance Cdrv connected to the output terminal of the charging means 12 are connected to the input terminal while the charging means is turned on. When a certain charging voltage is applied to Ct, Cdrv, Cp and the like are charged with the charging voltage. After that, when the charging means 12 is turned off, the signals charged in the Ct, Cdrv, etc. are isolated in the charged state unless otherwise discharged.
  • the input terminal of the level shift detection unit to be described later preferably has a high impedance, but the touch input is observed while discharging the signal charged in Cdrv or the like, or the charge signal is isolated by other means.
  • the impedance of the input terminal of the level shift detection unit may be low.
  • the above-described charging means 12 is turned on and the charges charged in the touch detection sensor 10 are isolated as the charging means 12 is turned off. This isolated state is called a floating state.
  • the charge of the charge signal isolated between the charging means 12 and the level shift detection section is changed by the alternating voltage applied to the drive capacitance from the outside. The voltage level is different when a touch occurs and when a touch does not occur. This level difference before and after the touch is called level shift.
  • the drive capacitance adjusting unit 41 adjusts the drive capacitance formed between the touch detection sensor 10.
  • the alternating voltage applying unit 42 applies an alternating voltage. Specifically, the alternating voltage application unit applies an alternating voltage alternated at a predetermined frequency to the touch detection sensor 10 to change the potential at the touch detection sensor 10.
  • the level shift detector detects a level shift generated by the alternating voltage Vdrv in the floating state.
  • the level shift detection unit may detect whether the level shift has occurred by measuring the voltage variation in the touch detection sensor 10 when no touch occurs and the voltage variation in the touch detection sensor 10 when the touch occurs. That is, the potential of the touch detection sensor 10 is raised or lowered by the applied alternating voltage Vdrv.
  • the voltage level variation when the touch occurs has a value smaller than the voltage level variation when the touch does not occur. . Therefore, the level shift detection section detects the level shift by comparing the voltage levels before and after the touch.
  • the level shift detector 14 may acquire a touch signal based on a difference in voltage variation in the touch detection sensor 10 according to an alternating voltage before and after a touch occurs.
  • the level shift detector may be composed of a combination of various elements or circuits.
  • the level shift detection unit may include an amplifying device that amplifies a signal at the output terminal of the touch detection sensor 10, an analog to digital converter (ADC), a voltage to frequency converter (VFC), a flip-flop, and a latch ( It may be configured by combining at least one of a latch, a buffer, a transistor (TR), a thin film transistor (TFT), a comparator, a DAC, and the like.
  • the touch capacitance Ct refers to a capacitance formed between the touch detection sensor 10 and a touch input tool such as a hand.
  • the parasitic capacitance Cp refers to the capacitance accompanying the touch detection sensor 10 and includes any parasitic capacitance generated by the touch detection sensor 10, the signal wiring, and the layout of the TDI. can do.
  • the driving capacitance Cdrv is a capacitance formed in a path for supplying an alternating voltage Vdrv alternately at a predetermined frequency for each touch detection sensor 10.
  • the driving capacitance Cdrv may exist inside the TDI or may be separately located outside the TDI.
  • the charging means 12 is a CMOS, a control signal Vg is applied to the gate, and a charging voltage is applied to the source (or drain).
  • Vg is applied to the gate
  • Vg is applied to the source
  • Vg is applied to the gate
  • a charging voltage is applied to the source (or drain).
  • other switchable devices other than CMOS may be used.
  • the first input of the level shift detector may include a voltage follower, and the voltage follower outputs the same signal as the input signal, and the input stage has a high impedance (Hi-z) characteristic.
  • the voltage follower can function as a buffer.
  • the charging means 12 is turned on to supply a charging voltage to charge the driving capacitance Cdrv, the touch capacitance Ct, and the parasitic capacitance Cp. After that, when the charging means 12 is turned off, the input terminal of the voltage follower is high impedance, and thus charged charge is isolated, and accordingly, the potential of the touch detection sensor 10 is maintained, so that the voltage of the touch detection sensor 10 ( Vnt) remains constant. Subsequently, when the voltage of the alternating voltage Vdrv rises or falls, the voltage Vo level at the output terminal of the touch detection sensor 10 rises or falls in conjunction with the alternating voltage.
  • V is the voltage variation in the touch detection sensor 10
  • Vh is the high level voltage of the alternating voltage
  • Vl is the low level voltage of the alternating voltage
  • Cdrv is the drive capacitance
  • Cp is the parasitic capacitance
  • Ct is The touch capacitance, Vpre, is the charging voltage.
  • a separate signal line (separated signal line 300) having a ground or zero voltage or a DC power supply having a predetermined size is inserted between the adjacent sensor signal line and the touch detection sensor. That is, the separate signal line (separated signal line 300) is inserted between the touch detection sensors 10 of (C1, R1) and (C1, R2) of FIG. 5 or between the sensor signal lines 22 connected thereto. The separate signal line (separated signal line 300) is inserted.
  • the parasitic capacitance Cp of FIG. 6 formed between adjacent sensor signal lines 22 is separated into two parasitic capacitances Cp1 and Cp2 by separate signal lines (separated signal line 300), and mutual interference is excluded. do.
  • this method has a problem in that a separate signal line (separated signal line 300) must be inserted between the sensor signal lines 22, thereby increasing the width of the path where the sensor signal lines 22 are disposed. That is, referring to FIG. 5, there is a problem that the width of the place where the bundle 100 of the sensor signal line 22 passes is widened.
  • the hatched touch detection sensor 10 of FIG. 9 is a sensing pad 10a that detects a touch signal
  • the non-hatched touch detection sensor 10 is a non-sensing pad that does not detect a touch ( 10b).
  • the non-sensing pad 10b is located between the sensing pads 10a and is a DC voltage having zero magnitude, ground, or a predetermined magnitude. That is, when the sensing pad 10a detects the touch signal, the non-sensing pad 10b is positioned between the sensing pads 10a and the potential of the non-sensing pad 10b is zero potential, ground, or DC voltage.
  • the TDI 30 controls the non-sensing pad 10b to be connected to zero potential, ground, or a DC voltage.
  • the sensing pads 10a such as col1 and col2 may be crossed with each other, or touch signals may be detected in the same row as col3 and col4.
  • touch signals in the same row as col3 and col4 mutual interference occurs between (C3, R1) and (C4, R1). Therefore, as shown, a DC line having zero potential, ground, or DC voltage is disposed between them. It is preferable.
  • the touch signal may be lost since a certain time is required when the touch signal is detected using the ADC.
  • the number of ADCs increases the volume of the TDI 30 and increases the current consumption.
  • a preferred embodiment is to have one sensing pad 10a in one column.
  • the potential of the non-sensing pad 10b is zero potential / ground / DC potential.
  • the potential of the non-sensing pad is the same. That is, the potentials of the non-sensing pads 10b present in the same column are all zero potentials, all grounds, or all DC potentials.
  • One method of extracting one sensing pad 10a from a plurality of touch detection sensors included in one column is to use a multiplexer (mux, mux).
  • 10 is an embodiment of the use of a multiplexer.
  • the embodiment of FIG. 10 has an example of having five groups and including six touch detection sensors 10 in one group, but this is only an example for explanation and is actually in more groups and groups. Even more touch detection sensors 10 can be added.
  • a group is a collection of touch detection sensors 10 sharing a mux 31.
  • the mux 31 is a 6in x 1out type that outputs one signal for six inputs.
  • the mux is 20in x 1out (select one of 20 inputs) or 30in x 1out (30 inputs).
  • Various embodiments may be selected, as in the case of selecting one of the inputs.
  • a select signal In order to select one of a plurality of signals input to the mux 31, a select signal is required. Two selection signals will be needed to select one of the four input signals and three selection signals will be needed to select one of the eight input signals. In the embodiment of Fig. 10, at least three selection signals are required because one output signal of the six input signals is to be determined, which is denoted as “A, B, C.” These selection signals are common to all the mux 31. When applied, the selection signal generator 400 is applied to all muxes in common, so that the circuit for the selection signal generator is simplified and the TDI 30 is simplified. The signal is common to all muxes.
  • the mux 31 preferably uses the same type.
  • the same type of mux means 1) the same number of inputs 2) the same number of outputs 3) the same number of selection signals 4) the order of the input signals selected for any selection signal is the same (i.e., ABC HLL means that the fourth of the six signals input to the mux is selected and this signal is output).
  • ABC HLL means that the fourth of the six signals input to the mux is selected and this signal is output).
  • the same selection signal is used for all the muxes.
  • the connection method of the touch detection sensor 10 and the mux in the group connected with the mux 31 is also the same.
  • Row 1 is allocated to the mux 30a input 1 and Row 2 is allocated to the mux input 2.
  • Row 6, the last one, is assigned to mux input 6.
  • This wiring method is the same for all muxes.
  • the touch detection sensor 10 in the same row is used for detecting the touch signal except when the re-map method is not used.
  • all the touch detection sensors 10 except for the touch detection sensors 10 of the same row used for touch detection are connected to zero potential, ground, or a predetermined DC potential.
  • the potential of the non-sensing pad 10b is the same zero potential, the same ground, or the same DC potential.
  • the same number of pins are allocated to each input group of the TDI 30. For example, since there are six touch detection sensors 10 in each of the five groups illustrated in FIG. 10, six connection pins are assigned to one group in the TDI 30. This means that the same number of pins, such as 1 to 6 and 7 to 12, are allocated in FIG. 10.
  • the TDI 30 has a group to which the same number of input pins are assigned. Referring to FIG. 10, 1 to 6 are group 1, 7 to 12 are group 2, and 25 to 30 are group 5, and six pins are identically allocated to five groups. Sometimes, the number of pins can be increased by adding several inputs to an arbitrary group, but it is also possible to use the same mux.
  • the TDI 30 is also arranged in groups. For example, it is not possible to interrupt signals between pins 7 and 30, which are pins of other groups, between input pins 1 and 6 of the TDI in which group 1 is arranged.
  • This is a method for selecting the same input signal by the same selection signal and using the touch detection sensor 10 of the same row for the touch signal detection to easily operate the ADC or the amplifier according to the rules. Accordingly, the trend of increasing (or decreasing) the selected row number is the same as the pin number in the TDI 30 increases (or decreases) for each group. That is, as the pin number of TDI increases in group 1, the tendency of increasing the number of selected rows is equally applied to all groups.
  • the touch signal is used without any manipulation. It is possible to perform the required operation. (The necessary operation may be extracting touch coordinates.) For example, if a touch signal is detected at (C3, R3) and (C3, R4), it is a signal detected by two consecutive sensors and the memory unit 28 Also, since the signals are stored in the corresponding memory continuously, it is possible to obtain the touch coordinates without performing any operation such as re-map (rearranging the touch signals stored in the memory unit to match the arrangement of the touch sensor). It means.
  • the touch signal detection method is for detecting whether a touch is in a touch pad including a plurality of touch detection sensors arranged in a matrix form.
  • the touch signal detection method includes a touch detection step of determining whether a conductor is touched by detecting the touch signal received through a plurality of touch signal lines connected to each touch detection sensor and transmitting a touch signal. , By the touch detector or the level shift detector 14.
  • the touchpad further includes at least one separated signal line 300 having a predetermined constant width not connected to the touch detection sensor between each row of the touch detection sensors and between touch signal lines connected to the touch detection sensors of the row. It is characterized by including.
  • the separate signal lines are connected to zero potential or ground potential or a constant DC voltage.
  • the touch signals are sequentially detected in units of columns of the touch detection sensor, and at the time of detecting the touch signal, at least one sensing pad (touch sensing unit) at the same time is determined at the same time by each of the columns of the touch detection sensor.
  • Non-sensing pads are connected to zero or ground potential or a constant DC voltage.
  • the position of the row of the sensing pad and the non-sensing pad when detecting the touch signal may be different for each column or the same for each column.
  • the sensing pad in each column is plural, and at least one non-sensing pad is positioned between the sensing pads.
  • the non-sensing pad is characterized in that it is connected to zero potential or ground potential or a constant DC voltage.
  • the non-sensing pads are disposed between the sensing pads so that the non-sensing pads can serve as separate signal lines.
  • the non-sensing pads serve to separate the sensing pads
  • the touch signal lines connected to the non-sensing pads serve as separation signal lines separating the touch signal lines connected to the sensing pads.
  • One sensing pad may be configured for each column, and the other may be configured as non-sensing pads, and the non-sensing pads may be connected to zero potential or ground potential or a constant DC voltage.
  • non-sensing pads are characterized in that they are all connected to have the same potential.
  • the charging step of charging the parasitic capacitance Cp, the driving capacitance Cdrv, and the touch capacitance Ct generated by the appearance of the conductor by the charging means is present in the touch pad. ;
  • the alternating voltage is applied and a level shift is performed while the charging means is turned off to maintain the parasitic capacitance Cp, the driving capacitance Cdrv, and the touch capacitance Ct in a floating state.
  • the input terminal of the detector maintains a high impedance (Hi-Z) state when determining whether a touch is made.
  • the voltage variation in the touch detection sensor at the time of touch generation is smaller than the voltage variation at the touch detection sensor at the time of non-touch, and the voltage variation at the touch detection sensor at the time of touch generation and the voltage variation at the touch detection sensor when no touch occurs. Occurs in conjunction with the rising and falling edges of the applied alternating voltage.
  • FIG. 11 is an embodiment of the remapping of FIG. 10.
  • Remapping (re-map) used in the present invention refers to arithmetic operations such as rearranging the touch signals stored in the memory unit of the TDI to match the arrangement of the touch detection sensor.
  • a series of calculation processes for matching the touch detection signal stored in the memory unit of the TDI with the arrangement of the touch detection sensor must be additionally performed.
  • This re-map process occurs when the TDI employed to detect this in a display device having an array of touch detection sensors of X x Y is not optimized for the structure of X x Y.
  • TDI 30 since six touch detection sensors 10 are included in five groups, six input pins are allocated to one group (or mux) in the TDI 30. That is, in FIG. 10, MUXs having the same number of input pins are allocated to six touch signal lines constituting one column such as 1 to 6 and 7 to 12, respectively, to configure TDI. In the embodiment of FIG. 10, the operation of the re-map described above is not required separately.
  • each mux of the group constituting the TDI does not accommodate all one group in the touch detection sensor and transitions to another mux.
  • the touch detection sensor 10 may be added in all directions in the horizontal or vertical direction or in the horizontal and vertical direction, thereby increasing the number of TDIs. For example, if the resolution of the touch detection sensor optimized for 7-inch display is 20 horizontal and 20 vertical, the same TDI used for the 7-inch display is used for 7-inch display for the 14-inch display. Four more than the number of TDIs required.
  • the display device is slightly larger than 7 inches by 8 inches, 20 horizontally and vertically 22 touch detection sensors may be optimally disposed.
  • the number of touch detection targets for detection is increased to 440 TDIs 30 that need to detect the existing 20x20 resolution, that is, the touch signals from 400 touch detection sensors 10.
  • the number of touch signal detection signals limited to 400 cannot be increased.
  • the resolution of one of the touch signals detected in one of the X and Y directions may be abandoned, and the resolution of one of the touch signals may be adjusted.
  • the arrangement of the 18 x 22 touch detection sensor is optimal, where X (or horizontal) is the number of groups and Y (or horizontal) at the touch resolution of X x Y (or horizontal x vertical). It is assumed that the number of vertical lines) is the number of touch detection sensors 10 included in one group.
  • a technique called re-map should be used, and the present invention provides a related technology.
  • FIG. 11 illustrates an example in which only the sensor signal line 22 is disposed from right to left in the embodiment of FIG. 10 and the re-map of the touch detection sensor 10 is illustrated.
  • the horizontal touch resolution is more important, it is possible to use an array of display devices having six or seven columns in the horizontal direction and a reduced number of sensors in the vertical direction.
  • the touch signal detecting apparatus and the touch signal detecting method according to the present invention it is possible to increase the touch detection resolution by connecting the touch detection sensors 10 used in different groups in the vertical direction.
  • the present invention enables the sensor signal line to be disposed on the left or right side of the touch detection sensor 10.
  • the TDI 30 used in the embodiment of FIG. 10 is capable of accommodating five mux groups and six touch detection sensors 10 in each group, that is, in case of accommodating six touch signal lines. to be.
  • FIG. 11 illustrates an example of remapping, and illustrates an example in which a TDI 30 optimized for a 6 ⁇ 5 array of touch detection sensors is employed for use in a 4 ⁇ 7 array of touch detection sensors. .
  • each MUX group may not accommodate all the touch signal lines of each column, but the number of input pins of the entire TDI 30 may accommodate all the touch signal lines of the touch detection sensor.
  • the touch signal of the touch detection sensor of (C2, R1) of the first column is not received by the mux 31-1 of group 1, but is received by the mux 31-2 of group 2. .
  • touch signals of the touch detection sensors of (C3, R1) and (C3, R2) of the second column are not received by the mux 31-2 of group 2, and the mux 31-3 of group 3 Is received.
  • (C4, R1), (C4, R2) and (C4, R3) of the third column are not received by the mux 31-3 of group 3, but are received by the mux 31-4 of group 4 .
  • the seven touch signal lines of each column in FIG. 11 are not individually accommodated in each mux group having six input pins, the 28 touch signal lines can all be accommodated in a mux group having a total of 30 input pins. to be.
  • the two input pins of the Group 5 mux remain unconnected to the touch signal line.
  • the operation of the mux in FIG. 11 operates the same as described in FIG. That is, one output is discharged by the selection signal generated in the selection signal generator 400 and the same selection signal may be adopted for all mux groups. In this case, the touch detection sensor 10 in the same row is selected for detecting the touch signal.
  • the touch detection sensors simultaneously detected by the TDI are (C1, R1), (C2, R1), (C3, R1), (C4, R1) and (C5, R1).
  • the touch detection sensor of the same row is selected in FIG. 10 by the same selection signal.
  • the touch detection sensor of the same row is different from that of FIG. Parent parts) It can be seen that the touch detection sensor is selected.
  • the hatched portion of FIG. 11 shows the row changing by the sensor 10 or the re-map which is initially scanned as Row1 of FIG. 10.
  • two sensors 10 may be selected in one column. Even when two touch detection sensors are selected at the same time in the touch detection sensor of the column 1, since the sensor signal lines 22 (signal lines 2 to 6) between the two sensors are connected to the DC power source, the two sensors C1, R1) and (C2, R1) are not mutually affected.
  • the touch detection sensor 10 may be re-map, but a specific region (hereinafter referred to as frame memory) of the memory unit 28 mapped one-to-one with the touch detection sensor 10 in the TDI 30 may be re-map. Since it is impossible to read the frame memory of the memory unit 28 of the TDI 30, it will be read as shown in FIG. 12B.
  • the memory unit 28 will be stored and read as shown in FIG. 12B because the memory unit 28 will store the touch signals received in the mux of each group.
  • (C2, R1) of FIG. 11 is disposed in Group 1 in the touch detection sensor, the sensor signal line connected to (C2, R1) is connected to the mux of Group 2, and as shown in FIG. Stored in a column.
  • the frame memory in the memory section 28 in the present invention is associated with a group of mux, which will not necessarily be the same as the frame memory of the touch detection sensor.
  • the present invention re-maps the raw data stored in the memory to be mapped with the re-mapped touch detection sensor 10 based on the raw data mapped one-to-one with the touch detection sensor 10.
  • the remapping process refers to a process of rearranging the frame memory of the memory unit according to the column coordinates of the touch detection sensor.
  • the touch signal detecting apparatus and method of the present invention it is possible to have an advantageous effect in terms of reducing the production cost of TDI.
  • the touch signal detecting apparatus of the present invention although the total number of input pins of the multiplexer is larger than the total number of touch signal lines of the touch pad, the number of input pins for receiving touch signals of each multiplexer is connected to the input pins.
  • the TDI used when the number of each column of the touch detection sensor and the number of input pins of each multiplexer are matched one-to-one may be utilized as it is.
  • Remapping refers to a process such that a touch signal stored in a memory unit matches an array of touch detection sensors.
  • the remapping includes rearranging the touch signals stored in the memory unit based on the coordinates of the columns of the touch detection sensor.

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Abstract

본 발명은 신체의 손가락 또는 이와 유사한 도전 특성을 갖는 터치입력수단의 정전식 터치입력 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 서로 다른 어레이의 배열을 갖는 터치검출 센서에 폭넓게 활용할 수 있는 터치 신호 검출 장치 및 터치 신호 검출 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 터치 검출 장치 및 터치 검출 방법에 의하면, 재매핑(RE-MAP)의 기술을 활용하여 하나의 터치 검출 장치를 상이한 배열의 터치검출 센서에 대하여 폭넓게 활용할 수 있는 효과가 있다. 본 발명에 따른 터치 검출 장치 및 터치 검출 방법에 의하면, 다른 배치를 갖는 터치검출 센서를 포함하는 표시장치에 대하여 별도의 터치 검출 장치를 생산하지 않고 동일한 터치 검출 장치를 사용함으로써 비용 절감의 효과를 얻을 수 있다.

Description

터치 신호 검출 장치 및 터치 신호 검출 방법
본 발명은 신체의 손가락 또는 이와 유사한 도전 특성을 갖는 터치입력수단의 정전식 터치입력 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 서로 다른 어레이의 배열을 갖는 터치검출 센서에 폭넓게 활용할 수 있는 터치 신호 검출 장치 및 터치 신호 검출 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 터치스크린패널(Touch Screen Panel)은 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Light Emitting Diode), AMOLED(Active Matrix Organic Light Emitting Diode) 등의 표시장치 위에 부착되는 것으로서, 손가락이나 펜 등의 물체가 터치될 때 해당 위치에 대응하는 신호를 발생시키는 입력장치의 하나이다. 터치스크린패널은 소형 휴대단말기, 산업용 단말기, DID(Digital Information Device) 등 매우 폭넓은 분야에서 이용되고 있다.
종래 터치스크린패널은 다양한 유형이 개시되어 있으나, 제조공정이 간단하고 제조코스트가 저렴한 저항방식의 터치스크린패널이 가장 널리 이용되고 있다. 그러나 저항방식의 터치스크린패널은 투과율이 낮고 압력을 인가해야 하므로 사용이 불편하고 멀티터치 및 제스처 인식이 곤란하고 검출오류가 발생하는 등의 문제점을 안고 있다.
이에 반해, 정전식 터치스크린패널은 투과율이 높고 소프트 터치를 인식할 수 있고 멀티터치 및 제스처 인식이 양호한 장점을 갖고 있어 점차 시장을 넓혀가고 있다.
도 1은 종래 정전식 터치스크린패널의 일예를 보여준다. 도 1을 참조하면, 플라스틱 또는 유리 등으로 제조된 투명기판(2)의 상하면에 투명도전막이 형성되며, 투명기판(2)의 네 모서리 각각에 전압인가용 금속전극(4)이 형성되어 있다. 상기 투명도전막은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 ATO(Antimony Tin Oxide) 등의 투명한 금속으로 형성된다. 그리고 상기 투명도전막의 네 모서리에 형성되는 금속전극(4)들은 은(Ag) 등의 저항률이 낮은 도전성 금속으로 프린팅하여 형성한다. 상기 금속전극(4)들의 주변에는 저항 네트워크가 형성된다. 상기 저항 네트워크는 상기 투명도전막의 표면 전체에 균등하게 컨트롤신호를 송출하기 위하여 선형성 패턴(Linearization Pattern)으로 형성된다. 그리고 금속전극(4)을 포함한 투명도전막의 상부에는 보호막이 코팅된다.
위와 같은 정전식 터치스크린패널은 상기 금속전극(4)에 고주파의 교류 전압을 인가하면 이는 투명기판(2)의 전면에 퍼지게 된다. 이때 손가락(8)이나 도전성 터치입력수단으로 투명기판(2) 상면의 투명도전막을 가볍게 터치하면, 일정량의 전류가 체내로 흡수되면서 컨트롤러(6)에 내장된 전류센서에서 전류의 변화를 감지하고 4개의 금속전극(4) 각각에서의 전류량을 연산하여 터치 지점을 인식하게 된다.
그런데, 도 1과 같은 정전식 터치스크린패널은 미소 전류의 크기를 검출하는 방식으로서, 고가의 검출장치를 필요로 하므로 가격이 상승하며 복수개의 터치를 인식하는 멀티터치가 어려운 문제점이 있다.
이러한 문제점을 극복하기 위하여 근래에는 도 2와 같은 정전식 터치스크린패널이 주로 사용되고 있다. 도 2의 터치스크린패널은 횡방향의 선형터치검출 센서(5a) 및 종방향의 선형터치검출 센서(5b), 터치신호를 분석하는 터치드라이브IC(7)로 이루어져 있다. 이러한 터치스크린패널은 선형터치검출 센서(5)과 손가락(8) 사이에 형성되는 커패시턴스의 크기를 검출하는 방식으로서, 횡방향의 선형터치검출 센서(5a)과 종방향의 선형터치검출 센서(5b)을 스캔하여 신호를 검출하므로 복수개의 터치지점을 인식할 수 있다.
그런데, 위와 같은 터치스크린패널은 LCD와 같은 표시장치 위에 실장되어 사용될 때, 노이즈에 의해 신호 검출이 어려운 현상이 발생한다. 예컨대, LCD는 액정에 공통으로 인가되는 공통전압(Vcom)이 인가되는 공통전극을 사용하며, 액정에 인가되는 화소전압에 따라 공통전압이 영향을 받고 이로 인해 공통전압이 흔들리는 경우가 발생하므로 공통전극의 공통전압(Vcom)은 터치지점 검출 시 노이즈로 작용한다.
또한, 공통전압의 흔들림에 의해 터치신호가 영향을 받는것과는 반대로, 터치신호를 획득하기 위해 횡방향의 선형터치검출 센서(5a)과 종방향의 선형터치검출 센서(5b)을 스캔하는것에 의해 스캔신호가 공통전압에 영향을 끼쳐 화질불량이 발생하는 경우도 발생한다.
도 3은 LCD 위에 종래 정전식 터치스크린패널이 설치된 실시태양을 보여준다. 표시장치(200)는 하측의 TFT기판(205)과 상측의 칼라필터(215) 사이에 액정이 봉입되어 액정층(210)을 형성하는 구조를 갖는다. 액정의 봉입을 위하여 TFT기판(205)과 칼라필터(215)는 그 외곽부에서 실런트(230)에 의해 접합된다. 도시하지 않았지만, 액정패널의 상하로는 편광판이 부착되며, 그밖에도 BLU(Back Light Unit)가 설치된다.
표시장치(200)의 상부에는 도시한 바와 같이 터치스크린패널이 설치된다. 터치스크린패널은 기판(1)의 상면에 상기한 선형터치검출 센서(5)이 올려진 구조를 갖는다. 기판(1)의 위에는 선형터치검출 센서(5)을 보호하기 위한 보호패널(3)이 부착된다. 터치스크린패널은 DAT(Double Adhesive Tape) 등과 같은 접착부재(9)를 매개로 표시장치(200)의 에지부에 접착되며, 표시장치(200)와의 사이에서 에어갭(9a)을 형성한다.
이러한 구성에서 도 3에서와 같은 터치가 발생할 경우, 손가락(8)과 선형터치검출 센서(5) 사이에는 Ct와 같은 커패시턴스가 형성된다. 그런데, 도시한 바와 같이 선형터치검출 센서(5)과 표시장치(200)의 칼라필터(215) 하면에 형성된 공통전극(220) 사이에서도 공통전극커패시턴스(Cvcom)와 같은 커패시턴스가 형성되며, 선형터치검출 센서(5)에는 패턴 사이의 커패시턴스결합 또는 제조 공정 요인 등에 의한 미지의 기생커패시턴스인 Cp도 작용하고 있다. 따라서, 도 4의 등가회로와 같은 회로가 구성된다.
여기서, 종래 터치스크린패널은 터치 정전용량인 Ct의 변화량을 검출해서 터치를 인식하며, Cvcom 및 Cp와 같은 성분은 Ct의 검출에 있어 노이즈로 작용한다. 특히 공통전극 커패시턴스 Cvom은 터치 정전용량인 Ct보다 열배 이상 큰 경우도 있기 때문에 Cvcom의 흔들림으로 인한 터치신호의 왜곡 및 터치 정전용량인 Ct보다 10배이상 크다는 문제로 인해 터치 감도가 저하 된다는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 Cvom을 줄이는 새로운 구조의 터치 검출방법이 제안된다. 도 5는 Cvcom을 줄이기 위한 방법의 일 실시예로서, 도2의 선형센서를 여러개로 분리하였으므로 Cvcom이 작아지는 효과가 있어서, 전술한 감도 저하나 표시장치에 영향을 주고받는 문제를 해결할 수 있다. 그러나 이러한 구조는 터치검출 센서(10)이 도면2의 선형센서(5)보다 많아지므로 터치신호 보고시간(Report Time)을 충족시키기 위해 복수개의 터치검출 센서(10)에서 터치신호를 검출해야 하는 경우가 발생하며, 이때 동일 column에 인접하는 Row 신호-예컨대, (Col1,Row1)과 (Cool1,Row2)에서 터치신호를 동시에 검출할 때, 각 터치검출 센서(10)와 연결된 센서신호선(22) 사이의 기생정전용량(Cp)에 의해 터치신호의 간섭이 발생한다는 문제가 있다.
도 6은(C1,R1)(22-a)및 (C1,R2)(22-b)에서 동시에 터치신호를 검출할 때 터치신호의 간섭이 발생하는 경우의 실시예이다. 도 5와 도 6을 참조하면, 도6의 센싱패드 신호선(22a)은 도 5에서 상호 인접하여 터치드라이브IC(TDI)에 접속되며 선간에 기생정전용량인 Cp가 형성된다. 만일 드라이빙백 현상(특허 출원번호 : 2012-0109309 참조)을 이용하여 도 6의 (C1,R1) 터치검출 센서에서 터치신호를 검출할 때, 기생정전용량Cp를 통하여 (C1,R1)과 (C1,R2)가 상호 영향을 받으므로 터치신호검출의 오류가 발생한다.
본 발명은 서로 다른 어레이의 배열을 갖는 터치검출 센서에 폭넓게 활용할 수 있는 터치 신호 검출 장치 및 터치 신호 검출 방법을 제공하는 것을 목적으로 동시에 복수의 터치검출 센서(10)가 터치신호를 검출할 때 터치검출 센서(10) 상호간 신호 간섭이 발생하지 않도록 하는 장치 및 방법을 동시에 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 터치 검출 장치 및 터치 검출 방법에 의하면, 재매핑(RE-MAP)의 기술을 활용하여 하나의 터치 검출 장치를 상이한 배열의 터치검출 센서에 대하여 폭넓게 활용할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 터치 검출 장치 및 터치 검출 방법에 의하면, 다른 배치를 갖는 터치검출 센서를 포함하는 표시장치에 대하여 별도의 터치 검출 장치를 생산하지 않고 동일한 터치 검출 장치를 사용함으로써 비용 절감의 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 종래 터치스크린패널의 일예를 보인 사시도
도 2는 종래 터치스크린패널의 다른 예를 보인 평면구성도
도 3은 도 2의 터치스크린패널이 표시장치 위에 설치된 예를 보인 단면도
도 4는 도 3에서 터치커패시턴스를 검출하는 등가 회로도
도 5는 터치스크린패널에서 공통 전압(Vcom)을 줄이기 위한 방법의 일 실시예
도 6은 두 개의 인접한 터치검출 센서에서 동시에 터치신호를 검출할 때 터치신호의 간섭이 발생하는 경우의 실시예
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 검출 장치(200)의 구성을 설명하기 위한 블록도
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 인접한 센서신호선 사이의 기생정전용량에 의한 간섭을 해결한 실시예
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서신호선의 폭이 넓어지는 문제를 해결하는 실시예
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티플렉서 사용에 관한 실시예
도 11은 재매핑(re-map)을 설명하기 위해 터치스크린패널과 터치드라이브 IC(TDI)간의 연결을 보여주는 다이어그램
도 12A 및 12B는 재매핑 프로세스를 설명하는 다이어그램
본 발명에 따른 터치 검출 장치의 일 실시예에 의하면
매트릭스 형태로 배열된 복수개의 터치검출 센서를 포함하는 터치패드(touch pad)에서 터치 여부를 검출하는 터치 신호 검출 장치에 있어서,
각 컬럼의 복수개의 상기 터치검출 센서에 연결되어 상기 터치검출 센서에서 발생된 터치 신호를 전달하는 복수개의 터치 신호선을 통하여 터치 신호를 수신 및 저장하는 메모리부로서, 상기 메모리부의 저장 어레이(array)는 상기 터치검출 센서의 배열과 상이한 상기 메모리부; 및 상기 메모리부에 저장된 상기 터치 신호를 검출하여 터치 여부를 판단하는 터치 검출부를 포함하되, 상기 메모리부에 저장된 상기 터치 신호를 상기 터치검출센서의 배열과 매칭되도록 재매핑(re-map)하는 프로세스를 수행하도록 구성된다.
바람직하게는,
각 컬럼의 복수개의 상기 터치검출 센서에 연결되어 상기 터치검출 센서에서 발생된 터치신호를 전달하는 복수개의 터치 신호선을 통해 상기 터치 신호를 수신하는 복수개의 멀티플렉서(multiplexer); 각각의 상기 멀티플렉서에 수신된 상기 터치 신호 중 일부의 터치 신호를 선택하기 위한 선택신호를 발생시키는 적어도 하나 이상의 선택신호 생성기;를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 메모리부는 상기 터치 신호를 상기 멀티플렉서의 출력에 따라 그룹으로 분리하여 저장하고, 각각의 상기 멀티플렉서의 상기 터치 신호를 입력받는 입력핀의 개수가 상기 입력핀에 연결되는 상기 터치검출 센서의 각 컬럼에서의 상기 터치 신호선의 개수가 일치하지 않는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 터치신호 검출장치에서 상기 멀티플렉서의 전체 입력핀의 개수가 상기 터치패드의 전체 터치 신호선의 개수보다 많은 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 재매핑은 상기 메모리부에 저장된 상기 터치 신호를 상기 터치검출 센서의 컬럼의 좌표를 기준으로 재배열하는 과정인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
각각의 상기 멀티플렉서는 입력과 출력의 구성이 동일하고, 동일한 입력의 개수 및 동일한 출력의 개수 및 동일한 선택신호의 개수 그리고 임의의 선택신호에 대해 선택된 입력신호의 순번이 동일한 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
각각의 상기 멀티플렉서는 입력과 출력의 구성이 동일하되, 입력의 개수가 다른 멀티플렉서가 존재하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
각각의 멀티플렉서에 입력되는 상기 터치 신호선은 각 컬럼의 상기 터치검출 센서의 위치에 따라 방향성을 가지고 배치되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 방향성은 상기 각 컬럼의 상기 터치검출 센서의 로우(row) 번호가 증가할 수록 상기 각각의 멀티플렉서에 입력되는 상기 터치 신호선의 입력 핀의 번호가 증가하거나 상기 각 컬럼의 상기 터치패드의 로우(row) 번호가 감소할 수록 상기 각각의 멀티플렉서에 입력되는 상기 터치 신호선의 입력 핀의 번호가 감소하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
각각의 상기 멀티플렉서는 동일한 컬럼에 속하는 상기 터치검출 센서와 연결된 터치 신호선을 통하여 상기 터치 신호를 입력받거나 다른 컬럼에 속하는 상기 터치검출 센서와 연결된 터치 신호선을 통하여 상기 터치 신호를 입력받도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 선택신호 생성기에서 생성된 상기 선택신호가 각각의 상기 멀티플렉서에 공통으로 인가되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 선택신호는 상기 멀티플렉서의 입력들 중 하나의 출력만을 내보도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 선택신호에 의해 선택된 상기 하나의 출력에 대응하는 터치검출 센서는 센싱 패드(sensing pad)로서 상기 터치 검출부에 의해 터치 여부가 판단되고, 상기 센싱 패드를 제외한 나머지 터치검출 센서는 난센싱 패드(non-sensing pad)로서 영전위 또는 그라운드 전위 또는 DC전위에 연결되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 난센싱 패드의 전위는 모두 동일한 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 터치 신호선은 상기 터치검출 센서의 좌측 또는 우측에 배치되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
가로방향 또는 세로방향으로 다른 컬럼 또는 다른 로우에 위치한 상기 터치검출 센서의 위치를 변경시켜 터치검출 해상도를 변경시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 터치검출 해상도를 변경시키는 경우, 여러 개의 로우에서 터치검출 센서를 스캔하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 터치신호 검출장치는 상기 터치패드 내에 존재하는 기생정전용량(Cp), 구동정전용량(Cdrv) 및 상기 터치검출 센서와 터치입력도구 사이에서 형성되는 터치정전용량(Ct)을 충전시키는 충전 수단; 상기 터치검출 센서에 교번 전압을 인가하는 교번 전압 인가부;및 터치 미발생시의 상기 터치검출 센서에서의 전압 변동분과 터치 발생시의 상기 터치패드에서의 전압 변동분을 비교하여 터치 여부를 판단하는 레벨 시프트 검출부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
충전 완료후 상기 충전 수단을 턴 오프하여 상기 기생정전용량(Cp), 구동정전용량(Cdrv) 및 터치정전용량(Ct)을 플로팅(floating)상태로 유지한 상태에서 상기 교번 전압이 인가되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 레벨 시프트 검출부의 입력단은 터치 여부 판단시 하이 임피던스(Hi-Z)상태를 유지하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 터치 발생시의 상기 터치검출 센서에서의 전압 변동분은 상기 터치 미발생시의 상기 터치검출 센서에서의 전압 변동분보다 작은 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 터치 발생시의 상기 터치검출 센서에서의 전압 변동 및 상기 터치 미발생시의 상기 터치검출 센서에서의 전압 변동은 인가된 상기 교번 전압의 상승 에지 및 하강 에지에 연동되어 발생하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 터치 신호 검출 방법의 일 실시예에 의하면,
매트릭스 형태로 배열된 복수개의 터치검출 센서를 포함하는 터치패드(touch pad)에서 터치 여부를 검출하는 터치 신호 검출 방법에 있어서,
메모리부에 의해 각 컬럼의 복수개의 상기 터치검출 센서에 연결되어 상기 터치검출 센서에서 발생된 터치 신호를 전달하는 복수개의 터치 신호선을 통하여 터치 신호를 수신 및 저장하는 저장단계; 및 터치 검출부에 의해 상기 메모리부에 저장된 상기 터치 신호 중 선택신호에 의해 선택된 터치 신호를 검출하여 터치 여부를 판단하는 터치 검출 단계;를 포함하되, 상기 메모리부에 저장된 상기 터치 신호를 상기 터치검출 센서의 배열과 매칭되도록 재매핑(re-map)하는 프로세스를 수행하도록 구성된다.
바람직하게는,
복수개의 멀티플렉서(multiplexer)에 의해 각 컬럼의 복수개의 상기 터치검출 센서에 연결되어 상기 터치검출 센서에서 발생된 터치 신호를 전달하는 복수개의 터치 신호선을 통하여 터치 신호를 수신하는 단계; 및 적어도 하나 이상의 선택신호 생성기에 의해 각각의 상기 멀티플렉서에 수신된 터치 신호 중 일부의 터치 신호를 선택하기 위한 선택신호를 발생시키는 선택신호 생성 단계;를 더 포함 한다.
바람직하게는,
상기 메모리부는 상기 터치 신호를 상기 멀티플렉서의 출력에 따라 그룹으로 분리하여 저장하고, 각각의 상기 멀티플렉서의 상기 터치 신호를 입력받는 입력핀의 개수가 상기 입력핀에 연결되는 상기 터치검출 센서의 각 컬럼에서의 상기 터치 신호선의 개수가 일치하지 않는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 메모리부에 저장된 상기 터치신호를 상기 터치검출 센서의 배열과 매칭되도록 재매핑(re-map)하는 프로세스를 추가하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 재매핑은 상기 메모리부에 저장된 상기 터치신호를 상기 터치검출 센서의 컬럼의 좌표를 기준으로 재배열하는 과정인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
각각의 상기 멀티플렉서의 입력과 출력의 구성이 동일하여, 입력받는 터치 신호의 개수 대비 선택된 터치 신호의 개수가 모두 동일하게 구성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
각각의 상기 멀티플렉서는 입력과 출력의 구성이 동일하되, 입력의 개수가 다른 멀티플렉서가 존재하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
각각의 상기 멀티플렉서에 입력되는 상기 터치 신호선은 각 컬럼의 상기 터치검출 센서의 위치에 따라 방향성을 가지고 배치되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 방향성은 상기 각 컬럼의 상기 터치검출 센서의 로우(row) 번호가 증가할 수록 상기 각각의 상기 멀티플렉서에 입력되는 상기 터치 신호선의 입력 핀의 번호가 증가하거나 상기 각 컬럼의 상기 터치검출 센서의 로우(row) 번호가 감소할 수록 각각의 상기 멀티플렉서에 입력되는 상기 터치 신호선의 입력 핀의 번호가 감소하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
각각의 상기 멀티플렉서는 동일한 컬럼에 속하는 상기 터치검출 센서와 연결된 터치 신호선을 통하여 상기 터치 신호를 입력받거나 다른 컬럼에 속하는 상기 터치검출 센서와 연결된 터치 신호선을 통하여 상기 터치 신호를 입력받도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 선택신호 생성기에서 생성된 상기 선택신호가 상기 멀티플렉서 각각에 공통으로 인가되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 선택신호는 상기 멀티플렉서의 입력들 중 하나의 출력만을 내보도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 선택신호에 의해 선택된 상기 하나의 출력에 대응하는 터치검출 센서는 센싱 패드(sensing pad)로서 상기 터치 검출부에 의해 터치 여부가 판단되고, 상기 센싱 패드를 제외한 나머지 터치검출 센서는 난센싱 패드(non-sensing pad)로서 영전위 또는 그라운드 전위 또는 DC전위에 연결되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 난센싱 패드의 전위는 모두 동일한 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 터치 신호 검출 단계는 충전 수단에 의해 상기 터치패드내에 존재하는 기생정전용량(Cp), 구동정전용량(Cdrv) 및 도전체의 출현에 의해 생성되는 터치정전용량(Ct)을 충전시키는 충전 단계; 교번 전압 인가부에 의해 상기 터치검출 센서에 교번 전압을 인가하는 교번 전압 인가 단계;및 레벨 시프트 검출부에 의해 터치 미발생시의 상기 터치검출 센서에서의 전압 변동분과 터치 발생시의 상기 터치검출 센서에서의 전압 변동분을 비교하여 터치 여부를 판단하는 레벨 시프트 검출 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
충전 완료후 상기 충전 수단을 턴 오프하여 상기 기생정전용량(Cp), 구동정전용량(Cdrv) 및 터치정전용량(Ct)을 플로팅(floating)상태로 유지한 상태에서 상기 교번 전압이 인가되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 레벨 시프트 검출부의 입력단은 터치 여부 판단시 하이 임피던스(Hi-Z)상태를 유지하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 터치 발생시의 상기 터치검출 센서에서의 전압 변동분은 상기 터치 미발생시의 상기 터치검출 센서에서의 전압 변동분보다 작은 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 터치 발생시의 상기 터치검출 센서에서의 전압 변동 및 상기 터치 미발생시의 상기 터치검출 센서에서의 전압 변동은 인가된 상기 교번 전압의 상승 에지 및 하강 에지에 연동되어 발생하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 및 실시예를 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에서 언급되는 표시장치는 LCD, PDP, OLED 중 어느 하나이거나, 기타 화상을 표시하는 모든 수단을 의미한다.
위에 나열한 표시장치 중 LCD는 액정의 구동을 위해 공통전압(Vcom)을 필요로 한다. 일예로서, 휴대기기용 중소형 LCD에서는 소비전류를 감소시키기 위하여 공통전극의 공통전압이 하나 또는 복수의 게이트라인별로 교번하는 라인 인버젼(Line inversion) 방식을 사용한다. 다른 예로서, 대형 LCD는 공통전극의 공통전압이 일정한 DC 레벨을 가지며 도트 인버젼(Dot Inversion) 구동방식을 사용한다. 또 다른 예로서, 횡전계 모드 LCD의 경우, 공통전극은 LCD를 구성하는 TFT 기판의 일부영역에 형성되어 라인 인버젼이나 도트 인버젼 구동방식에 의해 화상이 표시된다. 이러한 횡전계모드 LCD의 경우, 백 그라운드(Back Ground)가 배면 ITO를 통해 외부로 노출된 칼라필터 전체에 공통으로 형성되며, ESD 차단을 위해 그라운드 신호와 접지시킨다.
본 발명에서는 위와 같이 공통전압(Vcom)이 인가되는 전극 이외에, 표시장치 내에서 공통으로 역할하는 모든 전극들을 “공통전극”이라 칭하기로 하며 표시장치의 공통전극에 인가되는 교번전압이나 DC 전압 또는 불특정 주파수로 교번하는 형태의 전압을 “공통전압”이라 칭하기로 한다.
본 발명은 손가락이나 이와 유사한 전기적 특성을 갖는 터치입력수단의 비접촉 터치입력을 검출한다. 여기서 “비접촉 터치입력”이라 함은 손가락 등의 터치입력수단이 입력수단과 터치검출 센서 사이에 존재하는 기판에 의해 터치검출 센서와 소정 거리 이격된 상태에서 터치입력을 하는 것을 의미한다. 터치입력수단이 기판의 외면에 대하여는 접촉될 수 있다. 하지만 이 경우에도 터치입력수단과 터치검출 센서는 비접촉 상태를 유지한다. 따라서, 터치검출 센서에 대한 손가락의 터치 행위는 “접근”이라는 용어로 표현될 수 있다. 한편, 기판의 외면에 대하여는 손가락이 접촉된 상태일 수 있으므로, 기판에 대한 손가락의 터치 행위는 “접촉”이라는 용어로 표현될 수 있다. 본 명세서에서 “접근”과 “접촉”은 통용된다.
또한, 이하에서 설명되는 “~부”와 같은 구성들은, 특정기능을 수행하는 단위 기능 요소(Unit Function Element)들의 집합체로서, 예를 들면 어떤 신호의 증폭기는 단위 기능 요소이며 증폭기나 신호변환기들이 모인 집합체는 신호변환부로 명명할 수 있다. 또한, “~부”는 더 큰 구성요소 또는 “~부”에 포함되거나, 더 작은 구성요소들 및 “~부”들을 포함할 수 있다. 또한, “~부”는 자체적으로 독자적인 CPU를 가질 수도 있다.
이하의 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께나 영역을 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하였다. 층, 영역, 기판 등의 부분이 다른 부분 “위에” 또는 “상면” 있다고 할 때, 이는 다른 부분 “바로 위에” 있는 경우 뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 “바로 위에” 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
또한, 본 명세서에 기재된 “신호”는 특별한 언급이 없는 한, 전압 또는 전류를 총칭한다.
또한, 본 명세서에서 “커패시턴스”는 물리적인 크기를 나타내며, “정전용량”과 동일한 의미로 사용된다. 한편,“커패시터”는 물리적인 크기인 커패시턴스를 갖는 소자(Element)를 지칭한다.
본 명세서에서 커패시터의 기호로 사용된 부호인 C는 커패시터를 지칭하는 부호로 사용되며 또한 커패시터의 크기인 커패시턴스를 나타낸다. 예를들어 C1은 커패시터를 지칭하는 부호이기도 하며 또한 그 커패시터의 크기인 커패시턴스가 C1임을 의미한다.
또한, 본 명세서에서“신호(signal)를 인가(forcing)"한다는 의미는 어떤 상태를 유지하고 있던 신호의 레벨(Level)이 바뀐다는 의미이다. 예를 들어, 스위칭소자의 온/오프 제어단자에 신호를 인가한다는 의미는, 기존의 로우(Low) 레벨 전압이 하이(Hi)레벨로 바뀐다는 의미이다,
또한 본 명세서에서 터치검출 센서(10)는 센싱패드(10a)(도9의 빗금친 터치검출 센서)와 난센싱패드(10b)(도 9의 비어 있는 터치검출 센서)로 구성된다. 센싱패드(10a)는 복수의 터치검출 센서(10) 중, 터치를 검출하기 위해 터치검출부(14)에 접속된 터치검출 센서(10)(즉, 터치 검출부(14)에서 한번에 동시에 터치 여부가 판단되는 터치검출 센서) 이며, 난센싱패드(Non Sensing Pad, 10b)는 터치검출을 수행하지 않고 터치검출부(14)에 접속되지 않은 터치검출 센서(10)(즉, 상기 센싱 패드의 터치 여부 판단시 동시에 터치 여부가 판단되지 않는 터치검출 센서)이다. 센싱패드(10a)는 터치 검출이 완료된 후 난센싱패드(10b)가 되면 사전에 정해진 순서에 따라 임의의 난센싱패드(10b)가 센싱패드(10a)로 절환 된다. 따라서 센싱패드와 난센싱패드는 고정되지 않으며 사전에 정해진 순서에 의해 순차적으로 결정된다. 시분할방법(Time Sharing Technique)은 순서를 정하는 일 실시예이다. 난센싱패드(10b)는 영전위(zero voltage) 또는 그라운드 또는 소정의 크기를 가지는 DC 전원에 연결될 수 있다.
또한 본 명세서에서 터치 또는 터치신호를 검출한다는 의미는 동일한 의미이며, 손가락과 같은 도전체가 터치검출 센서(10)에 접촉 또는 접근하지 않아서 터치정전용량이 형성되지 않았을 때 터치검출부에서 검출한 전압과, 손가락과 같은 도전체가 터치검출 센서와 대향할 때 형성된 터치정전용량(Ct)에 의해 터치검출부에서 검출된 전압의 차이를 검출한다는 의미이다.
또한 본 명세서에서 터치드라이브IC(Touch Drive IC)는 TDI로 축약하여 사용한다.
또한 본 명세서에서 프리차지와 충전 그리고 프리차지전압과 충전전압은 동일한 의미로 사용된다.
또한 본 명세서에서 센싱패드와 센싱패드를 연결하는 센서신호선은 특별한 언급이 없는 한 동일 시 되며, 난센싱패드와 난센싱패드를 연결하는 난센싱패드신호선도 특별한 언급이 없는 한 동일하게 사용된다.
또한 본 명세서에서 컬럼(Column)은 센서신호선이 다발(group)로 무리지어 형성된 후 TDI(30)로 향하는 방향이며 로우(Row)는 컬럼방향과 직각인 방향이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 검출 장치(200)의 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 검출 장치(200)는 터치검출 센서(10), 구동정전용량 조정부(41), 교번 전압 인가부(42), 충전전압인가부 및 레벨 시프트 검출부(14)(도 5에서의 터치 검출부(14)에 해당)를 포함한다.
우선 레벨 시프트 검출부(14)의 터치 검출 동작에 대해 설명한다. 터치검출 센서(10)는 터치 입력을 검출하기 위하여 기판 상에 패터닝 된 전극으로서 손가락이나 도전체와 같은 터치 입력 도구와의 사이에서 터치정전용량(Ct)을 형성한다. 터치검출 센서(10)는 투명도전체로 형성될 수 있다.
예를 들어, 터치검출 센서(10)는 ITO(Indium Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), CNT(Carbon Nano Tube),IZO(Indium Zinc Oxide) 등의 투명 물질로 형성될 수 있다. 그러나, 다른 예에서는 터치검출 센서(10)가 메탈로 형성될 수도 있다.
터치검출 센서(10)는 전하가 충전된 후 플로팅 상태에서 교번전압에 응답하여 터치 상태에 따른 신호를 출력한다. 일 예로, 터치검출 센서(10)는 소정 주파수로 교번하는 교번전압(Vdrv)에 응답하여 터치입력도구에 터치된 경우와 터치되지 않은 경우에 상이한 레벨 시프트 값을 출력한다. 터치 검출 장치(200)는 충전수단(12)을 더 포함할 수 있다.
충전수단(12)은 온/오프 제어단자에 공급되는 제어신호에 따라 스위칭 동작을 수행하는 3단자 형의 스위칭 소자이거나, 제어신호에 따라 신호를 공급하는 OP-AMP 등의 선형 소자일 수 있다. 충전수단(12)의 출력단에는 터치검출 센서(10)에 작용하는 터치정전용량(Ct), 기생정전용량(Cp), 구동정전용량(Cdrv)이 연결되며, 충전수단을 턴 온 시킨 상태에서 입력단에 임의의 충전전압을 인가하면 Ct, Cdrv, Cp 등이 충전전압으로 충전된다. 이 후, 충전수단(12)을 턴 오프 시키면 Ct, Cdrv 등에 충전된 신호는 별도로 방전시키지 않는 한 충전된 상태로 고립된다. 이 때, 충전된 신호를 안정적으로 고립시키기 위하여 후술할 레벨 시프트 검출부의 입력단은 하이 임피던스를 갖는 것이 바람직하지만, Cdrv등에 충전된 신호를 방전시키면서 터치 입력을 관찰하거나, 다른 수단으로 충전 신호를 고립시키거나, 방전개시 시점에서 신속한 관찰이 가능한 경우에는 레벨 시프트 검출부의 입력단의 임피던스가 낮아도 무방하다.
전술한 충전 수단(12)이 턴 온(Turn on) 되어 터치검출 센서(10)에 충전된 전하는 충전 수단(12)이 턴 오프(Turn off) 됨에 따라 고립된다. 이러한 고립 상태를 플로팅(floating) 상태라 칭한다. 충전 수단(12)과 레벨 시프트 검출부 사이에 고립된 충전 신호의 전하는 외부에서 구동정전용량에 인가되는 교번 전압에 의해 전압의 레벨이 변하게 된다. 상기 전압 레벨은 터치가 발생한 경우와 터치가 발생하지 않은 경우에 상이하다. 이러한 터치 전후의 레벨 차이를 레벨시프트라고 칭한다.
구동정전용량 조정부(41)는 터치검출 센서(10)와의 사이에서 형성되는 구동정전용량을 조정한다.
교번 전압 인가부(42)는 교번 전압을 인가한다. 구체적으로, 교번 전압 인가부는 소정 주파수로 교번하는 교번전압을 터치검출 센서(10)에 인가하여 터치검출 센서(10)에서의 전위를 변동시킨다.
레벨 시프트 검출부는 플로팅 상태에서 교번 전압(Vdrv)에 의해 발생하는 레벨 시프트를 검출한다. 구체적으로, 레벨 시프트 검출부는 터치 미발생시의 터치검출 센서(10)에서의 전압 변동분 및 터치 발생시 터치검출 센서(10)에서의 전압 변동분을 측정하여 레벨 시프트가 발생하였는지를 검출할 수 있다. 즉, 터치검출 센서(10)의 전위는 인가된 교번 전압(Vdrv)에 의해 상승 또는 하강 하게 되는데, 터치가 발생한 경우의 전압 레벨 변동은 터치가 발생하지 않은 경우의 전압 레벨 변동 보다 작은 값을 가진다. 따라서, 레벨 시프트 검출부는 터치 전후의 전압 레벨을 비교함으로써 레벨 시프트를 검출한다.
또한, 레벨 시프트 검출부(14)는 터치 발생 전후의 교번 전압에 따른 터치검출 센서(10)에서의 전압 변동분의 차이에 기초하여 터치 신호를 획득할 수 있다.
레벨 시프트 검출부는 다양한 소자 또는 회로의 조합으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 레벨 시프트 검출부는 터치검출 센서(10)의 출력단의 신호를 증폭하는 증폭소자, ADC(Analogue to Digital Converter),VFC(Voltage to Frequency Converter), 플립플롭(Flip-Flop), 래치(Latch), 버퍼(Buffer), TR(Transistor), TFT(Thin Film Transistor), 비교기, DAC 등 중 적어도 하나를 조합하여 구성될 수 있다.
이하 도 7에서 사용되는 용어를 다음과 같이 정의한다.
터치정전용량(Ct)은 터치검출 센서(10)와 손과 같은 터치입력도구 사이에서 형성되는 정전용량을 의미한다. 기생정전용량(Cp)은 터치검출 센서(10)에 부수되는 정전용량을 의미하는 것으로 터치검출 센서(10), 신호 배선사이, TDI 내부의 레이아웃(layout)등에 의하여 발생하는 임의의 기생용량을 포함할 수 있다.
구동정전용량(Cdrv)은 터치검출 센서(10)별 소정 주파수로 교번하는 교번전압(Vdrv)을 공급하는 경로에 형성되는 정전용량으로서 TDI내부에 존재할 수 있고 TDI 외부에 별채로 존재할 수도 있다.
충전수단(12)는 스위치로서 일 실시예로 CMOS 이며, 게이트에는 제어신호(Vg)가 인가되고 ,소스(또는 드레인)에는 충전전압이 인가될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서는 CMOS가 아닌 스위칭할 수 있는 다른소자가 사용될 수 있다.
레벨시프트 검출부의 최초 입력부는 전압 폴로워(Voltage Follower)를 포함할 수 있으며 전압 플로워는 입력신호와 똑같은 신호가 출력으로 나오는 것으로, 입력단은 하이 임피던스(Hi-z) 특성을 갖는다. 전압 폴로워는 버퍼의 기능을 수행할 수 있다.
충전수단(12)을 턴 온 하여 충전전압을 공급하여 구동정전용량(Cdrv), 터치정전용량(Ct), 기생정전용량(Cp)을 충전시킨다. 이 후, 충전수단(12)를 턴 오프하면 전압 폴로워의 입력단은 하이 임피던스이므로 충전된 전하는 고립되며, 이에 따라 터치검출 센서(10)의 전위가 유지되기 때문에 터치검출 센서(10)의 전압(Vnt)은 일정하게 유지된다. 이후, 교번전압(Vdrv)의 전압이 상승 또는 하강하게 되면, 터치검출 센서(10)의 출력단에서의 전압(Vo) 레벨이 교번전압에 연동하여 상승 또는 하강되는 현상이 발생한다.
터치 미발생시 Cdrv에 의한 터치검출 센서(10)에서의 전압변동(△Vnt)은 다음의 [수학식 1]에 의해 변동된다.
Figure PCTKR2015012870-appb-M000001
터치 발생시 Cdrv에 Ct가 병렬로 부가되므로, 터치 발생시 터치검출 센서(10)에서의 전압변동(△Vtc)은 다음의 [수학식 2]에 의해 변동된다.
Figure PCTKR2015012870-appb-M000002
여기서, △V는 터치검출 센서(10)에서의 전압 변동분, Vh는 교번전압의 하이 레벨 전압, Vl은 교번전압의 로우 레벨 전압, Cdrv는 구동정전용량이고, Cp는 기생정전용량이며, Ct는 터치정전용량, Vpre는 충전전압이며 교번전압이 상승할 때 Vpre이후의 부호는 “+”이고 교번전압이 하강할 때 Vpre 이후의 부호는 “-”이다.
[수학식 1] 및 [수학식 2]를 살펴보면, 터치발생전의 △Vnt대비 △Vtc에는 분모에 터치정전용량(Ct)가 추가됨으로 인해 전압의 차이가 발생하며 이로인한 터치전후의 전압변동분 즉, 레벨시프트를 검출하면 터치신호를 검출하는 것이 가능ㅎ다.
이러한 레벨시프트 검출법에서 도 5의 (C1,R1)과 (C1,R2)에서 터치신호를 동시에 검출하는 경우 도 6과 같이 센서신호선 사이에 형성된 기생정전용량(Cp)로 인해 두 개의 터치검출 센서가 연결되므로 [수학식 1]과 [수학식 2]는 달라지게 되어 결국은 터치검출의 오류가 발생한다.
터치검출 센서(10) 및 센서신호선(22)이 인접하여 센서신호선(22) 사이에 존재하는 기생정전용량에 의해 터치신호 검출 불량이 발생하는 것을 해결하는 방법의 일 실시예로, 도 8을 참조하면, 인접한 센서신호선 및 터치검출 센서 사이에 그라운드 또는 영전위(zero voltage) 또는 소정의 크기의 DC전원을 가지는 별도의 신호선(분리 신호선(300))을 넣는 것이다. 즉, 도 5의 (C1,R1) 및 (C1,R2)의 터치검출 센서(10) 사이에 상기 별도의 신호선(분리 신호선(300))을 넣거나 또는 이들과 접속된 센서신호선(22) 사이에 상기 별도의 신호선(분리 신호선(300))을 넣는 것이다. 이로 인해 인접한 센서신호선(22) 사이에 형성된 도 6의 기생정전용량(Cp)이 별도의 신호선(분리 신호선(300))에 의해 두 개의 기생정전용량(Cp1, Cp2)로 분리되며 상호 간섭이 배제된다.
그러나 이러한 방법은 센서신호선(22) 사이에 별도의 신호선(분리 신호선(300))을 모두 삽입해야 하므로 센서신호선(22)이 배치된 경로의 폭이 넓어진다는 문제가 있다. 즉 도 5를 참조하면, 센서신호선(22)의 다발(100)이 지나는 곳의 폭이 넓어진다는 문제가 있다.
도 9는 이러한 문제점을 해결하기 위한 실시예이다. 도 9를 참조하면, 도 9의 빗금친 터치검출 센서(10)는 터치신호를 검출하고 있는 센싱패드(10a)이고 빗금치지 않은 터치검출 센서(10)는 터치를 검출하고 있지 않는 난센싱패드(10b)이다. 난센싱패드(10b)는 센싱패드(10a)사이에 위치하며 영전위(zero voltage)이거나 그라운드이거나 소정의 크기를 가지는 DC전압이다. 즉, 센싱패드(10a)가 터치신호를 검출하는 시점에 난센싱패드(10b)는 센싱패드(10a) 사이에 위치하며 난센싱패드(10b)의 전위는 영전위나 그라운드나 DC전압이다. TDI(30)는 난센싱패드(10b)가 영전위나 그라운드나 DC전압에 연결되도록 제어한다. 이때 col1과 col2처럼 센싱패드(10a))가 서로 엇갈리게 하는 것이 가능하며 또는 col3와 col4와 같이 동일 row에서 터치신호를 검출하는 것이 가능하다. col3과 col4와 같이 동일 row에서 터치신호를 검출할시 (C3,R1)과 (C4,R1)상호간 간섭이 발생하므로 도시된 바와 같이 이들 사이에 영전위나 그라운드나 DC전압을 가지는 DC line을 배치하는 것이 바람직하다.
도 9에서와 같이 너무 많은 터치검출 센서(10)가 터치신호를 검출 하는 경우 ADC를 이용하여 터치신호를 검출할 때 일정 시간이 소요되므로 터치신호를 유실(lost)할 수 있다. 물론 ADC의 수량을 많이 하여 빠른 시간내에 터치신호를 검출하는 것이 가능하겠으나 ADC가 많아지면 TDI(30)의 부피가 증가하고 소비전류가 증가한다는 단점이 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 바람직한 실시예는 하나의 컬럼에서 하나의 센싱패드(10a)를 갖는 것이다. 이때에도 물론 난센싱패드(10b)의 전위는 영전위/그라운드/DC전위이다. 또한 난센싱패드의 전위는 동일하다. 즉,동일한 컬럼내에 존재하는 난센싱패드(10b)의 전위는 모두 영전위이거나 모두 그라운드이거나 모두 DC전위이다.
하나의 컬럼에 포함된 복수개의 터치검출 센서에서 하나의 센싱패드(10a)를 추출하는 방법중의 하나는 멀티플렉서(Multiplexer, 이하 먹스, mux)를 사용하는 것이다. 도 10은 멀티플렉서의 사용에 관한 실시예이다. 도 10의 실시예는 5개의 그룹(Group)을 가지며 하나의 그룹에 6개의 터치검출 센서(10)를 포함한 경우의 예를 들었으나 이는 설명을 위한 일실시예일 뿐이고 실제로는 더 많은 그룹과 그룹내에도 더 많은 터치검출 센서(10)가 추가될 수 있다.
도 10의 실시예에서 그룹(Group)은 먹스(31)를 공유하는 터치검출 센서(10)의 집합체이다. 먹스(31)는 6개의 입력에 대하여 하나의 신호를 출력하는 6in x 1out 타입(type)이며 먹스도 실제의 사용예에서는 20in x 1out(20개의 입력중 하나를 선택) 또는 30in x 1out(30개의 입력중 하나를 선택)의 경우와 같이 다양한 실시예가 선택될 수 있다.
먹스(31)에 입력되는 여러개의 신호중 하나를 선택하기 위해서는 선택신호(select control)가 필요하다. 4개의 입력신호중 하나를 선택하기 위해서는 2개의 선택신호가 필요하고 8개의 입력신호중 하나를 선택하기 위해서는 3개의 선택신호가 필요할 것이다. 도 10의 실시예에서는 6개의 입력신호중 하나의 출력신호를 결정해야 하므로 적어도 3개의 선택신호가 필요하며 이는 “A,B,C"로 표시하였다. 이러한 선택신호가 모든 먹스(31)에 공통으로 적용되면 선택신호 생성기(400)는 하나만 있어도 모든 먹스에 공통으로 적용되므로 선택신호 생성기를 위한 회로는 단순해지며 TDI(30)도 단순해 진다. 따라서 본 발명은 하나의 선택신호 생성기에서 생성된 선택신호가 모든 먹스에 공통으로 적용된다.
또한 회로의 단순화를 위하여 먹스(31)는 동일한 타입을 쓰는 것이 바람직하다. 동일한 타입의 먹스라는 것은 1) 동일한 입력의 개수 2)동일한 출력의 개수 3)동일한 선택신호의 개수 4)임의의 선택신호에 대해 선택된 입력신호의 순번이 동일한 경우를 의미한다.(즉, ABC가 HLL인 경우 먹스에 입력된 6개의 신호 중 4번째가 선택되고 이 신호가 출력되는 것을 의미함). 이를 위하여 모든 먹스에는 동일한 선택신호가 사용된다.
본 발명의 먹스는 모두 동일한 타입이므로 먹스(31)와 접속된 그룹에서 터치검출 센서(10)와 먹스의 연결방법도 동일하다. 다시 도 10을 참조하면 먹스(30a)입력 1번에는 모두 Row1번이 할당되고 먹스입력 2번에는 Row2번이 할당된다. 마지막인 Row6번은 먹스입력 6번에 할당되며 이러한 배선방법은 모든 먹스에서 동일하다. 본 발명은 복수의 먹스를 사용하고 동일한 선택신호를 사용하므로 하나의 먹스에서 하나의 입력신호가 선택된다. 따라서 재매핑(Re-map) 방법을 쓰지 않는 경우를 제외하고는 동일한 row에 있는 터치검출 센서(10)가 터치신호 검출을 위해 사용된다. 이때 터치검출을 위해 사용되는 동일 row의 터치검출 센서(10)을 제외한 나머지 모든 터치검출 센서(10)는 영전위나 그라운드나 소정의 DC전위에 접속된다. 또한 이러한 난센싱패드(10b)의 전위는 동일한 영전위거나 동일한 그라운드이거나 동일한 DC 전위이다.
다시 도 10을 참조하면, 하나의 그룹에는 하나의 먹스가 사용되므로 TDI(30)의 입력핀은 그룹별로 동일한 개수의 핀이 할당된다. 예를들어, 도 10에 예시된 5개의 그룹에는 각 각 6개의 터치검출 센서(10)가 있으므로, TDI(30)에서 하나의 그룹에는 6개의 접속핀이 할당된다. 이는 도 10에서 1~6번, 7~12번등 동일한 개수의 핀이 할당된다는 의미이다.
또한, TDI(30)에는 동일한 입력 개수의 핀이 할당된 그룹이 있다. 도 10을 참조하면 1~6이 그룹1이고 7~12가 그룹2이고 25~30이 그룹5인바, 5개의 그룹에 6개의 핀이 동일하게 할당되어 있다. 간혹 임의의 그룹에 몇 개의 입력이 추가되어 핀 수가 증가되는 경우가 있을 수 있으나 이 경우에도 동일한 먹스를 사용하는 것이 가능하다.
또한 TDI(30)에는 그룹별로 배치된다. 예를들어 그룹1이 배치된 TDI의 입력핀인 1~6번 사이에 다른 그룹의 핀인 7~30사이의 신호가 끼어드는 것이 불가하다. 이는 동일한 선택신호에 의해 동일한 입력신호를 선택하여 동일한 row의 터치검출 센서(10)를 터치신호 검출에 동원하여 ADC나 증폭기등을 운용함에 있어서 규칙에 의해 쉽게 운용하기 위한 방안이다. 따라서, 각 그룹별로 TDI(30)에서의 핀 번호가 증가할수록(또는 감소할 수록) 선택되는 Row 번호가 증가(또는 감소)하는 경향은 동일하다. 즉, 그룹1에서 TDI의 핀 번호가 증가할 수록 선택되는 row의 번호가 증가하는 경향은 모든 그룹에 동일하게 적용된다는 의미이다.
이러한 상황에서 터치신호 검출을 위해 선택되는 Row와 컬럼이 규칙적이므로 각 터치검출 센서(10)와 일대일로 매핑(mapping)되는 메모리부(28)에 저장된 터치신호를 읽으면 아무런 조작없이 터치신호를 이용하여 필요한 연산을 수행하는 것이 가능하다. (필요한 연산이란, 터치 좌표를 추출하는 것일 수 있다) 예를들어 (C3,R3)과 (C3,R4)에서 터치신호가 검출되면 이는 두 개의 연속된 센서에서 검출된 신호이며 메모리부(28)에서도 해당된 메모리에 연속적으로 신호가 저장되어 있으므로 Re-map(메모리부에 저장된 터치 신호를 터치 센서의 배치에 일치되도록 재배열 하는 과정)등의 연산작용을 하지 않더라고 터치좌표를 구하는 것이 가능하다는 의미이다.
본 발명에 따른 터치 신호 검출 방법은 매트릭스 형태로 배열된 복수개의 터치검출 센서를 포함하는 터치패드(touch pad)에서 터치 여부를 검출하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 터치 신호 검출 방법은 각각의 터치검출 센서에 연결되어 터치 신호를 전달하는 복수개의 터치 신호선을 통하여 수신된 상기 터치 신호를 검출하여 도전체의 터치 여부를 판단하는 터치 검출 단계를 포함하되, 터치 검출부 또는 레벨 시프트 검출부(14)에 의해 수행된다.
터치패드는 터치검출 센서의 각 로우(row)사이에 그리고 해당 로우의 터치 검출 센서에 연결된 터치 신호선 사이에 터치검출 센서에 연결되지 않은 소정의 일정한 폭을 갖는 적어도 하나 이상의 분리 신호선(300)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
분리 신호선은 영전위 또는 그라운드 전위 또는 일정한 DC 전압에 연결된다.
터치 검출 단계는 터치검출 센서의 컬럼 단위로 순차적으로 터치 신호를 검출하되, 터치 신호 검출시 터치검출 센서의 각 컬럼은 적어도 하나이상의 센싱 패드(sensing pad)- 터치 검출부에서 한번에 동시에 터치 여부가 판단되는 터치검출 센서 - 및 복수개의 난-센싱 패드(non-sensing pad) - 센싱 패드의 터치 여부 판단시 동시에 터치 여부가 판단되지 않는 터치검출 센서 - 로 분할되는 것을 특징으로 한다.
난-센싱 패드(non-sensing pad)는 영전위 또는 그라운드 전위 또는 일정한 DC 전압에 연결된다.
터치 신호 검출시 센싱 패드와 난-센싱 패드의 로우(row)의 위치는 컬럼마다 상이하거나 또는 컬럼마다 동일할 수 있다.
각 컬럼에서의 센싱 패드는 복수개이고, 센싱 패드의 사이에는 적어도 하나이상의 난-센싱 패드가 위치되는 것을 특징으로 한다.
난-센싱 패드는 영전위 또는 그라운드 전위 또는 일정한 DC 전압에 연결되는 것을 특징으로 한다.
이는 별도의 분리 신호선을 두어 신호선간의 기생 커패시턴스를 제거하기 위한 방법보다 용이하게 신호선 간의 간섭을 제거할 수 있는 방법이다.
즉, 센싱 패드 사이에 난-센싱 패드를 배치함으로써 난-센싱 패드가 별도의 분리 신호선의 역할을 수행할 수 있도록 하는 것이다.
구체적으로 난-센싱 패드가 센싱 패드간을 분리하는 역할을 수행하고, 난-센싱 패드에 연결된 터치 신호선이 센싱 패드에 연결된 터치 신호선을 분리하는 분리 신호선의 역할을 수행하는 것이다.
이에 신호선의 다발이 커지는 단점이 없이 신호선간의 간섭을 제거하는 바람직한 효과를 얻을 수 있다.
센싱 패드는 각 컬럼당 하나이고, 나머지는 난-센싱 패드이도록 구성될 수 있고, 난-센싱 패드는 영전위 또는 그라운드 전위 또는 일정한 DC 전압에 연결된다.
특별히,난-센싱 패드는 모두 동일 전위를 갖도록 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한 터치 검출 단계를 구체적으로 살펴보면 충전 수단에 의해 터치 패드내에 존재하는 기생정전용량(Cp),구동정전용량(Cdrv) 및 도전체의 출현에 의해 생성되는 터치정전용량(Ct)을 충전시키는 충전 단계; 교번 전압 인가부에 의해 터치검출 센서에 교번 전압을 인가하는 교번 전압 인가 단계;및 레벨 시프트 검출부에 의해 터치 미발생시의 터치 검출센서에서의 전압 변동분과 터치 발생시의 터치 검출센서에서의 전압 변동분을 비교하여 터치 여부를 판단하는 레벨 시프트 검출 단계;를 포함한다.
충전 완료후 상기 충전 수단을 턴 오프하여 상기 기생정전용량(Cp), 구동정전용량(Cdrv) 및 터치정전용량(Ct)을 플로팅(floating)상태로 유지한 상태에서 상기 교번 전압이 인가되고 레벨 시프트 검출부의 입력단은 터치 여부 판단시 하이 임피던스(Hi-Z)상태를 유지한다.
터치 발생시의 상기 터치 검출센서에서의 전압 변동분은 상기 터치 미발생시의 상기 터치 검출센서에서의 전압 변동분보다 작고, 터치 발생시의 터치 검출센서에서의 전압 변동 및 터치 미발생시의 터치 검출센서에서의 전압 변동은 인가된 교번 전압의 상승 에지 및 하강 에지에 연동되어 발생한다.
도 11은 도 10의 재매핑에 관한 일 실시예이다.
본원 발명에서 사용되는 재매핑(re-map)은 TDI의 메모리부에 저장된 터치 신호를 터치검출 센서의 배치에 일치하도록 재배열하는 과정등의 연산작용을 의미하는 것이다. 재매핑 과정에서는 도전체의 터치가 발생한 정확한 터치좌표를 산출하기 위해서 TDI의 메모리부에 저장된 터치검출 신호를 터치검출 센서의 배치와 일치시키는 일련의 연산과정을 추가로 수행하여야 한다.
이 재매핑(re-map)의 과정은 X x Y의 터치 검출 센서의 배열을 갖는 표시장치에서 이를 검출하기 위해 채용된 TDI가 X x Y의 구조에 최적화되지 못하는 경우에 발생한다.
도 10을 참조하여 구체적으로 살펴보면, 5개의 그룹에는 각 각 6개의 터치검출 센서(10)가 있으므로, TDI(30)에서 하나의 그룹(또는 먹스)에는 6개의 입력핀이 할당된다. 즉, 도 10에서 1~6번, 7~12번등 한 컬럼을 구성하는 6개의 터치 신호선에 대하여 동일한 개수의 입력핀을 갖는 먹스가 각각 할당되어 TDI 구성한다는 의미이다. 도 10의 실시예는 앞에서 설명한 재매핑(re-map)의 연산단계가 별도로 요구되지 않는다.
그러나, 도 10의 실시예와는 다르게 TDI를 구성하는 그룹의 각 먹스가 터치검출 센서에서의 하나의 그룹을 전부 수용하지 못하고 다른 먹스로 천이되는 경우에 발생할 수 있다.
표시장치가 커짐에 따라서 가로 또는 세로로 또는 가로와 세로의 모든 방향에 대해 터치검출센서(10)가 추가되고 이에 따라 TDI의 개수가 증가해야 하는 경우가 발생할 수 있다. 예를 들어 7인치 표시장치에 최적화된 터치검출센서의 해상도가 가로 20개, 세로 20개인 경우에, 7인치 표시장치에 사용되는 TDI와 동일한 TDI를 14인치 표시장치에 사용하기 위해서는 7인치에 사용된 TDI 개수보다 4개가 더 요구된다.
또한 8인치로 표시장치가 7인치 보다 약간 커지면 가로 20개 세로 22개의 터치검출 센서가 최적의 배치일 수 있다. 이를 위해 기존의 20x20의 해상도 즉 400개의 터치검출센서(10)에서의 터치신호를 검출해야 하는 TDI(30)는 440개로 검출대상의 터치 검출개수가 늘어난다. 20 x 22를 수용할 수 있는 별도의 TDI를 제작하지 않는 이상, 7인치 표시장치에서 사용된 TDI를 활용하여 터치 신호를 검출하는 경우라면 400개로 한정된 터치 신호 검출신호의 개수를 늘릴수는 없으므로, X방향이나 Y방향의 한쪽에 대해 검출하는 터치 신호의 해상도를 일부 포기하고 한쪽의 해상도를 맞추는 경우가 발생할 수 있다.
8인치의 경우에는 18 x 22의 터치검출 센서의 배치가 최적이라고 가정하는 경우에, 이때 X x Y (또는 가로 x 세로)의 터치 해상도에서 X(또는 가로)가 그룹의 개수이고, Y(또는 세로)의 개수가 하나의 그룹에 포함된 터치검출센서(10)의 개수라고 가정한다. 20x20의 터치검출 센서의 구성에 최적화로 설계된 TDI(30)을 18x22의 표시장치에서 사용하기 위해서는 재매핑(Re-map)이라는 기술을 사용해야 하며 본 발명은 이와 관련된 기술사상을 제공한다.
도 11은 도 10의 실시예에서 센서신호선(22)만 우측에서 좌측으로 배치하고 터치검출센서(10)를 재매핑(re-map)를 설명하기 위한 실시예이다.
가로 방향의 터치 해상도가 더 중요한 경우에는 가로방향으로 6개나 7개 컬럼을 가지고 세로 방향의 센서 개수가 줄어든 배열의 표시장치를 사용하는 것이 가능하다.
본 발명에서의 터치 신호 검출 장치 및 터치 신호 검출 방법은 세로 방향으로 다른 그룹에서 사용하는 터치검출센서(10)를 연결하여 터치검출 해상도를 증가시키는 것이 가능하다.
도 11의 실시예에서 도시된 바와 같이, 본 발명은 센서신호선이 터치검출센서(10)의 좌측이나 우측에 배치하는 것이 가능하다.
도 10의 일실시예에 사용된 TDI(30)는 5개의 먹스(mux) 그룹과, 각각의 그룹에서 6개의 터치검출센서(10)를 수용할 수 있는 즉, 6개의 터치 신호선을 수용하는 경우이다.
도 11은 재매핑을 설명하기 위한 도면으로, 6 x 5 배열의 터치검출 센서를 위해 최적화된 TDI(30)가 4 x 7 배열의 터치검출 센서에서의 사용을 위해 채용되는 일 예를 도시한 것이다.
구체적으로 각 먹스 그룹에서는 각 컬럼의 터치 신호선을 모두 수용하지는 못하지만 TDI(30) 전체의 입력핀의 개수는 터치검출 센서의 터치 신호선을 모두를 수용할 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이 제 1 컬럼의 (C2,R1)의 터치 검출 센서의 터치 신호는 그룹 1의 먹스(31-1)에서 수신되지 못하고, 그룹 2의 먹스(31-2)에서 수신된다.
유사하게, 제 2 컬럼의 (C3,R1) 및 (C3,R2)의 터치검출 센서의 터치 신호는 그룹 2의 먹스(31-2)에서 수신되지 못하고, 그룹 3의 먹스 (31-3)에서 수신된다.
또한, 제 3 컬럼의 (C4,R1), (C4,R2) 및 (C4,R3)는 그룹 3의 먹스(31-3)에서 수신되지 못하고, 그룹 4의 먹스(31-4)에서 수신된다.
도 11에서의 각 컬럼의 7개의 터치 신호선은 6개의 입력핀을 가진 각각의 먹스 그룹에서 개별적으로 수용하지는 못하지만, 28개의 터치 신호선은 총 30개의 입력핀을 가진 먹스 그룹에서 전부 수용할 수 있는 경우이다.
그룹 5 먹스의 두개의 입력핀은 터치 신호선이 연결되지 않은 상태로 유지된다.
도 11에서의 먹스(mux)의 동작은 도 10에서 설명된 바와 동일하게 동작된다. 즉, 선택신호 생성기(400)에 생성된 선택신호에 의해 하나의 출력이 배출되며 모든 먹스그룹에 대하여 동일한 선택신호가 채택될 수 있다. 이러한 경우에 동일한 row에 있는 터치검출센서(10)가 터치신호 검출을 위해 선택된다.
동일한 선택신호가 선택되는 경우에 TDI에서 동시에 검출되는 터치검출 센서는 (C1,R1), (C2,R1), (C3,R1), (C4,R1) 및 (C5,R1)이 된다. 터치검출 센서의 배치과 도 10과 달라진 결과로서, 동일한 선택신호에 의하여도 도 10에서는 동일한 로우(row)의 터치검출센서가 선택되었으나, 도 11에서는 도 10과는 다르게 다른 로우에서(도 11의 빗금친 부분들) 터치검출 센서가 선택됨을 확인할 수 있다.
다시 말해서, 본 발명의 재매핑(Re-map) 기술에서는 동일 로우(row)별로 스캔하던 규칙이 깨지고 여러개의 로우(row)에서 동시에 스캔된다.
도 11의 빗금친 부분은 도 10의 Row1으로서 최초 스캔하는 센서(10)이나 re-map에 의해 row가 변하는 모습을 보여 주고 있다. 또한, 하나의 컬럼에서 하나의 센서(10)만 선택되는 것이 아니라 도 11의 좌측 컬럼을 보면, 하나의 컬럼에서 두 개의 센서(10)가 선택되는 경우도 있다. 컬럼 1의 터치검출 센서에서 두개의 터치검출 센서가 동시에 선택되는 경우라도, 두 개의 센서 사이에 있는 센서신호선(22)이(신호선 2 내지 신호선 6) DC 전원에 접속되어 있으므로 두 개의 센서(C1,R1) 및(C2,R1)는 상호 영향을 받지 않는다.
도 11과 같은 센서(10)의 재매핑(re-map) 환경에서 터치가 발생하여 도 12a와 같은 터치 면적이 검출되었다고 가정하자.
터치검출센서(10)는 re-map이 가능하지만 TDI(30)에서 터치검출센서(10)와 일대일로 매핑(mapping)된 메모리부(28)의 특정영역(이하 frame memory)은 re-map이 불가하므로 TDI(30)의 메모리부(28)의 frame memory를 읽으면 도 12b와 같이 읽힐 것이다.
메모리부(28)는 각 그룹의 먹스에서 수신된 터치신호별로 구별하여 저장할 것이기 때문에 도 12b와 같이 저장되고 또한 읽힐 것이다.
즉, 도 11의 (C2,R1)은 터치검출센서에서 그룹 1에 배치되어 있으나, (C2,R1)에 연결된 센서신호선은 그룹 2의 먹스에 연결되어 도12b에 도시된 바와 같이 column 2의 1열에 저장되는 것이다.
마찬가지로, (C3,R1), (C3,R2), (C4,R1), (C4,R2), (C4,R3), (C5,R1), (C5,R2), (C5,R3), (C5,R4)등은 터치검출 센서에서의 그룹과 먹스 그룹에서의 각 위치가 달라지게 된다.
도 12b와 같은 상황 즉, 터치 신호가 개별적으로 분리된 상황에서 터치신호를 이용한 터치좌표를 추출하는 것은 불가하므로, 메모리부(28)의 RAM 영역에서 도 12a와 같은 frame memory로 re-map을 해줘야 한다.
본원 발명에서의 메모리부(28)에서의 프레임 메모리는 먹스의 그룹과 관련이 있고, 이는 반드시 터치검출센서의 프레임 메모리와 동일하지는 않을 것이다.
메모리부(28)의 프레임 메모리가 터치검출센서의 프레임 메모리와 일대일로 매핑되지 않은 경우에는 메모리부(28)의 RAM 영역에서 재매핑(re-map)의 추가 프로세스가 요구된다.
즉, 본 발명은 터치검출센서(10)와 일대일로 매핑되는 원시데이터에 기초하여 Re-map된 터치검출센서(10)와 매핑되도록 메모리에 저장된 원시데이터를 re-map한다.
재매핑의 과정은 메모리부의 프레임 메모리를 터치검출센서의 컬럼좌표에 따라 재배열하는 과정을 지칭하는 것이다.
본 발명에서의 터치 신호 검출 장치 및 방법에 의하면 TDI의 생상 비용 절감 측면에서 유리한 효과를 가질 수 있다.
본 발명의 터치 신호 검출 장치는 멀티플렉서의 전체 입력핀의 개수가 터치 패드의 전체 터치 신호선의 개수보다 많지만 각각의 멀티플렉서의 터치 신호를 입력받는 입력핀의 개수가 입력핀에 연결되는 터치검출 센서의 각 컬럼에서의 터치 신호선의 개수 보다 작게 구성된 경우에 터치검출 센서의 각 컬럼의 개수와 각 멀티플렉서의 입력핀의 개수가 일대일로 매칭되는 경우에서 사용되는 TDI를 그대로 활용할 수 있게 할 수 있는 특징이 있다.
본원 발명의 특징인 재매핑은 메모리부에 저장된 터치 신호를 터치검출 센서의 배열과 매칭되도록 프로세스를 지칭한다. 재매핑은 메모리부에 저장된 터치 신호를 터치검출 센서의 컬럼의 좌표를 기준으로 재배열하는 과정을 포함한다.

Claims (41)

  1. 매트릭스 형태로 배열된 복수개의 터치검출 센서를 포함하는 터치패드(touch pad)에서 터치 여부를 검출하는 터치 신호 검출 장치에 있어서,
    각 컬럼의 복수개의 상기 터치검출 센서에 연결되어 상기 터치검출 센서에서 발생된 터치 신호를 전달하는 복수개의 터치 신호선을 통하여 터치 신호를 수신 및 저장하는 메모리부로서, 상기 메모리부의 저장 어레이(array)는 상기 터치검출 센서의 배열과 상이한 상기 메모리부; 및
    상기 메모리부에 저장된 상기 터치 신호를 검출하여 터치 여부를 판단하는 터치 검출부를 포함하되,
    상기 메모리부에 저장된 상기 터치 신호를 상기 터치검출 센서의 배열과 매칭되도록 재매핑(re-map)하는 프로세스를 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 터치신호 검출장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    각 컬럼의 복수개의 상기 터치검출 센서에 연결되어 상기 터치검출 센서에서 발생된 터치신호를 전달하는 복수개의 터치 신호선을 통해 상기 터치 신호를 수신하는 복수개의 멀티플렉서(multiplexer); 및
    각각의 상기 멀티플렉서에 수신된 상기 터치 신호 중 일부의 터치 신호를 선택하기 위한 선택신호를 발생시키는 적어도 하나 이상의 선택신호 생성기;를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 터치신호 검출장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 메모리부는 상기 터치 신호를 상기 멀티플렉서의 출력에 따라 그룹으로 분리하여 저장하고, 각각의 상기 멀티플렉서의 상기 터치 신호를 입력받는 입력핀의 개수가 상기 입력핀에 연결되는 상기 터치검출 센서의 각 컬럼에서의 상기 터치 신호선의 개수가 일치하지 않는 것을 특징으로 하는 터치신호 검출장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 터치신호 검출장치에서 상기 멀티플렉서의 전체 입력핀의 개수가 상기 터치패드의 전체 터치 신호선의 개수보다 많은 것을 특징으로 하는 터치신호 검출장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 재매핑은 상기 메모리부에 저장된 상기 터치 신호를 상기 터치검출 센서의 컬럼의 좌표를 기준으로 재배열하는 과정인 것을 특징으로 하는 터치신호 검출장치.
  6. 제 2항에 있어서,
    각각의 상기 멀티플렉서는 입력과 출력의 구성이 동일하고, 동일한 입력의 개수 및 동일한 출력의 개수 및 동일한 선택신호의 개수 그리고 임의의 선택신호에 대해 선택된 입력신호의 순번이 동일한 것을 특징으로 하는 터치신호 검출장치.
  7. 제 2항에 있어서,
    각각의 상기 멀티플렉서는 입력과 출력의 구성이 동일하되, 입력의 개수가 다른 멀티플렉서가 존재하는 것을 특징으로 하는 터치신호 검출장치.
  8. 제 2항에 있어서,
    각각의 멀티플렉서에 입력되는 상기 터치 신호선은 각 컬럼의 상기 터치검출 센서의 위치에 따라 방향성을 가지고 배치되는 것을 특징으로 하는 터치신호 검출장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 방향성은 상기 각 컬럼의 상기 터치검출 센서의 로우(row) 번호가 증가할 수록 상기 각각의 멀티플렉서에 입력되는 상기 터치 신호선의 입력 핀의 번호가 증가하거나 상기 각 컬럼의 상기 터치패드의 로우(row) 번호가 감소할 수록 상기 각각의 멀티플렉서에 입력되는 상기 터치 신호선의 입력 핀의 번호가 감소하는 것을 특징으로 하는 터치신호 검출장치.
  10. 제 2항에 있어서,
    각각의 상기 멀티플렉서는 동일한 컬럼에 속하는 상기 터치검출 센서와 연결된 터치 신호선을 통하여 상기 터치 신호를 입력받거나 다른 컬럼에 속하는 상기 터치검출 센서와 연결된 터치 신호선을 통하여 상기 터치 신호를 입력받도록 구성되는 것을 특징으로 하는 터치신호 검출장치.
  11. 제 2항에 있어서,
    상기 선택신호 생성기에서 생성된 상기 선택신호가 각각의 상기 멀티플렉서에 공통으로 인가되는 것을 특징으로 하는 터치신호 검출장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 선택신호는 상기 멀티플렉서의 입력들 중 하나의 출력만을 내보도록 구성되는 것을 특징으로 하는 터치신호 검출장치.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 선택신호에 의해 선택된 상기 하나의 출력에 대응하는 터치검출 센서는 센싱 패드(sensing pad)로서 상기 터치 검출부에 의해 터치 여부가 판단되고, 상기 센싱 패드를 제외한 나머지 터치검출 센서는 난센싱 패드(non-sensing pad)로서 영전위 또는 그라운드 전위 또는 DC전위에 연결되는 것을 특징으로 하는 터치신호 검출장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 난센싱 패드의 전위는 모두 동일한 것을 특징으로 하는 터치신호 검출장치.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 터치 신호선은 상기 터치검출 센서의 좌측 또는 우측에 배치되는 것을 특징으로 하는 터치신호 검출장치.
  16. 제 1항에 있어서,
    가로방향 또는 세로방향으로 다른 컬럼 또는 다른 로우에 위치한 상기 터치검출 센서의 위치를 변경시켜 터치검출 해상도를 변경시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 터치신호 검출장치.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 터치검출 해상도를 변경시키는 경우, 여러 개의 로우에서 터치검출 센서를 스캔하는 것을 특징으로 하는 터치신호 검출장치.
  18. 제 1항에 있어서,
    상기 터치신호 검출장치는
    상기 터치패드 내에 존재하는 기생정전용량(Cp), 구동정전용량(Cdrv) 및 상기 터치검출 센서와 터치입력도구 사이에서 형성되는 터치정전용량(Ct)을 충전시키는 충전 수단;
    상기 터치검출 센서에 교번 전압을 인가하는 교번 전압 인가부;및
    터치 미발생시의 상기 터치검출 센서에서의 전압 변동분과 터치 발생시의 상기 터치패드에서의 전압 변동분을 비교하여 터치 여부를 판단하는 레벨 시프트 검출부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치신호 검출장치.
  19. 제 18에 있어서,
    충전 완료후 상기 충전 수단을 턴 오프하여 상기 기생정전용량(Cp), 구동정전용량(Cdrv) 및 터치정전용량(Ct)을 플로팅(floating)상태로 유지한 상태에서 상기 교번 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 터치신호 검출장치.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 레벨 시프트 검출부의 입력단은 터치 여부 판단시 하이 임피던스(Hi-Z)상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 터치신호 검출장치.
  21. 제 18항에 있어서,
    상기 터치 발생시의 상기 터치검출 센서에서의 전압 변동분은 상기 터치 미발생시의 상기 터치검출 센서에서의 전압 변동분보다 작은 것을 특징으로 하는 터치신호 검출장치.
  22. 제 18항에 있어서,
    상기 터치 발생시의 상기 터치검출 센서에서의 전압 변동 및 상기 터치 미발생시의 상기 터치검출 센서에서의 전압 변동은 인가된 상기 교번 전압의 상승 에지 및 하강 에지에 연동되어 발생하는 것을 특징으로 하는 터치신호 검출장치.
  23. 매트릭스 형태로 배열된 복수개의 터치검출 센서를 포함하는 터치패드(touch pad)에서 터치 여부를 검출하는 터치 신호 검출 방법에 있어서,
    메모리부에 의해 각 컬럼의 복수개의 상기 터치검출 센서에 연결되어 상기 터치검출 센서에서 발생된 터치 신호를 전달하는 복수개의 터치 신호선을 통하여 터치 신호를 수신 및 저장하는 저장단계; 및
    터치 검출부에 의해 상기 메모리부에 저장된 상기 터치 신호 중 선택신호에 의해 선택된 터치 신호를 검출하여 터치 여부를 판단하는 터치 검출 단계;를 포함하되,
    상기 메모리부에 저장된 상기 터치 신호를 상기 터치검출 센서의 배열과 매칭되도록 재매핑(re-map)하는 프로세스를 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 터치 신호 검출 방법.
  24. 제 23항에 있어서,
    복수개의 멀티플렉서(multiplexer)에 의해 각 컬럼의 복수개의 상기 터치검출 센서에 연결되어 상기 터치검출 센서에서 발생된 터치 신호를 전달하는 복수개의 터치 신호선을 통하여 터치 신호를 수신하는 단계; 및
    적어도 하나 이상의 선택신호 생성기에 의해 각각의 상기 멀티플렉서에 수신된 터치 신호 중 일부의 터치 신호를 선택하기 위한 선택신호를 발생시키는 선택신호 생성 단계;를 더 포함하는 터치 신호 검출 방법.
  25. 제 24항에 있어서,
    상기 메모리부는 상기 터치 신호를 상기 멀티플렉서의 출력에 따라 그룹으로 분리하여 저장하고, 각각의 상기 멀티플렉서의 상기 터치 신호를 입력받는 입력핀의 개수가 상기 입력핀에 연결되는 상기 터치검출 센서의 각 컬럼에서의 상기 터치 신호선의 개수가 일치하지 않는 것을 특징으로 하는 터치 신호 검출 방법.
  26. 제 23항에 있어서,
    상기 메모리부에 저장된 상기 터치 신호를 상기 터치검출 센서의 배열과 매칭되도록 재매핑(re-map)하는 프로세스를 추가하는 것을 특징으로 하는 터치 신호 검출 방법.
  27. 제 26항에 있어서,
    상기 재매핑은 상기 메모리부에 저장된 상기 터치 신호를 상기 터치검출 센서의 컬럼의 좌표를 기준으로 재배열하는 과정인 것을 특징으로 하는 터치 신호 검출 방법.
  28. 제 24항에 있어서,
    각각의 상기 멀티플렉서의 입력과 출력의 구성이 동일하여, 입력받는 터치 신호의 개수 대비 선택된 터치 신호의 개수가 모두 동일하게 구성되는 것을 특징으로 하는 터치 신호 검출 방법.
  29. 제 24항에 있어서,
    각각의 상기 멀티플렉서는 입력과 출력의 구성이 동일하되, 입력의 개수가 다른 멀티플렉서가 존재하는 것을 특징으로 하는 터치 신호 검출 방법.
  30. 제 24항에 있어서,
    각각의 상기 멀티플렉서에 입력되는 상기 터치 신호선은 각 컬럼의 상기 터치검출 센서의 위치에 따라 방향성을 가지고 배치되는 것을 특징으로 하는 터치 신호 검출 방법.
  31. 제 30항에 있어서,
    상기 방향성은 상기 각 컬럼의 상기 터치검출 센서의 로우(row) 번호가 증가할 수록 상기 각각의 상기 멀티플렉서에 입력되는 상기 터치 신호선의 입력 핀의 번호가 증가하거나 상기 각 컬럼의 상기 터치검출 센서의 로우(row) 번호가 감소할 수록 각각의 상기 멀티플렉서에 입력되는 상기 터치 신호선의 입력 핀의 번호가 감소하는 것을 특징으로 하는 터치 신호 검출 방법.
  32. 제 24항에 있어서,
    각각의 상기 멀티플렉서는 동일한 컬럼에 속하는 상기 터치검출 센서와 연결된 터치 신호선을 통하여 상기 터치 신호를 입력받거나 다른 컬럼에 속하는 상기 터치검출 센서와 연결된 터치 신호선을 통하여 상기 터치 신호를 입력받도록 구성되는 것을 특징으로 하는 터치 신호 검출 방법.
  33. 제 24항에 있어서
    상기 선택신호 생성기에서 생성된 상기 선택신호가 상기 멀티플렉서 각각에 공통으로 인가되는 것을 특징으로 하는 터치 신호 검출 방법.
  34. 제 33항에 있어서,
    상기 선택신호는 상기 멀티플렉서의 입력들 중 하나의 출력만을 내보도록 구성되는 것을 특징으로 하는 터치 신호 검출 방법.
  35. 제 34항에 있어서,
    상기 선택신호에 의해 선택된 상기 하나의 출력에 대응하는 터치검출 센서는 센싱 패드(sensing pad)로서 상기 터치 검출부에 의해 터치 여부가 판단되고, 상기 센싱 패드를 제외한 나머지 터치검출 센서는 난센싱 패드(non-sensing pad)로서 영전위 또는 그라운드 전위 또는 DC전위에 연결되는 것을 특징으로 하는, 터치 신호 검출 방법.
  36. 제 35항에 있어서,
    상기 난센싱 패드의 전위는 모두 동일한 것을 특징으로 하는 터치 신호 검출 방법.
  37. 제 23항에 있어서,
    상기 터치 신호 검출 단계는
    충전 수단에 의해 상기 터치패드내에 존재하는 기생정전용량(Cp), 구동정전용량(Cdrv) 및 도전체의 출현에 의해 생성되는 터치정전용량(Ct)을 충전시키는 충전 단계;
    교번 전압 인가부에 의해 상기 터치검출 센서에 교번 전압을 인가하는 교번 전압 인가 단계;및
    레벨 시프트 검출부에 의해 터치 미발생시의 상기 터치검출 센서에서의 전압 변동분과 터치 발생시의 상기 터치검출 센서에서의 전압 변동분을 비교하여 터치 여부를 판단하는 레벨 시프트 검출 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 신호 검출 방법.
  38. 제 37항에 있어서,
    충전 완료후 상기 충전 수단을 턴 오프하여 상기 기생정전용량(Cp), 구동정전용량(Cdrv) 및 터치정전용량(Ct)을 플로팅(floating)상태로 유지한 상태에서 상기 교번 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 터치 신호 검출 방법.
  39. 제 37항에 있어서,
    상기 레벨 시프트 검출부의 입력단은 터치 여부 판단시 하이 임피던스(Hi-Z)상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 터치 신호 검출 방법.
  40. 제 37항에 있어서,
    상기 터치 발생시의 상기 터치검출 센서에서의 전압 변동분은 상기 터치 미발생시의 상기 터치검출 센서에서의 전압 변동분보다 작은 것을 특징으로 하는 터치 신호 검출 방법.
  41. 제 37항에 있어서,
    상기 터치 발생시의 상기 터치검출 센서에서의 전압 변동 및 상기 터치 미발생시의 상기 터치검출 센서에서의 전압 변동은 인가된 상기 교번 전압의 상승 에지 및 하강 에지에 연동되어 발생하는 것을 특징으로 하는 터치 신호 검출 방법.
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