KR101558163B1 - 구동 코드 타입의 용량성 터치 감지 시스템 - Google Patents

Abstract

구동 코드 타입의 용량성 터치 감지 시스템이 게시된다. 본 발명의 용량성 터치 감지 시스템은 제1 내지 제n(여기서, n은 3 이상의 자연수) 구동 라인과 데이터 라인의 교차점 상에 배열되는 제1 내지 제n 감지 커패시터를 포함하는 감지 패널로서, 제i(여기서, i는 1 이상 n 이하의 자연수) 감지 커패시터는 제i 구동 라인과 상기 데이터 라인 사이에 형성되는 상기 감지 패널; 비중첩적으로 발생되는 제1 내지 제(n-1)센싱 구간에서 상기 구동 라인들을 제어하는 구동 드라이버로서, 제j(여기서, j은 1 이상이며 (n-1) 이하인 자연수) 센싱 구간에서 제j 구동 라인과 제(j+1) 구동 라인은 반대 극성의 구동 코드로 구동되는 상기 구동 드라이버; 및 상기 제1 내지 제(n-1) 센싱 구간에서의 상기 데이터 라인의 전압을 이용하여 터치 데이터 어레이를 발생하는 감지 독출 회로로서, 상기 터치 데이터 어레이는 제1 내지 제n 터치 데이터를 포함하며, 제i 터치 데이터는 상기 제i 감지 커패시터에 대응하는 상기 감지 독출 회로를 구비한다. 본 발명의 용량성 터치 감지 시스템에 의하면, 레이아웃 면적이 감소되고, 동작 속도가 향상되는 효과가 발생된다.

Description

구동 코드 타입의 용량성 터치 감지 시스템{DRIVING CODE TYPE CAPACITIVE TOUCH DETECT SYSTEM}

본 발명은 감지 커패시터의 유효 커플링 효과의 변화를 이용하여 물체가 일정한 감지 영역 내에 진입함을 감지하는 용량성 터치 감지 시스템에 관한 것이다.

최근, 터치 감지 시스템은 사용상의 편리함과 미학적 우수함으로 인하여, 노트북 컴퓨터뿐만 아니라, 가정용 및 휴대용 장치 또는 가전기기들 등에서도 널리 사용되고 있다. 일반적으로, 터치 감지 시스템에서는, 감지 커패시터들이 감지 패널 상의 일정한 위치에 매트릭스 구조로 배열된다. 그리고, 터치 감지 시스템은 사용자 또는 물체의 접촉이 발생되는 감지 커패시터의 감지 패널 상의 위치를 감지하여 사용자의 입력을 확인한다.

최근에는, 물체의 직접적인 접촉없이도 손가락 등이 감지영역 내에 존재하는 경우에 감지 커패시터의 유효 커플링 효과를 변화시킴으로써, 감지 패널에 직접적인 접촉없이도 사용자의 입력을 확인할 수 있는 용량성 터치 감지 시스템이 개발되었다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 보다 효율적으로 감지영역 내의 물체의 존재를 감지하는 용량성 터치 감지 시스템을 제공하는 데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면은 용량성 터치 감지 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 용량성 터치 감지 시스템은 제1 내지 제n(여기서, n은 3 이상의 자연수) 구동 라인과 데이터 라인의 교차점 상에 배열되는 제1 내지 제n 감지 커패시터를 포함하는 감지 패널로서, 제i(여기서, i는 1 이상 n 이하의 자연수) 감지 커패시터는 제i 구동 라인과 상기 데이터 라인 사이에 형성되는 상기 감지 패널; 비중첩적으로 발생되는 제1 내지 제(n-1)센싱 구간에서 상기 구동 라인들을 제어하는 구동 드라이버로서, 제j(여기서, j은 1 이상이며 (n-1) 이하인 자연수) 센싱 구간에서 제j 구동 라인과 제(j+1) 구동 라인은 반대 극성의 구동 코드로 구동되는 상기 구동 드라이버; 및 상기 제1 내지 제(n-1) 센싱 구간에서의 상기 데이터 라인의 전압을 이용하여 터치 데이터 어레이를 발생하는 감지 독출 회로로서, 상기 터치 데이터 어레이는 제1 내지 제n 터치 데이터를 포함하며, 제i 터치 데이터는 상기 제i 감지 커패시터에 대응하는 상기 감지 독출 회로를 구비한다.

상기와 같은 본 발명의 용량성 터치 감지 시스템에 의하면, 레이아웃 면적이 감소되고, 동작 속도가 향상되는 효과가 발생된다.

본 발명에서 사용되는 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 감지 영역 내에 어떠한 물체도 진입하지 않은 경우의 두개의 전극 사이의 전기장을 나타내는 도면이다.
도 2는 감지 영역 내에 물체가 있는 경우의 두개의 전극 사이의 전기장을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 용량성 터치 감지 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 및 도 5는 도 3의 감지 패널을 설명하기 위한 도면들이다.
도 6은 도 3의 구동 라인들의 구동을 설명하기 위한 도면들이다.
도 7은 도 3의 감지 독출 회로를 자세히 나타내는 도면이다.
도 8은 도 7의 전하 전압 변환 수단을 보다 자세히 나타내는 도면이다.
도 9는 도 3의 구동라인의 구동 코드를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 도 7의 터치 분석부를 보다 자세히 나타내는 도면이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 잇점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다.

그리고, 각 도면을 이해함에 있어서, 동일한 부재는 가능한 한 동일한 참조부호로 도시하고자 함에 유의해야 한다. 그리고, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

한편, 본 명세서에서는 동일한 구성 및 작용을 수행하는 구성요소들에 대해서는 동일한 참조부호와 함께 < >속에 참조부호가 추가된다. 이때, 이들 구성요소들은 참조부호로 통칭한다. 그리고, 이들을 개별적인 구별이 필요한 경우에는, 참조부호 뒤에 '< >'가 추가된다.

본 발명의 실시예들을 구체적으로 기술하기에 앞서 감지영역 내의 물체의 존재에 따라 감지 커패시터의 유효 커플링 효과의 변화에 대하여 살펴본다.

도 1은 감지 영역 내에 어떠한 물체도 진입하지 않은 경우의 두개의 전극 사이의 전기장을 나타내는 도면이며, 도 2는 감지 영역 내에 물체(즉, 접지되어 있는 사용자의 손가락)가 있는 경우의 두개의 전극 사이의 전기장을 나타내는 도면이다. 도 1 및 도 2에서는, 간략화하기 위하여 감지소자를 형성하는 2개의 전극(10, 20) 만이 도시된다.

도 1과 같이 어떠한 물체도 감지 영역 내에 진입하지 않은 경우(CASE1)에는, 두개의 전극(10, 20) 사이에 형성되는 모든 전기력선이 두개의 전극(10, 20)에 접속된다. 그러나, 도 2와 같이 사용자의 손가락(30)이 감지 영역 내에 진입하는 경우(CASE2)에는, 두개의 전극(10, 20) 사이에 형성되는 전기력선의 일부가 손가락(30)을 통하여 접지면과 결합되고, 나머지 전기력선만이 전극(10, 20)에 접속된다.

이에 따라, 사용자의 손가락(30)이 감지 영역 내에 진입하는 경우에는, 어떠한 물체도 감지 영역 내에 진입하지 않은 경우에 비하여, 전극들(10, 20)간의 유효 커플링 효과는 감소하게 된다.

이러한 원리를 이용하여, 일정한 파형을 가지는 송신 신호(XDR)를 하나의 전극(10)에 인가하고, 이때, 축적되는 전하량의 변화에 따라 변화되는 다른 하나의 전극(20)에서 발생되는 수신 신호(XDT)의 전압레벨을 확인함으로써, 감지 커패시터의 감지 영역 내에 어떠한 물체가 접근하는지 여부를 감지할 수 있게 된다.

본 명세서에서, '터치되었다 함'은 특정의 감지 커패시터가 실제로 터치된 경우뿐만아니라, 감지 커패시터의 감지 영역 내에 물체가 접근하여 유효 커플링 효과가 변화한 경우도 포함한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 용량성 터치 감지 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 용량성 터치 감지 시스템은 감지 패널(100), 구동 드라이버(200) 및 감지 독출 회로(300)를 구비한다.

본 발명의 기술적 사상이 적용되는 용량성 터치 감지 시스템에서, 상기 감지 패널(100)은, 도 4에 도시되는 바와 같이, 복수개의 구동 라인들(LDR<1>~LDR<n>)과 복수개의 데이터 라인들(LDT<1>~LDT<m>)의 교차점 상에 배열되는 복수개의 감지 커패시터들(CS)을 구비하는 것이 일반적이다.

그러나, 본 발명의 기술적 사상은, 도 5에 도시되는 바와 같이, 복수개의 구동 라인들(LDR<1>~LDR<n>)과 하나의 데이터 라인(LDT)을 구비하는 감지 패널(100)에도 적용될 수 있다.

또한, 도 5의 감지 패널(100)을 가지는 용량성 터치 감지 시스템에 대한 기술적 사상은 도 4의 감지 패널(100)을 가지는 용량성 터치 감지 시스템에 대해서도 용이하게 확장될 수 있으며, 또한, 당업자라면 용이하게 이해될 수 있다.

그러므로, 본 명세서에서, 본 발명의 용량성 터치 감지 시스템을 기술함에 있어서, 설명의 간략화를 위하여, 도 5의 감지 패널(100)을 기준으로 한다.

도 5를 참조하면, 상기 감지 패널(100)은 제1 내지 제n 구동 라인들(LDR<1>~LDR<n>)(여기서, n은 3이상의 자연수)과 데이터 라인(LDT)의 교차점 상에 배열되는 제1 내지 제n 감지 커패시터들(CS<1>~CS<n>)을 구비한다.

이때, 상기 제i 감지 커패시터(CS<i>)(여기서, i는 1 이상 n 이하의 자연수)는 제i 구동라인(LDR<i>)과 상기 데이터 라인(LDT) 사이에 형성된다.

다시 도 3을 참조하면, 상기 구동 드라이버(200)는 단위 센싱 프레임에서 상기 구동 라인들(LDR<1>~LDR<n>)을 제어하도록 구동된다. 여기서, '단위 센싱 프레임'은 '상기 감지 패널(100)에서 터치된 감지 커패시터(CS<1>~CS<n>)를 확인할 수 있는 기본 동작 단위'를 의미한다.

본 실시예에서, 상기 단위 센싱 프레임은, 도 6에 도시되는 바와 같이, 비중첩적으로 발생되는 제1 내지 제(n-1)센싱 구간(PSEN<1> 내지 PSEN<n-1>)을 포함한다.

이때, 제j(여기서, j는 1 이상이며 (n-1) 이하인 자연수) 센싱 구간(PSEN<j>)에서는, 제j 구동 라인(LDR<j>)과 제(j+1) 구동 라인(LDR<j+1>)은 서로 반대 극성의 '구동 코드'로 구동된다.

본 실시예에서, 상기 '구동 코드'는 '양극성(+) 구동 코드' 및 '음극성(-) 구동 코드'로 분류될 수 있다. 여기서, '양극성(+) 구동 코드'는 '대응하는 감지 커패시터(CS)에 의하여 커플링되는 데이터 라인(LDT)의 전압 레벨이 상승하는 펄스로 상기 구동 라인(LDR)의 구동 방식을 나타내는 코드'이다.

그리고, '음극성(-) 구동 코드'는 '대응하는 감지 커패시터(CS)에 의하여 커플링되는 데이터 라인(LDT)의 전압 레벨이 하강하는 펄스로 상기 구동 라인(LDR)의 구동 방식을 나타내는 코드'이다.

그리고, 상기 제(j+1) 구동 라인(LDT<j+1>)은 상기 제j 센싱 구간(PSEN<j>)과 제(j+1) 센싱 구간(PSEN<j+1>)에서 서로 반대 극성의 구동 코드로 구동된다. 도 6의 예에서, 상기 제(j+1) 구동 라인(LDT<j+1>)은 상기 제j 센싱 구간(PSEN<j>)에서는 '양극성(+) 구동 코드'로 구동되며, 제(j+1) 센싱 구간(PSEN<j+1>)에서는 '음극성(-) 구동 코드'로 구동된다.

다시 도 3을 참조하면, 상기 감지 독출 회로(300)는 상기 제1 내지 제(n-1) 센싱 구간(PSEN<1> 내지 PSEN<n-1>)에서의 상기 데이터 라인(DLT)의 전압을 이용하여 터치 데이터 어레이(TCARR)를 발생한다.

이때, 상기 터치 데이터 어레이는(TCARR)는 제1 내지 제n 터치 데이터(TD<1> 내지 TD<n>)를 포함하며, 상기 제i 터치 데이터(TD<i>)는 상기 제i 감지 커패시터(CS<i>)에 대응한다. 즉, 상기 제i 터치 데이터(TD<i>)는 상기 제i 터치 데이터(TD<i>)는 상기 제i 감지 커패시터(CS<i>)가 터치되었는지 여부를 나타낸다. 이에 따라, 상기 제1 내지 제n 터치 데이터(TD<1> 내지 TD<n>)를 포함하는 상기 터치 데이터 어레이는(TCARR)를 통하여 터치된 감지 커패시터의 위치가 파악될 수 있다.

도 7은 도 3의 감지 독출 회로(300)를 자세히 나타내는 도면이다. 도 7을 참조하면, 상기 감지 독출 회로(300)는 데이터 센싱부(310) 및 터치 분석부(330)를 구비한다.

상기 데이터 센싱부(310)는 제1 내지 제(n-1) 감지 데이터(DSE<1> 내지 DSE<n-1>)를 발생한다. 이때, 상기 제j 감지 데이터(DSE<j>)는 제j 센싱 구간(PSEN<j>)의 상기 데이터 라인(LDT)의 전압 레벨(VDT<j>)에 따른 데이터값을 가진다.

상기 데이터 센싱부(310)는 더욱 구체적으로 전하 전압 변환수단(CVC) 및 아날로그 디지털 변환 수단(ADC)을 구비한다.

상기 전하 전압 변환수단(CVC)은 아날로그 성분의 제1 내지 제(n-1) 아날로그 센싱 데이터(ANG<1> 내지 ANG<n-1>)를 발생한다. 이때, 아날로그 성분의 제j 아날로그 센싱 데이터(ANG<j>)는 상기 제j 센싱 구간(PSEN<j>)에서, 상기 데이터 라인(LDT)의 전압 레벨(VDT<j>)에 따른 데이터값을 가진다.

도 8은 도 7의 전하 전압 변환수단(CVC)을 보다 자세히 나타내는 도면이다. 도 8을 참조하면, 상기 전하 전압 변환 수단(CVC)는 더블 엔드 증폭기(311), 피드백 커패시터(313), 리셋 스위치(315) 및 스위칭 소자(317)를 구비한다.

상기 더블 엔드 증폭기(311)는 반전 입력단(-)에 상기 스위칭 소자(317)에 의하여 상기 데이터 라인(LDT)이 연결되며, 비반전 입력단(+)에 기준전압(VREF)이 인가된다.

상기 피드백 커패시터(313)는 상기 더블 엔드 증폭기(311)의 반전 입력단(-)과 출력단 사이에 형성된다.

상기 리셋 스위치(315)는 리셋 신호(RST)에 응답하여 상기 더블 엔드 증폭기(311)의 반전 입력단(-)과 출력단을 전기적으로 연결한다. 이때, 상기 더블 엔드 증폭기(311)의 반전 입력단(-)과 출력단은 동일한 전압으로 리셋된다.

참고로, 본 실시예에서, 상기 리셋 신호(RST)는 각 센싱 구간(PSEN)의 시작 시점에서 펄스로 활성화된다.

상기 스위칭 소자(317)는 스위칭 신호(SW)에 따라 상기 데이터 라인(LDT)을 상기 더블 엔드 증폭기(311)의 반전 입력단(-) 또는 상기 기준 전압(VREF)에 연결한다.

계속하여, 상기와 같은 구성을 가지는 전하 전압 변환수단(CVC)에 동작 효과가 기술된다. 도 9a의 경우와 같이, 상기 더블 엔드 증폭기(311)의 반전 입력단(-)과 연결되는 스위칭 신호(SW)가 "H"일 때 하강 천이를 하는 상기 구동 라인(LDR)에 의해서는, 상기 더블 엔드 증폭기(311)의 출력단과 연결되는 상기 아날로그 센싱 데이터(ANG)의 전압 레벨은 상승하게 된다. 도 9a의 경우는 본 실시예의 '양극성 구동 코드'에 해당된다.

그리고, 도 9b의 경우와 같이, 상기 더블 엔드 증폭기(311)의 반전 입력단(-)과 연결되는 스위칭 신호(SW)가 "H"일 때 상승 천이를 하는 상기 구동 라인(LDR)에 의해서는, 상기 더블 엔드 증폭기(311)의 출력단과 연결되는 상기 아날로그 센싱 데이터(ANG)의 전압 레벨은 하강하게 된다. 도 9b의 경우는 본 실시예의 '양극성 구동 코드'에 해당된다.

다시 도 7을 참조하면, 상기 아날로그 디지털 변환 수단(ADC)는 상기 제1 내지 제(n-1) 아날로그 센싱 데이터(ANG<1> 내지 ANG<n-1>)를 디지털 성분의 상기 제1 내지 제(n-1) 감지 데이터(DSE<1> 내지 DSE<n-1>)로 변환한다.

이러한 상기 아날로그 디지털 변환 수단(ADC)의 구현은 당업자에게는 자명하므로, 본 명세서에서는, 이에 대한 구체적인 기술은 생략된다.

계속 도 7을 참조하면, 상기 터치 분석부(330)는 상기 제1 내지 제(n-1) 감지 데이터(DSE<1> 내지 DSE<n-1>)를 이용하여 상기 터치 데이터 어레이(TCARR)를 발생한다.

도 10은 도 7의 터치 분석부(330)를 보다 자세히 나타내는 도면이다. 도 10을 참조하면, 상기 터치 분석부(330)는 누적 데이터 발생수단(331), 최대 데이터 확인수단(333) 및 터치 데이터 발생수단(335)를 구비한다.

상기 누적 데이터 발생수단(331)은 제1 내지 제n 누적 데이터(SDT<1> 내지 SDT<n>)를 발생하는 누적 데이터 발생수단으로서, 제k 누적 데이터(SDT<k>)(여기서, k는 2 이상이며, n 이하인 자연수)는 제1 내지 제(k-1) 감지 데이터(DSE<1> 내지 SDE<k-1>)의 합이며, 제1 누적 데이터(SDT<1>)는 '0'으로 한다.

상기 최대 데이터 확인수단(333)은 최대 데이터(MDT)를 확인한다. 이때, 상기 최대 데이터(MDT)는 상기 제1 내지 제n 누적 데이터(SDT<1> 내지 SDT<n>) 중에서 최대값이다.

상기 터치 데이터 발생수단(335)은 상기 제1 내지 제n 터치 데이터(TD<1> 내지 TD<n>)를 발생한다. 이때, 상기 제k 터치 데이터(TD<k>)는 상기 최대 데이터(MDT)에서 제k 누적 데이터(SDT<k>)를 차감한 값이다.

계속하여, 본 발명의 용량성 터치 감지 시스템에 의하여 터치되는 감지 커패시터가 확인되는 구체적인 예들이 기술된다.

본 명세서에서는, 감지 패널(100)이 단지 4개의 구동 라인(LDR<1>, LDR<2>, LDR<3>, LDR<4>)를 가지는 예에 대해서 기술된다. 그러나, 이는 단지 설명의 간략화만을 위한 것으로서, 실제로 이보다 많은 수(예, 1024개)의 데이터 라인(LDR)을 가지는 경우에도 적용될 수 있음은 당업자에게는 자명하다.

먼저, 각 감지 커패시터(CS)의 유효 커플링 효과가 [표1]과 같음을 가정하자.

Case	CS<1>	CS<2>	CS<3>	CS<4>
case 1	1	1	1	1
case 2	1	1	1	0.9
case 3	1	1	0.9	1
case 4	1	1	0.9	0.8
case 5	1	0.9	1	1
case 6	1	0.8	1	0.9
case 7	1	0.9	0.9	1
case 8	1	0.9	0.8	0.9
case 9	0.9	1	1	1
case 10	0.7	1	1	0.9
case 11	0.9	1	0.8	1
case 12	0.7	1	0.8	0.9
case 13	0.9	0.8	1	1
case 14	0.9	0.8	1	0.7
case 15	0.9	0.7	0.8	1
case 16	0.6	0.7	0.8	0.9

예를 들어, case 4 경우, 제1 감지 커패시터(CS1)는 터치되지 않아 "1"의 기본 커플링 효과를 가진다. 그리고, 제2 커패시터(CS2)는 터치에 의하여 기본 커플링 효과에서 0.2가 감소되어 0.8의 유효 커플링 효과를 지니고 있으며, 제2 커패시터(CS2)는 터치에 의하여 기본 커플링 효과에서 0.1이 감소되어 0.9의 유효 커플링 효과를 지니고 있음을 나타낸다.

[표2]는 각 센싱 구간에서의 구동 라인(LDR)의 구동 코드를 나타낸다.

구동라인	PSEN<1>	PSEN<2>	PSEN<3>
LDR<1>	+	0	0
LDR<2>	-	+	0
LDR<3>	0	-	+
LDR<4>	0	0	-

[표2]에서 "+"는 양극성 구동코드를 나타내며, "-"는 음극성 구동코드를 나타낸다. 그리고, "0"은 해당하는 구동 라인(LDR)에 펄스가 인가되지 않음을 의미한다.

예를 들어, 제1 센싱 구간(PSEN<1>)에서는, 제1 구동 라인(LDR<1>)은 양극성 구동 코드의 펄스가 인가되고, 제2 구동 라인(LDR<2>)은 음극성 구동 코드의 펄스가 인가되며, 제3 구동 라인(LDR<3>) 및 제4 구동 라인(LDR<4>)에는 펄스가 인가되지 않는다.

[표3]은 [표1]과 같은 터치에서 구동라인(LDR)이 [표2]의 구동코드에 따라 구동될 때, 각 센싱 구간에서의 감지 데이터(DSE)의 값을 나타낸다.

Case	DSE<1>	DSE<2>	DSE<3>
case 1	0	0	0
case 2	0	0	-0.1
case 3	0	-0.1	0.1
case 4	0	-0.1	-0.1
case 5	-0.1	0.1	0
case 6	-0.2	0.2	-0.1
case 7	-0.1	0	0.1
case 8	-0.1	-0.1	0.1
case 9	0.1	0	0
case 10	0.3	0	-0.1
case 11	0.1	-0.2	0.2
case 12	0.3	-0.2	0.1
case 13	-0.1	0.2	0
case 14	-0.1	0.2	-0.3
case 15	-0.2	0.1	0.2
case 16	0.1	0.1	0.1

[표3]에서, 각 감지 데이터(DSE)는 대응하는 센싱 구간(PSEN)에서 [표1]에 나타난 구동 라인(LDR)의 감지 커패시터(CS)의 커플링 효과와 [표2]에 나타난 구동 코드에 따른 상기 감지 데이터에 대한 구동 효과의 곱의 합이다.

그리고, 본 실시예에서, 구동 코드에 따른 감지 데이터에 대한 구동 효과는 다음과 같다.

즉, '양극성 구동코드'로 구동되는 구동 라인(LDR)의 구동 효과는 "-1"이고, '음극성 구동코드'로 구동되는 구동 라인(LDR)의 구동 효과는 "+1"이다. 그리고, 펄스가 인가되지 않는 구동라인(LDR)의 구동 효과는 "0"이다.

예로서 살펴보면, case 4의 제2 감지 데이터(DSE<2>)는 제2 구동 라인(LDR<1>)의 구동 효과인 "-1"과 제2 감지 커패시터(CS<2>)의 유효 커플링 효과인 "1"의 곱인 "-1"에다, 제3 구동 라인(LDR<3>)의 구동 효과인 "+1"과 제3 감지 커패시터(CS<3>)의 유효 커플링 효과인 "0.9"의 곱인 "+0.9"를 더하여, "-0.1"이다.

그러면, 상기 누적 데이터 발생수단(331)에서 발생되는 누적 데이터는 [표4]와 같다.

Case	SDT<1>	SDT<2>	SDT<3>	SDT<4>
case 1	0	0	0	0
case 2	0	0	0	-0.1
case 3	0	0	-0.1	0
case 4	0	0	-0.1	-0.2
case 5	0	-0.1	0	0
case 6	0	-0.2	0	-0.1
case 7	0	-0.1	0	0
case 8	0	-0.1	-0.2	-0.1
case 9	0	0.1	0	0.1
case 10	0	0.3	0	0.1
case 11	0	0.1	-0.1	0.1
case 12	0	0.3	0.1	0.2
case 13	0	-0.1	0.1	0.1
case 14	0	-0.1	0.1	-0.2
case 15	0	-0.2	-0.1	0.1
case 16	0	0.1	0.2	0.3

예로서 살펴보면, case 4의 제4 누적 데이터(SDT<4>)는 제1 내지 제3 감지 데이터(DSE<1> 내지 DSE<3>)의 값인 "0", "-0.1" 및 "-0.1"을 합하여 "-0.2"이다.

이때, 상기 최대 데이터 확인수단(333)에서 발생되는 최대 데이터(MDT)는 [표5]와 같다.

Case	MDT
case 1	0
case 2	0
case 3	0
case 4	0
case 5	0
case 6	0
case 7	0
case 8	0
case 9	0.1
case 10	0.3
case 11	0.1
case 12	0.3
case 13	0.1
case 14	0.1
case 15	0.1
case 16	0.3

예로서 살펴보면, case 10의 경우에는, 제1 내지 제4 누적 데이터(SDT<1> 내지 SDT<4>)인 값인 "0", "0.3", "0" 및 "0.1" 중의 최대값인 "0.3"이 최대 데이터(MDT)의 데이터 값으로 된다.

그러면, 상기 터치 데이터 발생수단(335)에서 발생되는 터치 데이터(TD)는 [표6]와 같다.

Case	TD<1>	TD<2>	TD<3>	TD<4>
case 1	0	0	0	0
case 2	0	0	0	0.1
case 3	0	0	0.1	0
case 4	0	0	0.1	0.2
case 5	0	0.1	0	0
case 6	0	0.2	0	0.1
case 7	0	0.1	0.1	0
case 8	0	0.1	0.2	0.1
case 9	0.1	0	0	0
case 10	0.3	0	0	0.1
case 11	0.1	0	0.2	0
case 12	0.7	0	0.2	0.1
case 13	0.1	0.2	0	0
case 14	0.1	0.2	0	0.3
case 15	0.1	0.3	0.2	0
case 16	0.3	0.2	0.1	0

예로서 살펴보면, case 4의 제4 터치 데이터(TD<4>)는 최대 데이터(MDT)의 데이터값인 "0"에서 제4 누적 데이터(SDT<4>)의 값인 "-0.2"를 차감한 값인 "0.2"이다.

상기 [표6]에 나타난 상기 터치 데이터(TD)에 의하여, 상기 감지 패널(100)의 감지 커패시터(CS)의 유효 커플링 효과를 확인함으로써, 터치된 감지 커패시터(CS)를 확인할 수 있다.

이를 구체적으로 살펴보면, "1"에서, 상기 [표6]에 나타난 상기 터치 데이터(TD)를 차감한 값은 [표7]과 같다.

Case	1-TD<1>	1-TD<2>	1-TD<3>	1-TD<4>
case 1	1	1	1	1
case 2	1	1	1	0.9
case 3	1	1	0.9	1
case 4	1	1	0.9	0.8
case 5	1	0.9	1	1
case 6	1	0.8	1	0.9
case 7	1	0.9	0.9	1
case 8	1	0.9	0.8	0.9
case 9	0.9	1	1	1
case 10	0.7	1	1	0.9
case 11	0.9	1	0.8	1
case 12	0.7	1	0.8	0.9
case 13	0.9	0.8	1	1
case 14	0.9	0.8	1	0.7
case 15	0.9	0.7	0.8	1
case 16	0.7	0.8	0.9	1

즉, 하나의 데이터 라인(LDT)에 연결된 모든 감지 커패시터(CS)가 터치되는 case 16의 경우를 제외하고는, [표7]이 [표1]과 일치됨을 알 수 있다.

그리고, case 16과 같이, 하나의 데이터 라인(LDT)에 연결된 모든 감지 커패시터(CS)가 터치되는 경우는, 실제의 상황에서 거의 발생되지 않음을 고려할 때, 본 발명의 용량성 터치 감지 시스템에 의하여, 터치된 감지 커패시터(CS)를 확인할 수 있음을 잘 알 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 용량성 터치 감지 시스템에서는, 양극성 구동 코드로 구동되는 구동라인의 수와 음극성 구동 코드로 구동되는 구동라인의 수가 동일하다. 그러므로, 데이터 라인의 전압 레벨을 확인하여 아날로그 센싱 데이터를 발생하는 전하 전압 변환수단에서의 피드백 커패시터의 용량을 저감시킬 수 있다. 이에 따라 본 발명의 용량성 터치 감지 시스템에 의하면, 레이아웃 면적이 감소된다.

또한, 본 발명의 용량성 터치 감지 시스템에서는, 구동 라인보다 적은 수의 센싱 구간을 가진다. 그로므로, 본 발명의 용량성 터치 감지 시스템에 의하면, 동작 속도가 향상되는 효과가 발생된다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 기술적 사상이 적용되는 용량성 터치 감지 시스템에서, 상기 감지 패널(100)이, 도 4에 도시되는 바와 같이, 복수개의 구동 라인들(LDR<1>~LDR<n>)과 복수개의 데이터 라인들(LDT<1>~LDT<m>)의 교차점 상에 배열되는 복수개의 감지 커패시터들(CS)을 구비하는 일반적인 경우에도 적용될 수 있다.

이 경우, 구동 드라이버(200)는 비중첩적으로 발생되는 복수개의 센싱 구간들(PSEN) 각각에서, 서로 상이한 적어도 하나의 구동 라인을 포함하는 적어도 2개의 상기 구동 라인(LDR)들을 구동한다. 이때, 상기 적어도 2개의 상기 구동 라인(LDR)은 서로 반대 극성의 구동 코드로 구동된다.

그리고, 상기 독출 회로(300)는 상기 복수개의 센싱 구간(PSEN)들 각각에서의 상기 데이터 라인(LDT)들의 전압을 센싱하여 터치 데이터 어레이(TCARR)를 발생한다. 이때, 상기 터치 데이터 어레이(TCARR)는 상기 복수개의 감지 커패시터(CS)들에 대응하는 복수개의 터치 데이터(TD)들을 포함하다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

예를 들면, 본 실시예에서는, 제j 구동 라인(LDR<j>)과 제(j+1) 구동 라인(LDR<j+1>)은 서로 이웃하는 것으로 도시되고 기술되었다. 그러나, 제j 구동 라인(LDR<j>)과 제(j+1) 구동 라인(LDR<j+1>)이 서로 이웃하지 않는 실시예에서도, 본 발명의 기술적 사상은 구현될 수 있다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (8)

1. 용량성 터치 감지 시스템에 있어서,
   제1 내지 제n(여기서, n은 3 이상의 자연수) 구동 라인과 데이터 라인의 교차점 상에 배열되는 제1 내지 제n 감지 커패시터를 포함하는 감지 패널로서, 제i(여기서, i는 1 이상 n 이하의 자연수) 감지 커패시터는 제i 구동 라인과 상기 데이터 라인 사이에 형성되는 상기 감지 패널;
   비중첩적으로 발생되는 제1 내지 제(n-1)센싱 구간에서 상기 구동 라인들을 제어하는 구동 드라이버로서, 제j(여기서, j은 1 이상이며 (n-1) 이하인 자연수) 센싱 구간에서 제j 구동 라인과 제(j+1) 구동 라인은 반대 극성의 구동 코드로 구동되는 상기 구동 드라이버; 및
   상기 제1 내지 제(n-1) 센싱 구간에서의 상기 데이터 라인의 전압을 이용하여 터치 데이터 어레이를 발생하는 감지 독출 회로로서, 상기 터치 데이터 어레이는 제1 내지 제n 터치 데이터를 포함하며, 제i 터치 데이터는 상기 제i 감지 커패시터에 대응하는 상기 감지 독출 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 용량성 터치 감지 시스템.
   
2. 제1 항에 있어서, 상기 제(j+1) 구동 라인은
   상기 제j 센싱 구간과 제(j+1) 센싱 구간에서 서로 반대 극성의 구동 코드로 구동되는 것을 특징으로 하는 용량성 터치 감지 시스템.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 감지 독출 회로는
   제1 내지 제(n-1) 감지 데이터를 발생하는 데이터 센싱부로서, 제j 감지 데이터는 제j 센싱 구간의 상기 데이터 라인의 전압 레벨에 따른 데이터값을 가지는 상기 데이터 센싱부; 및
   상기 제1 내지 제(n-1) 감지 데이터를 이용하여 상기 터치 데이터 어레이를 발생하는 터치 분석부를 구비하는 것을 특징으로 하는 용량성 터치 감지 시스템.
   
4. 제3항에 있어서, 상기 데이터 센싱부는
   아날로그 성분의 제1 내지 제(n-1) 아날로그 센싱 데이터를 발생하는 전하 전압 변환수단으로서, 제j 아날로그 센싱 데이터는 제j 센싱 구간의 상기 데이터 라인의 전압 레벨에 따른 데이터값을 가지는 상기 전하 전압 변환수단; 및
   디지털 성분의 상기 제1 내지 제(n-1) 감지 데이터를 발생하는 아날로그 디지털 변환수단으로서, 상기 제j 감지 데이터는 상기 제j 아날로그 센싱 데이터에 변환에 의하여 발생되는 상기 아날로그 디지털 변환수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 용량성 터치 감지 시스템.
   
5. 제3항에 있어서, 상기 터치 분석부는
   제1 내지 제n 누적 데이터를 발생하는 누적 데이터 발생수단으로서, 제k(여기서, k는 2 이상이며, n 이하인 자연수) 누적 데이터는 제1 내지 제(k-1) 감지 데이터의 합이며, 제1 누적 데이터는 '0'으로 하는 상기 누적 데이터 발생수단;
   최대 데이터를 확인하는 최대 데이터 확인수단으로서, 상기 최대 데이터는 상기 제1 내지 제n 누적 데이터 중에서 최대값인 상기 최대 데이터 확인수단; 및
   상기 제1 내지 제n 터치 데이터를 발생하는 터치 데이터 발생수단으로서, 상기 제k 터치 데이터는 상기 최대 데이터에서 제k 누적 데이터를 차감한 값에 대응하는 상기 터치 데이터 발생수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 용량성 터치 감지 시스템.
   
6. 제1항에 있어서, 상기 제j 구동 라인과 제(j+1) 구동 라인은
   서로 이웃하는 것을 특징으로 하는 용량성 터치 감지 시스템.
   
7. 제1항에 있어서, 상기 제j 구동 라인과 제(j+1) 구동 라인은
   서로 이웃하지 않는 것을 특징으로 하는 용량성 터치 감지 시스템.
   
8. 용량성 터치 감지 시스템에 있어서,
   다수개의 구동 라인들과 다수개의 데이터 라인들로 이루어지는 매트릭스 구조상에 배열되는 복수개의 감지 커패시터들을 포함하는 감지 패널로서, 상기 복수개의 감지 커패시터들 각각은 대응하는 상기 구동 라인과 대응하는 상기 데이터 라인 사이에 형성되는 상기 감지 패널;
   비중첩적으로 발생되는 복수개의 센싱 구간들 각각에서, 서로 상이한 적어도 하나의 구동 라인을 포함하는 적어도 2개의 상기 구동 라인들을 구동하는 구동 드라이버로서, 상기 적어도 2개의 상기 구동 라인들은 서로 반대 극성의 구동 코드로 구동되는 상기 구동 드라이버; 및
   상기 복수개의 센싱 구간들 각각에서의 상기 데이터 라인들의 전압을 센싱하여 터치 데이터 어레이를 발생하는 감지 독출 회로로서, 상기 터치 데이터 어레이는 상기 복수개의 감지 커패시터들에 대응하는 복수개의 터치 데이터들을 포함하는 상기 감지 독출 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 용량성 터치 감지 시스템.

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