KR101461157B1 - 터치 스크린 시스템 및 그 구동방법 - Google Patents

터치 스크린 시스템 및 그 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 시스템은, 복수의 제 1라인들 및 상기 제 1라인들과 교차되는 방향으로 배열된 복수의 제 2라인들과, 상기 제 1라인들 및 제 2라인들의 교차점에 형성되는 복수의 감지셀들을 포함하는 터치 스크린 패널과; 상기 제 1라인들에 순차적으로 구동신호를 인가하는 구동회로와; 상기 각 감지셀들로부터 감지된 정전용량 변화 정보를 상기 제 1라인들로부터 제공받아 이에 대응한 제 1감지 신호를 생성하는 제 1감지회로와; 상기 제 1라인들을 상기 구동회로 또는 제 1감지회로에 연결시키는 선택부와; 상기 각 감지셀들로부터 감지된 정전용량 변화 정보를 상기 제 2라인들로부터 제공받아 이에 대응한 제 2감지 신호를 생성하는 제 2감지회로와; 상기 제 1 및/또는 제 2감지회로로부터 감지신호를 제공받아 검출된 터치 위치를 판별하는 처리부가 포함됨을 특징으로 한다.

Description

터치 스크린 시스템 및 그 구동방법{touch screen system and driving method thereof}
본 발명은 터치 스크린 시스템에 관한 것으로, 특히 손가락 및 능동 스타일러스에 의한 멀티 터치 인식을 구현하는 터치 스크린 시스템 및 그 구동방법에 관한 것이다.
터치 스크린 패널은 영상표시장치 등의 화면에 나타난 지시 내용을 사람의 손 또는 물체로 선택하여 사용자의 명령을 입력할 수 있도록 한 입력장치이다.
이를 위해, 터치 스크린 패널은 영상표시장치의 전면(front face)에 구비되어 사람의 손 또는 물체에 직접 접촉된 접촉위치를 전기적 신호로 변환한다. 이에 따라, 접촉위치에서 선택된 지시 내용이 입력신호로 받아들여진다. 이와 같은 터치 스크린 패널은 키보드 및 마우스와 같이 영상표시장치에 연결되어 동작하는 별도의 입력장치를 대체할 수 있기 때문에 그 이용범위가 점차 확장되고 있는 추세이다.
터치 스크린 패널을 구현하는 방식으로는 저항막 방식, 광감지 방식 및 정전용량 방식 등이 알려져 있으며, 최근 들어서는 상기 터치 스크린 패널을 통해 멀티 터치 인식을 구현하는 멀티 터치 스크린 시스템에 대한 관심이 증가되고 있다.
특히 상기 정전용량 방식의 경우 자기 정전용량(self capacitance) 방식과 상호 정전용량(mutual capacitance) 방식을 통해 멀티 터치 인식을 구현할 수 있으며, 이는 사람의 손가락이 터치 스크린 패널의 표면에 하나 이상 접촉될 때, 인체의 전기장에 의해 상기 접촉 면에 위치한 감지셀(노드)에 형성되는 커패시턴스 변화를 검출하여 상기 접촉 위치를 인식하는 원리를 이용한다.
그러나, 상기 방식에 의할 경우 상기 사람의 손가락에 의한 접촉을 통해서는 보다 미세한 접촉 위치 인식 구현이 어렵다는 단점이 있다.
이를 극복하기 위해 끝이 뾰족한 스타일러스(stylus)를 사용함을 고려할 수 있으나, 수동(passive) 스타일러스의 경우 접촉면에서의 커패시턴스 변화가 극히 미미하여 위치 검출이 어렵고, 전계(electric field)를 자체적으로 생성하는 능동(active) 스타일러스의 경우에는 상기 발생되는 전계에 의해 실제 접촉된 위치에 대응되는 터치 스크린 패널의 감지셀(노드) 뿐 아니라 상기 감지라인과 연결된 다른 감지셀(노드)들에 영향을 주게 되어 접촉 위치 파악이 불가능하다는 단점이 있다.
본 발명은 정전용량 방식의 터치 스크린 시스템에 있어서, 사람의 손가락에 의한 터치 인식과 함께 능동 스타일러스에 의한 터치 인식을 동시에 구현하는 터치 스크린 시스템 및 그 구동방법을 제공함을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 시스템은, 복수의 제 1라인들 및 상기 제 1라인들과 교차되는 방향으로 배열된 복수의 제 2라인들과, 상기 제 1라인들 및 제 2라인들의 교차점에 형성되는 복수의 감지셀들을 포함하는 터치 스크린 패널과; 상기 제 1라인들에 순차적으로 구동신호를 인가하는 구동회로와; 상기 제 1라인들로부터 감지된 정전용량 변화정보를 제공받아 이에 대응한 제 1감지 신호를 생성하는 제 1감지회로와; 상기 제 1라인들을 상기 구동회로 또는 제 1감지회로에 연결시키는 선택부와; 상기 각 감지셀들로부터 감지된 정전용량 변화 정보를 상기 제 2라인들로부터 제공받아 이에 대응한 제 2감지 신호를 생성하는 제 2감지회로와; 상기 제 1 및/또는 제 2감지회로로부터 감지신호를 제공받아 검출된 터치 위치를 판별하는 처리부가 포함됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 터치 스크린 패널에 접촉되는 대상으로서의 능동 스타일러스가 더 포함되며, 상기 능동 스타일러스는 기 설정된 소정의 주파수를 갖는 전계신호를 자체적으로 생성하여 방출한다.
또한, 상기 선택부는 상기 각각의 제 1라인들을 상기 구동회로 또는 제 1감지회로에 연결시키는 복수의 선택 스위치들을 포함하며, 상기 복수의 선택 스위치들은 상기 제 1라인들을 접지전원에 연결시키는 동작을 수행한다.
이 때, 상기 접지전원에 연결되는 제 1라인들은 구동신호가 인가된 제 1라인에 인접한 제 1라인들이다.
또한, 상기 선택 스위치에 의해 상기 구동회로에 연결되는 제 1라인 이외의 제 1라인들은 상기 제 1감지회로 또는 접지전원에 연결된다.
또한, 상기 제 1감지회로 및 제 2감지회로는, 각각의 제 1라인들 및 제 2라인들에 접속되는 앰프부와; 상기 앰프부에서 출력된 신호를 일정한 샘플링 주기(T)로 샘플링하는 샘플/홀드회로 및 상기 샘플/홀드회로에서 출력된 신호를 각각 제 1 및 제 2감지신호로 변환하여 상기 처리부로 출력하는 아날로그 디지털 변환기를 포함한다.
여기서, 상기 앰프부는, 부(-)입력단자에 상기 제 1라인 또는 제 2라인이 연결되고, 정(+)입력단자에 기준전압이 연결되며, 출력단자에 상기 샘플/홀드회로가 연결되는 앰프와; 상기 부(-)입력단자와 출력단자 사이에 구비되는 초기화 스위치와; 상기 초기화 스위치와 병렬로 연결되는 제 1캐패시터를 포함한다.
또한, 상기 샘플/홀드회로는, 상기 앰프부의 출력단 및 상기 아날로그 디지털 변환기 사이에 구비되는 샘플링 스위치와; 상기 샘플/홀드회로의 출력단에 연결되는 제 2캐패시터를 포함한다.
또한, 상기 샘플링 스위치는 상기 샘플링 주기(T)의 샘플링 구간에 턴 온되어 상기 제 1라인의 정전용량 변화정보 또는 제 2라인으로 제공되는 감지셀의 정전용량 변화정보를 샘플링하며, 상기 능동 스타일러스에서 방출되는 전계신호의 주기(TEM)는 상기 샘플링 주기(T)의 4/3(TEM = T*4/3)로 설정된다.
또한, 상기 샘플링 스위치가 턴온될 때 샘플링된 신호의 위상은 2 샘플링 주기(2T)마다 역상이 되는 규칙을 갖으며, 상기 샘플링된 신호는 능동 스타일러스의 접촉에 의해 발생된 신호에 대응된다.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 시스템의 구동방법은, 복수의 제 1라인들 및 상기 제 1라인들과 교차되는 방향으로 배열된 복수의 제 2라인들과, 상기 제 1라인들 및 제 2라인들의 교차점에 형성되는 복수의 감지셀들을 포함하는 터치 스크린 시스템의 구동방법에 있어서, 복수의 제 1라인들에 구동회로에서 제공된 구동신호가 순차적으로 인가되는 단계와; 상기 구동신호가 인가되는 제 1라인 이외의 제 1라인들은 제 1감지회로 또는 접지전원에 연결되는 단계와; 상기 구동신호가 인가되는 제 1라인에 대응한 감지셀에 손가락 접촉시 상기 감지셀과 연결된 제 2라인으로 상기 감지셀들로부터 감지된 정전용량 변화 정보가 출력되어 이에 대응한 감지신호가 생성되는 단계와; 상기 제 1감지회로에 연결되는 제 1라인에 대응한 감지셀에 능동 스타일러스 접촉 또는 접근시 상기 제 1라인 및 상기 감지셀과 연결된 제 2라인으로부터 감지된 정전용량 변화정보가 각각 출력되어 이에 대응한 감지신호가 생성되는 단계가 포함된다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 정전용량 방식의 터치 스크린 패널을 이용하여 사람의 손가락에 의한 터치 인식과 함께 능동 스타일러스에 의한 터치 인식을 동시에 구현할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 손가락에 의한 터치 인식 및 능동 스타일러스에 의한 터치 인식을 구분하여 처리함으로써, 보다 다양하고 미세한 멀티 터치 인식을 가능케 하는 장점이 있다.
또한, 능동 스타일러스에서 방출되는 전계 신호의 주파수를 감지회로에 구비된 샘플/홀드 회로의 샘플링 신호 주파수에 대응하도록 설정하여, 능동 스타일러스에 의한 터치 인식시 노이즈 신호와의 구별을 명확히 함으로써 보다 정확한 터치 인식을 가능토록 함을 장점으로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 시스템의 구성 블록도.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 의한 터치 인식 동작을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 대응되는 신호의 타이밍도.
도 4는 도 1에 도시된 터치 스크린 패널의 단순화된 회로도.
도 5a는 정상 상태(터치 없음) 조건에서의 감지셀에 대한 단면도이고, 도 5b는 도 5a에 의한 각 감지셀에 인가되는 구동 신호에 따른 감지 결과를 개략적으로 나타내는 도면.
도 6a는 손가락에 의한 접촉 조건에서의 감지셀에 대한 단면도이고, 도 6b는 도 6a에 의한 각 감지셀에 인가되는 구동 신호에 따른 감지 결과를 개략적으로 나타내는 도면.
도 7은 능동 스타일러스가 특정 감지셀에 접촉되는 경우의 감지 결과를 개략적으로 나타내는 도면.
도 8은 도 1에 도시된 감지회로의 구성을 개략적으로 나타낸 회로도.
도 9는 도 8의 회로에 인가되는 신호의 타이밍도.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 실시예에 의한 능동 스타일러스 터치 인식시의 신호 파형을 나타내는 타이밍도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 시스템의 구성 블록도이다.
본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 시스템(100)은, 제 1방향으로 배열된 복수의 제 1라인들(112)(X1,X2,…,Xn), 상기 제 1라인들(112)과 교차되는 방향으로 배열된 복수의 제 2라인들(114)(Y1,Y2,…,Ym)과, 상기 제 1라인들(112) 및 제 2라인들(114)의 교차점에 형성되는 복수의 감지셀들(116)을 포함하는 터치 스크린 패널(110)과; 상기 제 1라인들(112)에 순차적으로 구동신호를 인가하는 구동회로(120)와; 상기 제 1라인들(112)로부터 감지된 정전용량 변화 정보를 제공받아 이에 대응한 제 1감지 신호를 생성하는 제 1감지회로(130)와; 상기 제 1라인들(112)을 상기 구동회로(120) 또는 제 1감지회로(130)에 연결시키는 선택부(140)와; 상기 각 감지셀들(116)로부터 감지된 정전용량 변화 정보를 상기 제 2라인들(114)로부터 제공받아 이에 대응한 제 2감지 신호를 생성하는 제 2감지회로(150)와; 상기 제 1 및/또는 제 2감지회로로부터 감지신호를 제공받아 검출된 터치 위치를 판별하는 처리부(160)가 포함되어 구성된다.
또한, 상기 터치 스크린 시스템(100)은 터치 스크린 패널(110)에 접촉되는 대상으로서의 능동 스타일러스(180)를 더 포함하며, 상기 능동 스타일러스(180)는 상기 터치 스크린 패널(110)과 분리 구성되는 것으로서, 기 설정된 소정의 주파수를 갖는 전계(electric field) 신호를 자체적으로 생성하여 이를 방출하는 동작을 수행한다.
상기 복수의 제 1라인들(112) 및 제 2라인들(114)은 투명 기판(미도시) 상의 서로 다른 레이어 또는 동일 레이어 상에 형성될 수 있는 것으로, 투명 도전성 물질로 구현됨이 바람직하다. 이 때, 투명 도전성 물질은 ITO(Indium-Tin-Oxide), IZO(Indium-Zinc-Oxide) 또는 CNT(Carbon Nano Tube)로 형성될 수 있다.
단, 이후 본 발명의 실시예에 대한 설명에서는 상기 제 1, 2라인들(112, 114)이 서로 다른 레이어에 형성되는 구조를 그 예로 설명하며, 이 경우 상기 복수의 제 1라인들(112) 및 제 2라인들(114) 사이에는 유전체로서의 역할을 수행하는 절연층(미도시)이 형성된다.
또한, 도 1에 도시된 실시예에서는 상기 제 1라인들(112) 및 제 2라인들(114)이 서로 직교(orthogonal) 교차하는 형태로 배열됨을 그 예로 설명하고 있으나, 이는 하나의 실시예로서 그 외에도 다른 기하학적 구성의 교차 형태(극좌표 배열의 동심 라인 및 방사상 라인) 등으로 구현될 수도 있다.
이와 같은 상기 제 1라인들(112)과 제 2라인들(114)의 배열에 의해 서로 교차되는 지점에 대해서는 제 1라인과 제 2라인 간의 정전용량(Capacitance, CM)이 형성되며, 상기 정전용량이 형성된 각 교차점은 터치 인식을 구현하는 각각의 감지셀(116)로서의 역할을 수행한다.
상기 구조를 갖는 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 시스템(100)은, 정전용량 방식의 터치 스크린 패널(110)을 이용하여 사람의 손가락(170)에 의한 터치 인식과 함께 능동 스타일러스(180)에 의한 터치 인식을 동시에 구현하고, 상기 손가락(170)에 의한 터치 인식 및 능동 스타일러스(180)에 의한 터치 인식을 구분하여 처리함으로써, 보다 다양하고 미세한 멀티 터치 인식을 가능케 함을 특징으로 한다.
이를 위해 상기 터치 스크린 시스템(100)은 손가락(170) 접촉시의 터치 인식 동작과 능동 스타일러스(180) 접촉 또는 접근시의 터치 인식 동작을 서로 상이하게 구현한다.
먼저 손가락이 접촉될 경우에는 상기 제 1라인들(112)은 구동라인으로서의 동작을 수행하고, 제 2라인들(114)은 감지라인으로서의 동작을 수행한다.
즉, 상기 제 1라인들(112)로는 순차적으로 상기 구동회로(120)에서 출력되는 구동신호가 인가되며, 이를 위해 상기 선택부(140)는 내부에 구비된 선택스위치(142)가 도 1에 도시된 a접점에 접속됨으로써, 상기 각각의 제 1라인들(112)을 상기 구동회로(120)에 연결시킨다.
이에 상기 각 감지셀(116)에서 생성된 정전용량은 상기 각 감지셀에 연결된 제 1라인(112)에 상기 구동회로(120)로부터 구동 신호가 인가되는 경우, 상기 각 감지셀에 연결된 제 2라인(114)으로 커플링된 신호를 발생시킨다.
즉, 상기 각 감지셀에 연결된 구동 라인으로서의 제 1라인(112)에 구동 신호가 인가되면, 상기 각 감지셀(116)에서 생성된 정전용량의 변화량은 상기 각 감지셀과 연결된 제 2라인(114)을 통해 제 2감지회로(150)로 출력된다.
또한, 제 2감지회로(150)는 각각의 제 2라인들(114) 별로 앰프부(AMP)(152), 샘플/홀드회로(SH)(154) 및 아날로그-디지털 변환기(ADC)(156)를 포함하여 구성되며, 상기 앰프부(152) 및 샘플/홀드회로(154)에서 출력된 신호는 아날로그-디지털 변환기(156)을 통해 제 2감지신호로 변환되어 상기 처리부(160)로 출력된다.
또한, 상기 구동회로(120)는 각 제 1라인들(X1,X2,…,Xn)에 순차적으로 구동 신호를 제공하므로, 상기 구동회로(120)가 제 1라인들(X1,X2,…,Xn) 중 어느 한 제 1라인에 구동 신호를 제공할 경우, 그 외 다른 제 1라인들에는 구동 신호가 인가되지 않는다.
즉, 상기 제 1라인들 중 구동 신호가 인가되지 않는 제 1라인들은, 상기 선택부(140) 내부에 구비된 선택스위치(142)가 도 1에 도시된 b접점 또는 c접점에 접속됨으로써, 제 1감지회로(130) 또는 접지전원(GND)에 연결된다.
여기서, 상기 선택부(140)의 선택스위치(142)가 b접점에 접속됨에 의해 상기 제 1라인들이 제 1감지회로(130)과 연결되면, 상기 제 1라인들은 앞서 설명한 구동라인이 아닌 상기 능동 스타일러스(180)의 접촉 또는 접근에 의해 발생된 커플링 신호를 상기 제 1감지회로(130)로 전달하는 감지라인으로서의 동작을 수행하게 된다.
이 때, 상기 제 1감지회로(130)는 앞서 설명한 제 2감지회로(150)와 동일한 구성으로 구현되는 것으로서, 도 1에 도시된 바와 같이 각각의 제 1라인들(112) 별로 앰프부(AMP)(132), 샘플/홀드회로(SH)(134) 및 아날로그-디지털 변환기(ADC)(136)를 포함하여 구성되며, 상기 앰프부(132) 및 샘플/홀드회로(134)에서 출력된 신호는 아날로그-디지털 변환기(136)을 통해 제 1감지신호로 변환되어 처리부(160)로 출력된다.
이와 같이 상기 제 1라인들이 제 1감지회로(130)와 연결되는 것은, 능동 스타일러스(180)가 접촉 또는 접근시 터치 인식 동작을 수행하기 위해 구현된다.
즉, 상기 능동 스타일러스(180)은 특정 주파수를 갖는 교류 신호를 방출하는데, 이는 손가락 접촉에 의한 터치 인식 동작 수행 시 상기 제 1라인들로 인가되는 구동 신호와 유사한 역할을 하게 된다.
따라서, 상기 능동 스타일러스(180)가 특정 감지셀(116)에 접촉 또는 접근하는 경우, 상기 감지셀(116)과 연결된 제 1라인(112) 및 제 2라인(114)은 각각 상기 제 1라인(112) 및 상기 감지셀(116)에서의 정전용량 변화에 의해 발생된 커플링 신호를 상기 제 1감지회로(130) 및 제 2감지회로(140)로 전달하는 감지라인으로서의 동작을 수행하게 되는 것이며, 이를 통해 상기 능동 스타일러스(180)가 접촉된 감지셀의 위치를 검출할 수 있는 것이다.
이하, 도 2 및 도 3을 통해 본 발명의 실시예에 의한 터치 인식 동작을 설명하도록 한다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 의한 터치 인식 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 대응되는 신호의 타이밍도이다.
단, 도 2a 및 도 2b에서는 설명의 편의를 위해 터치 스크린 패널의 일부 영역만을 도시하고 있으며, 일 예로 두번째 제 1라인(X2) 및 4번째 제 2라인(Y4)에 연결된 제 1감지셀에 손가락(170)이 접촉되고, 네번째 제 1라인(X4) 및 두번째 제 2라인(Y2)에 연결된 제 2감지셀에 능동 스타일러스(180)가 접촉된 경우의 터치 인식 동작을 설명하도록 한다.
먼저 도 2a의 실시예를 참조하면, 이는 X1 라인에 구동신호가 최초 인가된 뒤, 1수평주기(1H) 이후에 X2 라인에 구동신호가 인가된 상태 및 상기 구동신호가 인가되지 않은 나머지 제 1라인들(X3, X4, X5 등)은 모두 제 1감지회로(130)에 연결된 상태를 나타낸다.
즉, 상기 구동신호가 인가되는 제 1라인들은 선택부(140)에 구비된 선택스위치(142)가 a접점에 접속되어 구동회로(120)에 연결되고, 구동신호가 인가되지 않는 제 1라인들은 상기 선택스위치(142)가 b접점에 접속되어 제 1감지회로(130)에 연결된다.
단, 상기 구동신호는 1수평주기(1H) 별로 순차적으로 상기 제 1라인들(X1, X2, X3, …)에 인가되므로, 일 예로 첫번째 1수평주기(1H)의 경우에는 X1 라인으로 구동신호가 인가되고, 나머지 제 1라인들(X2, X3, X4, X5, …)은 상기 제 1감지회로(130)과 연결되며, 마찬가지로 두번째 1수평주기(1H)의 경우에는 X2 라인으로 구동신호가 인가되고, 나머지 제 1라인들(X1, X3, X4, X5, …)은 상기 제 1감지회로(130)과 연결된다.
도 2a에 도시된 바와 같이 첫번째 1수평주기(1H)에서는 손가락(170)이 접촉되는 제 1감지셀에 연결된 X2 라인으로 구동신호가 인가되지 않으므로 상기 기간에는 손가락 접촉에 의한 터치 인식은 수행되지 않고, 상기 X2 라인으로 구동신호가 인가되는 두번째 1수평주기(1H) 기간에 손가락 접촉에 의한 터치 인식 동작이 수행되어, 접촉된 제 1감지셀의 위치 좌표인 (X2, Y4)가 검출된다.
반면에 능동 스타일러스(180)가 접촉되는 제 2감지셀의 경우, 이에 연결된 X4 라인 및 Y2 라인은 각각 제 1감지회로(130) 및 제 2감지회로(150)에 연결되는 감지라인으로서 동작한다.
따라서, 도 2a에 도시된 실시예에서는 상기 제 2감지셀에 연결된 X4 라인으로 구동신호가 인가되지 않으므로, 첫번째 및 두번째 1수평주기 기간에서 모두 능동 스타일러스 접촉에 의한 터치 인식 동작이 수행되어, 접촉된 제 2감지셀의 위치 좌표인 (X4, Y2)가 검출된다.
다만, 상기 X4 라인으로 구동신호가 인가되는 네번째 1수평주기 기간에서는 상기 X4 라인이 제 1감지회로(130)과 연결되지 않으므로 이 때는 능동 스타일러스(180)에 의한 터치 인식은 수행되지 않는다.
다음으로 도 2b에 도시된 실시예는 도 2a에 도시된 실시예와 비교할 때, 특정 제 1라인으로 구동신호가 인가될 경우 상기 제 1라인의 상, 하로 인접한 제 1라인들이 제 1감지회로(130)이 아닌 접지전원(GND)에 연결되는 점에서 상이하다. 이 때, 상기 제 1라인들이 접지전원(GND)에 연결되는 것은 앞서 도 1에 도시된 바와 같이 선택부(140)에 구비된 선택스위치(142)가 c접점에 접속됨에 의해 구현된다.
일 예로 도 2b의 두번째 1수평주기 기간을 참조하면, X2 라인으로 구동신호가 인가되며, 상기 X2 라인의 상, 하로 인접한 X1, X3 라인은 접지전원(GND)에 연결된다. 이는 X2 라인으로 인가되는 구동신호로 인해 이에 인접한 X1, X3 라인 등에 발생하는 커플링 노이즈에 의한 영향을 제거하기 위한 것이다.
도 2b의 실시예에서는 구동 신호가 인가되는 제 1라인의 상, 하로 인접한 하나의 제 1라인들을 접지전원에 연결시키는 것이 도시되어 있으나, 이는 하나의 실시예로서 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다.
다만, 상기 접지전원이 연결된 제 1라인들은 감지라인으로서의 역할을 수행할 수 없으므로, 접지전원이 연결된 제 1라인들과 접속된 감지셀을 능동 스타일러스가 접촉할 경우에는 터치 인식 동작이 수행되지 않는다.
도 3은 도 2b에 도시된 실시예에 대응되는 신호의 타이밍도로서, 이를 참조하면, 복수의 제 1라인들(X1, X2, X3, …)로는 1수평주기(1H) 별로 구동신호가 인가되고, 상기 구동신호가 인가된 제 1라인에 인접한 제 1라인들에는 접지전원(GND)이 인가된다.
또한, 상기 제 1라인들에 구동신호 또는 접지전원이 인가되지 않으면, 상기 제 1라인들은 제 2라인들(Y1 ~ Ym)과 동일하게 감지라인으로서의 역할을 수행하게 된다. 즉, 상기 제 1라인 및 제 2라인들은 각각 제 1감지회로(130) 및 제 2감지회로(150)에 연결되는 것이다.
도 3에 도시된 실시예에서는 상기 구동신호가 1수평주기(1H) 기간 동안 복수의 펄스 신호 형태로 인가되는 것이 도시되어 있으나, 이는 하나의 실시예로서 상기 구동신호는 1수평주기(1H) 동안 적어도 하나의 펄스 신호로 인가될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 터치 스크린 시스템에 의한 손가락 터치 인식 및 능동 스타일러스 터치 인식 동작을 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
먼저 제 1라인들(112)은 구동라인으로 동작하여 상기 제 1라인들에 순차적으로 구동신호가 인가되고, 제 2라인들(114)은 감지라인으로 동작하여 제 2감지회로(150)에 연결되는 구성에 의한 손가락 터치 인식 동작을 설명한다.
도 4는 도 1에 도시된 터치 스크린 패널의 단순화된 회로도이다.
도 4를 참조하면, 도 1에 도시된 터치 스크린 패널(110)은 정전용량 회로로 표현될 수 있으며, 이는 구동 라인으로서의 제 1라인(112) 및 감지라인으로서의 제 2라인(114)을 포함하고, 이들이 공간적으로 분리됨으로써 정전용량 결합 노드 즉, 감지셀(116)을 형성한다. 이 때, 상기 제 1라인(112)은 전압원으로 표현된 구동회로(120)과 연결되고, 상기 제 2라인(114)은 제 2감지회로(150)와 연결된다.
앞서 설명한 바와 같이 상기 제 1라인(112)이 구동회로(120)와 연결되는 것은 선택부(140)에 구비된 선택스위치(142)가 a접점에 접속됨에 의해 구현된다.
또한, 상기 제 1라인(112) 및 제 2라인(114) 각각은 소정의 기생 정전용량(112a, 114a)을 포함할 수 있다.
상기 제 1라인(112)와 제 2라인(114)의 교차점 즉, 감지셀(116)에 접촉하는 손가락(170)이 없는 경우라면 상기 감지셀(116)에서 발생되는 정전용량(CM)은 변화가 없으나, 상기 손가락이 감지셀(116)에 접촉될 경우에는 상기 정전용량의 변화가 발생되며, 이러한 변화는 결과적으로 상기 감지셀(116)에 연결된 감지라인으로서의 제 2라인(114)으로 운반되는 전류(및/또는 전압)을 변화시킨다.
이에 상기 제 2라인(114)과 연결된 제 2감지회로(130)는 상기 정전용량 변화 및 감지셀(116)의 위치에 대한 정보를 ADC(도 1의 156)를 거쳐 소정의 형태로 변환한 제 2감지신호를 생성하여 이를 처리부(도 1의 160)에 전송한다.
상기 정전용량 변화가 발생된 감지셀(116)의 위치를 검출하는 방식에 대한 일 실시예를 설명하면 다음과 같다.
상기 제 2감지회로(150)는 상기 감지셀(116)에 연결된 제 2라인(114)의 정전용량 변화를 감지하게 되면, 상기 정전용량 변화가 발생된 제 2라인(114)의 좌표와 상기 구동회로(120)로부터 구동신호가 입력된 제 1라인(112) 즉, 상기 감지셀(116)에 연결된 제 1라인(112)의 좌표를 출력하여, 접촉이 수행된 적어도 하나의 감지셀들의 좌표를 얻게 된다.
이는 상기 제 2감지회로(150)가 상기 구동회로(120)와 배선(미도시) 등을 통해 접속됨을 통해 구현되는 것으로서, 상기 구동회로(120)는 상기 제 1라인들(112)에 대해 스캔(순차적으로 구동 신호를 인가)하는 동시에 상기 스캔한 제 1라인들의 좌표를 상기 제 2감지회로(150)로 끊임없이 출력함으로써, 상기 제 2감지회로(150)는 상기 제 2라인(114)에 대한 정전용량 변화를 감지함과 동시에 상기 정전용량이 변화되는 지점 즉, 감지셀(116)에 대응되는 제 1라인(112)의 위치 좌표도 얻을 수 있게 된다.
이와 같은 구성에 의하여 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 시스템은 복수의 손가락 접촉 지점에 대한 인식 즉, 멀티 터치 인식을 구현할 수 있게 된다.
도 5a는 정상 상태(터치 없음) 조건에서의 감지셀에 대한 단면도이고, 도 5b는 도 5a에 의한 각 감지셀에 인가되는 구동 신호에 따른 감지 결과를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5a를 참조하면, 유전체로서의 절연막(118)에 의해 분리된 제 1라인(112) 및 제 2라인(114) 간의 정전용량 전계선(electric field line)(200)이 도시되어 있다. 또한, 상기 제 2라인(114) 상부에는 보호막(119)이 형성될 수 있다.
이 때, 상기 제 1라인(112)와 제 2라인(114)이 교차되는 지점이 감지셀(116)이며, 상기 감지셀(116)에 대응하여 도시된 바와 같이 상기 제 1라인(112)와 제 2라인(114) 사이에 정전용량(Capacitance, CM)이 형성된다.
단, 상기 각 감지셀(116)에서 생성된 정전용량(CM)은 상기 각 감지셀에 연결되는 제 1라인(112)에 구동회로(120)로부터 구동 신호가 인가되는 경우에 발생된다.
즉, 도 5b를 참조하면, 상기 구동회로(120)는 각 제 1라인들(X1,X2,…,Xn)에 순차적으로 구동 신호(일 예로 3V의 전압을 갖는 신호)를 제공하고, 상기 구동회로(120)가 제 1라인들(X1,X2,…,Xn) 중 어느 한 제 1라인에 구동 신호를 제공할 경우 그 외 다른 제 1라인들에는 구동 신호가 인가되지 않는다.
이 때, 상기 구동 신호가 인가되지 않는 제 1라인들은 앞서 설명한 바와 같이 제 1감지회로(130)에 연결되거나, 접지전원(GND)에 연결된다.
도 5b의 경우 첫번째 제 1라인(X1)에 구동 신호가 인가되는 것을 그 예로 한다.
따라서, 상기 구동 신호가 인가된 X1 라인과 교차되는 복수의 제 2라인들에 의한 복수의 교차점 즉, 감지셀들(S11, S12,…S1m)에는 각각의 정전용량이 형성되며, 이에 따라 상기 구동 신호가 인가되는 감지셀 별로 이에 연결된 제 2라인(Y1,Y2,…,Ym)들로 상기 정전용량에 대응되는 신호(일 예로 0.3V의 전압을 갖는 신호)가 감지된다.
도 6a는 손가락에 의한 접촉 조건에서의 감지셀에 대한 단면도이고, 도 6b는 도 6a에 의한 각 감지셀에 인가되는 구동 신호에 따른 감지 결과를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6a를 참조하면, 손가락(170)이 적어도 하나의 감지셀(116)에 접촉되면, 상기 손가락(170)은 저임피던스 물체로서 제 2라인(114)에서 신체까지 AC 정전용량 C1을 갖는다. 신체는 약 200pF의 접지에 대한 자기 정전용량을 가지며, 이는 상기 C1보다 훨씬 크다.
이에 손가락(170)이 접촉되어 상기 제 1라인(112)과 제 2라인(114) 사이의 전계선(210)을 차단하는 경우, 상기 전계선은 손가락(170)과 신체에 내재된 정전용량 경로를 통해 접지로 분기되며, 그 결과 상기 도 6a에 도시된 정상 상태에서의 정전용량(CM)은 상기 C1만큼 감소된다(CM1= CM - C1).
또한, 이와 같은 각 감지셀에서의 정전용량 변화는 결과적으로 상기 감지셀(116)에 연결된 제 2라인(114)으로 운반되는 신호를 변화시킨다.
즉, 도 6b에 도시된 바와 같이 상기 구동회로(120)는 각 제 1라인들(X1,X2,…,Xn)에 순차적으로 구동 신호(일 예로 3V의 전압을 갖는 신호)를 제공함에 의해 상기 구동 신호가 인가된 X1 라인과 교차되는 복수의 제 2라인들에 의한 복수의 감지셀들(S11, S12,…S1m)에는 각각의 정전용량(CM)이 형성되는데, 손가락(170)에 의해 적어도 하나의 감지셀(일 예로 S12, S1m)이 접촉되는 경우 상기 정전용량이 감소되어(CM1) 상기 접촉된 감지셀들(S12, S1m)과 연결된 제 2라인(Y2, Ym)으로는 상기 감소된 정전용량에 대응되는 신호(일 예로 0.2V의 전압을 갖는 신호)가 감지된다.
단, 상기 X1 라인과 연결되어 있으나, 손가락(170)에 의한 접촉이 수행되지 않은 다른 감지셀들은 그대로 기존의 정전용량(CM)이 유지되므로 이에 연결된 제 2라인들로는 이전과 같은 신호(일 예로 0.3V의 전압을 갖는 신호)가 감지된다.
이후 상기 제 2라인(Y1,Y2,…,Ym)과 연결된 제 2감지회로(150)는 접촉된 감지셀들(S12, S1m)에 대한 상기 정전용량 변화 및 그 위치에 대한 정보를 ADC(도 1의 160)를 거쳐 소정의 형태로 변환한 제 2감지신호를 생성하여 이를 처리부(160)에 전송한다.
다음으로는 본 발명의 터치 스크린 시스템에 의한 능동 스타일러스의 터치 인식 동작을 설명한다.
단, 상기 능동 스타일러스의 터치 인식 동작을 수행하는 경우에는 상기 제 1라인들(112) 및 제 2라인들(114)은 모두 감지라인으로 동작하며, 상기 제 1라인들(112) 및 제 2라인들(114)은 각각 제 1감지회로(130) 및 제 2감지회로(150)에 연결된다.
상기 능동 스타일러스(180)는 기 설정된 소정의 주파수를 갖는 전계(electric field) 신호를 자체적으로 생성하여 이를 방출하는 동작을 수행하는 것으로, 내부에 공진회로(미도시) 및 배터리(미도시)가 구비되어 구현될 수 있다.
앞서 설명한 손가락의 터치 인식 동작과는 상이하게 상기 제 1라인들이 구동회로(120)가 아닌 제 1감지회로(130)와 연결되는 것은, 능동 스타일러스(180)가 접촉될 때의 터치 인식 동작을 수행하기 위함이다.
즉, 상기 능동 스타일러스(180)에서 출력되는 전계 신호는 특정 주파수를 갖는 교류 신호로서 방출하는데, 이는 손가락 접촉에 의한 터치 인식 동작 수행 시 상기 제 1라인들로 인가되는 구동 신호와 유사한 역할을 하게 된다.
따라서, 상기 능동 스타일러스(180)가 특정 감지셀(116)에 접촉 또는 접근하는 경우, 상기 능동 스타일러스(180)에서 방출되는 전계 신호에 의하여 상기 감지셀(116)에서의 정전용량 변화가 발생된다.
이에 상기 감지셀(116)과 연결된 제 1라인(112) 및 제 2라인(114)은 상기 제 1라인(112) 및 감지셀(116)에서의 정전용량 변화에 의해 발생된 커플링 신호를 상기 제 1감지회로(130) 및 제 2감지회로(150)로 전달하는 감지라인으로서의 동작을 수행하게 되며, 이를 통해 상기 능동 스타일러스(180)가 접촉된 감지셀의 위치를 검출할 수 있는 것이다.
도 7은 능동 스타일러스가 특정 감지셀에 접촉되는 경우의 감지 결과를 개략적으로 나타내는 도면이다.
다만, 도 7에서는 일 예로 첫번째 제 1라인(X1)에는 구동신호가 인가되고, 세번째 제 1라인(X3) 및 두번째 제 2라인(Y2)에 연결된 감지셀(S32)에 능동 스타일러스(180)가 접촉된 경우의 터치 인식 동작을 설명하도록 한다.
도 7을 참조하면, 능동 스타일러스가 접촉되는 특정 감지셀(S32)의 경우, 이에 연결된 X3 라인 및 Y2 라인은 각각 제 1감지회로(도 1의 130) 및 제 2감지회로(도 1의 150)에 연결되는 감지라인으로서 동작한다.
즉, 도 7의 실시예에서는 X1라인은 구동신호가 인가되는 구동라인으로 동작하나, 그 외의 모든 제 1, 2라인은 모두 감지라인으로 동작할 수 있다.
따라서, 상기 감지셀(S32)의 최초 정전용량은 상기 능동 스타일러스의 접촉에 의해 변동되고, 상기 변동된 정전용량에 대응되는 신호(일 예로 0.5V의 전압을 갖는 신호)는 상기 감지셀(S32)와 연결된 X3 라인 및 Y2 라인을 통해 감지된다.
이 때, 능동 스타일러스에 의한 접촉이 수행되지 않은 다른 감지셀들은 그대로 기존의 정전용량이 유지되므로 이에 연결된 제 2라인들로는 이전과 같은 신호(일 예로 0.3V의 전압을 갖는 신호)가 감지되고, 이에 연결된 제 1라인들은 X1의 경우 구동신호가 인가되고, 나머지 제 1라인들은 접지전원에 연결되거나 또는 제 1감지회로에 연결되더라도 신호의 변동이 없다.
이후 상기 제 1라인 및 제 2라인과 연결된 각각 제 1감지회로(130) 및 제 2감지회로(150)는 접촉된 감지셀들(S32)에 대한 상기 정전용량 변화 및 그 위치에 대한 정보를 ADC(도 1의 136, 156)를 거쳐 소정의 형태로 변환한 제 1감지신호 및 제 2감지신호를 생성하여 이를 처리부(160)에 각각 전송하며, 이를 통해 상기 접촉된 감지셀의 좌표인 (X3, Y2)가 검출될 수 있는 것이다.
결과적으로 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 시스템은, 정전용량 방식의 터치 스크린 패널을 이용하여 사람의 손가락에 의한 터치 인식과 함께 능동 스타일러스에 의한 터치 인식을 동시에 구현할 수 있을 뿐 아니라, 상기 손가락에 의한 터치 인식 및 능동 스타일러스에 의한 터치 인식을 구분하여 처리함으로써, 보다 다양하고 미세한 멀티 터치 인식을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 능동 스타일러스에서 방출되는 전계 신호의 주파수를 감지회로에 구비된 샘플/홀드 회로의 샘플링 신호 주파수에 대응하도록 설정하여, 능동 스타일러스에 의한 터치 인식시 노이즈 신호와의 구별을 명확히 함으로써 보다 정확한 터치 인식을 가능케 함을 특징으로 하며, 이에 대해서는 이하에서 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 8은 도 1에 도시된 감지회로의 구성을 개략적으로 나타낸 회로도이며, 도 9는 도 8의 회로에 인가되는 신호의 타이밍도이다.
또한, 도 10a 및 도 10b는 본 발명의 실시예에 의한 능동 스타일러스 터치 인식시의 신호 파형을 나타내는 타이밍도이다.
단, 도 8에 도시된 회로도는 도 1의 제 1감지회로(130) 및 제 2감지회로(150)에 모두 적용되는 것이나, 설명의 편의를 위해 제 1감지회로(130)에 연결되는 하나의 제 1라인(112)에 연결되는 구성을 그 대상으로 설명한다.
도 8을 참조하면, 제 1감지회로(130)는 상기 제 1라인들(112)에 접속되는 앰프부(AMP)(132)와; 상기 앰프부(132)에서 출력된 신호를 일정한 샘플링 주기(T)로 샘플링하는 샘플/홀드회로(134) 및 상기 샘플/홀드회로(134)에 출력된 신호를 각각 제 1감지신호로 변환하여 처리부(도 1의 160)로 출력하는 아날로그 디지털 변환기(ADC)(136)를 포함하여 구성된다.
이 때, 앰프부(132)는 부(-)입력단자에 상기 제 1라인(112)이 연결되고, 정(+)입력단자에 기준전압(Vref)이 연결되며, 출력단자에 상기 샘플/홀드회로(134)가 연결되는 앰프(Amp)와, 상기 부(-)입력단자와 출력단자 사이에 구비되는 초기화 스위치(Rsw)와; 상기 초기화 스위치와 병렬로 연결되는 제 1캐패시터(C1)로 구성된다.
또한, 상기 샘플/홀드회로(134)에는 상기 앰프(Amp)의 출력단자 및 상기 ADC(136) 사이에 구비되는 샘플링 스위치(SHsw)와, 상기 샘플/홀드회로(134)의 출력단에 연결되는 제 2캐패시터(C2)가 구비된다. 이 때, 상기 제 2캐패시터(C2)는 샘플/홀드회로의 출력을 안정화시키는 역할을 수행한다.
상기 구성을 갖는 제 1감지회로(130)에 있어서, 상기 제 1라인(112)과 연결되는 감지셀(미도시)에 능동 스타일러스가 접촉될 경우 발생되는 신호의 파형은 도 9에 도시되어 있으며, 상기 도 8 및 도 9를 통해 능동 스타일러스에 의한 터치 인식시 동작을 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
상기 초기화 스위치(Rsw)는 제 1라인(112)를 통해 제공되는 정전용량 변화정보를 일정 주기(일 예로 샘플링 주기(T))별로 이를 초기화하는 역할을 한다.
즉, 상기 초기화 스위치(Rsw)가 턴 온되면, 상기 앰프의 부(-)입력단자 및 출력단자가 동일한 전위 즉, 상기 앰프의 정(+)입력단자에 인가되는 기준전압(Vref)을 갖게 되며, 이에 따라 상기 제 1캐패시터(C1)의 양단 전위차가 0이 되므로, 이전 기간에 제공된 정전용량 변화정보가 초기화된다.
또한, 상기 샘플링 스위치(SHsw)는 도 9에 도시된 바와 같이 일정한 샘플링 주기(T)로 동작하는 것으로서, 일 예로 상기 샘플링 주기(T)의 끝단에 턴 온되어 상기 제 1라인(112)으로 제공되는 정전용량 변화정보를 샘플링한다. 즉, 상기 샘플링 주기(T)의 대부분은 홀딩 구간이고, 상기 샘플링 주기(T)의 끝단이 샘플링 구간이 된다.
이 때, 상기 감지셀에 능동 스타일러스가 접촉하게 되면 상기 능동 스타일러스에서 방출되는 전계신호(EM)에 대응되는 신호로서 정전용량 변화정보가 제 1라인을 통해 출력된다.
즉, 상기 정전용량 변화정보는 상기 능동 스타일러스에서 방출되는 전계신호의 주기는 그대로 유지되면서 그 크기(amplitude)만 변화되는 것이며, 이를 통해 감지셀의 정전용량 변화를 감지할 수 있다.
단, 도 9 및 도 10에서는 설명의 편의를 위해 상기 정전용량 변화정보 대신 이와 동일한 주기를 갖는 능동 스타일러스에서 방출되는 전계신호(EM)를 그 대상으로 설명한다.
따라서, 상기 샘플홀드회로(134)는 상기 샘플링 스위치(SHsw)를 통해 상기 홀딩구간에서의 상기 전계신호의 라이징 에지(rising edge) 및/또는 폴링 에지(falling edge)를 검출한다.
일 예로 도 10에 도시된 바와 같이 상기 한 샘플링 주기(T)의 홀딩구간 동안 전계신호(EM)의 라이징 에지가 검출된 경우에는 상기 샘플링 스위치가 턴온될 때 샘플링된 신호는 (+)의 위상을 갖으며, 같이 상기 홀딩구간 동안 전계신호(EM)의 폴링 에지가 검출된 경우에는 상기 샘플링 스위치가 턴온될 때 샘플링된 신호는 (-)의 위상을 갖으며, 홀딩구간 동안 라이징 에지와 폴링 에지가 모두 검출된 경우에는 상기 샘플링 스위치가 턴온될 때 샘플링된 신호는 0의 위상을 갖는다.
본 발명의 실시예에서는 능동 스타일러스에 의한 터치 인식시 노이즈 신호와의 구별을 명확히 하기 위하여, 상기 능동 스타일러스에서 방출되는 전계신호의 주파수를 상기 샘플/홀드 회로의 샘플링 신호 주파수에 대응하여 설정함을 특징으로 한다.
즉, 도 9를 참조하면, 상기 샘플링 주기를 T라고 할 때, 샘플링 신호 주파수 fSH=1/T이고, 본 발명의 실시예에 의한 전계신호(EM)의 주파수(fEM)는 상기 샘플링 신호 주파수(fSH)의 3/4로 설정함(fEM = fSH*3/4)을 특징으로 한다.
따라서, 상기 전계신호(EM)의 주기(TEM)는 상기 샘플링 주기(T)의 4/3으로 설정(TEM = T*4/3)된다.
이와 같이 상기 능동 스타일러스에서 방출되는 전계신호(EM)의 주파수를 샘플링 신호 주파수에 대응하여 특정 주파수로 설정(fEM = fSH*3/4)하게 되면, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 전계신호(EM)는 4 샘플링 주기(4T)마다 같은 패턴으로 반복하게 된다.
또한, 이와 같은 주파수 설정에 의하여 상기 샘플링 스위치가 턴온될 때 샘플링된 신호의 위상은 2 샘플링 주기(2T)마다 역상이 된다. 이는 도 10a 및 도 10b에 도시된 실시예를 통해 확인할 수 있다.
보다 구체적으로 도 10a의 실시예의 경우 샘플링된 신호의 위상은 "-, 0, +, 0, -, 0, +, 0"이 되고, 도 10b의 실시예에서는 샘플링된 신호의 위상이 "-, -, +, +, -, -, +, +"가 된다.
즉, 어떤 샘플링된 신호도 2T 이후(또는 이전)에는 반드시 그 위상이 역상으로 검출되는 것이다.
결과적으로 이는 상기 능동 스타일러스가 특정 감지셀에 접촉되어 상기 감지셀과 연결된 제 1라인(112)으로부터 감지된 정전용량 변화정보가 일정한 규칙 즉, 샘플링된 신호가 2 샘플링 주기(2T)마다 역상이 됨을 의미하는 것이며, 이를 통해 상기 능동 스타일러스 접촉시 발생된 신호를 노이즈 신호와 명확히 구별할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
100: 터치 스크린 시스템 110: 터치 스크린 패널
112: 제 1라인 114: 제 2라인
116: 감지셀 120: 구동회로
130: 제 1감지회로 140: 선택부
150: 제 2감지회로 160: 처리부
170: 손가락 180: 능동 스타일러스

Claims (20)

  1. 복수의 제 1라인들 및 상기 제 1라인들과 교차되는 방향으로 배열된 복수의 제 2라인들과, 상기 제 1라인들 및 제 2라인들의 교차점에 형성되는 복수의 감지셀들을 포함하는 터치 스크린 패널과;
    상기 제 1라인들에 순차적으로 구동신호를 인가하는 구동회로와;
    상기 각 감지셀들로부터 감지된 정전용량 변화 정보를 상기 제 1라인들로부터 제공받아 이에 대응한 제 1감지 신호를 생성하는 제 1감지회로와;
    상기 제 1라인들을 순차적으로 상기 구동회로에 연결하되, 상기 구동회로에 연결되는 제 1라인 이외의 제 1라인들을 상기 제 1감지회로 또는 접지전원에 연결하는 선택부와;
    상기 제 1라인들로부터 감지된 정전용량 변화정보를 제공받아 이에 대응한 제 2감지 신호를 생성하는 제 2감지회로와;
    상기 제 1 및/또는 제 2감지회로로부터 감지신호를 제공받아 검출된 터치 위치를 판별하는 처리부가 포함됨을 특징으로 하는 터치 스크린 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 터치 스크린 패널에 접촉되는 대상으로서의 능동 스타일러스가 더 포함되며, 상기 능동 스타일러스는 기 설정된 소정의 주파수를 갖는 전계신호를 자체적으로 생성하여 방출함을 특징으로 하는 터치 스크린 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 선택부는 상기 각각의 제 1라인들을 상기 구동회로 또는 제 1감지회로에 연결시키는 복수의 선택 스위치들을 포함함을 특징으로 하는 터치 스크린 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 복수의 선택 스위치들은 상기 제 1라인들을 상기 접지전원에 연결시키는 동작을 수행함을 특징으로 하는 터치 스크린 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 접지전원에 연결되는 제 1라인들은 구동신호가 인가된 제 1라인에 인접한 제 1라인들임을 특징으로 하는 터치 스크린 시스템.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1감지회로 및 제 2감지회로는, 각각의 제 1라인들 및 제 2라인들에 접속되는 앰프부와; 상기 앰프부에서 출력된 신호를 일정한 샘플링 주기(T)로 샘플링하는 샘플/홀드회로 및 상기 샘플/홀드회로에서 출력된 신호를 각각 제 1 및 제 2감지신호로 변환하여 상기 처리부로 출력하는 아날로그 디지털 변환기를 포함함을 특징으로 하는 터치 스크린 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 앰프부는, 부(-)입력단자에 상기 제 1라인 또는 제 2라인이 연결되고, 정(+)입력단자에 기준전압이 연결되며, 출력단자에 상기 샘플/홀드회로가 연결되는 앰프와; 상기 부(-)입력단자와 출력단자 사이에 구비되는 초기화 스위치와; 상기 초기화 스위치와 병렬로 연결되는 제 1캐패시터를 포함함을 특징으로 하는 터치 스크린 시스템.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 샘플/홀드회로는, 상기 앰프부의 출력단 및 상기 아날로그 디지털 변환기 사이에 구비되는 샘플링 스위치와; 상기 샘플/홀드회로의 출력단에 연결되는 제 2캐패시터를 포함함을 특징으로 하는 터치 스크린 시스템.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 샘플링 스위치는 상기 샘플링 주기(T)의 샘플링 구간에 턴 온되어 상기 제 1라인의 정전용량 변화정보 또는 제 2라인으로 제공되는 감지셀의 정전용량 변화정보를 샘플링함을 특징으로 하는 터치 스크린 시스템.
  11. 제 7항에 있어서,
    능동 스타일러스에서 방출되는 전계신호의 주기(TEM)는 상기 샘플링 주기(T)의 4/3(TEM = T*4/3)로 설정됨을 특징으로 하는 터치 스크린 시스템.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 샘플링 스위치가 턴온될 때 샘플링된 신호의 위상은 2 샘플링 주기(2T)마다 역상이 되는 규칙을 갖음을 특징으로 하는 터치 스크린 시스템.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 샘플링된 신호는 능동 스타일러스의 접촉에 의해 발생된 신호에 대응됨을 특징으로 터치 스크린 시스템.
  14. 복수의 제 1라인들 및 상기 제 1라인들과 교차되는 방향으로 배열된 복수의 제 2라인들과, 상기 제 1라인들 및 제 2라인들의 교차점에 형성되는 복수의 감지셀들을 포함하는 터치 스크린 시스템의 구동방법에 있어서,
    복수의 제 1라인들에 구동회로에서 제공된 구동신호가 순차적으로 인가되는 단계와;
    상기 제 1라인들 각각에 상기 구동신호를 인가하기 위한 각 수평주기 동안 상기 구동신호가 인가되는 제 1라인 이외의 제 1라인들은 제 1감지회로 또는 접지전원에 연결되는 단계와;
    상기 구동신호가 인가되는 제 1라인에 대응한 감지셀에 손가락 접촉시 상기 감지셀과 연결된 제 2라인으로 상기 감지셀들로부터 감지된 정전용량 변화 정보가 출력되어 이에 대응한 감지신호가 생성되는 단계와;
    상기 제 1감지회로에 연결되는 제 1라인에 대응한 감지셀에 능동 스타일러스 접촉 또는 접근시 상기 제 1라인 및 상기 감지셀과 연결된 제 2라인으로부터 감지된 정전용량 변화정보가 각각 출력되어 이에 대응한 감지신호가 생성되는 단계가 포함됨을 특징으로 하는 터치 스크린 시스템의 구동방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 접지전원에 연결되는 제 1라인들은 구동신호가 인가된 제 1라인에 인접한 제 1라인들임을 특징으로 하는 터치 스크린 시스템의 구동방법.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 능동 스타일러스는 기 설정된 소정의 주파수를 갖는 전계신호를 자체적으로 생성하여 방출함을 특징으로 하는 터치 스크린 시스템의 구동방법.
  17. 제 14항에 있어서,
    상기 제 1감지회로는 일정한 샘플링 주기(T)로 상기 제 1라인으로 제공되는 정전용량 변화정보를 샘플링함을 특징으로 하는 터치 스크린 시스템의 구동방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    능동 스타일러스에서 방출되는 전계신호의 주기(TEM)는 상기 샘플링 주기(T)의 4/3(TEM = T*4/3)로 설정됨을 특징으로 하는 터치 스크린 시스템의 구동방법.
  19. 제 17항에 있어서,
    상기 제 1감지회로에 의해 샘플링된 신호의 위상은 2 샘플링 주기(2T)마다 역상이 되는 규칙을 갖음을 특징으로 하는 터치 스크린 시스템의 구동방법.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 샘플링된 신호는 능동 스타일러스의 접촉에 의해 발생된 신호에 대응됨을 특징으로 터치 스크린 시스템의 구동방법.
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