KR101585917B1

KR101585917B1 - 플렉서블 터치 스크린 패널에서의 하이브리드 스캔 방식 터치 검출 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101585917B1
Application number: KR1020140158128A
Authority: KR
Inventors: 정익찬
Original assignee: 크루셜텍 (주)
Priority date: 2014-08-19
Filing date: 2014-11-13
Publication date: 2016-01-18
Also published as: KR101707391B1; WO2016028038A1; US20170269736A1; KR20160022206A; KR20160022271A; KR101658355B1

Abstract

일 실시예에 따르면, 멀티 터치의 정확한 검출이 가능하면서도 플렉서블 터치 스크린 패널에 적용이 가능한 터치 검출 방법 및 장치가 개시된다.
일 실시예에 따르면, 단일 레이어에 복수개의 행과 열을 이루어 배치된 센서패드 중 단일 센서패드의 일부로 구성된 단독 영역 노드 및 적어도 두 개의 센서패드의 일부가 교번되어 구성된 공유 영역 노드를 포함하는 복수개의 센서노드들; 각각의 센서패드와 터치 발생 수단 간에 형성되는 터치 정전용량의 변화에 따른 제1 터치 발생 신호, 및 제1 방향으로 이웃하는 센서패드 간의 상호 정전용량 변화에 따른 제2 터치 발생 신호를 검출하는 터치 검출부; 및 상기 제1 및 제2 터치 발생 신호들에 기초하여 상기 단독 영역 노드에서 발생된 터치 정보 또는 상기 공유 영역 노드에서 발생된 터치 정보를 처리하는 터치 정보 처리부를 포함하는, 터치 검출 장치가 제공된다.

Description

플렉서블 터치 스크린 패널에서의 하이브리드 스캔 방식 터치 검출 방법 및 장치{HYBRID SCAN TYPE TOUCH DETECTING METHOD AND APPARATUS IN FLEXIBLE TOUCH SCREEN PANEL}

본 발명은 플렉서블 터치 스크린 패널에서의 터치 검출 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 정확한 멀티 터치에 대한 감지가 가능하며 플렉서블 터치 스크린 패널에 적용이 가능한 터치 검출 방법 및 장치에 관한 것이다.

터치 스크린 패널은 영상 표시 장치의 화면에 표시된 문자나 도형을 사람의 손가락이나 다른 접촉수단으로 접촉하여 사용자의 명령을 입력하는 장치로서, 영상 표시 장치 위에 부착되어 사용된다. 터치 스크린 패널은 사람의 손가락 등으로 접촉된 접촉 위치를 전기적 신호로 변환한다. 상기 전기적 신호는 입력 신호로서 이용된다.

통상적으로 터치 검출 장치는 터치 발생 수단과 센서패드 간의 관계에서 형성되는 터치 정전용량을 검출함으로써 터치 발생 여부 및 터치 발생 지점을 판단하게 된다. 구체적으로, 센서패드에 터치 발생 수단이 접근하게 되면, 그렇지 않은 경우와 비교하였을 때 센서패드에 형성되는 정전용량에 차이가 생기게 되는데, 그 정전용량의 크기에 따라 터치 발생 지점과 터치 발생 면적을 판단할 수 있게 된다.

그러나, 센서패드의 면적에 비해 터치 발생 수단의 단면적이 훨씬 작다면 하나의 센서패드 내에 서로 다른 지점에 터치가 발생하더라도 동일한 지점, 즉, 해당 센서패드의 중심점에 터치가 발생한 것으로 판단되는 문제점이 존재하였다.

따라서, 단면적이 좁은 터치 발생 수단에 의한 터치에 대해서도 그 터치 발생 지점을 정확하게 판단할 수 있도록 도 1과 같은 형태의 센서패드가 개발되었다.

본 명세서에서의 '행'과 '열'은 상대적인 의미로 이해되어야 한다. 구체적으로, 이하의 설명에서 '행'과 '열'은 상호 교환되어서도 사용될 수 있으며, 모든 경우가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

도 1을 참조하면, 터치패널(10)에는 복수개의 행과 열을 이루는 센서패드(11)들이 배치된다.

각각의 센서패드(11)의 상하 방향 가장자리에는 길이 방향이 열 방향과 평행한 복수개의 바(bar)형 스트립(b)이 형성된다. 동일한 열에서 최상측에 배치되는 센서패드(11)에는 하부 가장자리에만 바 형 스트립(b)이 형성되며, 최하측에 배치되는 센서패드(11)에는 상부 가장자리에만 바 형 스트립(b)이 형성된다.

도 1에서는 열 방향으로만 바 형 스트립(b)이 형성되고, 센서패드(11)들이 열 방향으로 서로 맞물리는 것으로 예시되었으나, 센서패드(11)의 행 방향으로 바 형 스트립(b)이 형성되어, 행 방향으로 이웃하는 센서패드(11)들이 상호 맞물릴 수도 있다. 또한, 바 형 스트립(b)이 열 방향 및 행 방향 모두에 대해 형성될 수도 있다. 이 경우에는 열 방향 뿐만 아니라 행 방향으로 이웃하는 센서패드(11)들이 상호 맞물릴 수 있다.

이하에 설명되는 모든 실시예에서는 설명의 편의를 위해, 센서패드(11)의 열 방향으로 바 형 스트립(b)이 형성되고, 열 방향으로 이웃한 센서패드(11)들이 상호 맞물리는 것으로 예시하여 설명한다.

동일한 열에 배치되며, 서로 이웃하는 센서패드(11)들의 바 형 스트립(b)은 서로 전기적으로는 접촉되지 않되, 맞물리도록 배치된다.

열 방향으로 서로 이웃하는 제1 센서패드(11a)와 제2 센서패드(11b)의 'A', 'B' 지점에 터치가 발생한 경우를 가정하면 아래와 같다.

먼저, 'A' 지점에 터치가 발생한 경우에는 제1 센서패드(11a)에서 출력되는 터치 발생 신호(터치 미발생 시와 터치 발생 시 간의 출력 신호 차이값)가 모든 센서패드(11)를 통틀어 월등히 클 것이며, 이에 따라, 터치 지점은 제1 센서패드(11a)로 판단되게 된다.

'B' 지점에 터치가 발생한 경우에는 제1 센서패드(11a)와 제2 센서패드(11b)에서 터치 발생 신호가 출력되지만, 상대적으로 제1 센서패드(11a)에서 조금 더 큰 터치 발생 신호가 출력되므로, 제1 센서패드(11a)와 제2 센서패드(11b) 사이 영역 중 제1 센서패드(11a)와 조금 더 가까운 지점이 터치 발생 지점으로 인식될 수 있다.

즉, 도 1에서와 같이 센서패드(11)를 배치시킴으로써, 동일하게 제1 센서패드(11a) 상부 영역에 터치가 발생하더라도, 터치 발생 지점이 온전히 제1 센서패드(11a)의 영역인지 아니면 열 방향으로 이웃하는 제2 센서패드(11b)와 공유되는 영역인지 구분해낼 수 있게 된다.

그러나, 동시에 복수개의 지점에서 터치가 발생하는 경우를 가정해보면 다음과 같다.

도 2는 도 1에 도시된 센서패드(11)에서 멀티 터치, 즉, 동시에 복수개의 지점에 대한 터치가 발생하는 경우를 설명하는 도면이다.

도 2에서 파선으로 이루어진 원은 터치 발생 수단에 의해 터치가 이루어진 지점을 나타내고, 특정 센서패드에 대해서만 터치가 발생한 경우 얻어지는 터치 발생 신호가 100%라 하고, 두 개의 센서패드의 바 형 스트립이 맞물리는 영역에 터치가 발생한 경우, 두 개의 센서패드로부터 각각 50% 씩의 터치 발생 신호가 얻어지는 것으로 가정한다.

먼저, 도 2의 (a)를 참조하면, A 센서패드(A)와 B 센서패드(B)의 바 형 스트립이 맞물리는 영역에 터치가 발생하였고, 이와 동시에 B 센서패드(B)와 C 센서패드(C)의 바 형 스트립이 맞물리는 영역에 터치가 발생하였다. 도 2의 (a)에 도시되는 경우에는 A 센서패드(A), B 센서패드(B), C 센서패드(C)로부터 각각 50%, 100%, 50%의 터치 발생 신호가 얻어지게 된다. 이에 따르면, B 센서패드(B)를 중심으로 단면적이 매우 넓은 터치 발생 수단에 의해 터치가 발생한 경우와 동일해지며, 멀티 터치에 대한 감지가 제대로 이루어지지 않게 된다.

마찬가지 원리로, 도 2의 (b)와 같이, A 센서패드(A)와 B 센서패드(B)의 바 형 스트립이 맞물리는 영역에 터치가 발생하고, 이와 동시에 C 센서패드(C)가 단독으로 배치되는 영역에 터치가 발생하는 경우를 가정하면, A 센서패드(A), B 센서패드(B), C 센서패드(C)로부터 각각 50%, 50%, 100%의 터치 발생 신호가 얻어진다. 이 때에는, C 센서패드(C)를 중심으로 전도성 물질(예를 들면, 물과 같은 전도성을 띄는 액체)이 A 센서패드(A)까지 길게 배치되어 있는 것과 동일해지며, 이 경우에도 멀티 터치에 대한 감지가 정확히 이루어질 수 없게 된다. 다만, 전도성 물질이 A 센서패드(A)로부터 C 센서패드(C)까지 길게 이어지는 경우에는 B 센서패드(B)로부터 200%(=50%+100%+50%)의 터치 발생 신호가 획득되어야 하기 때문에, 터치 발생 신호에 대한 처리 시 터치 좌표의 보정 등을 통해 이 경우는 하나의 터치 발생 수단으로서 터치가 이루어진 것이 아니라 멀티 터치가 이루어졌음을 판단할 수 있겠지만, 이 역시 C 센서패드(C)의 어느 부분이 터치 발생 지점인지 정확하게 판단하기가 어렵다.

또한, 도 2의 (c)의 경우에는, A 센서패드(A), B 센서패드(B), C 센서패드(C), D 센서패드(D)로부터 모두 50%의 터치 발생 신호가 획득되지만, 하나의 물체로 터치가 이루어졌다면, B 센서패드(B)와 C 센서패드(C)로부터는 각각 200%의 터치 발생 신호가 획득되어야 하므로, 소프트웨어적인 보상을 통해 멀티 터치가 발생하였음을 판단할 수 있다.

한편, 도 2의 (d)의 경우에는, A 센서패드(A)와 B 센서패드(B)로부터는 50%의 터치 발생 신호가 획득되고, C 센서패드(C)로부터는 터치 발생 신호가 획득되지 않으며, D 센서패드(D)로부터는 100%의 터치 발생 신호가 획득되기 때문에, 소프트웨어적 보상이 없더라도 C 센서패드(C)를 경계로 멀티 터치가 발생하였음을 감지할 수 있다.

상기의 예에서 살펴본 바와 같이, 도 1에 도시되는 터치 패널(10)에 있어서는, 복수개의 터치 발생 지점 간 거리가 최소한 도 2의 (b)에 도시되는 경우 이상이 되어야 멀티 터치로 인식되게 된다.

따라서, 멀티 터치가 발생하였을 때, 그 터치 발생 지점 간의 거리가 근접하더라도 멀티 터치로 인식하고, 각각의 터치 발생 지점을 정확하게 파악할 수 있는 기술이 필요하다.

또한, 최근 들어 플렉서블(Flexible)한 영상표시장치가 개발되고 있는 추세이며, 이 경우 상기 플렉서블 영상표시장치에 적용되는 터치 스크린 패널 역시 플렉서블한 특성이 요구된다.

따라서, 멀티 터치의 정확한 검출이 가능하면서도 플렉서블 터치 스크린 패널에 적용이 가능한 터치 검출 장치가 요구된다.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 상호 거리가 가까운 멀티 터치에 대해서도 그 터치 발생 지점을 정확하게 판별할 수 있도록 하는 것을 그 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 단일 레이어에 복수개의 행과 열을 이루어 배치된 센서패드 중 단일 센서패드의 일부로 구성된 단독 영역 노드 및 적어도 두 개의 센서패드의 일부가 교번되어 구성된 공유 영역 노드를 포함하는 복수개의 센서노드들; 각각의 센서패드와 터치 발생 수단 간에 형성되는 터치 정전용량의 변화에 따른 제1 터치 발생 신호, 및 제1 방향으로 이웃하는 센서패드 간의 상호 정전용량 변화에 따른 제2 터치 발생 신호를 검출하는 터치 검출부; 및 상기 제1 및 제2 터치 발생 신호들에 기초하여 상기 단독 영역 노드에서 발생된 터치 정보 또는 상기 공유 영역 노드에서 발생된 터치 정보를 처리하는 터치 정보 처리부를 포함하는, 터치 검출 장치가 제공된다.

상기 센서패드 각각의 적어도 일측은, 상기 제1 방향으로 연장되는 복수개의 바 형 스트립으로 이루어지고, 상기 제1 방향으로 인접한 센서패드들은 상기 복수개의 바 형 스트립이 서로 맞물리도록 배치되어 상기 공유 영역 노드를 구성할 수 있다.

상기 센서 패드 각각은 신호 배선을 통해 상기 터치 검출부 및 터치 정보 처리부를 포함하는 구동부와 연결되어 있으며, 상기 센서패드의 개수는 상기 센서 노드 보다 적게 형성될 수 있다.

상기 터치 검출부는 상기 단독 영역 노드에서는 셀프 정전용량 방식으로 터치 발생 신호를 검출하며, 상기 공유 영역 노드에서는 상호 정전용량 방식으로 터치 발생 신호를 검출할 수 있다. 셀프 정전용량 방식으로의 터치 발생 신호 검출 동작과 상호 정전용량 방식으로의 터치 발생 신호 검출 동작은 번갈아가며 반복적으로 수행될 수 있다.

상기 터치 정보 처리부는, 동일한 센서 패드에서의 상기 단독 영역 노드와 상기 공유 영역 노드에서 검출되는 상기 제1 터치 발생 신호 및 상기 제2 터치 발생 신호가 미리 정해진 값 이상인 경우에는 상기 동일한 센서 패드 내에서 멀티 터치가 발생한 것으로 처리할 수 있다.

상기 터치 정보 처리부는, 특정 센서패드가 이루는 공유 영역 노드들 모두에서 상기 제2 터치 발생 신호가 검출된 경우, 상기 특정 센서패드에 형성된 터치 정전용량의 변화에 따른 상기 제1 터치 발생 신호의 크기가 미리 정해진 값 미만이라면 상기 특정 센서패드가 이루는 공유 영역 노드 각각에서 터치가 발생한 멀티 터치로 처리할 수 있다.

상기 터치 검출부는, 상기 공유 영역 노드를 이루는 센서패드들 중 특정 센서패드의 전위를 순간적으로 변화시킴에 따른 다른 센서패드의 출력전압 레벨 변화값을 기초로 상기 제2 터치 발생 신호를 검출할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 단일 레이어에 복수개의 행과 열을 이루어 배치되며 터치 발생 수단과의 관계에서 터치 정전용량을 형성하는 복수개의 센서패드들에 대해, 상기 터치 정전용량의 변화에 따른 제1 터치 발생 신호를 검출하는 단계; 제1 방향으로 이웃하는 센서패드 간의 상호 정전용량 변화에 따른 제2 터치 발생 신호를 검출하는 단계; 및 상기 제1 및 제2 터치 발생 신호들에 기초하여, 단일 센서패드의 일부로 구성된 단독 영역 노드 및 적어도 두 개의 센서패드의 일부가 교번되어 구성된 공유 영역 노드에서 발생된 터치 정보를 처리하는 단계를 포함하는, 터치 검출 방법이 제공된다.

상기 단독 영역 노드와 상기 공유 영역 노드는 상기 제1 방향으로 교번하여 배치되고, 상기 제1 터치 발생 신호를 검출하는 단계 및 상기 제2 터치 발생 신호를 검출하는 단계는, 상기 제1 방향으로 배치된 단독 영역 노드 및 공유 영역 노드들에 대해 교번하여 반복적으로 수행될 수 있다.

상기 제1 터치 발생 신호는 셀프 정전용량 방식으로 검출되며, 상기 제2 터치 발생 신호는 상호 정전용량 방식으로 검출될 수 있다.

상기 제1 터치 발생 신호 검출 단계와 상기 제2 터치 발생 신호 검출 단계는 번갈아가며 수행될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 소정의 방향으로 서로 맞물려 있는 센서패드들로 구성되는 터치 패널에 있어서, 복수의 정전용량 터치 검출 방식을 혼용함으로써, 센서패드 단독으로 배치된 영역 및 센서패드들이 서로 맞물려 배치되는 영역 중 어디에서 터치가 발생하였는지를 정확히 판단할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상호 정전용량 터치 검출 방식을 통해 센서패드들이 서로 맞물려 배치되는 영역에 대한 터치 발생 여부를 판단해낼 수 있기 때문에, 상호 거리가 가까운 멀티 터치에 대해서도 그 터치 발생 지점을 정확하게 판단해낼 수 있다.

도 1은 종래의 터치 검출 장치의 터치 패널 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 터치 패널에 대한 터치 검출 동작을 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 검출 장치의 구성을 설명하는 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 검출 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 검출부의 구성을 나타내는 회로도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 검출 장치의 구성을 설명하는 도면이다.

도 3을 참조하면, 실시예에 따른 터치 검출 장치는 터치패널(100)과 구동부(200)를 포함한다.

터치패널(100)은 단일 레이어에 복수개의 행과 열을 이루며 배치되는 복수개의 센서패드(110)를 포함한다. 복수개의 센서패드(110) 각각은 하나씩의 신호 배선(120)을 통해 구동부(200)와 연결된다.

구동부(200)는 터치 검출부(210), 터치 정보 처리부(220), 메모리(230), 제어부(240) 등을 포함할 수 있으며, 하나 이상의 집적회로(IC) 칩으로 구현될 수 있다. 터치 검출부(210), 터치 정보 처리부(220), 메모리(230), 제어부(240)는 각각 분리되거나, 둘 이상의 구성 요소들이 통합되어 구현될 수 있다.

터치 검출부(210)는 신호배선(120)과 연결된 복수의 스위치, 복수의 커패시터 및 복수의 임피던스 소자들을 포함할 수 있으며, 터치 검출을 위해 센서패드(110)를 선택하기 위한 멀티플렉서를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 터치 검출부(210)는 멀티플렉서를 통해 특정 센서패드(110)를 선택하고, 해당 센서패드(110)로부터 출력되는 신호를 통해 터치 여부를 검출할 수 있다.

센서패드(110)는 터치 발생 수단과의 관계에서 터치 정전용량을 형성하는데, 이러한 터치 정전용량에 따라 센서패드(110)로부터 출력되는 신호가 상이하므로, 그 출력 신호 검출을 통해 해당 센서패드(110)에 대한 터치 여부를 검출할 수 있게 된다. 이러한 터치 검출부(210)는 제어부(240)로부터 신호를 받아 터치 검출을 위한 회로들을 구동하고, 터치 검출 결과에 대응하는 전압을 출력한다. 또한, 터치 검출부(210)는 증폭기 및 아날로그-디지털 변환기를 포함할 수 있으며, 센서패드(110)의 출력 신호 차이를 변환 및 증폭 또는 디지털화하여 메모리(230)에 기억시킬 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 터치 검출부(210)는 각각의 센서패드(110)들에 대해 그 터치 검출 방식을 혼용하여 터치 검출을 수행한다.

제1 방식은 특정 센서패드(110)를 선택하여, 터치 발생 수단과 터치되는 해당 센서패드(110) 자체 사이에 형성된 터치 정전용량 변화에 따른 터치 발생 신호를 검출하는 셀프(self) 정전용량 방식이며, 제2 방식은 터치 발생 수단의 터치 여부에 따라 특정 센서패드(110)와 이웃 센서패드(110) 간의 상호 정전용량의 변화에 따른 터치 발생 신호를 검출하는 상호(mutual) 정전용량 방식이다.

터치 검출부(210)는 제1 방식과 제2 방식을 혼용하여 센서패드(110)들에 대한 터치 검출을 수행한다. 본 발명에서는 터치 검출부(210)가 제1 방식과 제2 방식을 혼용하는 터치 검출 방식을 “하이브리드 스캔 방식”이라고 한다. 이에 대해서는 후에 상세히 설명하기로 한다.

터치 정보 처리부(220)는 메모리(230)에 기억된 디지털 전압을 처리하여 터치 여부, 터치 면적 및 터치 좌표 등의 필요한 정보를 생성한다.

제어부(240)는 터치 검출부(210) 및 터치 정보 처리부(220)를 제어하며, 마이크로 컨트롤 유닛(micro control unit, MCU)을 포함할 수 있으며, 펌 웨어를 통해 정해진 신호 처리를 수행할 수 있다.

메모리(230)는 터치 검출부(210)로부터 검출된 전압 변화의 차이에 기초한 디지털 전압과 터치 검출, 면적 산출, 터치 좌표 산출에 이용되는 미리 정해진 데이터 또는 실시간 수신되는 데이터를 기억한다.

본 발명의 실시예에 따른 터치패널(100)의 센서패드(110)는 상부 서브패드(110_1), 중부 서브패드(110_2), 하부 서브패드(110_3), 총 세 부분으로 나뉜다.

중부 서브패드(110_2)는 사각형 형상으로 형성되며, 사각형 형상으로 형성된 중부 서브패드(110_2)를 기준으로 하였을 때 열 방향으로 상하 방향에 상부 서브패드(110_1)와 하부 서브패드(110_3)가 각각 전기적으로 연결되어 배치된다.

상부 서브패드(110_1)와 하부 서브패드(110_3)는 길이 방향이 열 방향과 평행한 복수개의 바를 포함하는 형태로 형성된다. 즉, 센서패드(110)의 적어도 일측은 열 방향으로 연장되는 복수개의 바 형 스트립으로 이루어질 수 있다.

도 3에서는 상부 서브패드(110_1)와 하부 서브패드(110_3)가 각각 3개씩의 바를 포함하는 것으로 예시되었으나, 2개 또는 4개 이상의 바 형태로 형성될 수도 있다.

상부 서브패드(110_1)와 하부 서브패드(110_3)가 바 형태로 형성됨에 따라 열 방향으로 이웃한 다른 센서패드(110)와 해당 영역에서 전기적으로 절연된 상태로 중첩될 수 있다. 환언하면, 열 방향으로 이웃한 센서패드(110)들은 바 형 스트립(strip) 들이 서로 절연된 상태로 맞물리도록 배치될 수 있다.

구체적으로, 상부 서브패드(110_1)의 바 형 스트립들은 해당 센서패드(110)와 열 방향으로 상부에 인접해 있는 다른 센서패드의 하부 서브패드를 이루는 바 형 스트립들과 상호 절연된 상태로 동일 평면에서 맞물릴 수 있고, 하부 서브패드(110_3)의 바 형 스트립들은 해당 센서패드(110)와 열 방향으로 하부에 인접해 있는 다른 센서패드의 상부 서브패드를 이루는 바 형 스트립들과 상호 절연된 상태로 동일 평면에서 맞물릴 수 있다.

제1 서브패드와 제2 서브패드가 맞물린다는 것은 제1 서브패드를 이루는 바 형 스트립들 사이의 간격에 제2 서브패드를 이루는 바 형 스트립들이 배치된다는 의미로 이해되어야 할 것이다.

도 4는 도 3에 도시된 터치 검출 장치에 있어서, 동시에 복수의 지점에 터치 발생 수단에 의한 터치가 발생하였을 때 이를 감지하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 3 및 도 4의 터치패널(100)에 있어서 하나의 열에는 m개(m은 자연수)의 센서노드(N1, N2)가 형성되는 것으로 설명할 수도 있다.

센서노드(N1, N2)는 터치 여부 검출의 단위라고 할 수 있는데, 이러한 센서노드(N1, N2)는 그 내부에 하나의 센서패드(110)가 단독으로 배치되는 단독 영역 노드(N1) 및 그 내부에 적어도 2개의 센서패드(110)가 함께 배치되는 공유 영역 노드(N2)로 나뉜다.

구체적으로, 단독 영역 노드(N1)에는 a 센서패드(110a)의 일부가 단독으로 배치되고, 그와 열 방향으로 인접한 공유 영역 노드(N2)에는 a 센서패드(110a)의 일부와 b 센서패드(110b)의 일부가 함께 배치된다. 구체적으로는 일 방향으로 연장되는 복수개의 바 형 스트립이 서로 맞물리도록 배치된다. 이에 따라 단독 영역 노드(N1)는 스트립이 배치되지 않는 노드라고 정의할 수도 있다.

하나의 열 내에서 단독 영역 노드(N1)와 공유 영역 노드(N2)는 열 방향으로 서로 번갈아가며 형성된다.

도 3의 예에서 하나의 센서패드(110)는 하나의 단독 영역 노드(N1)와 상기 단독 영역 노드(N1)와 열 방향으로 인접한 두 개의 공유 영역 노드(N2)에 배치된다.

이러한 패턴으로 배치됨에 따라, 하나의 열에 존재하는 센서노드(N1, N2)의 수보다 하나의 열에 배치되는 센서패드(110)의 수가 더 적어질 수 있다.

도 3의 예에서 하나의 열에 배치된 센서패드(110)의 개수는 5개이지만, 5개의 센서패드(110)가 형성하는 센서노드(N1, N2)는 총 9개가 된다. 일반화시키면, 하나의 열에 n개의 센서패드(110)가 배치되는 경우, n개의 센서패드(110)에 의해 형성되는 센서노드(N1, N2)는 총 2(n-1)+1 개가 된다.

이에 따라, 기존 형태의 방식과 비교하였을 때 더 적은 수의 센서패드(110)로 동일한 길이의 열을 구성할 수 있고, 줄어든 숫자의 센서패드(110)로 열의 개수를 더 늘릴 수 있다. 즉, 기존 방식과 동일한 개수의 센서패드(110)로 동일한 면적의 터치 패널을 구현하되, 그 열의 수를 더 늘릴 수 있게 된다. 환언하면, 기존 방식과 동일한 채널 수로 동일한 면적의 터치 패널을 구현하되, 그 열의 수를 더 늘릴 수 있게 된다.

이렇게 함으로써, 행 방향 터치 여부 판단에 있어서의 해상도를 증가시킬 수 있다. 또한, 단독 영역 노드(N1)와 공유 영역 노드(N2) 각각에서의 터치 여부 판단이 가능하므로, 열 방향 터치 여부 판단의 해상도도 그대로 유지할 수 있게 된다.

이하, 동시에 복수의 지점에 동시에 발생하는 터치를 "멀티 터치"라 칭하기로 한다.

센서패드(B)의 일부가 함께 배치되는 공유 영역 노드인 제2 노드(N2), B 센서패드(B)와 C 센서패드(C)의 일부가 함께 배치되는 공유 영역 노드인 제3 노드(N4)에 발생하였다고 가정한다. 도 4에서 파선으로 원이 형성되어 있는 영역이 터치가 이루어진 지점이다.

한편, 하나의 센서패드가 단독으로 배치되는 단독 영역 노드(N1, N3)에 터치가 발생하였을 때, 해당 센서패드에 대한 셀프 정전용량 방식의 터치 검출 동작을 수행하면 100%의 터치 발생 신호가 검출되고, 두 개의 센서패드가 함께 배치되는 공유 영역 노드(N2, N4)에 터치가 발생하였을 때에는 터치 접촉이 발생한 두 개의 센서패드에 대해 셀프 정전용량 방식의 터치 검출 동작을 실시할 시, 각각 50%의 터치 발생 신호가 검출되는 것으로 가정한다. 여기서, 터치 발생 신호라 함은, 예를 들면, 미터치 시와 터치 발생 시 해당 센서패드로부터 획득되는 출력 신호의 차이값에 대응될 수 있다.

터치 발생 지점 검출을 위해서는 제1 노드(N1)에 대한 터치 검출 동작을 수행하여야 한다. 제1 노드(N1)는 A 센서패드(A)가 단독으로 배치되는 단독 영역 노드이기 때문에 A 센서패드(A)를 선택하여 셀프 정전용량 방식으로 터치 검출 동작을 수행하게 된다. 공유 영역 노드인 제2 노드(N2)에 터치가 발생한 상황이기 때문에, A 센서패드(A)로부터는 50%에 해당하는 터치 발생 신호가 획득되게 된다.

한편, 제2 노드(N2)에 대한 터치 검출 동작은 다음과 같이 행해진다. 제2 노드(N2)는 A 센서패드(A)와 B 센서패드(B)가 함께 배치되는 공유 영역 노드이므로, 제2 노드(N2)에 대한 터치 검출 동작은 상호 정전용량 방식으로 행해질 수 있다.

공유 영역 노드인 제2 노드(N2)에서는 A 센서패드(A)의 바 형 스트립과 B 센서패드(B)의 바 형 스트립이 전기적으로 이격되면서 상호 교차 배열되기 때문에, A 센서패드(A)와 B 센서패드(B) 사이에는 상호 정전용량이 형성될 수 있다.

제2 노드(N2) 상에 터치가 발생하면, A 센서패드(A)와 B 센서패드(B) 사이에 전도성 물질이 개입된 것과 동일한 상태가 되기 때문에, 상호 정전용량의 크기가 변하게 된다. 따라서, A 센서패드(A)와 B 센서패드(B) 사이의 상호 정전용량의 크기에 변화가 있는지 여부를 판단할 수 있다면, A 센서패드(A)와 B 센서패드(B)가 함께 배치된 제2 노드(N2)에 대한 터치 발생 여부를 판단할 수 있다.

A 센서패드(A)와 B 센서패드(B) 중 어느 하나에 전기적인 신호를 인가하고, 나머지 하나로부터 출력 신호를 획득하면, A 센서패드(A)와 B 센서패드(B) 사이에 터치 발생 수단이 존재하는 지에 따라 서로 다른 출력 신호가 획득될 수 있다. 즉, 제2 노드(N2)에의 터치 미발생 상태와 터치 발생 상태에 서로 다른 출력 신호가 획득될 수 있다.

예를 들어, A 센서패드(A)을 상호 정전용량 터치 검출 방식에 있어서의 송신 전극(Tx)으로 하여 이에 전기적 신호를 인가시키고, B 센서패드(B)를 수신 전극(Rx)으로 하여 상기 전기적 신호 인가에 따른 응답 신호를 획득할 수 있다. 물론, B 센서패드(B)가 송신 전극(Tx), A 센서패드(A)가 수신 전극(Rx)으로 기능할 수도 있다.

도 4에서는 제2 노드(N2)에 터치 발생이 이루어졌으므로, 수신 전극(Rx)으로 기능하는 B 센서패드(B)로부터 터치 미발생시와는 다른 신호가 획득될 것이다. 즉, 제2 노드(N2)에서 100%에 해당하는 터치 발생 신호가 검출될 수 있다. 따라서, 제2 노드(N2)에 대한 상호 정전용량 터치 검출 방식 수행으로, 해당 제2 노드(N2)에서의 터치 발생 여부를 판단할 수 있다.

제3 노드(N3)는 B 센서패드(B)가 단독으로 배치되는 단독 영역 노드이므로, 이 노드에 대한 터치 검출은 제1 노드(N1)에서와 동일하게 B 센서패드(B)에 대한 셀프 정전용량 터치 검출 방식을 행함으로써 이루어질 수 있다. B 센서패드(B)의 일부가 A 센서패드(A)와 함께 배치된 제2 노드(N2), B 센서패드(B)의 일부가 C 센서패드(C)와 함께 배치된 제4 노드(N4)에 터치가 발생하였으므로, B 센서패드(B)에 대해 터치 검출을 수행하면, 100%(=50%+50%)에 해당하는 터치 발생 신호가 획득된다.

제4 노드(N4)는 B 센서패드(B)와 C 센서패드(C)가 함께 배치되는 공유 영역 노드이므로, 이 노드에 대한 터치 검출은 제2 노드(N2)에서와 동일하게 이루어질 수 있다. 구체적으로, 제4 노드(N4)에 함께 배치되는 B 센서패드(B)와 C 센서패드(C) 중 어느 하나를 송신 전극(Tx), 다른 하나를 수신 전극(Rx)으로 기능하게 함으로써, 상호 정전용량 방식으로 터치 검출 동작을 수행할 수 있다. 어느 센서패드를 수신 전극(Rx)으로 사용하는지 여부와는 상관없이 터치 발생 여부에 따라 다른 신호가 출력될 것이고, 이를 통해 제4 노드(N4)에 터치 발생이 이루어졌음을 확인할 수 있다. 즉, 제4 노드(N4)에서 100%에 해당하는 터치 발생 신호가 검출될 수 있다.

제1 내지 제4 노드(N1~N4)에 대한 터치 검출을 수행한 상기의 내용을 정리해보면, 셀프 정전용량 터치 검출 방식을 통해 A 센서노드(A) 및 B 센서노드(B)로부터 각각 50% 및 100%에 해당하는 터치 발생 신호가 획득되었고, 상호 정전용량 터치 검출 방식을 통해 A 센서패드(A)와 B 센서패드(B)가 함께 배치된 제2 노드(N2), B 센서패드(B)와 C 센서패드(C)가 함께 배치된 제4 노드(N4)에 터치 발생 수단에 의한 터치가 이루어졌음을 확인할 수 있었다.

만약 상기 터치 발생 신호가 하나의 터치 발생 수단에 의한 것이라면, 터치 발생 수단의 중심은 제3 노드(N3)에 위치할 것이므로, 제3 노드(N3)에 대한 터치 검출 시 B 센서패드(B)에 대해 200%의 터치 발생 신호가 획득되어야 할 것이다. 그러나, B 센서패드(B)의 일부가 배치되는 제2 노드(N2)에서 50%, 제4 노드(N4)에서 50%, 따라서 B 센서패드(B)에 대해 총 100%에 해당하는 터치 발생 신호가 검출되었기 때문에, 제2 노드(N2)와 제4 노드(N4)에서의 터치 발생 신호는 하나의 터치 발생 수단에 의해 출력되는 것이 아님을 알 수 있다.

환언하면, 특정 센서패드에 있어서, 해당 센서패드가 형성하는 두 개의 공유 영역 노드(N2, N4) 각각에서 미리 정해진 값(예를 들면, 100%) 이상의 터치 발생 신호가 획득되는 경우, 해당 센서패드가 단독으로 배치되는 단독 영역 노드(N3)에서 200% 미만의 미리 정해진 값 또는 100% 이하에 해당하는 터치 발생 신호가 검출된다면, 두 개의 공유 영역 노드(N2, N4) 각각에 터치 발생이 이루어졌다는 것으로 판단할 수 있게 된다.

따라서, 동일한 센서패드 내에 있어서도 일정 거리 이상의 멀티 터치에 대한 감지 및 그 각각의 위치를 감지할 수 있게 된다. 터치 발생 지점 간 거리가 도 4와 동일한 도 2의 (a)의 경우에 대한 설명에서, 셀프 정전용량 터치 검출 방식에만 따르면, 멀티 터치에 대한 검출이 불가능하였었다. 그러나, 본 발명의 하이브리드 스캔 방식에 따르면, 터치 발생 수단 간의 거리가 짧은 멀티 터치에 있어서도 터치 지점을 정확하게 판단할 수 있게 된다.

더 나아가, 특정 센서패드의 단독 영역 노드에서 검출되는 터치 발생 신호가 미리 정해진 값 이상이고, 해당 센서패드가 이루는 공유 영역 노드에서 검출되는 터치 발생 신호 또한 미리 정해진 값 이상이라면, 단일 센서패드에 대해 단독 영역 노드와 공유 영역 노드 모두에서 터치가 발생한 경우, 즉, 단일 센서패드에 대해 멀티 터치가 발생한 경우로 인식할 수도 있다.

그리고, 종래 기술에 따르면 특정 센서패드에 대해 한번씩의 스캔만을 수행하므로, 특정 센서패드로부터 터치 발생 신호가 검출되었어도 어느 위치에서 터치가 발생하였는지를 정확하게 판단할 수 없었으나, 본 실시예에 따르면, 단일 센서패드에 있어서 공유 영역 노드에서 미리 정해진 값 이상의 터치 발생 신호가 검출되고, 해당 센서패드의 단독 영역 노드에서 미리 정해진 값 미만의 터치 발생 신호가 검출된다면 해당 센서패드의 공유 영역 노드에서 터치가 발생한 것으로 인식함으로써, 터치 발생 지점 검출에 있어서의 정확도 또는 해상도가 향상될 수 있다.

한편, 4개의 센서패드(A, B, C, D) 및 이와 연결되는 4개의 신호배선(미도시됨)만으로, 단독 영역 노드 4개, 공유 영역 노드 3개, 총 7개의 노드에 대한 터치 발생 신호를 획득할 수 있게 된다. 따라서, 실제 채널 수 대비 약 2배에 달하는 해상도로 터치 검출 동작이 행해지게 된다.

상기의 설명에서 각 센서패드(A, B, C)에 대한 선택, 터치 검출을 위한 신호 공급 및 출력 신호 획득은 터치 검출부(210; 도 3 참조)에 의해 이루어지며, 출력 신호 획득에 따른 터치 발생 여부 확인 및 터치 발생 지점 판단은 터치 정보 처리부(220)에 의해 이루어질 수 있다. 구체적으로, 터치 검출부(210)는 단독 영역 노드에서의 터치 발생 신호 및 공유 영역 노드에서의 터치 발생 신호를 검출하는 기능을 수행하며, 터치 정보 처리부(220)는 상기 단독 영역 노드 및 공유 영역 노드에서 발생된 터치 정보를 처리하여, 어느 위치에 터치가 발생하였는지를 판단하는 기능을 수행한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 터치 검출을 수행하는 다른 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 5에서 파선으로 원이 형성된 영역이 실제 터치가 발생한 영역이다.

도 5에서도 도 4를 참조하여 설명한 바와 동일하게, 제1 노드(N1), 제3 노드(N3), 제5 노드(N5)에 대해서는 셀프 정전용량 방식으로 터치 검출 동작을 수행하고, 제2 노드(N2) 및 제4 노드(N4)에 대해서는 상호 정전용량 방식으로 터치 검출 동작을 수행한다.

A 센서패드(A)와 B 센서패드(B)가 함께 배치된 제2 노드(N2), C 센서패드(C)가 단독으로 배치된 제5 노드(N5)에 터치 발생이 이루어진 상태이므로, 제1 노드(N1)에 대한 셀프 정전용량 방식 터치 검출 동작의 결과로서는 A 센서패드(A)와 B 센서패드(B) 각각에서 50%에 해당하는 터치 발생 신호가 획득될 것이다. 제2 노드(N2)에 대한 상호 정전용량 방식 터치 검출 동작의 결과로서는 B에 대해 50%에 해당하는 터치 발생 신호가 획득될 것이다. 마찬가지로 제3 노드(N3)에 대한 터치 검출 동작의 결과로는 50%에 해당하는 터치 발생 신호가 획득되며, 제4 노드(N4)에 대한 터치 검출 동작의 결과로는 0%에 해당하는 터치 발생 신호가 획득된다. 마지막으로, 제5 노드(N5)에 대한 셀프 정전용량 방식 터치 검출 동작의 결과로서는 100%에 해당하는 터치 발생 신호가 획득될 것이다.

공유 영역 노드인 제4 노드(N4)에서 터치 발생 신호가 검출되지 않기 때문에 제4 노드(N4)를 통해 터치 발생 지점 간의 경계가 명확해진다. 이로 인해, A 센서패드(A)와 B 센서패드(B)가 함께 배치된 제2 노드(N2), C 센서패드(C)가 단독으로 배치된 제5 노드(N5)에 터치 발생이 이루어졌다는 것이 명확해진다.

멀티 터치 발생 시, 터치 발생 지점 간 거리가 도 5에서와 동일한 도 2의 (b)의 경우에 있어서, 종래 기술에 따르면, 터치 발생 신호에 대한 처리 시 터치 좌표의 보정, 즉, 공유 영역 노드와 단독 영역 노드 간의 터치 발생 신호의 비교를 통해 하나의 물체에 의한 터치 발생으로 검출이 가능할지에 대한 판단을 함으로써 멀티 터치를 검출하였었다. 그러나, 본 발명의 실시예에 따르면, 이러한 소프트웨어적인 보상 과정이 없더라도 명확히 멀티 터치가 발생하였다는 것을 확인할 수 있게 된다.

즉, 멀티 터치를 정확히 검출할 수 있는 터치 발생 지점 간 최소 거리가 종래 기술에 비해 단축될 수 있다.

도 6은 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한 터치 검출 방식에 있어서, 셀프 정전용량 방식과 상호 정전용량 방식의 원리를 설명하기 위한 회로도이다.

도 6을 참조하여, A 센서패드(A)가 단독으로 배치된 제1 노드(N1), A 센서패드(A)와 B 센서패드(B)가 함께 배치된 제2 노드(N2)에서의 터치 검출 방식에 대해 설명하기로 한다.

터치 발생 도구와 A 센서패드(A) 사이에는 터치 정전용량(Ct)이 형성된다. A 센서패드(A)는 제1 스위치(SW1)에 의해 그라운드 전위와 선택적으로 연결되며, 제2 스위치(SW2)를 통해서는 연산 증폭기(OP-amp)의 제1 입력단(IN1)과 선택적으로 연결된다. 연산 증폭기(OP-map)의 제1 입력단(IN1)과 출력단(OUT) 사이에는 구동 정전용량(Cdrv)이 형성되고, 구동 정전용량(Cdrv) 양단에는 제1 스위치(SW1)가 연결된다. 또한, 연산 증폭기(OP-amp)의 제2 입력단에는 기준 전압(Vref)이 입력된다. 한편, A 센서패드(A)에는 미지의 기생 정전용량(Cp)이 형성된다. 제1 및 제2 스위치(SW1, SW2), 구동 정전용량(Cdrv), 연산 증폭기(OP-amp), 아날로그-디지털 변환기(ADC) 등은 터치 검출부(210; 도 1 참조)에 포함될 수 있다.

A 센서패드(A)의 일부가 단독으로 배치된 단독 영역 노드인 제1 노드(N1)에 대한 터치 검출 동작은 셀프 정전용량 방식으로 수행되는데, 이에 대해 설명하면 다음과 같다.

터치 검출부(210)에 포함되는 멀티플렉서(미도시됨)에 의해 A 센서패드(A)가 선택된 후, 제1 스위치(SW1)가 온 상태가 되면, A 센서패드(A)가 그라운드 전위와 연결되어 리셋되고, 구동 정전용량(Vdrv) 양단도 동전위가 되어 리셋된다. 따라서, 기생 정전용량(Cp), 터치 정전용량(Ct), 구동 정전용량(Cdrv)은 모두 초기화된다.

제1 스위치(SW1)가 오프 상태가 되고, 제2 스위치(SW2)가 온 상태가 되면, 연산 증폭기(OP-amp)의 제1 입력단(IN1) 전위가 기준 전압(Vref)과 같아진다. 정상 상태에 도달하면, 터치 정전용량(Ct)과 기생 정전용량(Cp)이 모두 기준 전압(Vref)으로 충전된 상태가 된다. 이 때, 전하 보존의 법칙에 의해 터치 정전용량(Ct)과 기생 정전용량(Cp)에 충전된 전하량의 합과 구동 정전용량(Cdrv)에 충전된 전하량은 동일해진다.

제2 스위치(SW2)가 온 되기 전, 구동 정전용량(Cdrv) 양단의 전위차는 0V이고, 구동 정전용량(Cdrv)의 일단 중 연산 증폭기(OP-amp)의 제1 입력단(IN1)과 연결된 노드의 전위는 기준 전압(Vref)으로 유지되므로, 터치 전후 연산 증폭기(OP-amp)의 출력단(OUT) 전압의 변화량(ΔVo)은 제2 스위치(SW2)가 온 된 후의 구동 정전용량(Cdrv) 양단의 전압(Vdrv)과 같아진다.

전술한 바와 같이, 구동 정전용량(Cdrv)에 충전된 전하량은 터치 정전용량(Ct)과 기생 정전용량(Cp)에 충전된 전하량의 합과 같으므로, 구동 정전용량(Cdrv) 양단의 전압(Vdrv)은 터치 정전용량(Ct)에 비례하게 된다.

따라서, 연산 증폭기(OP-amp)의 출력단(OUT) 전압(Vo) 변화를 통해 A 센서패드(A)에 형성된 터치 정전용량(Ct)을 셀프 정전용량 방식으로 측정할 수 있게 된다.

다음으로, A 센서패드(A)와 B 센서패드(B)가 함께 배치된 공유 영역 노드인 제2 노드(N2)에 대한 터치 검출 동작에 대해 설명하기로 한다. 이는 상호 정전용량 방식으로 수행된다.

이 때에는 A 센서패드(A)가 수신 전극(Rx), B 센서패드(B)가 송신 전극(Rx)으로 기능할 수도 있고, 그 역일 수도 있다. 여기에서는, A 센서패드(A) 및 B 센서패드(B)가 각각 수신 전극(Rx) 및 송신 전극(Tx)으로 기능하는 경우를 예로 들어 설명한다.

상호 정전용량(Cm)은 A 센서패드(A)와 B 센서패드(B) 간의 플럭스(Flux)에 따라 달라지는데, A 센서패드(A)와 B 센서패드(B)가 함께 배치된 제2 노드(N2)에 터치가 발생하면, 해당 플럭스가 터치 발생 수단에 의해 일부 흡수되어 특정 값의 상호 정전용량(Cm)이 형성되게 된다.

터치 검출부(210)의 멀티플렉서가 A 센서패드(A)를 선택한 상태에서, B 센서패드(B)의 전위를 순간적으로 변동시켜주게 되면, A 센서패드(A)와 B 센서패드(B) 간의 상호 정전용량(Cm)이 변화된다.

상호 정전용량(Cm)은 터치 정전용량(Ct)과 병렬로 연결된 상태와 동일하기 때문에, 제1 스위치(SW1)과 오프 상태이고, 제2 스위치(SW2)가 온 상태일 때, 구동 정전용량(Cdrv)에 충전되는 전하량은 A 터치 정전용량(Ct), 기생 정전용량(Cp) 및 상호 정전용량(Cm)에 충전된 전하량의 합과 같아진다.

따라서, 상호 정전용량(Cm)이 변화하게 되면, 구동 정전용량(Cdrv)에 충전되는 전하량 또한 달라지게 되며, 결과적으로 연산 증폭기(OP-amp)의 출력단(OUT) 전압(Vo)이 달라지게 된다.

제2 노드(N2)에서의 터치 미발생 시와 터치 발생 시에 상호 정전용량(Cm) 값은 서로 다르므로, A 센서패드(A)의 출력 전압(Vo), 즉, 연산 증폭기(OP-amp)의 출력단(OUT) 전압(Vo) 레벨의 상승 값 또는 하강 값을 검출함으로써, 제2 노드(N2)에 대한 터치 발생 여부 및 터치 발생 상태를 판단할 수 있게 된다.

한편, B 센서패드(B)에 대한 순간적 전위 변동 동작은 다양한 방식으로 행해질 수 있다. 예를 들어, B 센서패드(B)에 대한 터치 여부 검출 동작이 행해지지 않을 시, B 센서패드(B)는 스위치(SW)에 의해 기준전압(Vg)과 연결되어 있을 수 있는데, 스위치(SW) 제어를 통해 B 센서패드(B)를 순간적으로 다른 전위(예를 들면, 그라운드 전위)와 연결시켜 줌으로써, 순간적 전위 변동 동작이 이루어지도록 할 수 있다.

단독 영역 노드(N1)에 대한 터치 검출 동작과 공유 영역 노드(N2)에 대한 터치 검출 동작은 반드시 순차적으로 이루어질 필요는 없다. 공유 영역 노드(N2)에 대한 터치 검출 동작은 선택적으로 수행되면 충분하며, 예를 들어, 전체 센서패드에 대한 셀프 정전용량 방식의 터치 검출 동작을 N 프레임(N은 자연수)만큼 수행하다가, 공유 영역 노드(N2)에 대한 상호 정전용량 방식의 터치 검출 동작을 수행할 수 있다. 또한, 단독 영역 노드(N1)에 대한 셀프 정전용량 방식의 터치 검출 동작을 수행하다가, 임의의 센서패드에서 터치 발생 신호가 검출되는 경우에 한해 공유 영역 노드(N2)에 대한 상호 정전용량 방식의 터치 검출 동작을 수행할 수도 있다. 상기에서 "프레임"이라 함은 전체 센서패드 모두에 대한 터치 검출 동작 수행 단위라고 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 센서패드들이 서로 맞물려 배치될 때, 맞물리는 영역에 대한 터치 여부를 정확하게 할 수 있게 되며, 따라서, 터치 검출의 정확성이 향상될 수 있다.

또한, 터치가 센서패드 단독 배치 영역에서 발생하였는지, 아니면 서로 다른 센서패드가 맞물려 배치되는 영역에서 발생하였는지를 정확하게 판단할 수 있기 때문에, 서로 거리가 가까운 멀티 터치 시에도 그 터치 지점들을 정확하게 검출해낼 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 터치패널
110: 센서패드
120: 신호배선
200: 구동부
210: 터치 검출부
220: 터치정보 처리부
230: 메모리
240: 제어부

Claims

단일 레이어에 복수개의 행과 열을 이루어 배치된 센서패드 중 단일 센서패드의 일부로 구성된 단독 영역 노드 및 적어도 두 개의 센서패드의 일부가 교번되어 구성된 공유 영역 노드를 포함하는 복수개의 센서노드들;
각각의 센서패드와 터치 발생 수단 간에 형성되는 터치 정전용량의 변화에 따른 제1 터치 발생 신호, 및 제1 방향으로 이웃하는 센서패드 간의 상호 정전용량 변화에 따른 제2 터치 발생 신호를 검출하는 터치 검출부; 및
상기 제1 및 제2 터치 발생 신호들에 기초하여 상기 단독 영역 노드에서 발생된 터치 정보 또는 상기 공유 영역 노드에서 발생된 터치 정보를 처리하는 터치 정보 처리부를 포함하는, 터치 검출 장치.
제1항에 있어서,
상기 센서패드 각각의 적어도 일측은, 상기 제1 방향으로 연장되는 복수개의 바 형 스트립으로 이루어지고,
상기 제1 방향으로 인접한 센서패드들은 상기 복수개의 바 형 스트립이 서로 맞물리도록 배치되어 상기 공유 영역 노드를 구성하는, 터치 검출 장치.
제1항에 있어서,
상기 센서 패드 각각은 신호 배선을 통해 상기 터치 검출부 및 터치 정보 처리부를 포함하는 구동부와 연결되어 있으며, 상기 센서패드의 개수는 상기 센서 노드 보다 적은, 터치 검출 장치
제1항에 있어서,
상기 터치 검출부는 상기 단독 영역 노드에서는 셀프 정전용량 방식으로 터치 발생 신호를 검출하며, 상기 공유 영역 노드에서는 상호 정전용량 방식으로 터치 발생 신호를 검출하는, 터치 검출 장치.
제1항에 있어서,
상기 터치 정보 처리부는,
동일한 센서 패드에서의 상기 단독 영역 노드와 상기 공유 영역 노드에서 검출되는 상기 제1 터치 발생 신호 및 상기 제2 터치 발생 신호가 미리 정해진 값 이상인 경우에는 상기 동일한 센서 패드 내에서 멀티 터치가 발생한 것으로 처리하는, 터치 검출 장치.
제1항에 있어서,
상기 터치 정보 처리부는,
특정 센서패드가 이루는 공유 영역 노드들 모두에서 상기 제2 터치 발생 신호가 검출된 경우, 상기 특정 센서패드에 형성된 터치 정전용량의 변화에 따른 상기 제1 터치 발생 신호의 크기가 미리 정해진 값 미만이라면 상기 특정 센서패드가 이루는 공유 영역 노드 각각에서 터치가 발생한 멀티 터치로 처리하는, 터치 검출 장치.
제1항에 있어서,
상기 터치 검출부는,
상기 공유 영역 노드를 이루는 센서패드들 중 특정 센서패드의 전위를 순간적으로 변화시킴에 따른 다른 센서패드의 출력전압 레벨 변화값을 기초로 상기 제2 터치 발생 신호를 검출하는, 터치 검출 장치.
단일 레이어에 복수개의 행과 열을 이루어 배치되며 터치 발생 수단과의 관계에서 터치 정전용량을 형성하는 복수개의 센서패드들에 대해, 상기 터치 정전용량의 변화에 따른 제1 터치 발생 신호를 검출하는 단계;
제1 방향으로 이웃하는 센서패드 간의 상호 정전용량 변화에 따른 제2 터치 발생 신호를 검출하는 단계; 및
상기 제1 및 제2 터치 발생 신호들에 기초하여, 단일 센서패드의 일부로 구성된 단독 영역 노드 및 적어도 두 개의 센서패드의 일부가 교번되어 구성된 공유 영역 노드에서 발생된 터치 정보를 처리하는 단계를 포함하는, 터치 검출 방법.
제8항에 있어서,
상기 제1 터치 발생 신호는 셀프 정전용량 방식으로 검출되며, 상기 제2 터치 발생 신호는 상호 정전용량 방식으로 검출되는, 터치 검출 방법.
제9항에 있어서,
상기 제1 터치 발생 신호 검출 단계와 상기 제2 터치 발생 신호 검출 단계는 번갈아가며 수행되는, 터치 검출 방법.