KR20160070039A - Touch sensing method, touch sensing controller and touch sensing device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 터치 센싱 방법, 터치 센싱 콘트롤러 및 이를 갖는 터치 센싱 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구동신호의 구동주파수 크기와 센싱신호에 대응하는 센싱주파수 크기를 근거로 터치 발생 여부를 판별하는 터치 센싱 방법, 터치 센싱 콘트롤러 및 이를 갖는 터치 센싱 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a touch sensing method, a touch sensing controller and a touch sensing apparatus having the touch sensing apparatus. More particularly, the present invention relates to a touch sensing apparatus for determining whether or not a touch is generated based on a magnitude of a driving frequency of a driving signal, A touch sensing controller, and a touch sensing device having the touch sensing controller.
터치 센싱 장치는 기계식 버튼, 키패드, 키보드, 및 포인팅 장치의 필요성을 감소시키거나 없앰으로써 사용자가 전자 시스템 및 디스플레이와 편리하게 인터페이스할 수 있게 해준다. 예를들어, 사용자는 아이콘에 의해 식별되는 위치에서 디스플레이 중인 터치 스크린을 간단히 터치함으로써 복잡한 일련의 명령어들을 실행할 수 있다. The touch sensing device allows the user to conveniently interface with electronic systems and displays by reducing or eliminating the need for mechanical buttons, keypads, keyboards, and pointing devices. For example, a user can execute a complex series of commands by simply touching the touch screen being displayed at the location identified by the icon.
예를들어, 저항 방식, 적외선 방식, 정전용량 방식, 표면 탄성파 방식, 전자기 방식, 근접장 이미징(near field imaging) 방식 등을 비롯한, 터치 센싱 장치를 구현하는 몇가지 유형의 기술이 있다. 정전용량 방식의 터치 센싱 장치는 다수의 응용에서 잘 동작하는 것으로 밝혀졌다. 많은 터치 센싱 장치에서, 센서 내의 전도성 물체가 사용자의 손가락과 같은 전도성 터치 도구와 용량적으로 결합될 때 입력이 센싱된다. 일반적으로, 2개의 전기 전도성 부재가 실제로 터치하는 일없이 서로 근접하게 될 때마다, 이들 사이에 커패시턴스가 형성된다. 정전용량 방식의 터치 센싱 장치의 경우에, 손가락과 같은 물체가 터치 센싱 표면에 접근할 때, 물체와 아주 근접해 있는 센싱 지점 사이에 작은 커패시턴스가 형성된다. 각각의 센싱 지점에서 커패시턴스의 변화를 검출하고 센싱 지점의 위치에 유의함으로써, 센싱 회로는 다수의 물체를 인식하고 물체가 터치 표면에 걸쳐 움직일 때 물체의 특성을 결정할 수 있다.There are several types of techniques for implementing touch sensing devices, including, for example, resistive, infrared, capacitive, surface acoustic, electromagnetic, near field imaging, and the like. Capacitive touch sensing devices have been found to work well in many applications. In many touch sensing devices, the input is sensed when a conductive object in the sensor is capacitively coupled to a conductive touch tool, such as a user's finger. Generally, a capacitance is formed between two electrically conductive members whenever they are brought close to each other without actually touching them. In the case of capacitive touch sensing devices, when an object such as a finger approaches the touch sensing surface, a small capacitance is formed between the sensing object and the sensing point. By sensing the change in capacitance at each sensing point and taking note of the location of the sensing point, the sensing circuit can recognize a number of objects and determine the characteristics of the object as it moves across the touch surface.
터치를 용량성 측정하기 위해 이용되는 두 공지의 기술이 있다. There are two known techniques used to capacitively measure a touch.
하나의 기술은 접지에 대한 정전용량을 측정하는 것으로, 이에 의해 신호가 전극에 인가된다. 전극에 근접한 터치는 신호 전류가 전극으로부터 손가락 같은 물체를 통해 전기적 접지로 흐르게 한다.One technique measures the capacitance to ground, whereby a signal is applied to the electrodes. Touch proximity to the electrode causes the signal current to flow from the electrode to the electrical ground through a finger-like object.
다른 하나의 기술은 상호 커패시턴스에 의한 것이다. 상호 정전용량 터치 스크린은 신호를 전기장에 의해 센싱전극에 용량성 커플링되는 구동 전극에 인가한다. 두 전극들 간의 신호 커플링은 근접한 물체에 의해 감소되고, 이는 용량성 커플링을 감소시킨다.The other technique is by mutual capacitance. A mutual capacitive touch screen applies a signal to the driving electrode capacitively coupled to the sensing electrode by an electric field. The signal coupling between the two electrodes is reduced by an adjacent object, which reduces capacitive coupling.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에 착안한 것으로, 본 발명의 목적은 구동신호에 대응하는 구동주파수 크기와 센싱신호에 대응하는 센싱주파수 크기를 근거로 터치 발생 여부를 판별하는 터치 센싱 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a touch sensing method for determining whether a touch is generated based on a driving frequency magnitude corresponding to a driving signal and a sensing frequency magnitude corresponding to a sensing signal .
본 발명의 다른 목적은 상기한 터치 센싱 방법을 수행하는 터치 센싱 콘트롤러를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a touch sensing controller for performing the above-described touch sensing method.
본 발명의 다른 목적은 상기한 터치 센싱 콘트롤러를 포함하는 터치 센싱 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a touch sensing device including the above-mentioned touch sensing controller.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 터치 센싱 방법은, 서로 다른 주파수를 갖는 복수의 구동신호들을 복수의 구동전극들 각각에 동시에 제공하는 단계; 복수의 센싱전극들을 통해 센싱되는 센싱신호를 밴드 패스 필터링하는 단계; 밴드 패스 필터링된 센싱신호를 증폭하는 단계; 증폭된 센싱신호를 아날로그-디지털 변환하는 단계; 아날로그-디지털 변환된 센싱신호를 고속 푸리에 변환(FFT) 처리하여 센싱신호의 주파수 크기를 획득하는 단계; 및 고속 푸리에 변환된 센싱신호의 주파수 크기와 상기 구동신호의 주파수 크기간의 변화량을 근거로 터치 발생 여부를 판별하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a touch sensing method including: providing a plurality of driving signals having different frequencies to a plurality of driving electrodes simultaneously; Band-pass filtering a sensing signal sensed through a plurality of sensing electrodes; Amplifying a bandpass filtered sensing signal; Analog-to-digital conversion of the amplified sensing signal; Performing FFT processing on the analog-to-digital converted sensing signal to obtain a frequency magnitude of the sensing signal; And determining whether a touch is generated based on a frequency magnitude between the frequency magnitude of the fast Fourier transformed sensing signal and the frequency magnitude of the driving signal.
일실시예에서, 상기 구동신호의 주파수는 노이즈 성분의 주파수 대역을 회피하도록 결정될 수 있다.In one embodiment, the frequency of the drive signal may be determined to avoid the frequency band of the noise component.
일실시예에서, 터치 센싱 동작 중에 노이즈 성분이 유입이 되면 해당 노이즈 성분의 주파수 대역을 제외하여 구동신호의 주파수를 설정할 수 있다.In one embodiment, when a noise component is input during the touch sensing operation, the frequency of the driving signal can be set by excluding the frequency band of the noise component.
일실시예에서, 상기 증폭된 신호는 상기 구동신호의 주파수보다 2배 이상 빠른 주파수로 아날로그-디지털 변환될 수 있다.In one embodiment, the amplified signal may be analog-to-digital converted at a frequency that is at least two times faster than the frequency of the drive signal.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 터치 센싱 콘트롤러는, 서로 다른 주파수를 갖는 복수의 구동신호들을 복수의 구동전극들에 동시에 제공하는 구동부; 및 센싱전극들 각각에서 센싱되는 센싱신호들을 고속 푸리에 변환(FFT)하여 센싱신호의 주파수 크기와 상기 구동신호의 주파수 크기간의 변화량을 근거로 터치 발생 여부를 판별하는 센싱부를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a touch sensing controller including: a driver for simultaneously supplying a plurality of driving signals having different frequencies to a plurality of driving electrodes; And a sensing unit for performing Fast Fourier Transform (FFT) on the sensing signals sensed by the sensing electrodes and determining whether a touch is generated based on the frequency magnitude of the sensing signal and the magnitude of the frequency of the driving signal.
일실시예에서, 상기 센싱부는, 복수의 신호 증폭기들을 포함하고, 상기 센싱전극들 각각에 연결되고, 상기 센싱전극들 각각에서 출력되는 센싱신호를 증폭하는 신호 증폭부; 복수의 밴드 패스 필터들을 포함하고, 증폭된 센싱신호들 각각을 밴드 패스 필터링하는 밴드 패스 필터부; 복수의 아날로그-디지털 변환기들을 포함하고, 밴드 패스 필터된 센싱신호들 각각을 디지털 변환하는 아날로그-디지털 변환부; 복수의 고속 푸리에 변환기들을 포함하고, 디지털 변환된 센싱신호들 각각을 고속 푸리에 변환하는 고속 푸리에 변환부; 및 상기 구동신호의 주파수 크기를 기준으로 고속 푸리에 변환된 센싱신호의 주파수 크기간의 변화량을 근거로 터치 발생 여부를 판별하는 터치 판별부를 포함할 수 있다.In one embodiment, the sensing unit includes: a signal amplifying unit including a plurality of signal amplifiers, each of the signal amplifying units being connected to each of the sensing electrodes, for amplifying a sensing signal output from each of the sensing electrodes; A band pass filter unit including a plurality of band pass filters and band-pass filtering each of the amplified sensing signals; An analog-to-digital converter including a plurality of analog-to-digital converters and digitally converting each of the band-pass filtered sensing signals; A fast Fourier transform unit that includes a plurality of fast Fourier transformers and performs fast Fourier transform on each of the digitally converted sensing signals; And a touch discrimination unit for discriminating whether a touch is generated based on a variation amount between the frequency magnitudes of the fast Fourier transformed sensing signal based on the frequency magnitude of the driving signal.
일실시예에서, 상기 센싱부는, 상기 센싱전극들 각각에 연결되고, 상기 센싱전극들 각각에서 출력되는 센싱신호들 중 하나를 선택하는 먹스; 상기 먹스에 의해 선택된 센싱신호를 증폭하는 신호 증폭기; 증폭된 센싱신호를 밴드 패스 필터링하는 밴드 패스 필터; 밴드 패스 필터된 센싱신호를 디지털 변환하는 아날로그-디지털 변환기; 디지털 변환된 센싱신호를 고속 푸리에 변환하는 고속 푸리에 변환기; 및 상기 구동신호의 주파수 크기를 기준으로 고속 푸리에 변환된 센싱신호의 주파수 크기간의 변화량을 근거로 터치 발생 여부를 판별하는 터치 판별부를 포함할 수 있다.In one embodiment, the sensing unit includes: a mux that is connected to each of the sensing electrodes and selects one of the sensing signals output from each of the sensing electrodes; A signal amplifier for amplifying a sensing signal selected by the mux; A band-pass filter for band-pass filtering the amplified sensing signal; An analog-to-digital converter for digitally converting the band-pass filtered sensing signal; A fast Fourier transformer for fast Fourier transforming the digitally converted sensing signal; And a touch discrimination unit for discriminating whether a touch is generated based on a variation amount between the frequency magnitudes of the fast Fourier transformed sensing signal based on the frequency magnitude of the driving signal.
일실시예에서, 상기 터치 센싱 콘트롤러는 상기 아날로그-디지털 변환기가 상기 구동신호의 주파수 보다 빠른 주파수로 아날로그-디지털 변환하도록 상기 구동신호의 주파수에 대한 정보를 상기 아날로그-디지털 변환기에 제공하는 제어부를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the touch sensing controller further includes a controller for providing the analog-to-digital converter with information on the frequency of the drive signal so that the analog-to-digital converter converts the drive signal to a frequency faster than the frequency of the drive signal. .
일실시예에서, 상기 터치 센싱 콘트롤러는 주변의 노이즈 성분을 센싱하고 센싱된 노이즈 성분에 대한 주파수 특성을 상기 제어부에 제공하는 노이즈 센싱부를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the touch sensing controller may further include a noise sensing unit for sensing a noise component of the surroundings and providing a frequency characteristic of the sensed noise component to the control unit.
일실시예에서, 상기 제어부는 상기 노이즈 센싱부에서 제공되는 노이즈 성분의 주파수 대역을 회피하여 상기 구동신호를 생성하도록 상기 구동부를 제어할 수 있다.In one embodiment, the control unit may control the driving unit to avoid the frequency band of the noise component provided by the noise sensing unit to generate the driving signal.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 터치 센싱 장치는, 복수의 구동전극들과 복수의 센싱전극들이 배치된 터치 패널; 및 상기 구동전극들에 서로 다른 주파수를 갖는 복수의 구동신호들을 동시에 제공하고, 상기 센싱전극들 각각에서 센싱되는 센싱신호들을 고속 푸리에 변환(FFT)하여 센싱신호의 주파수 크기와 상기 구동신호의 주파수 크기간의 변화량을 근거로 터치 발생 여부를 판별하는 터치 센싱 콘트롤러를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a touch sensing apparatus comprising: a touch panel including a plurality of driving electrodes and a plurality of sensing electrodes; And a plurality of driving signals having different frequencies to the driving electrodes, performing Fast Fourier Transform (FFT) on the sensing signals sensed by the sensing electrodes, thereby generating a frequency signal of a frequency of the sensing signal, And a touch sensing controller for determining whether or not the touch is generated based on the amount of change between the touch sensors.
일실시예에서, 상기 구동전극들과 상기 센싱전극들은 서로 다른 층에 배치될 수 있다.In one embodiment, the driving electrodes and the sensing electrodes may be disposed on different layers.
일실시예에서, 상기 구동전극들과 상기 센싱전극들은, 평면상에서 관찰할 때, 매트릭스 타입으로 배치될 수 있다.In one embodiment, the driving electrodes and the sensing electrodes may be arranged in a matrix type when viewed in a plan view.
일실시예에서, 상기 터치 센싱 콘트롤러는, 상기 구동전극에 구동신호를 제공하는 구동부; 및 상기 센싱전극에서 센싱신호를 수신하여 고속 푸리에 변환을 통해 센싱신호의 주파수 크기를 획득하고, 상기 센싱신호의 주파수 크기와 상기 구동신호의 주파수 크기간의 변화량을 근거로 터치 발생 여부를 판별하는 센싱부를 포함할 수 있다.In one embodiment, the touch sensing controller includes: a driver for providing a driving signal to the driving electrode; And a sensing unit that receives a sensing signal from the sensing electrode and acquires a frequency magnitude of the sensing signal through a fast Fourier transform and determines whether or not a touch is generated based on a variation amount between the frequency magnitude of the sensing signal and the frequency magnitude of the driving signal. .
이러한 터치 센싱 방법, 터치 센싱 콘트롤러 및 이를 갖는 터치 센싱 장치에 의하면, 구동신호에 대응하는 구동주파수 크기를 기준으로 센싱신호에 대응하는 센싱주파수 크기의 변화량을 근거로 터치 발생 여부를 판별할 수 있다. According to the touch sensing method, the touch sensing controller, and the touch sensing apparatus having the touch sensing controller, it is possible to determine whether or not the touch is generated based on the amount of change in the sensing frequency magnitude corresponding to the sensing signal based on the driving frequency magnitude corresponding to the driving signal.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 터치 센싱 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 터치 센싱 장치의 구동신호 및 센싱신호를 통한 터치 센싱 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 특정 센싱전극에서 터치 발생 여부에 따라 검출되는 센싱주파수를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 센싱 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 터치 센싱 장치가 채용된 휴대폰에서 발생되는 충전기 노이즈를 설명하기 위한 주파수 노이즈 스펙트럼이다.
도 6은 도 5의 주파수 노이즈 스펙트럼에서 구동주파수 설정을 설명하기 위한 주파수 노이즈 스펙트럼이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 센싱 장치를 설명하기 위한 블록도이다. 1 is a block diagram for explaining a touch sensing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a conceptual diagram illustrating a touch sensing method using a driving signal and a sensing signal of the touch sensing apparatus shown in FIG.
3 is a diagram for explaining a sensing frequency detected according to whether a touch is generated in a specific sensing electrode.
4 is a block diagram for explaining a touch sensing apparatus according to another embodiment of the present invention.
5 is a frequency noise spectrum for explaining charger noise generated in a mobile phone employing the touch sensing device.
6 is a frequency noise spectrum for explaining driving frequency setting in the frequency noise spectrum of FIG.
7 is a block diagram for explaining a touch sensing apparatus according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are enlarged to illustrate the present invention in order to clarify the present invention.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. In this application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a part or a combination thereof is described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Also, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 터치 센싱 장치(100)를 설명하기 위한 블록도이다. 도 2는 도 1에 도시된 터치 센싱 장치(100)의 구동신호 및 센싱신호를 통한 터치 센싱 방법을 설명하기 위한 개념도이다. 1 is a block diagram for explaining a
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 터치 센싱 장치(100)는 터치 패널(110) 및 터치 센싱 콘트롤러(120)를 포함한다. 1 and 2, a
상기 터치 패널(110)은 복수의 구동전극들(112)과 복수의 센싱전극들(114)을 포함한다. 상기 구동전극들(112)과 상기 센싱전극들(114)은 서로 다른 층에 배치될 수 있다. 도 1에서 구동전극들(112)이 아래층에 배치되고 센싱전극들(114)이 위층에 배치된 것을 도시하였으나 그 역도 가능하다. 상기 구동전극들(112)과 상기 센싱전극들(114)은, 평면상에서 관찰할 때, 매트릭스 타입으로 배치될 수 있다. 도 1에서 상기 터치 패널(110)은 구동전극들(112)과 센싱전극들(114)의 4x4 매트릭스를 갖는 것으로 도시되어 있지만, 다른 수의 전극들 및 다른 매트릭스 크기도 사용될 수 있다. The
상기 터치 패널(110)은 전형적으로 사용자가 터치 패널(110)을 통해 물체(컴퓨터, 핸드헬드 장치, 휴대폰, 또는 기타 주변 장치의 픽셀화된 디스플레이 등)를 볼 수 있도록 실질적으로 투명하다. The
설명의 편의상, 구동전극들(112)과 센싱전극들(114)이 넓고 잘 보이도록 도시되어 있지만, 실제로는 비교적 좁고 사용자에게 잘 보이지 않게 되어 있을 수 있다. 게다가, 구동전극들(112)과 센싱전극들(114)이 가변 폭 - 예를들어, 전극간 프린지 전계(inter-electrode fringe field)를 증가시키고 그로써 구동전극들(112)과 센싱전극들(114)간 용량성 커플링(electrode-to-electrode capacitive coupling)에 대한 터치의 효과를 증가시키기 위해 매트릭스의 노드의 근방에서 다이어몬드-형상 또는 기타 형상의 패드의 형태로 증가된 폭 - 을 가지도록 설계될 수 있다. For convenience of explanation, although the driving
예시적인 실시 형태에서, 구동전극들(112)과 센싱전극들(114)은 ITO(indium tin oxide) 또는 다른 적당한 전기 전도성 물질로 이루어져 있을 수 있다. In an exemplary embodiment, the driving
상기 터치 센싱 콘트롤러(120)는 구동부(122), 센싱부(124) 및 제어부(126)를 포함하고, 상기 구동전극들(112)에 서로 다른 구동주파수를 갖는 복수의 구동신호들을 제공하고, 상기 센싱전극들(114) 각각에서 센싱되는 센싱신호들을 고속 푸리에 변환(FFT)하여 상기 구동주파수에 대한 상기 센싱주파수 크기의 변화량을 근거로 터치 발생 여부를 판별한다. The
상기 구동부(122)는 서로 다른 구동주파수를 갖는 구동신호들을 상기 구동전극들(112) 각각에 동시에 제공한다. 예를들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 구동전극에는 제1 주파수(f0)를 갖는 구동신호를 제공하고, 제2 구동전극에는 제2 주파수(f1)를 갖는 구동신호를 제공하고, 제3 구동전극에는 제3 주파수(f2)를 갖는 구동신호를 제공하고, 제4 구동전극에는 제4 주파수(f3)를 갖는 구동신호를 제공한다. 상기한 서로 다른 구동주파수를 갖는 구동신호들은 상기 제어부(126)의 제어에 따라 생성될 수 있다. 본 실시예에서, 상기 구동신호들은 사인(sine)파 또는 코사인(cosine)파 등의 정현파를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 상기 구동부(122)는 서로 다른 구동주파수를 갖는 구동신호들을 이용하여 동시에 상기 구동전극들(112)을 구동하므로 터치 센싱 시간이 빠르고 이에 따라 고속 응답이 가능하다. The driving
상기 센싱부(124)는 상기 센싱전극들(114) 각각에서 센싱신호를 수신하여 고속 푸리에 변환을 통해 센싱신호의 주파수 크기를 획득하고, 상기 센싱신호의 주파수 크기와 상기 구동신호의 주파수 크기간의 변화량을 근거로 터치 발생 여부를 판별한다. The
상기 센싱부(124)는 신호 증폭부(410), 밴드 패스 필터부(420), 아날로그-디지털 변환부(430), 고속 푸리에 변환부(440) 및 터치 판별부(450)를 포함한다. The
상기 신호 증폭부(410)는 복수의 신호 증폭기들을 포함하고, 상기 센싱전극들(114) 각각에 연결되고, 상기 센싱전극들(114) 각각에서 출력되는 센싱신호를 증폭하여 상기 밴드 패스 필터부(420)에 제공한다. The
상기 밴드 패스 필터부(420)는 복수의 밴드 패스 필터들(band pass filters)을 포함하고, 증폭된 센싱신호들 각각을 밴드 패스 필터링하여 상기 아날로그-디지털 변환부(430)에 제공한다. The band-
상기 아날로그-디지털 변환부(430)는 복수의 아날로그-디지털 변환기들을 포함하고, 밴드 패스 필터된 센싱신호들 각각을 디지털 변환하여 상기 고속 푸리에 변환부(440)에 제공한다. 상기 아날로그-디지털 변환부(430)는 상기 구동주파수보다 최소 2배 이상 빠른 주파수로 ADC변환을 실시한다. 상기 구동주파수에 대한 정보는 상기 제어부(126)로부터 제공받을 수 있다. The analog-to-
상기 고속 푸리에 변환부(440)는 복수의 고속 푸리에 변환기들을 포함하고, 디지털 변환된 센싱신호들 각각을 고속 푸리에 변환하여 센싱신호들 각각을 시간 도메인(Time Domain)에서 주파수 도메인(Frequency Domain)으로 변환하여 주파수 성분과 주파수 성분의 크기를 획득한 후 상기 터치 판별부(450)에 제공한다. 본 실시예에서, 시간 도메인(time domain)에서의 센싱을 주파수 도메인에서 센싱으로 변환함으로써, 디지털 신호처리에 매우 유용하다.The fast
상기 터치 판별부(450)는 상기 구동신호의 주파수 크기를 기준으로 고속 푸리에 변환된 센싱신호의 주파수 크기간의 변화량을 근거로 터치 발생 여부를 판별한다. 상기 구동신호의 주파수에 대한 정보는 상기 제어부(126)로부터 제공받을 수 있다. The
상기 터치 센싱 콘트롤러(120)는 호스트 인터페이스(126)를 더 포함할 수 있다. 상기 호스트 인터페이스(126)는 상기 터치 판별부(450)에서 판별된 터치 위치를 외부의 호스트(미도시)에 제공하는 역할을 수행한다. The
상기 터치 센싱 콘트롤러(120)는 측정된 크기 및 연관된 파라미터를 저장하는 하나 이상의 메모리 장치(미도시)와, 필요한 계산 및 제어 기능을 수행하는 마이크로프로세서(미도시)를 더 포함할 수 있다. The
상기 터치 센싱 콘트롤러(120) 및/또는 상기 터치 센싱 장치(100)의 기타 부분은, 본 명세서에 기술된 기능들 중 하나 이상의 기능을 수행하기 위해, 하나 이상의 ASIC(application-specific integrated circuit), ASSP(application-specific standard product) 등으로 구현될 수 있다. 도 3은 특정 센싱전극에서 터치 발생 여부에 따라 검출되는 센싱주파수를 설명하기 위한 도면이다. 특히, 터치가 발생되지 않음에 따라 특정 센싱전극에서 검출되는 센싱주파수와 터치가 발생됨에 따라 특정 센싱전극에서 검출되는 센싱주파수가 각각 도시된다.The
도 3을 참조하면, 터치 패널에는 제1 내지 제4 구동전극들(TX0, TX1, TX2, TX3)과 제1 내지 제4 센싱전극들(RX0, RX1, RX2, RX3)이 매트릭스 타입으로 배치된다.3, the first to fourth driving electrodes TX0, TX1, TX2 and TX3 and the first to fourth sensing electrodes RX0, RX1, RX2 and RX3 are arranged in a matrix type on the touch panel .
터치 센싱을 위해, 제1 내지 제4 구동전극들(TX0, TX1, TX2, TX3) 각각에 제1 구동주파수(f0)를 갖는 송신신호, 제2 구동주파수(f1)를 갖는 송신신호, 제3 구동주파수(f2)를 갖는 송신신호, 제4 구동주파수(f3)를 갖는 송신신호를 인가한다. A transmission signal having a first driving frequency f0, a transmission signal having a second driving frequency f1, and a third driving signal f2 for each of the first to fourth driving electrodes TX0, TX1, TX2, TX3, A transmission signal having the driving frequency f2, and a transmission signal having the fourth driving frequency f3.
터치가 발생되지 않으면, 센싱신호에서 검출되는 제1 내지 제4 주파수들(f0, f1, f2, f3)의 크기는 동일하다. If no touch is generated, the magnitudes of the first to fourth frequencies f0, f1, f2, and f3 detected in the sensing signal are the same.
하지만, 터치가 발생되면, 센싱신호에서 검출되는 주파수들의 크기는 다르다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 구동전극(TX1)과 제2 센싱전극(RX1)이 교차하는 부위에 터치가 발생되면, 제2 센싱전극(RX1)을 통해 수신되는 센싱신호에서 제2 주파수 성분(f1)의 크기는 다른 주파수 성분들에 비해 감쇄된다. However, when a touch occurs, the magnitudes of the frequencies detected in the sensing signal are different. 3, when a touch is generated in a portion where the second driving electrode TX1 intersects with the second sensing electrode RX1, the sensing signal received through the second sensing electrode RX1 has a second frequency The magnitude of component f1 is attenuated relative to other frequency components.
따라서, 판별부(도 1의 450)에서는 제2 구동전극(TX1)과 제2 센싱전극(RX1)이 교차하는 부위에서 터치가 발생되었음을 판별한다.Therefore, the discrimination unit (450 in FIG. 1) discriminates that touch occurs at the intersection of the second driving electrode TX1 and the second sensing electrode RX1.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따르면, 센싱된 신호에서 이미 알고 있는 송신주파수 성분의 크기의 변화량을 통해 터치를 센싱하므로 주파수 성분을 갖는 노이즈 성분과 터치 성분의 구분이 용이하다. 따라서, 터치스크린의 동작 환경에서 발생하는 노이즈 성분에 대해 별도의 프로세스없이 FFT의 결과를 사용하여 원하는 주파수의 센싱신호의 변화량만을 측정할 수 있음으로 노이즈에 의한 악영향을 보다 용이하게 해결할 수 있다.As described above, according to the present embodiment, since a touch is sensed through a variation amount of a transmission frequency component already known in a sensed signal, it is easy to distinguish a noise component having a frequency component from a touch component. Therefore, it is possible to measure only the change amount of the sensing signal of the desired frequency using the result of the FFT without a separate process for the noise component generated in the operating environment of the touch screen, so that the adverse effect due to the noise can be solved more easily.
또한, 동시에 복수의 구동전극들을 구동함으로 터치 센싱 시간을 고속화할 수 있고, 고속 응답이 가능하다. Also, by driving a plurality of driving electrodes at the same time, the touch sensing time can be increased and a high-speed response is possible.
또한, 시간 도메인에서의 센싱을 주파수 도메인에서의 센싱으로 변환하므로 디지털 신호처리가 가능하다.Also, since the sensing in the time domain is converted into the sensing in the frequency domain, digital signal processing is possible.
일반적으로 노이즈 주파수에 강한 특성을 갖기 위해 약 400kHz 정도의 구동주파수로 펄스 형태의 전압을 구동하였다. 터치 스크린의 크기가 커지거나 단면 센서에서 저항성분과 캐패시턴스 성분이 증가하면 RC시상수가 큰 터치 센싱 장치가 되어 400khz 이상의 송신주파수를 구동하지 못하므로 구동주파수를 낮춰서 구동하였다. 이렇게 낮은 주파수로 터치 센싱 장치를 구동하면 휴대폰의 노이즈와의 간섭으로 인해 터치 센싱에 어려움이 있었다. Generally, pulse type voltage was driven at a driving frequency of about 400 kHz in order to have a strong characteristic against a noise frequency. When the size of the touch screen is increased or the resistance component and the capacitance component are increased in the cross-sectional sensor, the touch sensing device having a large RC time constant can not drive a transmission frequency of 400 kHz or more. When the touch sensing device is driven at such a low frequency, there is a difficulty in touch sensing due to interference with the noise of the mobile phone.
하지만, 본 실시예에 따르면, 구동주파수는 센서의 시상수, 즉 구동전극의 시상수보다 느리게 구동하는 것이 가능하므로 고저항성 센서(즉, 중대형 크기 또는 단면 센서)의 구동에 유리하다. However, according to this embodiment, the driving frequency can be driven slower than the time constant of the sensor, that is, the time constant of the driving electrode, so that it is advantageous to drive the high resistance sensor (that is, the middle or large size or sectional sensor).
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 센싱 장치(200)를 설명하기 위한 블록도이다. 4 is a block diagram for explaining a
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 센싱 장치(200)는 터치 패널(110) 및 터치 센싱 콘트롤러(220)를 포함한다. Referring to FIG. 4, the
상기 터치 패널(110)은 도 1에서 설명된 터치 패널(110)과 동일하므로 동일한 도면부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.The
상기 터치 센싱 콘트롤러(220)는 구동부(222), 센싱부(224), 노이즈 센싱부(226) 및 제어부(227)를 포함하고, 상기 구동전극들(112)에 서로 다른 구동주파수를 갖는 복수의 구동신호들을 제공하고, 상기 센싱전극들(114) 각각에서 센싱되는 센싱신호들을 고속 푸리에 변환(FFT)하여 상기 구동주파수에 대한 상기 센싱주파수 크기의 변화량을 근거로 터치 발생 여부를 판별한다. The
상기 구동부(222)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 서로 다른 구동주파수를 갖는 구동신호들을 상기 구동전극들(112) 각각에 동시에 제공한다. 상기한 서로 다른 구동주파수를 갖는 구동신호들은 상기 제어부(227)의 제어에 따라 생성될 수 있다. The driving
상기 센싱부(224)는 상기 센싱전극들(114) 각각에서 센싱신호를 수신하여 고속 푸리에 변환을 통해 센싱신호의 주파수 크기를 획득하고, 상기 센싱신호의 주파수 크기와 상기 구동신호의 주파수 크기간의 변화량을 근거로 터치 발생 여부를 판별한다. The
상기 센싱부(224)는 신호 증폭부(410), 밴드 패스 필터부(420), 아날로그-디지털 변환부(430), 고속 푸리에 변환부(440) 및 터치 판별부(450)를 포함한다. The
상기 신호 증폭부(410)는 복수의 신호 증폭기들을 포함하고, 상기 센싱전극들(114) 각각에 연결되고, 상기 센싱전극들(114) 각각에서 출력되는 센싱신호를 증폭하여 상기 밴드 패스 필터부(420)에 제공한다.The
상기 밴드 패스 필터부(420)는 복수의 밴드 패스 필터들을 포함하고, 증폭된 센싱신호들 각각을 밴드 패스 필터링하여 상기 아날로그-디지털 변환부(430)에 제공한다.The band-
상기 아날로그-디지털 변환부(430)는 복수의 아날로그-디지털 변환기들을 포함하고, 밴드 패스 필터된 센싱신호들 각각을 디지털 변환하여 상기 고속 푸리에 변환부(440)에 제공한다. 상기 아날로그-디지털 변환부(430)는 상기 구동주파수보다 최소 2배 이상 빠른 주파수로 ADC변환을 실시한다. 상기 구동주파수에 대한 정보는 상기 제어부(227)로부터 제공받을 수 있다.The analog-to-
상기 고속 푸리에 변환부(440)는 복수의 고속 푸리에 변환기들을 포함하고, 디지털 변환된 센싱신호들 각각을 고속 푸리에 변환하여 센싱신호들 각각을 시간 도메인에서 주파수 도메인으로 변환하여 주파수 성분과 주파수 성분의 크기를 획득한 후 상기 터치 판별부(450)에 제공한다. The fast
상기 터치 판별부(450)는 상기 구동신호의 주파수 크기를 기준으로 고속 푸리에 변환된 센싱신호의 주파수 크기간의 변화량을 근거로 터치 발생 여부를 판별한다. 상기 구동주파수에 대한 정보는 상기 제어부(227)로부터 제공받을 수 있다.The
상기 노이즈 센싱부(226)는 주변의 노이즈 성분을 센싱하고 센싱된 노이즈 성분에 대한 주파수 특성을 상기 구동부(222)에 제공한다. 상기 노이즈 성분은 휴대폰에서 발생되는 충전기 노이즈 성분일 수도 있고, 주변 인공광에 의해 발생되는 노이즈 성분일 수도 있다. The
상기 구동부(222)는, 상기 노이즈 센싱부(226)로부터 노이즈 성분에 대한 주파수 특성이 제공됨에 따라, 노이즈 성분의 주파수 대역을 회피하여 구동신호의 주파수를 결정한다. 즉, 터치 센싱 동작 중에 노이즈 성분이 유입되면, 상기 구동부는 해당 노이즈 성분의 주파수 대역을 제외하여 구동신호의 주파수를 설정한다. The driving
상기 터치 센싱 콘트롤러(220)는 호스트 인터페이스(228)를 더 포함할 수 있다. 상기 호스트 인터페이스(228)는 상기 터치 판별부(450)에서 판별된 터치 위치를 외부의 호스트(미도시)에 제공하는 역할을 수행한다. The
통상적으로 터치 센싱은 외부 노이즈, 예를들어, 전원 노이즈, LCD 구동 노이즈, R/F 노이즈, 삼파장 노이즈 등에 민감하기 때문에 별도의 노이즈 제거를 위해 필터 알고리즘 또는 주파수 호핑 기술을 통해 터치스크린의 터치를 센싱하고 운용한다.Generally, touch sensing is sensitive to external noise, for example, power supply noise, LCD drive noise, R / F noise, and three-wavelength noise. Therefore, in order to remove noise, touch sensing is performed through a filter algorithm or a frequency hopping technique And operation.
하지만, 본 발명에서는 센싱신호에서 이미 알고 있는 구동주파수 성분의 크기(Magnitude)의 변화량을 통해 터치를 센싱하므로 주파수 성분을 갖고 있는 노이즈 성분과 터치 성분의 구분이 용이하다. 따라서 터치스크린의 동작 환경에서 발생하는 노이즈 성분에 대해 별도의 처리없이 FFT의 결과를 사용하여 원하는 추파수의 센싱신호의 변화량만을 측정할 수 있음으로 노이즈에 대한 해결이 용이하다.However, according to the present invention, since a touch is sensed through a change amount of a magnitude of a driving frequency component that is already known in a sensing signal, it is easy to distinguish a noise component having a frequency component from a touch component. Therefore, it is easy to solve the noise by measuring the change amount of the sensing signal of the desired number of waves by using the FFT result without any additional processing on the noise component generated in the operating environment of the touch screen.
한편, 터치 센싱 장치가 채용되는 휴대폰에는 각종 노이즈 성분이 존재하므로 터치 센싱의 효율을 저감시킬 수 있다. On the other hand, since the mobile phone employing the touch sensing device has various noise components, the efficiency of the touch sensing can be reduced.
도 5는 터치 센싱 장치가 채용된 휴대폰에서 발생되는 충전기 노이즈를 설명하기 위한 주파수 노이즈 스펙트럼이다. 5 is a frequency noise spectrum for explaining charger noise generated in a mobile phone employing the touch sensing device.
도 5를 참조하면, 휴대폰의 충전기에서 발생되는 노이즈(즉, 충전기 노이즈)는 대략 150kHz, 대략 300kHz 및 대략 470kHz 각각에서 발생되는 협대역 노이즈 성분과, 130kHz 내지 180kHz 대역, 260kHz 내지 370kHz 대역, 400kHz 내지 560kHz 대역 각각에서 발생되는 광대역 노이즈 성분을 포함한다. 이러한 충전기 노이즈가 휴대폰에 채용되는 터치 센싱 장치에 유입되면 처리에 어려움이 있다. 5, the noise (i.e., charger noise) generated in the charger of the mobile phone has a narrow-band noise component occurring at approximately 150 kHz, approximately 300 kHz and approximately 470 kHz, and a narrow- band noise component generated at 130 kHz to 180 kHz band, 260 kHz to 370 kHz band, And a wideband noise component generated in each of the 560 kHz bands. When such a charger noise flows into a touch sensing device employed in a cellular phone, there is a difficulty in processing.
도 6은 도 5의 주파수 노이즈 스펙트럼에서 구동주파수 설정을 설명하기 위한 주파수 노이즈 스펙트럼이다. 6 is a frequency noise spectrum for explaining driving frequency setting in the frequency noise spectrum of FIG.
도 6을 참조하면, 노이즈 스펙트럼에서 노이즈가 심한 주파수 대역인 대략 150kHz, 대략 300kHz, 대략 470kHz, 130kHz 내지 180kHz 대역, 260kHz 내지 370kHz 대역, 400kHz 내지 560kHz 대역을 피해서 각각 제1 구동주파수(f0), 제2 구동주파수(f1), 제3 구동주파수(f2), 제4 구동주파수(f3)를 구동한다. 센싱된 신호에서 해당 주파수 크기(Magnitude)의 변화율만 측정하면 노이즈를 회피하여 센싱이 가능하다. Referring to FIG. 6, in the noise spectrum, the first driving frequency f0 and the second driving frequency f0 are obtained in a frequency band of about 150 kHz, about 300 kHz, about 470 kHz, 130 kHz to 180 kHz, 260 kHz to 370 kHz, and 400 kHz to 560 kHz, 2 drive frequency f1, the third drive frequency f2, and the fourth drive frequency f3. By measuring only the rate of change of the magnitude of the frequency in the sensed signal, noise can be avoided and sensing is possible.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 센싱 장치(300)를 설명하기 위한 블록도이다. 7 is a block diagram for explaining a
도 7을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 센싱 장치(300)는 터치 패널(110) 및 터치 센싱 콘트롤러(320)를 포함한다. Referring to FIG. 7, a
상기 터치 패널(110)은 도 1에서 설명된 터치 패널(110)과 동일하므로 동일한 도면부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.The
상기 터치 센싱 콘트롤러(320)는 구동부(322) 센싱부(324), 노이즈 센싱부(326) 및 제어부(327)를 포함하고, 상기 구동전극들(112)에 서로 다른 구동주파수를 갖는 복수의 구동신호들을 제공하고, 상기 센싱전극들(114) 각각에서 센싱되는 센싱신호들을 고속 푸리에 변환(FFT)하여 상기 구동주파수에 대한 상기 센싱주파수 크기의 변화량을 근거로 터치 발생 여부를 판별한다. The
상기 구동부(322)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 서로 다른 구동주파수를 갖는 구동신호들을 상기 구동전극들(112) 각각에 동시에 제공한다. 상기한 서로 다른 구동주파수를 갖는 구동신호들은 상기 제어부(327)의 제어에 따라 생성될 수 있다. As shown in FIG. 2, the driving
상기 센싱부(324)는 상기 센싱전극들(114) 각각에서 센싱신호를 수신하여 고속 푸리에 변환을 통해 센싱신호의 주파수 크기를 획득하고, 상기 센싱신호의 주파수 크기와 상기 구동신호의 주파수 크기간의 변화량을 근거로 터치 발생 여부를 판별한다. The
상기 센싱부(324)는 먹스(510), 신호 증폭부(520), 밴드 패스 필터부(530), 아날로그-디지털 변환부(540), 고속 푸리에 변환부(550) 및 터치 판별부(560)를 포함한다. The
상기 먹스(510)는 상기 센싱전극들(114) 각각에 연결되고, 상기 센싱전극들(114) 각각에서 출력되는 센싱신호들 중 하나를 선택하여 상기 신호 증폭부(520)에 제공한다. The
상기 신호 증폭부(520)는 하나의 신호 증폭기를 포함하고, 상기 먹스(510)에 의해 선택된 센싱신호를 증폭하여 상기 밴드 패스 필터부(530)에 제공한다. The
상기 밴드 패스 필터부(530)는 하나의 밴드 패스 필터를 포함하고, 증폭된 센싱신호들 각각을 밴드 패스 필터링하여 상기 아날로그-디지털 변환부(540)에 제공한다. The band-
상기 아날로그-디지털 변환부(540)는 하나의 아날로그-디지털 변환기를 포함하고, 밴드 패스 필터된 센싱신호들 각각을 디지털 변환하여 상기 고속 푸리에 변환부(550)에 제공한다. 상기 아날로그-디지털 변환부(540)는 상기 구동주파수보다 최소 2배 이상 빠른 주파수로 ADC변환을 실시한다. 상기 구동주파수에 대한 정보는 상기 제어부(327)로부터 제공받을 수 있다.The analog-to-
상기 고속 푸리에 변환부(550)는 하나의 고속 푸리에 변환기를 포함하고, 디지털 변환된 센싱신호들 각각을 고속 푸리에 변환하여 센싱신호를 시간 도메인에서 주파수 도메인으로 변환하여 주파수 성분과 주파수 성분의 크기를 획득한 후 상기 터치 판별부(560)에 제공한다. The fast
상기 터치 판별부(560)는 상기 구동신호의 주파수 크기를 기준으로 고속 푸리에 변환된 센싱신호의 주파수 크기간의 변화량을 근거로 터치 발생 여부를 판별한다. 상기 구동주파수에 대한 정보는 상기 제어부(327)로부터 제공받을 수 있다.The touch determination unit 560 determines whether a touch is generated based on the amount of change in the frequency magnitude of the fast Fourier transformed sensing signal based on the frequency magnitude of the driving signal. Information on the driving frequency may be provided from the
상기 노이즈 센싱부(326)는 주변의 노이즈 성분을 센싱하고 센싱된 노이즈 성분에 대한 주파수 특성을 상기 구동부(322)에 제공한다. 상기 노이즈 성분은 휴대폰에서 발생되는 충전기 노이즈 성분일 수도 있고, 주변 인공광에 의해 발생되는 노이즈 성분일 수도 있다. The
상기 구동부(322)는, 상기 노이즈 센싱부(326)로부터 노이즈 성분에 대한 주파수 특성이 제공됨에 따라, 노이즈 성분의 주파수 대역을 회피하여 구동신호의 주파수를 결정한다. 즉, 터치 센싱 동작 중에 노이즈 성분이 유입되면, 상기 구동부는 해당 노이즈 성분의 주파수 대역을 제외하여 구동신호의 주파수를 설정한다. The driving
상기 터치 센싱 콘트롤러(320)는 호스트 인터페이스(328)를 더 포함할 수 있다. 상기 호스트 인터페이스(328)는 상기 터치 판별부(550)에서 판별된 터치 위치를 외부의 호스트(미도시)에 제공하는 역할을 수행한다. The
이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. You will understand.
100, 200, 300 : 터치 센싱 장치
110 : 터치 패널
112 : 구동전극들
114 : 센싱전극들
120, 220, 320 : 터치 센싱 콘트롤러
122, 222, 322 : 구동부
124, 224, 324 : 센싱부
226, 326 : 노이즈 센싱부
228, 328 : 호스트 인터페이스
410, 520 : 신호 증폭부
420, 530 : 밴드 패스 필터부
450, 560 : 터치 판별부
430, 540 : 아날로그-디지털 변환부
440, 550 : 고속 푸리에 변환부
510 : 먹스
126, 227, 327 : 제어부100, 200, 300: touch sensing device 110: touch panel
112: driving electrodes 114: sensing electrodes
120, 220, 320: touch sensing
124, 224, 324: sensing
228, 328: a
420, 530: band
430, 540: Analog-to-
510:
Claims (19)
복수의 센싱전극들을 통해 센싱되는 센싱신호를 증폭하는 단계;
증폭된 센싱신호를 아날로그-디지털 변환하는 단계;
아날로그-디지털 변환된 센싱신호를 고속 푸리에 변환(FFT) 처리하여 센싱신호의 주파수 크기를 획득하는 단계; 및
고속 푸리에 변환된 센싱신호의 주파수 크기와 상기 구동신호의 주파수 크기간의 변화량을 근거로 터치 발생 여부를 판별하는 단계를 포함하는 터치 센싱 방법. Simultaneously providing a plurality of driving signals having different frequencies to each of a plurality of driving electrodes;
Amplifying a sensing signal sensed through a plurality of sensing electrodes;
Analog-to-digital conversion of the amplified sensing signal;
Performing FFT processing on the analog-to-digital converted sensing signal to obtain a frequency magnitude of the sensing signal; And
Determining whether a touch is generated based on a frequency magnitude of a fast Fourier transformed sensing signal and a magnitude of a change in a frequency magnitude of the driving signal.
센싱전극들 각각에서 센싱되는 센싱신호들을 고속 푸리에 변환(FFT)하여 센싱신호의 주파수 크기와 상기 구동신호의 주파수 크기간의 변화량을 근거로 터치 발생 여부를 판별하는 센싱부를 포함하는 터치 센싱 콘트롤러. A driving unit for simultaneously supplying a plurality of driving signals having different frequencies to a plurality of driving electrodes; And
And a sensing unit for performing Fast Fourier Transform (FFT) on the sensing signals sensed by the sensing electrodes to determine whether or not the touch is generated based on the magnitude of the frequency of the sensing signal and the magnitude of the frequency of the driving signal.
복수의 신호 증폭기들을 포함하고, 상기 센싱전극들 각각에 연결되고, 상기 센싱전극들 각각에서 출력되는 센싱신호를 증폭하는 신호 증폭부;
복수의 밴드 패스 필터들을 포함하고, 증폭된 센싱신호들 각각을 밴드 패스 필터링하는 밴드 패스 필터부;
복수의 아날로그-디지털 변환기들을 포함하고, 밴드 패스 필터된 센싱신호들 각각을 디지털 변환하는 아날로그-디지털 변환부;
복수의 고속 푸리에 변환기들을 포함하고, 디지털 변환된 센싱신호들 각각을 고속 푸리에 변환하는 고속 푸리에 변환부; 및
상기 구동신호의 주파수 크기를 기준으로 고속 푸리에 변환된 센싱신호의 주파수 크기간의 변화량을 근거로 터치 발생 여부를 판별하는 터치 판별부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 콘트롤러.6. The apparatus of claim 5,
A signal amplifying unit including a plurality of signal amplifiers and connected to each of the sensing electrodes, for amplifying a sensing signal output from each of the sensing electrodes;
A band pass filter unit including a plurality of band pass filters and band-pass filtering each of the amplified sensing signals;
An analog-to-digital converter including a plurality of analog-to-digital converters and digitally converting each of the band-pass filtered sensing signals;
A fast Fourier transform unit that includes a plurality of fast Fourier transformers and performs fast Fourier transform on each of the digitally converted sensing signals; And
And a touch determination unit for determining whether or not a touch is generated based on a variation amount between frequency magnitudes of a fast Fourier transformed sensing signal based on a frequency magnitude of the driving signal.
상기 센싱전극들 각각에 연결되고, 상기 센싱전극들 각각에서 출력되는 센싱신호들 중 하나를 선택하는 먹스;
상기 먹스에 의해 선택된 센싱신호를 증폭하는 신호 증폭기;
증폭된 센싱신호를 밴드 패스 필터링하는 밴드 패스 필터;
밴드 패스 필터된 센싱신호를 디지털 변환하는 아날로그-디지털 변환기;
디지털 변환된 센싱신호를 고속 푸리에 변환하는 고속 푸리에 변환기; 및
상기 구동신호의 주파수 크기를 기준으로 고속 푸리에 변환된 센싱신호의 주파수 크기간의 변화량을 근거로 터치 발생 여부를 판별하는 터치 판별부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 콘트롤러.6. The apparatus of claim 5,
A mux connected to each of the sensing electrodes for selecting one of the sensing signals output from the sensing electrodes;
A signal amplifier for amplifying a sensing signal selected by the mux;
A band-pass filter for band-pass filtering the amplified sensing signal;
An analog-to-digital converter for digitally converting the band-pass filtered sensing signal;
A fast Fourier transformer for fast Fourier transforming the digitally converted sensing signal; And
And a touch determination unit for determining whether or not a touch is generated based on a variation amount between frequency magnitudes of a fast Fourier transformed sensing signal based on a frequency magnitude of the driving signal.
상기 구동전극들에 서로 다른 주파수를 갖는 복수의 구동신호들을 동시에 제공하고, 상기 센싱전극들 각각에서 센싱되는 센싱신호들을 고속 푸리에 변환(FFT)하여 센싱신호의 주파수 크기와 상기 구동신호의 주파수 크기간의 변화량을 근거로 터치 발생 여부를 판별하는 터치 센싱 콘트롤러를 포함하는 터치 센싱 장치. A touch panel including a plurality of driving electrodes and a plurality of sensing electrodes; And
A plurality of driving signals having different frequencies are simultaneously supplied to the driving electrodes, and a fast Fourier transform (FFT) is performed on the sensing signals sensed by the sensing electrodes, thereby generating a difference between the frequency magnitude of the sensing signal and the frequency magnitude of the driving signal And a touch sensing controller for determining whether a touch is generated based on the amount of change.
상기 구동전극에 구동신호를 제공하는 구동부; 및
상기 센싱전극에서 센싱신호를 수신하여 고속 푸리에 변환을 통해 센싱신호의 주파수 크기를 획득하고, 상기 센싱신호의 주파수 크기와 상기 구동신호의 주파수 크기간의 변화량을 근거로 터치 발생 여부를 판별하는 센싱부를 포함하는 터치 센싱 장치. 12. The touch sensing device of claim 11, wherein the touch sensing controller
A driving unit for supplying a driving signal to the driving electrode; And
And a sensing unit for receiving a sensing signal from the sensing electrode and acquiring a frequency magnitude of the sensing signal through a fast Fourier transform and determining whether or not a touch is generated based on a variation amount between the frequency magnitude of the sensing signal and the frequency magnitude of the driving signal Sensing device.
상기 센싱부는,
복수의 신호 증폭기들을 포함하고, 상기 센싱전극들 각각에 연결되고, 상기 센싱전극들 각각에서 출력되는 센싱신호를 증폭하는 신호 증폭부;
복수의 밴드 패스 필터들을 포함하고, 증폭된 센싱신호들 각각을 밴드 패스 필터링하는 밴드 패스 필터부;
복수의 아날로그-디지털 변환기들을 포함하고, 밴드 패스 필터된 센싱신호들 각각을 디지털 변환하는 아날로그-디지털 변환부;
복수의 고속 푸리에 변환기들을 포함하고, 디지털 변환된 센싱신호들 각각을 고속 푸리에 변환하는 고속 푸리에 변환부; 및
상기 구동신호의 주파수 크기를 기준으로 고속 푸리에 변환된 센싱신호의 주파수 크기간의 변화량을 근거로 터치 발생 여부를 판별하는 터치 판별부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치. 15. The apparatus of claim 14, wherein the sensing unit comprises:
The sensing unit includes:
A signal amplifying unit including a plurality of signal amplifiers and connected to each of the sensing electrodes, for amplifying a sensing signal output from each of the sensing electrodes;
A band pass filter unit including a plurality of band pass filters and band-pass filtering each of the amplified sensing signals;
An analog-to-digital converter including a plurality of analog-to-digital converters and digitally converting each of the band-pass filtered sensing signals;
A fast Fourier transform unit that includes a plurality of fast Fourier transformers and performs fast Fourier transform on each of the digitally converted sensing signals; And
And a touch discrimination unit for discriminating whether or not a touch is generated based on a variation amount between frequency magnitudes of the fast Fourier transformed sensing signal based on the frequency magnitude of the driving signal.
상기 센싱전극들 각각에 연결되고, 상기 센싱전극들 각각에서 출력되는 센싱신호들 중 하나를 선택하는 먹스;
상기 먹스에 의해 선택된 센싱신호를 증폭하는 신호 증폭기;
증폭된 센싱신호를 밴드 패스 필터링하는 밴드 패스 필터;
밴드 패스 필터된 센싱신호를 디지털 변환하는 아날로그-디지털 변환기;
디지털 변환된 센싱신호를 고속 푸리에 변환하는 고속 푸리에 변환기; 및
상기 구동신호의 주파수 크기를 기준으로 고속 푸리에 변환된 센싱신호의 주파수 크기간의 변화량을 근거로 터치 발생 여부를 판별하는 터치 판별부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치. 15. The apparatus of claim 14, wherein the sensing unit comprises:
A mux connected to each of the sensing electrodes for selecting one of the sensing signals output from the sensing electrodes;
A signal amplifier for amplifying a sensing signal selected by the mux;
A band-pass filter for band-pass filtering the amplified sensing signal;
An analog-to-digital converter for digitally converting the band-pass filtered sensing signal;
A fast Fourier transformer for fast Fourier transforming the digitally converted sensing signal; And
And a touch discrimination unit for discriminating whether or not a touch is generated based on a variation amount between frequency magnitudes of the fast Fourier transformed sensing signal based on the frequency magnitude of the driving signal.
19. The touch sensing apparatus of claim 18, wherein the control unit controls the driving unit to avoid the frequency band of the noise component provided by the noise sensing unit and generate the driving signal.
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