WO2013183922A1 - 노이즈 감소를 위한 터치 검출 방법 및 장치 - Google Patents

노이즈 감소를 위한 터치 검출 방법 및 장치 Download PDF

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WO2013183922A1
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sensor
sensor pad
order
capacitance
sensor pads
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PCT/KR2013/004935
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김동운
이익재
조인호
신현철
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크루셜텍 주식회사
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    • G06F3/0446—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a grid-like structure of electrodes in at least two directions, e.g. using row and column electrodes

Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for detecting a touch, and more particularly, to a touch detection method and apparatus for performing touch detection on a touch screen panel in any order.
  • the touch screen panel is a device for inputting a user's command by touching a character or a figure displayed on a screen of the image display device with a human finger or other contact means, and is attached to the image display device.
  • the touch screen panel converts a contact position touched by a human finger or the like into an electrical signal.
  • the electrical signal is used as an input signal.
  • the capacitive touch panel converts a contact position into an electrical signal by detecting a change in capacitance that a conductive sensing pattern forms with other surrounding sensing patterns or ground electrodes when a human hand or an object comes into contact with the touch panel.
  • FIG. 1 is an exploded plan view of an example of a capacitive touch screen panel according to the related art.
  • the touch screen panel 1 may include a first sensor pattern layer 3, a first insulating layer layer 4, and a second sensor pattern layer sequentially formed on the transparent substrate 2 and the transparent substrate 2. 5) and the second insulating film layer 6 and the metal wiring 7.
  • the first sensor pattern layer 3 may be connected in the transverse direction on the transparent substrate 2, for example, may be formed in a regular pattern in which a plurality of diamond shapes are connected in a line.
  • the first sensor pattern layer 3 may be formed of a plurality of Y patterns formed such that the first sensor pattern layers 3 positioned in one row having the same Y coordinate are connected to each other. ).
  • the second sensor pattern layer 5 may be connected along the column direction on the first insulating layer 4, and may be formed in the same diamond shape as the first sensor pattern layer 3, for example.
  • the second sensor pattern layer 5 is connected to each other, and the second sensor pattern layer 5 located in one column having the same X coordinate is connected to each other, and the first sensor pattern layer 3 is not overlapped with the first sensor pattern layer 3. ) And alternately.
  • the second sensor pattern layer 5 is connected to the metal wires 7 in units of columns.
  • the first and second sensor pattern layers 3 and 5 may be made of a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO), and the first insulating layer 4 may be made of a transparent insulating material.
  • ITO indium tin oxide
  • One sensor pattern layer 3, 5 is electrically connected to the driving circuit through the metal wire 7, respectively.
  • the resistive touch panel is a method of detecting the position of the pressed part by a hand or a pen against the two substrates on which the transparent conductive film is formed by the electrical contact of the transparent conductive film. It is a method that measures the change of resistance and current when touched by using capacitance.
  • a resistive film method having a simple manufacturing process and a low manufacturing cost is used more than a capacitive method.
  • the resistive film method not only has a fundamental problem in multi-touch recognition, but also has a problem in that transmittance is low and durability is inferior to the use period.
  • the capacitive (or 'capacitive') touch input device developed as an alternative to the resistive touch input device detects touch input in a non-contact manner, and solves all problems of the resistive touch input device. Can be presented.
  • FIG. 2 is an exploded plan view of a touch detection apparatus including a touch panel according to the prior art.
  • the touch detection device includes a touch panel, a driving device, and a circuit board 20 connecting the two.
  • the touch panel includes a plurality of sensor pads 30 formed on the substrate 15 and a plurality of signal wires 40 connected to the sensor pads 30.
  • the substrate 15 may be made of glass or plastic film made of a transparent material.
  • the plurality of sensor pads 30 may be rectangular or rhombic, but may be different from each other, or may have a uniform polygonal shape.
  • the sensor pads 30 may be arranged in a matrix form of adjacent polygons.
  • Each signal wire 40 has one end connected to the sensor pad 30 and the other end extending to the bottom edge of the substrate 15.
  • the line width of the signal wire 40 may be formed very narrowly, on the order of several micrometers to several tens of micrometers.
  • the sensor pad 30 and the signal wiring 40 are simultaneously formed by, for example, laminating an ITO film on the substrate 15 by sputtering or the like and then patterning the same using an etching method such as photolithography. can do.
  • the substrate 15 may be a transparent film.
  • the sensor pad 30 and the signal wire 40 may be directly patterned on the cover glass 10.
  • the substrate 15 may be omitted.
  • the driving device for driving the touch panel may be formed on a circuit board 20 such as a printed circuit board or a flexible circuit film, but is not limited thereto and may be directly mounted on a part of the substrate 15 or the cover glass 10.
  • the driving device may include a touch detector, a touch information processor, a memory, a controller, and the like, and may be implemented by one or more integrated circuit (IC) chips, and the touch detector, the touch information processor, the memory, and the controller may be separated from each other, or two.
  • IC integrated circuit
  • the touch detector may include a plurality of switches and a plurality of capacitors connected to the sensor pad 30 and the signal wire 40, drive circuits for touch detection by receiving a signal from the controller, and a voltage corresponding to the touch detection result.
  • the touch detector may include an amplifier and an analog-digital converter, and may convert, amplify, or digitize the difference in the voltage change of the sensor pad 30 into a memory.
  • the touch information processing unit processes the digital voltage stored in the memory to generate necessary information such as whether the touch is present, the touch area and the touch coordinates.
  • the controller may control the touch detector and the touch information processor, and may include a micro control unit (MCU), and may perform predetermined signal processing through firmware.
  • MCU micro control unit
  • the memory stores digital voltages and predetermined data used for touch detection, area calculation, and touch coordinate calculation or data received in real time based on the difference in voltage change detected from the touch detection unit.
  • Noise is generated when the touch screen panel detects touch due to noise caused by an external environment, for example, power supply noise, or a flexible printed circuit (FPC), indium tin oxide (ITO) pattern, or touch controller. This is because it affects adjacent sensor pads. In addition, such noise interferes with the recognition of the actual touch screen panel, and reduces the noise contrast signal SNR that influences the performance of the touch controller.
  • an external environment for example, power supply noise, or a flexible printed circuit (FPC), indium tin oxide (ITO) pattern, or touch controller.
  • the capacitive touch panel has a problem in that noise is generated by sensor pads adjacent to the same column or the same row of the sensor pads included in the sensing touch panel for measuring capacitance. This phenomenon occurs frequently while performing sequential scans between adjacent cells regardless of the actual touch.
  • An object of the present invention is to provide a touch detection method and apparatus that can reduce the noise due to the sequential detection by specifying the sensing order of each sensor pad of the touch screen panel in an arbitrary order.
  • a touch detection method comprising: a touch detection method in a touch screen panel including a plurality of sensor pads arranged in isolation from each other in a matrix form of a plurality of columns and rows; a) measuring a capacitance value for the first sensor pad; b) measuring a capacitance value for a second sensor pad selected from sensor pads not arranged in the same column or row as the first sensor pad; And c) applying steps a) and b) to each of the sensor pads to perform touch detection based on the measured capacitance values.
  • the capacitive measurement order of all the sensor pads is specified in such a manner that the capacitance values are not continuously measured for the sensor pads arranged in the same column or the same row. It may further comprise the step.
  • the specifying of the capacitance measurement order may specify the capacitance measurement order such that the second sensor pad is selected from among the sensor pads that are not adjacent to the first sensor pad.
  • all of the sensor pads are assigned an identifier, and the identifiers are sequentially arranged in the order arranged from the first row to the last row based on the sensor pads arranged in the same column among all the sensor pads. Or a unique number for each channel assigned in reverse order.
  • a touch detection apparatus comprising: an order designation unit for designating a capacitance measurement order of a plurality of sensor pads arranged in isolation from each other in a matrix form of a plurality of columns and rows; A capacitance measuring unit measuring capacitance values of the plurality of sensor pads in the capacitance measurement order; And a touch detector configured to perform touch detection based on the measured capacitance value, wherein the capacitance measurement order is such that the capacitance value is not continuously measured for the sensor pads arranged in the same column or the same row. Order.
  • the touch detection unit may include: a capacitance storage unit for storing capacitance values for each sensor pad according to the capacitance measurement order; And a final result output unit which maps the stored capacitance value to an arrangement position of the sensor pad and outputs a final result value.
  • the order designation unit is the same as the first sensor pad.
  • the capacitive measurement order may be specified such that a second sensor pad that is not a column or the same row is selected, and the capacitive measurement order may be specified such that the second sensor pad is selected from a sensor pad that is not adjacent to the first sensor pad. have.
  • an identifier is assigned to each of the plurality of sensor pads, and the identifiers are arranged in the order of the first row to the last row based on the sensor pads arranged in the same column among the plurality of sensor pads. It may be a unique number for each channel assigned sequentially or in reverse order.
  • the order designation unit divides the plurality of sensor pads into n groups to designate an identifier for each sensor pad for each of the divided groups, and the first sensor pad and the first sensor pad.
  • the two sensor pads may be two of the sensor pads having the same identifiers of the first to nth groups.
  • the touch detection method by performing the touch detection on the touch screen panel in any order, the noise component due to the sequential detection can be reduced.
  • FIG. 1 is an exploded plan view of an example of a capacitive touch screen panel according to the related art.
  • FIG. 2 is an exploded plan view of a touch detection apparatus including a touch panel according to the prior art.
  • FIG. 3 is a view for explaining the configuration of the touch detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of detecting a touch in a conventional touch screen panel.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of detecting a touch in a touch screen panel according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of detecting a touch in a touch screen panel according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a touch detection method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a touch detection method according to another embodiment of the present invention.
  • any part of the specification is to “include” any component, this means that it may further include other components, except to exclude other components unless otherwise stated.
  • the terms “... unit”, “module”, etc. described in the specification mean a unit for processing at least one function or operation, which may be implemented in hardware or software or a combination of hardware and software. . And when a part is “connected” to another part, this includes not only the direct connection, but also the connection of another system in the middle.
  • FIG. 3 is a view for explaining the configuration of the touch detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the touch detection apparatus 100 includes an order designation unit 110, a capacitance measuring unit 120, and a touch detection unit 130.
  • the order designation unit 110 designates a capacitance measurement order for a plurality of channels.
  • Each channel may include a sensor pad and a connection wire connecting the sensor pad with a touch drive integrated circuit (IC) or an ordering unit 110 for specifying an order, wherein the sensor pads are arranged in a plurality of columns and rows. It can be arranged in isolation from each other in the form of a matrix.
  • IC touch drive integrated circuit
  • the order designation unit 110 specifies the capacitance measurement order of all the sensor pads in the order in which the capacitance values are not continuously measured for the sensor pads in the same column or the same row.
  • the order designation unit 110 may table the touch detection order of the channels by using channel identifiers assigned to the plurality of channels, and store the table touch detection order in a memory.
  • the channel identifier may be sequentially assigned to the row direction or the column direction of the sensor pad in order.
  • the channel identifier may include a unique number for each channel which is assigned sequentially or in reverse order according to the order arranged from the first row to the last row based on the sensor pads arranged in the same column among the plurality of sensor pads.
  • the channel identifiers for the nine sensor pads in the form of a 3 ⁇ 3 matrix may be given in the reverse order in the order arranged based on the sensor pads arranged in the same column from the left. That is, the channel identifier may be assigned to Ch1 as the first column 3 rows, Ch2 as the first column 2 rows, Ch3 as the first column 1 row, Ch4 as the second column 3 rows, and Ch9 as the third column 1 row. This can be assigned to Ch1 as the first column 3 rows, Ch2 as the first column 2 rows, Ch3 as the first column 1 row, Ch4 as the second column 3 rows, and Ch9 as the third column 1 row. This can be
  • connection wires one end is connected to each sensor pad, the other end may be connected to the touch drive integrated circuit (IC) for analyzing touch detection or the order designation unit 110 for specifying the order.
  • IC touch drive integrated circuit
  • the present invention is not limited thereto.
  • the order designation unit 110 may designate an arbitrary order such that the second sensor pads of the second channel that are not the same column or the same row as the first sensor pads of the first channel are selected, and in this case, the second sensor of the second channel
  • the capacitance measurement order may be specified so that the pad is selected from among the first sensor pad of the first channel and a sensor pad that is not neighboring.
  • the order designation unit 110 may divide a plurality of sensor pads into n groups and designate an identifier for each sensor pad for each divided group. That is, the first sensor pad and the second sensor pad may be two of the sensor pads having the same identifier of the first group to the nth group. In this regard, it will be described later with reference to FIG.
  • the capacitance measuring unit 120 measures the capacitance value according to the capacitance measurement order for the plurality of sensor pads. That is, the capacitance measuring unit 120 may measure capacitance values of the plurality of sensor pads in the order specified by the order designation unit 110.
  • the capacitance measuring unit 120 may measure the capacitance value of the first sensor pad of the first channel, and then select a sensor pad selected from the same column or the same row as the first sensor pad.
  • the capacitance value of the second sensor pad of the two channels may be measured.
  • the second channel to which the second sensor pad belongs may be selected by the order designation unit 110 from among channels that are not adjacent to the first channel to which the first sensor pad belongs. That is, the first channel and the second channel may be selected in turn in any order specified.
  • the touch detector 130 performs touch detection based on the measured capacitance value.
  • the touch detector 130 may further include a capacitive storage unit (not shown) and a final result output unit (not shown).
  • the capacitive storage unit may store capacitance values for each sensor pad according to the capacitance measurement order. At this time, the capacitance storage unit may store the capacitance values for each sensor pad in the form of a table. For example, the capacitance storage unit may store capacitance values according to the capacitance measurement order specified by the order designation unit 110.
  • the final result output unit maps the stored capacitance value to the arrangement position of the sensor pad and outputs the final result value. That is, the final result output unit may output the final result value by converting the stored capacitance value into a sequential order before designating the capacitance measurement order. In this case, the final result output unit may output the final result values in a table.
  • the final result output unit may output the final result value by converting the sequential order for each channel before designating the capacitance values stored in the capacitance measurement order specified by the plurality of channel identifiers. This will be described later with reference to FIG. 5.
  • FIG. 4 is an example of a touch detection method in a conventional touch screen panel. When touch occurs on a sensor pad of a specific channel, FIG. 4 illustrates a capacitance measurement result.
  • the touch screen panel includes a plurality of channels formed on a substrate, and each channel includes a sensor pad and a connection wire connected to the sensor pad.
  • the substrate may be made of glass or plastic film of transparent material or the like.
  • the plurality of sensor pads may be rectangular or rhombic, but may be different from each other, or may have a uniform polygonal shape.
  • the sensor pads may be arranged in the form of a matrix of adjacent polygons.
  • connection line has one end connected to the sensor pad and the other end connected to a touch drive integrated circuit (IC) that analyzes touch detection.
  • IC touch drive integrated circuit
  • the line width of the connection wiring can be formed very narrowly, on the order of several micrometers to several tens of micrometers.
  • the sensor pad and connection wiring may be made of transparent conductive materials such as indium-tin-oxide (ITO), antimony tin oxide (ATO), indium-zinc-oxide (IZO), carbon nanotube (CNT), and graphene (graphene).
  • ITO indium-tin-oxide
  • ATO antimony tin oxide
  • IZO indium-zinc-oxide
  • CNT carbon nanotube
  • graphene graphene
  • capacitance values were sequentially measured for a plurality of sensor pads included in a touch screen panel. For example, capacitive measurement was performed for each sensor pad from Ch1 to Ch9 in a sequential order according to channel identifiers Ch1, Ch2, Ch3, etc., for the channel targeted for touch detection.
  • the capacitance is sequentially sequentially from the sensor pad having the channel identifier Ch1 to the Ch2, Ch3, Ch4, Ch5, Ch6, Ch7, Ch8, and Ch9 in the order specified in the sequence table. The measurement was carried out.
  • the graph shown on the right side of FIG. 4 shows a case in which touch generation occurs in the sensor pad of Ch3, and the capacitance measurement is sequentially performed on Ch1, Ch2, and Ch3 belonging to the same column.
  • the reference value 10 in the graph represents the capacitance level measured when no touch occurs on all the sensor pads belonging to the corresponding column.
  • the first section 30 is a section indicating the capacitance measurement value for Ch3
  • the second section 40 is the capacitance measurement value for Ch1 and Ch2. It is a section indicating.
  • the capacitance is largely measured for the first section 30 of the graph, that is, Ch3 in which touch is actually generated.
  • the capacitance measurement result for the second section 40 that is, the sensor pad belonging to the same row as the sensor pad where the touch is generated, is smaller than the first section 30, but the reference value 10 when no touch is made. Rather, it can be seen that the overall rise.
  • FIG. 4 illustrates the case where the sensor pad has a resolution of 3 ⁇ 3, in practice, since the sensor pad has a much higher resolution, a signal may be much more distorted or lost in the process of detecting a touch on many sensor pads.
  • the capacitive measurement order for the touch pad is arbitrarily designated when the touch is detected on the touch screen panel.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of detecting a touch in a touch screen panel according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 illustrates a case in which touch detection is performed by arbitrarily designating a sensing order of sensor pads of a touch screen panel.
  • the graph shown in FIG. 5 is a graph which shows the capacitance measurement result with respect to the sensor pad which belongs to the same column by this method.
  • the touch detection apparatus 100 designates each channel connected to the plurality of sensor pads in an arbitrary order, and measures capacitance of the sensor pads according to the order. Can be performed.
  • the capacitance values may be measured in the order of the sensor pad having the channel identifier Ch3 to Ch5, Ch7, Ch2, Ch4, Ch9, Ch1, Ch6, and Ch8.
  • the final result value may be output by converting the sequential order according to the channel identifier again. That is, the capacitance values measured by specifying the order of Ch3 to Ch5, Ch7, Ch2, Ch4, Ch9, Ch1, Ch6, and Ch8 in an arbitrary order are determined as Ch1, Ch2, Ch3, Ch4, Ch5, Ch6, Ch7, Ch8,
  • the final result value (Output) can be output by rearranging by Ch9 order.
  • the capacitance measurement values for Ch1, Ch2 and Ch3 are shown.
  • the reference value 10 in the graph represents the capacitance level measured when no touch occurs in all the sensor pads belonging to the same column.
  • the first section 30 is a section representing the capacitance measurement value for Ch3
  • the second section 40 is the capacitance measurement value for Ch1 and Ch2. It is a section indicating.
  • the dotted line shows the capacitance measurement results for Ch1, Ch2, and Ch3 when the capacitance measurement method is performed sequentially from Ch1 to Ch9 according to the capacitance measurement method described with reference to FIG. will be.
  • a second sensor pad that is not adjacent to the first sensor pad, preferably a second sensor pad that does not belong to the same heat and is as far away from the first sensor pad as possible. Measure the capacitance for. Accordingly, capacitance measurement may be performed after a predetermined time with respect to the third sensor pad adjacent to the first sensor pad. When the capacitance is measured with respect to the third sensor pad, the influence caused by the touch on the first sensor pad is attenuated much. Therefore, when the capacitance is measured with the third sensor pad, the touch is generated on the first sensor pad. Can be minimized.
  • the capacitance measurement order is preferably, but not limited to, a method of measuring a sensor pad that is as far apart as possible without being in the same row after the measurement of the specific sensor pad.
  • the present invention is within the scope of the present invention as long as the touch detection is performed by measuring the capacitance of a sensor pad which is not adjacent thereto after measuring the capacitance of the specific sensor pad.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of detecting a touch in a touch screen panel according to another embodiment of the present invention.
  • the touch detection apparatus 100 divides a plurality of sensor pads into n groups, specifies an identifier for each sensor pad for each divided group, and assigns the same identifiers of the first to nth groups. Identifiers can be specified in any order, in turn.
  • the sensor pad is largely divided into four groups, and the capacitive measurement is performed alternately by one sensor pad in each group, the influence from the adjacent sensor pads can be minimized.
  • the area of the sensor pads arranged in a plurality of columns and rows is divided into four groups by dividing the area of the sensor pads into four groups, and the sensor pads located in the same column and the same row for each group.
  • the capacitance measurement for the sensor pads having the same identifiers may be sequentially performed.
  • each of the first sensor pads of the first to fourth groups may have the same identifier.
  • the first sensor pad of the first group up to the first sensor pad of the first group, the first sensor pad of the second group, the first sensor pad of the third group, and the first sensor pad of the fourth group
  • the order may be specified in turn, and the capacitance measurement may be performed according to the order.
  • the capacitance measurement of each sensor pad is performed in the order of the second sensor pad of the first group, the second sensor pad of the second group, the second sensor pad of the third group, and the second sensor pad of the fourth group. You can proceed.
  • the sensing sequence for touch detection is set as described above and the capacitance measurement of the touch pad is performed according to the sequence, the influence of the adjacent sensor pad, that is, the noise effect, is minimized in the capacitance measurement of the specific sensor pad. can do.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a touch detection method according to an embodiment of the present invention.
  • the touch detection apparatus 100 may be configured for a first sensor pad of a first channel in a touch screen panel including sensor pads arranged in isolation from each other in a matrix form of a plurality of columns and rows. Measure the capacitance value. Before measuring the capacitance value of the first sensor pad of the first channel, the capacitance measurement order of the plurality of channels may be specified. In this case, the plurality of channels may be sequentially arranged, and each channel may include one sensor pad and a connection wire connecting the sensor pad to the touch drive integrated circuit (IC) or the ordering unit 110. .
  • IC touch drive integrated circuit
  • the touch detection apparatus 100 may designate the capacitance measurement order of all the sensor pads in order that the capacitance values are not continuously measured for the sensor pads arranged in the same column or the same row.
  • the touch detection apparatus 100 may designate a capacitance measurement order for each sensor pad using a channel identifier assigned to each of the plurality of channels.
  • the channel identifier is a unique number for each channel that is assigned sequentially or in reverse order based on the order arranged from the first row to the last row based on the sensor pads arranged in the same column among the plurality of sensor pads to which the connection wires are respectively connected.
  • the plurality of sensor pads are divided into n groups, and a channel identifier for each sensor pad is designated for each divided group, and the first to nth groups are assigned.
  • the same channel identifier of a group may be specified in order, respectively.
  • the touch detection apparatus 100 measures the capacitance value of the second sensor pad of the second channel selected from the same column or the same row as the first sensor pad of the first channel. That is, the touch detection apparatus 100 may designate a capacitance measurement order such that the second sensor pad of the second channel is selected from among the first sensor pad of the first channel and a sensor pad that is not neighboring. At this time, the first channel and the second channel may be selected in turn in any order specified.
  • the touch detection apparatus 100 performs touch detection based on the measured capacitance value.
  • the touch detection apparatus 100 stores the capacitance value for each sensor pad according to the capacitance measurement order, converts the stored capacitance value into a sequential order before designating the capacitance measurement order, and then generates a final result value. You can output
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a touch detection method according to another embodiment of the present invention.
  • the touch detection apparatus 100 arbitrarily specifies a capacitance measurement order to measure capacitance values of sensor pads arranged in isolation from each other in a matrix form of a plurality of columns and rows. .
  • the touch detection apparatus 100 may designate channel identifiers in any order.
  • the touch detection apparatus 100 divides a plurality of sensor pads into n groups, and assigns the same identifiers for the sensor pads located in the same column and the same row for each group for each divided group. Capacitance measurements may be sequentially performed on sensor pads having the same identifier of groups 1 to n-th.
  • the touch detection apparatus 100 measures a capacitance value of the first sensor pad of the first channel.
  • the first sensor pad of the first channel may be set in the order specified in step S210.
  • the touch detection apparatus 100 measures the capacitance value of the second sensor pad of the second channel selected from the same column or the same row as the first sensor pad of the first channel. That is, the touch detection apparatus 100 may designate a capacitance measurement order such that the second sensor pad of the second channel is selected from among the first sensor pad of the first channel and a sensor pad that is not neighboring. At this time, the first channel and the second channel may be selected in turn in any order specified.
  • the touch detection apparatus 100 stores capacitance values of respective sensor pads according to the capacitance measurement order.
  • the capacitance value for each sensor pad may be stored in a table form.
  • the touch detection apparatus 100 converts the stored capacitance value into a sequential order before designating the capacitance measurement order and outputs a final result value.
  • the touch detection apparatus 100 may perform touch detection based on the measured capacitance value.

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Abstract

본 발명의 일실시예는 복수의 열과 행으로 이루어진 매트릭스 형태로 서로 고립되어 배열되는 복수의 센서 패드들을 포함하는 터치 스크린 패널에서의 터치 검출 방법에 있어서, a) 제1 센서 패드에 대한 정전용량 값을 측정하는 단계; b) 상기 제1센서 패드와 동일 열 또는 동일 행에 배치되지 않은 센서 패드 중 선택되는 제2 센서 패드에 대한 정전용량 값을 측정하는 단계; 및 c) 상기 a) 단계 및 b) 단계를 모든 센서 패드 각각에 적용하여 측정된 정전용량 값을 기초로 터치 검출을 수행하는 단계를 포함하는 터치 검출 방법을 제공한다.

Description

노이즈 감소를 위한 터치 검출 방법 및 장치
본 발명은 터치를 검출하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 터치 스크린 패널에 대한 터치 검출을 임의의 순서로 수행하는 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.
터치 스크린 패널을 구현하는 방식으로는 저항막 방식, 광감지 방식 및 정전용량 방식 등이 알려져 있다. 이 중 정전용량 방식의 터치 패널은 사람의 손 또는 물체가 접촉될 때 도전성 감지 패턴이 주변의 다른 감지 패턴 또는 접지 전극 등과 형성하는 정전용량의 변화를 감지함으로써 접촉 위치를 전기적 신호로 변환한다.
도 1은 종래 기술에 따른 정전식 터치 스크린 패널의 일 예에 관한 분해 평면도이다.
도 1을 참고하면, 터치 스크린 패널(1)은 투명 기판(2)과 투명 기판(2) 위에 차례로 형성된 제1 센서 패턴층(3), 제1 절연막층(4), 제2 센서 패턴층(5) 및 제2 절연막층(6)과 금속 배선(7)으로 이루어진다.
제1 센서 패턴층(3)은 투명 기판(2) 위에 횡방향을 따라 연결될 수 있으며, 예를 들어 복수의 다이아몬드 모양이 일렬로 연결된 규칙적인 패턴으로 형성될 수 있다. 이와 같은 제1 센서 패턴층(3)은 Y 좌표가 동일한 하나의 행에 위치하는 제1 센서 패턴층(3)끼리 서로 연결되도록 형성된 복수의 Y 패턴으로 이루어질 수 있으며, 행 단위로 금속 배선(7)과 연결된다.
제2 센서 패턴층(5)은 제1 절연막층(4) 위에 열방향을 따라 연결될 수 있으며, 예를 들어 제1 센서 패턴층(3)과 동일한 다이아몬드 모양으로 형성될 수 있다. 제2 센서 패턴층(5)은 X 좌표가 동일한 하나의 열에 위치하는 제2 센서 패턴층(5)끼리 서로 연결되며, 제1 센서 패턴층(3)과 중첩되지 않도록 제1 센서 패턴층(3)과 교호로 배치된다. 또한 제2 센서 패턴층(5)은 열 단위로 금속 배선(7)과 연결된다.
제1 및 제2 센서 패턴층(3, 5)은 인듐-틴 옥사이드(ITO)와 같은 투명한 도전성 물질로 이루어질 수 있고, 제1 절연막층(4)은 투명한 절연 물질로 이루어질 수 있다.
하나의 센서 패턴층(3, 5)은 각각 금속 배선(7)을 통해 구동회로와 전기적으로 연결된다.
터치 스크린 패널(1)에 사람의 손가락이나 접촉 수단이 접촉되면 제1 및 제2 센서 패턴층(3, 5) 및 금속 배선(7)을 통하여 구동 회로 측으로 접촉 위치에 따른 정전 용량의 변화가 전달된다. 그리고 이렇게 전달된 정전 용량의 변화가 X 및 Y 입력 처리 회로 등에 의하여 전기적 신호로 변환됨에 따라 접촉 위치가 파악된다.
저항막 방식의 터치 패널은 투명 전도막을 형성한 2장의 기판을 맞대서 손이나 펜에 의해 눌려진 부분을 투명 전도막의 전기적인 접촉에 의해 위치를 검출하는 방식이고, 정전용량 방식은 사람 몸에 있는 정전용량을 이용하여 터치 시 저항과 전류의 변화를 측정하여 인식하는 방식이다.
일반적으로, 제조공정이 간단하고 제조비용이 저렴한 저항막 방식이 정전용량 방식 대비 더 많이 이용되고 있다. 그러나, 저항막 방식은 멀티 터치 인식에 근본적인 문제점이 있을 뿐만 아니라, 투과율이 낮으며 사용기간 대비 내구성이 다소 떨어지는 문제점이 있다.
따라서, 저항막 방식의 터치입력장치의 대안으로 개발된 용량식(또는 '정전용량 식') 터치입력장치는 비 접촉 방식으로 터치 입력을 검출하며, 저항막 방식 터치입력장치의 제반 문제점에 대한 해결책을 제시할 수 있다.
도 2는 종래 기술에 따른 터치 패널을 포함하는 터치 검출 장치의 분해 평면도이다.
터치 검출 장치는 터치 패널과 구동 장치 및 이 둘을 연결하는 회로 기판(20)을 포함한다.
터치 패널은 기판(15) 위에 형성되어 있는 복수의 센서 패드(30) 및 센서 패드(30)에 연결되어 있는 복수의 신호 배선(40)을 포함한다. 기판(15)은 투명한 소재의 유리 또는 플라스틱 필름 등으로 만들어질 수 있다.
예를 들어 복수의 센서 패드(30)는 사각형 또는 마름모꼴일 수 있으나 이와 다른 형태일 수도 있으며, 균일한 형태의 다각형 형태일 수도 있다. 센서 패드(30)는 인접한 다각형의 매트릭스 형태로 배열될 수 있다.
각 신호 배선(40)은 한 쪽 끝이 센서 패드(30)에 연결되어 있으며 다른 쪽 끝은 기판(15)의 아래 가장자리까지 뻗어 있다. 신호 배선(40)의 선폭은 수 마이크로미터 내지 수십 마이크로미터 수준으로 상당히 좁게 형성될 수 있다.
센서 패드(30)와 신호 배선(40)은, 예를 들어 ITO 막을 기판(15) 위에 스퍼터링(sputtering) 등의 방법으로 적층한 다음 포토리소그래피 (photolithography) 등의 에칭 방법을 사용하여 패터닝함으로써 동시에 형성할 수 있다. 기판(15)은 투명 필름이 이용될 수 있다.
한편, 커버 유리(10)에 센서 패드(30)와 신호 배선(40)이 직접 패터닝 될 수 있다. 이 경우 커버 유리(10), 센서 패드(30), 신호 배선(40)이 일체형으로 구현되기 때문에 기판(15)은 생략될 수 있다.
터치 패널을 구동하기 위한 구동 장치는 인쇄 회로 기판이나 가요성 회로 필름과 같은 회로 기판(20) 위에 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않으며 기판(15) 또는 커버 유리(10)의 일부에 직접 실장될 수도 있다. 구동 장치는 터치 검출부, 터치 정보 처리부, 메모리 및 제어부 등을 포함할 수 있으며, 하나 이상의 직접회로(IC) 칩으로 구현될 수 있으며, 터치 검출부, 터치 정보 처리부, 메모리 및 제어부는 각각 분리되거나, 둘 이상의 구성 요소들이 통합되어 구현될 수 있다.
터치 검출부는 센서 패드(30) 및 신호 배선(40)과 연결된 복수의 스위치와 복수의 커패시터를 포함할 수 있으며, 제어부로부터 신호를 받아 터치 검출을 위한 회로들을 구동하고, 터치 검출 결과에 대응하는 전압을 출력한다. 또한 터치 검출부는 증폭기 및 아날로그-디지털 변환기를 포함할 수 있으며, 센서 패드(30)의 전압 변화의 차이를 변환, 증폭 또는 디지털화하여 메모리에 기억시킬 수 있다.
터치 정보 처리부는 메모리에 기억된 디지털 전압을 처리하여 터치 여부, 터치 면적 및 터치 좌표 등의 필요한 정보를 생성한다.
제어부는 터치 검출부및 터치 정보 처리부를 제어하며, 마이크로 컨트롤 유닛(micro control unit, MCU)을 포함할 수 있으며, 펌 웨어를 통해 정해진 신호 처리를 수행할 수 있다.
메모리는 터치 검출부로부터 검출된 전압 변화의 차이에 기초한 디지털 전압과 터치 검출, 면적 산출, 터치 좌표 산출에 이용되는 미리 정해진 데이터 또는 실시간 수신되는 데이터를 기억한다.
터치 스크린 패널에서 터치 검출 시 노이즈(Noise)가 발생되는 이유는, 외부적인 환경에 의한 노이즈, 예를 들어 전원 노이즈 등, 또는 FPC(flexible printed circuit)나 ITO(Indium Tin Oxide) 패턴, 터치 컨트롤러 등에서 인접한 센서 패드에 영향을 주기 때문이다. 또한, 이러한 노이즈는 실제 터치 스크린 패널을 인식하는데 방해를 하게 되고, 터치 컨트롤러의 성능을 좌우하는 노이즈 대비 신호(SNR)를 작게 한다.
특히, 정전용량 방식의 터치 패널은, 정전용량을 측정하기 위한 센싱하는 터치 패널에 포함되는 센서 패드의 동일한 열 또는 동일한 행에 인접한 센서 패드에 의해 노이즈가 발생하는 문제점이 있다. 이는, 실제 터치 유무에 상관 없이 인접 셀 간에 순차적인 스캔을 수행하면서 빈번히 나타나는 현상이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 터치 스크린 패널의 각 센서 패드의 센싱 순서를 임의의 순서로 지정하여, 순차적인 검출로 인한 노이즈를 감소시킬 수 있는 터치 검출 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 검출 방법은, 복수의 열과 행으로 이루어진 매트릭스 형태로 서로 고립되어 배열되는 복수의 센서 패드들을 포함하는 터치 스크린 패널에서의 터치 검출 방법에 있어서, a) 제1 센서 패드에 대한 정전용량 값을 측정하는 단계; b) 상기 제1센서 패드와 동일 열 또는 동일 행에 배치되지 않은 센서 패드 중 선택되는 제2 센서 패드에 대한 정전용량 값을 측정하는 단계; 및 c) 상기 a) 단계 및 b) 단계를 모든 센서 패드 각각에 적용하여 측정된 정전용량 값을 기초로 터치 검출을 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 상기 a) 단계 이전에, 동일 열 또는 동일 행에 배치된 센서 패드에 대해서는 연속해서 정전용량 값이 측정되지 않도록 하는 순서로 모든 센서 패드의 정전용량 측정 순서를 지정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 상기 정전용량 측정 순서를 지정하는 단계는, 상기 제2 센서 패드가 상기 제1 센서 패드와 이웃하지 않은 센서 패드 중에서 선택되도록 상기 정전용량 측정 순서를 지정할 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 상기 모든 센서 패드 각각에는 식별자가 부여되며, 상기 식별자는 상기 모든 센서 패드 중 동일 열에 배치된 센서 패드를 기준으로 첫 행에서 마지막 행까지 배열된 순서에 따라 순차적으로 또는 역순으로 부여되는 각 채널에 대한 고유 번호일 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 상기 a) 단계 이전에, 상기 복수의 센서 패드를 n개의 그룹으로 분할하는 단계; 및 상기 분할된 그룹 별로 각 센서 패드에 대한 식별자를 지정하는 단계를 포함하고, 상기 제1센서 패드 및 상기 제2센서 패드는 상기 제1 그룹 내지 제n 그룹의 동일한 식별자를 갖는 센서 패드 중 선택되는 2개일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 검출 장치는, 복수의 열과 행으로 이루어진 매트릭스 형태로 서로 고립되어 배열되는 복수의 센서 패드들의 정전용량 측정 순서를 지정하는 순서 지정부; 상기 복수의 센서 패드에 대한 정전용량 값을 상기 정전용량 측정 순서로 측정하는 정전용량 측정부; 및 상기 측정된 정전용량 값을 기초로 터치 검출을 수행하는 터치 검출부를 포함하며, 상기 정전용량 측정 순서는, 동일 열 또는 동일 행에 배치되는 센서 패드에 대해서는 연속해서 정전용량 값이 측정되지 않도록 하는 순서이다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 터치 검출부는, 상기 정전용량 측정 순서에 따라 각각의 센서 패드에 대한 정전용량 값을 저장하는 정전용량 저장부; 및 상기 저장된 정전용량 값을 센서 패드의 배열 위치에 맵핑시켜 최종 결과 값을 출력하는 최종 결과 출력부를 포함할 수 있다.본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 순서 지정부는, 제1 센서 패드와 동일 열 또는 동일 행이 아닌 제2 센서 패드가 선택되도록 상기 정전용량 측정 순서를 지정하되, 상기 제2 센서 패드가 상기 제1 센서 패드와 이웃하지 않은 센서 패드 중에서 선택되도록 상기 정전용량 측정 순서를 지정할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 복수의 센서 패드 각각에는 식별자가 부여되며, 상기 식별자는 상기 복수의 센서 패드 중 동일 열에 배치된 센서 패드를 기준으로 첫 행에서 마지막 행까지 배열된 순서에 따라 순차적으로 또는 역순으로 부여되는 각 채널에 대한 고유 번호일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 순서 지정부는, 상기 복수의 센서 패드를 n개의 그룹으로 분할하여, 상기 분할된 그룹 별로 각 센서 패드에 대한 식별자를 지정하며, 상기 제1센서 패드 및 상기 제2센서 패드는 상기 제1 그룹 내지 제n 그룹의 동일한 식별자를 갖는 센서 패드 중 2개일 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 터치 검출 방법에 의하면, 터치 스크린 패널에 대한 터치 검출을 임의의 순서로 수행함으로써, 순차적인 검출로 인한 노이즈 성분을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 정전식 터치 스크린 패널의 일 예에 관한 분해 평면도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 터치 패널을 포함하는 터치 검출 장치의 분해 평면도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 검출 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 종래의 터치 스크린 패널에서 터치를 검출하는 일 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 스크린 패널에서 터치를 검출하는 일 예를 도시한 도면이다.
도 6 은 본 발명의 다른 실시예에 따라 터치 스크린 패널에서 터치를 검출하는 일 예에 관한 도면이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 검출 방법을 도시한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 검출 방법을 도시한 흐름도이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 그리고 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 시스템을 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 검출 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 검출 장치(100)는 순서 지정부(110), 정전용량 측정부(120) 및 터치 검출부(130)를 포함한다.
순서 지정부(110)는 복수 채널에 대한 정전용량 측정 순서를 지정한다. 각 채널은 센서 패드와 그 센서 패드를 터치 드라이브 집적회로(IC) 또는 순서를 지정하는 순서 지정부(110)와 연결하는 연결 배선을 포함할 수 있고, 이 때, 센서 패드들은 복수의 열과 행으로 이루어진 매트릭스 형태로 서로 고립되어 배열될 수 있다.
구체적으로, 순서 지정부(110)는 동일 열 또는 동일 행의 센서 패드에 대해 연속해서 정전용량 값이 측정되지 않는 순서로 모든 센서 패드의 정전용량 측정 순서를 지정한다. 이 때, 순서 지정부(110)는 복수의 채널에 각각 부여된 채널 식별자를 이용하여 채널들의 터치 검출 순서를 테이블화하고, 테이블화된 터치 검출 순서를 메모리에 저장할 수 있다.
여기서, 채널 식별자는 센서 패드의 행 방향 또는 열 방향에 순서에 따라 순차적으로 할당될 수 있다. 구체적으로, 채널 식별자는 복수의 센서 패드 중 동일 열에 배치된 센서 패드를 기준으로 첫 행에서 마지막 행까지 배열된 순서에 따라 순차적으로 또는 역순으로 부여되는 각 채널에 대한 고유 번호를 포함할 수 있다. 예를 들어, 3x3 매트릭스 형태의 9개의 센서 패드에 대한 채널 식별자는, 좌측에서부터 동일 열에 배치된 센서 패드를 기준으로 배열된 순서에 따라 역순으로 부여될 수 있다. 즉, Ch1이 제1열3행, Ch2이 제1 열 2행, Ch3이 제1 열 1행, Ch4이 제2열 3행과 같이 채널 식별자가 부여될 수 있으며, Ch9이 제3열1행이 될 수 있다.
한편, 복수의 연결 배선은 한 쪽 끝이 각각의 센서 패드와 연결되어 있으며, 다른 쪽 끝은 터치 검출을 분석하는 터치 드라이브 집적회로(IC) 또는 순서를 지정하는 순서 지정부(110)와 연결될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
순서 지정부(110)는 제1채널의 제1 센서 패드와 동일 열 또는 동일 행이 아닌 제2채널의 제2 센서 패드가 선택되도록 임의의 순서를 지정할 수 있으며, 이때 제2채널의 제2센서 패드가 제1채널의 제1센서 패드와 이웃하지 않은 센서 패드 중에서 선택되도록 정전용량 측정 순서를 지정할 수 있다.
또한, 순서 지정부(110)는 복수의 센서 패드를 n개의 그룹으로 분할하여, 분할된 그룹 별로 각 센서 패드에 대한 식별자를 지정할 수 있다. 즉, 제1센서 패드 및 제2 센서 패드는 제1 그룹 내지 제n 그룹의 동일한 식별자를 갖는 센서 패드 중 2개일 수 있다. 이와 관련하여, 도 6을 참조하여 후술하기로 한다.
정전용량 측정부(120)는 복수의 센서 패드에 대해 정전용량 측정 순서에 따라 정전용량 값을 측정한다. 즉, 정전용량 측정부(120)는 순서 지정부(110)에 의해 지정된 순서에 따라 복수의 센서 패드에 대한 정전용량 값을 측정할 수 있다.
예컨대, 정전용량 측정부(120)는 제1채널의 제1센서 패드에 대한 정전용량 값을 측정할 수 있으며, 이후에, 제1센서 패드와 동일 열 또는 동일 행이 아닌 센서 패드 중 선택되는 제2채널의 제2 센서 패드에 대한 정전용량 값을 측정할 수 있다. 이 때, 제2 센서 패드가 속해 있는 제2채널은 순서 지정부(110)에 의해 제1 센서 패드가 속해 있는 제1채널과 이웃하지 않은 채널 중에서 선택될 수 있다. 즉, 제1채널 및 제2 채널은 지정된 임의의 순서에 따라 차례로 선택될 수 있다.
터치 검출부(130)는 측정된 정전용량 값을 기초로 터치 검출을 수행한다.
한편, 터치 검출부(130)는 정전용량 저장부(도시 생략) 및 최종 결과 출력부(도시 생략)를 더 포함할 수 있다.
정전용량 저장부는 정전용량 측정 순서에 따라 각각의 센서 패드에 대한 정전용량 값을 저장할 수 있다. 이 때, 정전용량 저장부는 각 센서 패드에 대한 정전용량 값을 테이블의 형태로 저장할 수 있다. 예를 들어, 정전용량 저장부는 순서 지정부(110)에 의해 지정된 정전용량 측정 순서에 따른 정전용량 값들을 저장할 수 있다.
최종 결과 출력부는 저장된 정전용량 값을 센서 패드의 배열 위치에 맵핑시켜 최종 결과 값을 출력한다. 즉, 최종 결과 출력부는 저장된 정전용량 값을 정전용량 측정 순서로 지정하기 전의 순차적인 순서로 변환하여 최종 결과 값을 출력할 수 있다. 이 때, 최종 결과 출력부는 최종 결과 값을 테이블로 구성하여 출력할 수 있다.
예를 들어, 최종 결과 출력부는 복수의 채널 식별자에 의해 지정된 정전용량 측정 순서로 저장된 정전용량 값을 지정하기 이전에 채널별 순차적인 순서로 변환하여 최종 결과 값을 출력할 수 있다. 이와 관련하여 도 5를 참조하여 후술하기로 한다.
이하에서는 종래 터치 스크린 패널에서의 터치 검출 방법과 본 발명의 실시예에 따른 터치 검출 방법에 있어서의 차이에 대해 설명하기로 한다.
도 4는 종래의 터치 스크린 패널에서의 터치 검출 방법의 일예로서, 특정 채널의 센서 패드에 터치가 발생한 경우, 정전용량 측정 결과를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 터치 스크린 패널은 기판 위에 형성되어 있는 복수의 채널을 포함하며, 각 채널은 센서 패드 및 그 센서 패드에 연결된 연결 배선을 포함한다. 기판은 투명한 소재의 유리 또는 플라스틱 필름 등으로 만들어질 수 있다.
복수의 센서 패드는 사각형 또는 마름모꼴일 수 있으나 이와 다른 형태일 수도 있으며, 균일한 형태의 다각형 형태일 수도 있다. 센서 패드는 인접한 다각형의 매트릭스 형태로 배열될 수 있다.
각 연결 배선은 한 쪽 끝이 센서 패드에 연결되어 있으며 다른 쪽 끝은 터치 검출을 분석하는 터치 드라이브 집적회로(IC)와 연결될 수 있다. 연결 배선의 선폭은 수 마이크로미터 내지 수십 마이크로미터 수준으로 상당히 좁게 형성될 수 있다.
센서 패드와 연결 배선은 ITO(indium-tin-oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), IZO(indium-zinc-oxide), CNT(carbon nanotube), 그래핀(graphene) 등의 투명한 도전성 물질로 이루어질 수 있다.
종래에는, 도 4에 도시되는 바와 같이, 터치 스크린 패널에 포함되는 복수의 센서 패드에 대해 순차적으로 정전용량 값을 측정하였다. 예를 들어, 터치 검출 대상이 되는 채널에 대해 채널 식별자 Ch1, Ch2, Ch3등에 따른 순차적인 순서로 Ch1에서 Ch9에 이르기까지 각 센서 패드에 대한 정전용량 측정을 수행하였다.
즉, 종래의 터치 스크린 패널에 있어서는 순서 테이블(Sequence Table)에 명시된 순서에 따라, 채널 식별자가 Ch1인 센서 패드부터 Ch2, Ch3, Ch4, Ch5, Ch6, Ch7, Ch8, Ch9 순으로 순차적으로 정전용량 측정을 진행하였었다.
도 4의 우측에 도시된 그래프는 Ch3의 센서 패드에 터치 발생이 나타나는 경우, 동일 열에 속하는 Ch1, Ch2, Ch3에 대해 순차적으로 정전용량 측정을 수행한 경우를 나타낸다. 여기서, 그래프 내의 기준값(10)은 해당 열에 속하는 모든 센서 패드에 터치가 발생하지 않는 경우 측정되는 정전용량 레벨을 나타낸다. 또한, 그래프의 가로축(도 2에서의 세로축)에 있어서, 제1 구간(30)은 Ch3에 대한 정전용량 측정 값을 나타내는 구간이고, 제2 구간(40)은 Ch1 및 Ch2에 대한 정전용량 측정 값을 나타내는 구간이다.
그래프를 참조하면, 그래프의 제1 구간(30), 즉, 실제로 터치 발생이 일어난 Ch3에 대해서는 정전용량이 크게 측정된다는 것을 알 수 있다. 그리고, 제2 구간(40), 즉, 터치 발생이 일어난 센서 패드와 동일 열에 속하는 센서 패드에 대한 정전용량 측정 결과는 제1 구간(30)보다 작지만, 터치가 이루어지지 않았을 때의 기준값(10)보다는 전체적으로 상승된다는 점을 알 수 있다.
이는, 터치 발생이 이루어진 센서 패드와 동일한 열에 속하는 각 센서 패드에 연결된 연결 배선에도 터치가 이루어짐에 따라 정전용량이 변화될 수밖에 없는 이유, 터치가 발생됨과 동시에 센서 패드와 이웃하는 센서 패드 간 전위차에 따른 정전용량 발생의 이유 등에 따른 것이다. 이러한 원인들은 인접한 센서 패드, 특히, 연결 배선이 서로 인접하여 배치되는 동일한 열에 속하는 센서 패드들 간의 관계에서 더욱 극명히 발생하여 서로 간의 정전용량에 큰 영향을 주게 된다.
도 4는 센서 패드가 3x3의 해상도인 경우를 예시하였으나, 실제로는 훨씬 높은 해상도를 갖기 때문에, 많은 센서 패드에 대한 터치를 검출하는 과정에서 신호가 훨씬 더 왜곡되거나 손실될 수 있다.
본 발명에서는 이러한 현상을 억제하기 위해 터치 스크린 패널에 대한 터치 검출 시 터치 패드에 대한 정전용량 측정 순서를 임의로 지정한다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 스크린 패널에서 터치를 검출하는 일 예를 도시한 도면이다.
도 5는 터치 스크린 패널의 센서 패드들에 대한 센싱 순서를 임의로 지정하여 터치 검출을 하는 경우를 나타낸다. 또한, 도 5에 도시되는 그래프는 이러한 방법에 의했을 시, 동일한 열에 속하는 센서 패드에 대한 정전용량 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
터치 검출 장치(100)는 도 5에 도시된 순서 테이블(Sequence Table)에 설정된 바와 같이, 복수의 센서 패드에 연결된 각 채널을 임의의 순서로 지정하여, 그 순서에 따라 센서 패드에 대한 정전용량 측정을 수행할 수 있다.
예를 들면, 도 5에 도시되는 바와 같이, 채널 식별자가 Ch3인 센서 패드부터 Ch5, Ch7, Ch2, Ch4, Ch9, Ch1, Ch6, Ch8 순으로 정전용량 값을 측정할 수 있다.
정전용량 측정 후에는 다시 채널 식별자에 따른 순차적인 순서로 변환하여 최종 결과 값을 출력할 수 있다. 즉, 임의의 순서로 Ch3부터 Ch5, Ch7, Ch2, Ch4, Ch9, Ch1, Ch6, Ch8 순으로 지정하여 측정된 정전용량 값을, Ch1, Ch2, Ch3, Ch4, Ch5, Ch6, Ch7, Ch8, Ch9 순서로 다시 정렬하여 최종 결과 값(Output)을 출력할 수 있다.
도 5의 우측에 도시된 그래프는 Ch3에 연결된 센서 패드에 터치 발생이 이루어진 상황에서 Ch3부터 Ch5, Ch7, Ch2, Ch4, Ch9, Ch1, Ch6, Ch8 순으로 각 채널에 대한 정전용량 측정을 수행한 경우, Ch1, Ch2, Ch3에 대한 정전용량 측정 값을 나타낸다. 여기서, 그래프 내의 기준값(10)은 동일한 열에 속하는 모든 센서 패드에 터치 발생이 일어나지 않은 경우 측정되는 정전용량 레벨을 나타낸다. 또한, 그래프의 가로축(도 5에서의 세로축)에 있어서, 제1 구간(30)은 Ch3에 대한 정전용량 측정 값을 나타내는 구간이고, 제2 구간(40)은 Ch1 및 Ch2에 대한 정전용량 측정 값을 나타내는 구간이다. 한편, 점선은 도 2를 참조하여 설명한 정전용량 측정법, 즉, 채널 식별자의 순서에 따라, Ch1에서부터 Ch9까지 순차적으로 정전용량 측정을 수행한 경우의 Ch1, Ch2, Ch3에 대한 정전용량 측정 결과를 나타낸 것이다.
그래프의 제1 구간(30)에서는 실제 터치가 발생한 Ch3에 대한 정전용량 측정 값으로서, 터치 미발생 시보다 큰 정전용량 값이 측정된다. 한편, 실제 터치가 이루어지지 않은 Ch1, Ch2에 대한 정전용량 값은 채널 식별자에 따라 순차적으로 측정하였을 때보다는 기준값(10)에 가깝게 나타남을 알 수 있다.
즉, 이웃하는 센서 패드, 특히, 동일한 열에 속하는 센서 패드에 대해 순차적인 정전용량 측정을 수행하는 경우보다, 특정 센서 패드에 대한 정전용량 측정을 수행한 후, 이웃하지 않은 센서 패드에 대해 정전용량 측정을 수행하는 경우에 터치 발생 지점을 더욱 정확하게 파악할 수 있음을 알 수 있다.
이는, 특정 센서 패드에 터치가 이루어지는 경우, 인접한 센서 패드, 특히, 동일한 열에 속하는 이웃 센서 패드에 영향을 주기 때문이다. 따라서, 본 발명에서는 제1 센서 패드에 대한 정전용량 측정 직후에는 제1 센서 패드와 이웃하지 않은 제2 센서 패드, 바람직하게는 동일한 열에 속하지 않으며, 제1 센서 패드와 가능한 멀리 떨어져 있는 제2 센서 패드에 대한 정전용량을 측정한다. 이에 따라, 제1 센서 패드와 인접한 제3 센서 패드에 대해서는 소정 시간이 지난 후에 정전용량 측정이 이루어질 수 있다. 제3 센서 패드에 대한 정전용량 측정 시에는 제1 센서 패드에의 터치 발생에 의한 영향이 많이 감쇄된 상태가 되기 때문에, 제3 센서 패드에 대한 정전용량 측정에 있어서는 제1 센서 패드에의 터치 발생에 따른 영향이 최소화될 수 있다.
정전용량 측정 순서는 전술한 바와 같이, 특정 센서 패드에 대한 측정 후 이와 동일 열에 속하지 않으면서도 가능한 멀리 떨어져 있는 센서 패드에 대해 측정을 하는 방식이 바람직하지만, 이에 한정되지는 않는다. 즉, 특정 센서 패드에 대한 정전용량 측정 후, 이와 인접하지 않은 센서 패드에 대해 정전용량을 측정함으로써 터치 검출을 수행하기만 한다면 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.
도 6 은 본 발명의 다른 실시예에 따라 터치 스크린 패널에서 터치를 검출하는 일 예에 관한 도면이다.
도 6에 도시되는 바와 같이, 터치 검출 장치(100)는 복수의 센서 패드를 n개의 그룹으로 분할하여, 분할된 그룹 별로 각 센서 패드에 대한 식별자를 지정하며, 제1 그룹 내지 제n 그룹의 동일한 식별자를 각각 차례대로 임의의 순서로 지정할 수 있다.
예를 들면, 센서 패드를 크게 4개의 그룹으로 나누어, 각 그룹 별로 한 센서 패드씩 번갈아 가면서 정전용량 측정을 수행한다면, 인접한 센서 패드로부터의 영향을 최소화할 수 있다.
예를 들어, 도 6에 도시되는 바와 같이, 터치 스크린 패널에서 복수의 열과 행으로 배열된 센서 패드들의 영역을 4등분하여 4개의 그룹으로 분할하고, 각 그룹 별로 동일한 열 및 동일한 행에 위치한 센서 패드에 대한 식별자를 동일하게 지정한 후, 동일한 식별자를 갖는 센서 패드에 대한 정전용량 측정을 순차적으로 진행할 수도 있다.
예를 들어, 4등분된 센서 패드 그룹들을 좌측 상단, 우측 상단, 좌측 하단, 우측 하단의 순서로 제1 그룹 내지 제4 그룹으로 명명하고, 제1그룹 내지 제4그룹의 1행 1열의 센서 패드를 각각 제1센서 패드라고 가정하면, 제1 그룹 내지 제4그룹의 각 제1 센서 패드들은 동일한 식별자를 가질 수 있다.
이 때, 도 6에 도시된 번호와 같이, 제1그룹의 제1센서 패드, 제2그룹의 제1센서 패드, 제3그룹의 제1센서 패드 및 제4그룹의 제1센서 패드에 이르기까지 차례대로 순서가 지정될 수 있고, 그 순서에 따라 정전용량 측정이 수행될 수 있다.
다음으로 제1그룹의 제2센서 패드, 제2그룹의 제2센서 패드, 제3그룹의 제2센서 패드 및 제4그룹의 제2센서 패드의 순서로, 각 센서 패드에 대한 정전용량 측정을 진행할 수 있다.
터치 검출을 위한 센싱 순서를 전술한 바와 같이 설정하여 그 순서에 따라 터치 패드에 대한 정전용량 측정을 진행한다면, 특정 센서 패드의 정전용량 측정에 있어서 인접한 센서 패드에 따른 영향, 즉, 노이즈 영향을 최소화할 수 있다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 검출 방법을 도시한 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 단계 S110에서, 터치 검출 장치(100)는 복수의 열과 행으로 이루어진 매트릭스 형태로 서로 고립되어 배열되는 센서 패드를 포함하는 터치 스크린 패널에서 제1채널의 제1 센서 패드에 대한 정전용량 값을 측정한다. 제1채널의 제1 센서 패드에 대한 정전용량 값을 측정하기 이전에, 복수의 채널에 대한 정전용량 측정 순서를 지정할 수 있다. 이 때, 복수의 채널은 순차적으로 배열될 수 있고, 각 채널은 하나의 센서 패드와 그 센서 패드를 터치 드라이브 집적회로(IC) 또는 순서 지정부(110)를 연결하는 연결 배선을 포함할 수 있다.
구체적으로, 터치 검출 장치(100)는 동일 열 또는 동일 행에 배치되는 센서 패드에 대해서는 연속해서 정전용량 값이 측정되지 않도록 하는 순서로 모든 센서 패드의 정전용량 측정 순서를 지정할 수 있다. 이 때, 터치 검출 장치(100)는 복수의 채널에 각각 부여된 채널 식별자를 이용하여 각 센서 패드에 대한 정전용량 측정 순서를 지정할 수 있다. 채널 식별자는 연결 배선이 각각 연결된 복수의 센서 패드 중 동일 열에 배치된 센서 패드를 기준으로 첫 행에서 마지막 행까지 배열된 순서에 따라 순차적으로 또는 역순으로 부여되는 각 채널에 대한 고유 번호이다.
또한, 제1 센서 패드에 대한 정전용량 값을 측정하기 이전에, 복수의 센서 패드를 n개의 그룹으로 분할하여, 분할된 그룹 별로 각 센서 패드에 대한 채널 식별자를 지정하며, 제1 그룹 내지 제n 그룹의 동일한 채널 식별자를 각각 차례대로 순서를 지정할 수도 있다.
단계 S120에서, 터치 검출 장치(100)는 제1채널의 제1센서 패드와 동일 열 또는 동일 행이 아닌 센서 패드 중 선택되는 제2채널의 제2 센서 패드에 대한 정전용량 값을 측정한다. 즉, 터치 검출 장치(100)는 제2채널의 제2 센서 패드가 제1채널의 제1 센서 패드와 이웃하지 않은 센서 패드 중에서 선택되도록 정전용량 측정 순서를 지정할 수 있다. 이 때, 제1채널 및 제2 채널은 지정된 임의의 순서에 따라 차례로 선택될 수 있다.
단계 S130에서, 터치 검출 장치(100)는 측정된 정전용량 값을 기초로 터치 검출을 수행한다. 또한, 터치 검출 장치(100)는 정전용량 측정 순서에 따라 각각의 센서 패드에 대한 정전용량 값을 저장하고, 저장된 정전용량 값을 정전용량 측정 순서로 지정하기 전의 순차적인 순서로 변환하여 최종 결과 값을 출력할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 검출 방법을 도시한 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 단계 S210에서, 터치 검출 장치(100)는 복수의 열과 행으로 이루어진 매트릭스 형태로 서로 고립되어 배열되는 센서 패드에 대한 정전용량 값을 측정하기 위해 임의로 정전용량 측정 순서를 지정한다. 예를 들어, 터치 검출 장치(100)는 채널 식별자를 임의의 순서로 지정할 수 있다. 다른 예를 들어, 터치 검출 장치(100)는 복수의 센서 패드를 n개의 그룹으로 분할하여, 분할된 그룹 별로 각 그룹 별로 동일한 열 및 동일한 행에 위치한 센서 패드에 대한 식별자를 동일하게 지정하며, 제1 그룹 내지 제n 그룹의 동일한 식별자를 갖는 센서 패드에 대한 정전용량 측정을 순차적으로 진행할 수 있다.
단계 S220에서, 터치 검출 장치(100)는 제1채널의 제1 센서 패드에 대한 정전용량 값을 측정한다. 이 때, 제1채널의 제1 센서 패드는 단계 S210에서 지정된 순서에 따라 설정될 수 있다.
단계 S230에서, 터치 검출 장치(100)는 제1채널의 제1센서 패드와 동일 열 또는 동일 행이 아닌 센서 패드 중 선택되는 제2채널의 제2 센서 패드에 대한 정전용량 값을 측정한다. 즉, 터치 검출 장치(100)는 제2채널의 제2 센서 패드가 제1채널의 제1 센서 패드와 이웃하지 않은 센서 패드 중에서 선택되도록 정전용량 측정 순서를 지정할 수 있다. 이 때, 제1채널 및 제2 채널은 지정된 임의의 순서에 따라 차례로 선택될 수 있다.
단계 S240에서, 터치 검출 장치(100)는 정전용량 측정 순서에 따라 각각의 센서 패드에 대한 정전용량 값을 저장한다. 이 때, 각 센서 패드에 대한 정전용량 값은 테이블 형태로 저장될 수 있다.
단계 S250에서, 터치 검출 장치(100)는 저장된 정전용량 값을 정전용량 측정 순서로 지정하기 전의 순차적인 순서로 변환하여 최종 결과 값을 출력한다. 터치 검출 장치(100)는 측정된 정전용량 값을 기초로 터치 검출을 수행할 수 있다.
전술한 본 개시의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 개시가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 개시의 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 개시의 보호 범위는 상기 상세한 설명보다는 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.

Claims (10)

  1. 복수의 열과 행으로 이루어진 매트릭스 형태로 서로 고립되어 배열되는 복수의 센서 패드들을 포함하는 터치 스크린 패널에서의 터치 검출 방법에 있어서,
    a) 제1 센서 패드에 대한 정전용량 값을 측정하는 단계;
    b) 상기 제1센서 패드와 동일 열 또는 동일 행에 배치되지 않은 센서 패드 중 선택되는 제2 센서 패드에 대한 정전용량 값을 측정하는 단계; 및
    c) 상기 a) 단계 및 b) 단계를 모든 센서 패드 각각에 적용하여 측정된 정전용량 값을 기초로 터치 검출을 수행하는 단계를 포함하는 터치 검출 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 a) 단계 이전에,
    동일 열 또는 동일 행에 배치된 센서 패드에 대해서는 연속해서 정전용량 값이 측정되지 않도록 하는 순서로 모든 센서 패드의 정전용량 측정 순서를 지정하는 단계를 더 포함하는 것인, 터치 검출 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 정전용량 측정 순서를 지정하는 단계는,
    상기 제2 센서 패드가 상기 제1 센서 패드와 이웃하지 않은 센서 패드 중에서 선택되도록 상기 정전용량 측정 순서를 지정하는 것인, 터치 검출 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 모든 센서 패드 각각에는 식별자가 부여되며,
    상기 식별자는 상기 모든 센서 패드 중 동일 열에 배치된 센서 패드를 기준으로 첫 행에서 마지막 행까지 배열된 순서에 따라 순차적으로 또는 역순으로 부여되는 각 채널에 대한 고유 번호인 것인 터치 검출 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 a) 단계 이전에,
    상기 복수의 센서 패드를 n개의 그룹으로 분할하는 단계; 및
    상기 분할된 그룹 별로 각 센서 패드에 대한 식별자를 지정하는 단계를 포함하고,
    상기 제1센서 패드 및 상기 제2센서 패드는 상기 제1 그룹 내지 제n 그룹의 동일한 식별자를 갖는 센서 패드 중 선택되는 2개인 터치 검출 방법.
  6. 복수의 열과 행으로 이루어진 매트릭스 형태로 서로 고립되어 배열되는 복수의 센서 패드들의 정전용량 측정 순서를 지정하는 순서 지정부;
    상기 복수의 센서 패드에 대한 정전용량 값을 상기 정전용량 측정 순서로 측정하는 정전용량 측정부; 및
    상기 측정된 정전용량 값을 기초로 터치 검출을 수행하는 터치 검출부를 포함하며,
    상기 정전용량 측정 순서는,
    동일 열 또는 동일 행에 배치되는 센서 패드에 대해서는 연속해서 정전용량 값이 측정되지 않도록 하는 순서인 터치 검출 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 터치 검출부는,
    상기 정전용량 측정 순서에 따라 각각의 센서 패드에 대한 정전용량 값을 저장하는 정전용량 저장부; 및
    상기 저장된 정전용량 값을 센서 패드의 배열 위치에 맵핑시켜 최종 결과 값을 출력하는 최종 결과 출력부를 포함하는 터치 검출 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 순서 지정부는, 제1 센서 패드와 동일 열 또는 동일 행이 아닌 제2 센서 패드가 선택되도록 상기 정전용량 측정 순서를 지정하되,
    상기 제2 센서 패드가 상기 제1 센서 패드와 이웃하지 않은 센서 패드 중에서 선택되도록 상기 정전용량 측정 순서를 지정하는 것인, 터치 검출 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 센서 패드 각각에는 식별자가 부여되며,
    상기 식별자는 상기 복수의 센서 패드 중 동일 열에 배치된 센서 패드를 기준으로 첫 행에서 마지막 행까지 배열된 순서에 따라 순차적으로 또는 역순으로 부여되는 각 채널에 대한 고유 번호인 것인 터치 검출 장치.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 순서 지정부는, 상기 복수의 센서 패드를 n개의 그룹으로 분할하여, 상기 분할된 그룹 별로 각 센서 패드에 대한 식별자를 지정하며,
    상기 제1센서 패드 및 상기 제2센서 패드는 상기 제1 그룹 내지 제n 그룹의 동일한 식별자를 갖는 센서 패드 중 2개인 것인 터치 검출 장치.
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