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KR101398322B1 - 터치 스크린의 센싱 장치 및 방법 - Google Patents

터치 스크린의 센싱 장치 및 방법 Download PDF

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KR101398322B1
KR101398322B1 KR1020110129032A KR20110129032A KR101398322B1 KR 101398322 B1 KR101398322 B1 KR 101398322B1 KR 1020110129032 A KR1020110129032 A KR 1020110129032A KR 20110129032 A KR20110129032 A KR 20110129032A KR 101398322 B1 KR101398322 B1 KR 101398322B1
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amplifier
signal
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강형원
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 터치 스크린의 센싱 장치 및 방법에 관한 것으로, 그 터치 스크린의 센싱 장치의 Rx 구동회로는 이웃하는 Rx 라인들을 통해 수신되는 신호들을 차동 증폭하는 차동 증폭기; 상기 차동 증폭기의 출력에서 고주파 노이즈를 제거하는 로 패스 필터; 상기 로 패스 필터의 출력을 증폭하는 증폭기; 상기 증폭기로부터 연속으로 공급되는 신호 전압을 누적하는 적분기; 상기 적분기의 출력을 샘플링하는 샘플링 회로; 및 상기 샘플링 회로에 의해 샘플링된 신호 전압을 디지털 데이터로 변환하는 아날로그 디지털 변환기를 포함한다.

Description

터치 스크린의 센싱 장치 및 방법{SENSING DEVICE AND METHOD FOR TOUCH SCREEN}
본 발명은 터치 스크린의 센싱 장치 및 방법에 관한 것이다.
유저 인터페이스(User Interface, UI)는 사람(사용자)과 각종 전기, 전자 기기 등의 통신을 가능하게 하여 사용자가 기기를 쉽게 자신이 원하는 대로 제어할 수 있게 한다. 이러한 유저 인터페이스의 대표적인 예로는 키패드, 키보드, 마우스, 온스크린 디스플레이(On Screen Display, OSD), 적외선 통신 혹은 고주파(RF) 통신 기능을 갖는 원격 제어기(Remote controller) 등이 있다. 유저 인터페이스 기술은 사용자 감성과 조작 편의성을 높이는 방향으로 발전을 거듭하고 있다. 최근, 유저 인터페이스는 터치 UI, 음성 인식 UI, 3D UI 등으로 진화되고 있다.
터치 UI는 휴대용 정보기기에 필수적으로 채택되고 있는 추세에 있으며, 나아가 가전 제품에도 확대 적용되고 있다. 터치 UI를 구현하기 위한 터치 스크린의 일예로서, 터치 뿐 아니라 근접 여부도 센싱하고 멀티 터치(또는 근접) 각각을 인식할 수 있는 상호 용량(mutual capacitance) 방식의 터치 스크린이 각광받고 있다.
터치 스크린을 센싱하는 방법은 센서 노드에 구동 전압을 공급하여 그 센서 노드에 형성된 상호 용량으로부터 전하를 발생시키고 그 상호 용량의 전하 변하량을 전압 변화로 변환한 다음, 터치 전후의 전압 변화량을 기준전압과 비교하거나 카운트하는 등 여러 가지 방법이 알려져 있다. 상호 용량 방식의 터치 스크린에서 센서 노드에 혼입된 노이즈의 영향을 줄이기 위한 방안은 일반적으로 디지털-아날로그 변환기(Digital to analog Converter, DAC)를 이용하여 수신된 센서 노드의 전압에 포함된 직류 옵셋(DC offset)을 제거하는 방법이었다.
터치 스크린에서 싱글 Rx 채널(single Rx channel)을 통해 센서 노드의 전압을 수신하는 경우에 Rx 채널들 간의 기생용량으로 인하여 싱글 Rx 채널을 통해 수신된 센서 노드의 전압이 이웃한 Rx 채널의 전압 변화에 민감하게 변한다. 상호 용량 방식의 터치 스크린에서 Rx 채널을 통해 수신된 신호의 신호 대 잡음비(Signal to noise ratio, SNR)은 표시패널의 구동 신호와 같은 커몬 모드 노이즈(common mode noise)로 인하여 낮아진다. 터치 스크린은 표시패널이나 다른 주변 기기로부터 입력되는 고주파 노이즈에 영향을 받기 쉽다. 터치 스크린의 Tx 채널과 Rx 채널에 인가된 고주파 노이즈는 Rx 채널을 통해 수신된 신호의 신호 대 잡음비(SNR)를 더욱 감소시킨다. 따라서, 종래의 터치 스크린의 센싱 방법은 터치 스크린의 기생용량과 낮은 신호 대 잡음비(SNR)로 인하여 터치 입력을 오인식하거나 터치 위치를 정확하게 인식하기가 어려운 문제가 있다.
본 발명은 터치 스크린의 센서 노드들로부터 수신된 신호의 신호 대 잡음비(SNR)을 높일 수 있는 터치 스크린의 센싱 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린의 센싱 장치는 Tx 라인들, 상기 Tx 라인들과 교차하는 Rx 라인들, 및 상기 Tx 라인들과 상기 Rx 라인들의 교차부에 형성된 센서 노드들을 포함하는 터치 스크린; 상기 Tx 라인들 각각에 구동펄스를 N(N은 2 이상의 양의 정수) 회 공급하는 Tx 구동회로; 및 상기 Rx 라인들을 통해 수신된 상기 센서 노드들의 신호 전압을 샘플링하여 디지털 데이터로 변환하는 Rx 구동회로를 포함한다.
상기 Rx 구동회로는 이웃하는 Rx 라인들을 통해 수신되는 신호들을 차동 증폭하는 차동 증폭기; 상기 차동 증폭기의 출력에서 고주파 노이즈를 제거하는 로 패스 필터; 상기 로 패스 필터의 출력을 증폭하는 증폭기; 상기 증폭기로부터 연속으로 공급되는 신호 전압을 누적하는 적분기; 상기 적분기의 출력을 샘플링하는 샘플링 회로; 및 상기 샘플링 회로에 의해 샘플링된 신호 전압을 디지털 데이터로 변환하는 아날로그 디지털 변환기를 포함한다.
상기 터치 스크린의 센싱 방법은 상기 Tx 라인들 각각에 구동펄스를 N(N은 2 이상의 양의 정수) 회 공급하는 단계; 이웃하는 Rx 라인들을 통해 수신되는 신호들을 차동 증폭하는 단계; 로 패스 필터를 이용하여 상기 차동 증폭기의 출력에서 고주파 노이즈를 제거하는 단계; 상기 로 패스 필터의 출력을 증폭하는 단계; 상기 증폭된 신호들을 연속으로 공급받아 누적하는 단계; 누적된 적분 출력을 샘플링하는 단계; 및 샘플링된 신호 전압을 디지털 데이터로 변환하는 단계를 포함한다.
본 발명은 터치 스크린의 Rx 채널들을 통해 수신된 센서 노드의 신호 전압을 차동 증폭한 후, 고주파 노이즈 제거, 증폭, 적분 과정을 순차적으로 처리하여 Rx 채널을 통해 수신된 신호의 신호 대 잡음비(SNR)를 높여 터치 인식의 정확도를 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린의 센싱 장치를 보여 주는 블록도이다.
도 2 내지 도 4는 터치 스크린과 표시패널의 다양한 실시예들을 보여 주는 도면들이다.
도 5는 도 1에 도시된 Rx 구동회로의 동작을 단계적으로 보여 주는 흐름도이다.
도 6은 도 1에 도시된 Rx 구동회로의 회로 구성을 상세히 보여 주는 블록도이다.
도 7은 도 6에 도시된 Rx 구동회로에서 로 패스 필터, 전치 증폭기, 및 샘플링 회로의 출력을 보여 주는 파형도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 스크린의 센싱 장치를 보여 주는 블록도이다.
도 9a 및 도 9b는 도 8에 도시된 멀티플렉서 어레이의 일부 회로 구성을 보여 주는 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 표시장치는 표시패널(DIS), 디스플레이 구동회로, 디스플레이 타이밍 콘트롤러(20), 터치 스크린(TSP), 터치 스크린 구동회로, 터치 인식 알고리즘 실행부(30) 등을 포함한다.
본 발명의 표시장치는 액정표시소자(Liquid Crystal Display, LCD), 전계방출 표시소자(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Display, OLED), 전기영동 표시소자(Electrophoresis, EPD) 등의 평판 표시소자 기반으로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 평판 표시소자의 일 예로서 표시장치를 액정표시소자 중심으로 설명하지만, 본 발명의 표시장치는 액정표시소자에 한정되지 않는다는 것에 주의하여야 한다.
표시패널(DIS)은 두 장의 기판들 사이에 액정층이 형성된다. 표시패널(DIS)의 하부 기판에는 다수의 데이터라인들(D1~Dm, m은 자연수), 데이터라인들(D1~Dm)과 교차되는 다수의 게이트라인들(G1~Gn, n은 자연수), 데이터라인들(D1~Dm)과 게이트라인들(G1~Gn)의 교차부들에 형성되는 다수의 TFT들(Thin Film Transistor), 액정셀들에 데이터전압을 충전시키기 위한 다수의 화소전극, 화소전극에 접속되어 액정셀의 전압을 유지시키기 위한 스토리지 커패시터(Storage Capacitor) 등을 포함한다.
표시패널(DIS)의 픽셀들은 데이터라인들(D1~Dm)과 게이트라인들(G1~Gn)에 의해 정의된 픽셀 영역에 형성되어 매트릭스 형태로 배치된다. 픽셀들 각각의 액정셀은 화소전극에 인가되는 데이터전압과, 공통전극에 인가되는 공통전압의 전압차에 따라 인가되는 전계에 의해 구동되어 입사광의 투과양을 조절한다. TFT들은 게이트라인(G1~Gn)으로부터의 게이트펄스에 응답하여 턴-온되어 데이터라인(D1~Dm)으로부터의 전압을 액정셀의 화소전극에 공급한다.
표시패널(DIS)의 상부 기판에는 블랙매트릭스, 컬러필터 등을 포함할 수 있다. 표시패널(DIS)의 하부 기판은 COT(Color filter On TFT) 구조로 구현될 수 있다. 이 경우에, 블랙매트릭스와 컬러필터는 표시패널(DIS)의 하부 기판에 형성될 수 있다.
표시패널(DIS)의 상부 기판과 하부 기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정과 접하는 내면에 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 표시패널(DIS)의 상부 기판과 하부 기판 사이에는 액정셀의 셀갭(Cell gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서가 형성된다.
표시패널(DIS)의 배면 아래에는 백라이트 유닛이 배치될 수 있다. 백라이트 유닛은 에지형(edge type) 또는 직하형(Direct type) 백라이트 유닛으로 구현되어 표시패널(DIS)에 빛을 조사한다. 표시패널(DIS)은 TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 모드 등 공지된 어떠한 액정 모드로도 구현될 수 있다.
디스플레이 구동회로는 데이터 구동회로(12), 스캔 구동회로(14) 및 디스플레이 타이밍 콘트롤러(20)를 포함하여 입력 영상의 비디오 데이터전압을 표시패널(DIS)의 픽셀들에 기입한다. 데이터 구동회로(12)는 디스플레이 타이밍 콘트롤러(20)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 아날로그 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 데이터전압을 출력한다. 데이터 구동회로(12)로부터 출력된 데이터전압은 데이터라인들(D1~Dm)에 공급된다. 스캔 구동회로(14)는 데이터전압에 동기되는 게이트펄스(또는 스캔펄스)를 게이트라인들(G1~Gn)에 순차적으로 공급하여 데이터 전압이 기입되는 표시패널(DIS)의 라인을 선택한다.
디스플레이 타이밍 콘트롤러(20)는 외부의 호스트 시스템으로부터 입력되는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 메인 클럭(MCLK) 등의 타이밍신호를 입력받아 데이터 구동회로(12)와 스캔 구동회로(14)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 스캔 타이밍 제어신호와 데이터 타이밍 제어신호를 발생한다. 스캔 타이밍 제어신호는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock), 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable, GOE) 등을 포함한다. 데이터 타이밍 제어신호는 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC), 극성제어신호(Polarity, POL), 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable, SOE) 등을 포함한다.
터치 스크린(TSP)은 도 2와 같이 표시패널(DIS)의 상부 편광판(POL1) 상에 접합되거나, 도 3과 같이 상부 편광판(POL1)과 상부 기판(GLS1) 사이에 형성될 수 있다. 또한, 터치 스크린(TSP)의 센서 노드들은 도 4와 같이 표시패널(DIS) 내에서 픽셀 어레이와 함께 인셀(In-cell) 타입으로 하부기판에 형성될 수 있다. 도 2 내지 도 4에서 "PIX"는 액정셀의 화소전극, "GLS2"는 하부 기판, "POL2"는 하부 편광판을 각각 의미한다.
터치 스크린(TSP)은 도 6과 같이 Tx 라인들(T1~Tj, j는 n 보다 작은 양의 정수), Tx 라인들(T1~Tj)과 교차하는 Rx 라인들(R1~Ri, i는 m 보다 작은 양의 정수), 및 Tx 라인들(T1~Tj)과 Rx 라인들(R1~Ri)의 교차부들에 형성된 i×j 개의 센서 노드들(TSN)을 포함한다. 센서 노드들(TSN) 각각은 상호 용량을 포함한다.
터치 스크린 구동회로는 Tx 라인들(T1~Tj)에 구동펄스를 인가하고 그 구동펄스에 동기하여 센서 노드의 전압을 Rx 라인들(R1~Ri)을 통해 수신한다. 이러한 터치 스크린 구동회로는 Tx 구동회로(32), Rx 구동회로(34), 및 TSP 타이밍 콘트롤러(36)를 포함한다. Tx 구동회로(32), Rx 구동회로(34) 및 TSP 타이밍 콘트롤러(36)는 하나의 ROIC(Read-out IC) 내에 집적될 수 있다.
Tx 구동회로(32)는 TSP 타이밍 콘트롤러(36)로부터 입력된 Tx 셋업신호에 응답하여 구동펄스를 출력할 Tx 채널을 선택하고, 선택된 Tx 채널과 연결된 Tx 라인들(T1~Tj)에 구동펄스를 인가한다. 도 7과 같이 구동펄스는 Rx 채널을 통해 수신된 신호 전압이 적분기에서 누적될 수 있도록 Tx 라인들(T1~Tj) 각각에 N(N은 2 이상의 양의 정수) 회 공급된다.
Rx 라인들(R1~Ri)은 도 6과 같이 차동 증폭기(50)를 통해 Rx 구동회로(34)의 Rx 채널들에 연결된다. 차동 증폭기(50)는 이웃한 Rx 라인들을 통해 입력되는 센서 노드 전압들의 차를 증폭하여 그 차 만큼 전위차를 가지는 정극성 신호와 부극성 신호를 출력한다. 이러한 차동 증폭기(50)는 이웃한 Rx 라인들(R1~Ri)을 통해 입력되는 센서 노드들의 전압의 차를 증폭함으로써 터치 스크린(TSP)의 기생용량으로 인하여 유입되는 노이즈 성분을 줄여 신호 대 잡음비(SNR)를 개선한다. 차동 증폭기(50)는 정극성 출력 단자와 부극성 출력 단자를 통해 수평으로 이웃하는 센서 노드들로부터 얻어진 신호들의 차 전압을 증폭하여 상보적인(Complementary) 정극성 신호와 부극성 신호 전압을 출력하는 풀리 디퍼런셜 앰플리파이어(Fully defferential amplifier)로 구현된다.
Rx 구동회로(34)는 TSP 타이밍 콘트롤러(36)로부터 입력된 Rx 셋업신호에 응답하여 센서 노드 전압을 수신할 Rx 채널을 선택한다. Rx 구동회로(34)는 선택된 Rx 채널과 연결된 Rx 라인들(R1~Ri)을 통해 차동 증폭기(50)에 의해 증폭된 정극성 신호와 부극성 신호를 수신하고, 수신된 신호를 로 패스 필터(Low pass filter, LPF), 전치 증폭기(Pre-amplifier, Pre amp.), 적분기(Integrator)를 통해 신호 대 잡음비를 높인다. 그리고 Rx 구동회로(34)는 적분기의 출력 전압을 샘플링한 후에 디지털 데이터로 변환한다. Rx 구동회로(34)로부터 출력된 디지털 데이터는 터치 로 데이터(Touch Raw Data, Tdata)로서 터치 인식 알고리즘 실행부(30)로 전송된다.
TSP 타이밍 콘트롤러(36)는 Tx 구동회로(32)에서 구동펄스가 출력될 Tx 채널을 설정하기 위한 셋업 신호와, Rx 구동회로(34)에서 센서 노드 전압을 수신할 Rx 채널을 설정하기 위한 셋업 신호를 발생한다. 또한, TSP 타이밍 콘트롤러(36)는 Tx 구동회로(32)와 Rx 구동회로(34)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어신호들을 발생한다.
터치 인식 알고리즘 실행부(30)는 미리 설정된 터치 인식 알고리즘을 분석하여 Rx 구동회로(34)로부터 입력되는 터치 로 데이터(Tdata)를 분석하여 센서 노드 전압에서 터치 전후의 변화량이 소정의 기준값 이상으로 큰 데이터를 터치(또는 근접) 입력으로 판단하고 그 터치(또는 근접) 입력에 대한 좌표를 추정하여 터치 입력 위치의 좌표를 포함한 터치 맵 데이터(HIDxy)를 출력한다. 터치 인식 알고리즘 실행부(30)로부터 출력된 터치 맵 데이터(HIDxy)는 호스트 시스템으로 전송된다. 터치 인식 알고리즘 실행부(30)는 MCU(Micro Controller Unit, MCU)로 구현될 수 있다.
호스트 시스템은 네비게이션 시스템, 셋톱박스, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템, 방송 수신기, 폰 시스템(Phone system) 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 호스트 시스템은 스케일러(scaler)를 내장한 SoC(System on chip)을 포함하여 영상 데이터를 표시패널(DIS)에 표시하기에 적합한 포맷으로 변환한다. 또한, 호스트 시스템은 터치 인식 알고리즘 실행부(30)로부터 입력되는 터치 데이터의 좌표값과 연계된 응용 프로그램을 실행한다.
도 5는 도 1에 도시된 Rx 구동회로(34)의 동작을 단계적으로 보여 주는 흐름도이다. 도 6은 도 1에 도시된 Rx 구동회로(34)의 회로 구성을 상세히 보여 주는 블록도이다. 도 7은 도 6에 도시된 Rx 구동회로(34)에서 로 패스 필터(52), 전치 증폭기(54), 적분기(56) 및 샘플링 회로(58)의 출력을 보여 주는 파형도이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, Rx 구동회로(34)는 로 패스 필터(52), 전치 증폭기(54), 적분기(56), 샘플링 회로(58) 및 아날로그-디지털 변환기(analog to digital converter, ADC)(60)를 포함한다.
로 패스 필터(52), 전치 증폭기(54), 적분기(56) 및 샘플링 회로(58) 각각은 Fully defferential amplifier를 통해 신호를 입출력한다. 도 7에서 실선은 Fully defferential amplifier의 정극성 신호이고, 점선은 Fully defferential amplifier의 부극성 신호이다.
로 패스 필터(52)는 차동 증폭기(50)에 의해 증폭된 정극성 신호와 부극성 신호를 입력 받는다.(S1 및 S2) 로 패스 필터(52)는 차동 증폭기(50)로부터 입력된 정극성 신호와 부극성 신호 각각에서 고주파 노이즈를 제거하여 전치 증폭기(54)로 출력한다. 전치 증폭기(54)는 로 패스 필터(52)로부터 입력된 정극성 신호와 부극성 신호 각각의 크기 차이(또는 진폭)을 샘플링하고 샘플링된 전압을 증폭하여 적분기(56)로 출력한다.(S3) 만약, 로 패스 필터(52) 없이 차동 증폭기(50)의 출력이 그대로 전치 증폭기(54)에 입력된다면, 전치 증폭기(54)에 의해 고주파 노이즈도 증폭되어 신호 대 잡음비(SNR) 개선 효과가 줄어든다. 따라서, 로 패스 필터(52)를 통과한 신호가 전치 증폭기(54)에 입력되어야 Tx 라인에 인가된 고주파 노이즈 없이 신호 성분만 증폭되어 신호 대 잡음비(SNR)가 커진다.
적분기(56)는 전치 증폭기(54)에 의해 증폭되어 연속으로 입력되는 정극성 신호와 부극성 신호를 N 회 누적하여 가산함으로써 신호 전압을 단계적으로 크게 하고, 최종 누적된 전압을 샘플링 회로(58)에 공급한다.(S4) 도 7에서 N = 4 이지만 이에 한정되지 않는다. N이 작으면 신호 전압 증폭 효과가 작지만, 터치 레포트 레이트(Touch Report Rate)는 커진다. 반면에, N이 크면 신호 전압 증폭 효과가 커지지만 터치 레포트 레이트는 작아진다. 터치 레포트 레이트는 초당 전송되는 터치 좌표값들의 개수를 의미한다. 따라서, N은 2 이상의 양의 정수 중에서 신호 전압 증폭 효과와 터치 레포트 레이트를 고려하여 적절히 선택되어야 한다.
샘플링 회로(58)는 적분기(56)로부터 입력된 신호 전압을 샘플링한다.(S5) 아날로그-디지털 변환기(60)는 샘플링 회로(58)에 의해 샘플링된 전압을 디지털 데이터로 변환하여 터치 인식 알고리즘 실행부(30)로 전송될 터치 로 데이터(Tdata)를 발생한다. 도 7에서 "SHA"는 샘플링 회로(58)와 아날로그-디지털 변환기(60)를 포함한 회로를 의미한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 스크린의 센싱 장치를 보여 주는 블록도이다. 도 9a 및 도 9b는 도 8에 도시된 멀티플렉서 어레이의 일부 회로 구성을 보여 주는 도면이다.
도 8을 참조하면, 터치 스크린의 센싱 장치는 Rx 라인들(R1~Ri)과 차동 증폭기(50) 사이에는 멀티플렉서 어레이(Multiplexer array, 70)를 더 포함한다.
멀티플렉서 어레이(70)는 TSP 타이밍 콘트롤러(36)로부터 입력되는 멀티플렉서 제어신호(CM)에 응답하여 Rx 라인들(R1~Ri)을 통해 수신되는 센서 노드 전압들을 시분할하여 Rx 구동회로의 Rx 채널 수를 줄일 수 있다. 예를 들어, 멀티플렉서 어레이(70)는 도 9와 같이 동작할 수 있다. 도 9에서, 멀티플렉서(72)는 제1 프레임기간 동안 제1 및 제2 Rx 라인들(R1, R2)을 통해 수신되는 제1 및 제2 센서 노드 전압들을 제1 차동 증폭기(50)에 입력한 후에, 제2 프레임기간 동안 제2 및 제3 Rx 라인들(R2, R3)을 통해 수신되는 제2 및 제3 센서 노드 전압들을 제1 차동 증폭기(50)에 입력한다. 따라서, 멀티플렉서(72)는 Rx 구동회로(34)의 Rx 채널수를 Rx 라인들의 개수 대비 1/2로 줄일 수 있다.
다른 예로서, Rx 라인들이 44 개인 경우에 멀티플렉서 어레이(72)는 멀티플렉서 제어신호(CM)에 응답하여 44 개의 Rx 라인들을 통해 입력되는 신호들을 11 개씩 4 회로 나누어 시분할하여 차동 증폭기들(50)에 입력한다. 이 경우에 멀티플렉서 어레이(72)는 4 프레임 기간 동안 4 회로 나누어 44 개의 Rx 라인들로부터 입력되는 신호들을 시분할함으로써 Rx 구동회로(34)의 Rx 채널수를 Rx 라인들의 개수 대비 1/4로 감소시킬 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
DIS : 표시패널 TSP : 터치 스크린
12 : 데이터 구동회로 14 : 스캔 구동회로
20 : 디스플레이 타이밍 콘트롤러 30 : 터치 인식 알고리즘 실행부
32 : Tx 구동회로 34 : Rx 구동회로
36 : TSP 타이밍 콘트롤러

Claims (5)

  1. Tx 라인들, 상기 Tx 라인들과 교차하는 Rx 라인들, 및 상기 Tx 라인들과 상기 Rx 라인들의 교차부에 형성된 센서 노드들을 포함하는 터치 스크린;
    상기 Tx 라인들 각각에 구동펄스를 N(N은 2 이상의 양의 정수) 회 공급하는 Tx 구동회로; 및
    상기 Rx 라인들을 통해 수신된 상기 센서 노드들의 신호 전압을 샘플링하여 디지털 데이터로 변환하는 Rx 구동회로를 포함하고,
    상기 Rx 구동회로는,
    이웃하는 Rx 라인들을 통해 수신되는 신호들을 차동 증폭하는 차동 증폭기;
    상기 차동 증폭기의 출력에서 고주파 노이즈를 제거하는 로 패스 필터;
    상기 로 패스 필터의 출력을 증폭하는 증폭기;
    상기 증폭기로부터 연속으로 공급되는 신호 전압을 누적하는 적분기;
    상기 적분기의 출력을 샘플링하는 샘플링 회로; 및
    상기 샘플링 회로에 의해 샘플링된 신호 전압을 디지털 데이터로 변환하는 아날로그 디지털 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린의 센싱 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 차동 증폭기, 상기 로 패스 필터, 상기 증폭기, 및 상기 샘플링 회로 각각은 정극성 신호와 부극성 신호 전압을 입력하고 출력하는 풀리 디퍼런셜 앰플리파이어(Fully defferential amplifier)를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린의 센싱 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 Rx 라인들과 상기 차동 증폭기 사이에 설치되어 상기 Rx 라인들을 통해 수신되는 신호들을 시분할하여 상기 차동 증폭기의 양측 입력단에 공급하는 멀티플렉서를 더 포함하고,
    상기 멀티플렉서는,
    제1 프레임기간에 제1 및 제2 Rx 라인들로부터 수신되는 신호들을 상기 차동 증폭기에 공급한 후에,
    제2 프레임기간에 상기 제2 Rx 라인과 제3 Rx 라인으로부터 수신되는 신호들을 상기 차동 증폭기에 공급하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린의 센싱 장치.
  4. Tx 라인들, 상기 Tx 라인들과 교차하는 Rx 라인들, 및 상기 Tx 라인들과 상기 Rx 라인들의 교차부에 형성된 센서 노드들을 포함하는 터치 스크린의 센싱 방법에 있어서,
    상기 Tx 라인들 각각에 구동펄스를 N(N은 2 이상의 양의 정수) 회 공급하는 단계;
    이웃하는 Rx 라인들을 통해 수신되는 신호들을 차동 증폭하는 단계;
    로 패스 필터를 이용하여 상기 차동 증폭기의 출력에서 고주파 노이즈를 제거하는 단계;
    상기 로 패스 필터의 출력을 증폭하는 단계;
    상기 증폭된 신호들을 연속으로 공급받아 누적하는 단계;
    누적된 적분 출력을 샘플링하는 단계; 및
    샘플링된 신호 전압을 디지털 데이터로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린의 센싱 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    이웃하는 Rx 라인들을 통해 수신되는 신호들을 차동 증폭하는 단계는,
    상기 Rx 라인들과 상기 차동 증폭기 사이에 설치되어 상기 Rx 라인들을 통해 수신되는 신호들을 시분할한 신호를 차동 증폭기에 입력하는 단계를 포함하고,
    제1 프레임기간에 제1 및 제2 Rx 라인들로부터 수신되는 신호들이 상기 차동 증폭기에 입력되고,
    제2 프레임기간에 상기 제2 Rx 라인과 제3 Rx 라인으로부터 수신되는 신호들이 상기 차동 증폭기에 입력되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린의 센싱 방법.
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