KR101764714B1 - Method for compensation of differential offset based on voltage shifting and its apparatus system for touch screen sensing - Google Patents
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Abstract
터치스크린에서 전압 쉬프트를 기반으로 한 차동 오프셋 보상 방법 및 이러한 방법을 사용하는 터치스크린 시스템이 개시된다. 터치 스크린에서 전압 쉬프트를 기반으로 한 차동 오프셋 보상 방법은 오프셋 저장 모드로 동작하는 터치 스크린에서 출력 오프셋 보상 회로가 복수의 RX 라인 각각에 대한 출력 전압 오프셋을 보상하기 위한 복수의 차동 오프셋 전압 각각을 결정하는 단계, 터치 스크린이 입력 신호로 터치 신호를 입력받는 단계와 정상 동작 모드로 동작하는 터치 스크린에서 출력 오프셋 보상 회로가 복수의 RX 라인 중 터치 신호에 대응되는 적어도 하나의 RX 라인에 대한 적어도 하나의 출력 오프셋을 복수의 차동 오프셋 전압 중 적어도 하나의 RX 라인에 대응되는 적어도 하나의 차동 오프셋 전압을 기반으로 보상하는 단계를 포함할 수 있다.A differential offset compensation method based on voltage shift in a touch screen and a touch screen system using such a method are disclosed. A differential offset compensation method based on a voltage shift in a touch screen is characterized in that, in a touch screen operating in an offset storage mode, an output offset compensation circuit determines each of a plurality of differential offset voltages for compensating an output voltage offset for each of a plurality of RX lines A step of receiving a touch signal as an input signal of a touch screen, and a step of, in a touch screen operating in a normal operation mode, an output offset compensating circuit receiving at least one RX line for at least one RX line corresponding to a touch signal among a plurality of RX lines Compensating the output offset based on at least one differential offset voltage corresponding to at least one RX line of the plurality of differential offset voltages.
Description
본 발명은 터치 스크린 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 터치스크린에서 전압 쉬프트를 기반으로 한 차동 오프셋 보상 방법 및 이러한 방법을 사용하는 터치스크린 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a touch screen system, and more particularly, to a differential offset compensation method based on voltage shift in a touch screen and a touch screen system using such a method.
최근 스마트폰의 발달로 인해 터치스크린이 탑재된 제품이 급속도로 증가하고 있다. 스마트폰 뿐만 아니라 노트북과 데스크톱, 올인원PC(personal computer), 광고형 전광판, 대형TV(television), 전자칠판 등에도 터치스크린의 적용이 급증하고 있다. 시장 조사 결과 또한 대형 터치스크린 산업 규모가 계속 증가할 것으로 예측하고 있다. 터치스크린의 구동 방식은 전극의 종류와 형태에 따라 저항막 방식과 정전용량 방식 터치스크린으로 크게 나뉘어 진다. 현재 가장 많이 쓰이는 방식은 정전용량 방식 터치스크린으로써 투명 전극판에 가해진 압력 대신 인체(손가락 등)가 근접하면 변화되는 전극의 정전용량 값의 변화를 검출해서 터치가 된 위치를 계산해 내는 방식이다. 정전용량 방식은 다시 자기 정전용량 방식과 상호 정전용량 방식으로 나누어지며 자기 정전용량 방식은 터치발생시에 각 투명 전극 교차선의 자체 정전용량이 변하게 되며 이를 감지하여 터치 위치를 찾아내는 방식이다. 상호 정전용량 방식은 가로 세로의 두 개의 투명전극 교차선 간의 상호 정전용량의 변화량을 감지하여 여러개의 인체 접촉점의 위치를 동시에 찾아내는 방식으로 현재의 스마트폰 등에 가장 많이 사용되는 방식이다. 터치 센서(touch sensor)는 보통 ITO (Indium Tim Oxide) 필름 또는 Metal mesh 필름으로 구성이 되며 투명막 상에 다양한 형태의 전극 패턴을 형성하고 일부 전극을 통해 입력 파형을 구동하고 각각의 출력 전극을 순차적으로 검사하여 터치 여부를 판단하는 기술이다.Recently, with the development of smart phones, products equipped with touch screens are rapidly increasing. In addition to smartphones, the application of touch screens to notebooks, desktops, all-in-one personal computers, advertising display boards, televisions, and electronic blackboards is also increasing rapidly. Market research also predicts that the size of the large touch screen industry will continue to grow. The driving method of the touch screen is largely divided into the resistance film type and the capacitive type touch screen depending on the type and shape of the electrode. The most commonly used method is a capacitive touch screen, which detects the change in the capacitance value of an electrode when a human body (a finger, etc.) changes instead of the pressure applied to the transparent electrode plate, and calculates the touched position. The capacitance type is divided into the self capacitance type and the mutual capacitance type. In the self capacitance type, the self capacitance of each transparent electrode intersection line is changed when the touch is generated, and the touch position is detected by sensing the capacitance. The mutual capacitance method detects the mutual electrostatic capacitance variation between two transparent electrode intersecting lines of both sides and finds the positions of several human touch points at the same time, and is the most widely used method in current smart phones. A touch sensor is usually made of an ITO (Indium Tin Oxide) film or a metal mesh film. Various types of electrode patterns are formed on a transparent film. An input waveform is driven through some electrodes and each output electrode is sequentially To judge whether or not the touch is made.
본 발명의 일 측면은 터치스크린에서 전압 쉬프트를 기반으로 한 차동 오프셋 보상 방법을 제공한다.One aspect of the present invention provides a differential offset compensation method based on voltage shift in a touch screen.
본 발명의 다른 측면은 터치스크린에서 전압 쉬프트를 기반으로 한 차동 오프셋 보상 방법을 사용하는 터치스크린 시스템을 제공한다.Another aspect of the present invention provides a touch screen system using a differential offset compensation method based on voltage shift in a touch screen.
본 발명의 일 측면에 따른 터치 스크린에서 전압 쉬프트를 기반으로 한 차동 오프셋 보상 방법은 오프셋 저장 모드로 동작하는 상기 터치 스크린에서 출력 오프셋 보상 회로가 복수의 RX(receive) 라인 각각에 대한 출력 전압 오프셋을 보상하기 위한 복수의 차동 오프셋 전압 각각을 결정하는 단계, 상기 터치 스크린이 입력 신호로 터치 신호를 입력받는 단계와 정상 동작 모드로 동작하는 상기 터치 스크린에서 상기 출력 오프셋 보상 회로가 상기 복수의 RX 라인 중 상기 터치 신호에 대응되는 적어도 하나의 RX 라인에 대한 적어도 하나의 출력 오프셋을 상기 복수의 차동 오프셋 전압 중 상기 적어도 하나의 RX 라인에 대응되는 적어도 하나의 차동 오프셋 전압을 기반으로 보상하는 단계를 포함할 수 있다. A method of compensating differential offset based on a voltage shift in a touch screen according to an aspect of the present invention is characterized in that in the touch screen operating in an offset storage mode, an output offset compensation circuit adjusts an output voltage offset for each of a plurality of RX Wherein each of the plurality of RX lines includes a plurality of differential offset voltages, the touch screen receiving input of a touch signal as an input signal, and the touch screen operating in a normal operation mode, Compensating at least one output offset for at least one RX line corresponding to the touch signal based on at least one differential offset voltage corresponding to the at least one RX line of the plurality of differential offset voltages .
한편, 상기 복수의 차동 오프셋 전압 각각을 결정하는 단계는 상기 출력 오프셋 보상 회로가 상기 복수의 RX 라인에 대한 터치가 없는 상태의 복수의 차동 출력 전압 각각을 수신하는 단계, 상기 출력 오프셋 보상 회로가 ADC(analog to digital converter)를 기반으로 상기 복수의 차동 출력 전압 각각을 디지털 값으로 변환하는 단계, 상기 출력 오프셋 보상 회로가 상기 복수의 차동 출력 전압 각각을 상기 복수의 RX 라인 각각에 대한 상기 복수의 차동 오프셋 전압 각각으로 결정하는 단계와 상기 출력 오프셋 보상 회로가 상기 복수의 RX 라인 각각에 대한 상기 복수의 차동 오프셋 전압 각각을 오프셋 메모리에 저장하는 단계를 포함할 수 있다.On the other hand, the step of determining each of the plurality of differential offset voltages comprises the steps of the output offset compensation circuit receiving each of a plurality of differential output voltages in a touched state for the plurality of RX lines, converting each of the plurality of differential output voltages to a digital value based on an analog to digital converter (ADC), the output offset compensation circuit including a plurality of differential output voltages for each of the plurality of RX lines, Offset voltage, and the output offset compensation circuit may store each of the plurality of differential offset voltages for each of the plurality of RX lines in an offset memory.
또한, 상기 적어도 하나의 출력 오프셋을 상기 복수의 차동 오프셋 전압 중 상기 적어도 하나의 RX 라인에 대응되는 상기 적어도 하나의 차동 오프셋 전압을 기반으로 보상하는 단계는 상기 출력 오프셋 보상 회로가 상기 적어도 하나의 RX 라인에 대응되는 상기 적어도 하나의 차동 오프셋 전압을 2개의 전압 쉬프팅 커패시터에 각각 저장하는 단계와 상기 출력 오프셋 보상 회로가 상기 2개의 전압 쉬프팅 커패시터를 기반으로 상기 적어도 하나의 출력 오프셋 각각을 상기 적어도 하나의 차동 오프셋 전압을 각각으로 쉬프팅시켜 상기 출력 오프셋 각각을 보상하는 단계를 포함할 수 있다.Compensating for the at least one output offset based on the at least one differential offset voltage corresponding to the at least one RX line of the plurality of differential offset voltages is characterized in that the output offset compensation circuit comprises: Shifting the at least one differential offset voltage corresponding to the line in each of the two voltage-shifting capacitors, and the output offset compensating circuit is operable to cause each of the at least one output offset based on the two voltage- And compensating for each of the output offsets by shifting the differential offset voltage to each.
또한, 상기 터치 스크린 상에서 상기 입력 신호로 상기 터치 신호가 입력되는 단계는 상기 터치 스크린에서 크로싱 스위치의 RX_PASS가 활성화되어 상기 적어도 하나의 RX 라인의 양의 스파이크 파형이 출력되는 단계, 상기 터치 스크린에서 상기 크로싱 스위치의 RX_CROSS가 활성화되어 상기 적어도 하나의 RX 라인의 음의 스파이크 파형이 출력되는 단계와 상기 양의 스파이크 파형 및 상기 음의 스파이크 파형이 상기 터치 신호로 입력되는 단계를 포함할 수 있다.Also, the step of inputting the touch signal as the input signal on the touch screen may include the steps of: RX_PASS of the crossing switch of the touch screen is activated to output a positive spike waveform of the at least one RX line; RX_CROSS of the crossing switch is activated to output a negative spike waveform of the at least one RX line and inputting the positive spike waveform and the negative spike waveform into the touch signal.
또한, 상기 정상 동작 모드는 리셋 상태와 적분 상태를 반복하여 실행하고, 상기 리셋 상태에서는 초기화 커패시터를 0V로 리셋하고, 오프셋 메모리에서 상기 복수의 RX 라인 중 감지하고자 하는 RX 라인에 대한 차동 오프셋 전압을 전압 쉬프팅 커패시터에 저장하고, 상기 적분 상태에서는 TX(transmit) 라인에 구동 신호가 순차적으로 인가되고, 상기 RX 라인에 대한 출력 오프셋을 포함하는 차동 출력 전압이 출력되는 단계를 포함하고, 상기 차동 출력 전압에서 상기 차동 오프셋 전압에 의해 상기 출력 오프셋이 제거될 수 있다.
또한, 정상 동작 모드에서, 적분기와 출력 오프셋 보상 회로의 동작 순서는 RX_INT_EN를 0으로 설정하고 CAL_TRANS를 1로 설정하는 리셋상태와 RX_INT_EN를 1로 설정하고 CAL_TRANS를 0으로 설정하는 적분상태를 서로 반복하며 실행하는 단계; 리셋 상태에서, 적분기는 CINT를 0V로 리셋시키고, 오프셋 보상 회로는 다음 감지하고자 하는 RX 라인에 해당되는 주소를 이용하여 오프셋 메모리에서 기 저장된 오프셋 값을 읽고 DAC를 이용하여 차동 오프셋 전압으로 변환한 차동 오프셋 전압 값들을 2개의 전압 쉬프팅 커패시터인 CSHIFTER에 각각 저장하여 적분기의 출력 전압을 차동 오프셋 전압만큼 반대로 쉬프팅시키는 단계; 및 적분 상태에서 적분기 및 오프셋 보상회로의 동작단계는, TX 라인에 구동 신호를 순차적으로 인가하고, 적분기를 이용하여 인접한 2개의 RX 라인들의 차동 신호를 적분하여 출력한 후 적분기의 차동 출력 전압에서 차동 전압쉬프팅 커패시터인 CSHIFTER에 저장된 오프셋 값을 쉬프트하여 이상적인 적분기 출력값을 생성한 후 ADC를 이용하여 디지털 값으로 변환하는 단계;를 포함할 수 있다.In the normal operation mode, the reset state and the integration state are repeatedly executed. In the reset state, the reset capacitor is reset to 0 V, and the offset offset voltage for the RX line to be sensed among the plurality of RX lines in the offset memory is set to And a differential output voltage including an output offset to the RX line is output, wherein the differential output voltage is stored in a voltage shifting capacitor, and in the integrated state, a driving signal is sequentially applied to a TX (transmit) The output offset can be eliminated by the differential offset voltage.
Also, in the normal operation mode, the operation sequence of the integrator and the output offset compensation circuit is set to a reset state in which RX_INT_EN is set to 0 and CAL_TRANS is set to 1, an integration state in which RX_INT_EN is set to 1, and CAL_TRANS is set to 0 Executing; In the reset state, the integrator resets C INT to 0 V, and the offset compensation circuit reads the offset value stored in the offset memory using the address corresponding to the next RX line to be sensed and converts the offset value into the differential offset voltage using the DAC Shifting the output voltage of the integrator inversely as much as the differential offset voltage by storing the differential offset voltage values in each of the two voltage shifting capacitors C SHIFTER ; And the step of operating the integrator and the offset compensating circuit in the integrated state sequentially apply driving signals to the TX line and integrate and output the differential signals of two adjacent RX lines using the integrator and then output the differential output voltage of the integrator Shifting the offset value stored in the voltage shifting capacitor C SHIFTER to generate an ideal integrator output value, and converting the offset value to a digital value using the ADC.
본 발명의 다른 측면에 따른 전압 쉬프트를 기반으로 한 차동 오프셋 보상을 수행하는 터치 스크린 시스템은 입력 신호로 터치 신호를 입력받는 입력부와 오프셋 저장 모드로 동작하는 상기 터치 스크린에서 복수의 RX(receive) 라인 각각에 대한 출력 전압 오프셋을 보상하기 위한 복수의 차동 오프셋 전압 각각을 결정하고 정상 동작 모드로 동작하는 상기 터치 스크린에서 상기 복수의 RX 라인 중 상기 터치 신호에 대응되는 적어도 하나의 RX 라인에 대한 적어도 하나의 출력 오프셋을 상기 복수의 차동 오프셋 전압 중 상기 적어도 하나의 RX 라인에 대응되는 적어도 하나의 차동 오프셋 전압을 기반으로 보상하도록 구현되는 출력 오프셋 보상 회로를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a touch screen system for performing differential offset compensation based on voltage shift, including an input unit for receiving a touch signal as an input signal and a plurality of RX (receive) lines For each of a plurality of RX lines corresponding to the touch signal among the plurality of RX lines in the touch screen operating in a normal operation mode and for determining a plurality of differential offset voltages for compensating for an output voltage offset for each of the at least one To compensate the output offset of the plurality of differential offset voltages based on at least one differential offset voltage corresponding to the at least one RX line of the plurality of differential offset voltages.
한편, 출력 오프셋 보상 회로는 상기 복수의 RX 라인에 대한 터치가 없는 상태의 복수의 차동 출력 전압 각각을 수신하고, ADC(analog to digital converter)를 기반으로 상기 복수의 차동 출력 전압 각각을 디지털 값으로 변환하고, 상기 복수의 차동 출력 전압 각각을 상기 복수의 RX 라인 각각에 대한 상기 복수의 차동 오프셋 전압 각각으로 결정하고, 상기 복수의 RX 라인 각각에 대한 상기 복수의 차동 오프셋 전압 각각을 오프셋 메모리에 저장하도록 구현될 수 있다.On the other hand, the output offset compensation circuit receives each of the plurality of differential output voltages in a non-touched state with respect to the plurality of RX lines, and outputs each of the plurality of differential output voltages as a digital value based on an analog to digital converter Determining each of the plurality of differential output voltages as the plurality of differential offset voltages for each of the plurality of RX lines and storing each of the plurality of differential offset voltages for each of the plurality of RX lines in an offset memory . ≪ / RTI >
또한, 상기 출력 오프셋 보상 회로는 상기 적어도 하나의 RX 라인에 대응되는 상기 적어도 하나의 차동 오프셋 전압을 2개의 전압 쉬프팅 커패시터 각각 저장하고, 상기 2개의 전압 쉬프팅 커패시터를 기반으로 상기 적어도 하나의 출력 오프셋 각각을 상기 적어도 하나의 차동 오프셋 전압 각각으로 쉬프팅시켜 상기 출력 오프셋 각각을 보상하도록 구현될 수 있다.The output offset compensation circuit may also store the at least one differential offset voltage corresponding to the at least one RX line, each of the two voltage shifting capacitors, and the at least one output offset based on the two voltage shifting capacitors, To each of the at least one differential offset voltage to compensate for each of the output offsets.
또한, 상기 입력부는 크로싱 스위치의 RX_PASS를 활성화하여 상기 적어도 하나의 RX 라인의 양의 스파이크 파형을 출력하고, 상기 크로싱 스위치의 RX_CROSS를 활성화하여 상기 적어도 하나의 RX 라인의 음의 스파이크 파형이 출력하고, 상기 양의 스파이크 파형 및 상기 음의 스파이크 파형이 상기 터치 신호로 입력하도록 구현될 수 있다.Also, the input activates RX_PASS of the crossing switch to output a positive spike waveform of the at least one RX line, activates RX_CROSS of the crossing switch to output a negative spike waveform of the at least one RX line, The positive spike waveform and the negative spike waveform may be input as the touch signal.
또한, 상기 정상 동작 모드는 리셋 상태와 적분 상태를 반복하여 실행하고, 상기 리셋 상태에서는 초기화 커패시터를 0V로 리셋하고, 오프셋 메모리에서 상기 복수의 RX 라인 중 감지하고자 하는 RX 라인에 대한 차동 오프셋 전압을 전압 쉬프팅 커패시터에 저장하고, 상기 적분 상태에서는 TX(transmit) 라인에 구동 신호를 순차적으로 인가하고, 상기 RX 라인에 대한 출력 오프셋을 포함하는 차동 출력 전압을 출력하는 단계를 포함하고, 상기 차동 출력 전압에서 상기 차동 오프셋 전압에 의해 상기 출력 오프셋을 제거할 수 있다.In the normal operation mode, the reset state and the integration state are repeatedly executed. In the reset state, the reset capacitor is reset to 0 V, and the offset offset voltage for the RX line to be sensed among the plurality of RX lines in the offset memory is set to And outputting a differential output voltage including an output offset to the RX line, wherein the differential output voltage is stored in a voltage-shifting capacitor, and in the integrated state, a driving signal is sequentially applied to a TX (transmit) The output offset can be removed by the differential offset voltage.
본 발명의 실시예에 따른 터치스크린에서 전압 쉬프트를 기반으로 한 차동 오프셋 보상 방법 및 이러한 방법을 사용하는 터치스크린 시스템은 기존의 터치스크린의 감지 회로 및 입출력 회로의 미스매치(mismatch)로 인해 발생되는 오프셋을 제거하고 노이즈 대비 터치 유무에 따른 신호 레벨 차이(signal to noise ratio, SNR)를 증가시키고 터치 검출의 성능을 크게 개선할 수 있다. 따라서, 스마트폰용 터치스크린의 성능에 대한 개선뿐만 아니라 대형 터치스크린의 터치 감지 장치에도 유리하며 멀티 터치 처리에도 강점이 있다.A differential offset compensation method based on voltage shift in a touch screen according to an embodiment of the present invention and a touch screen system using such a method are generated by a mismatch between a sensing circuit of an existing touch screen and an input / It is possible to remove the offset and increase the signal-to-noise ratio (SNR) according to the presence or absence of noise compared to the noise, and to greatly improve the performance of the touch detection. Therefore, not only the improvement of the performance of the touch screen for a smartphone, but also the touch sensing device of a large touch screen are advantageous, and the multi touch process is also advantageous.
도 1은 기존의 터치스크린에서 차동 감지 방법을 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터치스크린에서 전압 쉬프트를 기반으로 한 차동 오프셋 보상 방법을 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 출력 오프셋 보상 회로를 사용하는 터치 감지 회로의 타이밍 다이어그램을 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 출력 오프셋 보상 방법을 기반으로 터치 신호를 감지하는 방법을 나타낸 순서도이다.1 is a conceptual diagram illustrating a differential sensing method in a conventional touch screen.
2 is a conceptual diagram illustrating a differential offset compensation method based on voltage shift in a touch screen according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram illustrating a timing diagram of a touch sensing circuit using an output offset compensation circuit according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method of sensing a touch signal based on an output offset compensation method according to an embodiment of the present invention.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조 부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings, which illustrate, by way of illustration, specific embodiments in which the invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different, but need not be mutually exclusive. For example, certain features, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in connection with an embodiment. It is also to be understood that the position or arrangement of the individual components within each disclosed embodiment may be varied without departing from the spirit and scope of the invention. The following detailed description is, therefore, not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is to be limited only by the appended claims, along with the full scope of equivalents to which such claims are entitled, if properly explained. In the drawings, like reference numerals refer to the same or similar functions throughout the several views.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
도 1은 기존의 터치스크린에서 차동 감지 방법을 나타낸 개념도이다. 1 is a conceptual diagram illustrating a differential sensing method in a conventional touch screen.
도 1에서는 기존의 터치스크린 컨트롤러의 차동 RX 라인(differential receive line)에 대한 감지 방법이 개시된다.1, a sensing method for a differential RX line (differential receive line) of a conventional touch screen controller is disclosed.
차동 감지 방법에서는 터치스크린 패널의 TX 라인(transmit line)(100)을 통해 구형파(사각파)를 가하고 터치스크린 패널의 오른쪽 면의 RX 라인(120)에서 출력 파형을 읽어낸 후 신호를 적분하여 전하량을 전압으로 전환시킬 수 있다.In the differential sensing method, a square wave (square wave) is applied through a TX line (transmit line) 100 of a touch screen panel, an output waveform is read from an
기존 터치스크린 컨트롤러 방식의 문제점은 다음과 같다.The problems of the conventional touch screen controller method are as follows.
터치 상태는 TX 라인(100)에 구형파를 인가한 후 RX 라인(120)의 신호의 파형을 비교하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 두 개의 RX 라인 중 하나의 RX 라인이 터치 상태인 경우, 터치된 RX 라인에서 더 작은 스파이크(spike) 파형이 측정될 수 있다. 반대로 두 개의 RX 라인이 모두 터치 상태 또는 비-터치 상태인 경우, 거의 같은 크기의 스파이크 파형이 두 개의 RX 라인 상에서 측정될 수 있다.The touch state can be determined by applying a square wave to the
터치 유무에 대한 판별을 위해 두 개의 RX 라인 상에서 발생된 스파이크 파형을 차동 적분기(150)에 적용하여 누적된 전압이 출력될 수 있다. 적분기는 작은 전하량을 커패시터(capacitor)에 누적하여 감지가 가능한 레벨의 전압으로 전환할 수 있다. 이때 두 개의 RX 라인이 모두 터치 상태이거나 비-터치 상태인 경우, 적분기 입력 양단에 같은 파형의 신호가 인가된다. 따라서, 2개의 출력단 전압이 서로 상쇄되어 같은 값이 출력될 수 있다.The accumulated voltage may be output by applying the spike waveforms generated on the two RX lines to the
반대로 하나의 RX 라인이 터치 상태인 경우, 서로 다른 스파이크 파형이 양단 입력에 가해지며 서로 다른 스파이크 파형의 값이 적분기에 의해 적분될 수 있다. 이때, 양(positive)의 출력은 일반 전압(common voltage)보다 큰 값으로 적분되어 증가하고, 음(negative)의 출력은 이와 반대로 작은 값으로 적분되어 감소한다. 실제 구현된 회로의 소자의 미스매치로 인해 적분기에는 입력과 출력의 오프셋 전압이 존재할 수 있다. 이러한 오프셋 전압에 의해 차동 적분기의 입력이 서로 같은 경우에도 2개의 출력 단에 서로 상이한 값이 출력되는 문제가 매우 빈번히 발생한다.Conversely, when one RX line is in a touch state, different spike waveforms are applied to both inputs, and the values of the different spike waveforms can be integrated by the integrator. At this time, the positive output is integrated with a value larger than the common voltage, and the negative output is integrated with the smaller value to decrease. Due to the mismatch of the elements of the actual implemented circuit, the integrator may have an offset voltage at the input and output. Even if the input voltages of the differential integrators are equal to each other due to the offset voltage, a problem that a different value is output to two output terminals occurs very frequently.
또한 오프셋 전압은 하나의 입력단 RX 라인만 터치된 경우에도 적분기의 예상 출력 값보다 더 큰 증가 또는 감소폭을 가지게 된다는 문제점도 발생한다. 이와 같이 오프셋 전압으로 인해 적분기 출력단 값의 증가 또는 감소폭이 최고 출력 허용치를 넘게 되는 경우, 터치 상태 판별이 불가능한 결과를 초래하는 문제가 빈빈히 발생하여 터치스크린의 터치 감지 성능이 크게 하락할 수 있다.The offset voltage also has a problem that even when only one input terminal RX line is touched, the offset voltage has an increase or decrease width that is larger than an expected output value of the integrator. When the increase or decrease of the output value of the integrator exceeds the maximum allowable output due to the offset voltage, the touch sensing performance of the touch screen may be greatly deteriorated due to the inconvenient result that the touch state can not be discriminated.
이하 본 발명에서는 이러한 오프셋 전압으로 인한 터치스크린의 터치 감지 성능의 열화를 방지하기 위한 정전용량방식의 터치스크린상에 손가락이 터치된 위치를 검출해 내는 멀티 터치 컨트롤 방법 및 시스템이 개시된다.A multi-touch control method and system for detecting a touched position of a finger on a capacitive touch screen for preventing deterioration of the touch sensing performance of the touch screen due to the offset voltage are disclosed herein.
본 발명의 실시예에 따른 터치스크린에서 전압 쉬프트를 기반으로 한 차동 오프셋 보상 방법 및 이러한 방법을 사용하는 터치스크린에서는 적분기의 오프셋 전압을 제거하여 적분기 출력 값이 허용치를 넘지 않도록 유지하고 잡음 대 신호비(signal to noise ratio, SNR)를 높여서 터치스크린의 터치 유무를 더욱 정확히 구분할 수 있다.In the differential offset compensation method based on the voltage shift in the touch screen according to the embodiment of the present invention and the touch screen using this method, the offset voltage of the integrator is removed to keep the integrator output value not exceeding the allowable value, the signal to noise ratio (SNR) of the touch screen can be more accurately determined.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터치스크린에서 전압 쉬프트를 기반으로 한 차동 오프셋 보상 방법을 나타낸 개념도이다.2 is a conceptual diagram illustrating a differential offset compensation method based on voltage shift in a touch screen according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2에서는 전압 쉬프트를 기반으로 전압 오프셋을 보상해주기 위한 차동 오프셋 보상 회로(또는 출력 오프셋 보정 회로)가 개시된다.In Fig. 2, a differential offset compensation circuit (or an output offset correction circuit) for compensating a voltage offset based on a voltage shift is disclosed.
터치스크린 상의 터치를 감지하기 위한 터치 감지 회로는 크로싱 스위치(crossing switch)(210), 차동 적분기(differential integrator), 전압 쉬프팅을 이용한 출력 오프셋 보상 회로를 포함할 수 있다.The touch sensing circuit for sensing a touch on the touch screen may include a
출력 오프셋 보상 회로는 출력 오프셋 측정 ADC(analog to digital converter)(200), 출력 오프셋 저장 메모리(220), 출력 오프셋 변환 DAC(digital to analog converter)(240), 출력 오프셋 전압 쉬프팅 커패시터(260)를 포함할 수 있다.The output offset compensation circuit includes an output offset measurement analog to digital converter (ADC) 200, an output offset
출력 오프셋 보상 회로는 아래와 같은 방법으로 출력 오프셋을 보상할 수 있다.The output offset compensation circuit can compensate the output offset in the following manner.
터치스크린에서 TX 라인 1개를 선택하고 TX 신호 구동 장치(excitation driver)가 사각 파형의 펄스 신호를 반복적으로 선택된 TX 라인을 통해 공급할 수 있다. 이때 2개씩의 인접한 RX 라인 2개가 동시에 선택되고 감지 회로가 동작될 수 있다. 모든 인접한 RX 라인에 대한 감지가 완료되면 다음 TX 라인 1개를 선택하고 모든 인접한 RX 라인에 대한 감지 절차를 반복할 수 있다. 이와 같은 방식으로 모든 TX 라인들이 선택되면 터치스크린의 1개 프레임 전체에 대한 터치 감지가 완료되고, 다음 프레임의 감지를 위해 위의 과정이 계속 반복될 수 있다.One TX line is selected on the touch screen and a TX signal excitation driver can supply a square wave pulse signal over the repeatedly selected TX line. At this time, two two adjacent RX lines are simultaneously selected and the sensing circuit can be operated. Once detection is completed for all adjacent RX lines, one next TX line can be selected and the detection procedure for all adjacent RX lines can be repeated. When all the TX lines are selected in this manner, the touch detection for one frame of the touch screen is completed, and the above process can be continuously repeated for detecting the next frame.
본 발명의 실시예에 따른 전압 쉬프트를 기반으로 한 차동 오프셋 보상을 위한 터치 감지 회로의 동작은 아래와 같다.The operation of the touch sensing circuit for differential offset compensation based on the voltage shift according to the embodiment of the present invention is as follows.
본 발명의 실시예에 따른 터치 감지 회로의 크로싱 스위치(210)는 터치 스크린에서 선택된 2개의 인접한 RX 라인을 통해 출력되는 센싱 신호를 동시에 입력받을 수 있다. 크로싱 스위치는 RX_PASS 스위치 및 RX_CROSS 스위치를 포함할 수 있고, RX_PASS 스위치 및 RX_CROSS 스위치 각각의 스위칭을 기반으로 적분기로의 입력이 결정될 수 있다.The
구체적으로 크로싱 스위치(210)의 RX_PASS 스위치가 활성화되는 경우, 터치스크린의 짝수번째의 RX 라인 신호는 적분기의 양(positive)의 입력으로 연결되고 홀수번째 RX 라인 신호는 적분기의 음(negative)의 입력으로 연결될 수 있다.Specifically, when the RX_PASS switch of the
반대로, 크로싱 스위치(210)의 RX_CROSS 스위치가 활성화되면, 짝수번째 RX 라인의 신호는 적분기의 음의 입력, 홀수번째 RX 라인의 신호는 양의 입력으로 연결될 수 있다. 이러한 방식을 통해 각 RX 라인들의 양의 스파이크(positive spike), 음의 스파이크(negative spike) 파형을 모두 적분하여 터치 유무 판별이 더욱 빠르게 실행될 수 있다. Conversely, when the RX_CROSS switch of the
따라서, 터치 유무 판별을 위하여 두 가지 스파이크 파형에 동기를 맞추어서 크로싱 스위치가 제어될 수 있다. 즉 RX 라인들의 양의 스파이크 파형의 출력을 위해 크로싱 스위치(210)의 RX_PASS가 활성화되고 RX 라인들의 음의 스파이크 파형의 출력을 위해 RX_CROSS가 활성화될 수 있다.Therefore, the crossing switch can be controlled by synchronizing the two spike waveforms for the presence / absence of touch. RX_PASS of the
또한, 본 발명의 실시예에 따른 터치 감지 회로의 차동 적분기의 동작은 아래와 같다. The operation of the differential integrator of the touch sensing circuit according to the embodiment of the present invention is as follows.
차동 적분기의 양의 입력단과 음의 입력단에 2개의 스파이크 파형이 가해지면, 차동 적분기는 2개 입력의 차이를 적분하여 2개의 피드백(feedback) 커패시터인 CINT 2개에 적분된 값을 저장할 수 있다. 미리 지정된 적분 횟수만큼 입력 파형이 공급되고 모든 입력 파형에 대해 적분이 완료되면 CINT에 저장된 2개의 값이 차동 출력 전압으로 다음 단에 전달될 수 있다. 이 때 선택된 2개의 RX 라인이 모두 같은 상태(모두 터치됨 또는 모두 터치 안됨)인 경우는 차동 입력으로 0V가 예상되고 적분 완료 후 차동 출력 또한 0V 가 예상될 수 있다. 반대로, 만약 하나의 RX 라인이 터치 상태인 경우, 차동 입력의 전압 차이가 발생하고 적분이 되어서 차동 출력이 양의 전압 또는 음의 전압을 가질 수 있다. 이때 차동 출력이 양인 경우, 짝수 번째 RX 라인(음의 입력 쪽)이 터치 상태이고, 차동 출력이 음인 경우, 홀수 번째 RX 라인(양의 입력 쪽)이 터치 상태로 판별될 수 있다.When two spike waveforms are applied to the positive input and the negative input of the differential integrator, the differential integrator can integrate the difference between the two inputs and store the integrated value in the two feedback capacitors, C INT . When the input waveform is supplied for a predetermined number of integrations and integration for all input waveforms is completed, the two values stored in C INT can be transferred to the next stage as the differential output voltage. If the two selected RX lines are all in the same state (all touched or not touched), 0V is expected as the differential input, and the differential output after integration is also expected to be 0V. Conversely, if one RX line is in the touch state, the voltage difference of the differential input occurs and can be integral so that the differential output can have a positive or negative voltage. At this time, when the differential output is positive, the odd-numbered RX line (positive input side) can be discriminated as the touch state when the even-numbered RX line (negative input side) is in the touch state and the differential output is negative.
그러나 반도체로 구현된 회로에서 입력단 또는 적분기나 출력단의 미스 매치로 의해 적분기 출력에 출력 오프셋이 흔히 발생하게 되며 발생된 출력 오프셋은 차동 출력 전압에 오차를 발생시킬 수 있다. 입력 파형이 같은 상태인 경우, 오차에 의해 높은 차동 출력 전압이 발생할 수 있고, 또한 큰 출력 오프셋은 차동 출력의 음수 양수를 반대로 만드는 오류도 발생시킬 수 있다. 따라서, 이러한 출력 오프셋은 출력 오프셋 보상 회로에 의해 보정될 수 있다.However, in a circuit implemented in a semiconductor, an output offset is often generated at the integrator output by mismatching the input stage, the integrator, or the output stage, and the generated output offset may cause an error in the differential output voltage. If the input waveforms are in the same state, a high differential output voltage can be generated due to the error, and a large output offset can also cause an error that reverses the negative positive number of the differential output. Thus, this output offset can be corrected by the output offset compensation circuit.
출력 오프셋을 보상하기 위한 터치 감지 회로의 출력 오프셋 보상 회로의 동작은 아래와 같다. 출력 오프셋의 보상을 위해 간헐적으로 터치스크린 감지 회로를 오프셋 저장 모드로 설정하고 출력 오프셋에 대한 측정 및 저장을 할 수 있다. 오프셋 저장 모드에서는 모든 TX 라인을 구동하지 않으며 모든 RX 라인들은 터치가 되지 않은 상태로 출력될 수 있다. 터치스크린에 포함되는 복수의 RX 라인 각각에 대한 출력 오프셋 값이 측정될 수 있다.The operation of the output offset compensation circuit of the touch sensing circuit for compensating the output offset is as follows. To compensate for the output offset, the touch screen sensing circuit can be set to the offset storage mode intermittently, and measurement and storage of the output offset can be performed. In the offset storage mode, all TX lines are not driven and all RX lines can be output without being touched. An output offset value for each of a plurality of RX lines included in the touch screen can be measured.
하나의 RX 라인에 대한 적분기의 차동 출력 전압이 ADC(analog to digital converter)(200)에 가해지고 ADC(200)는 차동 출력 전압을 디지털 값으로 변환할 수 있다. 출력 오프셋이 없는 이상적인 경우는 차동 출력이 0V 일 수 있다. 출력 오프셋이 존재하는 경우, 출력 오프셋 값이 디지털 값으로 변환될 수 있다. 디지털 값으로 변환된 출력 오프셋 값은 오프셋 메모리(220) 중 현재 감지 중인 RX 라인에 대응되어 현재 감지 중인 RX 라인에 해당되는 오프셋 메모리(220)의 주소에 저장될 수 있다.The differential output voltage of the integrator for one RX line is applied to an analog to digital converter (ADC) 200 and the
모든 RX 라인들에 대한 출력 오프셋의 측정 및 저장이 완료되면 오프셋 저장 모드가 종료되고 터치스크린 터치 회로는 정상 동작 모드로 설정이 전환될 수 있다.When measurement and storage of the output offset for all RX lines is complete, the offset storage mode is terminated and the touch screen touch circuit can be set to the normal operation mode.
정상 동작 모드에서는 적분기와 출력 오프셋 보상 회로는 리셋 상태(RX_INT_EN=0, CAL_TRANS=1)와 적분 상태 (RX_INT_EN=1, CAL_TRANS=0)를 서로 반복하며 실행할 수 있다.In normal operating mode, the integrator and the output offset compensation circuit can be executed by repeating the reset state (RX_INT_EN = 0, CAL_TRANS = 1) and the integral state (RX_INT_EN = 1, CAL_TRANS = 0).
리셋 상태에서는 적분기는 CINT를 0V로 리셋시키고, 오프셋 보상 회로는 다음 감지하고자 하는 RX 라인에 해당되는 주소를 이용하여 오프셋 메모리(220)에서 기 저장된 오프셋 값을 읽고 DAC(240)를 이용하여 차동 오프셋 전압으로 변환할 수 있다. 이때 차동 오프셋 전압 값들은 2개의 전압 쉬프팅 커패시터인 CSHIFTER(260)에 각각 저장되어 적분기의 출력 전압을 차동 오프셋 전압만큼 반대로 쉬프팅시켜 출력 전압에 존재하는 출력 오프셋의 영향을 없앨 수 있다.In the reset state, the integrator resets C INT to 0 V, and the offset compensation circuit reads the offset value stored in the offset
적분 상태에서는 TX 라인에 구동 신호가 순차적으로 인가될 수 있다. 적분기는 인접 RX 라인들의 차동 신호를 적분하여 출력할 수 있다. 적분 완료 후 적분기의 차동 출력 전압은 오프셋이 없는 이상적인 적분기와 이상적인 입출력 회로와 같은 값을 가질 수 있다.In the integrated state, a driving signal can be sequentially applied to the TX line. The integrator can integrate and output the differential signal of the adjacent RX lines. After the completion of the integration, the integrator differential output voltage can have the same values as the ideal integrator and the ideal input / output circuit without offset.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 출력 오프셋 보상 회로를 사용하는 터치 감지 회로의 타이밍 다이어그램을 나타낸 개념도이다.3 is a conceptual diagram illustrating a timing diagram of a touch sensing circuit using an output offset compensation circuit according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, TX 입력 신호(TX input signal)(300)는TX 라인에 인가하는 구형파 신호를 나타낸다. Referring to FIG. 3, a
TX 출력 신호(TX output signal)(310)는 RX 라인에서 출력되는 양의 스파이크 신호, 음의 스파이크 신호를 나타낸다,
RX_PASS 신호(320), RX_CROSS 신호(330)는 크로싱 스위치의 RX_PASS 스위치, RX_CROSS 스위치의 스위칭 동작을 컨트롤하기 위한 신호이다.The RX_PASS signal 320 and the
SAMPLE 신호(340)는 ADC에서 출력되는 디지털로 변환된 오프셋 값을 저장하기 위한 신호이다.The
AMP_RST 신호(350)는 차동 적분기의 피드백 커패시터를 방전시키기 위한 신호이다. The
CAL_TRANS 신호(360) 및 RX_INT_EN 신호(370)는 서로 중첩되지 않는Non-overlapping 신호이며, CAL_TRANS 신호(360)가 활성화된 경우, 커패시터에 DAC에 의해 아날로그 값으로 변환된 차동 오프셋 전압이 설정될 수 있다. RX_INT_EN신호(370)는 차동 적분기를 동작시키기 위한 구동 신호이고, RX_INT_EN 신호(370)에 의해 출력되는 차동 적분기의 출력 전압을 차동 오프셋 전압만큼 반대로 쉬프팅시켜 출력 전압에 존재하는 출력 오프셋의 영향을 없앨 수 있다.The
따라서 본 발명의 오프셋 보상 회로를 적용하면 적분기 및 입출력 회로의 오프셋을 정확히 제거할 수 있어서 RX 라인의 터치 유무가 정확한 적분기 차동 출력 값으로 측정되어 오류 없이 고성능의 터치 감지 성능이 발휘될 수 있다.Therefore, when the offset compensation circuit of the present invention is applied, the offset of the integrator and the input / output circuit can be precisely removed, and the presence or absence of the touch on the RX line can be measured as an accurate integrator differential output value.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 출력 오프셋 보상 방법을 기반으로 터치 신호를 감지하는 방법을 나타낸 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a method of sensing a touch signal based on an output offset compensation method according to an embodiment of the present invention.
도 4에서는 출력 오프셋의 값을 측정하고, 츨력 오프셋 값이 임계 크기 이상이 되는 경우, 오프셋 보상 회로를 통해 오프셋 보상 동작을 통해 터치 신호를 감지하는 방법이 개시된다.4, a method of measuring a value of an output offset and detecting a touch signal through an offset compensation operation through an offset compensation circuit when the output offset value becomes equal to or larger than a threshold value is disclosed.
도 4를 참조하면, 오프셋 저장 모드로 동작하는 터치 스크린에서 출력 오프셋 보상 회로가 복수의 RX(receive) 라인 각각에 대한 출력 전압 오프셋을 보상하기 위한 복수의 차동 오프셋 전압 각각을 결정할 수 있다(단계 S400).4, in a touch screen operating in an offset storage mode, an output offset compensation circuit may determine each of a plurality of differential offset voltages for compensating for an output voltage offset for each of a plurality of RX (receive) lines ).
복수의 차동 오프셋 전압 각각을 결정하기 위해 출력 오프셋 보상 회로가 복수의 RX 라인에 대한 터치가 없는 상태의 복수의 차동 출력 전압 각각을 수신할 수 있다. 이후, 출력 오프셋 보상 회로는 ADC(analog to digital converter)를 기반으로 상기 복수의 차동 출력 전압 각각을 디지털 값으로 변환할 수 있다. 또한, 출력 오프셋 보상 회로가 복수의 차동 출력 전압 각각을 복수의 RX 라인 각각에 대한 복수의 차동 오프셋 전압 각각으로 결정할 수 있다. 출력 오프셋 보상 회로는 복수의 RX 라인 각각에 대한 복수의 차동 오프셋 전압 각각을 오프셋 메모리에 저장할 수 있다.To determine each of the plurality of differential offset voltages, an output offset compensation circuit may receive each of the plurality of differential output voltages in a non-touched state for a plurality of RX lines. The output offset compensation circuit may then convert each of the plurality of differential output voltages to a digital value based on an analog to digital converter (ADC). The output offset compensation circuit may also determine each of the plurality of differential output voltages as a plurality of differential offset voltages for each of the plurality of RX lines. The output offset compensation circuit may store each of the plurality of differential offset voltages for each of the plurality of RX lines in an offset memory.
터치 스크린이 입력 신호로 터치 신호를 입력받을 수 있다(단계 S410).The touch screen can receive a touch signal as an input signal (step S410).
오프셋 저장 모드에서 출력 전압 오프셋을 보상하기 위한 차동 오프셋 전압이 결정된 후, 터치 스크린을 통해 사용자의 입력 신호를 입력받을 수 있다.After the differential offset voltage for compensating the output voltage offset is determined in the offset storage mode, the input signal of the user can be inputted through the touch screen.
구체적으로 터치 스크린 상에서 입력 신호로 터치 신호가 입력되는 단계는 터치 스크린에서 크로싱 스위치의 RX_PASS가 활성화되어 적어도 하나의 RX 라인의 양의 스파이크 파형이 출력되는 단계와 터치 스크린에서 크로싱 스위치의 RX_CROSS가 활성화되어 적어도 하나의 RX 라인의 음의 스파이크 파형이 출력되는 단계와 양의 스파이크 파형 및 음의 스파이크 파형이 터치 신호로 입력되는 단계를 포함할 수 있다. Specifically, when a touch signal is input as an input signal on a touch screen, RX_PASS of the crossing switch of the touch screen is activated to output a positive spike waveform of at least one RX line, and RX_CROSS of the crossing switch of the touch screen is activated A step of outputting a negative spike waveform of at least one RX line and a step of inputting a positive spike waveform and a negative spike waveform as a touch signal.
정상 동작 모드로 동작하는 터치 스크린에서 출력 오프셋 보상 회로가 복수의 RX 라인 중 터치 신호에 대응되는 적어도 하나의 RX 라인에 대한 적어도 하나의 출력 오프셋을 복수의 차동 오프셋 전압 중 적어도 하나의 RX 라인에 대응되는 적어도 하나의 차동 오프셋 전압을 기반으로 보상할 수 있다(단계 S420).The output offset compensation circuit in the touch screen operating in the normal operation mode is adapted to output at least one output offset for at least one RX line corresponding to the touch signal among the plurality of RX lines to at least one RX line of the plurality of differential offset voltages (Step < RTI ID = 0.0 > S420). ≪ / RTI >
구체적으로 출력 오프셋 보상 회로가 적어도 하나의 RX 라인에 대응되는 적어도 하나의 차동 오프셋 전압을 2개의 전압 쉬프팅 커패시터 각각 저장할 수 있다. 출력 오프셋 보상 회로는 2개의 전압 쉬프팅 커패시터를 기반으로 적어도 하나의 출력 오프셋 각각을 적어도 하나의 차동 오프셋 전압 각각으로 쉬프팅시켜 상기 출력 오프셋 각각을 보상할 수 있다.Specifically, the output offset compensation circuit may store at least one differential offset voltage corresponding to at least one RX line, each of the two voltage-shifting capacitors. The output offset compensation circuit may compensate each of the output offsets by shifting each of the at least one output offset based on the two voltage shifting capacitors to each of the at least one differential offset voltage.
이와 같은 터치스크린에서 전압 쉬프트를 기반으로 한 차동 오프셋 보상 방법은 애플리케이션으로 구현되거나 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.Such differential offset compensation based on voltage shifts in a touch screen may be implemented in an application or implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer components and recorded on a computer readable recording medium. The computer-readable recording medium may include program commands, data files, data structures, and the like, alone or in combination.
상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거니와 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.The program instructions recorded on the computer-readable recording medium may be ones that are specially designed and configured for the present invention and are known and available to those skilled in the art of computer software.
컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD 와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, magneto-optical media such as floptical disks, media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like.
프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.Examples of program instructions include machine language code such as those generated by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device may be configured to operate as one or more software modules for performing the processing according to the present invention, and vice versa.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It will be possible.
Claims (10)
오프셋 저장 모드로 동작하는 상기 터치 스크린에서 출력 오프셋 보상 회로가 복수의 RX(receive) 라인 각각에 대한 출력 전압 오프셋을 보상하기 위한 복수의 차동 오프셋 전압 각각을 결정하는 단계;
상기 터치 스크린이 입력 신호로 터치 신호를 입력받는 단계; 및
정상 동작 모드로 동작하는 상기 터치 스크린에서 상기 출력 오프셋 보상 회로가 상기 복수의 RX 라인 중 상기 터치 신호에 대응되는 적어도 하나의 RX 라인에 대한 적어도 하나의 출력 오프셋을 상기 복수의 차동 오프셋 전압 중 상기 적어도 하나의 RX 라인에 대응되는 적어도 하나의 차동 오프셋 전압을 기반으로 보상하는 단계;를 포함하며,
상기 적어도 하나의 출력 오프셋을 상기 복수의 차동 오프셋 전압 중 상기 적어도 하나의 RX 라인에 대응되는 상기 적어도 하나의 차동 오프셋 전압을 기반으로 보상하는 단계는,
상기 출력 오프셋 보상 회로가 상기 적어도 하나의 RX 라인에 대응되는 상기 적어도 하나의 차동 오프셋 전압을 2개의 전압 쉬프팅 커패시터에 각각 저장하는 단계; 및
상기 출력 오프셋 보상 회로가 상기 2개의 전압 쉬프팅 커패시터를 기반으로 상기 적어도 하나의 출력 오프셋 각각을 상기 적어도 하나의 차동 오프셋 전압 각각으로 쉬프팅시켜 상기 출력 오프셋 각각을 보상하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.A differential offset compensation method based on voltage shift in a touch screen,
Determining, in the touch screen operating in an offset storage mode, an output offset compensation circuit, each of the plurality of differential offset voltages for compensating an output voltage offset for each of a plurality of receive lines;
Receiving a touch signal as an input signal from the touch screen; And
In the touch screen operating in the normal operation mode, the output offset compensation circuit outputs at least one output offset for at least one RX line corresponding to the touch signal among the plurality of RX lines to the at least one of the plurality of differential offset voltages Compensating based on at least one differential offset voltage corresponding to one RX line,
Compensating the at least one output offset based on the at least one differential offset voltage corresponding to the at least one RX line of the plurality of differential offset voltages,
The output offset compensation circuitry storing the at least one differential offset voltage corresponding to the at least one RX line in each of the two voltage shifting capacitors; And
And shifting each of the at least one output offset to each of the at least one differential offset voltage based on the two voltage-shifting capacitors to compensate each of the output offsets by the output offset compensation circuit Way.
상기 복수의 차동 오프셋 전압 각각을 결정하는 단계는,
상기 출력 오프셋 보상 회로가 상기 복수의 RX 라인에 대한 터치가 없는 상태의 복수의 차동 출력 전압 각각을 수신하는 단계;
상기 출력 오프셋 보상 회로가 ADC(analog to digital converter)를 기반으로 상기 복수의 차동 출력 전압 각각을 디지털 값으로 변환하는 단계;
상기 출력 오프셋 보상 회로가 상기 복수의 차동 출력 전압 각각을 상기 복수의 RX 라인 각각에 대한 상기 복수의 차동 오프셋 전압 각각으로 결정하는 단계; 및
상기 출력 오프셋 보상 회로가 상기 복수의 RX 라인 각각에 대한 상기 복수의 차동 오프셋 전압 각각을 오프셋 메모리에 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 1,
Wherein determining each of the plurality of differential offset voltages comprises:
The output offset compensation circuit receiving each of the plurality of differential output voltages in a non-touch state for the plurality of RX lines;
Converting each of the plurality of differential output voltages into a digital value based on an analog to digital converter (ADC);
The output offset compensation circuitry determining each of the plurality of differential output voltages as each of the plurality of differential offset voltages for each of the plurality of RX lines; And
Wherein the output offset compensation circuit includes storing each of the plurality of differential offset voltages for each of the plurality of RX lines in an offset memory.
정상 동작 모드에서, 적분기와 출력 오프셋 보상 회로의 동작 순서는 RX_INT_EN를 0으로 설정하고 CAL_TRANS를 1로 설정하는 리셋상태와 RX_INT_EN를 1로 설정하고 CAL_TRANS를 0으로 설정하는 적분상태를 서로 반복하며 실행하는 단계;
리셋 상태에서, 적분기는 CINT를 0V로 리셋시키고, 오프셋 보상 회로는 다음 감지하고자 하는 RX 라인에 해당되는 주소를 이용하여 오프셋 메모리에서 기 저장된 오프셋 값을 읽고 DAC를 이용하여 차동 오프셋 전압으로 변환한 차동 오프셋 전압 값들을 2개의 전압 쉬프팅 커패시터인 CSHIFTER에 각각 저장하여 적분기의 출력 전압을 차동 오프셋 전압만큼 반대로 쉬프팅시키는 단계; 및
적분 상태에서 적분기 및 오프셋 보상회로의 동작단계는, TX 라인에 구동 신호를 순차적으로 인가하고, 적분기를 이용하여 인접한 2개의 RX 라인들의 차동 신호를 적분하여 출력한 후 적분기의 차동 출력 전압에서 차동 전압쉬프팅 커패시터인 CSHIFTER에 저장된 오프셋 값을 쉬프트하여 이상적인 적분기 출력값을 생성한 후 ADC를 이용하여 디지털 값으로 변환하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 1,
In the normal operation mode, the operation sequence of the integrator and the output offset compensation circuit is such that the reset state in which RX_INT_EN is set to 0 and CAL_TRANS is set to 1, and the integration state in which RX_INT_EN is set to 1 and CAL_TRANS is set to 0 are repeated step;
In the reset state, the integrator resets C INT to 0 V, and the offset compensation circuit reads the offset value stored in the offset memory using the address corresponding to the next RX line to be sensed and converts the offset value into the differential offset voltage using the DAC Shifting the output voltage of the integrator inversely as much as the differential offset voltage by storing the differential offset voltage values in each of the two voltage shifting capacitors C SHIFTER ; And
The operation step of the integrator and the offset compensating circuit in the integrated state sequentially applies the driving signal to the TX line and integrates and outputs the differential signals of two adjacent RX lines using the integrator and then outputs the differential voltage Shifting the offset value stored in the shifting capacitor C SHIFTER to produce an ideal integrator output value, and then converting the offset value to a digital value using the ADC.
상기 터치 스크린 상에서 상기 입력 신호로 상기 터치 신호가 입력되는 단계는,
상기 터치 스크린에서 크로싱 스위치의 RX_PASS가 활성화되어 상기 적어도 하나의 RX 라인의 양의 스파이크 파형이 출력되는 단계;
상기 터치 스크린에서 상기 크로싱 스위치의 RX_CROSS가 활성화되어 상기 적어도 하나의 RX 라인의 음의 스파이크 파형이 출력되는 단계; 및
상기 양의 스파이크 파형 및 상기 음의 스파이크 파형이 상기 터치 신호로 입력되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 1,
Wherein the step of inputting the touch signal as the input signal on the touch screen comprises:
Wherein RX_PASS of the crossing switch in the touch screen is activated to output a positive spike waveform of the at least one RX line;
Wherein RX_CROSS of the crossing switch is activated on the touch screen to output a negative spike waveform of the at least one RX line; And
Wherein the positive spike waveform and the negative spike waveform are input as the touch signal.
상기 정상 동작 모드는 리셋 상태와 적분 상태를 반복하여 실행하고,
상기 리셋 상태에서는 초기화 커패시터를 0V로 리셋하고, 오프셋 메모리에서 상기 복수의 RX 라인 중 감지하고자 하는 RX 라인에 대한 차동 오프셋 전압이 전압을 쉬프팅 커패시터에 저장하고,
상기 적분 상태에서는 TX(transmit) 라인에 구동 신호가 순차적으로 인가되고, 상기 RX 라인에 대한 출력 오프셋을 포함하는 차동 출력 전압이 출력되는 단계를 포함하고,
상기 차동 출력 전압에서 상기 차동 오프셋 전압에 의해 상기 출력 오프셋이 제거되는 것을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 1,
Wherein the normal operation mode repeatedly executes the reset state and the integral state,
Resetting the initializing capacitor to 0 V in the reset state, storing a differential offset voltage for the RX line to be sensed among the plurality of RX lines in the offset memory in a shifting capacitor,
And outputting a differential output voltage including an output offset to the RX line, wherein the driving signal is sequentially applied to a TX (transmit) line in the integrated state,
And the output offset is removed by the differential offset voltage at the differential output voltage.
입력 신호로 터치 신호를 입력받는 입력부; 및
오프셋 저장 모드로 동작하는 상기 터치 스크린에서 복수의 RX(receive) 라인 각각에 대한 출력 전압 오프셋을 보상하기 위한 복수의 차동 오프셋 전압 각각을 결정하고 정상 동작 모드로 동작하는 상기 터치 스크린에서 상기 복수의 RX 라인 중 상기 터치 신호에 대응되는 적어도 하나의 RX 라인에 대한 적어도 하나의 출력 오프셋을 상기 복수의 차동 오프셋 전압 중 상기 적어도 하나의 RX 라인에 대응되는 적어도 하나의 차동 오프셋 전압을 기반으로 보상하도록 구현되는 출력 오프셋 보상 회로를 포함하며,
상기 출력 오프셋 보상 회로는,
상기 적어도 하나의 RX 라인에 대응되는 상기 적어도 하나의 차동 오프셋 전압을 2개의 전압 쉬프팅 커패시터에 각각 저장하고,
상기 2개의 전압 쉬프팅 커패시터를 기반으로 상기 적어도 하나의 출력 오프셋 각각을 상기 적어도 하나의 차동 오프셋 전압 각각으로 쉬프팅시켜 상기 출력 오프셋 각각을 보상하도록 구현되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 시스템.A touch screen system for performing differential offset compensation based on voltage shift,
An input unit for receiving a touch signal as an input signal; And
Determining a plurality of differential offset voltages for compensating for an output voltage offset for each of a plurality of RX (receive) lines in the touch screen operating in an offset storage mode, At least one output offset for at least one RX line corresponding to the touch signal in the line is compensated based on at least one differential offset voltage corresponding to the at least one RX line of the plurality of differential offset voltages And an output offset compensation circuit,
Wherein the output offset compensation circuit comprises:
Shifting the at least one differential offset voltage corresponding to the at least one RX line into two voltage-shifting capacitors,
And to compensate each of the output offsets by shifting each of the at least one output offset to each of the at least one differential offset voltage based on the two voltage shifting capacitors.
출력 오프셋 보상 회로는 상기 복수의 RX 라인에 대한 터치가 없는 상태의 복수의 차동 출력 전압 각각을 수신하고,
ADC(analog to digital converter)를 기반으로 상기 복수의 차동 출력 전압 각각을 디지털 값으로 변환하고,
상기 복수의 차동 출력 전압 각각을 상기 복수의 RX 라인 각각에 대한 상기 복수의 차동 오프셋 전압 각각으로 결정하고,
상기 복수의 RX 라인 각각에 대한 상기 복수의 차동 오프셋 전압 각각을 오프셋 메모리에 저장하도록 구현되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 시스템.The method according to claim 6,
The output offset compensation circuit receives each of the plurality of differential output voltages in a non-touch state for the plurality of RX lines,
Converting each of the plurality of differential output voltages into a digital value based on an analog to digital converter (ADC)
Each of the plurality of differential output voltages is determined as each of the plurality of differential offset voltages for each of the plurality of RX lines,
And store each of the plurality of differential offset voltages for each of the plurality of RX lines in an offset memory.
상기 입력부는 크로싱 스위치의 RX_PASS를 활성화하여 상기 적어도 하나의 RX 라인의 양의 스파이크 파형을 출력하고, 상기 크로싱 스위치의 RX_CROSS를 활성화하여 상기 적어도 하나의 RX 라인의 음의 스파이크 파형이 출력하고, 상기 양의 스파이크 파형 및 상기 음의 스파이크 파형이 상기 터치 신호로 입력하도록 구현되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 시스템.The method according to claim 6,
Wherein the input activates RX_PASS of the crossing switch to output a positive spike waveform of the at least one RX line and activates RX_CROSS of the crossing switch to output a negative spike waveform of the at least one RX line, And the spike waveform and the negative spike waveform are input as the touch signal.
상기 정상 동작 모드는 리셋 상태와 적분 상태를 반복하여 실행하고,
상기 리셋 상태에서는 초기화 커패시터를 0V로 리셋하고, 오프셋 메모리에서 상기 복수의 RX 라인 중 감지하고자 하는 RX 라인에 대한 차동 오프셋 전압을 전압 쉬프팅 커패시터에 저장하고,
상기 적분 상태에서는 TX(transmit) 라인에 구동 신호를 순차적으로 인가하고, 상기 RX 라인에 대한 출력 오프셋을 포함하는 차동 출력 전압을 출력하는 단계를 포함하고,
상기 차동 출력 전압에서 상기 차동 오프셋 전압에 의해 상기 출력 오프셋을 제거하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 시스템.
The method according to claim 6,
Wherein the normal operation mode repeatedly executes the reset state and the integral state,
Resetting the initializing capacitor to 0V in the reset state, storing a differential offset voltage for the RX line to be sensed among the plurality of RX lines in the offset memory in the voltage shifting capacitor,
Sequentially applying a driving signal to a transmit (TX) line in the integrated state and outputting a differential output voltage including an output offset to the RX line,
And removes the output offset by the differential offset voltage at the differential output voltage.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160011571A KR101764714B1 (en) | 2016-01-29 | 2016-01-29 | Method for compensation of differential offset based on voltage shifting and its apparatus system for touch screen sensing |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020160011571A KR101764714B1 (en) | 2016-01-29 | 2016-01-29 | Method for compensation of differential offset based on voltage shifting and its apparatus system for touch screen sensing |
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2016
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