KR101362843B1

KR101362843B1 - Touch screen apparatus and method thereof

Info

Publication number: KR101362843B1
Application number: KR1020120025184A
Authority: KR
Inventors: 오도환
Original assignee: (주)멜파스
Priority date: 2012-03-12
Filing date: 2012-03-12
Publication date: 2014-02-17
Anticipated expiration: 2032-03-12
Also published as: KR20130104051A

Abstract

본 발명에서는 터치 스크린 장치에서 터치 스크린 패널의 모드 변경을 통해 이동통신 단말기가 통화중인 경우 터치 스크린 패널의 구동전극들 중 일부를 센싱전극으로서 기능하도록 구현하여 터치 스크린 패널에서 뮤추얼 커패시턴스가 형성되는 영역을 최대화함으로서 터치 스크린 패널이 근접센서로 기능하도록 하여 추가적인 근접센서 없이도 인체의 접근을 보다 명확히 감지할 수 있도록 한다.In the present invention, when the mobile communication terminal is in a call by changing the mode of the touch screen panel, the touch screen device implements some of the driving electrodes of the touch screen panel as a sensing electrode, thereby forming an area in which the mutual capacitance is formed in the touch screen panel. By maximizing the touch screen panel to function as a proximity sensor, it can more clearly detect the human approach without additional proximity sensor.

Description

TOUCH SCREEN APPARATUS AND METHOD THEREOF}

본 발명은 터치 스크린(touch screen) 동작 제어 방법에 관한 것으로, 특히 터치 스크린 장치에서 터치 스크린 패널(touch screen panel)의 모드 변경(mode change)을 통해 이동통신 단말기가 통화중인 경우 터치 스크린 패널의 구동전극들 중 일부를 센싱전극으로서 기능하도록 구현하여 터치 스크린 패널에서 뮤추얼 커패시턴스(mutual capacitance)가 형성되는 영역을 확장함으로서 터치 스크린 패널이 근접센서(proximity sensor)로 기능하도록 하여 추가적인 근접센서 없이도 인체의 접근을 보다 명확히 감지할 수 있도록 하는 터치 스크린 장치와 그 방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of controlling a touch screen operation, and more particularly to driving a touch screen panel when a mobile communication terminal is in a call through a mode change of a touch screen panel in a touch screen device. Implement some of the electrodes to function as sensing electrodes to extend the area where the mutual capacitance is formed in the touch screen panel so that the touch screen panel functions as a proximity sensor so that the human body can access without additional proximity sensor. The present invention relates to a touch screen device and a method of detecting the same more clearly.

근래에 들어, 휴대형 전자장치는 사용자의 요구에 맞추어 점점 소형화, 슬림화되어 가고 있다. 비단 소형 기기뿐 아니라 일반 ATM 기기, TV 및 일반 가전제품에도 거추장스러운 별도의 버튼을 없애고 디자인의 세련미를 위해서도 터치 스크린을 이용한 방식이 선호되고 있는 추세이다. In recent years, portable electronic devices have been increasingly miniaturized and slimmed to meet the needs of users. In addition to small devices, general ATM devices, TVs, and consumer electronics, touch screens are preferred for eliminating cumbersome buttons and for sophisticated design.

특히, 소형화가 더욱 요구되는 PMP(personal multimedia player), PDA(personal digital assistant), e-book, 등은 이동과 휴대 및 동작에 용이하도록 그 크기가 점점 소형화 되어가고 있는데, 이러한 휴대형 전자장치의 소형화를 위해 터치 스크린 패널의 터치를 인식하여 인터페이스가 가능하도록 하는 터치 스크린 기술이 중요한 기술로 대두되고 있다.In particular, personal multimedia players (PMPs), personal digital assistants (PDAs), e-books, and the like, which require further miniaturization, are becoming smaller in size to facilitate movement, portability, and operation. For this purpose, a touch screen technology for recognizing a touch of a touch screen panel to enable an interface has emerged as an important technology.

일반적으로, 터치 스크린은 각종 디스플레이를 이용하는 정보통신기기와 사용자 간의 인터페이스를 구성하는 입력 장치 중 하나로 사용자가 손이나 펜 등의 입력도구를 이용하여 화면을 직접 접촉함으로써, 보다 쉽게 입력을 수행할 수 있도록 해주는 기술을 말한다. In general, the touch screen is one of input devices configuring an interface between an information communication device using a variety of displays and a user so that a user may directly input a screen by using an input tool such as a hand or a pen to easily perform input. The technology that makes

이러한 터치 스크린은 터치된 부분을 감지하는 방식에 따라, 상판 또는 하판에 금속 전극을 형성하여 직류전압을 인가한 상태에서 터치된 위치를 저항에 따른 전압 구배로 판단하는 저항막 방식(resistive type), 도전막에 등전위를 형성하고 터치에 따른 상하판의 전압 변화가 일어난 위치를 감지하여 터치된 부분을 감지하는 정전용량 방식(capacitive type), 전자펜이 도전막을 터치함에 따라 유도되는 LC값을 읽어 들여 터치된 부분을 감지하는 전자유도 방식(electro magnetic type) 등으로 구별될 수 있다.Such a touch screen is a resistive type (resistive type) for determining a touched position as a voltage gradient according to a resistance in a state in which a DC electrode is applied by forming a metal electrode on the upper or lower plate according to a method of sensing a touched portion, Capacitive type to detect the touched part by forming the equipotential in the conductive film and sensing the position of the voltage change of the upper and lower plates according to the touch, and reading the LC value induced when the electronic pen touches the conductive film. It may be classified into an electro magnetic type or the like that detects the touched part.

한편, 터치 스크린을 구비하는 휴대용 전화기와 같은 이동통신 단말기의 경우, 사용자가 통화를 하기 위해 이동통신 단말기를 귀로 가져다 대는 경우, 사용자의 귀나 볼이 이동통신 단말기의 터치 스크린을 눌러 오작동을 하는 경우가 종종 발생한다. 따라서, 종래 이동통신 단말기에서는 이를 방지하기 위해 추가적으로 이동통신 단말기의 전면부에 근접 센서 등을 구비하여 사용자의 귀나 볼이 근접하는 것을 감지하여 터치 스크린의 오작동을 방지하고 있다.On the other hand, in the case of a mobile communication terminal such as a portable telephone having a touch screen, when a user brings the mobile terminal to his ear to make a call, the user's ear or ball may press the touch screen of the mobile terminal to malfunction. Often occurs. Therefore, the conventional mobile communication terminal additionally includes a proximity sensor on the front of the mobile communication terminal to detect the proximity of the user's ear or ball to prevent malfunction of the touch screen.

대한민국 공개특허번호 10-2010-81052호 공개일자 2010년 07월 14일에는 근접 센서를 이용한 감지 장치 및 이를 구비하는 휴대 단말기에 관한 기술이 개시되어 있다.Republic of Korea Patent Publication No. 10-2010-81052 Publication Date July 14, 2010 discloses a technology for a sensing device using a proximity sensor and a portable terminal having the same. 대한민국 등록특허번호 10-0647375호 등록일자 2006년 11월 17일에는 이동전화 키매트 아래에 배치되는 근접 감지형 터치패드시스템에 관한 기술이 개시되어 있다.Republic of Korea Patent No. 10-0647375 Date of registration November 17, 2006 discloses a technology for a proximity sensing touch pad system disposed under the mobile phone key mat.

그러나, 위와 같이 이동통신 단말기에 터치 스크린의 오동작을 방지시키기 위한 근접센서를 구비하는 것은 추가적인 비용을 발생시키는 문제점이 있으며, 또한 종래의 근접센서는 일반적으로 적외선 방식으로 인체의 접근을 감지하고 있어 인체의 접근을 정확히 인식하는데 한계가 있었다.However, the provision of a proximity sensor for preventing a malfunction of the touch screen in the mobile communication terminal as described above has a problem incurring additional costs, and the conventional proximity sensor generally detects the approach of the human body in an infrared manner. There was a limit to the precise recognition of the approach.

따라서, 본 발명은 터치 스크린 장치에서 이동통신 단말기가 통화중인 경우 또는 근거리 터치 모드의 적용이 필요한 경우 터치 스크린 패널의 모드 변경을 통해 터치 스크린 패널의 구동전극들 중 일부를 센싱전극으로서 기능하도록 구현하여 터치 스크린 패널에서 뮤추얼 커패시턴스가 형성되는 영역을 확장시킴으로서 터치 스크린 패널이 근접센서로 기능하도록 하여 추가적인 근접센서 없이도 인체의 접근을 보다 명확히 감지할 수 있도록 하는 터치 스크린 장치와 그 방법을 제공하고자 한다.
Therefore, the present invention implements to function as a sensing electrode of some of the driving electrodes of the touch screen panel by changing the mode of the touch screen panel when the mobile communication terminal is busy or the application of the near touch mode is required in the touch screen device. By extending the area where the mutual capacitance is formed in the touch screen panel to provide a touch screen device and a method for allowing the touch screen panel to function as a proximity sensor to more clearly detect the human approach without additional proximity sensor.

상술한 본 발명은 터치 스크린 장치로서, 복수의 구동전극에 구동신호를 인가하는 구동부와, 복수의 센싱전극과 연결되어 상기 구동전극과 센싱전극간 교차 영역에서의 커패시턴스의 변화를 검출하고, 이에 대응한 감지신호를 생성하는 센싱부와, 이동통신 단말기가 통화중인 경우 터치 스크린 패널의 모드 변경을 통해 상기 센싱부의 동작을 오프시키고, 상기 구동부를 제어하여 상기 복수의 구동전극 중 일부의 구동전극을 센싱전극으로 전환시켜, 전환되지 않은 구동전극과 전환된 센싱전극간 뮤추얼 커패시턴스가 형성되도록 하는 제어부를 포함한다.As described above, the present invention provides a touch screen device, comprising: a driving unit for applying a driving signal to a plurality of driving electrodes and a plurality of sensing electrodes to detect a change in capacitance at an intersection area between the driving electrode and the sensing electrodes, A sensing unit for generating a detection signal and, when the mobile communication terminal is in a call, turn off the sensing unit by changing a mode of the touch screen panel, and control the driving unit to sense some of the driving electrodes of the plurality of driving electrodes. And a controller for converting the electrode into a mutual capacitance between the unchanged driving electrode and the switched sensing electrode.

또한, 상기 제어부는, 상기 전환된 센싱전극과 전환되지 않은 구동전극 사이에 센싱전극으로도 구동전극으로도 기능하지 않는 중립전극을 형성시키는 것을 특징으로 한다. 중립전극은 GND 전압을 인가하거나 플로팅(floating) 시켜 구현시킬 수 있다.The control unit may form a neutral electrode which does not function as a sensing electrode nor a driving electrode between the switched sensing electrode and the unchanged driving electrode. The neutral electrode may be implemented by applying or floating a GND voltage.

또한, 상기 제어부는, 복수의 구동전극들을 센싱전극들로 전환하여 하나 이상의 그룹으로 그룹핑할 수 있으며, 전환되지 않은 복수의 구동전극들을 하나 이상의 그룹으로 그룹핑할 수 있다.In addition, the controller may convert the plurality of driving electrodes into sensing electrodes and group them into one or more groups, and may group the plurality of unchanged driving electrodes into one or more groups.

또한, 상기 제어부는, 상기 모드 변경된 터치 스크린 패널로 인체 등의 접촉 물체의 근접 시 상기 전환되지 않은 구동전극과 전환된 센싱전극간 형성되는 뮤추얼 커패시턴스의 변화값을 감지하여 출력시키는 것을 특징으로 한다.The controller may detect and output a change value of a mutual capacitance formed between the unswitched driving electrode and the switched sensing electrode when the mode-changed touch screen panel approaches the touch object such as a human body.

또한, 본 발명은 터치 스크린 장치에서 모드 변경 방법으로서, 터치 스크린 패널이 설치된 이동통신 단말기가 통화중인 여부를 검사하는 단계와, 상기 이동통신 단말기가 통화중인 경우 상기 터치 스크린 패널상 원래의 센싱전극의 동작을 오프시키는 단계와, 상기 터치 스크린 패널상 복수의 구동전극 중 일부의 구동전극을 센싱전극으로 전환시키는 터치 스크린 패널의 모드 변경을 수행하는 단계와, 상기 모드 변경에 따라 상기 전환되지 않은 구동전극과 전환된 센싱전극간 뮤추얼 커패시턴스를 형성시키는 단계를 포함한다.The present invention also provides a method of changing a mode in a touch screen device, the method comprising: checking whether a mobile communication terminal equipped with a touch screen panel is in a call, and when the mobile communication terminal is in a call, the original sensing electrode on the touch screen panel. Turning off an operation, changing a mode of a touch screen panel which switches some of the driving electrodes of the plurality of driving electrodes on the touch screen panel to a sensing electrode, and driving the unchanged driving electrode according to the mode change And forming a mutual capacitance between the converted sensing electrodes.

또한, 본 발명은 터치 스크린 장치에서 모드 변경 방법으로서, 터치 스크린 패널이 설치된 이동통신 단말기의 제어부에 모드 변경을 지시하는 특정의 신호를 인가하도록 하는 단계와, 상기 이동통신 단말기가 모드 변경 상태인 경우 상기 터치 스크린 패널상 원래의 센싱전극의 동작을 오프시키는 단계와, 상기 터치 스크린 패널상 복수의 구동전극 중 일부의 구동전극을 센싱전극으로 전환시키는 터치 스크린 패널의 모드 변경을 수행하는 단계와, 상기 모드 변경에 따라 상기 전환되지 않은 구동전극과 전환된 센싱전극간 뮤추얼 커패시턴스를 형성시키는 단계를 포함한다.In addition, the present invention provides a mode change method in the touch screen device, the step of applying a specific signal for instructing the mode change to the control unit of the mobile communication terminal with the touch screen panel, and when the mobile communication terminal is in the mode change state Turning off an operation of the original sensing electrode on the touch screen panel, changing a mode of the touch screen panel to switch some of the driving electrodes of the plurality of driving electrodes on the touch screen panel into the sensing electrode, and Forming a mutual capacitance between the unswitched driving electrode and the switched sensing electrode according to a mode change.

또한, 상기 모드 변경을 수행하는 단계에서, 상기 전환된 센싱전극과 전환되지 않은 구동전극 사이에 중립전극을 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the step of performing the mode change, characterized in that the neutral electrode is formed between the switched sensing electrode and the non-switched driving electrode.

또한, 상기 전환된 센싱전극, 전환되지 않은 구동전극 또는 중립전극은, 2 개 이상의 전극으로 그룹핑되어 형성되는 것을 특징으로 한다. 이 경우 하나의 그룹에 포함되는 복수의 구동전극들은 하나의 구동전극처럼 동시에 구동전압을 인가하여 작동시킨다.In addition, the switched sensing electrode, the undriven driving electrode or the neutral electrode is characterized in that formed by grouping two or more electrodes. In this case, the plurality of driving electrodes included in one group are operated by applying a driving voltage at the same time as one driving electrode.

또한, 상기 뮤추얼 커패시턴스를 형성시키는 단계에서, 상기 모드 변경된 터치 스크린 패널로 인체 등의 근접 시 상기 전환되지 않은 구동전극과 전환된 센싱전극간 형성되는 뮤추얼 커패시턴스의 변화값이 감지되어 출력되는 것을 특징으로 한다.
In the forming of the mutual capacitance, a change value of the mutual capacitance formed between the unswitched driving electrode and the switched sensing electrode when the human body is close to the mode changed touch screen panel is detected and output. do.

본 발명은 터치 스크린 장치에서 이동통신 단말기가 통화중인 경우 또는 근거리 터치 모드의 적용이 필요한 경우 터치 스크린 패널의 모드 변경을 통해 터치 스크린 패널의 구동전극들 중 일부를 센싱전극으로서 기능하도록 구현하여 터치 스크린 패널에서 뮤추얼 커패시턴스가 형성되는 영역을 확장시킴으로서 터치 스크린 패널이 근접센서로 기능하도록 하여 추가적인 근접센서 없이도 인체의 접근을 보다 명확히 감지할 수 있도록 하는 이점이 있다. 뮤추얼 커패시턴스가 형성되는 영역의 확장은 커패시턴스가 형성되는 면적의 증가에 기인한다.
According to the present invention, when the mobile communication terminal is busy or needs to apply the short-range touch mode in the touch screen device, some of the driving electrodes of the touch screen panel function as sensing electrodes by changing the mode of the touch screen panel. By extending the area where the mutual capacitance is formed in the panel, the touch screen panel functions as a proximity sensor, so that an approach of the human body can be more clearly detected without an additional proximity sensor. The expansion of the area where the mutual capacitance is formed is due to the increase in the area where the capacitance is formed.

도 1은 본 발명의 실시예가 적용되는 터치 스크린 장치의 상세 블록 구성도이며,
도 2는 종래 터치 스크린 패널의 구조 예시도이고,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 모드 변경시 구조 예시도이며,
도 4는 종래 터치스크린 패널에서 접촉에 따른 커패시턴스의 변화를 나타내는 예시도이고,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 모드 변경에 따른 동작 개념도이고,
도6은 본 발명의 실시예에 따른 모드 변경시 커패시턴스의 변화를 나타내는 예시도이며,
도7은 1층 구조의 터치 센서에서의 모드 변경 방법 예시도이다 . 1 is a detailed block diagram of a touch screen device to which an embodiment of the present invention is applied;
2 is a diagram illustrating a structure of a conventional touch screen panel,
3 is a diagram illustrating a structure of changing a mode of a touch screen panel according to an exemplary embodiment of the present invention.
4 is an exemplary view illustrating a change in capacitance according to contact in a conventional touch screen panel.
5 is a conceptual view illustrating operation of changing a mode of a touch screen panel according to an exemplary embodiment of the present invention.
6 is an exemplary diagram illustrating a change in capacitance when a mode is changed according to an embodiment of the present invention.
7 is a view illustrating a mode change method in a touch sensor having a one-layer structure.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the operating principle of the present invention. In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and may be changed according to the intentions or customs of the user, the operator, and the like. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린 장치의 상세 블록 구성을 도시한 것이다.1 illustrates a detailed block diagram of a touch screen device according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 터치 스크린 장치는 제 1방향으로 배열된 복수의 구동전극(112), 구동전극과 교차되는 방향으로 배열된 복수의 센싱전극(114)과, 구동전극(112) 및 센싱전극(114)의 교차점에 형성되는 복수의 감지셀들(116)을 포함하는 터치 스크린 패널(110)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the touch screen device includes a plurality of driving electrodes 112 arranged in a first direction, a plurality of sensing electrodes 114 arranged in a direction crossing the driving electrodes, a driving electrode 112, and a sensing electrode. The touch screen panel 110 includes a plurality of sensing cells 116 formed at the intersection of the 114.

또한, 구동전극(112)에 순차적으로 구동신호를 인가하는 구동부(120)와 각 감지셀(116)로부터 감지된 정전용량 변화를 검출하여 이에 대응한 감지신호를 생성하는 센싱부(130)와 센싱부(130)로부터 감지신호를 제공받아 검출된 터치 위치를 판별하는 제어부(140)를 포함한다. In addition, the sensing unit 130 and the sensing unit 130 for sequentially detecting the change in capacitance generated from the driving unit 120 and the sensing cell 116 and applying the driving signal to the driving electrode 112 and generating a corresponding detection signal. The control unit 140 receives the detection signal from the unit 130 and determines the detected touch position.

이때, 복수의 구동전극(112) 및 센싱전극(114)은 투명 기판(도시하지 않음) 상의 서로 다른 레이어(layer)에 형성되는 것으로, 투명 도전성 물질로 구현됨이 바람직하며, 투명 도전성 물질은 예를 들어 ITO(Indium-Tin-Oxide), IZO(Indium-Zinc-Oxide), 실버 나노 와이어 또는 CNT(Carbon Nano Tube)로 형성될 수 있다. 또한, 투명 도전성 물질은 예를 들어 메탈 메쉬 등의 얇은 금속들의 격자들이 패턴화 된 형태로서 구현될 수 있다.In this case, the plurality of driving electrodes 112 and the sensing electrode 114 are formed on different layers on a transparent substrate (not shown), and are preferably made of a transparent conductive material. For example, it may be formed of indium-tin-oxide (ITO), indium-zinc-oxide (IZO), silver nanowires, or carbon nanotubes (CNT). In addition, the transparent conductive material may be embodied as a pattern in which lattice of thin metals such as metal mesh is patterned.

이와 같은 구동전극(112)과 센싱전극(114)의 배열에 의해 서로 교차되는 지점에서는 구동전극(112)과 센싱전극(114) 간의 뮤추얼 커패시턴스(Mutual Capacitance, CM)가 형성되며, 뮤추얼 커패시턴스가 형성된 각 교차점은 터치 인식을 구현하는 각각의 감지셀(116)로서의 역할을 수행한다.At the point where the driving electrode 112 and the sensing electrode 114 intersect with each other, a mutual capacitance between the driving electrode 112 and the sensing electrode 114 is formed, and a mutual capacitance is formed. Each intersection serves as a respective sensing cell 116 that implements touch recognition.

즉, 구동 신호가 인가된 구동전극(112)과 교차되는 복수의 센싱전극(114)에 의한 복수의 교차점 즉, 감지셀(116)에는 각각의 뮤추얼 커패시턴스가 형성되며, 이와 같은 각 감지셀(116)에 손가락 등 인체가 접촉되는 경우 감지셀(116)에서 이에 대응되는 커패시턴스의 변화가 발생되어 인체의 접촉 또는 근접을 인식할 수 있게 된다.That is, a plurality of mutual capacitances are formed at a plurality of intersection points, that is, the sensing cells 116, by the plurality of sensing electrodes 114 intersecting the driving electrodes 112 to which the driving signal is applied, and each sensing cell 116 as described above. When a human body, such as a finger, is in contact with each other), a change in capacitance corresponding thereto is generated in the sensing cell 116 to recognize the contact or proximity of the human body.

한편, 종래 터치 스크린 패널의 센싱전극과 구동전극의 구조는 도 2에서 보여지는 바와 같이 센싱전극(200)이 형성된 상부 절연시트(220)와 구동전극(210)이 형성된 하부 절연시트(240)가 소정 간격으로 이격되어 접합된다.On the other hand, the structure of the sensing electrode and the driving electrode of the conventional touch screen panel, as shown in Figure 2 is the upper insulating sheet 220 is formed with the sensing electrode 200 and the lower insulating sheet 240 is formed with the driving electrode 210 Bonded spaced at predetermined intervals.

위와 같은 터치 스크린 패널에서는 센싱전극(200)과 구동전극(210)이 상호 교차하도록 배치되며, 하부의 구동전극(210) 및 상부의 센싱전극(200)의 각 교차지점마다 각 교차지점의 면적에 대응하는 소정의 커패시턴스 값이 존재하는데 인체 일부가 접촉하면 상부에 배치된 센싱전극(200)의 면적에 인체 일부의 면적이 더해져 커패시턴스 값이 변경될 수 있다. 터치 스크린 패널에서는 위와 같은 센싱전극(200)에서의 커패시턴스 값 변경에 따른 전류값의 차이를 측정하여 인체 등의 접촉 위치를 감지하게 된다.In the touch screen panel as described above, the sensing electrode 200 and the driving electrode 210 are disposed to cross each other, and each intersection of the lower driving electrode 210 and the upper sensing electrode 200 has an area of each intersection. If a corresponding capacitance value exists and a part of the human body contacts it, the area of the human body may be added to the area of the sensing electrode 200 disposed thereon to change the capacitance value. In the touch screen panel, the touch position of the human body is sensed by measuring a difference in the current value according to the capacitance value change in the sensing electrode 200 as described above.

그러나, 본 발명에서는 위 설명한 종래 터치 스크린 패널의 구조에서 이동통신 단말기가 통화중인 경우와 같은 특정 모드에서는 원래의 센싱전극(200)을 오프(off)시키고, 구동전극(210)의 일부를 센싱전극으로 전환시켜 근접센서로서 기능하도록 구현한다.However, in the present invention, in the above-described structure of the conventional touch screen panel, the original sensing electrode 200 is turned off in a specific mode such as when the mobile communication terminal is in a call, and a part of the driving electrode 210 is sensed. Switch to to implement as a proximity sensor.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 모드 변경시의 터치 스크린 패널의 구조를 도시한 것이다. 3 illustrates a structure of a touch screen panel when a mode is changed according to an exemplary embodiment of the present invention.

즉, 본 발명에서는 도 3에서와 같이 이동통신 단말기의 통화중 등과 같은 모드에서는 터치 스크린 패널의 모드 변경을 통해 센싱전극(200)의 동작을 오프시키고, 구동전극(210)의 일부 구동전극을 센싱전극과 중립전극으로 전환시켜 구동전극내에 구동전극 그룹, 센싱전극 그룹, 중립전극 그룹이 형성되도록 한다.That is, in the present invention, as shown in FIG. 3, the operation of the sensing electrode 200 is turned off by changing the mode of the touch screen panel in a mode such as during a call of the mobile communication terminal, and a part of the driving electrodes of the driving electrode 210 is sensed. By switching to the electrode and the neutral electrode, a driving electrode group, a sensing electrode group, and a neutral electrode group are formed in the driving electrode.

이에 따라, 위와 같이 모드 변경이 수행된 터치 스크린 패널로 인체가 근접하게 되는 경우 구동전극내 구동전극 그룹과 센싱전극 그룹 간에 종래 터치 스크린 패널과 비교하여 상대적으로 거대한 뮤추얼 커패시턴스가 형성되어, 인체 등의 근접을 보다 쉽게 감지할 수 있게 되는 것이다.Accordingly, when the human body approaches the touch screen panel in which the mode change is performed as described above, a relatively large mutual capacitance is formed between the driving electrode group and the sensing electrode group in the driving electrode as compared with the conventional touch screen panel. Proximity will be easier to detect.

도 4는 터치 스크린 패널에서의 일반적인 뮤추얼 커패시턴스의 형성 개념을 도시한 것이다.4 illustrates a concept of forming general mutual capacitance in a touch screen panel.

도 4를 참조하면, 터치 스크린 패널의 구동전극과 센싱전극이 교차되는 지점에서 뮤추얼 커패시턴스(C_M1)가 형성되며, 터치 스크린 패널의 투명기판(400)위에 손가락(420) 등의 인체의 일부가 접촉하게 되는 경우, 구동전극(210)과 센싱전극(200)간 형성된 뮤추얼 커패시턴스(C_M1)에 변화가 발생됨으로써 손가락(420)의 접촉을 감지하게 된다.Referring to FIG. 4, a mutual capacitance C _M1 is formed at a point where the driving electrode and the sensing electrode of the touch screen panel cross each other, and a part of a human body such as a finger 420 is formed on the transparent substrate 400 of the touch screen panel. When contacted, a change occurs in the mutual capacitance C _M1 formed between the driving electrode 210 and the sensing electrode 200, thereby detecting the contact of the finger 420.

그러나, 본 발명에서는 터치 스크린 패널의 모드 변경이 있는 경우 도 5에서와 같이 터치 스크린 패널상 센싱전극(200)의 동작을 오프시키고, 구동전극(210)의 일부 구동전극을 센싱전극과 중립전극으로 전환시켜 구동전극(210)내 구동전극 그룹(410), 센싱전극 그룹(400), 중립전극 그룹(420)으로 형성시킨다. However, in the present invention, when there is a mode change of the touch screen panel, the operation of the sensing electrode 200 on the touch screen panel is turned off, as shown in FIG. 5, and some driving electrodes of the driving electrode 210 are used as the sensing electrode and the neutral electrode. The switch is formed of a driving electrode group 410, a sensing electrode group 400, and a neutral electrode group 420 in the driving electrode 210.

이에 따라, 동일한 평면의 구동전극(210) 상에서 구동전극 그룹(410)과 센싱전극 그룹(400) 간에는 종래 2개의 층으로 분리된 센싱전극(200)과 구동전극(210)이 교차되는 지점에서 형성되는 뮤추얼 커패시턴스(C_M1)에 비해 상대적으로 거대한 뮤추얼 커패시턴스(C_M2)가 형성되어 근접 센서로서 기능할 수 있게 된다.Accordingly, the driving electrode group 410 and the sensing electrode group 400 on the driving electrode 210 of the same plane are formed at the point where the sensing electrode 200 and the driving electrode 210 separated into two layers are conventionally intersected. Compared with the mutual capacitance C _M1 , a large mutual capacitance C _M2 is formed to function as a proximity sensor.

이로 인해, 사용자가 휴대폰 등의 이동통신 단말기를 이용하여 통화를 수행하는 등과 같이 예를 들어 귀(500) 등의 인체의 일부가 터치 스크린 패널에 근접하게 되는 경우에도 구동전극 그룹(410)과 센싱전극 그룹(400)간 형성된 뮤추얼 커패시턴스(C_M2)에 변화가 발생됨으로써 귀(500) 등의 인체의 근접을 감지할 수 있게 된다.Accordingly, even when a part of the human body such as the ear 500 is close to the touch screen panel such as a user making a call using a mobile communication terminal such as a mobile phone, sensing with the driving electrode group 410 is performed. The change occurs in the mutual capacitance C _M2 formed between the electrode groups 400, so that the proximity of the human body such as the ear 500 can be sensed.

도 6는 본 발명의 터치 스크린 패널의 모드 변경에 따른 구동전극의 구성 개념을 도시한 것으로, 본 발명에서는 뮤추얼 방식의 기존의 구동전극(Tx)(210)들 중 일부를 근접센서 모드가 요구되는 경우에만 센싱전극(Rx)으로서 기능하도록 구현하여 뮤추얼 커패시턴스가 형성되는 영역을 최대화함으로써 근접센서로서 기능하도록 한다.FIG. 6 is a view illustrating a configuration of a driving electrode according to a mode change of a touch screen panel according to the present invention. In the present invention, some of the conventional driving electrodes (Tx) 210 of a mutual method require a proximity sensor mode. Only in this case, it is implemented to function as the sensing electrode Rx so as to maximize the area where the mutual capacitance is formed to function as the proximity sensor.

즉, 본 발명에서는 하부층의 로우(row)에 해당하는 구동전극(Tx)(210) 총 8개중 위의 2개는 센싱전극(Rx)으로써 기능하도록 센싱전극 그룹(400)을 형성시키고, 상부층의 컬럼(columns)에 해당하는 기존의 센싱전극(Rx)(200)은 오프(off)시키며, 구동전극 그룹(410)과 센싱전극 그룹(400) 사이에는 중립전극 그룹(420)을 형성시킨다. 이에 따라, 터치 스크린 패널의 구동전극은 터치 스크린 패널의 모드 변경에 따라 예를 들어 도 4에서 보여지는 바와 같이 센싱전극 그룹(400)과, 구동전극 그룹(410), 중립전극 그룹(420)으로 형성될 수 있다.That is, in the present invention, the upper two of the eight driving electrodes (Tx) 210 corresponding to the row of the lower layer form the sensing electrode group 400 to function as the sensing electrode Rx, The existing sensing electrodes Rx 200 corresponding to the columns are turned off, and a neutral electrode group 420 is formed between the driving electrode group 410 and the sensing electrode group 400. Accordingly, the driving electrode of the touch screen panel may include the sensing electrode group 400, the driving electrode group 410, and the neutral electrode group 420 as shown in FIG. 4 according to the mode change of the touch screen panel. Can be formed.

이에 따라 도 6에서와 같이 센싱전극 그룹(400)과 구동전극 그룹(410)간에 종래 터치 스크린 패널과 비교하여 상대적으로 거대한 뮤추얼 커패시턴스(C_M2)가 형성될 수 있어, 인체 등의 근접을 보다 먼 거리에서 감지할 수 있게 되는 것이다. 이때, 위 도 6에서는 설명의 편의상 구동전극의 수가 8개인 것을 예를 들어 설명하였으나, 실제로 구동전극은 20개 이상으로 형성될 수 있다.Accordingly, as shown in FIG. 6, a relatively large mutual capacitance C _M2 may be formed between the sensing electrode group 400 and the driving electrode group 410, as compared with the conventional touch screen panel, so that the proximity of the human body is farther away. It can be detected at a distance. At this time, in FIG. 6, for convenience of description, the number of driving electrodes is illustrated as an example, but in practice, the driving electrodes may be formed in 20 or more.

본 발명의 또 하나의 실시예에서는, 센싱전극(200)과 구동 전극(210)이 도 7과 같이 동일한 면에 형성될 수도 있다. 이 경우 하나의 구동전극으로서 기능하도록 외부에서 연결된 복수의 패치들이 동시에 센싱 전극으로 전환되거나 전환되지 않을 수 있다. 즉, 도 7에서 C1에 연결된 패치들과 C2에 연결된 패치들 전부가 센싱 전극으로서 전환되며, C4, C13 및 C14에 연결된 패치들은 전환되지 않고 하나의 구동전극으로서 동시에 구동하며, C1,2,4,13,14에 연결되지 않은 나머지 패치들은 모두 중립전극으로서 기능하게 된다.In another embodiment of the present invention, the sensing electrode 200 and the driving electrode 210 may be formed on the same surface as shown in FIG. In this case, a plurality of patches externally connected to function as one driving electrode may or may not be switched to the sensing electrode at the same time. That is, in FIG. 7, all of the patches connected to C1 and the patches connected to C2 are switched as sensing electrodes, and the patches connected to C4, C13, and C14 are simultaneously driven as one driving electrode without switching, and C1, 2, and 4 All other patches not connected to 13, 14 will function as neutral electrodes.

본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린 장치의 제어부(140)에서는 이동통신 단말기 등의 휴대용 전화기에서 통화중인 경우와 같이 인체가 터치 스크린 패널에 근접하게 되는 경우에는 터치 스크린 패널이 근접센서로 기능하도록 터치 스크린 패널의 모드를 변경시키게 된다.In the controller 140 of the touch screen device according to an embodiment of the present invention, when the human body approaches the touch screen panel, such as when a call is in a mobile phone such as a mobile communication terminal, the touch screen panel may function as a proximity sensor. This will change the mode of the screen panel.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 터치 스크린 장치의 제어부(140)에서는 이동통신 단말기 등의 휴대용 전화기에서 근거리 터치 모드의 적용이 필요한 경우 특정 신호를 인가하여 인체가 터치 스크린 패널에 근접하게 되는 경우에는 터치 스크린 패널이 근접센서로 기능하도록 터치 스크린 패널의 모드를 변경시키게 된다.The controller 140 of the touch screen device according to another embodiment of the present invention applies a specific signal when a short distance touch mode is required in a portable telephone such as a mobile communication terminal, when the human body approaches the touch screen panel. The mode of the touch screen panel is changed so that the touch screen panel functions as a proximity sensor.

이하, 동작을 보다 상세히 설명하면, 터치 스크린 장치의 제어부(140)는 구동부(120)를 제어하여 일부의 구동전극을 센싱전극과 중립전극으로 전환되도록 제어하여 구동전극내 형성된 구동전극 그룹(410)과 센싱전극 그룹(400)간 인체의 근접에 따른 뮤추얼 커패시턴스가 형성될 수 있도록 터치 스크린 패널의 모드를 변경시켜 터치 스크린 패널이 근접센서로 기능할 수 있도록 제어하는 것이다.Hereinafter, in more detail, the control unit 140 of the touch screen device controls the driving unit 120 to control some of the driving electrodes to be switched to the sensing electrode and the neutral electrode, thereby forming the driving electrode group 410 in the driving electrode. By changing the mode of the touch screen panel to form a mutual capacitance according to the proximity of the human body between the sensing electrode group 400 is to control the touch screen panel to function as a proximity sensor.

이때, 터치 스크린 패널의 모드 변경에 있어서, 터치 스크린 장치의 제어부(140)에서 이동통신 단말기가 통화 모드로 변경되는 것을 감지하고, 구동부(120)를 제어하여 구동부(120)와 연결되는 구동전극의 일부를 센싱전극으로 스위칭 변경시킴으로서 터치 스크린 패널이 근접센서로 기능하도록 모드를 변경시킬 수 있다.At this time, in changing the mode of the touch screen panel, the control unit 140 of the touch screen device detects that the mobile communication terminal is changed to the call mode, controls the driving unit 120 to control the driving electrode 120. By changing some of the switching to the sensing electrode, the mode can be changed so that the touch screen panel functions as a proximity sensor.

한편, 터치 스크린 패널의 모드 변경에 따라 구동전극의 일부를 센싱전극으로 전환시키는 경우 바람직하게는 도 6에서 보여지는 바와 같이 구동전극 그룹(410)과 센싱전극 그룹(400) 사이에는 어느 쪽으로도 기능하지 않는 중립전극 그룹(420)이 존재할 수 있다. 또한, 중립전극 그룹(420)은 터치 스크린 패널의 상,하 가장자리에 근접한 구동전극들로서 구현될 수 있다. 전환된 센싱전극 그룹(400), 전환되지 않은 구동전극 그룹(410) 또는 중립전극 그룹(420)의 전극수 및 위치는 이들이 장착되는 터치 스크린 패널의 크기 및 기구적 특성에 따라 상이할 수 있다.Meanwhile, when a part of the driving electrode is switched to the sensing electrode according to the mode change of the touch screen panel, as shown in FIG. 6, the driving electrode group 410 and the sensing electrode group 400 function as either side. There may be no neutral electrode group 420. In addition, the neutral electrode group 420 may be implemented as driving electrodes adjacent to upper and lower edges of the touch screen panel. The number and positions of the switched sensing electrode group 400, the unchanged driving electrode group 410, or the neutral electrode group 420 may be different depending on the size and mechanical characteristics of the touch screen panel on which the touch electrode panel is mounted.

위와 같이, 터치 스크린 패널의 모드 변경에 따라 구동전극 그룹, 센싱전극 그룹, 중립전극 그룹으로 나뉜 각 그룹은 하나의 전극처럼 기능하게 되어 뮤추얼 커패시턴스 용량의 변화를 감지할 수 있는 물리적인 영역이 확대될 수 있도록 한다.As described above, according to the mode change of the touch screen panel, each group divided into the driving electrode group, the sensing electrode group, and the neutral electrode group functions as a single electrode, thereby expanding a physical area capable of detecting a change in mutual capacitance capacity. To help.

한편, 모드 변경 상태는 통화중 또는 근접센서 요구 상황 중 지속될 필요는 없다. 즉, 모드 변경 상태에서도 일부 시간 동안 통상의 터치 센서로서 기능하되 일부 시간 동안만 근접센서로서 기능하도록 할 수 있다. 예를 들면, 통상적으로 터치 센서가 60~ 200Hz로 X,Y 좌표(2차원 좌표)의 프레임을 제공하는데, 이 중 일부인 10 또는 20Hz의 영역을 근접센서로서 기능한 결과를 제공하도록 사용할 수 있다.On the other hand, the mode change state does not need to be maintained during a call or proximity sensor request situation. That is, even in the mode change state, it may function as a normal touch sensor for some time but only as a proximity sensor for some time. For example, a touch sensor typically provides a frame of X, Y coordinates (two-dimensional coordinates) at 60 to 200 Hz, which may be used to provide a result of functioning as a proximity sensor in an area of 10 or 20 Hz.

상기한 바와 같이, 터치 스크린 장치에서 터치 스크린 패널의 모드 변경을 통해 터치 스크린 패널의 구동전극들 중 일부를 센싱전극으로서 기능하도록 구현하여 터치 스크린 패널에서 뮤추얼 커패시턴스가 형성되는 영역을 확장시킴으로서 터치 스크린 패널이 근접센서로 기능하도록 하여 추가적인 근접센서 없이도 인체의 접근을 보다 명확히 감지할 수 있도록 한다.As described above, in the touch screen device, the touch screen panel is extended by embodying some of the driving electrodes of the touch screen panel as a sensing electrode by changing the mode of the touch screen panel, thereby extending the area where the mutual capacitance is formed in the touch screen panel. It functions as a proximity sensor so that the human body's approach can be more clearly detected without additional proximity sensors.

한편 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위에 의해 정하여져야 한다.
While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the scope of the invention should not be limited by the described embodiments but should be defined by the appended claims.

110 : 터치 스크린 패널 120 : 구동부
130 : 센싱부 140 : 제어부
400 : 센싱전극 그룹 410 : 구동전극 그룹
420 : 중립전극 그룹110: touch screen panel 120: driver
130: sensing unit 140: control unit
400: sensing electrode group 410: driving electrode group
420: neutral electrode group

Claims

A driving unit for applying a driving signal to the plurality of driving electrodes;
A sensing unit connected to a plurality of sensing electrodes to detect a change in capacitance at an intersection area between the driving electrode and the sensing electrode and to generate a sensing signal corresponding thereto;
The operation of the sensing unit is turned off by changing the mode of the touch screen panel, and the driving unit is controlled to convert the driving electrode (s) of some of the plurality of driving electrodes into the sensing electrode, thereby the unchanged driving electrode and the switched It includes a control unit to form a mutual capacitance (mutual capacitance) between the sensing electrodes,
And the control unit detects and outputs a change value of a mutual capacitance formed between the unswitched driving electrode and the switched sensing electrode when the touch object is approached to the mode-changed touch screen panel.

The method of claim 1,
The control unit,
And forming neutral electrode (s) between the switched sensing electrodes and the undriven drive electrodes.

3. The method of claim 2,
The neutral electrode,
A touch screen device, characterized in that the ground (GND) voltage is applied or floating.

The method of claim 1,
The control unit,
And converting the plurality of driving electrodes into sensing electrodes and grouping them into one or more groups, and grouping the unconverted plurality of driving electrodes into one or more groups.

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Checking whether the mobile communication terminal provided with the touch screen panel is busy;
Turning off the sensing electrode on the touch screen panel when the mobile communication terminal is busy;
Performing a mode change of the touch screen panel for converting some of the driving electrodes of the plurality of driving electrodes on the touch screen panel into sensing electrodes;
And forming a mutual capacitance between the switched sensing electrode and the unswitched driving electrode according to the mode change.
In the step of forming the mutual capacitance,
And changing a value of a mutual capacitance formed between the unswitched driving electrode and the switched sensing electrode when the human body of the contact object approaches the mode-changed touch screen panel.

The method according to claim 6,
In the step of performing the mode change,
And a neutral electrode is formed between the switched sensing electrode and the undriven driving electrode.

The method of claim 7, wherein
The neutral electrode,
A ground (GND) voltage is applied or floated.

The method of claim 7, wherein
And converting some of the plurality of driving electrodes into sensing electrodes and grouping them into one or more groups, and grouping the unconverted plurality of driving electrodes into one or more groups.

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