• Journal of information and communication convergence engineering
• /
• 제14권2호
• /
• pp.106-114
• /
• 2016

Differential sensing methods are more effective in alleviating panel noise than single-line sensing, and thus have been increasingly used in the touch screen industry. However, they have a drawback: they tend to cancel out multiple touches and need touch position recovery algorithms. This paper introduces a novel algorithm of touch position recovery for differential sensing, which is a low-complexity but high-accuracy approach for determining multiple touch positions. We have implemented the proposed method in a touch screen controller system on a chip. In the simulation experiments using realistic touch screen models and a differential sensing circuit, the algorithm exhibited a high detection performance of a signal-to-noise ratio gain of up to 52.21 dB. Therefore, we can conclude that the proposed method is substantially more accurate than the previous method. Further, the proposed method incurs little or no overhead in terms of the detection speed and the chip size.

• Journal of information and communication convergence engineering
• /
• 제13권3호
• /
• pp.189-196
• /
• 2015

In this paper, we present a rotating auto-zeroing offset cancellation technique, which can improve the performance of touch screen sensing circuits. Our target touch screen detection method employs multiple continuous sine waves to achieve a high speed for large touch screens. While conventional auto-zeroing schemes cannot handle such continuous signals properly, the proposed scheme does not suffer from switching noise and provides effective offset cancellation for continuous signals. Experimental results show that the proposed technique improves the signal-to-noise ratio by 14 dB compared to a conventional offset cancellation scheme. For the realistic simulation results, we used Cadence SPECTRE with an accurate TSP model and noise source. We also applied an asymmetric device size (10% MOS size mismatch) to the OP Amp design in order to measure the effectiveness of offset cancellation. We implemented the proposed circuit as part of a touch screen controller system-on-chip by using a Magnachip/SK Hynix 0.18-µm complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) process.

• 전자공학회논문지
• /
• 제52권4호
• /
• pp.71-79
• /
• 2015

본 논문에서는 상호 정전용량 터치스크린의 single line sensing 방법에서의 단점을 해결하기 위한 성능향상 구조를 제안한다. 제안 구조는 Dual sensing 기법과 voltage shifting 기법을 도입하여 센싱 신호의 노이즈를 효과적으로 제거하고 터치 유무의 센싱 신호 차이를 증가시킨다. Dual sensing 기법은 구동신호의 양방향 엣지를 사용하여 integration 속도를 2배로 증가시켜 감지시간을 감소시킨다. Voltage shifting은 ADC의 입력신호 동작범위를 최대화하여 신호 대 노이즈비 (SNR)를 개선한다. 23" 대형 상용 터치스크린을 이용하여 simulation 및 측정한 결과로 제안된 센싱기법은 43dB의 SNR 성능을 가지며, 기존 방식 대비 2배의 스캔 속도를 제공하여 대형 터치스크린을 위한 적합한 기술임을 보인다. 제안된 센싱기법은 현재 매그나칩 CMOS 0.18um 공정으로 TSP 컨트롤러칩으로 구현되었다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제19권4호
• /
• pp.895-902
• /
• 2015

본 논문은 대형 터치스크린을 위한 고속 터치감지 및 노이즈 제거를 위한 FDCS (Frequency division concurrent sensing) 기법을 제안한다. 기존의 터치스크린 감지방식은 대부분 구동신호를 순차적으로 인가하고 순차적으로 센싱신호를 분석하기 때문에 감지속도가 터치스크린 크기에 따라 급격히 감소하여 대형터치스크린에 적용하기 어려운 문제점이 있다. 제안된 기법은 모든 드라이브라인에 서로 다른 주파수의 신호를 동시에 인가하고 각 센스 라인의 신호를 주파수 영역에서 분석하는 기법으로 대형스크린에서도 고속의 감지속도를 제공한다. 또한 주파수영역에서 노이즈 필터링기법을 제안하여 터치감지신호는 누적하고 노이즈는 상쇄하며, 터치스크린의 주파수전달함수의 역의 특성을 가지는 pre-distortion equalizer를 적용하여 터치감도 SNR을 더욱 개선한다. 23" 대형 터치스크린 모델에 실제의 환경 노이즈를 적용하여 실험한 결과 본 제안기술이 기존 기법 대비 frame scan rate을 274%, SNR을 43dB 증가시킴을 보인다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제16권2호
• /
• pp.319-324
• /
• 2012

본 논문에서는 개선된 charge pump 회로를 이용하여 구성한 2-dimensional 터치스크린 패널 드라이버를 소개한다. 개선된 전정 센싱 회로는 charge pump 회로의 중간노드 전하 축적을 제거하여 출력 전압 표류 현상을 효과적으로 없앤다. 터치 패널 드라이버는 터치를 감지하는 아날로그 센싱 부분과 감지된 신호를 처리하는 디지털 신호 처리 부분으로 이루어진다. 제안된 터치스크린 드라이버의 동작을 확인하기 위하여 혼성 모드로 회로를 구성하고 Cadence Spectre를 이용하여 그 동작을 검증하였다. 디지털 회로 부분은 Verilog-A로 모델링하여 아날로그 회로와 인터페이스가 가능하게 하여 전체 회로 동작을 검증함으로써 혼성모드 회로 동작의 신뢰성을 확보하였고 시뮬레이션 시간을 단축할 수 있었다. 시뮬레이션 결과 개선된 전정 센싱 회로를 이용한 제안된 구조의 터치 패널 드라이버의 안정적인 동작을 확인하였다.

• 전자공학회논문지
• /
• 제52권4호
• /
• pp.62-70
• /
• 2015

최근 스마트폰의 발달과 더불어 대형 TV, 의료용 장비 및 전자 칠판에도 터치스크린의 수요가 급증하고 있다. 스크린 사이즈가 증가 할수록 고해상도를 위하여 훨씬 더 많은 채널이 추가 되면서 한 프레임을 스캔하는데 긴 시간이 소요되어 터치감지 지연이 큰 문제가 되고 있다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 새로운 드라이빙 및 센싱 기법을 제안한다. 이 기법은 differential 드라이빙 방법으로 2 단계로 수행되어진다. 먼저 고속 센싱 프로세스를 통해 터치가 발생된 센싱 라인들을 우선 대략적으로 도출해 낸 후 정확한 터치 위치 스캔을 위해서 터치된 라인에서만 감지가 수행되어 진다. 이 방법을 사용하면 터치 패널의 frame refresh rate를 향상 시킬 수 있다. 제안된 구조는 FPGA와 개발된 AFE board로 구현되었으며, 23인치 상용 터치패널을 사용하여 테스트하였다. 이 기법은 기존 대비 frame scan rate를 8.4배 향상시킨다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
• /
• 제16권3호
• /
• pp.375-379
• /
• 2016

A current subtraction technique with parallel operation system is proposed to remove excessive current in touch screen application. The proposed current subtraction remove the current which go into the input node of charge amplifier. The value of subtraction current is same with current when touch screen is not touched. As a result, charge amplifier output is only proportional to variation of mutual capacitor, which make dynamic rage is increased. Also, Transmitter (Tx) driving signal and subtraction driving signal are out of phase each other. Thus, noise generated in Tx is cancelled. The proposed IC is implemented in a mixed-mode 0.18-um CMOS process. Overall system is designed for touch screen panel (TSP) with 16 driving lines and 8 sensing lines. 5-V supply voltages are used in the proposed circuits. For multiple Tx driving signal, Walsh codes are used and signal frequency is 300 khz. By using proposed technique, dynamic rage is improved 36 dB.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국해양정보통신학회 2011년도 추계학술대회
• /
• pp.875-877
• /
• 2011

본 논문에서는 개선된 charge pump 회로를 이용하여 구성한 터치스크린 패널 드라이버를 소개한다. 터치 패널 드라이버는 크게 터치를 감지하는 아날로그 센싱 부분과 감지된 신호를 처리하는 디지털 신호 처리 부분으로 이루어진다. 제안된 터치스크린 드라이버의 동작을 확인하기 위하여 혼성 모드로 회로를 구성하고 Cadence Spectre를 이용하여 그 동작을 검증하였다. 디지털 회로 부분은 Verilog-A 모델링하여 아날로그 부분과의 인터페이스가 가능하게 하여, 그 동작을 검증함으로써 동작의 신뢰성을 확보하였고 시뮬레이션 시간을 줄일 수 있었다. 시뮬레이션 결과 ADC가 없는 간단한 구조의 디지털 신호 변환으로 터치 패널 드라이버의 안정적인 동작을 확인하였다.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보디스플레이학회 2008년도 International Meeting on Information Display
• /
• pp.302-305
• /
• 2008

We present a new touch screen method, which utilizes the variation of liquid crystal capacitance according to the touch event on the screen. It is integrated in the AMLCD with the conventional LTPS process. Its resolution is same as the display resolution as well as performs the multi-touch sensing function basically. The design concept and the operation are verified with the SPICE simulation.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보디스플레이학회 2009년도 9th International Meeting on Information Display
• /
• pp.1519-1522
• /
• 2009

We describe a 32" liquid-crystal display (LCD) with multi-touch sensing capability by integrating IR detector arrays onto the LED backlight plate. A transparent light guide is placed in front of the display screen, with IR LEDs disposed at its edges and emitting IR light into the light guide, the light is trapped by total internal reflection within the light guide to be as touch-sensing light. A physical contact with the acrylic plate surface will stimulate some trapped light to be escaped from the light guide and pass through LCD panel to be detected by the IR detectors. The touch-sensing LCD with this configuration can locate simultaneous multiple touche points on the touchable surface.