(57)【要約】タッチ入力感知電極と、前記タッチ入力感知電極の一支点に連結されており、タッチ入力によって前記タッチ入力感知電極によって形成されるタッチキャパシタンスの変化を測定するようになっているタッチ感知部と、前記タッチ入力感知装置に含まれ、前記一支点との間にキャパシタンスが形成されている前記第２ノードと、前記一支点と前記第２ノードとの間の電位差を減少させるように、前記一支点の電位を追従する電位値を前記第２ノードに提供する電位制御部とを含むタッチ入力感知装置を提供する。【選択図】図１４Ａ
2016540302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチ入力感知電極と、
前記タッチ入力感知電極の一支点に連結されており、タッチ入力によって前記タッチ入力感知電極によって形成されるタッチキャパシタンスの変化を測定するようになっているタッチ感知部と、
タッチ入力感知装置に含まれ、前記一支点との間にキャパシタンスが形成されている第２ノードと、
前記一支点と前記第２ノードとの間の電位差を減少させるように、前記一支点の電位を追従する電位値を前記第２ノードに提供する電位制御部とを含むことを特徴とするタッチ入力感知装置。
【請求項２】
前記タッチ入力感知電極は、画像ピクセル、前記画像ピクセルの光出力を制御するための信号を伝達する制御ライン、及び前記画像ピクセルの共通電極を含む画面出力装置の前記共通電極である請求項１に記載のタッチ入力感知装置。
【請求項３】
前記第２ノードは、画像ピクセル、前記画像ピクセルの光出力を制御するための信号を伝達する制御ライン、及び前記画像ピクセルの共通電極を含む画面出力装置の前記制御ラインに存在する請求項１に記載のタッチ入力感知装置。
【請求項４】
前記制御ラインは、前記画像ピクセルのためのデータ制御ライン又は前記画像ピクセルのためのゲート制御ラインである請求項３に記載のタッチ入力感知装置。
【請求項５】
前記画面出力装置は、ＴＦＴ−ＬＣＤである請求項２に記載のタッチ入力感知装置。
【請求項６】
前記タッチ入力感知電極は、複数個の画像ピクセル、前記複数個の画像ピクセルの光出力を制御するための信号を伝達する複数個の制御ライン、及び前記複数個の画像ピクセルのために分割されて提供される複数個の共通電極を含む画面出力装置の、前記複数個の共通電極のうち第１共通電極であり、
前記追従する電位値は、前記複数個の共通電極のうち、あらかじめ決まった方式によって選択されたいずれか一つの共通電極の電位値である請求項１に記載のタッチ入力感知装置。
【請求項７】
前記タッチ入力感知電極は、複数個の画像ピクセル、前記複数個の画像ピクセルの光出力を制御するための信号を伝達する複数個の制御ライン、及び前記複数個の画像ピクセルのために分割されて提供される複数個の共通電極を含む画面出力装置の、前記複数個の共通電極のうち第１共通電極であり、
前記追従する電位値は、前記複数個の共通電極の電位値の平均値である請求項１に記載のタッチ入力感知装置。
【請求項８】
前記タッチ入力感知電極は、画像ピクセル、前記画像ピクセルの光出力を制御するための信号を伝達する制御ライン、及び前記画像ピクセルの共通電極を含む画面出力装置の前記共通電極であり、
前記追従する電位値の周期は、前記共通電極の周期と等しい請求項１に記載のタッチ入力感知装置。
【請求項９】
前記タッチ感知部は、演算増幅器を含み、前記演算増幅器の第１入力端子及び前記第２ノードには第１周波数成分を有する信号が印加され、前記演算増幅器の第２入力端子には前記タッチ入力感知電極が連結されている請求項１に記載のタッチ入力感知装置。
【請求項１０】
前記タッチ入力感知電極は、画像ピクセル、前記画像ピクセルの光出力を制御するための信号を伝達する制御ライン、及び前記画像ピクセルの共通電極を含む画面出力装置の前記共通電極である請求項９に記載のタッチ入力感知装置。
【請求項１１】
前記第２ノードは、画像ピクセル、前記画像ピクセルの光出力を制御するための信号を伝達する制御ライン、及び前記画像ピクセルの共通電極を含む画面出力装置の前記制御ラインに存在する請求項９に記載のタッチ入力感知装置。
【請求項１２】
タッチ入力感知装置及び画面出力装置を含む使用者機器であって、
前記タッチ入力感知装置は、
１）タッチ入力感知電極と、
２）前記タッチ入力感知電極の一支点に連結されており、タッチ入力によって前記タッチ入力感知電極によって形成されるタッチキャパシタンスの変化を測定するようになっているタッチ感知部と、
３）前記タッチ入力感知装置に含まれ、前記一支点との間にキャパシタンスが形成されている第２ノードと、
４）前記一支点と前記第２ノードとの間の電位差を減少させるように、前記一支点の電位を追従する電位値を前記第２ノードに提供する電位制御部と、を含み、
前記画面出力装置は、
５）画像ピクセルと、
６）前記画像ピクセルの光出力を制御するための信号を伝達する制御ラインと、
７）前記画像ピクセルの共通電極と、を含み、
前記共通電極が前記タッチ入力感知電極であることを特徴とする使用者機器。
【請求項１３】
前記第２ノードは、前記制御ラインに存在する請求項１２に記載の使用者機器。
【請求項１４】
前記画面出力装置は、ＴＦＴ−ＬＣＤである請求項１３に記載の使用者機器。
【請求項１５】
前記画面出力装置は、複数個の画像ピクセル、前記複数個の前記画像ピクセルの光出力を制御するための信号を伝達する複数個の制御ライン、及び前記複数個の画像ピクセルのために分割されて提供される複数個の共通電極を含み、
前記タッチ入力感知電極は、前記複数個の共通電極のうち第１共通電極であり、
前記追従する電位値は、前記複数個の共通電極のうち、あらかじめ決まった方式によって選択されたいずれか一つの共通電極の電位値である請求項１２に記載の使用者機器。
【請求項１６】
前記画面出力装置は、複数個の画像ピクセル、前記複数個の画像ピクセルの光出力を制御するための信号を伝達する複数個の制御ライン、及び前記複数個の画像ピクセルのために分割されて提供される複数個の共通電極を含み、
前記タッチ入力感知電極は、前記複数個の共通電極のうち第１共通電極であり、
前記追従する電位値は、前記複数個の共通電極の電位値の平均値である請求項１２に記載の使用者機器。
【請求項１７】
前記追従する電位値の周期は、前記共通電極の周期と等しい請求項１２に記載の使用者機器。
【請求項１８】
前記タッチ感知部は、演算増幅器を含み、前記演算増幅器の第１入力端子及び前記第２ノードには第１周波数成分を有する信号が印加され、前記演算増幅器の第２入力端子には前記タッチ入力感知電極が連結されている請求項１２に記載の使用者機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の静電容量方式のタッチ入力制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１Ａ及び図１Ｂは、自己静電容量（ｓｅｌｆ−ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）方式のタッチ入力の原理を説明するために提示したタッチ入力回路の一例である。前記タッチ入力回路は電子装置の一部品であることができる。
【０００３】
ノード（ｎ１）には、（１）キャパシタンス（Ｃｆ）１８、寄生キャパシタンス（Ｃｐ）２０、及びその他のキャパシタンス（Ｃｅ）２３によって形成される”等価キャパシタンス”、（２）抵抗（Ｒｒｅｆ）１２、（３）演算増幅器１５の非反転入力端子、（４）スイッチ１４、及び（５）電極パッド１６が連結されることができる。電極パッド１６は透明なまたは不透明な導電性の物質であることができる。演算増幅器１５の反転入力端子（−）には基準電位（Ｖｒｅｆ）を提供することができる。一実施例で前記基準電位（Ｖｒｅｆ）は接地電位より大きくなることができる。
【０００４】
この時、前記”等価キャパシタンス”を構成する一要素であるキャパシタンス（Ｃｆ）１８は、電極パッド１６に電圧が印加されている時に、電極パッド１６近くに指のような伝導体が近接するようになれば、キャパシタンス（Ｃｆ）１８と前記伝導体との間に電場が形成されることで発生するようになる。すなわち、タッチ入力されたかどうかによってキャパシタンス（Ｃｆ）１８の値が変化するようになって、この変化された値を測定することでタッチ入力されたかどうかが分かる。
【０００５】
一方、寄生キャパシタンス（Ｃｐ）２０は、前記電子装置の他の部分と電極パッド１６との間に形成される、意図して設計しないキャパシタンスであることができる。したがって、寄生キャパシタンス（Ｃｐ）２０の値は前記タッチ入力回路の設計者があらかじめわからない値であることができる。
【０００６】
この時、寄生キャパシタンス（Ｃｐ）の値が充分に小さいか、または存在しないとキャパシタンス（Ｃｆ）１８の変化量を易しく測定することができる。
【０００７】
また、前記電子装置の他の部分から発生するか、または流入されるノイズが、寄生キャパシタンス（Ｃｐ）の一端部に存在するノード（ｎ２）を通じてノード（ｎ１）に伝達するという問題がある。前記電子装置の他の部分に形成されているその他のキャパシタンス（Ｃｅ）２３はノード（ｎ２）にさらに連結され得る。
【０００８】
スイッチ１４のオン／オフ状態は、演算増幅器１５の反転入力端子（−）に印加された基準電圧（Ｖｒｅｆ）と非反転入力端子（＋）に印加されるノード（ｎ１）の電圧（Ｖｘ）の差値を基礎で決まることができる。
【０００９】
図１Ｂに示したようにノード（ｎ１）の電圧（Ｖｘ）はスイッチ１４のオン／オフ状態の変化に従って変わることができる。図１Ｂの横軸に記載した”Ｏｆｆ”はスイッチ１４がオフ状態を維持する時区間を意味して、”Ｏｎ”はスイッチ１４がオン状態を維持する時区間を意味することができる。
【００１０】
スイッチ１４がオン状態である場合電圧（Ｖｘ）の変化率は、前記”等価キャパシタンス”と前記抵抗（Ｒｒｅｆ）１２によって決まる是正数（τ）によって決まることができる。スイッチ１４がオフ状態になれば電圧（Ｖｘ）は基準電位にまた落ちるようになる。
【００１１】
指１７が電極パッド１６に、どのくらい身近に位置しているかによってキャパシタンス（Ｃｆ）１８の大きさが変化することができ、その結果前記”等価キャパシタンス”の大きさが変化することができる。したがって、キャパシタンス（Ｃｆ）の変化量によって是正数（τ）の値が変化されることができる。このような是正数（τ）の変化は図１Ｂに示したスイッチ１４がオン状態を維持する時区間での電圧（Ｖｘ）の変化率に影響を与える。したがって、電圧（Ｖｘ）グラフに関する値を利用して是正数（τ）の大きさ、キャパシタンス（Ｃｆ）１８の大きさ、そして指１７が電極パッド１６にどのくらい影響を与えているかに対する情報を逆に算出することができる。これでタッチ入力がなされたかどうかが分かる。
【００１２】
例えば、指１７が電極パッド１６近傍に存在しない場合にはキャパシタンス（Ｃｆ）１８は存在しないで、その結果前記”等価キャパシタンス”の値がＣｅ１であると仮定することができる。今、指１７が電極パッド１６近傍に存在する場合にはキャパシタンス（Ｃｆ）１８は存在するようになって、その結果前記”等価キャパシタンス”の値がＣｅ２であると言えば、Ｃｅ２＞Ｃｅ１の関係を満足することができる。その結果、指１７が電極パッド１６近傍に存在しない場合の是正数ｔａｕ１は、指１７が電極パッド１６近傍に存在する場合の是正数ｔａｕ２に比べて小さくなる。これを図１Ｂと共に考慮して見れば、指１７が電極パッド１６近傍に存在しない場合には、指１７が電極パッド１６近傍に存在する場合より電圧（Ｖｘ）がさらに早く上昇することができる。このような現象を利用すれば、例えば電位（Ｖｘ）が０の値からＶｒｅｆまで上昇するのにかかった時間を測定することで指１７が電極パッド１６近傍に存在するのかどうかを決めることができる。
【００１３】
図１Ｃ及び図１Ｄはそれぞれ図１Ａ及び図１Ｂに対応する回路として、図１Ａの抵抗（Ｒｒｅｆ）１２が静電流源（Ｉｒｅｆ）１２＿１で取り替えられた回路と、この時の電圧（Ｖｘ）の時間による変化を示す。図１Ｃ及び図１Ｄによる回路の動作は図１Ａ及び図１Ｂの上述した動作原理を理解した者なら容易に理解することができるであろう。
【００１４】
図１Ｅ及び図１Ｆは、相互静電容量（ｍｕｔｕａｌ  ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）方式のタッチ入力の原理を説明するために提示したタッチ入力回路の一例である。前記タッチ入力回路は電子装置の一部品であることができる。
【００１５】
図１Ｅを参照すれば、基板５１２上に第１電極パッド（ＶＣＯＭ）１１と第２電極パッド（ＶＣＯＭ）１２が絶縁体５１１によってお互いに絶縁されて配置されている。この時、第１電極パッド（ＶＣＯＭ）１１にあらかじめ決まった電圧をかけてくれれば第１電極パッド（ＶＣＯＭ）１１で発生した磁束５１０が第２電極パッド（ＶＣＯＭ）１２に向けるようになる。この時、第１電極パッド（ＶＣＯＭ）１１と第２電極パッド（ＶＣＯＭ）１２との間には前記磁束５１０によって相互キャパシタンス（Ｃｓ）が形成される。もし、この時、絶縁外にすり抜けて来た磁束５１０が属した空間に指のようなタッチ入力道具が存在する場合には、前記外に抜け出た磁束５１０が第２電極パッド（ＶＣＯＭ）１２に入力されない。したがって、前記相互キャパシタンス（Ｃｓ）の値が変化するようになる。相互静電容量方式のタッチ入力回路は上述した相互キャパシタンス（Ｃｓ）の値を測定することでタッチ入力の有無を判断するようになる。図１Ｅの第１電極パッド（ＶＣＯＭ）１１と共にあらかじめ決まった電圧が印加される電極を駆動電極パッドと称することができ、第２電極パッド（ＶＣＯＭ）１２は感知電極パッドと称することができる。
【００１６】
図１Ｆは、相互静電容量方式のタッチ入力回路の一例を示したものであり、スイッチトキャパシタ積分回路の一例を示したものである。図１Ｆで二つのスイッチはそれぞれ第１クロック（Ｃｌｋ１）と第２クロック（Ｃｌｋ２）によってオン／オフ状態を切り替えるようになって、オン状態になる時区間をお互いに共有しない。電源（Ｖｓ（ｔ））から提供される電流は、一旦キャパシタンス（Ｃｓ）に充電されてから、この充電された電荷は演算増幅器に連結された積分キャパシタ（Ｃｆｂ）に記憶されるようになる。すなわち、キャパシタンス（Ｃｓ）は充電と放電を続いて繰り返しながら積分キャパシタ（Ｃｆｂ）の両端に続いて電荷を累積して蓄積させる。キャパシタンス（Ｃｓ）の値が大きいほど単位時間当りさらに多い電荷を積分キャパシタ（Ｃｆｂ）の両端に充電させることができるであろう。したがって、演算増幅器の出力電圧（Ｖｆｂ（ｔ））を確認することでキャパシタンス（Ｃｓ）の大きさを把握することができる。この時、図１Ｆのキャパシタンス（Ｃｓ）の両端がそれぞれ図１Ｅの第１電極パッド（ＶＣＯＭ）１１と第２電極パッド（ＶＣＯＭ）１２になるように設計することができる。
【００１７】
前述した電極パッド１６を上下左右で複数個配置して各電極パッドに対するタッチ入力の有無を図１Ａ乃至図１Ｄに示した自己静電容量方式で測定することもできる。この時、電極パッド１６の個数が増加するほどタッチ入力感知のための回路の消耗電力が多くなるか、または上述した演算増幅器の個数が増加して回路の複雑度が大きくなる問題がある。例えば、電極パッド１６の配置が２０＊１２の行列構造を有する場合電極パッドが総２４０個提供されるが、各電極パッドに上述した演算増幅器が１個ずつ連結されなければならなかったら回路の複雑度があまり大きくなるという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明では行列構造で配置された複数個の電極パッドを有するタッチ入力感知装置において、複数個の電極パッドを利用しても低い複雑度と高い効率性を有するタッチ入力感知技術を提供しようとする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
＜寄生キャパシタンスの影響を減少させるタッチ入力感知方法及びこのための装置＞
本発明の一様相によれば、電極パッドに連結された寄生キャパシタンスの影響を無くすために、寄生キャパシタンス両端に等しい電圧を印加するか、または寄生キャパシタ両端にいつも等しい電圧がかかるようにする。その具体的な方法として、寄生キャパシタンス（Ｃｐ）の一端部（ｎ１）に電極パッド１６が連結されており、他の端部（ｎ２）にノイズソースなどの回路の他の部分が連結されている時に、前記一端（ｎ１）の電圧（Ｖｘ）を前記他の端部（ｎ２）に印加する構成を取る。これで寄生キャパシタンス（Ｃｐ）の両端部の間の電圧が０になるか、または一定点がかかるようになるので、寄生キャパシタンスによって充放電される電荷がないから、寄生キャパシタンス（Ｃｐ）による影響が排除されて、キャパシタンス（Ｃｆ）１８の変化量のみを成功的に測定することができる。
【００２０】
以下、本発明の多様な観点によって提供される本発明の課題の解決手段を説明する。理解を助けるために、以下説明される一部用語には本明細書に添付された図面の一部参照番号が併記されている。この併記された参照番号は例示のためのものである。
【００２１】
本発明の一観点によるタッチ入力感知装置は、タッチ入力感知電極と、前記タッチ入力感知電極の一支点に連結されており、タッチ入力によって前記タッチ入力感知電極によって形成されるタッチキャパシタンスの変化を測定するようになっているタッチ感知部と、前記タッチ入力感知装置に含まれ、前記一支点との間にキャパシタンスが形成されている前記第２ノードと、前記一支点と前記第２ノードとの間の電位差を減少させるように、前記一支点の電位を追従する電位値を前記第２ノードに提供する電位制御部とを含む。
【００２２】
本発明の他の観点によってタッチ入力感知装置及び画面出力装置を含む使用者機器を提供することができる。この時、前記タッチ入力感知装置は、１）タッチ入力感知電極と、２）前記タッチ入力感知電極の一支点に連結されており、タッチ入力によって前記タッチ入力感知電極によって形成されるタッチキャパシタンスの変化を測定するようになっているタッチ感知部と、３）前記タッチ入力感知装置に含まれ、前記一支点との間にキャパシタンスが形成されている前記第２ノードと、及び４）前記一支点と前記第２ノードとの間の電位差を減少させるように、前記一支点の電位を追従する電位値を前記第２ノードに提供する電位制御部と、を含む。そして前記画面出力装置は、５）画像ピクセルと、６）前記画像ピクセルの光出力を制御するための信号を伝達する制御ラインと、及び７）前記画像共通電極と、を含む。そして前記共通電極が前記タッチ入力感知電極である。
【００２３】
＜複数個の電極パッドを利用した自己静電容量方式のタッチ入力感知方法及びこのための装置＞
本発明では上述した課題を解決するために、マルチフレクサーを利用して複数個の電極パッドから選択された一部の電極パッドでのタッチ入力の有無を感知する工程を含む方法を使用する。
【００２４】
本発明の一観点によって提供されるタッチ入力感知装置は、複数個の第１グループ電極パッドと、前記第１グループ電極パッドの間にインターレーシングされて配置された複数個の第２グループ電極パッドと、及び出力端子にタッチ感知部が連結されている複数個のマルチフレクサーを含む。そして前記それぞれのマルチフレクサーの入力端子には一つの前記第１グループ電極パッドと一つの前記第２グループ電極パッドが連結されている。
【００２５】
この時、前記それぞれのマルチフレクサーに対して、前記マルチフレクサーの入力端子に連結された前記第１グループ電極パッドと前記第２グループ電極パッドとの間をお互いに短絡させるか、またはオープンさせるようになっているスイッチ部をさらに含むことができる。
【００２６】
この時、前記タッチ入力感知装置は、前記タッチ入力感知装置に含まれた第２ノードとして、前記出力端子との間にキャパシタンスが形成されている、前記第２ノードと、及び前記出力端子と前記第２ノードとの間の電位差を減少させるように、前記出力端子の電位を追従する電位値を前記第２ノードに提供する電位制御部をさらに含むことができる。そして、前記タッチ感知部はタッチ入力によって前記第１グループ電極パッドまたは前記第２グループ電極パッドによって形成されるタッチキャパシタンスの変化を測定され得る。
【００２７】
この時、前記第１グループ電極パッドと前記第２グループ電極パッドは、画像ピクセル、前記画像ピクセルの光出力を制御するための信号を伝達する制御ライン、及び前記画像ピクセルの共通電極を含む画面出力装置の共通電極であることができる。
【００２８】
この時、前記画面出力装置はＴＦＴ−ＬＣＤであることがある。
【００２９】
この時、前記第２ノードは、画像ピクセル、前記画像ピクセルの光出力を制御するための信号を伝達する制御ライン、及び前記画像ピクセルの共通電極を含む画面出力装置の前記制御ラインに存在することができる。
【００３０】
この時、前記それぞれのマルチフレクサーの入力端子に連結された前記第１グループ電極パッドと前記第２グループ電極パッドはお互いに接し得る。
【００３１】
本発明の他の観点によって提供されるタッチ入力を感知する方法は、上述した本発明の一観点によって提供されるタッチ入力感知装置を利用する。この方法は、前記それぞれのマルチフレクサーの出力端子が前記第１グループ電極パッドに連結されるように制御する工程と、前記複数個のタッチ感知部を利用して前記複数個の第１グループ電極パッドのうちタッチ入力がなされた第１電極パッドを識別する工程と、前記それぞれのマルチフレクサーの出力端子が前記第２グループ電極パッドに連結されるように制御する工程と、及び前記複数個のタッチ感知部を利用して前記複数個の第２グループ電極パッドのうちタッチ入力がなされた第２電極パッドを識別する工程と、を含む。
【００３２】
本発明のまた他の観点によって提供されるタッチ入力を感知する方法は、上述した本発明の一観点によって提供されるタッチ入力感知装置を利用する。この方法は前記それぞれのマルチフレクサーの出力端子が前記第１グループ電極パッドに連結されるように制御する工程と、前記複数個のタッチ感知部を利用して前記複数個の第１グループ電極パッドのうちタッチ入力がなされた第１電極パッドを識別する工程と、前記識別された第１電極パッドが連結されている第１マルチフレクサーの出力端子が前記第２グループ電極パッドに連結されるように制御する工程と、及び前記第１マルチフレクサーに連結されたタッチ感知部を利用して前記第１マルチフレクサーに連結された前記第２グループ電極パッドに対するタッチ入力の有無を検出する工程と、を含む。
【００３３】
本発明のまた他の観点によって提供されるタッチ入力を感知する方法は、上述した本発明の一観点によって提供されるタッチ入力感知装置を利用する。この方法は前記それぞれのマルチフレクサーに対して、前記マルチフレクサーの入力端子に連結された前記第１グループ電極パッドと前記第２グループ電極パッドの間をお互いに短絡させるように前記スイッチ部を制御する工程と、前記複数個のタッチ感知部を利用してタッチ入力がなされたものとして判断された第１感知領域を識別する工程と、前記第１感知領域に連結された第１マルチフレクサーの第１入力端子に連結された前記第１グループ電極パッドと前記第２グループ電極パッドの間をお互いにオープンさせるように前記スイッチ部を制御する工程と、前記第１入力端子に連結された前記第１グループ電極パッドを前記第１マルチフレクサーの第１出力端子に連結して、前記第１出力端子に連結された第１タッチ感知部を利用してタッチ入力の有無を決める工程と、及び前記第１入力端子に連結された前記第２グループ電極パッドを前記第１出力端子に連結して、前記第１タッチ感知部を利用してタッチ入力の有無を決める工程と、を含む。
【００３４】
この時、前述したタッチ入力感知方法において、前記第１グループ電極パッドと前記第２グループ電極パッドは、画像ピクセル、前記画像ピクセルの光出力を制御するための信号を伝達する制御ライン、及び前記画像ピクセルの共通電極を含むＴＦＴ−ＬＣＤに形成された複数個の分割された共通電極に属するものであることができる。
【００３５】
本発明のまた他の観点によって、行列形態で配列された複数個の電極パッドを利用してタッチ入力を感知する方法を提供することができる。この方法では前記複数個の電極パッドのうち、複数個の第１グループ電極パッドに対するタッチ入力を感知する工程と、前記第１グループ電極パッドの間にインターレーシングされて配置された複数個の第２グループ電極パッドに対するタッチ入力を感知する工程をお互いに異なる時間に遂行するようになる。この時、前記第１グループ電極パッドと前記第２グループ電極パッドを上述したマルチフレクサーの入力端に連結して構成することができる。
【００３６】
本発明のまた他の観点によって、行列形態で配列された複数個の電極パッドを利用してタッチ入力を感知する方法を提供することができる。。この方法では前記複数個の電極パッドのうち、お互いに接している二つ以上の電極パッドをスイッチ部を利用してお互いに電気的に連結して一つのノードセットを作った後、前記ノードセットに対するタッチ入力を感知する第１工程を遂行することができる。その次、前記一つのノードセットに含まれた前記二つ以上の電極パッドの間の電気的な連結を前記スイッチ部を利用して短絡させた後に、前記二つ以上の電極パッドそれぞれに対するタッチ入力を感知する第２工程を遂行することができる。この時、前記二つ以上の電極パッドを上述したマルチフレクサーの入力端に連結して構成することができる。
【００３７】
＜複数個の電極パッドを利用した相互静電容量方式のタッチ入力感知方法及びこのための装置＞
本発明の一観点によって、垂直方向及び水平方向に沿って行列形態で配置されている複数個の電極パッドを含むタッチ入力感知装置を提供することができる。。この装置は、第１電極パッドと、第２電極パッドと、前記第１電極パッドに接して前記第１電極パッドを取り囲んだ第１グループの第５電極パッドと、前記第２電極パッドに接して前記第２電極パッドを取り囲んだ第２グループの第５電極パッドと、前記第１グループの第５電極パッドに連結されている第１グループの積分器を利用して、前記第１電極パッドと前記第１グループの第５電極パッドとの間に形成されるキャパシタンスの値を測定するようになっている第１グループのタッチ入力感知回路と、前記第２グループの第５電極パッドに連結されている第２グループの積分器を利用して、前記第２電極パッドと前記第２グループの第５電極パッドとの間に形成されるキャパシタンスの値を測定するようになっている第２グループのタッチ入力感知回路と、及び前記第１電極パッドと前記第２電極パッドとのうちいずれか一つの電極パッドに基準電位と異なる第１電位を印加する間に他の一つの電極パッドには基準電位を印加するようになっている電極パッド電位制御部と、を含む。
【００３８】
この時、前記第１電極パッド、前記第２電極パッド、前記第１グループの第５電極パッド、及び前記第２グループの第５電極パッドは、画像ピクセル、前記画像ピクセルの光出力を制御するための信号を伝達する制御ライン、及び前記画像ピクセルの共通電極を含むＴＦＴ−ＬＣＤに形成された複数個の分割された共通電極に属するものであることができる。
【００３９】
この時、第１グループの第５電極パッドに属している少なくとも一つの第５電極パッドは、第２グループの第５電極パッドにも属し得る。
【００４０】
本発明の他の観点によって、垂直方向及び水平方向に沿って行列形態で配置されている複数個の電極パッドを含むタッチ入力感知装置を提供することができる。。この装置は、第１電極パッドと、前記第１電極パッドに接して前記第１電極パッドを取り囲んだ８個の第５電極パッドと、及び前記８個の第５電極パッドに連結されている第１グループの積分器を利用して、前記第１電極パッドと前記８個の第５電極パッドの間に形成されるキャパシタンスの値を測定するようになっている第１グループのタッチ入力感知回路と、を含む。
【００４１】
この時、前記第１電極パッド、及び前記８個の第５電極パッドは、画像ピクセル、前記画像ピクセルの光出力を制御するための信号を伝達する制御ライン、及び前記画像ピクセルの共通電極を含むＴＦＴ−ＬＣＤに形成された複数個の分割された共通電極に属するものであることができる。
【００４２】
この時、前記第１グループのタッチ入力感知回路は、一つの積分器のみを含み、前記一つの積分器は前記８個の第５電極パッドの間でスイチングされて前記８個の第５電極パッドと順次に連結され得る。
【００４３】
この時、前記第１グループのタッチ入力感知回路は、それぞれ前記８個の第５電極パッドに連結される８個の積分器を含むことができる。
【００４４】
本発明のまた他の観点によって、垂直方向及び水平方向に沿って行列形態で配置されている複数個の電極パッドを含むタッチ入力感知装置を提供することができる。。この装置は、第１電極パッドと、第２電極パッドと、前記第１電極パッドに接して前記第１電極パッドを取り囲んだ第１グループの第５電極パッドと、前記第２電極パッドに接して前記第２電極パッドを取り囲んだ第２グループの第５電極パッドと、前記第１電極パッドに連結されている第１積分器を利用して、前記第１電極パッドと前記第１グループの第５電極パッドとの間に形成されるキャパシタンスの値を測定するようになっている第１タッチ入力感知回路と、前記第２電極パッドに連結されている第２積分器を利用して、前記第２電極パッドと前記第２グループの第５電極パッドとの間に形成されるキャパシタンスの値を測定するようになっている第２タッチ入力感知回路と、及び前記第１グループの第５電極パッドと前記第２グループの第５電極パッドのうちいずれか一つのグループに基準電位と異なる第１電位を印加する間に他の一つのグループには基準電位を印加するようになっている電極パッド電位制御部と、を含む。
【００４５】
この時、前記第１電極パッド、前記第２電極パッド、前記第１グループの第５電極パッド、及び前記第２グループの第５電極パッドは、画像ピクセル、前記画像ピクセルの光出力を制御するための信号を伝達する制御ライン、及び前記画像ピクセルの共通電極を含むＴＦＴ−ＬＣＤに形成された複数個の分割された共通電極に属するものであることができる。
【００４６】
この時、第１グループの第５電極パッドに属している少なくとも一つの第５電極パッドは、第２グループの第５電極パッドにも属し得る。
【００４７】
本発明のまた他の観点によって、垂直方向及び水平方向に沿って行列形態で配置されている複数個の電極パッドを含むタッチ入力感知装置を提供することができる。。この装置は、第１電極パッドと、前記第１電極パッドに接して前記第１電極パッドを取り囲んだ８個の第５電極パッドと、前記第１電極パッドに連結されている第１積分器を利用して、前記第１電極パッドと前記８個の第５電極パッドの間に形成されるキャパシタンスの値を測定するようになっている第１タッチ入力感知回路と、及び前記８個の第５電極パッドのうちいずれか一つの電極パッドに基準電位と異なる第１電位を印加する間に他の一つの電極パッドには基準電位を印加するようになっているし、前記第１電位を前記８個の第５電極パッドに順次に印加するようになっている電極パッド電位制御部と、を含む。
【００４８】
この時、前記第１電極パッド、及び前記８個の第５電極パッドは、画像ピクセル、前記画像ピクセルの光出力を制御するための信号を伝達する制御ライン、及び前記画像ピクセルの共通電極を含むＴＦＴ−ＬＣＤに形成された複数個の分割された共通電極に属するものであることができる。
【００４９】
＜コード分割方式を利用した相互静電容量方式のタッチ入力感知方法及びこのための装置＞
本発明の一観点によって提供されるタッチ入力情報算出方法は、ｐ個の時区間（Ｔ＿ｖ）に対する定義を含む第１情報を利用する。そして、前記ｐ個の時区間（Ｔ＿ｖ）それぞれに対応して定義されており、複数個（＝Ｍ）の駆動電極パッドから選択されたＮ＿ｖ個の駆動電極パッドで構成されたｐ個の駆動電極の組合せ（ＴＥＣ＿ｖ）に対する定義を含む第２情報を利用する。そして、前記複数個の駆動電極パッドと容量結合した（ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙ  ｃｏｕｐｌｅｄ）感知電極パッドに連結されている電荷蓄積用キャパシタを含むタッチ感知回路を利用する。この時、ｖ＝１乃至ｐの定数であり、ｐは２以上の定数である。
【００５０】
この時、前記ｐ個の駆動電極の組合せに属したそれぞれの駆動電極の組合せはお互いに異なる組合せの駆動電極パッドで構成されている。そして前記方法は、ｖ＝１乃至ｐに対してそれぞれ、時区間（Ｔ＿ｖ）の間に駆動電極の組合せ（ＴＥＣ＿ｖ）に属したすべての駆動電極パッドだけに駆動電圧を印加して、前記タッチ感知回路から出力値（ＴＯ＿ｖ）を獲得する工程と、及びｐ個の出力値（ＴＯ＿ｖ）を利用して前記複数個の駆動電極パッドと前記感知電極パッドとの間の領域に対するタッチ入力に関する情報を算出する工程と、を含む。
【００５１】
この時、前記複数個の駆動電極パッドはｐ個であり、前記ｐは３以上の定数であり、前記Ｎ＿ｖはＮ＿ｖ＝ｐ−１を満足して、前記Ｎ＿ｖは２以上の定数であることができる。
【００５２】
この時、前記複数個の駆動電極パッドと前記感知電極パッドはマトリックス形態で配列されたものであることができる。
【００５３】
この時、前記複数個の駆動電極パッドと前記感知電極パッドは、ディスプレイパネルとは別に提供されて前記ディスプレイパネル上に配置されたものであることができる。この時、前記ディスプレイパネルはＴＦＴパネル及びＩＰＳパネルのうちいずれか一つであることができる。
【００５４】
または、前記複数個の駆動電極パッドと前記感知電極パッドは、ディスプレイパネルの動作のために前記ディスプレイパネルの部品で使用される複数個の分離されている共通電極であることができる。
【００５５】
この時、前記ｐ個の時区間（Ｔ＿ｖ）の間に、前記複数個の駆動電極パッドと前記感知電極パッドはすべて前記タッチ感知回路に連結されており、前記複数個の駆動電極パッド及び感知電極パッドはすべて、前記ｐ個の時区間（Ｔ＿ｖ）以外の時間のうち少なくとも一部区間の間にはあらかじめ決まった基準電位（Ｖｒｅｆ２）に連結され得る。
【００５６】
この時、前記感知電極パッドは、前記複数個の駆動電極パッドすべてとお互いに接しているし、前記感知電極パッドと前記複数個の駆動電極パッドとの間にはタッチパネルに存在する他の電極パッドが全然配置されていないこともある。
【００５７】
本発明の他の観点によって提供されるタッチ入力検出方法は、第１時区間の間、Ｍ個の駆動電極パッドのうちから選択された第１の組合せの駆動電極パッドだけに駆動信号を印加して、前記Ｍ個の駆動電極パッドと静電容量結合するようになっている感知電極パッドに連結されたタッチ感知回路から第１出力値を獲得する第１工程を含む。そして、第２時区間の間、前記Ｍ個の駆動電極パッドのうちから選択された第２の組合せの駆動電極パッドだけに駆動信号を印加して、前記タッチ感知回路から第２出力値を獲得する第２工程を含む。そして、前記第１出力値と前記第２出力値を利用して前記Ｍ個の駆動電極パッドのうち第１駆動電極パッドと前記感知電極パッドの間の領域に対するタッチ入力に関する情報を算出する第３工程を含む。
【００５８】
本発明の他の観点によって提供されるタッチ入力装置は、感知電極パッドと、前記感知電極パッドと容量結合するようになっている複数個（＝Ｍ）の駆動電極パッドと、前記感知電極パッドに連結されている電荷蓄積用キャパシタを含むタッチ感知回路と、及び前記複数個の駆動電極パッドに駆動信号をあらかじめ決まった規則によって印加するようになっている電極パッド電位制御部と、を含む。
【００５９】
この時、前記電位制御部は、（１）ｐ個の時区間（Ｔ＿ｖ）に対する定義を含む第１情報、及び前記ｐ個の時区間（Ｔ＿ｖ）それぞれに対応して定義されており、前記複数個の駆動電極パッドから選択されたＮ＿ｖ個の駆動電極パッドで構成されたｐ個の駆動電極の組合せ（ＴＥＣ＿ｖ）に対する定義を含む第２情報を利用して、（２）前記タッチ感知回路を利用する。但し、ｖ＝１乃至ｐの定数であり、ｐは２以上の定数である。
【００６０】
そして、前記ｐ個の駆動電極の組合せに属したそれぞれの駆動電極の組合せはお互いに異なる組合せの駆動電極パッドで構成されている。
【００６１】
そして、前記電位制御部は、（３）ｖ＝１乃至ｐに対してそれぞれ、時区間（Ｔ＿ｖ）の間に駆動電極の組合せ（ＴＥＣ＿ｖ）に属したすべての駆動電極パッドだけに駆動電圧を印加して、前記タッチ感知回路から出力値（ＴＯ＿ｖ）を獲得する工程と、及び（４）ｐ個の出力値（ＴＯ＿ｖ）を利用して前記複数個の駆動電極パッドと前記感知電極パッドの間の領域に対するタッチ入力に関する情報を算出する工程を実行するようになっている。
【００６２】
＜行列形態で配置された電極パッドを利用して相互静電容量方式でタッチ入力を感知する方法及びこのための装置＞
本発明の一観点によって、第１層の上に行列構造で配置されている複数個の電極パッドを利用して相互容量方式でタッチ入力を感知するようになっているタッチ入力装置を提供することができる。前記タッチ入力装置は、前記複数個の電極パッドのうち第１列の偶数番目行に存在する電極パッドと前記第１列に隣接した第２列の奇数番目行に存在する電極パッドをお互いに電気的に連結して形成した感知電極と、前記複数個の電極パッドのうち第１行の奇数番目列に存在する電極パッドと前記第１行に隣接した第２行の偶数番目列に存在する電極パッドをお互いに電気的に連結して形成する駆動電極と、前記駆動電極に駆動信号を印加するようになっている電極パッド電位制御部と、及び電荷蓄積用キャパシタが前記感知電極に連結されているタッチ感知回路を含む。
【００６３】
この時、前記感知電極と前記駆動電極が交差する領域に４個の電極パッドが行列形態で配置されており、前記駆動電極に駆動信号が印加された時に、前記４個の電極パッドのうち前記感知電極に属した２個の電極パッドと前記４個の電極パッドのうち前記駆動電極に属した２個の電極パッドの間に相互キャパシタンスが形成され得る。
【００６４】
この時、前記複数個の駆動電極パッドと前記感知電極パッドは、ディスプレイパネルとは別に提供されて前記ディスプレイパネル上に配置されたものであることができる。この時、前記ディスプレイパネルはＴＦＴパネル及びＩＰＳパネルのうちいずれか一つであることができる。
【００６５】
または、前記複数個の駆動電極パッドと前記感知電極パッドはディスプレイパネルの動作のために前記ディスプレイパネルの部品で使用される複数個の分離している共通電極であることができる。この時、第１時区間の間には、前記複数個の電極パッドはすべて前記電極パッド電位制御部または前記タッチ感知回路に連結されており、前記第１時区間以外の時間のうち少なくとも一部の時区間の間には、前記複数個の電極パッドはすべてあらかじめ決まった基準電位（Ｖｒｅｆ２）に連結され得る。
【００６６】
＜相互容量方式と自己容量方式との間を切り替えるタッチ入力方法及びこのためのタッチ入力装置＞
本発明の一点によって提供されるタッチ入力装置は、自己容量方式及び相互容量方式のうちいずれか一つを選択してタッチ入力を感知するようになっているタッチ感知部と、前記タッチ感知部に電気的に連結されており、行列形態で配列されている複数個の電極パッドと、及び第１モードでは前記複数個の電極パッドに対するタッチ感知を自己容量方式で遂行して、第２モードでは前記複数個の電極パッドに対するタッチ感知を相互容量方式で遂行するように、前記タッチ感知部を制御するタッチパッド制御部と、を含む。
【００６７】
この時、前記タッチ感知部は、自己容量方式でタッチ入力を感知する第１タッチ感知回路、相互容量方式でタッチ入力を感知する第２タッチ感知回路、及びスイッチ部を含み、前記タッチパッド制御部は前記第１モード及び前記第２モードによって前記スイッチ部を制御して前記複数個の電極パッドを前記第１タッチ感知回路または前記第２タッチ感知回路に選択的に連結され得る。
【００６８】
この時、前記タッチパッド制御部は、前記複数個の電極パッドに対するタッチ入力が感知されていない状態では前記複数個の電極パッドに対するタッチ感知を自己容量方式で遂行するようになっていて、前記複数個の電極パッドに対するタッチ入力が感知されている状態では前記複数個の電極パッドに対するタッチ感知を相互容量方式で遂行され得る。
【００６９】
この時、前記タッチパッド制御部は、前記複数個の電極パッドに対するタッチ入力が感知されていない状態では前記複数個の電極パッドに対するタッチ感知を相互容量方式で遂行するようになっていて、前記複数個の電極パッドに対するタッチ入力が感知されている状態では前記複数個の電極パッドに対するタッチ感知を自己容量方式で遂行され得る。
【００７０】
この時、前記複数個の電極パッドはディスプレイパネルとは別に提供されて前記ディスプレイパネル上に配置されたものであることができる。この時、前記ディスプレイパネルはＴＦＴパネル及びＩＰＳパネルのうちいずれか一つであることができる。
【００７１】
または、前記複数個の電極パッドはディスプレイパネルの動作のために前記ディスプレイパネルの部品で使用される複数個の分離されている共通電極であることができる。この時、第１時区間の間には、前記複数個の電極パッドはすべて前記タッチ感知部に連結されており、前記第１時区間以外の時間のうち少なくとも一部の時区間の間には、前記複数個の電極パッドはすべてあらかじめ決まった基準電位（Ｖｒｅｆ２）に連結され得る。
【００７２】
本発明の他の観点によって複数個の電極パッドを含むタッチ入力装置でタッチ入力を感知する方法を提供することができる。この方法は、前記タッチ入力装置が初期化されれば第１感知方式を利用して前記複数個の電極パッドに対するタッチ入力の有無を検出する工程と、前記複数個の電極パッドに対してタッチ入力がなされたと判断されれば、第２感知方式を利用して前記複数個の電極パッドに対するタッチ入力の有無を検出する工程と、及び前記複数個の電極パッドに対するタッチ入力が消えたと判断されれば、前記第１感知方式を利用して前記複数個の電極パッドに対するタッチ入力の有無を検出する工程と、を含むことができる。
【００７３】
この時、前記第１感知方式は自己容量方式で前記第２感知方式は相互容量方式や、または前記第１感知方式は相互容量方式で前記第２感知方式は自己容量方式であることができる。
【発明の効果】
【００７４】
本発明によれば、行列構造で配置された複数個の電極パッドを有するタッチ入力感知装置において、複数個の電極パッドを利用しても低い複雑度と高い効率性を有するタッチ入力感知技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１Ａ】図１Ａは、自己静電容量（ｓｅｌｆ  ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）方式のタッチ入力の原理を説明するために提示したタッチ入力回路の一例である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、自己静電容量（ｓｅｌｆ  ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）方式のタッチ入力の原理を説明するために提示したタッチ入力回路の一例である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、それぞれ図１Ａ及び図１Ｂに対応する回路として、図１Ａの抵抗（Ｒｒｅｆ）１２が静電流源（Ｉｒｅｆ）１２＿１で取り替えられた回路と、この時の電圧（Ｖｘ）の時間による変化を示す。
【図１Ｄ】図１Ｄは、それぞれ図１Ａ及び図１Ｂに対応する回路として、図１Ａの抵抗（Ｒｒｅｆ）１２が静電流源（Ｉｒｅｆ）１２＿１で取り替えられた回路と、この時の電圧（Ｖｘ）の時間による変化を示す。
【図１Ｅ】図１Ｅは、相互静電容量（ｍｕｔｕａｌ  ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）方式のタッチ入力の原理を説明するために提示したタッチ入力回路の一例である。
【図１Ｆ】図１Ｆは、相互静電容量（ｍｕｔｕａｌ  ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）方式のタッチ入力の原理を説明するために提示したタッチ入力回路の一例である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の一実施例による、自己静電容量（ｓｅｌｆ  ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）方式のタッチ入力回路を示したものである。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａに対応する回路として、図２Ａの抵抗（Ｒｒｅｆ）１２が静電流源（Ｉｒｅｆ）１２＿１に取り替えられた回路の例を示す。
【図３】図３は、”静電式タッチセンサ層”と”画面出力装置”が一種類の以上の部品を共有しながら一体型で形成された一体型入出力装置１を図式化したものである。一体型入出力装置１にはタッチＩＣ（Ｔ−ＩＣ）３と画面出力制御チップ（ＤＤＩ、Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｄｒｉｖｅｒ  ＩＣ）２が含まれることができる。
【図４】図４は、図３の左側の上にある４個のＶＣＯＭ電極近傍の構成をさらに詳しく示したものである。
【図５Ａ】図５Ａは、図４に示した３個の画像ピクセル（Ｎ１１、Ｎ３１、Ｎ３３）での構造をさらに詳しく示したものである。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図４に示した３個の画像ピクセル（Ｎ１１、Ｎ３１、Ｎ３３）での構造をさらに詳しく示したものである。
【図５Ｃ】図５Ｃは、図４に示した３個の画像ピクセル（Ｎ１１、Ｎ３１、Ｎ３３）での構造をさらに詳しく示したものである。
【図６Ａ】図６Ａは、図５Ａ乃至図５Ｃで説明した問題点を概念化して示したものである。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６Ａから変形された実施例である。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明のお互いに異なる三つの実施例による寄生キャパシタの影響を除外するための回路の構造を示したものである。
【図７Ｂ】図７Ｂは、本発明のお互いに異なる三つの実施例による寄生キャパシタの影響を除外するための回路の構造を示したものである。
【図７Ｃ】図７Ｃは、本発明のお互いに異なる三つの実施例による寄生キャパシタの影響を除外するための回路の構造を示したものである。
【図８】図８は、本発明の一実施例によって提供される一体型入出力装置４の平面図を示す。
【図９】図９は、本発明の一実施例による静電駆動信号（すなわち、静電式タッチセンサのセンシングのための駆動信号）とペン駆動信号（すなわち、スタイラスペンのセンシングのための駆動信号）のタイミング図の多くの実施例を示したものである。
【図１０】図１０は、本発明の一実施例による静電駆動信号、ペン駆動信号、及び表示部駆動信号のタイミング図である。
【図１１】図１１は、本発明の他の実施例によってタッチ入力ジェスチャを認識する技術を示したものである。
【図１２】図１２は、前記周期的電圧信号（Ｖｄｐ）の波形がＤＣ成分がない周期的交流波形の形態で提供される場合の例を示したものである。
【図１３】図１３は、図１２の回路において、寄生キャパシタンス（Ｃｐ、ｙｙ）の影響を除外する本発明の一実施例による回路構造を示す。
【図１４Ａ】図１４Ａは、本発明の一実施例によってタッチ入力装置とディスプレイ装置に等しい電圧の信号を印加する構成を示す。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、本発明の一実施例によってタッチ入力装置とディスプレイ装置に等しい電圧の信号を印加する構成を示す。
【図１５】図１５は、本発明の一実施例による電極パッドの配列及びこれらを利用して自己静電容量方式でタッチ入力を感知する方法を説明するための図面である。
【図１６Ａ】図１６Ａは、発明の他の実施例によって複数個の電極パッドを利用して自己静電容量方式でタッチ入力を感知する方法を説明するための図面である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、発明の他の実施例によって複数個の電極パッドを利用して自己静電容量方式でタッチ入力を感知する方法を説明するための図面である。
【図１６Ｃ】図１６Ｃは、発明の他の実施例によって複数個の電極パッドを利用して自己静電容量方式でタッチ入力を感知する方法を説明するための図面である。
【図１７Ａ】図１７Ａは、本発明の一実施例によってタイル構造で配列された電極パッドを利用して相互静電容量方式でタッチ入力を感知する方法を適用することができる回路の構造を示す。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、本発明の一実施例によってタイル構造で配列された電極パッドを利用して相互静電容量方式でタッチ入力を感知する方法を適用することができる回路の構造を示す。
【図１７Ｃ】図１７Ｃは、本発明の一実施例によってタイル構造で配列された電極パッドを利用して相互静電容量方式でタッチ入力を感知する方法を適用することができる回路の構造を示す。
【図１７Ｄ】図１７Ｄは、本発明の一実施例によってタイル構造で配列された電極パッドを利用して相互静電容量方式でタッチ入力を感知する方法を適用することができる回路の構造を示す。
【図１７Ｅ】図１７Ｅは、本発明の一実施例によってタイル構造で配列された電極パッドを利用して相互静電容量方式でタッチ入力を感知する方法を適用することができる回路の構造を示す。
【図１７Ｆ】図１７Ｆは、本発明の一実施例によってタイル構造で配列された電極パッドを利用して相互静電容量方式でタッチ入力を感知する方法を適用することができる回路の構造を示す。
【図１８Ａ】図１８Ａは、本発明の一実施例によって提供されるタッチ感知回路の実施例を示したものである。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、本発明の一実施例によって提供されるタッチ感知回路の実施例を示したものである。
【図１９】図１９は、本発明の他の実施例によってタイル構造で配列された電極パッドを利用して相互静電容量方式でタッチ入力を感知する方法を適用することができる構造を示す。
【図２０Ａ】図２０Ａは、本発明の他の実施例によって特定電極パッドにタッチ入力イベントが発生したかどうかを検出する方法を説明するための図面である。
【図２０Ｂ】図２０Ｂは、本発明の他の実施例によって特定電極パッドにタッチ入力イベントが発生したかどうかを検出する方法を説明するための図面である。
【図２０Ｃ】図２０Ｃは、本発明の他の実施例によって特定電極パッドにタッチ入力イベントが発生したかどうかを検出する方法を説明するための図面である。
【図２０Ｄ】図２０Ｄは、本発明の他の実施例によって特定電極パッドにタッチ入力イベントが発生したかどうかを検出する方法を説明するための図面である。
【図２１Ａ】図２１Ａは、本発明の他の実施例によってタイル構造で配列された電極パッドを利用して相互静電容量方式でタッチ入力を感知する方法を適用することができる構造を示す。
【図２１Ｂ】図２１Ｂは、本発明の他の実施例によってタイル構造で配列された電極パッドを利用して相互静電容量方式でタッチ入力を感知する方法を適用することができる構造を示す。
【図２１Ｃ】図２１Ｃは、本発明の他の実施例によってタイル構造で配列された電極パッドを利用して相互静電容量方式でタッチ入力を感知する方法を適用することができる構造を示す。
【図２２Ａ】図２２Ａは、本発明の一実施例によるタッチ入力装置のタッチ入力方法の転換手順を示したものである。
【図２２Ｂ】図２２Ｂは、本発明の一実施例によるタッチ入力装置のタッチ入力方法の転換手順を示したものである。
【図２２Ｃ】図２２Ｃは、本発明の一実施例によるタッチ入力装置の構成を示す。
【発明を実施するための形態】
【００７６】
以下、添付した図面を参照にして本発明の実施例に対して本発明が属する技術分野で通常の知識を有した者が容易に実施するように詳しく説明する。しかし、本発明はいろいろ相異な形態で具現されることができるし、ここで説明する実施例に限定されない。以下で使用される用語は、単に特定実施例を言及するためのものであり、本発明を限定することを意図しない。また、以下で使用される単数形態は文具がこれとはっきりと反対の意味を現わさない限り複数形態も含む。
【実施例】
【００７７】
＜実施例：寄生キャパシタンスの影響を減少させるタッチ入力感知方法及びこのための装置＞
図２Ａは、本発明の一実施例による、自己静電容量（ｓｅｌｆ  ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）方式のタッチ入力回路を示したものである。ノード（ｎ１）には、（１）タッチキャパシタンス（Ｃｘ、ｘｘ）、寄生キャパシタンス（Ｃｐ、ｙｙ）、及びその他のキャパシタンス（Ｃｅ）２３によって形成される等価キャパシタンス、（２）抵抗（Ｒｒｅｆ）１２、（３）演算増幅器１５の非反転入力端子（＋）、（４）スイッチ１４、及び（５）電極パッド（ＶＣＯＭ、ｘｘ）（すなわち、ＶＣＯＭ、ｘｘ電極）が連結されることができる。電極パッド（ＶＣＯＭ、ｘｘ）は透明なまたは不透明な導電性の物質であることができる。演算増幅器１５の反転入力端子（−）には基準電位（Ｖｒｅｆ）を提供することができる。。一実施例で前記基準電位（Ｖｒｅｆ）は接地電位より大きくなることができる。この時、前記等価キャパシタンスのうちタッチキャパシタンス（Ｃｘ、ｘｘ）は電極パッド（ＶＣＯＭ、ｘｘ）近くに指のような誘電体が近接するようになってその二つの間に電場が形成されることで発生するようになる。すなわち、タッチ入力の有無によってタッチキャパシタンス（Ｃｘ、ｘｘ）の値が変化するようになって、この値を測定することでタッチ入力の有無が分かる。一方、寄生キャパシタンス（Ｃｐ、ｙｙ）は電極パッド（ＶＣＯＭ、ｘｘ）とその他回路の間に形成される所望しないキャパシタンスであることがある。この時、寄生キャパシタンス（Ｃｐ、ｙｙ）の値が充分に小さいか、または存在しないとタッチキャパシタンス（Ｃｘ、ｘｘ）の変化量を易しく測定することができる。また、ある場合には寄生キャパシタンス（Ｃｐ、ｙｙ）は時間によって動的に変わることもできる。また、寄生キャパシタンス（Ｃｐ、ｙｙ）の一端部であるノード（ｎ２）は回路の他の部分から流入されるノイズをノード（ｎ１）に伝達する副作用を持っている。ノード（ｎ２）には回路の他の部分に形成されているその他キャパシタンス（Ｃｅ）２３にさらに連結され得る。スイッチ１４のオン／オフ状態は演算増幅器１５の反転入力端子に印加された基準電圧（Ｖｒｅｆ）と非反転入力端子に印加されるノード（ｎ１）の電圧（Ｖｘ、ｘｘ）の差値によって決まることができる。
【００７８】
図２Ｂは、図２Ａに対応する回路として、図２Ａの抵抗（Ｒｒｅｆ）１２が静電流源（Ｉｒｅｆ）１２＿１に取り替えられた回路の例を示す。
【００７９】
図２Ａと図２Ｂの回路にはノード（ｎ１）とノード（ｎ２）との間に増幅器２４がさらに配置されている。増幅器２４はノード（ｎ１）、すなわち電極パッド（ＶＣＯＭ、ｘｘ）の電圧（Ｖｘ、ｘｘ）をノード（ｎ２）にそのまま伝達することで、電圧（Ｖｘ、ｘｘ）と電圧（Ｖｙ、ｙｙ）が強制でお互いに等しくなるようにする機能をするか、または実質的に等しくなるようにする機能をするか、または電圧（Ｖｘ、ｘｘ）と電圧（Ｖｙ、ｙｙ）の差を大きく減らしてくれる機能をする。その結果、寄生キャパシタンス（Ｃｐ）の両端部の間の電圧が０になるか、０に近い値になる。その結果ノード（ｎ１）からノード（ｎ２）で電流が全然またはほとんど流れなくなって寄生キャパシタンス（Ｃｐ）の影響が消えるようになる。その結果、キャパシタンス（Ｃｘ、ｘｘ）だけが前記”等価キャパシタンス”を構成するようになる。したがって、図２Ａまたは図２Ｂによる回路によればキャパシタンス（Ｃｘ、ｘｘ）の変化量のみを成功的に測定することができる。
【００８０】
図３は、”静電式タッチセンサ層”と”画面出力装置”が一種類の以上の部品を共有しながら一体型で形成された一体型入出力装置１を図式化したものである。一体型入出力装置１にはタッチＩＣ（Ｔ−ＩＣ）（３）と画面出力制御チップ（ＤＤＩ、Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｄｒｉｖｅｒ  ＩＣ）２が含まれることができる。
ここで前記静電式タッチセンサ層は、透明電極が単一層または二つ層で配置されている装置を意味することがある。
そして、前記画面出力装置は液晶ディスプレイであることがあるし、望ましくは、ＴＦＴ−ＬＣＤパネルであることがある。ＴＦＴ−ＬＣＤパネルはＬＣＤパネル、拡散板、導光板、反射板、光源、硝子基板、ＬＣ層、ブラックマトリックス、カラーフィルター、共通電極（ＶＣＯＭ）、配向フィルム（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ  ｆｉｌｍ）、偏光フィルム、スペーサ、複数個の制御ライン（データ制御ライン及び／またはゲート制御ライン）のような構成要素を含むことができるし、この技術は既によく知られている。前記共通電極（ＶＣＯＭ）は前記ＴＦＴ−ＬＣＤパネルの全体領域にかけて一つの広い単一基板に形成されて提供されるか、またはＭ＊Ｎ行列で切れになって区分され得る。
【００８１】
画面出力制御チップ２には、前記画面出力装置に具備された複数個のデータ制御ラインに連結された端子（ＤＬ）、前記画面出力装置に具備された複数個のゲート制御ラインに連結された端子（ＣＬ）、そして前記画面出力装置を構成する部品のうちＭ＊Ｎ行列形態に分割されて配置されている複数個のＶＣＯＭ電極に連結された端子（ＶＣＯＭ［Ｍ＊Ｎ］）が具備されている。図３の実施例でＭ＝１２であり、Ｎ＝８である。
【００８２】
タッチＩＣ３には前記複数個のＶＣＯＭ電極に連結された端子（ＶＣＯＭ［Ｍ＊Ｎ］）が同じく具備されている。図３で画面出力制御チップ２に連結された端子（ＶＣＯＭ［１２＊８］）とタッチＩＣ３に連結された端子（ＶＣＯＭ［Ｍ＊Ｎ］）は等しいものである。
【００８３】
本発明の一実施例で、ＶＣＯＭ電極に制御権はタッチＩＣ３と画面出力制御チップ２が時間によって分け得る。
すなわち、図３の一体型入出力装置１では”静電式タッチセンサ層”と”画面出力装置”が少なくともＶＣＯＭという複数個の電極を共通の部品として共有する。ここで前記複数個のＶＣＯＭ電極それぞれは図２Ａに示したＶＣＯＭ、ｘｘ電極（すなわち、前述した電極パッド）に対応することができる。
【００８４】
図４は、図３の左側の上にある４個のＶＣＯＭ電極近傍の構成をさらに詳しく示したものである。
複数個のデータ制御ライン（ＤＬ１、ＤＬ２、ＤＬ３、…）は図面から上下方向に延長されており、複数個のゲート制御ライン（ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３、…）は図面から左右方向に延長されている。データ制御ライン（ＤＬ１、ＤＬ２、ＤＬ３、…）とゲート制御ライン（ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３、…）の電位を制御することで、これら制御ラインの交差点に存在する画像ピクセルから出力される画像を制御することができる。ここで、前記交差点に存在する画像ピクセルを符号Ｎｙｙで表記した。例えば、データ制御ライン（ＤＬ１）とゲート制御ライン（ＧＬ１）が交差するノードでの画像ピクセルはＮ１１で表記した。
【００８５】
ここで前記画像ピクセルはＲＧＢを縛って一ピクセル、すなわち一つの画素単位で示したことを意味することができる。一つの画像ピクセルには、”Ｒ”、”Ｇ”、”Ｂ”それぞれのための３個のデータラインと一つのゲートラインを提供することができる。。すべての画像ピクセルには上述した共通電極（ＶＣＯＭ）が近く配置されている。このような技術は既によく知られている。
図４で、一つのＶＣＯＭ電極には二つのデータ制御ラインと二つのゲート制御ラインが通るものとして例示したが、さらに多いか、または少ないこともある。
【００８６】
図５Ａ乃至図５Ｃは、それぞれ、図４に示した３個の画像ピクセル（Ｎ１１、Ｎ３１、Ｎ３３）での構造をさらに詳しく示したものである。
【００８７】
図５Ａを詳しく見れば、データ制御ライン（ＤＬ１）を通じて印加される電気的信号はトランジスター（Ｔ１１）に影響を与えるようになるが、この時ゲート制御ライン（ＧＬ１）がトランジスター（Ｔ１１）のゲート電圧を調節するようになる。図３及び図４に示した画面出力装置はＶＣＯＭ、ｘｘという電極を含むようになっている。この時、データ制御ライン（ＤＬ１）、ゲート制御ライン（ＧＬ１）、トランジスター（Ｔｙｙ）（例えば、Ｔ１１）、及びＶＣＯＭ、ｘｘ電極（例えば、ＶＣＯＭ、１１電極）の間には各種キャパシタ６１〜６６（すなわち、キャパシタンス成分）が存在する。このようなキャパシタ６１〜６６のうち一部は意図的に形成したものであり、他のものなどは意図しないで発生した寄生キャパシタであることがある。図５Ａではキャパシタ６１〜６６を総６個でモデリングしたが、これと他の個数でモデリングされることができることは勿論である。以下、このように６個でモデリングされた例を前提に説明する。
【００８８】
ＶＣＯＭ、１１電極は、図２Ａで上述したように、自己静電容量方式のタッチ入力のためにセンサーとして利用される電極である。すなわち、ＶＣＯＭ、１１は図３のタッチＩＣ３と画面出力制御チップ２が共通で利用する部品であるが、このために本発明の一実施例ではＶＣＯＭ、１１をタッチＩＣ３と画面出力制御チップ２が時分割して利用することができる。ＶＣＯＭ、１１ではない他のＶＣＯＭ、ｘｘに対しても同じである。
【００８９】
キャパシタ６１〜６６による等価キャパシタを求めることは易しくない。それにもかかわらず、ＶＣＯＭ、１１電極に直接連結されたキャパシタ６４、６５、６６を通じて流れる電荷の量、そしてＶＣＯＭ、１１電極とタッチ入力道具１７との間に形成されるキャパシタンス（ΔＣｘ、１１）によってタッチ入力センシング特性が決まるという点を理解することができる。タッチＩＣ３立場ではキャパシタ６１〜６６などは総括的に寄生キャパシタ（Ｃ１１）であるものとして見做すことができる。
【００９０】
寄生キャパシタ（Ｃ１１）はノード（ｎ１１〜ｎ１２）を第１極にして、ノード（ｎ２１〜ｎ２４）を第２極にするキャパシタであるものとして見做すこともできる。
【００９１】
図５Ａに提示した回路モデルで、寄生キャパシタ（Ｃ１１）はＶＣＯＭ、１１電極、データ制御ライン（ＤＬ１）、及びゲート制御ライン（ＧＬ１）の総３個の支点に連結されているが、このうちゲート制御ライン（ＧＬ１）を通じて移動する電荷の量が小さいものとして見えるために、寄生キャパシタ（Ｃ１１）の両端子はＶＣＯＭ、１１電極とデータ制御ライン（ＤＬ１）であるものとして近似化することもできる。
【００９２】
ここで、キャパシタンス（ΔＣｘ、１１）はタッチ入力道具１７の有無または近接度によって可変するものであり、記号Δを利用して表示した。また、ＶＣＯＭ、１１電極とキャパシタ６４、６５、６６の間で流れる電荷の量もデータ制御ライン（ＤＬ１）とゲート制御ライン（ＧＬ１）の可変する電気的性質によって共に可変するものであり、寄生キャパシタ（ΔＣｐ、１１）も記号Δを利用して表示した。
【００９３】
図２Ａに示した回路と同じく、寄生キャパシタ両側の電圧を等しくしてくれるか、またはほとんど類似にしてくれれば、寄生キャパシタによる影響を最小化することができるために、寄生キャパシタ（Ｃ１１）の両端子であるＶＣＯＭ、１１電極とデータ制御ライン（ＤＬ１）の電圧をほとんど等しくするように、ＶＣＯＭ、１１電極の電圧を増幅器２４を利用して１：１でデータ制御ライン（ＤＬ１）に印加することができる。
【００９４】
前述したように静電式タッチセンサ層と画面出力装置の一部部品はお互いに共有されると言ったが、前述したようにデータ制御ライン（ＤＬ１、ＤＬ２、ＤＬ３、…）も共有されると見られる。本発明の一実施例であって、画面を出力する時区間と静電式タッチ入力を感知する時区間はお互いに排他的に区分されているが、画面を出力する時区間にはデータ制御ライン（ＤＬ１、ＤＬ２、ＤＬ３、…）には画像出力データに対応する電気的信号が印加されるが、静電式タッチ入力を感知する時区間には寄生キャパシタ（ΔＣｐ、１１、ΔＣｐ、１２、ΔＣｐ、１３、…）による静電式タッチ入力の誤りを最小化するためにデータ制御ライン（ＤＬ１、ＤＬ２、ＤＬ３、…）には増幅器２４の出力が印加されることができる。
【００９５】
図５Ａと図５Ｂを共に詳しく見れば、図５Ａでトランジスター（Ｔ１１）に連結されたＶＣＯＭ電極はＶＣＯＭ、１１電極に比べて、図５Ｂでトランジスター（Ｔ３１）に連結されたＶＣＯＭ電極はＶＣＯＭ、２１電極である。この時、図５Ａに説明したように、寄生キャパシタ（Ｃ３１）の両端子であるＶＣＯＭ、２１電極とデータ制御ライン（ＤＬ１）の電圧をほとんど等しくするように、ＶＣＯＭ、２１電極の電圧を増幅器２４を利用して１：１でデータ制御ライン（ＤＬ１）に印加しようとすることができる。しかし、単純にこのように構成することはできない。何故ならば、画像ピクセル（Ｎ１１）と画像ピクセル（Ｎ３１）はデータ制御ライン（ＤＬ１）を共有するのに、画像ピクセル（Ｎ１１）と画像ピクセル（Ｎ３１）に連結されるＶＣＯＭ電極はＶＣＯＭ、１１電極とＶＣＯＭ、２１電極でお互いに異なって、ＶＣＯＭ、１１電極とＶＣＯＭ、２１電極の電圧はお互いに異なることができるからである。したがって、お互いに異なる電圧を有する二つの端子の電圧を一つのデータ制御ラインに同時に印加することはできない。これを解決する方法は図７Ａ乃至図７Ｃで説明する。
【００９６】
再び画像ピクセル（Ｎ３３）を詳しく見るために図５Ｃを詳しく見れば、ＶＣＯＭ電極がＶＣＯＭ、２２電極になっているという点を確認することができる。この時、画像ピクセル（Ｎ３３）にはデータ制御ライン（ＤＬ３）が連結されているから、少なくとも図５Ａ及び図５Ｂのデータ制御ライン（ＤＬ１）のためにＶＣＯＭ、２２電極とデータ制御ライン（ＤＬ３）の間に増幅器２４を連結することができなくはない。
【００９７】
図５Ａ乃至図５Ｃでは増幅器２４の出力端がデータ制御ライン（ＤＬ）に連結される構成を例示したが、他の例では増幅器２４の出力端がゲート制御ライン（ＧＬ）に連結されることもできるという点を易しく理解することができる。
【００９８】
図５Ａ乃至図５Ｃの構造でＶＣＯＭ、ｘｘ電極にはスイッチ（ＳＷ１）が連結されることができる。このスイッチ（ＳＷ１）は、後述する図１０の表示部駆動信号５３が活性化される区間ではＶｒｅｆ２に連結されて、静電駆動信号５２が活性化される区間ではノードｎ１に連結されることができる。ここで、Ｖｒｅｆ２はＧＮＤであることがあって、データ制御ライン（ＤＬ）とゲート制御ライン（ＧＬ）に画像制御信号が印加されるうちにすべてのＶＣＯＭ、ｘｘ電極が共通的に連結される基準電位であることがある。そして、前記ノードｎ１は図２Ａに示したノードｎ１に対応するノードであることができる。すなわち、ノードｎ１はＶＣＯＭ、ｘｘ電極をタッチ感知用センサーで使用するタッチ感知センサーに連結されるノードであることができる。
【００９９】
そして、データ制御ライン（ＤＬ）と増幅器２４との間にはスイッチ（ＳＷ２）が連結されることができる。スイッチ（ＳＷ２）は表示部駆動信号５３が活性化される区間ではオフ状態になって、静電駆動信号５２が活性化される区間ではオン状態になることができる。
【０１００】
【表１】
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【０１０１】
図６Ａは図５Ａ乃至図５Ｃで説明した問題点を概念化して示したものである。
【０１０２】
図６Ａを詳しく見れば、一つのデータ制御ライン（ＤＬ１）にお互いに異なる電圧を有する二つ以上のＶＣＯＭ、ｘｘ電極（ＶＣＯＭ、１１電極、ＶＣＯＭ、２１電極）の電圧を印加しようとすることができる。この時、当たり前の話であるが、データ制御ライン（ＤＬ１）にＶＣＯＭ、１１電極の第１電圧とＶＣＯＭ、２１電極の第２電圧を同時に印加することはできない。どうであっても、一つのデータ制御ライン（ＤＬ１）にある電位を任意に印加するためには、一つのデータ制御ライン（ＤＬ１）に一つの増幅器２４の出力だけが連結されなければならない。
【０１０３】
これは図６Ａに提示された他のデータ制御ライン（ＤＬ３）に対しても同じく適用される。
【０１０４】
図６Ａは、寄生キャパシタンスであるΔＣｐ、ｙｙを形成することにおいて、ゲート制御ラインよりデータ制御ラインがずっと多い影響を与える場合に適用されることができる構造である。これに比べて、寄生キャパシタンスであるΔＣｐ、ｙｙを形成することにおいてデータ制御ラインよりゲート制御ラインがずっと多い影響を与える場合には図６Ｂのような構造を適用することができる。
【０１０５】
図７Ａ乃至図７Ｃは、本発明のお互いに異なる三つの実施例による寄生キャパシタの影響を除外するための回路の構造を示したものである。
【０１０６】
図７Ａは本発明の一実施例による、データ制御ラインにＶＣＯＭの電圧に対応する電圧を印加する回路構造を示したものである。
【０１０７】
図７Ａで、データ制御ライン（ＤＬ１）には、データ制御ライン（ＤＬ１）に連結されることができる複数個のすべてのＶＣＯＭ、ｘ１電極（ＶＣＯＭ、１１電極、ＶＣＯＭ、２１電極、ＶＣＯＭ、３１電極、…）のうちいずれか一つを任意にまたはあらかじめ決まった規則によって選択して、前記選択されたＶＣＯＭ、ｘ１の電圧をデータ制御ライン（ＤＬ１）に印加する構造を利用する。図７Ａではマルチフレクサーによって選択するものとしてなっているが、これと他に増幅器２４の入力端は選択された特定ＶＣＯＭ電極に直接連結されていることもある。
【０１０８】
図７Ａに示したように、ＶＣＯＭ、１１電極とＶＣＯＭ、２１電極の時間による電位は、本質的にいつも等しいことができないためお互いに異なるしかない。
【０１０９】
図７Ｂは、本発明の他の実施例による、データ制御ラインにＶＣＯＭの電圧に対応する電圧を印加する回路構造を示したものである。
【０１１０】
図７Ｂで、データ制御ライン（ＤＬ１）には、データ制御ライン（ＤＬ１）に連結されることができる複数個のすべてのＶＣＯＭ、ｘ１電極（ＶＣＯＭ、１１電極、ＶＣＯＭ、２１電極、…）で現われる電位を平均してデータ制御ライン（ＤＬ１）に印加する構造を利用する。このためにお互いに異なる電圧の平均を作り出す平均値計算回路を利用することができる。平均値計算回路は、例えば一相（ｐｈａｓｅ）の複数個の入力を差動入力端で受け入れる差動増幅器の原理を利用して具現することができる。
【０１１１】
図７Ｂに、厳密に図示したものではないが、ＶＣＯＭ、１１電極とＶＣＯＭ、２１電極の時間による電圧を平均した波形の例を示した。
【０１１２】
図７Ｃは、本発明のまた他の実施例による、データ制御ラインにＶＣＯＭの電圧に対応する電圧を印加する回路構造を示したものである。
【０１１３】
図７Ｃで、データ制御ライン（ＤＬ１）には、基準波形発生器（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｗａｖｅ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）であらかじめ決まった方式によって提供される電圧を出力してデータ制御ライン（ＤＬ１）に印加する構成を取る。図７Ｃに基準波形発生器の出力の例を示した。この時、基準波形発生器の出力は周期的な信号であることができる。そしてその周期は、例えば図２Ａでスイッチ１４が開かれて閉まる周期と等しいことがある。
【０１１４】
一実施例で、図２乃至図６で説明したデータ制御ライン（ＤＬ）、ゲート制御ライン（ＧＬ）、及びＶＣＯＭ、ｘｘは、図１０に示した表示部駆動信号５３が活性化される区間では画面出力制御チップ２の機能のために使用されることができるし、図１０に示した静電駆動信号５２が活性化される区間ではタッチＩＣ（Ｔ−ＩＣ）３の機能のために使用されることができる。このために一実施例では、図５Ａのキャパシタ６４、６５、６６のうち人為的に作ったキャパシタがあったらそのキャパシタとＶＣＯＭ、ｘｘ間の経路には図５Ａ、図５Ｂ、及び図５Ｃに示しないスイッチが提供されることもできる。そして、データ制御ライン（ＤＬ１）と増幅器２４の出力端の間の経路にもスイッチ（ＳＷ２）が提供されることもできる。
【０１１５】
図８の（ａ）は、本発明の一実施例によって提供される一体型入出力装置４の平面図を示す。図８の（ｂ）は、図８の（ａ）に示した一体型入出力装置４の分解断面図を概念化して示したものである。以下、図８の（ａ）及び（ｂ）を共に参照して説明する。
【０１１６】
一体型入出力装置４は静電式タッチセンサ層１００、画面出力装置２００、及びタッチペンセンサ層３００が結合された装置であることができる。
【０１１７】
画面出力装置２００には表示のための素材と共に表示信号を処理する画面出力制御チップ（Ｄ−ＩＣ）１２１が含まれるか、または連結され得る。この時、画面出力制御チップ１２１はＤＤＩ（Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｄｒｉｖｅｒ  ＩＣ；ディスプレイ駆動ＩＣ）を含む装置であることができる。一実施例で、ＤＤＩは表示画面に具備された各画素のうち三原色であるＲＧＢを表示する副画素に付いているトランジスターを調整する機能をすることができて、ゲートＩＣ及びソースＩＣで区分されることができる。
【０１１８】
一実施例でＤＤＩは、Ｔ−ＣＯＮ（Ｔｉｍｉｎｇ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）と連結されて共に使用されることで表示装置を制御することができる。
【０１１９】
静電式タッチセンサ層１００には静電式タッチ入力検出のための素材と共に静電式タッチ入力検出のための信号を処理するタッチＩＣ（Ｔ−ＩＣ）１１１が含まれるとか連結されてあり得て、タッチペンセンサ層３００にはペンタッチ入力検出のための素材と共にペンタッチ入力検出のための信号を処理するペンセンサチップ１３１が含まれるか、または連結され得る。
【０１２０】
この時、この三種類装置の積もった手順が特定手順で決まらなければならないのではないが、一実施例ではタッチペンセンサ層３００が一番下層に配置されて、画面出力装置２００が中問層に配置されて、そして静電式タッチセンサ層１００が一番上層に配置されることができる。
【０１２１】
また、例えば図３乃至図７で例示した本発明の実施例では画面出力装置２００と静電式タッチセンサ層１００が一体型で形成されて一部部品（ｅｘ：ＶＣＯＭ電極）を共有することもできる。
【０１２２】
また他の実施例では、静電式タッチセンサ層１００、画面出力装置２００、及びタッチペンセンサ層３００のうち任意の２個以上の装置がお互いに部品を共有することもできる。このように部品が共有される場合”一体型”または”ハイブリッド”という名前と呼ばれることができる。
【０１２３】
画面出力装置２００は、例えばＬＣＤ、ＰＤＰ、ＡＭＯＬＥＤ、及びＯＬＥＤのような装置を利用して提供されることができる。静電式タッチセンサ層１００またはタッチペンセンサ層３００が画面出力装置２００を覆っている場合には画面出力装置２００の出力を肉眼で確認するように画面出力装置２００を覆っているタッチパネルが人の目に対して実質的に透明になるように構成されることができる。
【０１２４】
静電式タッチセンサ層１００及びタッチペンセンサ層３００は、画面出力装置２００の発光領域を覆うように提供されることができる。人が画面出力装置２００上の特定座標を目標で入力ジェスチャーを取る場合、タッチパネルはこの入力ジェスチャーがなされた座標を正確に検出しなければならない。
【０１２５】
一実施例で画面出力装置２００の表示解像度をＲ１といって、タッチペンセンサ層３００の使用者入力解像度をＲ２と言って、そして、静電式タッチセンサ層１００の使用者入力解像度をＲ３と言えば、例えばＲ１＞Ｒ２＞Ｒ３の関係が成立することができる。Ｒ２とＲ３がＲ１に近接する場合さらに向上した使用者入力経験を提供することができる。
【０１２６】
図９の（ａ）は、本発明の一実施例による静電駆動信号（すなわち、静電式タッチセンサーのセンシングのための駆動信号）とペン駆動信号（すなわち、スタイラスペンのセンシングのための駆動信号）のタイミング図である。本発明の一実施例で静電駆動信号５２は時間軸上で断続的（すなわち、中々に切られるという意味）で一定周期（Ｔ）で発生することがある。この時、静電駆動信号５２はあらかじめ決まった第２持続区間（Ｔ２）程度持続することができる。それぞれの第２持続区間（Ｔ２１、Ｔ２２）での静電駆動信号５２のパターンはお互いに等しいこともあって、お互いに異なることもある。この時、ペン駆動信号５１は静電駆動信号５２とその発生時区間が重ならないように発生することができる。図９では静電駆動信号５２が発生する第２持続区間（Ｔ２）を除いた残りすべての時間である第１持続区間（Ｔ１、Ｔ１１、Ｔ１２）でペン駆動信号５１が発生することで例示した。
【０１２７】
前述した静電駆動信号は、静電容量タッチセンサーのセンシングが成立するように許容することを意味する内部信号であることがあるし、前述したペン駆動信号はスタイラスペンのセンシングがなされるるように許容することを意味する内部信号であることがある。
【０１２８】
図９の（ｂ）は、図９の（ａ）から変形されたタイミング図を示す。図９の（ｂ）では静電駆動信号５２の発生区間である第２持続区間５２の間にペン駆動信号５１が発生することもあって、そうではないこともある。
【０１２９】
図９の（ｃ）は、図９の（ａ）から変形されたまた他のタイミング図を示す。ペン駆動信号５１の第１持続区間（Ｔ３）と静電駆動信号５２の第２持続区間（Ｔ２）の間には時間的ギャップ（ｇａｐ）が存在することがある。
【０１３０】
図９では三つの例を挙げたが、ペン駆動信号５１と静電駆動信号５２の発生区間が時間軸上でお互いに重なるのではないようにすることができたら、どのような形態の変形例も本発明の範囲に属するとするであろう。
【０１３１】
図１０の（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施例による静電駆動信号、ペン駆動信号、及び表示部駆動信号のタイミング図である。図１０の（ａ）及び（ｂ）の静電駆動信号とペン駆動信号は、図９の（ｃ）に示したものと等しい例を挙げた。そして、ここで表示部駆動信号は、例えば上述したＤＤＩの駆動信号、すなわちＤＤＩ駆動信号であることがある。
【０１３２】
図１０の（ａ）のタイミング図は、画面出力装置２００と静電式タッチセンサ層１００がお互いに異なる層に別個に提供される場合に適用されることができる。
特に、図１０の（ａ）のタイミング図は、画面出力装置２００と静電式タッチセンサ層１００が一体化されて提供される場合に有用に適用されることができる。画面出力装置２００と静電式タッチセンサ層１００が一体化された場合にはこの二つの装置がお互いに共有する部品が存在することができるし、この時この部品の入出力特性や電気的状態に対する制御権をこの二つの装置があらかじめ約束されたお互いに異なる時間に時分割して持ち得る。その結果、図１０の（ａ）のように表示部駆動信号５３の発生区間である第４持続区間（Ｔ４）は静電駆動信号５２の発生区間である第２持続区間（Ｔ２）と重ならないこともある。
【０１３３】
図１０の（ｂ）は、図１０の（ａ）の変形例である。図１０の（ａ）ではペン駆動信号５１の発生区間である第３持続区間（Ｔ３）が表示部駆動信号５３の発生区間である第４持続区間（Ｔ４）に含まれたことで示したが、図１０の（ｂ）ではペン駆動信号５１の発生区間である第３持続区間（Ｔ３）と表示部駆動信号５３の発生区間である第５持続区間（Ｔ５）の一部だけお互いに重なることを示した。
【０１３４】
図示しなかったが、ペン駆動信号５１の発生区間と表示部駆動信号５３の発生区間はお互いに重ならないこともある。
【０１３５】
図１０に例示されたタイミング図は、静電駆動信号５２の持続区間がペン駆動信号５１の持続区間と重ならないという第１条件と、静電駆動信号５２の持続区間が表示部駆動信号５３の持続区間と重ならないという第２条件を同時に満足したら、いかようにも変形されることができる。
【０１３６】
図１１は、本発明の他の実施例によってタッチ入力ジェスチャを認識する技術を示したものである。
【０１３７】
図１１に提示したタッチ入力感知回路１０は、演算増幅器２１５、そして演算増幅器２１５の反転入力端子と出力端子との間に連結された積分キャパシタ（Ｃｆ）を含むことができる。この時、演算増幅器２１０の非反転入力端子には電圧信号（Ｖｄｐ）が入力されることができる。そして、便宜上タッチ入力感知回路１０の入力端子２１１を定義することができるが、入力端子２１１は演算増幅器２１５の反転入力端子と等しい端子であることがある。
【０１３８】
前記電圧信号（Ｖｄｐ）は周期性を有する信号であることができる。延いては、ＤＣ成分が０である周期信号、すなわち交流周期信号であることもある。または、電圧信号（Ｖｄｐ）は周期信号ではないが周波数ｆｃの成分を含む信号であることもある。
【０１３９】
図１１でノード（Ｖｘ、ｘｘ）を通じて流れる電流の大きさは、電極パッド（ＶＣＯＭ、ｘｘ）と指１７との間に形成されるキャパシタンス（Ｃｘ、ｘｘ）と寄生キャパシタンス（Ｃｐ、ｙｙ）が結合された等価キャパシタンスの大きさによって影響を受けることがある。この等価コペシトンスルをＣｘｅと名付けることができる。
【０１４０】
タッチ入力感知回路１０の入力端子２１１は、図４に示したＶＣＯＭ、ｘｘに連結されることができる。
【０１４１】
図１２は、前記周期的電圧信号（Ｖｄｐ）の波形がＤＣ成分がない周期的交流波形の形態で提供される場合の例を示したものである。
【０１４２】
図１２の（ａ）は、交流正弦波、（ｂ）は交流三角波、（ｃ）は交流球形波を示したものである。各場合において図１１の演算増幅器２１５の出力電圧（Ｖｏ）は交流正弦波、交流三角波、及び交流球形波と等しいか、または類似な形態の波形を出力するようになる。出力電圧（Ｖｏ）には前記中心周波数ｆｃと異なる周波数成分を持ってあり得て、このような異なる周波数成分は、（１）電圧信号（Ｖｄｐ）に内在していた周波数成分であったか、（２）非線形伝達関数に沿って電圧信号（Ｖｄｐ）から歪曲されて発生した周波数成分であることもできて、または（３）外部から流入されたノイズによって提供される周波数成分であることもある。
【０１４３】
この時、出力電圧（Ｖｏ）の振幅は上述した等価キャパシタンスＣｘｅの大きさに比例して、積分キャパシタ（Ｃｆ）の大きさに反比例する傾向を示すことができる。よって、この時積分キャパシタ（Ｃｆ）の大きさをあらかじめ分かっているため、出力電圧（Ｖｏ）の振幅を測定することで等価キャパシタンスＣｘｅの大きさを算出し出すことができる。そしてこの時、寄生キャパシタンス（Ｃｐ、ｙｙ）の値をあらかじめ分かってその影響を排除することができたら、または寄生キャパシタンス（Ｃｐ、ｙｙ）による影響を排除することができたら、電極パッド（ＶＣＯＭ、ｘｘ）と指１７の間に形成されるキャパシタンス（Ｃｘ、ｘｘ）の値も分かることができる。
【０１４４】
前記周期的電圧信号（Ｖｄｐ）の波形がＤＣ成分がない周期的交流波形の形態で提供される場合において、前記出力電圧（Ｖｏ）の振幅を直接測定することもできるが、前記出力電圧（Ｖｏ）に特定正弦波をミキシングして出力された電圧を測定することもできる。このようになれば、出力電圧（Ｖｏ）の成分のうち前記正弦波と等しい周波数成分だけが抽出されることができる。前記正弦波として前記電圧信号（Ｖｄｐ）の中心周波数（ｆｃ）と等しい信号（ｓｉｎ（２πｆｃ））を利用することができる。その結果前記中心周波数（ｆｃ）以外の周波数成分のノイズは除去されることができる。
【０１４５】
図１３は、図１２の回路において、寄生キャパシタンス（Ｃｐ、ｙｙ）の影響を除外する本発明の一実施例による回路構造を示す。
【０１４６】
演算増幅器２１５の反転入力端子（−）の電圧は非反転入力端子（−）の電圧と等しいことで見做される。したがって、反転入力端子（−）と同一ノード（ｎ１）に連結されている寄生キャパシタンス（Ｃｐ、ｙｙ）の一側ノード（ｎ１）の電圧は電圧信号（Ｖｄｐ）と等しい。
【０１４７】
この時、寄生キャパシタンス（Ｃｐ、ｙｙ）の他側ノード（ｎ２）に電圧信号（Ｖｄｐ）を印加するようになれば、寄生キャパシタンス（Ｃｐ、ｙｙ）両端の電位差が０になるため、寄生キャパシタンス（Ｃｐ、ｙｙ）を通じて電流が流れなくなるし、したがって、寄生キャパシタンス（Ｃｐ、ｙｙ）が存在しないことのように作動することができる。
【０１４８】
この時、実施例によっては寄生キャパシタンス（Ｃｐ、ｙｙ）の前記他側ノード（ｎ２）が電子装置の特定ノードに連結され得るが、少なくともタッチ入力を感知する時区間では前記他側ノード（ｎ２）に電圧信号（Ｖｄｐ）を提供することができる。ようにスイッチ（ＳＷ３）を設置することができる。
【０１４９】
図１４は、本発明の一実施例によってタッチ入力装置とディスプレイ装置に等しい電圧の信号を印加する構成を示す。
【０１５０】
複数個のお互いに異なる電極パッド（ＶＣＯＭ、１１／ＶＣＯＭ、１２／ＶＣＯＭ、２１／ＶＣＯＭ、２２）にはすべてＶＣＯＭ制御部２２０が連結されることができる。
【０１５１】
ＶＣＯＭ制御部２２０の詳しい構成は図１４Ｂに提示されている。ＶＣＯＭ制御部２２０のインターフェース端子２２１には、スイッチ（ＳＷ５）によって図１１のタッチ入力感知回路１０と等しい回路またはこれと等しいか、または類似な機能を遂行する回路が連結されることができる。またはＶＣＯＭ制御部２２０のインターフェース端子２２１は、スイッチ（ＳＷ５）によって基準電位（Ｖｒｅｆ２）に連結されることもできる。ここでこの基準電位はデータ制御ライン（ＤＬ）とゲート制御ライン（ＧＬ）に画像制御信号が印加されるうちにすべてのＶＣＯＭ、ｘｘ電極が共通的に連結される基準電位であることがある。
【０１５２】
この時、それぞれのタッチ入力感知回路１０は各電極パッド（ＶＣＯＭ、１１／ＶＣＯＭ、１２／ＶＣＯＭ、２１／ＶＣＯＭ、２２）でのタッチ入力されたかどうかを検出することができる。
【０１５３】
スイッチ（ＳＷ５）の動作タイミングは、それぞれのＶＣＯＭ制御部２２０ごとに異なるように設定されることができる。例えば、ＶＣＯＭ、１１電極に連結されたＶＣＯＭ制御部２２０のインターフェース端子２２１は基準電位（Ｖｒｅｆ２）に連結されているうちに、ＶＣＯＭ、１２電極に連結されたＶＣＯＭ制御部２２０のインターフェース端子２２１はタッチ入力感知回路１０に連結されることができる。この場合ＶＣＯＭ、１１電極でのタッチ入力検出は成り立たないが、ＶＣＯＭ、１２電極でのタッチ入力検出は遂行されることができる。
【０１５４】
この時、各電極パッドと、前記各電極パッドに隣接したゲート制御ライン（ＧＬ１、ＧＬ２、…）とデータ制御ライン（ＤＬ１、ＤＬ２、…）との間に寄生キャパシタンス（Ｃｐ、ｙｙ）が形成されることができる。したがって、図１３で説明した原理によって、ゲート制御ライン（ＧＬ１、ＧＬ２、…）とデータ制御ライン（ＤＬ１、ＤＬ２、…）に”電圧信号（Ｖｄｐ）”を印加することができる。電圧信号（Ｖｄｐ）はタッチ入力感知回路１０の演算増幅器２１５の非反転入力端子（＋）に提供される信号と等しい信号であることができる。
【０１５５】
一方、ゲート制御ライン（ＧＬ１、ＧＬ２、…）とデータ制御ライン（ＤＬ１、ＤＬ２、…）には各画像ピクセル（Ｎ１１、Ｎ１２、…。、Ｎ２１、Ｎ２２、…）を制御するための”画像制御信号”も提供されなければならない。したがって、前記”電圧信号（Ｖｄｐ）”は第１時区間で印加されて”画像制御信号”は前記第１時区間と重ならない第２時区間で印加されることができる。これのためにスイッチ（ＳＷ４）を利用することができる。
【０１５６】
例えば、スイッチ（ＳＷ４）は、図１０に示した表示部駆動信号５３が活性化される区間（Ｔ４、Ｔ５）ではゲート制御ライン（ＧＬ１、ＧＬ２、…）とデータ制御ライン（ＤＬ１、ＤＬ２、…）に連結されることができるし、静電駆動信号５２が活性化される区間（Ｔ２）では電圧信号（Ｖｄｐ）出力端子に連結されることができる。
【０１５７】
以下、本発明の一実施例による電子装置を図１１乃至図１４Ｂを参照して説明する。
【０１５８】
この電子装置は、使用者入力道具１７との間でタッチ入力キャパシタンス（Ｃｘ、ｘｘ）を発生させるように配置されたタッチ電極パッド（ＶＣＯＭ、ｘｘ）にタッチ駆動電圧（Ｖｄｐ）を印加するようになっているタッチ駆動信号発生部によって前記タッチ駆動電圧を前記タッチ電極パッドに印加するようになっている電子装置である。ここで前記”タッチ駆動信号発生部”は例えば図１３に示した演算増幅器２１５、積分キャパシタ（Ｃｆ）、電圧信号（Ｖｄｐ）発生部がお互いに連結されている装置であることができるが、ここに限定されるものではなくて、多様な他の構成のタッチ入力回路に対応することができる。
【０１５９】
この時、この電子装置は、前記電子装置内に形成されて、前記タッチ入力キャパシタンスとは区別される第２キャパシタ（Ｃｐ、ｙｙ）の第１極（ｎ２、ＧＬ、ＤＬ）に前記タッチ駆動電圧（Ｖｄｐ）に対応する電圧（Ｖｄｐ）を印加するようになっている。この時、前記第２キャパシタ（Ｃｐ、ｙｙ）の第２極（ｎ１）は前記タッチ電極パッド（ＶＣＯＭ、ｘｘ）に直接連結され得る。
【０１６０】
本発明の実施例で示したＭ＊Ｎ個の電極パッドにはそれぞれお互いに独立的な配線が引き出され得る。すなわち、Ｍ＊Ｎ個の電極パッドと、これらからそれぞれ引き出しされたＭ＊Ｎ個の配線が存在することができる。
【０１６１】
以下、本発明による実施例を添付した図面の参照番号を参照して説明する。
【０１６２】
本発明の一実施例によるタッチ入力感知装置は、タッチ入力感知電極（ＶＣＯＭ、ｘｘ）と、前記タッチ入力感知電極の一支点（ｎ１）に連結されており、タッチ入力によって前記タッチ入力感知電極によって形成されるタッチキャパシタンス（Ｃｘ、ｘｘ）の変化を測定するようになっているタッチ感知部１０と、前記タッチ入力感知装置に含まれた第２ノード（ｎ２）として、前記一支点（ｎ１）との間にキャパシタンス（Ｃｐ、ｙｙ）が形成されている、前記第２ノード（ｎ２）と、及び前記一支点（ｎ１）と前記第２ノード（ｎ２）との間の電位差を減少させるように、前記一支点の電位（Ｖｘ、ｘｘ）を追従する電位値を前記第２ノードに提供する電位制御部（Ｖｄｐｏｒ２４）と、を含む。
【０１６３】
この時、前記タッチ入力感知電極は、画像ピクセル（ｅｘ：Ｎ１１）、前記画像ピクセルの光出力を制御するための信号を伝達する制御ライン（ｅｘ：ＤＬ１またはＧＬ１）、及び前記画像ピクセルの共通電極（ＶＣＯＭ）１１を含む画面出力装置の前記共通電極であることができる。
【０１６４】
この時、前記第２ノードは、画像ピクセル、前記画像ピクセルの光出力を制御するための信号を伝達する制御ライン、及び前記画像ピクセルの共通電極を含む画面出力装置の前記制御ライン（ｅｘ：ＤＬ１またはＧＬ１）に存在することができる。
【０１６５】
この時、前記画面出力装置はＴＦＴ−ＬＣＤであることがある。
【０１６６】
この時、前記タッチ入力感知電極は、複数個の画像ピクセル、前記複数個の画像ピクセルの光出力を制御するための信号を伝達する複数個の制御ライン、及び前記複数個の画像ピクセルのために分割されて提供される複数個の共通電極（ｅｘ：ＶＣＯＭ、１１、ＶＣＯＭ、２１、ＶＣＯＭ、３１、…）を含む画面出力装置の、前記複数個の共通電極のうち第１共通電極（ｅｘ：ＶＣＯＭ、１１）であり、前記追従する電位値は、前記複数個の共通電極のうちあらかじめ決まった方式によって選択されたいずれか一つの共通電極（ｅｘ：ＶＣＯＭ、１１またはＶＣＯＭ、２１）の電位値であることができる。
【０１６７】
または、前記タッチ入力感知電極は、複数個の画像ピクセル、前記複数個の画像ピクセルの光出力を制御するための信号を伝達する複数個の制御ライン、及び前記複数個の画像ピクセルのために分割されて提供される複数個の共通電極（ｅｘ：ＶＣＯＭ、１１、ＶＣＯＭ、２１、ＶＣＯＭ、３１、…）を含む画面出力装置の、前記複数個の共通電極のうち第１共通電極（ｅｘ：ＶＣＯＭ、１１）であり、前記追従する電位値は、前記複数個の共通電極（ｅｘ：ＶＣＯＭ、１１、ＶＣＯＭ、２１、ＶＣＯＭ、３１、…）の電位値の平均値であることができる。
【０１６８】
この時、前記タッチ入力感知電極は、画像ピクセル、前記画像ピクセルの光出力を制御するための信号を伝達する制御ライン、及び前記画像ピクセルの共通電極を含む画面出力装置の前記共通電極であり、前記追従する電位値の周期は、前記共通電極の周期と等しいことがある。
【０１６９】
この時、前記タッチ感知部は演算増幅器２１５を含み、前記演算増幅器の第１入力端子（＋）及び前記第２ノードには第１周波数（ｆｃ）成分を有する信号（Ｖｄｐ）が印加されて、前記演算増幅器の第２入力端子（−）には前記タッチ入力感知電極が連結され得る。
【０１７０】
本発明の他の実施例によってタッチ入力感知装置及び画面出力装置を含む使用者機器を提供することができる。この時、前記タッチ入力感知装置は、１）タッチ入力感知電極と、２）前記タッチ入力感知電極の一支点に連結されており、タッチ入力によって前記タッチ入力感知電極によって形成されるタッチキャパシタンスの変化を測定するようになっているタッチ感知部と、３）前記タッチ入力感知装置に含まれ、前記一支点との間にキャパシタンスが形成されている前記第２ノードと、及び４）前記一支点と前記第２ノードの間の電位差を減少させるように、前記一支点の電位を追従する電位値を前記第２ノードに提供する電位制御部と、を含む。そして前記画面出力装置は、５）画像ピクセルと、６）前記画像ピクセルの光出力を制御するための信号を伝達する制御ラインと、及び７）前記画像共通電極と、を含む。そして前記共通電極が前記タッチ入力感知電極である。
【０１７１】
＜実施例：複数個の電極パッドを利用した自己静電容量方式のタッチ入力感知方法及びこのための装置＞
図１５は、本発明の一実施例による電極パッドの配列及びこれらを利用して自己静電容量方式でタッチ入力を感知する方法を説明するための図面である。
【０１７２】
図１５には電極パッドが１２個の欄（ｃｏｌｕｍｎ）（Ｃ１〜Ｃ１２）と２０個のロー（ｒｏｗ）（Ｒ１〜Ｒ２０）に配置されている。すなわち、総２４０（＝２０＊１２）個の電極パッドがタイル形態または行列形態で配置されている。
【０１７３】
図１５に示した２４０個の電極パッドは、それぞれ図２Ａ及び図２Ｂに示した電極パッド（ＶＣＯＭ、ｘｘ）対応することができる。例えば、図１５に示した電極パッドは上述したＴＦＴ−ＬＣＤパネルに含まれている共通電極（ＶＣＯＭ）であることがある。但し、一部実施例によるＴＦＴ−ＬＣＤパネルでは共通電極（ＶＣＯＭ）が広く一枚で提供されるが、本発明の図１５による実施例では２４０個の共通電極の片に分解されて提供される。例えば、図２Ａ及び図２Ｂに示したＶＣＯＭ、ｘｘ、そして、図４に示したＶＣＯＭ、１１、ＶＣＯＭ、１２、ＶＣＯＭ、２１、ＶＣＯＭ、２２が前記２４０個の共通電極の片の一部であることがある。図１５に示した前記２４０個の共通電極は同時に基準電位に連結されることができる。
【０１７４】
図１５による実施例では、図１５に示した２４０個の電極パッドすべてに、それぞれ図２Ａまたは図２Ｂに示した参照番号１２、１５、１４、及び２４によって指示される構成要素が結合され得る。この場合、２４０個の電極パッドすべてに対して同時にタッチ入力されたかどうかを検出することができる。
【０１７５】
変形された実施例では、図１５に示した２４０個の電極パッドを複数個のグループで分けて各グループ別にタッチ入力されたかどうかを検出することができる。例えば、図１５で参照番号３１、３２、３３、３４に対応するタッチパッドはそれぞれ第１グループ、第２グループ、第３グループ、及び第４グループに割当されたものであることができる。すなわち、図１５から２４０個の電極パッドは４個のグループのうちいずれか一つに属し得る。ここでは４個のグループで分けたがグループの総個数は変わることができる。
【０１７６】
また、図１５の例では第１グループに属した電極パッド周辺には他のグループに属した電極パッドだけが配列されている。
【０１７７】
本発明の一実施例では、第１グループ３１に属した電極パッド近傍でのタッチが入力されたかどうかを先に検出して、その次に第２グループ３２、第３グループ３３、そして第４グループ３４の手順でタッチが入力されたかどうかを検出することができる。
【０１７８】
このためにマルチフレクサー３５が使用されることができて、マルチプレクサは第１グループ、第２グループ、第３グループ、第４グループに属した総４個のタッチパッドのうちいずれか一つを選択することができる。勿論、マルチフレクサー３５は図示しない制御部によって制御されることができる。
【０１７９】
図１５の場合各グループ別に総６０個の電極パッドが存在するので、マルチフレクサー３５が総６０個が必要なことがある。
【０１８０】
そして、マルチフレクサー３５の出力端子には図２Ａまたは図２Ｂに示した参照番号１２、１４、１５、２４によって指示される構成要素が連結され得る。すなわち、マルチフレクサー３５の出力端子は図２Ａまたは図２Ｂに示したノード（ｎ１）と等しいノードであることができる。
【０１８１】
このようなマルチフレクサー３５とその出力端子に付いた回路は、領域３６に集まって配置されることもできる。他には、お互いに隣接した四つのパッドで構成される領域（ｅｘ：３７）にそれぞれ一つのマルチフレクサー３５が配置されることもできる。
【０１８２】
図１５を利用して説明する本発明の一実施例によれば、第１グループに属した電極パッドでのタッチが入力されたかどうかを検出することで、タッチ位置を大略的に分かることができる。そして、第２グループ、第３グループ、及び第４グループに属した電極パッドのうち、前記大略的に分かったタッチ位置の近傍に存在する電極パッドに対するタッチを検出することで前記大略的に分かったタッチ位置をさらに正確に精巧化して分かることができるという点を易しく理解することができる。
【０１８３】
例えば、本発明の一実施例による感知方法の第１工程では、第１、２、３、４グループのうちいずれか一つのグループに対してタッチが入力されたかどうかを検出することができる。例えば、第１グループのみに対してタッチが入力されたかどうかを検出することができる。この時、第１グループのみに対してタッチが入力されたかどうかを検出した結果、もし、領域３８にわたってタッチ入力がなされたら、［Ｒ３、Ｃ１］、［Ｒ３、Ｃ３］に対応する電極パッド３１でタッチが入力されたかどうかが検出されたはずである。
【０１８４】
第２工程では、第１工程でタッチ入力がなされたと判断された電極パッドの周辺に接している電極パッドに対してタッチが入力されたかどうかを判断する。例えば、上で［Ｃ１、Ｒ３］、［Ｃ３、Ｒ３］に対応する電極パッド３１周辺に存在する第２、３、４グループに属した電極パッドに対してタッチが入力されたかどうかを追加で検出することができる。すなわち、［Ｒ２、Ｃ１］、［Ｒ２、Ｃ２］、［Ｒ２、Ｃ３］、［Ｒ２、Ｃ４］、［Ｒ３、Ｃ２］、［Ｒ３、Ｃ４］、［Ｒ４、Ｃ１］、［Ｒ４、Ｃ２］、［Ｒ４、Ｃ３］、［Ｒ４、Ｃ４］に対応する電極パッド３２、３３、３４に対してタッチが入力されたかどうかを検出して検出結果を精巧化することができる。
【０１８５】
発明の実施のための形態
＜実施例：複数個の電極パッドを利用した自己静電容量方式のタッチ入力感知方法及びこのための装置＞
図１６Ａ乃至図１６Ｃは、本発明の他の実施例によって複数個の電極パッドを利用して自己静電容量方式でタッチ入力を感知する方法を説明するための図面である。図１６Ａで電極パッドの配列及び構成は図１５と等しいことがある。
【０１８６】
但し、上下左右で接している第１、２、３、４グループに属した４個の電極パッドの間には物理的なスイッチが提供されることで、お互いに連結されることもできて、お互いにすべて分離することもできる。図１６Ａで参照番号６０は上下左右で接している第１、２、３、４グループに属した４個の電極パッドを”ノードセット”でグループ化したものを示す。以下、参照番号６０が示すものをノードセット６０と指称することができる。
【０１８７】
本実施例による方法の第１工程では先ず、一つのノードセット内でお互いに上下左右で接している前記第１、２、３、４グループに属した４個の電極パッドが前記スイッチによってお互いに電気的に連結される。そうすると、図１６では総６＊１０＝６０個のノードセットが形成される。それでは６０個のノードセットに対してそれぞれタッチが入力されたかどうかを判断することができる。なぜなら、一つのノードセット６０内に含まれている４個の電極パッド３１、３２、３３、３４はお互いに電気的に連結されているために一つの電極パッドとして見做されることができるためである。そうすると、大略的なタッチ入力位置を得ることができる。例えば、図１６Ａで別表に表示された部分にタッチが入力された時に、おおよそノードセット（ＮＳ５）でタッチがなされたことを分かるようになる。
【０１８８】
その後第２工程では、タッチ入力が存在すると判断されたノードセット（ＮＳ５）に対して、前記ノードセット（ＮＳ５）内に存在する個別電極パッド３１〜３４に対してそれぞれタッチが入力されたかどうかを判断してタッチ入力位置を精巧化することができる。そして、前記ノードセット（ＮＳ５）に隣接した他のノードセット（ＮＳ１〜ＮＳ４、ＮＳ６〜ＮＳ９）内に存在する個別電極パッド３１〜３４に対してそれぞれタッチが入力されたかどうかを判断して、タッチ入力位置を精巧化することができる。このために少なくともノードセット（ＮＳ１〜ＮＳ９）内に存在する４個の電極パッドの間の電気的連結は解除されることができる。
【０１８９】
＜実施例：複数個の電極パッドを利用した相互静電容量方式のタッチ入力感知方法及びこのための装置＞
図１７Ａ乃至図１７Ｄは、本発明の一実施例によってタイル構造で配列された電極パッドを利用して相互静電容量方式でタッチ入力を感知する方法を適用することができる構造を示す。相互静電容量方式でタッチ入力を感知する方法の原理は既に図１Ｅ及び図１Ｆで説明した。
【０１９０】
図１７Ａの電極パッドは図１５と等しく配列され得る。例えば、２０＊１２行列構造で配列されている。但し、図１７Ａでは一部電極パッド１０１〜１０４は駆動電極パッドとして使用して他の電極パッド１０５は感知電極パッドとして使用することで、相互静電容量方式でタッチ入力を感知する構造である。他には、一部電極パッド１０１〜１０４は感知電極パッドとして使用して他の電極パッド１０５は駆動電極パッドとして使用することもできる。
【０１９１】
図１７Ａで電極パッドは総５個のグループで分けられるが、第１電極パッド１０１、第２電極パッド１０２、第３電極パッド１０３、第４電極パッド１０４、及び第５電極パッド１０５で区分されることができる。それぞれの電極パッド１０１〜１０４周辺にはそれぞれ８個の第５電極パッド１０５が配置されている。但し、縁の領域ではそれぞれの電極パッド１０１〜１０４周辺にはそれぞれ３個または５個の電極パッド１０５が配置されている
【０１９２】
一つの第１電極パッド１０１とこれを取り囲んだ８個の第５電極パッド１０５を合わせて一つの第１領域１０７を定義することができる。図１７Ａには複数個の第１領域１０７を提供することができる。。
【０１９３】
この時、第１領域１０７内に含まれた前記第１電極パッド１０１を駆動信号によって駆動することができる。そうすると、前記第１電極パッド１０１と前記８個の第５電極パッド１０５の間にはプリンジングキャパシタンスが形成されることができるし、これを総８個のプリンジングキャパシタンス領域１０６で区分して概念化することができる。この時、前記８個の第５電極パッド１０５には、例えば図１Ｆに示したタッチ入力感知回路がそれぞれ具備されていてお互いに独立的にタッチ入力を感知する構成を取るようになれば、非常に高い解像度のタッチ入力感知を遂行することができるという点を理解することができる。このような回路の構造を図１７Ｅに示した。
【０１９４】
変形された実施例では、第１領域１０７内に含まれた前記８個の第５電極パッド１０５のうち一つを順次に選択して駆動信号によって駆動することができる。そうすると、前記第１電極パッド１０１と前記選択された第５電極パッド１０５との間にはプリンジングキャパシタンスが形成されることができる。この時、前記第１電極パッド１０１には、例えば図１Ｆに示したタッチ入力感知回路が提供されてタッチ入力感知を遂行することができるという点を理解することができる。このような回路の構造を図１７Ｆに示した。
【０１９５】
これは図１７Ｂ、図１７Ｃ、図１７Ｄにも同様に示した。一つの第２電極パッド１０２とこれを取り囲んだ８個の第５電極パッド１０５を合わせて一つの第２領域１０８を定義することができる。一つの第３電極パッド１０３とこれを取り囲んだ８個の第５電極パッド１０５を合わせて一つの第３領域１０９を定義することができる。一つの第４電極パッド１０４とこれを取り囲んだ８個の第５電極パッド１０５を合わせて一つの第４領域１１０を定義することができる。
【０１９６】
本発明の一実施例では大きく総４工程を経ってタッチ入力を感知することができる。
第１工程で、図１７Ａで説明したように、第１電極パッド１０１を駆動してこれらを取り囲んだ第５電極パッド１０５からタッチが入力されたかどうかが分かる。この時、タッチが入力されたかどうかを検出する積分回路の電荷蓄積素子（ｅｘ：図１７ＥのＣｆｂ）は前記第１電極パッド１０１ではなく前記第５電極パッド１０５に連結され得る。
【０１９７】
第２工程で、図１７Ｂに示したように、第２電極パッド１０２を駆動してこれらを取り囲んだ第５電極パッド１０５からタッチが入力されたかどうかが分かる。
【０１９８】
第３工程で、図１７Ｃに示したように、第３電極パッド１０３を駆動してこれらを取り囲んだ第５電極パッド１０５からタッチが入力されたかどうかが分かる。
【０１９９】
第４工程で、図１７Ｄに示したように、第４電極パッド１０４を駆動してこれらを取り囲んだ第５電極パッド１０５からタッチが入力されたかどうかが分かる。
【０２００】
上の４個の工程を順次に遂行すればタッチ入力位置の検出解像度を高めることができる。
【０２０１】
本発明の他の実施例では大きく総４工程を経ってタッチ入力を感知することができる。
【０２０２】
第１工程で、図１７Ａで説明したように、第１電極パッド１０１の周辺に存在する第５電極パッド１０５を順次に駆動して、前記第１電極パッド１０１からタッチが入力されたかどうかが分かる。この時、タッチが入力されたかどうかを検出する積分回路の電荷蓄積素子（ｅｘ：図１７ＦのＣｆｂ）は、前記第５電極パッド１０５ではなく前記第１電極パッド１０１に連結され得る。
【０２０３】
第２工程で、第２電極パッド１０２の周辺に存在する第５電極パッド１０５を順次に駆動して、前記第２電極パッド１０２からタッチが入力されたかどうかが分かる。
【０２０４】
第３工程で、第３電極パッド１０３の周辺に存在する第５電極パッド１０５を順次に駆動して、前記第３電極パッド１０３からタッチが入力されたかどうかが分かる。
【０２０５】
第４工程で、第４電極パッド１０４の周辺に存在する第５電極パッド１０５を順次に駆動して、前記第４電極パッド１０４からタッチが入力されたかどうかが分かる。
【０２０６】
上の４個の工程を順次に遂行すればタッチ入力の位置の検出解像度を高めることができる。
【０２０７】
以下、本発明の一実施例によるタッチ入力感知装置を図１７Ａ、図１７Ｂ、及び図１８Ａを共に参照して説明する。
【０２０８】
図１８Ａ及び図１８Ｂは、本発明の一実施例によって提供されるタッチ感知回路の実施例を示したものである。
【０２０９】
本発明の一実施例によって、垂直方向及び水平方向に沿って行列形態で配置されている複数個（ｅｘ：２０＊１２＝２４０個）の電極パッド１０１〜１０５を含むタッチ入力感知装置を提供することができる。。
【０２１０】
特に、前記タッチ入力感知装置は、
第１電極パッド１０１（ｅｘ：［Ｒ２、Ｃ２］）と、第２電極パッド１０２（ｅｘ：［Ｒ２、Ｃ４］）と、前記第１電極パッド１０１に接して前記第１電極パッド１０１を取り囲んだ第１グループの第５電極パッド１０５（ｅｘ：［Ｒ１、Ｃ１］、［Ｒ１、Ｃ２］、［Ｒ１、Ｃ３］、［Ｒ２、Ｃ１］、［Ｒ２、Ｃ３］、［Ｒ３、Ｃ１］、［Ｒ３、Ｃ２］、［Ｒ３、Ｃ３］）と、前記第２電極パッド１０２に接して前記第２電極パッド１０２を取り囲んだ第２グループの第５電極パッド１０５（ｅｘ：［Ｒ１、Ｃ３］、［Ｒ１、Ｃ４］、［Ｒ１、Ｃ５］、［Ｒ２、Ｃ３］、［Ｒ２、Ｃ５］、［Ｒ３、Ｃ３］、［Ｒ３、Ｃ４］、［Ｒ３、Ｃ５］）と、前記第１グループの第５電極パッド１０５に連結されている第１グループの積分器（１５−１及びＣｆｂ１）を利用して、前記第１電極パッド１０１と前記第１グループの第５電極パッド１０５との間に形成されるキャパシタンスの値を測定するようになっている第１グループのタッチ入力感知回路と、前記第２グループの第５電極パッド１０５に連結されている第２グループの積分器（１５−２及びＣｆｂ２）を利用して、前記第２電極パッド１０２と前記第２グループの第５電極パッド１０５との間に形成されるキャパシタンスの値を測定するようになっている第２グループのタッチ入力感知回路と、及び前記第１電極パッド１０１と前記第２電極パッド１０２のうちいずれか一つの電極パッドに基準電位と異なる第１電位を印加する間他の一つの電極パッドには基準電位を印加するようになっている電極パッド電位制御部４００と、を含むことができる。
【０２１１】
上述した”積分器”は電荷を累積して集積するキャパシタを含む回路を指称することができる。
【０２１２】
そして、電極パッド電位制御部４００から出力される電圧（Ｖｓ１（ｔ））が基準電位と異なる値を有する時に電圧（Ｖｓ２（ｔ））は基準電位を有することができる。
【０２１３】
この時、第１グループの第５電極パッドに属している少なくとも一つの第５電極パッド（ｅｘ：［Ｒ２．Ｃ３］）は、第２グループの第５電極パッドにも属し得る。
【０２１４】
この時、前記第１電極パッド、前記第２電極パッド、前記第１グループの第５電極パッド、及び前記第２グループの第５電極パッドは、画像ピクセル、前記画像ピクセルの光出力を制御するための信号を伝達する制御ライン、及び前記画像ピクセルの共通電極を含む上述したＴＦＴ−ＬＣＤに形成された複数個の分割された共通電極に属するものであることができる。
【０２１５】
この時、上述した第１グループの第５電極パッドは前記第１電極パッドを取り囲んだ８個の第５電極パッドであることができる。
【０２１６】
この時、前記第１グループのタッチ入力感知回路は一つの積分器１５−１のみを含み、前記一つの積分器は前記８個の第５電極パッドの間でスイチングされて前記８個の第５電極パッドと順次に連結され得る。
【０２１７】
または、前記第１グループのタッチ入力感知回路はそれぞれ前記８個の第５電極パッドに連結される８個の積分器１５−１を含むことができる。
【０２１８】
図１８Ａでは第１電極パッド１０１に一つの第５電極パッド１０５と一つの積分器（１５−１及びＣｆｂ１）だけが連結されたもので示したが、複数個の第５電極パッド１０５と複数個の積分器（１５−１及びＣｆｂ１）が連結されることもできるという点を易しく理解することができる。
【０２１９】
前述した実施例から変形された実施例を図１７Ａ、図１７Ｂ、及び図１８Ｂを利用して説明する。
【０２２０】
本発明の他の実施例によるタッチ入力感知装置は、前記第１電極パッド１０１に連結されている第１積分器１５−１を利用して、前記第１電極パッド１０１と前記第１グループの第５電極パッド１０５、１０５＿１、１０５＿２の間に形成されるキャパシタンス（Ｃｓ１、Ｃｓ２）の値を測定するようになっている第１タッチ入力感知回路と、前記第２電極パッド１０２に連結されている第２積分器１５−２を利用して、前記第２電極パッド１０２と前記第２グループの第５電極パッド１０５、１０５＿３、１０５＿３との間に形成されるキャパシタンス（Ｃｓ３、Ｃｓ４）の値を測定するようになっている第２タッチ入力感知回路と、及び前記第１グループの第５電極パッドと前記第２グループの第５電極パッドのうちいずれか一つのグループに基準電位と異なる第１電位（Ｖｓ１（ｔ）、Ｖｓ２（ｔ））を印加する間他の一つのグループには基準電位（Ｖｓ３（ｔ）＝Ｖｓ４（ｔ）＝ＧＮＤ）を印加するようになっている電極パッド電位制御部４００と、を含むことができる。
【０２２１】
この時、前記第１電極パッド、前記第２電極パッド、前記第１グループの第５電極パッド、及び前記第２グループの第５電極パッドは、画像ピクセル、前記画像ピクセルの光出力を制御するための信号を伝達する制御ライン、及び前記画像ピクセルの共通電極を含むＴＦＴ−ＬＣＤに形成された複数個の分割された共通電極に属するものであることができる。
【０２２２】
この時、第１電極パッド１０１周りには８個の第５電極パッドが行列形態で配置され得る。この時、前記電極パッド電位制御部４００は、前記８個の第５電極パッドのうちいずれか一つの電極パッド（ｅｘ：１０５、１０５＿１）に基準電位と異なる第１電位（Ｖｓ１（ｔ））を印加する間他の一つの電極パッド（ｅｘ：１０５、１０５＿２）には基準電位（Ｖｓ２（ｔ）＝ＧＮＤ）を印加するようになっているし、前記第１電位前記８個の第５電極パッドに順次に印加され得る。
【０２２３】
＜コード分割方式を利用した相互静電容量方式のタッチ入力感知方法及びこのための装置＞
図１９は、本発明の一実施例によってタイル構造で配列された電極パッドを利用して相互静電容量方式でタッチ入力を感知する方法を適用することができる構造を示す。
【０２２４】
図１９の電極パッドの配列は図１５と等しいことがある。但し、図１５では一部電極パッドは駆動電極パッドとして使用されて他の電極パッドは感知電極パッドとして使用されることで、相互静電容量方式でタッチ入力を感知する構造である。
【０２２５】
図１９で駆動電極パッドは総４個のグループで分けられるが、第１駆動電極パッド２０１、第２駆動電極パッド２０２、第３駆動電極パッド２０３、第４駆動電極パッド２０４で区分されることができる。それぞれの駆動電極パッド１０１〜１０４周辺にはそれぞれ４個の感知電極パッド２０５が配置されている。但し、縁領域ではそれぞれの駆動電極パッド周辺に１個または２個の感知電極パッド２０５が配置されることができる。
【０２２６】
本実施例で、すべての駆動電極パッド２０１〜２０４は同時に駆動されることができる。但し、第１駆動電極パッド２０１、第２駆動電極パッド２０２、第３駆動電極パッド２０３、第４駆動電極パッド２０４にはそれぞれお互いに異なる種類の４種類のパルストレーン形態を有する駆動信号がそれぞれ印加されることができるし、これら駆動信号はお互いに直交する特性を有することができる。
【０２２７】
例えば、位置２０６にタッチ入力がなされた場合、感知電極パッド２０５、１２０５に連結されたセンサー回路は感知電極パッド２０５、１２０５辺りでタッチ入力がなされたと判断することができる。但し、感知電極パッド２０５、１２０５周辺には第１駆動電極パッド２０１、第２駆動電極パッド２０２及び第３駆動電極パッド２０３の３個の駆動電極パッドが存在するため、このうちどの駆動電極パッドによって誘発されたプリンジングキャパシタンスが前記タッチ入力によって変化されたかを分かるため、前述したように第１駆動電極パッド２０１、第２駆動電極パッド２０２及び第３駆動電極パッド２０３に印加される駆動信号がお互いに直交する特性を付与すれば良い。
【０２２８】
図１９に示したすべての感知電極パッド２０５にはそれぞれ感知回路が個別的に連結されていることもできて、または上述した他の実施例で説明したように感知電極パッド２０５を数個のグループで分けて、各グループ別で順次に感知する方法もあり得る。後者の方式のためにはマルチフレクサーが必要なことがある。
【０２２９】
図２０Ａ乃至図２０Ｄは、本発明の他の実施例によって特定電極パッドにタッチ入力イベントが発生したかどうかを検出する方法を説明するための図面である。
【０２３０】
図２０Ａは、図１９に示した電極パッドのうちお互いに接して配置されている駆動電極パッド２０１〜２０４及びこれらの間に配置された感知電極パッド２０５、２２０５のみを別に示したものである。
【０２３１】
図２０Ｂは本発明の一実施例によって図２０Ａに示した電極パッドに連結されたタッチ感知回路の例を示したものである。
【０２３２】
図２０Ｃは第１駆動電極パッド２０１、第２駆動電極パッド２０２、第３駆動電極パッド２０３、第４駆動電極パッド２０４に対する駆動入力がなされる時区間を示したものである。図２０Ｃの実施例で、タッチ入力感知時区間をそれぞれあらかじめ決まった持続時間（ｅｘ：２ｍｓ）を有するＡ−時区間５２１、Ｂ−時区間５２２、Ｃ−時区間５２３、及びＤ−時区間５２４で分けることができる。図２０Ｃでロジカルハイ値を有する区間は前記当駆動電極パッドに駆動信号が入力される区間を示す。
【０２３３】
例えば、第２駆動電極パッド２０２の場合には時区間５２１、５２２、５２４間駆動信号が入力されて時区間５２３では駆動信号が入力されない。したがって、図２０Ａの第２駆動電極パッド２０２と感知電極パッド２０５、２２０５との間には時区間５２１、５２２、５２４の間には電場が形成されるが、時区間５２３の間には電場が形成されないことでモデリングすることができる。
【０２３４】
図２０Ｄは、図２０Ｂに示した各クロックのオン／オフタイミングの例を示したものである。
【０２３５】
Ａ−時区間５２１のスタート直前（ｔｓ１）、Ｂ−時区間５２２のスタート直前（ｔｓ２）、Ｃ−時区間５２３のスタート直前（ｔｓ３）、そして、Ｄ−時区間５２４のスタート直前（ｔｓ４）にスイッチ（Ｓｒｅｓｅｔ）を利用してタッチ感知信号出力部をリセットすることができる。そして、Ａ−時区間５２１、Ｂ−時区間５２２、Ｃ−時区間５２３、そして、Ｄ−時区間５２４の間タッチ感知信号出力部を動作させた後タッチ感知信号出力部の出力電圧（Ｖｏ（ｔ））をサンプリングした結果をそれぞれｙ［０］、ｙ［１］、ｙ［２］ｙ［３］と表記することができる。
【０２３６】
この時、ｙ［０］、ｙ［１］、ｙ［２］、ｙ［３］は下記のように示すことができる。
【０２３７】
ｙ［０］＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ
ｙ［１］＝Ａ＋Ｂ＋Ｄ
ｙ［２］＝Ａ＋Ｃ＋Ｄ
ｙ［３］＝Ｂ＋Ｃ＋Ｄ
【０２３８】
上の数式で、”Ａ”は第１駆動電極パッド２０１と感知電極パッド２２０５との間に形成されるキャパシタンス（Ｃｓ１）によって発生するタッチ感知信号出力部の出力値を示す。”Ａ”は、例えばＡ−時区間５２１間に測定して出力する値を示す。”Ｂ”は第２駆動電極パッド２０２と感知電極パッド２２０５の間に形成されるキャパシタンス（Ｃｓ２）によって発生するタッチ感知信号出力部の出力値を示す。”Ｃ”は第３駆動電極パッド２０３と感知電極パッド２２０５の間に形成されるキャパシタンス（Ｃｓ３）によって発生するタッチ感知信号出力部の出力値を示す。”Ｄ”は第４駆動電極パッド２０４と感知電極パッド２２０５の間に形成されるキャパシタンス（Ｃｓ４）によって発生するタッチ感知信号出力部の出力値を示す。
【０２３９】
タッチ入力感知時区間５２０が終われば、ｙ［０］、ｙ［１］、ｙ［２］、及びｙ［３］をお互いに加えた値Ｓを得ることができる。前記Ｓは前記Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄと次のような関係を有する。
Ｓ＝ｙ［０］＋ｙ［１］＋ｙ［２］＋ｙ［３］＝３（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）
【０２４０】
したがって、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを下のような数式を通じて得ることができる。下の数式でＳ、ｙ［０］、ｙ［１］、ｙ［２］、及びｙ［３］はすべてタッチ感知信号出力部を利用して計測して得ることができる値である。
【０２４１】
Ａ＝（Ｓ−３＊ｙ［３］）／３
Ｂ＝（Ｓ−３＊ｙ［２］）／３
Ｃ＝（Ｓ−３＊ｙ［１］）／３
Ｄ＝（Ｓ−３＊ｙ［０］）／３
【０２４２】
以下、本発明の一実施例によるタッチ入力情報算出方法について図２０Ｃを参照して説明する。
【０２４３】
この方法は、ｐ個の時区間（Ｔ＿ｖ）に対する定義を含む第１情報と、及び前記ｐ個の時区間（Ｔ＿ｖ）それぞれに対応して定義されており、複数個（＝Ｍ）の駆動電極パッドから選択されたＮ＿ｖ個の駆動電極パッドで構成された駆動電極の組合せ（ＴＥＣ＿ｖ）に対する定義を含む第２情報を利用する。そして、前記複数個の駆動電極パッドに隣接した感知電極パッド（ｅｘ：２２０５）に連結されている電荷蓄積用キャパシタ（ｅｘ：Ｃｆｂ）を含むタッチ感知回路６００を利用して、前記複数個の駆動電極パッドのうちいずれか一つの駆動電極パッドに対するタッチ入力に関する情報を算出する方法である。但し、ｖ＝１乃至ｐの定数であり、ｐは２以上の定数である。
【０２４４】
例えば、図２０Ｃの例でｐ＝４、Ｔ＿１＝５２１、Ｔ＿２＝５２２、Ｔ＿３＝５２３、Ｔ＿４＝５２４、Ｍ＝４、Ｎ＿１＝３、Ｎ＿２＝３、Ｎ＿３＝３、Ｎ＿４＝３、ＴＥＣ＿１＝｛第１駆動電極パッド２０１、第２駆動電極パッド２０２、第３駆動電極パッド２０３｝、ＴＥＣ＿２＝｛第１駆動電極パッド２０１、第２駆動電極パッド２０２、第４駆動電極パッド２０４｝、ＴＥＣ＿３＝｛第１駆動電極パッド２０１、第３駆動電極パッド２０３、第４駆動電極パッド２０４｝、ＴＥＣ＿４＝｛第２駆動電極パッド２０２、第３駆動電極パッド２０３、第４駆動電極パッド２０４｝である。
【０２４５】
この時、前記ｐ個の駆動電極の組合せに属したお互いに異なる駆動電極の組合せは、お互いに異なる組合せの駆動電極パッドで構成されている。すなわち、ＴＥＣ＿１＝｛２０１、２０２、２０３｝、ＴＥＣ＿２＝｛２０１、２０２、２０４｝、ＴＥＣ＿３＝｛２０１、２０３、２０４｝、ＴＥＣ＿４＝｛２０２、２０３、２０４｝はすべてお互いに異なる組合せである。
【０２４６】
この方法は、時区間（Ｔ＿ｖ）の間駆動電極の組合せ（ＴＥＣ＿ｖ）に属したすべての駆動電極パッドだけに駆動電圧を印加して、残りの駆動電極パッドには駆動電圧を印加しない方式を利用して、前記タッチ感知回路６００から出力値（ＴＯ＿ｖ）を獲得する工程を含む。
【０２４７】
例えば、図２０Ｃと図２０Ｄを詳しく見れば、第１時区間（Ｔ＿１）５２１の間駆動電極の組合せ（ＴＥＣ＿１）に属したすべての駆動電極パッド｛２０１、２０２、２０３｝には駆動電極駆動信号が印加されることができる。そして、第１時区間（Ｔ＿１）５２１の間に前記タッチ感知回路６００の出力（ＴＯ＿１＝ｙ［０］）を獲得することができる。
【０２４８】
そして、第２時区間（Ｔ＿２）５２２の間駆動電極の組合せ（ＴＥＣ＿２）に属したすべての駆動電極パッド｛２０１、２０２、２０４｝には駆動電極駆動信号が印加されることができる。そして、第２時区間（Ｔ＿２）５２２の間に前記タッチ感知回路６００の出力（ＴＯ＿２＝ｙ［１］）を獲得することができる。
【０２４９】
そして、第３時区間（Ｔ＿３）５２３の間駆動電極の組合せ（ＴＥＣ＿３）に属したすべての駆動電極パッド｛２０１、２０３、２０４｝には駆動電極駆動信号が印加されることができる。そして、第３時区間（Ｔ＿３）５２３の間に前記タッチ感知回路６００の出力（ＴＯ＿３＝ｙ［２］）を獲得することができる。
【０２５０】
そして、第４時区間（Ｔ＿４）５２４の間駆動電極の組合せ（ＴＥＣ＿４）に属したすべての駆動電極パッド｛２０２、２０３、２０４｝には駆動電極駆動信号が印加されることができる。そして、第４時区間（Ｔ＿４）５２４の間に前記タッチ感知回路６００の出力（ＴＯ＿４＝ｙ［３］）を獲得することができる。
【０２５１】
そしてこの方法は、ｐ個の出力値（ＴＯ＿ｖ）を利用して前記複数個の駆動電極パッドと前記感知電極パッドの間に形成される相互キャパシタンスに関する情報を算出する工程を含むことができる。
【０２５２】
すなわち、図２０Ｃの例で、ｐ＝４個の出力値（ｙ［０］、ｙ［１］、ｙ［２］、ｙ［３］）を利用して前記複数個の駆動電極パッドに属したいずれか一つの駆動電極パッドと前記感知電極パッドの間の相互キャパシタンスに関する情報を算出することができる。その結果前記いずれか一つの駆動電極パッドと前記感知電極パッドの間の領域でなされたタッチが入力されたかどうかを確認することができる。
【０２５３】
この時、前記複数個の駆動電極パッドは、マトリックス形態で配列されたものであることができる。または、蜂の巣構造でジグザグで配列されたものであることができる。そして、前記感知電極パッドは前記複数個の駆動電極パッドの辺りに配置されたものであることができる。
【０２５４】
この時、前記複数個の駆動電極パッド及び前記感知電極パッドはディスプレイパネルとは区分される別途のモジュールに提供されて前記ディスプレイパネル上に配置されたものであることができる。この時、前記ディスプレイパネルはＴＦＴパネル及びＩＰＳパネルのうちいずれか一つであることができるが、特定種類に限定されるものではない。
【０２５５】
または、前記複数個の駆動電極パッド及び感知電極パッドはディスプレイパネルの動作のために前記ディスプレイパネルの部品で使用される複数個の分離している共通電極であることができる。この時、前記ｐ個の時区間（Ｔ＿ｖ）の間に、前記複数個の駆動電極パッドと前記感知電極パッドはタッチ感知回路６００に連結され得る。
【０２５６】
この時、前記複数個の駆動電極パッド及び感知電極パッドはすべて、前記ｐ個の時区間（Ｔ＿ｖ）以外の時間のうち少なくとも一部区間の間にはあらかじめ決まった基準電位（Ｖｒｅｆ２）に連結され得る。
【０２５７】
この時、前記感知電極パッドは前記複数個の駆動電極パッドすべてとお互いに接し得る。すなわち、前記感知電極パッドと前記複数個の駆動電極パッドの間にはタッチパネルに存在する他の電極パッドが全然配置されていないこともある。
【０２５８】
以下、本発明の他の実施例によるタッチ入力検出方法を図２０Ｂ、図２０Ｃ、及び図２０Ｄを参照して説明する。この方法は、第１時区間（ｅｘ：５２１）の間、Ｍ個（Ｍ＝４）の駆動電極パッド２０１、２０２、２０３、２０４のうち選択された第１の組合せの駆動電極パッド２０１、２０２、２０３だけに駆動信号を印加して、前記Ｍ個の駆動電極パッド２０１、２０２、２０３、２０４と静電容量結合するようになっている感知電極パッド２２０５に連結されたタッチ感知回路６００から第１出力値を獲得する第１工程と、第２時区間（ｅｘ：５２２）の間、前記Ｍ個の駆動電極パッドのうちから選択された第２の組合せの駆動電極パッド２０１、２０２、２０４だけに駆動信号を印加して、前記タッチ感知回路６００から第２出力値を獲得する第２工程と、及び前記第１出力値と前記第２出力値を利用して前記Ｍ個の駆動電極パッドのうち第１駆動電極パッドと前記感知電極パッドとの間の領域に対するタッチ入力に関する情報を算出する第３工程と、を含むことができる。
【０２５９】
＜実施例：行列形態で配置された電極パッドを利用して相互静電容量方式でタッチ入力を感知する方法及びこのための装置＞
図２１Ａ乃至図２１Ｃは、本発明の他の実施例によってタイル構造で配列された電極パッドを利用して相互静電容量方式でタッチ入力を感知する方法を適用することができる構造を示す。
【０２６０】
図２１Ａの電極パッドの配列は図１５と等しいことがある。但し、図２１Ａでは一部電極パッドは駆動電極パッドとして使用されて他の電極パッドは感知電極パッドとして使用されることで、相互静電容量方式でタッチ入力を感知する構造である。
【０２６１】
図２１Ａには総２０＊１２＝２４０個の電極パッドが羅列されているが、この電極パッドにはそれぞれ１〜９、Ａ〜Ｇの符号がレーベリングされている。このうち１、３、５、７、９、Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇでレーベリングされているものなどはすべて駆動電極パッドで使用されて、２、４、６、８、Ａ、Ｃでレーベリングされているものなどはすべて感知電極パッドで使用されることができる。
【０２６２】
そして、１番でレーベリングされている駆動電極パッドはすべてお互いに内部スイッチによって電気的に連結され得る。これは３、５、７、９、Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇでレーベリングされた駆動電極パッドに対しても同じである。
【０２６３】
また、２番でレーベリングされている感知電極パッドはすべてお互いに内部スイッチによって電気的に連結され得る。これは４、６、８、Ａ、Ｃでレーベリングされた感知電極パッドに対しても同じである。
【０２６４】
その結果、図２１Ａのように配列された構成は図２１Ｂのように上下で延長された６個の感知電極パッドと左右で延長された１０個の駆動電極パッドに概念化することができる。図２１Ｂではまるで駆動電極パッドは第１層配置されて感知電極パッドは第２層配置されたｔｗｏ  ｌａｙｅｒ方式の相互静電容量方式のタッチパネルであるように描写されているが、これは便宜のための描写であるだけであり、実際ではすべての電極パッドは同一層で配置され得る。各電極パッドが同一層で配置されているかどうかは実施例によって変わることができる。
【０２６５】
本実施例によれば、６個の感知電極と１０個の駆動電極で構成される相互静電容量方式のタッチ入力方式を具現することができる。
【０２６６】
以下、本発明の一実施例によるタッチ入力装置は図２１Ａ乃至図２１Ｃを参照して説明する。このタッチ入力装置は第１層の上に行列構造で配置されている複数個の電極パッド（１〜９、Ａ〜Ｇ）を利用して相互容量方式でタッチ入力を感知するようになっている。そして、このタッチ入力装置は前記複数個の電極パッドのうち第１列（ｅｘ：Ｃ１）の偶数番目行（ｅｘ：Ｒ２）に存在する電極パッドと前記第１列に隣接した第２列（ｅｘ：Ｃ２）の奇数番目行（ｅｘ：Ｒ１）に存在する電極パッドをお互いに電気的に連結して形成した感知電極（ｅｘ：４０３）を含むことができる。そして、前記複数個の電極パッドのうち第１行（ｅｘ：Ｒ１）の奇数番目列（ｅｘ：Ｃ１）に存在する電極パッドと前記第１行に隣接した第２行（ｅｘ：Ｒ２）の偶数番目列（ｅｘ：Ｃ２）行に存在する電極パッドをお互いに電気的に連結して形成する駆動電極４０４を含むことができる。そして、前記駆動電極に駆動信号を印加するようになっている電極パッド電位制御部４０１と、及び電荷蓄積用キャパシタが前記感知電極に連結されているタッチ感知回路４０２を含むことができる。この時タッチ感知回路４０２には図１Ｆで説明したタッチ入力回路が１個以上含まれ得る。
【０２６７】
この時、前記感知電極（ｅｘ：４０３）と前記駆動電極（ｅｘ：４０４）が交差する領域４０５に４個の電極パッドが行列形態で配置されており、前記駆動電極に駆動信号が印加された時に、前記４個の電極パッドのうち前記感知電極に属した２個の電極パッドと前記４個の電極パッドのうち前記駆動電極に属した２個の電極パッドの間に相互キャパシタンスが形成されるようになっている。
【０２６８】
この時、前記複数個の駆動電極パッドと前記感知電極パッドはディスプレイパネルとは別に提供されて前記ディスプレイパネル上に配置されたものであることができる。この時、前記ディスプレイパネルはＴＦＴパネル及びＩＰＳパネルのうちいずれか一つであることができる。
【０２６９】
または、前記複数個の駆動電極パッドと前記感知電極パッドはディスプレイパネルの動作のために前記ディスプレイパネルの部品で使用される複数個の分離している共通電極であることができる。この時、第１時区間の間には、前記複数個の電極パッドはすべて前記電極パッド電位制御部または前記タッチ感知回路に連結されており、前記第１時区間以外の時間のうち少なくとも一部の時区間の間には、前記複数個の電極パッドはすべてあらかじめ決まった基準電位（Ｖｒｅｆ２）に連結されるようになっている。
【０２７０】
＜実施例：相互容量方式と自己容量方式の間を切り替えるタッチ入力方法及びこのためのタッチ入力装置＞
本発明の一実施例では、タッチパネルのどの部分にもタッチ入力がなされない第１の場合と、少なくとも一部分にタッチ入力がなされている第２の場合を区分して、各場合においてお互いに異なるタッチ入力方式を採択することができる。
【０２７１】
例えば、前記第１の場合には上述した自己静電容量方式のタッチ入力方法のうちいずれか一つを使って、前記第２の場合には上述した相互静電容量方式のタッチ入力方法のうちいずれか一つを使用することができる。またはその反対も可能である。
【０２７２】
図２２Ａ及び図２２Ｂは、本発明の一実施例によるタッチ入力装置のタッチ入力方法の転換手順を示したものである。この時、前記タッチ入力装置は本明細書で公開したタッチ入力装置のうち任意のものであることができる。
【０２７３】
工程（Ｓ２０１）で前記タッチ入力装置が初期化されてタッチ感知が始まる。
【０２７４】
工程（Ｓ２０２）で前記初期化時には自己容量方式でタッチ入力を検出することができる。ここで、前記自己容量方式は上述した自己容量方式の実施例のうち任意の方法であることができる。
【０２７５】
工程（Ｓ２０３）でタッチ入力が検出されたかを判断する。タッチ入力が検出されない場合には続いて上述した自己容量方式でタッチ入力を検出して、タッチ入力が検出された場合には上述した相互容量方式でタッチ入力を検出するようにモードを切り替える。
【０２７６】
工程（Ｓ２０４）では上述した相互容量方式でタッチ入力を検出する。この工程ではタッチ入力が続いて切られないでなされ得る。
【０２７７】
工程（Ｓ２０５）ではタッチ入力が消えたかどうかを判断する。もし、消えたら工程（Ｓ２０２）に戻って、消えなかったら続いて相互容量方式でタッチ入力を検出することができる。
【０２７８】
図２２Ｂは、図２２Ａの手順とは反対に、前記タッチ入力装置が初期化されてタッチ感知が始まる時にはデフォルトで相互容量方式でタッチ入力を検出してから、タッチ入力が連続的になされている間には自己容量方式でタッチ入力を検出するようにする実施例を示した流れ図である。
【０２７９】
図２２Ｃは、本発明の一実施例によるタッチ入力装置の構成を示す。
【０２８０】
以下、本発明の一実施例によるタッチ入力装置を図２２Ａ乃至図２２Ｃを参照して説明する。
【０２８１】
このタッチ入力装置は、自己容量方式及び相互容量方式のうちいずれか一つを選択してタッチ入力を感知するようになっているタッチ感知部８１０と、タッチ感知部８１０に電気的に連結されており、行列形態で配列されている複数個の電極パッド８２０と、及び第１モードでは複数個の電極パッド８２０に対するタッチ感知を自己容量方式で遂行して、第２モードでは複数個の電極パッド８２０に対するタッチ感知を相互容量方式で遂行するように、タッチ感知部８１０を制御するタッチパッド制御部８３０を含むことができる。この時、タッチ感知部８１０は、自己容量方式でタッチ入力を感知する第１タッチ感知回路８１１、相互容量方式でタッチ入力を感知する第２タッチ感知回路８１２、及びスイッチ部８１５を含むことができる。タッチパッド制御部８３０は前記第１モード及び前記第２モードによってスイッチ部８１５を制御して複数個の電極パッド８２０を第１タッチ感知回路８１１または第２タッチ感知回路８１２に選択的に連結され得る。
【０２８２】
第１タッチ感知回路８１１は図１Ａ、図１Ｃ、図２Ａ、図２Ｂ、図１１、図１３などに例示した自己容量方式の感知回路であることができる。第２タッチ感知回路８１２は図１Ｆ、図１７Ｅ、図１７Ｆ、図１８Ａ、図１８Ｂ、図２０Ｂなどに例示した相互容量方式の感知回路であることができる。
【０２８３】
この時、タッチパッド制御部８３０は、複数個の電極パッド８２０に対するタッチ入力が感知されていない状態では複数個の電極パッド８２０に対するタッチ感知を自己容量方式で遂行するようになっていて、複数個の電極パッド８２０に対するタッチ入力が感知されている状態では複数個の電極パッド８２０に対するタッチ感知を相互容量方式で遂行され得る。
【０２８４】
反対に、前記タッチパッド制御部８３０は、複数個の電極パッド８２０に対するタッチ入力が感知されていない状態では複数個の電極パッド８２０に対するタッチ感知を相互容量方式で遂行するようになっていて、複数個の電極パッド８２０に対するタッチ入力が感知されている状態では複数個の電極パッド８２０に対するタッチ感知を自己容量方式で遂行され得る。
【０２８５】
この時、複数個の電極パッド８２０はディスプレイパネルとは別に提供されて前記ディスプレイパネル上に配置されたものであることができる。この時、前記ディスプレイパネルはＴＦＴパネル及びＩＰＳパネルのうちいずれか一つであることができる。
【０２８６】
または、複数個の電極パッド８２０はディスプレイパネルの動作のために前記ディスプレイパネルの部品で使用される複数個の分離している共通電極であることができる。この時、第１時区間の間には、前記複数個の電極パッドはすべて前記タッチ感知部に連結されており、前記第１時区間以外の時間のうち少なくとも一部の時区間の間には、前記複数個の電極パッドはすべてあらかじめ決まった基準電位（Ｖｒｅｆ２）に連結され得る。
【０２８７】
以下本発明の他の実施例によって、複数個の電極パッドを含むタッチ入力装置でタッチ入力を感知する方法を説明する。この方法は、前記タッチ入力装置が初期化されれば第１感知方式を利用して前記複数個の電極パッドに対するタッチ入力を検出する工程と、前記複数個の電極パッドに対してタッチ入力がなされたと判断されれば、第２感知方式を利用して前記複数個の電極パッドに対するタッチ入力を検出する工程と、及び前記複数個の電極パッドに対するタッチ入力が消えたと判断されれば、前記第１感知方式を利用して前記複数個の電極パッドに対するタッチ入力を検出する工程と、を含むことができる。この時、前記第１感知方式は自己容量方式で前記第２感知方式は相互容量方式や、または前記第１感知方式は相互容量方式で前記第２感知方式は自己容量方式であることができる。
【０２８８】
前述した本発明の実施例を利用して、本発明の技術分野に属する者等は本発明の本質的な特性から脱しない範囲内に多様な変更及び修正を容易に実施することができるであろう。特許請求範囲の各請求項の内容は本明細書を通じて理解することができる範囲内で引用関係がない他の請求項に結合されることができる。
【産業上の利用可能性】
【０２８９】
以上説明したように、本発明によれば、行列構造で配置された複数個の電極パッドを有するタッチ入力感知装置において、複数個の電極パッドを利用しても低い複雑度と高い効率性を有するタッチ入力感知技術を提供することができる。
【符号の説明】
【０２９０】
１１  第１電極パッド（ＶＣＯＭ）
１２  抵抗（Ｒｒｅｆ）
１４  スイッチ
１５  演算増幅器
１６  電極パッド
１７  指
１８  キャパシタンス（Ｃｆ）
２０  寄生キャパシタンス（Ｃｐ）
２３  その他のキャパシタンス（Ｃｅ）
２４  増幅器
【図１Ａ】
2016540302.tif 000004
【図１Ｂ】
2016540302.tif 000005
【図１Ｃ】
2016540302.tif 000006
【図１Ｄ】
2016540302.tif 000007
【図１Ｅ】
2016540302.tif 000008
【図１Ｆ】
2016540302.tif 000009
【図２Ａ】
2016540302.tif 000010
【図２Ｂ】
2016540302.tif 000011
【図３】
2016540302.tif 000012
【図４】
2016540302.tif 000013
【図５Ａ】
2016540302.tif 000014
【図５Ｂ】
2016540302.tif 000015
【図５Ｃ】
2016540302.tif 000016
【図６Ａ】
2016540302.tif 000017
【図６Ｂ】
2016540302.tif 000018
【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１７Ｄ】
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【図１７Ｅ】
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【図１７Ｆ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２０Ｃ】
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【図２０Ｄ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２１Ｃ】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２２Ｃ】
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【国際調査報告】
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