KR20110011337A - Multi-touch detection apparatus and method for projective capacitive touch screen - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 일실시예들은 투영정전용량 터치스크린에 대한 멀티터치 위치를 감지할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다. One embodiment of the present invention relates to an apparatus and a method capable of sensing a multi-touch position with respect to a projection capacitance touch screen.
터치스크린은 기존의 버튼이나 키패드를 활용하는 기기에 비해 사용자 입장에서 직관적으로 손쉽게 사용될 수 있으며, 기기 제조 업체의 입장에서도 다채로운 그래픽 유저 인터페이스(Graphic User Interface)를 제공할 수 있다. 또한 터치스크린은 기계식 버튼을 배제할 수 있어 기기의 미려한 디자인이 가능하고, 기존의 버튼이 차지하는 공간을 추가적인 디스플레이 공간으로 활용할 수 있으므로 큰 화면이 필요한 풀브라우징(full browsing)에 적합한 인터페이스로 각광받고 있다. 터치스크린은 이러한 장점들로 인해 은행의 ATM, 키오스크(kiosk) 등의 한정된 응용분야에서 벗어나 휴대 기기, 공업용, 게임 기기 등 다양한 분야에서 활용되고 있으며 그 시장 규모도 급속히 성장되고 있는 추세이다.The touch screen can be used intuitively and easily from a user's point of view, compared to a device using a button or keypad, and a device manufacturer can provide a colorful graphical user interface. In addition, the touch screen can eliminate mechanical buttons, enabling a beautiful design of the device, and utilizes the space occupied by the existing buttons as an additional display space, making it an interface suitable for full browsing requiring a large screen. . Due to these advantages, touch screens are being used in various fields such as mobile devices, industrial devices, game devices, etc. beyond the limited applications such as ATMs and kiosks of banks, and the market size is rapidly growing.
본 발명의 일실시예에 따른 멀티터치 감지 장치는 터치스크린의 각 행 전극 데이터 및 열 전극 데이터를 그룹화하여 상기 터치스크린에 대한 터치 지점 정보를 검출하는 터치 지점 검출부 및 상기 검출된 터치 지점 정보에서 사용자에 의해 실제로 터치된 실제 터치 지점을 추적하는 터치 지점 추적부를 포함한다. According to an embodiment of the present invention, a multi-touch sensing device groups each row electrode data and column electrode data of a touch screen to detect touch point information on the touch screen, and a user in the detected touch point information. It includes a touch point tracking unit for tracking the actual touch point actually touched by.
또한 본 발명의 일실시예에 따른 멀티터치 감지 방법은 터치스크린의 각 행 전극 데이터 및 열 전극 데이터를 그룹화하여 상기 터치스크린에 대한 터치 지점 정보를 검출하는 단계 및 상기 검출된 터치 지점 정보에서 사용자에 의해 실제로 터치된 실제 터치 지점을 추적하는 단계를 포함한다. In addition, the multi-touch sensing method according to an embodiment of the present invention is to group each of the row electrode data and column electrode data of the touch screen to detect the touch point information on the touch screen and to the user from the detected touch point information Tracking the actual touch point that was actually touched by.
본 발명의 일실시예에 따른 투영정전용량 터치스크린에서 멀티터치 위치를 정확하게 감지하는 장치 및 방법을 제공할 수 있다.An apparatus and method for accurately detecting a multi-touch position in a projection capacitive touch screen according to an embodiment of the present invention can be provided.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 일실시예들을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명이 일실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment according to the present invention; However, the present invention is not limited or limited by the embodiments. Also, like reference numerals in the drawings denote like elements.
터치스크린에 사용되는 기술은 저항 방식과 투영정전용량 방식이 휴대 기기에 가장 대중적으로 사용된다. 저항 방식은 터치스크린 표면에 압력을 감지하는 센서를 설치해서 누를 때마다 입력되는 방식이다. 투영정전용량 방식은 각각 가로 세로로 투명 전극 라인이 배치된 두 층 기반이 서로 마주보도록 구성해서 손가락과 같은 도체가 접속하는 경우 해당 위치에 발생하는 정전 용량의 변화를 감지하여 위치를 결정하며, 내구성이 우수하고 미려한 디자인이 가능한 장점이 있다. The technologies used in touch screens are the most popular types of portable devices such as resistive type and projection capacitance type. The resistance method is a method of inputting a pressure sensor installed on the surface of the touch screen each time it is pressed. Projection capacitance method is composed of two layer bases each having horizontal and vertical transparent electrode lines arranged to face each other so that when the conductor such as a finger is connected, it detects the change in capacitance occurring at the location and determines the location. This excellent and beautiful design has the advantage of being possible.
도 1은 라인 스캐닝 방식에 의한 투영정전용량 터치스크린의 터치 위치 검출 원리를 나타내는 도면이다.1 is a diagram illustrating a touch position detection principle of a projection capacitive touch screen using a line scanning method.
통상적인 투영정전용량 터치스크린은 도 1에 도시된 것과 같이 가로 세로 전극과 사용자 손가락의 접촉 여부를 라인 스캐닝을 통해 감지한 후 접촉된 두 전극의 교차점을 터치 위치로 파악한다. As shown in FIG. 1, a typical projection capacitance touch screen senses whether the horizontal and vertical electrodes are in contact with the user's finger through line scanning, and then detects the intersection of the two electrodes in contact with the touch position.
투영정전용량 터치스크린은 도 1에 도시된 것과 같이 손가락이 접촉되는 경우 접촉 전극과 그 주변의 전극에서 측정되는 값에 보간법을 적용하면 터치 위치 검출 해상도가 향상될 수 있다. 행 전극(C1 ~ C7)과 열 전극(R1 ~ R6)은 각각 X축 Y축으로 Pc1 ~ Pc7과 Pr1 ~ Pr6의 위치에 배치되고, xc1 ~ xc7과 xr1 ~ xr6은 각각 행 전극과 열 전극의 측정치이다.As shown in FIG. 1, when the finger touches the projection capacitive touch screen, the interpolation method may be applied to a value measured at the contact electrode and the electrode around the touch screen to improve the touch position detection resolution. The row electrodes C 1 to C 7 and the column electrodes R 1 to R 6 are arranged at positions P c1 to P c7 and P r1 to P r6 on the X-axis Y-axis, respectively, and x c1 to x c7 and x r1 to x r6 are measured values of the row electrode and the column electrode, respectively.
이러한 보간을 위해 가장 많이 사용되는 방법은 수학식 1과 같은 가중 평균 방법이다.The most popular method for such interpolation is a weighted average method such as Equation (1).
여기서, N은 행 전극의 수이고, M은 열 전극의 수이다. Where N is the number of row electrodes and M is the number of column electrodes.
이러한 보간법은 단일 접점을 감지하는 것만 필요한 터치스크린의 애플리케이션에는 적합하지만 멀티터치 애플리케이션에 적용하는 경우 멀티터치의 위치가 정확하게 검출되지 않는 문제점이 있다. This interpolation method is suitable for the application of the touch screen which needs only to sense a single contact, but when applied to a multi-touch application, there is a problem in that the position of the multi-touch is not detected correctly.
도 2는 멀티터치 시 투영정전용량 터치스크린의 문제점을 나타내는 도면이다.2 is a diagram illustrating a problem of the projected capacitance touch screen during multi-touch.
도 2를 참조하면, 멀티터치 시 투영정전용량 터치스크린은 중앙값 문제(a) 및 고스트 터치 문제(b)로 인해 멀티터치에 대한 위치 검출이 부정확해진다. Referring to FIG. 2, in the multi-touch projection capacitive touch screen, the position detection of the multi-touch becomes inaccurate due to the median problem (a) and the ghost touch problem (b).
중앙값 문제(a)는 위치 검출 알고리즘을 별다른 고려없이 바로 터치스크린 센서의 출력치에 적용하는 경우 두 점 이상(201, 203)이 터치가 될 때 멀티터치 지점의 중앙값(202) 1개만이 검출됨으로써 발생된다. 이러한 중앙값 문제(a)를 해결하기 위해서 본 발명의 일실시예는 전극 측정치를 관찰한 후 각 행과 열 전극에 대한 측정치를 그룹으로 구별한 후 각각에 대해 수학식 1을 적용할 수 있다. The median problem (a) is that when applying the position detection algorithm to the output value of the touch screen sensor without any consideration, only one median value 202 of the multi-touch point is detected when two or
고스트 터치 문제(b)는 실제 터치 위치(201, 203)와 상관없는 불필요한 접촉(211, 213)이 검출되어 정확한 터치의 수와 위치 파악이 불가능한 현상으로서 투영정전용량 터치스크린, IR 주사 방식 터치스크린 등에서 발생된다. 이러한 고스트 터치 문제(b)를 해결하기 위해서 본 발명의 일실시예는 위치 검출 시 별도의 오류 보정 알고리즘을 적용하여 손가락에 의한 터치 동작만을 검출하여 터치스크린의 동작 오류를 방지하고, 파악된 멀티터치 위치 중 고스트 터치와 같은 불필요한 데이터를 제거하여 실제 터치 위치를 파악하고, 각 실제 터치 위치에 대해 유일한 아 이디를 할당할 수 있다. The ghost touch problem (b) is a phenomenon in which
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 터치스크린의 멀티터치 감지 장치의 구성을 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating a configuration of a multi-touch sensing device of a touch screen according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 터치스크린의 멀티터치 감지 장치(300)는 데이터 획득부(310), 잡음 제거부(320), 오프셋 제거부(330), 터치 지점 검출부(340) 및 터치 지점 추적부(350)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the
데이터 획득부(310)는 상기 터치스크린에 대한 사용자의 터치 동작에 따라 행 전극 데이터 및 열 전극 데이터를 획득한다. 즉, 데이터 획득부(310)는 상기 터치스크린의 센서로부터 검출된 행 신호 및 열 신호를 아날로그/디지털 컨버터를 통해 디지털 데이터로 변환하여 상기 행 전극 데이터 및 열 전극 데이터를 획득한다. The data acquirer 310 acquires row electrode data and column electrode data according to a user's touch operation on the touch screen. That is, the
잡음 제거부(320)는 상기 획득된 행 전극 데이터 및 열 전극 데이터에 대한 잡음을 제거한다. 즉, 잡음 제거부(320)는 데이터 획득부(310)로부터 전달된 상기 행 전극 데이터 및 열 전극 데이터에서 불필요한 잡음을 제거한다. 일례로 잡음 제거부(320)는 이동 평균 필터로서 저주파 대역 제거 기능을 가지고 있으며, 계산량이 적기 때문에 내장형 시스템에서 적합하게 사용될 수 있다. The
오프셋 제거부(330)는 상기 잡음이 제거된 행 전극 데이터 및 열 전극 데이터에서 오프셋 데이터를 제거한다. 즉, 오프셋 제거부(330)는 잡음 제거부(320)로부터 상기 잡음이 제거된 행 전극 데이터 및 열 전극 데이터를 전달 받고, 상기 잡음이 제거된 행 전극 데이터 및 열 전극 데이터에서 오프셋 데이터를 제거한다. The
도 5는 오프셋이 포함된 원 데이터, 오프셋 데이터 및 오프셋이 제거된 데이터를 나타낸다.5 shows raw data with offset, offset data, and offset-free data.
도 5를 참조하면, 오프셋 제거부(330)는 오프셋이 포함된 원 데이터(510)에서 오프셋 데이터(520)를 제거하여 오프셋이 제거된 데이터(530)를 출력한다. Referring to FIG. 5, the
일례로 오프셋 제거부(330)는 상기 터치스크린에 대한 접촉이 없는 경우의 데이터를 오프셋 데이터로 설정한 후 상기 잡음이 제거된 행 전극 데이터 및 열 전극 데이터에서 상기 설정된 오프셋 데이터를 제거할 수 있다. For example, the
터치 지점 검출부(340)는 상기 터치스크린의 각 행 전극 데이터 및 열 전극 데이터를 그룹화하여 상기 터치스크린에 대한 사용자의 터치 지점 정보를 검출한다. 즉, 터치 지점 검출부(340)는 상기 터치 스크린의 각 행 전극 데이터 및 열 전극 데이터를 정해진 기준에 따라 그룹화한 후 그룹화된 행 전극 데이터 및 열 전극 데이터에 대해 사용자의 터치 지점 정보를 검출한다. 일례로 터치 지점 검출부(340)는 상기 잡음 및 오프셋이 제거된 행 전극 데이터 및 열 전극 데이터를 그룹화하여 상기 터치스크린에 대한 사용자의 터치 지점에 대한 위치 정보를 검출할 수 있다.The
터치 지점 검출부(340)는 상기 터치스크린의 행과 열 전극에서 생성되는 신호들을 분석하여 상기 멀티터치에 의한 신호 영역들을 추출하고, 상기 추출된 신호 영역들을 그룹화한 후 상기 그룹화된 신호 영역들을 분석하여 상기 사용자의 터치 지점에 대한 위치 정보를 검출한다. 일례로 터치 지점 검출부(340)는 상기 터치스크린의 행 전극 데이터 및 열 전극 데이터를 미리 설정된 기준치에 따라 이진화하 고, 상기 이진화된 데이터를 레벨별로 클러스터링한 후 각 클러스터에 대해 가중 평균 알고리즘을 적용하여 상기 사용자의 터치 지점에 대한 위치 정보를 검출할 수 있다. The
터치 지점 추적부(350)는 상기 검출된 터치 지점 정보에서 상기 사용자에 의해 실제로 터치된 실제 터치 지점을 추적한다. 즉, 터치 지점 추적부(350)는 상기 검출된 터치 지점 정보를 과거 터치 위치 정보와 비교한 결과에 따라 상기 실제 터치 지점을 추적하고, 상기 추적된 실제 터치 지점에 대해 아이디를 할당한다. The touch
일례로 터치 지점 추적부(350)는 상기 검출된 터치 지점 정보를 과거 터치 위치 정보와 비교하는 멀티터치 위치 추적 알고리즘을 이용하여 실제로 터치된 실제 터치 지점 정보를 추적하고, 상기 추적된 실제 터치 지점 정보에 대해 유일한 아이디를 할당할 수 있다. 또한 터치 지점 추적부(350)는 상기 검출된 터치 지점 정보에서 상기 실제 터치 지점과 상관없는 불필요한 접촉으로 인해 검출되는 고스트 터치 정보를 제거할 수 있다. For example, the touch
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 터치스크린의 멀티터치 감지 방법의 동작 흐름을 나타내는 도면이다.4 is a diagram illustrating an operation flow of a multi-touch sensing method of a touch screen according to an embodiment of the present invention.
도 3 및 도 4를 참조하면, 단계(S410)에서 멀티터치 감지 장치(300)는 시스템을 초기화한다. 일례로 단계(S410)에서 멀티터치 감지 장치(300)는 데이터 획득부(310), 잡음 제거부(320), 오프셋 제거부(330), 터치 지점 검출부(340) 및 터치 지점 추적부(350)의 동작을 초기화할 수 있다. 3 and 4, in step S410, the
단계(S420)에서 멀티터치 감지 장치(300)는 터치스크린에 대한 사용자의 터 치 동작에 따라 행 전극 데이터 및 열 전극 데이터를 획득한다. 일례로 단계(S420)에서 멀티터치 감지 장치(300)는 데이터 획득부(310)를 통해 상기 터치스크린에 대한 사용자의 터치 동작에 따라 생성되는 행 전극 신호 및 열 전극 신호를 아날로그/디지털 변환하여 상기 행 데이터 및 열 전극 데이터를 획득할 수 있다.In operation S420, the
단계(S430)에서 멀티터치 감지 장치(300)는 상기 획득된 행 전극 데이터 및 열 전극 데이터에 대한 잡음을 제거한다. 일례로 단계(S430)에서 멀티터치 감지 장치(300)는 잡음 제거부(320)를 통해 상기 획득된 행 전극 데이터 및 열 전극 데이터에 포함된 불필요한 잡음을 제거할 수 있다.In operation S430, the
단계(S440)에서 멀티터치 감지 장치(300)는 상기 잡음이 제거된 행 전극 데이터 및 열 전극 데이터에서 오프셋 데이터를 제거한다. 일례로 단계(S440)에서 멀티터치 감지 장치(300)는 오프셋 제거부(330)를 통해 상기 잡음이 제거된 행 전극 데이터 및 열 전극 데이터에서 오프셋 데이터를 제거할 수 있다.In operation S440, the
단계(S450)에서 멀티터치 감지 장치(300)는 상기 잡음 및 오프셋이 제거된 행 전극 데이터 및 열 전극 데이터로부터 상기 터치스크린에 대한 사용자의 터치 지점 정보를 검출한다. 일례로 단계(S450)에서 멀티터치 감지 장치(300)는 터치 지점 검출부(340)를 통해 상기 잡음 및 오프셋이 제거된 행 전극 데이터 및 열 전극 데이터를 미리 설정된 기준치에 따라 이진화하고, 상기 이진화된 데이터를 레벨별로 클러스터링한 후 각 클러스터에 대해 가중 평균 알고리즘을 적용하여 상기 사용자의 터치 지점에 대한 위치 정보를 검출할 수 있다. In operation S450, the
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 행 또는 열 전극 데이터에 대한 터치 영 역 파악 알고리즘의 순서도이다. 6 is a flow chart of a touch area grasping algorithm for row or column electrode data according to an embodiment of the present invention.
도 7은 행 또는 열 전극 데이터를 클러스터링하여 터치 지점에 대한 위치를 검출하는 일례를 나타내는 도면이다. 7 is a diagram illustrating an example of detecting a position of a touch point by clustering row or column electrode data.
도 6 및 도 7을 참조하면, 터치 지점 검출부(340)는 상기 터치스크린의 각 행과 열 전극에서 나오는 전극 신호들(S1)을 분석하고(S610), 분석된 전극 신호들(S1)을 기준값(T)에 의해 이진화한다(S620). 터치 지점 검출부(340)는 상기 이진화된 데이터에서 레이블링 알고리즘(labeling algorithm)에 의해 클러스터들(C1, C2)을 검색하고(S630), 각 클러스터들의 중심 위치(P1, P2)를 분석한다(S640). 6 and 7, the
일례로 터치 지점 검출부(340)는 도 7에 도시된 것과 같이 12개의 열 전극 신호(S1)를 분석하고, 상기 분석된 열 전극 신호(S1)을 기준값(T)와 비교한 결과에 따라 이진화하고, 상기 이진화된 데이터에 대해 레이블링 알고리즘을 적용하여 클러스터(C1, C2)를 검색하고, 상기 검색된 클러스터(C1, C2)에 대해 가중 평균 알고리즘을 적용하여 각각 중심 위치(P1, P2)를 분석함으로써 터치 지점에 대한 위치를 검출할 수 있다. For example, the
먼저 열 전극과 행 전극으로부터 측정된 신호를 각각 와 로 정의하고, 각각에 대한 기준치를 와 로 정의한다. 여기서 N은 열 전극의 수, M은 행 전극의 수이다. 이러한 경우 열 전극들에 대한 레이블링 알고리즘의 의사 코드 (pseudo code)는 표 1에 도시된 것과 같으며 행 전극들에 대해서도 동일한 알고리즘을 적용하는 것이 가능하다. First, measure the signals from the column and row electrodes Wow Is defined as Wow . Where N is the number of column electrodes and M is the number of row electrodes. In this case, the pseudo code of the labeling algorithm for the column electrodes is as shown in Table 1, and it is possible to apply the same algorithm to the row electrodes.
l = 1; label index
i = 1;
if ;
for i = 2:N
if
if
l = l + 1;
end
;
end
end ; class label
l = 1; label index
i = 1;
if ;
for i = 2: N
if
if
l = l + 1;
end
;
end
end
터치 지점 검출부(340)는 상기 레이블링 알고리즘이 적용된 클러스터들에 대해 가중 평균 알고리즘을 적용하여 상기 터치 지점에 대한 중심 위치를 검출할 수 있다. 일례로 행 전극 및 열 전극 별로 파악된 터치 영역의 수가 각각 k개와 l개라고 할 때 총 터치 지점의 수는 k×l이며, 터치 지점 검출부(340)는 상기 클러스터들에 대해 수학식 2를 적용하여 상기 터치 지점에 대한 위치 정보( )를 얻을 수 있다.The
여기서, Rck와 Rrl와 각각 행과 열 전극의 k와 l번째 터치 영역을 의미한다.Here, R ck and R rl denote k and l th touch regions of the row and column electrodes, respectively.
단계(S460)에서 멀티터치 감지 장치(300)는 상기 검출된 터치 지점 정보 중에서 실제로 터치된 위치 정보를 추적한다. 일례로 단계(S460)에서 멀티터치 감지 장치(300)는 터치 지점 추적부(350)를 통해 상기 검출된 터치 지점 정보 중에서 실제로 터치된 위치 정보를 추적할 수 있다.In operation S460, the
단계(S460)에서 멀티터치 감지 장치(300)는 상기 검출된 터치 지점 정보를 과거 터치 위치 정보와 비교하는 멀티터치 위치 추적 알고리즘을 이용하여 실제로 터치된 실제 터치 지점 정보를 추적하고, 상기 추적된 실제 터치 지점 정보에 대해 유일한 아이디를 할당한다. In operation S460, the
멀티터치 감지 장치(300)는 터치스크린이 여러 개의 터치 위치가 검출되는데 사용자의 실제 터치 동작을 반영하지 못하는 경우가 발생하기 때문에 멀티터치 위치 추적 알고리즘에 따른 터치 지점에 대한 위치 추적이 필요하다. 상기 멀티터치 위치 추적 알고리즘은 현재 시간의 터치 위치와 이전 시간의 터치 위치간의 거리를 비교하여 아이디를 할당하는 방법이다. Since the touch screen detects a plurality of touch positions, the
본 발명의 일실시예에 따른 멀티터치 위치 추적 알고리즘은 추적 가능한 터치 위치의 수가 2개인 경우를 예로 들어 설명한다. 이전 샘플 순간에 가능한 터치 개수는 0, 1, 2이며, 현재 샘플 순간에 터치 지점 검출 알고리즘을 통해 얻어진 터치 위치의 가능한 개수는 0, 1, 2, 4이다. The multi-touch location tracking algorithm according to an embodiment of the present invention will be described taking the case of two trackable touch locations as an example. The number of possible touches at the previous sample instant is 0, 1, 2, and the possible number of touch positions obtained through the touch point detection algorithm at the current sample instant are 0, 1, 2, 4.
도 8은 두 손가락이 접촉할 때 터치 지점 검출 알고리즘에 의해 발생 가능한 터치 지점 검출 결과를 나타내는 도면이다. FIG. 8 is a diagram illustrating a touch point detection result that may be generated by a touch point detection algorithm when two fingers touch each other.
도 8을 참조하면, 원은 사용자의 실제 터치를 나타내고, 사각형은 터치 지점 검출 알고리즘을 통해 얻어진 터치 지점에 대한 위치를 나타낸다. 검출된 터치 개수가 2이고, 두 손가락이 접촉할 때 터치 지점 검출 알고리즘에 의해 발생 가능한 결과는 두 손가락이 세로로 배치된 경우(a), 두 손가락이 가로로 배치된 경우(b) 및 두 손가락이 대각선으로 배치된 경우(c)이다. Referring to FIG. 8, a circle represents a user's actual touch, and a rectangle represents a position of a touch point obtained through a touch point detection algorithm. The number of detected touches is 2, and the result that can be generated by the touch point detection algorithm when two fingers are in contact is when two fingers are placed vertically (a), two fingers are placed horizontally (b) and two fingers (C) is arranged diagonally.
이전 샘플과 현재 샘플의 터치 지점에 대한 위치 간의 관계는 표 2에 도시된 것과 같다.The relationship between the position of the previous sample and the touch point of the current sample is as shown in Table 2.
Assign default IDNo tracking.
Assign
Random ID assignmentNo tracking
Return errorUnidentifiable
Assign previous IDNo tracking
Assign
Ghost pointer eliminationPointer tracking
Ghost pointer eliminationPointer tracking
Ghost pointer elimination
표 1을 참조하면, Case 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9의 경우 별도의 터치 지점에 대한 위치 추적이 필요가 없으며, Case 7, 8, 10, 11, 12의 경우 터치 지점에 대한 위치 추적이 필요하다. Referring to Table 1,
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 터치 지점 추적 알고리즘의 순서도를 나타낸다.9 is a flowchart of a touch point tracking algorithm according to an embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 터치 지점 추적부(350)는 상기 검출된 터치 지점 정보에서 이전 터치 지점들의 개수(NP)를 파악한다(S910). 9, the touch
터치 지점 추적부(350)는 상기 검출된 터치 지점 정보에서 임시 터치 지점들의 개수(NT)를 파악한다(S920). 상기 임시 터치 지점들의 개수는 실제 터치 지점의 개수뿐만 아니라 고스트 터치 지점의 개수도 포함된다. The
터치 지점 추적부(350)는 표 2에 도시된 Case 1, 5, 9와 같이 현재 터치가 발생하지 않는 경우(NT = 0, S930)이면, 터치 지점 추적 알고리즘을 수행할 필요가 없으므로 동작을 종료한다. If the current touch does not occur (NT = 0, S930) as shown in
터치 지점 추적부(350)는 표 2에 도시된 Case 2와 같이 싱글 터치가 발생한 경우((NP, NT) = (0, 1), S940)이면, 상기 싱글 터치가 발생한 지점에 대해 기본 아이디를 할당한다(S945). 또한 터치 지점 추적부(350)는 Case 3과 같이 동시에 두 개의 터치가 발생하는 경우((NP, NT) = (0, 2), S940)이면, 각 터치 지점에 대해 임의의 아이디를 할당한다(S945). If the touch
터치 지점 추적부(350)는 표 2에 도시된 Case 4와 같이 이전 터치 지점에 대한 정보가 없이 두 손가락이 동시에 대각선 방향에 접촉하는 경우((NP, NT) = (0, 4), S950)이면, 터치 지점 추적 알고리즘에 대한 처리가 불가능하므로 오류 처리를 한다(S955). The
터치 지점 추적부(350)는 표 2에 도시된 Case 6와 같이 싱글 터치 이동을 하는 경우((NP, NT) = (1, 1), S960)이면, 이전 터치 지점의 아이디를 현재 검출된 터치 지점에 할당한다(S945). If the touch
터치 지점 추적부(350)는 표 2에 도시된 Case 7, 10, 11과 같이 두 터치 위치가 이동하면서 새로운 터치가 감지되는 경우((NP, NT) = (1, 2), (2, 1), (2, 2), S970)이면, 터치 위치 추적 알고리즘을 적용하여 터치 지점을 추적하고(S975), 상기 추적된 터치 지점에 아이디를 할당한다(S945). 상기 터치 위치 추적 알고리즘은 현재 시간의 터치 위치와 이전 시간의 터치 위치간 거리를 비교하여 아이디를 할당하는 방식이다. 상기 터치 위치 추적 알고리즘은 현재 샘플링 순간의 각 터치 지점에 대한 적절한 아이디를 할당하여 이전 샘플링 순간의 터치 지점과 연결하는 것이다. 일례로 터치 지점 추적부(350)는 이전 샘플링 순간의 터치 지점의 위치와 아이디, 현재 샘플링 순간의 임시 터치 지점의 위치에 대한 정보를 가지고, 상기 터치 위치 추적 알고리즘에 따라 상기 추적된 터치 지점에 대한 아이디를 할당할 수 있다. The touch
터치 지점 추적부(350)는 Case 8, 12와 같이 고스트 터치가 발생된 경우((NP, NT) = (1, 4), (2, 4))이면, 터치 지점을 추적하고(S985), 상기 추적된 터치 지점에서 고스트 터치를 제거한다(S990). 상기 고스트 터치는 상기 추적된 터치 지점 정보 중에서 실제로 터치가 발생되지 않는 가상 터치이다. The touch
이와 같이, 터치 지점 추적부(350)는 상기 검출된 멀티터치의 위치 정보에 대해 상기 실제 터치 위치 정보와 상관없는 불필요한 접촉으로 인해 검출되는 고스트 터치 정보를 제거함으로써 상기 실제 터치 위치 정보를 정확하게 추적할 수 있다. As such, the touch
이전 순간에 파악된 터치 지점을 PPi(i=0, 1)이고, 클러스터링 알고리즘을 통해 파악된 터치 지점을 TPj(j=0, 1, 2, 4)라고 하고, i와 j는 각각 터치 지점의 아이디를 의미한다. The touch point identified at the previous moment is PPi (i = 0, 1), and the touch point identified by the clustering algorithm is called TPj (j = 0, 1, 2, 4), and i and j are respectively It means ID.
Case 7의 경우를 고려하면, 이전의 터치 지점(PP0)이 1개이고, 현재 시간에는 두 터치 지점(C0, C1)이 존재하며, 이전 터치 지점(PP0)과 현재 터치 지점(TP0, TP1)간의 정확한 정합을 위해서 이전 터치 지점(PPi)과 현재의 임시 터치 지점(TPj)간의 거리를 의미하는 척도(Dij)가 수학식 3과 같이 정의된다. Considering the case of
일례로 터치 지점 추적부(350)는 Case 7의 경우 수학식 3을 이용하여 이전 터치 지점(PPi)와 현재의 임시 터치 지점(TPj)간의 거리를 의미하는 척도(Dij)로서 D00, D01 2개의 값을 얻을 수 있다. 터치 지점 추적부(350)는 D00가 D01보다 작은 경우 PP0와 TP0가 가까우므로 TP0를 PP0의 이후 터치 지점으로 정의하고, TP1을 새로운 터치 지점으로 정의한다. 터치 지점 추적부(350)는 D00가 D01보다 작지 않은 경우 TP1을 PP0의 이후 터치 지점으로 결정할 수 있다. 최종 터치 지점 CP0와 CP1은 수학식 4와 같이 정의된다. For example, the touch
CP0 = TP1 and CP1 = TP0, otherwiseCP0 = TP1 and CP1 = TP0, otherwise
터치 지점 추적부(350)는 Case 10의 경우 D00와 D10을 계산한 후 D00이 D10보다 작으면 CP0 = TP0로 설정하고, D00가 D10보다 작지 않으면 CP1 = TP0로 설정한다. The touch
터치 지점 추적부(350)는 Case 11의 경우 D00와 D01을 계산한 후 D00가 D01보다 작으면 CP0 = TP0, CP1 = TP1으로 설정하고, D00가 D01보다 작지 않으면 CP0 = TP1, CP1 = TP0로 설정한다. The touch
터치 지점 추적부(350)는 이전 샘플 순간에서 싱글 터치이며, 현재에 두 손가락의 터치가 발생되는 Case 8과 같은 경우이면, 도 10에 도시된 것과 같이 행 전극과 열 전극 신호를 이용해서 4개의 터치 지점에 대한 위치 정보(TP0, TP1, TP2, TP3)를 추적한다. 일례로서 상기 4개의 터치 지점 정보는 2개의 실제 터치 위치(TP0, TP3) 및 2개의 가상 터치 위치(TP1, TP2)를 포함할 수 있다. 터치 지점 추적부(350)는 이전 터치 지점(PP0)와 현재 파악된 터치 지점(TPi(i = 0, 1, 2, 3))간의 거리 D0j를 계산하고, 현재 파악된 터치 지점(TPi) 중 이전 터치 지점(PP0)과 연계된 실제 터치 지점을 수학식 5를 이용하여 계산한다. The
터치 지점 추적부(350)는 Case 8이 두 손가락이 대각선 배치되는 경우로서 이전 터치 지점과 연계된 실제 터치 지점(CP0)을 수학식 5을 이용하여 계산하고, 현재 터치 지점과 연계된 실제 터치 지점(CP1)을 CP0의 대각선 방향에 위치되는 것 으로 결정하고, CP0, CP1을 제외한 나머지 지점을 고스트 터치 지점으로 판단하여 제거할 수 있다. The touch
도 11은 고스트 터치 지점이 제거된 실제 터치 지점의 일례를 나타내는 도면이다.11 is a diagram illustrating an example of an actual touch point from which a ghost touch point is removed.
도 11을 참조하면, 터치 지점 추적부(350)는 Case 8에서 상기 이전 터치 지점과 연계된 실제 터치 지점(CP0)이 좌상단에 위치(TP0)한 경우 CP1을 CP0의 대각선 방향에 위치(TP3)되는 것으로 결정하고, CP0, CP1을 제외한 나머지 지점을 고스트 터치 지점으로 판단하여 제거할 수 있다(a).Referring to FIG. 11, in
터치 지점 추적부(350)는 CP0가 좌하단에 위치(TP1)한 경우 CP1을 CP0의 대각선 방향에 위치(TP2)되는 것으로 결정하고, CP0, CP1을 제외한 나머지 지점을 고스트 터치 지점으로 판단하여 제거할 수 있다(b). The touch
터치 지점 추적부(350)는 CP0가 위상단에 위치(TP2)한 경우 CP1을 CP0의 대각선 방향에 위치(TP1)되는 것으로 결정하고, CP0, CP1을 제외한 나머지 지점을 고스트 터치 지점으로 판단하여 제거할 수 있다(c). The touch
터치 지점 추적부(350)는 CP0가 우하단에 위치(TP3)한 경우 CP1을 CP0의 대각선 방향에 위치(TP0)되는 것으로 결정하고, CP0, CP1을 제외한 나머지 지점을 고스트 터치 지점으로 판단하여 제거할 수 있다(d). The touch
터치 지점 추적부(350)는 Case 12가 두 손가락이 터치된 상태에서 이동하는 경우로서 Case 8과 마찬가지로 검출된 터치 지점 정보에서 고스트 터치를 제거하여 실제 터치 지점에 대한 정확한 위치를 추적할 수 있다. The touch
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 멀티터치 감지 장치 및 방법은 터치스크린의 각 행과 열 전극 데이터를 클러스링한 후 각 클러스터에 대해 가중 평균 알고리즘을 적용하여 중심 위치를 구함으로써 터치 지점 정보를 검출하고, 검출된 터치 지점 정보에서 고스트 터치 정보를 제거함으로써 멀티터치를 정확하게 감지할 수 있다. As described above, the multi-touch sensing device and method according to an embodiment of the present invention cluster the row and column electrode data of the touch screen and apply the weighted average algorithm to each cluster to obtain the center position by using the touch point information. By detecting and removing the ghost touch information from the detected touch point information it is possible to accurately detect the multi-touch.
한편 본 발명의 일실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.Meanwhile, the method according to an embodiment of the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed by various computer means and recorded in a computer readable medium. The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. Program instructions recorded on the media may be those specially designed and constructed for the purposes of the present invention, or they may be of the kind well-known and available to those having skill in the computer software arts. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic disks, such as floppy disks. Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. As described above, the present invention has been described by specific embodiments such as specific components and the like. For those skilled in the art to which the present invention pertains, various modifications and variations are possible.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and all of the equivalents or equivalents of the claims as well as the claims to be described later will belong to the scope of the present invention. .
도 1은 라인 스캐닝 방식에 의한 투영정전용량 터치스크린의 위치 검출 원리를 나타내는 도면이다.1 is a diagram illustrating a position detection principle of a projection capacitive touch screen using a line scanning method.
도 2는 멀티터치 시 투영정전용량 터치스크린의 문제점을 나타내는 도면이다.2 is a diagram illustrating a problem of the projected capacitance touch screen during multi-touch.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 터치스크린의 멀티터치 감지 장치의 구성을 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating a configuration of a multi-touch sensing device of a touch screen according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 터치스크린의 멀티터치 감지 방법의 동작 흐름을 나타내는 도면이다.4 is a diagram illustrating an operation flow of a multi-touch sensing method of a touch screen according to an embodiment of the present invention.
도 5는 오프셋이 포함된 원 데이터, 오프셋 데이터 및 오프셋이 제거된 데이터를 나타낸다.5 shows raw data with offset, offset data, and offset-free data.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 행 또는 열 전극 데이터에 대한 터치 영역 파악 알고리즘의 순서도이다. 6 is a flowchart of a touch area identification algorithm for row or column electrode data according to an embodiment of the present invention.
도 7은 행 또는 열 전극 데이터를 클러스터링하여 터치 지점에 대한 위치를 검출하는 일례를 나타내는 도면이다. 7 is a diagram illustrating an example of detecting a position of a touch point by clustering row or column electrode data.
도 8은 두 손가락이 접촉할 때 터치 지점 검출 알고리즘에 따라 검출된 터치 지점 검출 결과를 나타내는 도면이다. 8 is a diagram illustrating a touch point detection result detected according to a touch point detection algorithm when two fingers touch each other.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 터치 지점 추적 알고리즘의 순서도를 나타낸다.9 is a flowchart of a touch point tracking algorithm according to an embodiment of the present invention.
도 10은 실제 터치 위치와 가상 터치 위치의 일례를 나타내는 도면이다.10 is a diagram illustrating an example of an actual touch position and a virtual touch position.
도 11은 고스트 터치 지점이 제거된 실제 터치 지점의 일례를 나타내는 도면이다.11 is a diagram illustrating an example of an actual touch point from which a ghost touch point is removed.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
300: 멀티터치 감지 장치300: multi-touch detection device
310: 데이터 획득부310: data acquisition unit
320: 잡음 제거부320: noise canceling unit
330: 오프셋 제거부330: offset remover
340: 터치 지점 검출부340: touch point detector
350: 터치 지점 추적부350: touch point tracking unit
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