KR101233339B1 - 멀티-터치 패널의 터치 경로 추적 방법 - Google Patents

Abstract

멀티-터치 패널에서 터치 경로들을 추적하는 방법이 개시된다. 멀티-터치 패널로부터 획득된 기저 터치 포인트, 기저 터치 포인트에 따라 생성된 예측 터치 포인트, 및 멀티-터치 패널로부터 획득된 검출 터치 포인트가 제공된다. 이후에, 기저 터치 포인트, 예측 터치 포인트, 및 검출 터치 포인트를 이용하여 파라미터 곡선에 기초한 보고 터치 포인트가 생성된다.

Description

멀티-터치 패널의 터치 경로 추적 방법{METHOD OF TRACING TOUCH PATHS FOR A MULTI-TOUCH PANEL}

본 발명은 터치 패널에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 멀티-터치 패널에 있어서의 터치 경로들을 추적하는 방법에 관한 것이다.

터치 패널은, 일반적으로, 터치 패널의 각 셀을 스캐닝함으로써 터치 포인트의 존재 또는 위치를 검출한다. 하지만, 터치 패널의 터치 포인트 밀도가 증가할수록, 터치 패널의 프로세서가 제한된 시간 내에 모든 스캐닝을 마치는 것은 어려워지고 있으며, 터치 포인트들을 보고할 때에 손실 및 시간 지연(time lag)이 야기된다.

터치 패널은 노이즈에 민감한데, 이것은 터치 포인트들을 보고하는 데 있어서의 에러 또는 지터(jitter)를 유발한다. 그래서 공간 도메인 또는 타임 도메인에서 수행되는 다양한 노이즈-저항성 필터링 메커니즘들이 노이즈를 억제하기 위해 이용되고 있다. 하지만, 종래의 노이즈-저항성 메커니즘들은, 불리하게도, 대규모 메모리 장치를 필요로 한다. 또한, 그러한 메커니즘들 중 일부는 효과적으로 동작하지도 않는다.

복수의 개별적인 터치 포지션들을 동시에 인식하거나 보고하는 것이 가능한 멀티-터치 패널에 있어서, 상기한 문제점들이 더욱 현저해지고 있다. 예를 들면, 노이즈는 서로다른 터치 추적 중에서 잘못된 크로스오버(crossover)를 유발할 수 있다. 더욱이, 종래의 멀티-터치 패널들은 2개의 개별적인 추적들에 대해 갑작스런 방향전환으로 추적을 오인할 수 있을 것이다.

종래의 멀티-터치 패널이 터치 포인트들을 효율적으로 보고할 수 없고 또한 노이즈에 저항성이 없기 때문에, 그러한 단점들을 극복하기 위한 멀티-터치 패널에서의 터치 경로 추적 방법을 제안할 필요성이 대두하였다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은, 멀티-터치 패널의 모든 셀들을 스캐닝하는 대신에, 터치 경로들을 추적하는 방법을 제공하는 것이다. 그에 의해 터치 포인트들의 검출을 가속화하고, 고밀도 터치 패널들의 제조를 용이하게 하고, 터치 포인트들을 정확하게 검출하고, 또한 노이즈에 효과적으로 대응할 수 있도록 한다.

일 실시예에 따르면, 제1 터치 포인트 및 제2 터치 포인트는, 멀티-터치 패널로부터 순차적으로 획득된다. 제1 터치 포인트와 제2 터치 포인트 사이의 제1 거리가 미리결정된 제1값보다 작은지 판정된다. 제1 거리가 미리결정된 제1값보다 작은 경우에는, 제1 및 제2 터치 포인트들을 포함하는 새로운 터치 경로가 시작된다. 제1 및 제2 터치 포인트들에 따라 예측 터치 포인트(predicted touch point)가 생성되고, 멀티-터치 패널로부터 검출 터치 포인트(detected touch point)가 획득된다. 예측 터치 포인트와 검출 터치 포인트 사이의 제2 거리가 미리결정된 제2값보다 작은지 판정된다. 보고 터치 포인트(reported touch point)는, 제2 터치 포인트, 예측 터치 포인트, 및 검출 터치 포인트들에 기초하여 생성되고, 만약 제2 거리가 미리결정된 제2값보다 작은 경우에는 매개변수 곡선(parametric curve)에도 기초하여 생성된다.

특정의 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 수정 및 치환이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명은, 제한이 아니라 예시를 통해 설명되었다는 것을 이해해야 한다.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티-터치 패널의 터치 경로 추적 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2a 내지 도 2d는, 도 1에 나타낸 단계들을 참조하여 예시적인 터치 평면을 보여주는 도면이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티-터치 패널에 있어서 터치 경로들을 추적하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 멀티-터치 패널은, 제한되는 것은 아니지만, 예를 들면 손가락들에 의해 유도되는 정전용량의 변화를 측정하는 용량성 터치 패널일 수 있다. 멀티-터치 패널은 독립형(stand-alone) 터치 패널이거나, 또는 터치 스크린을 구성하기 위하여 디스플레이 패널과 통합될 수도 있다.

단계(11)에서, 제1 터치 포인트와 제2 터치 포인트가 터치 패널로부터 순차적으로 획득된다. 획득된 제1 및 제2 터치 포인트들은 이후의 사용을 위하여 메모리 장치에 저장될 수 있다. 도 2a는, 시간(t_{n -1})과 시간(t_n)의 각각에서 예시적인 제1 터치 포인트(A)와 예시적인 터치 포인트(B)가 획득되는 터치 평면을 나타낸다. 도면의 간결함을 위하여, X축에 따른 좌표만을 표시하였다.

이어서, 단계(12)에서, 제1 터치 포인트와 제2 터치 포인트 사이의 제1 거리가 판정되고, 제1 거리가 미리결정된 제1값보다 작은지에 대한 체크가 행해진다. 일반적으로, 제1 거리가 미리결정된 제1값보다 작다는 것은 제1 및 제2 터치 포인트들이 동일한 터치 경로에 속함을 의미하고, 그렇지않은 경우는 그들이 서로다른 터치 경로들에 속한다는 것을 의미한다. 도 2a의 예시에서는, 포인트(A)와 포인트(B) 사이의 제1 거리(즉, 선분(AB))가 미리결정된 제1값(α)보다 작다. 제1 거리가 미리결정된 제1값보다 작지 않은 경우에는, 제1 터치 포인트가 노이즈로서 폐기되고(단계(13)) 흐름은 단계(11)로 되돌아가고, 제2 터치 포인트는 새로운 시작 포인트로 간주된다(이후, "폐기(Discard)"라 함). 대안적인 실시예에서, 제1 터치 포인트는 미리결정된 시간구간이 경과할 때까지 폐기되지 않는다.

제1 거리가 미리결정된 제1값보다 작은 경우에는, 제1 및 제2 터치 포인트들은 새롭게 할당된 접촉 식별(ID) 번호를 갖는 새로운 터치 경로를 시작한다(단계(14)). 도 2a의 예시에서는, 포인트(A)와 포인트(B) 사이의 제1 거리가 미리결정된 제1값(α)보다 작기 때문에, 포인트들(A 및 B)은 새로운 터치 경로를 시작하고, 새로운 접촉 ID가 이 터치 경로에 할당된다.

그 후, 단계(15)에서, 앞선 터치 포인트들(예를 들면, 제1 및 제2 터치 포인트들)에 따라 예측 터치 포인트가 생성된다. 생성된 예측 터치 포인트는 이후의 사용을 위하여 메모리 장치에 저장될 수 있다. 도 2b는, 포인트들(A 및 B)에 따라 예측 터치 포인트(P)가 생성된 터치 평면을 보여준다. 이 실시예에서, 예상 시간(t_{n +1})에서의 예측 터치 포인트의 포지션(X_{n +1})이, 시간(t_n)에서의 앞선 터치 포인트의 속도(V_n) 및 가속도(a_n)에 따라 생성되고, 일반적으로는 다음과 같이 표현될 수 있다.

X_{n +1} = 2V_n*dt + a_n*dt*dt

여기에서,

dt = t_{n +1} - t_n,

V_n = (X_n - X_{n -1})/(t_n - t_{n -1}),

a_n = (V_n - V_{n -1})/(t_n - t_{n -1})이고,

V_{n -1} = (X_{n -1} - X_{n -2})/(t_{n -1} - t_{n -2}), V_{n -1}은 시간(t_{n -1})에서의 또하나의 앞선 터치 포인트의 속도이고, X_{n -2}는 시간(t_{n -2})에서의 더 앞선 터치 포인트의 포지션이다. Y축에 따른 포지션, 속도, 및 가속도도 유사하게 표현될 수 있다.

단계(16)에서, 터치 패널로부터 검출 터치 포인트가 획득된다. 획득된 검출 터치 포인트는 이후의 사용을 위하여 메모리 장치에 저장될 수 있다. 도 2b의 예시에서는, 시간(t_{n +1})에서 검출 터치 포인트(D)가 획득된다. 검출 터치 포인트(D)는, 예를 들면, 터치 경로의 급작스런 방향전환 또는 노이즈 때문에, 일반적으로 예측 터치 포인트(P)와 구별된다.

계속해서, 단계(17)에서, 예측 터치 포인트와 검출 터치 포인트 사이의 제2 거리가 계산되고, 제2 거리가 미리결정된 제2값보다 작은지 판정된다. 일반적으로, 제2 거리가 미리결정된 제2값보다 작다는 것은, 검출 및 예측 터치 포인트들이 동일한 터치 경로에 속하거나 그들이 서로다른 터치 경로들에 속함을 의미한다. 도 2b의 예시에서는, 포인트(P)와 포인트(D) 사이의 제2 거리(즉, 선분(PD))가 미리결정된 제2값(β)보다 작다. 제2 거리가 미리결정된 제2값보다 작지 않은 경우에는, 현재의 터치 경로를 종료하고(단계(18)) 흐름은 단계(11)로 되돌아가는데, 이때, 검출 터치 포인트(D)는 새로운 시작 포인트로 간주된다(이후 "종료(End)"라 함). 대안적인 실시예에서, 현재의 터치 경로는, 검출 터치 포인트가 단계(17)의 테스트에 대하여 미리결정된 횟수(예를 들면, 2회)만큼 실패할 때까지 종료하지 않는다.

제2 거리가 미리결정된 제2값보다 작은 경우에는, 단계(19)에서, 베지어 곡선과 같은 파라미터 곡선에 기초한 보고 터치 포인트가, 제2 터치 포인트(B), 예측 터치 포인트(P), 및 검출 터치 포인트(D)에 따라 생성된다. 베지어 곡선은 터치 패널에서 노이즈 저항성을 제공한다. 도 2c는, 보고 터치 포인트(R)가 베지어 곡선상에 생성되어 있는 터치 평면을 보여주는데, 제2 터치 포인트(B)는 시작 포인트로 이용되고 검출 포인트(D)는 정지 포인트로 이용되고 예측 터치 포인트(P)는 제어 포인트로 이용된다. 이 단계에서의 제2 터치 포인트(B)는, 예측 터치 포인트(P)가 생성된 포인트를 기준으로 할 때, 일반적으로 기저 터치 포인트(basis touch point)(B)일 수 있다. 2차 베지어 곡선은 다음과 같이 표현된다.

R(t) = (1-t)²B + 2(1-t)tP + t²D , t = 0-1

베지어 곡선(R(t))은, 포인트(B)로부터 포인트(P)의 방향으로 이동하고, 이후 포인트(B)로부터의 탄젠트와 포인트(D)로부터의 탄젠트의 양자가 포인트(P)를 지나도록 휘어져서 포인트(D)에 도달하게 된다. 일 실시예에서, 포인트(P)가 포인트(D)와 일치한다면, 파라미터(t)는 1이다.

도 2c에 도시된 특정의 예에 따르면, 파라미터(t)의 판정과 보고 터치 포인트(R)는 다음과 같이 나타난다.

t = 1 - (PD/max(BP,BD))

여기에서, PD는 포인트들(P 및 D)을 연결하는 선분이고, BP는 포인트들(B 및 P)을 연결하는 선분이고, BD는 포인트들(B 및 D)를 연결하는 선분이고,

BP 상의 포인트(M)는 BM/BP = t이도록 선택되고,

PD 상의 포인트(N)는 PN/PD = t이도록 선택되고,

MN 상의 포인트(R)는 MR/MN = t이도록 선택된다.

비록 2차 베지어 곡선이 예로써 설명되었지만, 본 발명에 더높은 차수의 베지어 곡선이 적용될 수도 있다.

그 후에, 단계(20)에서, 필요하다면 하나 또는 그이상의 포인트들이 삽입될 수도 있다. 일 실시예에서, 삽입 터치 포인트(inserted touch point)가, 단계(19)에서 획득된 베지어 곡선의 파라미터(t)를 선택함으로써 간단하게 획득될 수 있다. 도 2d는, 포인트들(B 및 D) 사이의 베지어 곡선상에서 삽입 터치 포인트(I)가 획득된 터치 평면을 보여준다.

Claims (16)

1. 멀티-터치 패널로부터 순차적으로 획득된 제1 터치 포인트와 기저 터치 포인트가 되는 제2 터치 포인트를 제공하는 단계;
   상기 제1 터치 포인트 및 상기 기저 터치 포인트에 기초하여 예측 터치 포인트를 생성하는 단계;
   상기 멀티-터치 패널로부터 획득된 검출 터치 포인트를 제공하는 단계; 및
   상기 기저 터치 포인트, 상기 예측 터치 포인트, 및 상기 검출 터치 포인트를 이용하여 매개변수 곡선에 기초한 보고 터치 포인트를 생성하는 단계를 포함하는 터치 경로 추적 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 기저 터치 포인트는 상기 매개변수 곡선의 시작 포인트로서 이용되고, 상기 검출 터치 포인트는 상기 매개변수 곡선의 정지 포인트로서 이용되고, 상기 예측 포인트는 상기 매개변수 곡선의 제어 포인트로서 이용되는 터치 경로 추적 방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 매개변수 곡선은 베지어 곡선(Bezier curve)인 터치 경로 추적 방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 베지어 곡선은,
   R(t) = (1-t)²B + 2(1-t)tP + t²D , t = 0-1 로 표현되고,
   여기에서, R은 상기 보고 터치 포인트가 배치된 베지어 곡선이고, t는 상기 베지어 곡선의 파라미터이고, B는 상기 기저 터치 포인트이고, P는 상기 예측 터치 포인트이고, D는 상기 검출 터치 포인트인 터치 경로 추적 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 매개변수 곡선의 파라미터를 선택함으로써 적어도 하나의 삽입 터치 포인트를 삽입하는 단계를 더 포함하는 터치 경로 추적 방법.
6. 제1항에 있어서,
   상기 보고 터치 포인트를 생성하기에 앞서, 메모리 장치에 상기 기저 터치 포인트, 상기 예측 터치 포인트 및 상기 검출 터치 포인트를 저장하는 단계를 더 포함하는 터치 경로 추적 방법.
7. 멀티-터치 패널로부터 제1 터치 포인트와 제2 터치 포인트를 순차적으로 획득하는 단계;
   상기 제1 터치 포인트와 상기 제2 터치 포인트 사이의 제1 거리가 미리결정된 제1값보다 작은지 판정하는 단계;
   상기 제1 거리가 상기 미리결정된 제1값보다 작은 경우, 상기 제1 및 상기 제2 터치 포인트들을 포함하는 새로운 터치 경로를 시작하는 단계;
   상기 제1 및 상기 제2터치 포인트들에 기초하여 예측 터치 포인트를 생성하는 단계;
   상기 멀티-터치 패널로부터 검출 터치 포인트를 획득하는 단계;
   상기 예측 터치 포인트와 상기 검출 터치 포인트 사이의 제2 거리가 미리결정된 제2값보다 작은지 판정하는 단계; 및
   상기 제2 거리가 상기 미리결정된 제2값보다 작은 경우, 상기 제2 터치 포인트, 상기 예측 터치 포인트, 및 상기 검출 터치 포인트를 이용하여 매개변수 곡선에 기초한 보고 터치 포인트를 생성하는 단계를 포함하는 터치 경로 추적 방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제1 거리가 상기 미리결정된 제1값보다 작지 않은 경우, 상기 제1 터치 포인트를 폐기하는 단계를 더 포함하는 터치 경로 추적 방법.
9. 제7항에 있어서,
   상기 새로운 터치 경로에 새로운 접촉 식별 번호를 할당하는 단계를 더 포함하는 터치 경로 추적 방법.
10. 제7항에 있어서,
    기대 시간(t_{n +1})에서의 상기 예측 터치 포인트의 포지션(X_{n +1})은, 시간(t_n)에서의 상기 제2 터치 포인트의 속도(V_n) 및 가속도(a_n)에 기초하여 생성되고,
    X_{n +1} = 2V_n*dt + a_n*dt*dt 로 표현되고,
    여기에서,
    dt = t_{n +1} - t_n,
    V_n = (X_n - X_{n -1})/(t_n - t_{n -1}),
    a_n = (V_n - V_{n -1})/(t_n - t_{n -1})이고,
    V_{n -1} = (X_{n -1} - X_{n -2})/(t_{n -1} - t_{n -2}), V_{n -1}은 시간(t_{n -1})에서의 또하나의 앞선 터치 포인트의 속도이고, X_{n -2}는 시간(t_{n -2})에서의 더 앞선 터치 포인트의 포지션인 터치 경로 추적 방법.
11. 제7항에 있어서,
    상기 제2 거리가 상기 미리결정된 제2값보다 작지 않은 경우, 현재의 터치 경로를 종료하는 단계를 더 포함하는 터치 경로 추적 방법.
12. 제7항에 있어서,
    상기 제2 터치 포인트는 상기 매개변수 곡선의 시작 포인트로 이용되고, 상기 검출 터치 포인트는 상기 매개변수 곡선의 정지 포인트로 이용되고, 상기 예측 포인트는 상기 매개변수 곡선의 제어 포인트로 이용되는 터치 경로 추적 방법.
13. 제12항에 있어서,
    상기 매개변수 곡선은 베지어 곡선인 터치 경로 추적 방법.
14. 제13항에 있어서,
    상기 베지어 곡선은,
    R(t) = (1-t)²B + 2(1-t)tP + t²D , t = 0-1 로 표현되고,
    여기에서, R은 상기 보고 터치 포인트가 배치된 베지어 곡선이고, t는 상기 베지어 곡선의 파라미터이고, B는 상기 제2 터치 포인트이고, P는 상기 예측 터치 포인트이고, D는 상기 검출 터치 포인트인 터치 경로 추적 방법.
15. 제7항에 있어서,
    상기 매개변수 곡선의 파라미터를 선택함으로써 적어도 하나의 삽입 터치 포인트를 삽입하는 단계를 더 포함하는 터치 경로 추적 방법.
16. 제7항에 있어서,
    상기 보고 터치 포인트를 생성하기에 앞서, 메모리 장치에 상기 제1 터치 포인트, 상기 제2 터치 포인트, 상기 예측 터치 포인트, 및 상기 검출 터치 포인트를 저장하는 단계를 더 포함하는 터치 경로 추적 방법.

Images