KR101493558B1 - 터치센서를 가지는 표시장치 및 그의 터치 좌표 데이터 전송방법 - Google Patents

터치센서를 가지는 표시장치 및 그의 터치 좌표 데이터 전송방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 터치센서를 가지는 표시장치는 터치 센서들이 형성된 터치 스크린을 갖는 표시패널; 상기 터치 스크린의 Tx 전극라인들에 터치 구동펄스를 공급하는 Tx 구동회로; 상기 터치 구동펄스의 공급에 의해 상기 터치 스크린의 Rx 전극라인들을 통해 수신되는 상기 터치 센서들의 센싱 전압을 샘플링하여 터치 로 데이터를 출력하는 Rx 구동회로; 및 상기 터치 로 데이터를 기반으로 다수의 터치 그룹들을 도출하고, 상기 터치 그룹들 중 터치가 이루어진 유효 터치 그룹만에 대한 가변 터치 좌표 패킷으로 전송 포맷을 설정하고, 상기 가변 터치 좌표 패킷을 외부의 호스트 시스템에 전송하는 터치 콘트롤러를 구비한다.

Description

터치센서를 가지는 표시장치 및 그의 터치 좌표 데이터 전송방법{TOUCH SENSOR INTEGRATED TYPE DISPLAY AND METHOD FOR TRANSMITTING TOUCH COORDINATES DATA THEREOF}
본 발명은 터치센서를 가지는 표시장치 및 그의 터치 좌표 데이터 전송방법에 관한 것이다.
가전기기나 휴대용 정보기기의 경량화, 슬림화 추세에 따라 유저 입력 수단이 버튼형 스위치에서 터치 스크린으로 대체되고 있다. 터치 스크린은 다수의 터치센서들을 포함한다. 상호 용량(mutual capacitance) 방식의 터치 스크린은 Tx 전극라인들, Tx 전극라인들과 교차되는 Rx 전극라인들, 및 Tx 전극라인들과 Rx 전극라인들의 교차부에 형성된 센서 노드들을 포함한다. 센서 노드들 각각은 상호 용량을 갖는다.
표시장치에는, 터치 전후의 센서 노드들에 충전된 전압의 변화를 감지하여 전도성 물질의 접촉 위치를 판단하기 위해 터치 스크린 구동 장치가 구비된다. 터치 스크린 구동 장치는 터치 콘트롤러와 터치 스크린 구동회로를 포함한다.
터치 스크린 구동회로는 Tx 채널과 연결된 Tx 전극라인에 구동펄스를 인가하고 Rx 전극라인을 통해 센서 노드의 전압을 수신한다. 터치 스크린 구동회로는 매 센서 노드의 전압을 센싱할 때마다 Rx 전극라인을 통해 수신된 센서 노드의 전압을 샘플링한 후에 샘플링된 전압을 디지털 데이터인 터치 로 데이터(Touch raw data)로 발생한 다음, 터치 로 데이터를 터치 콘트롤러에 전송한다.
터치 콘트롤러는 셋업(Setup) 신호를 터치 스크린 구동회로에 인가하여 센서 노드의 전압을 센싱할 Tx 채널과 Rx 채널을 설정하고, 내장된 터치 인식 알고리즘 프로그램을 통해 터치 로 데이터를 분석하여 터치 좌표 데이터를 출력한다. 터치 콘트롤러로부터 출력된 터치 좌표 데이터는 호스트 시스템으로 전송된다. 호스트 시스템은 터치 좌표값이 지시하는 응용 프로그램을 실행한다.
터치 콘트롤러는 윈도우 7 기반의 HID(Human Interface Device) 전송방식 또는, I2C 전송방식을 이용하여 호스트 시스템으로 터치 좌표 데이터를 전송할 수 있다. 최근, 멀티 터치 기술의 발전으로 터치 인식 개수(터치 그룹 개수)가 10개 이상으로 증가함에 따라 터치 좌표 개수도 크게 늘어나고 있다. HID 전송방식에서는 전송속도가 빠른 USB 통신을 사용하기 때문에 터치 좌표 데이터량이 많더라도 전송에 요구되는 시간이 비교적 짧다. 하지만, I2C 전송방식에서는 최대 전송 주파수가 400Khz로 제한되어 있으므로 전송되어야 할 터치 좌표 데이터량이 많은 경우 문제가 된다.
1 터치 프레임은 도 1과 같이 터치 센싱을 위한 제1 기간(P1)과, 터치 인식 알고리즘 실행을 위한 제2 기간(P2)과, 터치 좌표 데이터 전송을 위한 제3 기간(P3)을 포함한다. 따라서, 전송 속도가 느린 I2C 전송방식에서, 제3 기간(P3)은 터치 리포트 레이트(touch report rate)를 결정하는 데 중요한 팩터가 된다.
기존의 I2C 전송방식은 모든 터치 그룹들의 좌표 데이터가 포함된 풀(full) 터치 좌표 패킷을 전송한다. 풀 터치 좌표 패킷에는 터치가 이루어진 유효 터치 그룹의 좌표 데이터뿐만 아니라 터치가 행해지지 않은 무효 터치 그룹의 좌표 데이터까지 포함되어 있다. 예를 들어, 도 2와 같이 터치 그룹들(T1~T11)이 11개로 설정되고 터치가 이루어진 유효 터치 그룹들(T4,T8)이 2개인 경우, 기존의 I2C 전송방식은 터치가 행해지지 않은 무효 터치 그룹들(T1~T3,T5~T7,T9~T11)까지 포함하여 모든 터치 그룹들(T1~T11)에 대한 터치 좌표 데이터를 풀 터치 좌표 패킷으로 구성하여 전송한다.
도 2의 풀 터치 좌표 패킷에 포함되는 터치 좌표 데이터의 전송 포맷은 도 3과 같다. 도 2 및 도 3에서, Xn(n은 자연수)은 가로 터치 좌표 데이터를, Yn은 세로 터치 좌표 데이터를 각각 나타낸다. 터치 스크린의 최대 해상도인 4096(가로 해상도)*4096(세로 해상도)을 고려하여 가로 터치 좌표 데이터 및 세로 터치 좌표 데이터의 표시를 위해 각각 12 비트가 할당될 때, 하나의 터치 그룹의 좌표 데이터를 나타내기 위해 3 바이트가 요구된다. 따라서, 풀 터치 좌표 패킷의 데이터 량은 도 3과 같이 33 바이트가 된다.
전송 주파수가 400Khz인 I2C 전송방식에서, 1 바이트의 데이터를 전송하는데 소요되는 시간은 도 4에 도시된 바와 같이 지연시간(latency)을 포함하여 대략 25㎲ ~30㎲ 정도 된다. 따라서, 33 바이트로 구성된 풀 터치 좌표 패킷에 대한 전송시간은 825㎲ ~ 990㎲로 상당히 길어진다.
전술한 바와 같이, 기존의 I2C 전송방식은 유효한 터치 좌표 데이터(터치가 이루어진 유효 터치 그룹들의 좌표 데이터) 외에 유효하지 않은 터치 좌표 데이터(터치가 행해지지 않은 무효 터치 그룹들의 좌표 데이터)까지 모두 포함된 풀 터치 좌표 패킷을 전송한다. 이로 인해, 1 터치 프레임 중 터치 좌표 데이터 전송에 할당되는 시간이 길어지고 그 결과 기존의 I2C 전송방식으로는 터치 리포트 레이트를 향상시키기 어렵다. 또한, 전송되는 데이터량이 늘어남으로 인해 기존의 I2C 전송방식에서는 전송 효율이 저하되고 전송 에러가 커진다.
따라서, 본 발명의 목적은 전송에 요구되는 시간과 전송 에러를 줄이고 터치 리포트 레이트를 향상시킬 수 있도록 한 터치센서를 가지는 표시장치 및 그의 터치 좌표 데이터 전송방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 터치센서를 가지는 표시장치는 터치 센서들이 형성된 터치 스크린을 갖는 표시패널; 상기 터치 스크린의 Tx 전극라인들에 터치 구동펄스를 공급하는 Tx 구동회로; 상기 터치 구동펄스의 공급에 의해 상기 터치 스크린의 Rx 전극라인들을 통해 수신되는 상기 터치 센서들의 센싱 전압을 샘플링하여 터치 로 데이터를 출력하는 Rx 구동회로; 및 상기 터치 로 데이터를 기반으로 다수의 터치 그룹들을 도출하고, 상기 터치 그룹들 중 터치가 이루어진 유효 터치 그룹만에 대한 가변 터치 좌표 패킷으로 전송 포맷을 설정하고, 상기 가변 터치 좌표 패킷을 외부의 호스트 시스템에 전송하는 터치 콘트롤러를 구비한다.
상기 가변 터치 좌표 패킷에는, 상기 유효 터치 그룹의 터치 좌표 데이터와, 상기 터치 그룹들 중 상기 유효 터치 그룹이 무엇인지를 나타내는 터치 ID 지시정보가 포함된다.
상기 가변 터치 좌표 패킷의 데이터량은 상기 유효 터치 그룹의 개수에 따라 달라진다.
상기 터치 콘트롤러는 상기 가변 터치 좌표 패킷을 I2C 전송 방식을 통해 상기 호스트 시스템에 전송한다.
본 발명의 실시예에 따라 터치 센서들이 형성된 터치 스크린을 갖는 표시패널을 포함한 터치 센서를 가지는 표시장치의 터치 좌표 데이터 전송방법은, 상기 터치 스크린의 Tx 전극라인들에 터치 구동펄스를 공급하는 단계; 상기 터치 구동펄스의 공급에 의해 상기 터치 스크린의 Rx 전극라인들을 통해 수신되는 상기 터치 센서들의 센싱 전압을 샘플링하여 터치 로 데이터를 출력하는 단계; 및 상기 터치 로 데이터를 기반으로 다수의 터치 그룹들을 도출하고, 상기 터치 그룹들 중 터치가 이루어진 유효 터치 그룹만에 대한 가변 터치 좌표 패킷으로 전송 포맷을 설정하고, 상기 가변 터치 좌표 패킷을 외부의 호스트 시스템에 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명은 다수의 터치 그룹들 중에서 실제로 터치가 이루어진 터치 그룹의 터치 좌표 데이터를 가변 터치 좌표 패킷으로 구성하여 전송한다. 그 결과 본 발명은 데이터 전송량을 줄임으로써, 전송 속도가 느린 I2C 전송방식에서 전송에 요구되는 시간과 전송 에러를 줄이고 터치 리포트 레이트를 향상시킬 수 있다.
도 1은 1 터치 프레임에 포함되는 구성을 보여주는 도면.
도 2는 풀 터치 좌표 패킷의 일 구성 예를 보여주는 도면.
도 3은 도 2에 도시된 풀 터치 좌표 패킷에 포함되는 터치 좌표 데이터의 전송 포맷을 보여주는 도면.
도 4는 전송 주파수가 400Khz인 I2C 전송방식에서 1 바이트의 데이터를 전송하는데 소요되는 시간을 보여주는 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 표시장치를 보여주는 도면.
도 6 내지 도 8은 터치 스크린과 표시패널의 다양한 실시예들을 보여주는 도면들.
도 9는 가변 터치 좌표 패킷의 일 구성 예를 보여주는 도면.
도 10은 도 9에 도시된 가변 터치 좌표 패킷에 포함되는 터치 좌표 데이터의 전송 포맷을 보여주는 도면.
도 11은 종래 기술과 본 발명의 데이터 전송량 및 전송 시간을 비교하여 보여주는 도면.
도 12는 종래 기술과 본 발명의 1 터치 프레임 구성을 비교하여 보여주는 도면.
도 13은 전송 주파수가 400Khz인 I2C 전송방식에서, 종래 기술과 본 발명의 전송 시간을 비교한 시뮬레이션 결과를 보여주는 도면.
이하, 도 5 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 표시장치를 보여 주는 블록도이다. 그리고, 도 6 내지 도 8은 터치 스크린과 표시패널의 다양한 실시예들을 보여주는 도면들이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 표시장치는 표시패널(DIS), 디스플레이 구동회로(202,204), 타이밍 콘트롤러(400), 터치 스크린(TSP), 터치 스크린 구동회로(302,304), 터치 콘트롤러(306) 등을 포함한다.
본 발명의 표시장치는 액정표시소자(Liquid Crystal Display, LCD), 전계방출 표시소자(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Display, OLED), 전기영동 표시소자(Electrophoresis, EPD) 등의 평판 표시소자 기반으로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 표시장치는 액정표시소자 중심으로 설명되지만, 본 발명의 표시장치는 액정표시소자에 한정되지 않는다는 것에 주의하여야 한다.
표시패널(DIS)은 두 장의 기판들 사이에 액정층이 형성된다. 표시패널(DIS)의 하부 기판에는 다수의 데이터라인들(D1~Dm, m은 자연수), 데이터라인들(D1~Dm)과 교차되는 다수의 게이트라인들(G1~Gn, n은 자연수), 데이터라인들(D1~Dm)과 게이트라인들(G1~Gn)의 교차부들에 형성되는 다수의 TFT들(Thin Film Transistor), 액정셀들에 데이터전압을 충전시키기 위한 다수의 화소전극들, 화소전극들에 각각 접속되어 액정셀의 전압을 유지시키기 위한 스토리지 커패시터들(Storage Capacitor) 등을 포함한다.
표시패널(DIS)의 픽셀들은 데이터라인들(D1~Dm)과 게이트라인들(G1~Gn)에 의해 정의된 픽셀 영역에 형성되어 매트릭스 형태로 배치된다. 픽셀들 각각의 액정셀은 화소전극에 인가되는 데이터전압과 공통전극에 인가되는 공통전압의 전압차에 따라 인가되는 전계에 의해 구동되어 입사광의 투과량을 조절한다. TFT들은 게이트라인(G1~Gn)으로부터의 게이트펄스에 응답하여 턴-온되어 데이터라인(D1~Dm)으로부터의 전압을 액정셀의 화소전극에 공급한다.
표시패널(DIS)의 상부 기판에는 블랙매트릭스, 컬러필터 등을 포함할 수 있다. 표시패널(DIS)의 하부 기판은 COT(Color filter On TFT) 구조로 구현될 수 있다. 이 경우에, 블랙매트릭스와 컬러필터는 표시패널(DIS)의 하부 기판에 형성될 수 있다.
표시패널(DIS)의 상부 기판과 하부 기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정과 접하는 내면에 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 표시패널(DIS)의 상부 기판과 하부 기판 사이에는 액정셀의 셀갭(Cell gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서가 형성된다.
표시패널(DIS)의 배면에는 백라이트 유닛이 배치될 수 있다. 백라이트 유닛은 에지형(edge type) 또는 직하형(Direct type) 백라이트 유닛으로 구현되어 표시패널(DIS)에 빛을 조사한다. 표시패널(DIS)은 TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 모드 등 공지된 어떠한 액정 모드로도 구현될 수 있다.
디스플레이 구동회로는 데이터 구동회로(202)와, 스캔 구동회로(204)를 포함하여 입력 영상의 비디오 데이터전압을 픽셀들에 기입한다. 데이터 구동회로(202)는 타이밍 콘트롤러(400)으로부터 입력되는 비디오 데이터(RGB)를 극성제어신호(POL)를 기반으로 아날로그 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 데이터전압을 발생하고, 그 데이터전압을 데이터라인들(D1~Dm)에 공급한다. 스캔 구동회로(204)는 데이터전압에 동기되는 게이트펄스(또는 스캔펄스)를 게이트라인들(G1~Gn)에 순차적으로 공급하여 데이터 전압이 기입되는 표시패널(DIS)의 픽셀 라인을 선택한다.
타이밍 콘트롤러(400)는 외부의 호스트 시스템으로부터 입력되는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 메인 클럭(MCLK) 등의 타이밍신호를 입력받아 데이터 구동회로(202)와 스캔 구동회로(204)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 디스플레이 타이밍 제어신호들을 발생한다.
스캔 타이밍 제어신호는 한 화면이 표시되는 1 수직기간 중에서 스캔이 시작되는 시작 수평라인을 지시하는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse : GSP), 스캔 구동회로(204) 내의 쉬프트 레지스터에 입력되어 게이트 스타트 펄스(GSP)를 순차적으로 쉬프트시키기 위한 게이트 쉬프트 클럭신호(Gate Shift Clock : GSC), 및 스캔 구동회로(204)의 출력을 제어하는 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable : GOE) 등을 포함한다.
데이터 타이밍 제어신호는 1 수평라인분의 데이터가 표시되는 1 수평기간 중에서 데이터의 시작점을 지시하는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse : SSP), 라이징(Rising) 또는 폴링(Falling) 에지에 기준하여 데이터의 래치동작을 제어하는 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock : SSC), 데이터 구동회로(202)의 출력을 제어하는 소스 출력 인에이블신호(SOE), 및 표시패널(DIS)의 액정셀들에 공급될 데이터전압의 극성을 제어하는 극성제어신호(POL) 등을 포함한다.
타이밍 콘트롤러(400)는 호스트 시스템으로부터 입력되는 비디오 데이터(RGB)를 표시패널(DIS)에 맞게 정렬하여 데이터 구동회로(202)에 공급한다.
터치 스크린(TSP)은 도 6과 같이 표시패널(DIS)의 상부 편광판(POL1) 상에 접합되거나, 도 7과 같이 상부 편광판(POL1)과 상부 기판(GLS1) 사이에 형성될 수 있다. 또한, 터치 스크린(TSP)은 도 8과 같이 표시패널(DIS) 내에서 픽셀 어레이와 함께 인셀(In-cell) 타입으로 하부기판에 형성될 수 있다. 도 6 내지 도 8에서 "PIX"는 액정셀의 화소전극, "GLS2"는 하부 기판, "POL2"는 하부 편광판을 각각 의미한다.
터치 스크린(TSP)은 Tx 전극라인들(T1~Tj, j는 n 보다 작은 양의 정수), Tx 전극라인들(T1~Tj)과 교차하는 Rx 전극라인들(R1~Ri, i는 m 보다 작은 양의 정수), 및 Tx 전극라인들(T1~Tj)과 Rx 전극라인들(R1~Ri)의 교차부들에 형성된 다수의 터치 센서들을 포함한다. 터치 센서는 Tx 전극라인과 Rx 전극라인의 교차부마다 형성된 상호 용량(Mutual capacitor, Cm)으로 구현된다.
터치 스크린 구동회로는 Tx 구동회로(302)와, Rx 구동회로(304)를 포함한다. 이러한 터치 스크린 구동회로는 Tx 전극라인들(T1~Tj)에 터치 구동펄스를 공급하고 Rx 전극라인들(R1~Ri)을 통해 터치 센서들의 전압을 샘플링하여 디지털 데이터로 변환한다. Tx 구동회로(302)와 Rx 구동회로(304)는 하나의 ROIC(Read-out IC) 내에 집적될 수 있다.
Tx 구동회로(302)는 터치 콘트롤러(306)의 제어하에 터치 구동펄스를 출력할 Tx 채널을 설정한다. Tx 구동회로(302)는 터치 콘트롤러(306)의 제어하에 터치 구동펄스를 발생하고, Tx 채널과 연결된 Tx 전극라인들(T1~Tj)에 터치 구동펄스를 공급한다. Tx 구동회로(302)는 충분한 센싱 시간 확보를 위해 Tx 전극라인들(T1~Tj) 각각에 다수회 반복하여 터치 구동펄스를 공급할 수 있다.
Rx 구동회로(304)는 Rx 전극라인들(R1~Ri)에 연결된 Rx 채널들을 통해 터치 센서들의 전압을 수신하고, 그 센싱 전압을 터치 콘트롤러(306)로부터 입력되는 센싱 인에이블신호에 따라 샘플링한다. Rx 구동회로(304)는 다수회 반복하여 공급되는 터치 구동펄스에 대응하여 1 터치 프레임 내에서 터치 센서들 각각의 출력을 다수회 반복하여 샘플링할 수 있다. Rx 구동회로(304)는 샘플링 전압을 디지털 데이터인 터치 로 데이터(touch raw data)로 변환하여 터치 콘트롤러(306)에 전송한다.
터치 콘트롤러(306)는 I2C 버스, SPI(serial peripheral interface), 시스템 버스(System bus) 등의 인터페이스를 통해 Tx 구동회로(302)와 Rx 구동회로(304)에 연결된다. 터치 콘트롤러(306)는 셋업 신호를 Tx 구동회로(302)에 공급하여 터치 구동펄스가 출력될 Tx 채널을 설정한다. 터치 콘트롤러(306)는 비디오 데이터(RGB)의 표시 타이밍을 기반으로 센싱 인에이블신호를 생성하고, 이 센싱 인에이블신호를 Rx 구동회로(304)에 공급하여 터치 센서들의 전압에 대한 샘플링 타이밍을 제어한다.
터치 콘트롤러(306)는 Rx 구동회로(304)로부터 입력된 터치 로 데이터를 미리 설정된 터치 인식 알고리즘으로 분석하여 터치 좌표 데이터를 출력한다. 터치 콘트롤러(306)는 터치 좌표 데이터를 다수개의 터치 그룹들로 그룹핑할 수 있다. 터치 콘트롤러(306)로부터 터치 좌표 데이터를 I2C 전송방식을 통해 외부의 호스트 시스템에 전송한다. 호스트 시스템은 터치 좌표 데이터가 지시하는 응용 프로그램을 실행한다.
터치 콘트롤러(306)는 전송에 요구되는 시간과 전송 에러를 줄이고 터치 리포트 레이트를 향상시키기 위해, 유효한 터치 좌표 데이터(터치가 이루어진 유효 터치 그룹들의 터치 좌표 데이터)를 포함한 가변 터치 좌표 패킷으로 전송 포맷을 설정하고, 가변 터치 좌표 패킷을 I2C 전송 방식으로 호스트 시스템에 전송한다. 가변 터치 좌표 패킷에는 모든 터치 그룹들 중에서 실제로 터치가 이루어진 유효 터치 그룹이 무엇인지를 나타내는(즉, 유효한 터치 좌표 데이터가 어느 터치 그룹의 터치 좌표 데이터에 해당되는지를 나타내는 ) 터치 ID 지시정보가 더 포함된다. 유효하지 않은 터치 좌표 데이터 즉, 터치가 행해지지 않은 터치 그룹의 터치 좌표 데이터는 가변 터치 좌표 패킷에 포함되지 않는다. 가변 터치 좌표 패킷의 데이터량은 유효 터치 그룹의 개수에 따라 달라진다. 전체 터치 좌표 데이터 중에서 유효한 터치 좌표 데이터가 차지하는 비율이 작을수록 데이터 전송 시간이 줄어들게 된다.
도 9는 가변 터치 좌표 패킷의 일 구성 예를 보여준다. 그리고, 도 10은 도 9에 도시된 가변 터치 좌표 패킷에 포함되는 터치 좌표 데이터의 전송 포맷을 보여준다.
도 9에는 다수의 터치 그룹들(T1~T11)이 예시되어 있다. 터치 콘트롤러(306)는 터치 그룹들(T1~T11)을 구분하기 위해 터치 그룹들(T1~T11) 각각에 대해 ID를 부여한다. 도 10에 도시된 "FID1~FID11"은 터치 그룹들(T1~T11)의 ID를 나타낸다.
터치 그룹들(T1~T11) 중에서 제4 터치 그룹(T4)과 제8 터치 그룹(T4)에 대해서만 터치가 이루어진 경우, 터치 콘트롤러(306)는 도 9와 같이 유효 터치 그룹들(T4,T8)의 터치 좌표 데이터와 유효 터치 그룹이 무엇인지를 나타내는 터치 ID 지시정보를 포함한 가변 터치 좌표 패킷으로 전송 포맷을 설정한다. 터치가 행해지지 않은 무효 터치 그룹들(T1~T3,T5~T7,T9~T11)의 터치 좌표 데이터는 가변 터치 좌표 패킷에 포함되지 않는다.
터치 그룹들(T1~T11)이 11개이므로, 터치 콘트롤러(306)는 도 10과 같이 가변 터치 좌표 패킷 내에서 2 바이트를 이용하여 터치 ID 지시정보를 저장한다. 할당된 2 바이트 중 1 바이트(BYTE1)의 0~7 비트에는 각각 제1 내지 제8 터치 ID(FID1~FID8)에 대한 지시정보가 저장되며, 할당된 2 바이트 중 나머지 1 바이트(BYTE2)의 0~2 비트에는 각각 제9 내지 제11 터치 ID(FID9~FID11)에 대한 지시정보가 저장된다. 터치 콘트롤러(306)는 유효 터치 그룹들(T4,T8)의 터치 ID들(FID4,FID8)에 대해 그 지시정보를 "1"(on)로 저장하고, 무효 터치 그룹들(T1~T3,T5~T7,T9~T11)의 터치 ID들(FID1~FID3,FID5~FID7,FID9~FID11)에 대해 그 지시정보를 "0"(off)으로 저장할 수 있다.
터치 스크린의 최대 해상도인 4096(가로 해상도)*4096(세로 해상도)을 고려하여 가로 터치 좌표 데이터 및 세로 터치 좌표 데이터의 표시를 위해 각각 12 비트가 할당될 때, 하나의 터치 그룹의 터치 좌표 데이터를 나타내기 위해 3 바이트가 요구된다. 터치 콘트롤러(306)는 가변 터치 좌표 패킷 내에서 k 바이트를 이용하여 터치 ID 지시정보가 "1"(on)로 저장된 유효 터치 그룹들의 터치 좌표 데이터를 저장한다. 도 10과 같이 유효 터치 그룹들(T4,T8)이 2개인 경우, 터치 콘트롤러(306)는 터치 좌표 데이터를 저장하기 위해 가변 터치 좌표 패킷 내에 6 바이트를 할당한다. 할당된 6 바이트 중 3 바이트(BYTE3~BYTE5)에는 제4 터치 그룹(T4)의 터치 좌표 데이터(X4,Y4)가 저장되고, 할당된 6 바이트 중 나머지 3 바이트(BYTE6~BYTE8)에는 제8 터치 그룹(T8)의 터치 좌표 데이터(X8,Y8)가 저장된다. 여기서, X4는 제4 터치 그룹(T4)의 가로 터치 좌표 데이터를, Y4는 제4 터치 그룹(T4)의 세로 터치 좌표 데이터를, X8은 제8 터치 그룹(T8)의 가로 터치 좌표 데이터를, Y8은 제8 터치 그룹(T8)의 세로 터치 좌표 데이터를 각각 나타낸다.
도 11은 종래 기술과 본 발명의 데이터 전송량 및 전송 시간을 비교하여 보여준다. 그리고, 도 12는 종래 기술과 본 발명의 1 터치 프레임 구성을 비교하여 보여준다.
종래 기술에서는 도 11의 (A)와 같이 실제로 터치가 이루어진 유효 터치 그룹들(T4,T8)이 2개임에도 불구하고 모든 터치 그룹들(T1~T11)의 터치 좌표 데이터가 포함된 풀 터치 좌표 패킷으로 전송 포맷을 설정하였다. 종래 기술에서는 33 바이트인 데이터 전송량으로 인해 전송 시간이 길어졌다. 1 터치 프레임은 도 12와 같이 터치 센싱을 위한 제1 기간(P1)과, 터치 인식 알고리즘 실행을 위한 제2 기간(P2)과, 터치 좌표 데이터 전송을 위한 제3 기간(P3)을 포함한다. 종래 기술에서는 도 12의 (A)와 같이 1 터치 프레임 중 터치 좌표 데이터 전송에 할당되는 시간(P3)이 길어져 터치 리포트 레이트를 향상시키기 어려웠다.
반면, 본 발명에서는 도 11의 (B)와 같이 실제로 터치가 이루어진 유효 터치 그룹들(T4,T8)이 2개인 경우, 유효 터치 그룹들(T4,T8)의 터치 좌표 데이터와 터치 ID 지시정보가 포함된 가변 터치 좌표 패킷으로 전송 포맷을 설정한다. 본 발명에 따르면 8 바이트인 데이터 전송량으로 인해 전송 시간이 크게 줄어든다. 본 발명은 도 12의 (B)와 같이 1 터치 프레임 중 터치 좌표 데이터 전송에 할당되는 시간(P3)을 유효 터치 그룹의 개수에 따라 자유롭게 조절할 수 있어 터치 리포트 레이트를 향상시키기 용이하다.
가변 터치 좌표 패킷을 구성하는 데이터 전송량 및 터치 좌표 데이터 전송에 할당되는 시간(P3)은, 전체 터치 그룹들 중 유효 터치 그룹이 차지하는 비율이 낮을수록 줄어든다. 설정된 모든 터치 그룹들에 터치가 행해지지 않는 한 유효 터치 그룹의 개수는 전체 터치 그룹의 개수에 비해 작다. 이 경우 본 발명과 같이 가변 터치 좌표 패킷을 적용하면, 종래 기술에 비해 소정 시간(Td)만큼 1 터치 프레임이 짧아지고, 또한 1 터치 프레임이 짧아진만큼 터치 리포트 레이트가 향상된다.
도 13은 전송 주파수가 400Khz인 I2C 전송방식에서, 종래 기술과 본 발명의 전송 시간을 비교한 시뮬레이션 결과를 보여준다. 이 실험에서는 전술한 바와 같이 11개의 터치 그룹들 중 실제로 터치가 이루어진 유효 터치 그룹을 2개로 가정하였다.
전송 주파수가 400Khz인 I2C 전송방식에서, 1 바이트의 데이터를 전송하는데 소요되는 시간은 지연시간(latency)을 포함하여 대략 25㎲ ~30㎲ 정도 된다.
종래 기술과 같이 33 바이트로 구성된 풀 터치 좌표 패킷을 전송하는 경우, 데이터 전송 시간은 도 13의 (A)에 도시된 것처럼 825㎲ ~ 990㎲로 매우 길다.
반면, 본 발명과 같이 8 바이트로 구성된 가변 터치 좌표 패킷을 전송하는 경우, 데이터 전송 시간은 도 13의 (B)에 도시된 것처럼 200㎲ ~ 240㎲로 종래에 비해 획기적으로 짧아진다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 다수의 터치 그룹들 중에서 실제로 터치가 이루어진 터치 그룹의 터치 좌표 데이터를 가변 터치 좌표 패킷으로 구성하여 전송한다. 그 결과 본 발명은 데이터 전송량을 줄임으로써, 전송 속도가 느린 I2C 전송방식에서 전송에 요구되는 시간과 전송 에러를 줄이고 터치 리포트 레이트를 향상시킬 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
DIS : 표시패널 TSP : 터치 스크린
202 : 데이터 구동회로 204 : 스캔 구동회로
302 : Tx 구동회로 304 : Rx 구동회로
306 : 터치 콘트롤러 400 : 타이밍 콘트롤러

Claims (8)

  1. 터치 센서들이 형성된 터치 스크린을 갖는 표시패널;
    상기 터치 스크린의 Tx 전극라인들에 터치 구동펄스를 공급하는 Tx 구동회로;
    상기 터치 구동펄스의 공급에 의해 상기 터치 스크린의 Rx 전극라인들을 통해 수신되는 상기 터치 센서들의 센싱 전압을 샘플링하여 터치 로 데이터를 출력하는 Rx 구동회로; 및
    상기 터치 로 데이터를 기반으로 다수의 터치 그룹들을 도출하고, 상기 터치 그룹들 중 터치가 이루어진 유효 터치 그룹만에 대한 가변 터치 좌표 패킷으로 전송 포맷을 설정하고, 상기 가변 터치 좌표 패킷을 외부의 호스트 시스템에 전송하는 터치 콘트롤러를 구비하고;
    상기 터치 그룹들 중 터치가 이루어지지 않은 무효 터치 그룹들의 터치 좌표 데이터는 상기 가변 터치 좌표 패킷에 포함되지 않는 것을 특징으로 하는 터치 센서를 가지는 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가변 터치 좌표 패킷에는, 상기 유효 터치 그룹의 터치 좌표 데이터와, 상기 터치 그룹들 중 상기 유효 터치 그룹이 무엇인지를 나타내는 터치 ID 지시정보가 포함되는 것을 특징으로 하는 터치 센서를 가지는 표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 가변 터치 좌표 패킷의 데이터량은 상기 유효 터치 그룹의 개수에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는 터치 센서를 가지는 표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 콘트롤러는 상기 가변 터치 좌표 패킷을 I2C 전송 방식을 통해 상기 호스트 시스템에 전송하는 것을 특징으로 하는 터치 센서를 가지는 표시장치.
  5. 터치 센서들이 형성된 터치 스크린을 갖는 표시패널을 포함한 터치 센서를 가지는 표시장치의 터치 좌표 데이터 전송방법에 있어서,
    상기 터치 스크린의 Tx 전극라인들에 터치 구동펄스를 공급하는 단계;
    상기 터치 구동펄스의 공급에 의해 상기 터치 스크린의 Rx 전극라인들을 통해 수신되는 상기 터치 센서들의 센싱 전압을 샘플링하여 터치 로 데이터를 출력하는 단계; 및
    상기 터치 로 데이터를 기반으로 다수의 터치 그룹들을 도출하고, 상기 터치 그룹들 중 터치가 이루어진 유효 터치 그룹만에 대한 가변 터치 좌표 패킷으로 전송 포맷을 설정하고, 상기 가변 터치 좌표 패킷을 외부의 호스트 시스템에 전송하는 단계를 포함하고;
    상기 터치 그룹들 중 터치가 이루어지지 않은 무효 터치 그룹들의 터치 좌표 데이터는 상기 가변 터치 좌표 패킷에 포함되지 않는 것을 특징으로 하는 터치 센서를 가지는 표시장치의 터치 좌표 데이터 전송방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 가변 터치 좌표 패킷에는, 상기 유효 터치 그룹의 터치 좌표 데이터와, 상기 터치 그룹들 중 상기 유효 터치 그룹이 무엇인지를 나타내는 터치 ID 지시정보가 포함되는 것을 특징으로 하는 터치 센서를 가지는 표시장치의 터치 좌표 데이터 전송방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 가변 터치 좌표 패킷의 데이터량은 상기 유효 터치 그룹의 개수에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는 터치 센서를 가지는 표시장치의 터치 좌표 데이터 전송방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 가변 터치 좌표 패킷은 I2C 전송 방식을 통해 상기 호스트 시스템에 전송되는 것을 특징으로 하는 터치 센서를 가지는 표시장치의 터치 좌표 데이터 전송방법.
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