KR101531770B1

KR101531770B1 - 투사-주사 터치 센서 패널 상의 다중 터치들을 명확화하는 방법

Info

Publication number: KR101531770B1
Application number: KR1020137005675A
Authority: KR
Inventors: 웨인 칼 웨스터만; 마틴 폴 그룬타너; 스티븐 포터 호텔링; 크리스토퍼 텐진 물렌즈
Original assignee: 애플 인크.
Priority date: 2010-08-06
Filing date: 2011-08-05
Publication date: 2015-06-25
Also published as: CN103154872B; EP2601567A1; US10268320B2; KR20130044350A; US20120032895A1; WO2012019150A1; EP2601567B1; CN103154872A

Abstract

터치 센서 패널이 개시된다. 터치 센서 패널은 적어도 하나가 복수의 행 세부 구역을 포함하는 분할 행인 복수의 행; 및 적어도 하나가 복수의 열 세부 구역을 포함하는 분할 열인 복수의 열을 포함한다. 터치 센서 패널은 터치 센서 패널 상의 임의의 위치에서의 터치가 적어도 하나의 분할 행 및 적어도 하나의 분할 열과 겹치는 가능성을 증가시키도록 배치된 적어도 하나의 분할 행과 적어도 하나의 분할 열을 갖도록 구성된다. 상기 행들과 열들은 터치 센서 패널의 대응 영역에서의 용량 변화를 검출할 수 있는 개별 충전된 전극들이다.

Description

투사-주사 터치 센서 패널 상의 다중 터치들을 명확화하는 방법{A METHOD FOR DISAMBIGUATING MULTIPLE TOUCHES ON A PROJECTION-SCAN TOUCH SENSOR PANEL}

관련 출원의 상호 인용

본 출원은 2010년 8월 6일자 출원된 미국 특허출원 12/852,133의 우선권을 주장하며, 그 전체 내용은 본 명세서에 인용으로 포함된다.

분야

본 발명은 일반적으로 터치 센서 패널과, 터치 센서 패널의 동시 다중 터치를 검출하는 방법에 관한 것으로, 특히, 투사-주사 터치 센서 패널과, 투사-주사 터치 센서 패널 상의 다중 터치들을 명확화하는 방법에 관한 것이다.

최근, 터치 센서 패널, 터치 스크린 등이 입력 장치로서 이용되고 있다. 특히, 터치 스크린은 조작이 쉽고 용도가 다양할 뿐만 아니라 가격도 하락하고 있어 점점 더 보급되고 있다. 터치 스크린은 터치 감응면을 가진 투명 패널일 수 있는 터치 센서 패널과, 터치 감응면이 디스플레이 장치의 가시 영역의 적어도 일부를 덮을 수 있도록 터치 센서 패널 뒤에 부분적으로 또는 전체적으로 배치될 수 있는 LCD 패널과 같은 디스플레이 장치를 포함한다. 사용자는 터치 스크린을 통해 손가락, 첨필, 기타 다른 물체를 이용하여 디스플레이 장치에 표시되는 사용자 인터페이스(UI)가 종종 지시하는 위치에서 터치 센서 패널을 터치하여 여러 가지 기능을 수행할 수 있다. 일반적으로, 터치 스크린은 터치 패널 상의 터치 이벤트와 그 위치를 인식할 수 있으며, 그러면 컴퓨팅 장치는 터치 이벤트 시에 나타나는 표시에 따라서 터치 이벤트를 해석하고, 그 후 그 터치 이벤트에 따라서 한 가지 이상의 동작을 수행할 수 있다.

터치 센서 패널은 터치 이벤트(손가락과 같은 물체로 터치 감응면을 터치하는 것)를 검출할 수 있는 터치 센서 어레이를 포함한다. 현재 사용되고 있는 터치 패널 중에는 다중 터치(예컨대, 복수의 손가락이 서로 다른 위치에서 거의 동시에 터치 감응면에 터치하는 것)와 근접 터치(예컨대, 터치 센서의 근거리 검출 능력 내에 있는 손가락)를 검출하고, 그 위치를 식별하여 추적할 수 있는 것이 있다. 그러나, 투사-주사 터치 감지와 같은 일부 터치 감지 기술에서는 다중 터치의 위치를 명확히 판단할 수가 없다.

<발명의 개요>

본 발명의 실시예는 변형된 투사-주사 터치 센서 패널 하드웨어와, 이 변형된 투사-주사 터치 센서 패널 상의 다중 터치의 위치들을 명확화하는 대응 방법을 제공한다. 일반적으로 복수의 전극(행 및/또는 열)이 다중 터치들의 명확화를 지원하기 위해 복수의 구역으로 분할될 수 있는 변형된 투사-주사 터치 센서 패널이 개시된다. 이런 형태의 전극 분할에 따라서, 분할 도전성 영역(즉, 분할 행과 열)으로부터의 터치의 비가 결정되어 비분할 도전성 영역 상의 하나 이상의 터치의 위치를 추정하는 데 이용될 수 있다.

여러 가지 실시예에서, 투사-주사 터치 센서 패널의 다양한 행과 열이 세부 구역(subsection)으로 분할될 수 있다. 또한, 여러 가지 수의 행 및/또는 열이 2개 이상의 세부 구역으로 분할될 수 있다. 행 또는 열이 2개보다 많은 세부 구역으로 분할되는 경우에, 그 비는 모든 세부 구역 간에 산출되고 각 세부 구역 상의 터치 부분들을 반영할 수 있다. 그러나, 투사-주사 터치 센서 패널에서 틈(break)의 수는 프로세서가 패널 상의 다중 터치들을 명확화할 수 있도록(즉, 동시에 검출되는 다중 터치에 의해 유발된 회전 모호함(rotational ambiguity)을 피할 수 있도록) 충분한 데이터를 수집하면서도 최소로 유지될 수 있다. 다중 터치들을 명확화하는 데 필요한 틈의 수를 최소화하기 위해서, 터치 센서 패널의 표면 상의 터치 위치에 상관없이 터치가 단일 행 분할과 단일 열 분할과 항상 겹칠 수 있도록 특정 행과 열 내에 틈이 내포될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라 온전한 행 또는 열 상의 터치의 분포를 추정하는 방법은 많이 있다. 제1 실시예에서, 온전한 행(즉, 물리적으로 세부 구역으로 분할되지 않은 행)에 의해 검출된 신호는 그 특정 행 상의 터치의 실제 분포에 상관없이 각 "반(half)"에 균등하게 50% 할당될 수 있다. 제2 실시예에서, 인접 분할 행 또는 열로부터의 비를 비분할 행 또는 열에 각각 적용함으로써 비분할 행 또는 열의 2개의 절반들 간의 반행 비(half-row ratio) 및 반열 비(half-column ratio)를 추정할 수 있다. 제3 실시예에서, 열과 행의 그리드는 각 사분면에서의 분할 행 및 열의 세부 구역의 신호들의 합(또는 평균)으로 특징되는 4개의 사분면으로 분할된다. 그러면, 사분면 합 비를 이용하여 온전한 행과 열 각각의 2개의 가상적 절반들 간의 반비(half-ratio)를 추정할 수 있다.

도 1은 터치를 검출하는 투사-주사 터치 센서 패널의 행과 열의 예시적인 배열을 도시한 도.
도 2 및 3은 투사-주사 터치 센서 패널에서의 회전 모호함의 예를 보여주는 도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 투사-주사 터치 센서 패널의 행을 도시한 도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 투사-주사 터치 센서 패널의 열을 도시한 도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 투사-주사 터치 센서 패널을 전체적으로 보여주기 위해 도 4의 행과 도 5의 열을 조합한 것을 도시한 도.
도 7의 (a)와 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 투사-주사 터치 센서 패널의 가상적 분할 행에 대한 분할 데이터를 추정하는 방법을 보여주는 도.
도 8의 (a)와 (b)는 본 발명의 실시예에 따른, 패널의 물리적으로 분할된 행의 분할 데이터에 기초한 투사-주사 터치 센서 패널의 가상적 분할 행에 대한 분할 데이터를 추정하는 다른 방법을 보여주는 도.
도 9a 내지 9c는 본 발명의 실시예에 따른, 패널의 물리적으로 분할된 행 및 열의 분할 데이터에 기초한 투사-주사 터치 센서 패널의 가상적 분할 행 및 열에 대한 분할 데이터를 추정하는 또 다른 방법을 보여주는 도.
도 9d 내지 9f는 본 발명의 실시예에 따른, 터치 화소의 완전 2차원 다중 터치 영상을 생성하는 방법을 보여주는 도.
도 10a는 본 발명의 실시예들에 따른 투사-주사 터치 센서 패널을 가진 예시적인 디지털 미디어 플레이어를 보여주는 도.
도 10b는 본 발명의 실시예들에 따른 투사-주사 터치 센서 패널을 가진 예시적인 이동 전화를 보여주는 도.
도 10c는 본 발명의 실시예들에 따른 투사-주사 터치 센서 패널을 가진 이동식 컴퓨터를 보여주는 도.
도 10d는 본 발명의 실시예들에 따른 투사-주사 터치 센서 패널을 가진 예시적인 데스크톱 컴퓨터를 보여주는 도.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 투사-주사 터치 센서 패널을 포함하는 예시적인 컴퓨팅 시스템을 보여주는 도.

이하, 본 명세서의 일부를 구성하며 실시될 수 있는 특정 실시예가 예시적으로 도시된 첨부 도면을 참조로 바람직한 실시예에 대해서 설명한다. 다른 실시예도 이용될 수 있으며 본 발명의 실시예의 범위로부터 벗어남이 없이 구조적 변경이 가능함을 알아야 한다.

현재 이용되고 있는 많은 형태의 터치 패널 센서 패널 중에서, 용량성 터치 감지 장치가 특히 휴대형 전자 장치에서 잘 작동하는 것으로 알려져 있다. 일반적으로 말하자면, 터치 센서 패널에서 2개의 도전성 부재가 실제로 터치하지 않고 서로 가까워 질 때마다 그 전기장들이 상호 작용하여 특정 용량을 가진 감지 포인트를 형성할 수 있다. 용량성 터치 장치의 경우에, 손가락과 같은 물체가 터치 감지면에 접근함에 따라 그 물체와 그 물체에 근접한 감지 포인트 간에 아주 작은 용량이 형성될 수 있다. 감지 회로는, 감지 포인트 각각에서의 용량 변화를 검출하고 그 감지 포인트의 위치에 주목함으로써, 복수의 물체를 인식하고, 물체가 터치면에서 이동함에 따라 그 물체의 위치, 압력, 방향 속도 및 가속도와 같은 파라미터를 결정할 수 있다.

용량성 터치 센서 패널의 일종은 투사-주사 자기 용량성(self capacitive)(즉, 투사 자기 용량) 터치 센서 패널이다. 이런 형태의 터치 센서 패널에서는, 개별적으로 충전된 전극에 의해 감지 포인트 각각이 제공될 수 있다. 물체가 터치 장치의 표면에 접근함에 따라 그 물체는 그 물체에 근접한 전극에 용량적으로 결합할 수 있으며, 이에 의해 전극으로부터 전하를 가져올 수 있다. 감지 회로는 각 전극에서의 전하량을 측정하여, 물체가 터치 감응면에 터치함에 따라 그 물체의 위치를 결정할 수 있다.

도 1은 예시적인 투사-주사 자기 용량성 터치 센서 패널을 도시한 것이다. 이 패널의 전극은 복수의 행과 열로 배열될 수 있지만, 다른 비직교형 배열도 가능하다. 점선으로 표시된 열(C0-C5)과 실선으로 표시된 행(R0-R5)은 서로 다른 2개의 평면 상에 있을 수 있으며 서로 간에 접촉하지 않는다. 도 1은 6개의 행과 6개의 열을 보여주지만 터치 센서 패널에 포함될 수 있는 행과 열의 수는 임의적일 수 있음을 알아야 한다.

투사 주사에 의해, 터치 센서 패널의 표면 상의 터치(또는 근접 터치)는 열로부터 모은 터치 데이터에 기초한 X 프로파일과 행으로부터 모은 터치 데이터에 기초한 Y 프로파일을 생성할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 터치 센서 패널 상에서 검출된 단일 터치(100)는 X 프로파일에서의 제1 돌출부(hump)(102)와 Y 프로파일에서의 제2 돌출부(104)로 반영될 수 있고, 제1 및 제2 돌출부는 각각 터치와 중첩하는 열 및 행에 대응한다. 이 예에서, 제1 돌출부(102)는 열(C1, C2)에 의해 검출된 용량 변화를 나타낸다. 제2 돌출부(104)는 열(R3, R4)에 의해 검출된 용량 변화를 나타낸다. 따라서, 단일 터치의 경우에, 프로세서는 X 및 Y 프로파일에 나타난 돌출부에 기초하여 터치 위치를 결정할 수 있다.

그러나, 터치 센서 패널 상에서 다중 터치가 동시에 검출되는 경우에는 도 1에 도시된 것과 같은 투사 주사 터치 센서 패널은 모호함에 맞닥뜨려 다중 터치의 특정 위치를 결정하기가 (불가능하지는 않겠지만) 어려울 수가 있다. 도 2와 3은 투사 주사 터치 감지 시스템에서 회전 모호함이 생길 수 있는 통상적인 상황을 보여준다. 도 2는 도 1의 동일한 터치 센서 패널의 표면에서 검출된 2개의 터치(200, 202)의 X 및 Y 프로파일을 보여준다. X 프로파일은 그 2개의 터치(200, 202)에 의해 생기고 열에 의해 검출되는 용량 변화를 반영하는 2개의 서로 다른 돌출부(204, 206)를 포함할 수 있다. 특히, 돌출부(204)는 제1 터치(200)에 응답하여 열(C1, C2)에 의해 검출되는 용량 변화를 반영할 수 있다. 돌출부(206)는 제2 터치(202)에 응답하여 열(C3, C4)에 의해 검출되는 용량 변화를 반영할 수 있다. 마찬가지로, Y 프로파일은 그 동일한 2개의 터치에 의해 각각 유발되고 행에 의해 검출되는 용량 변화를 보여주는 2개의 서로 다른 돌출부(208, 210)를 포함할 수 있다. 돌출부(208)는 행(R3, R4)에 의해 검출되는 제1 터치(200)에 대응한다. 돌출부(210)는 행(R1, R2)에 의해 검출되는 제2 터치(202)에 대응한다.

도 2에 도시된 것과 다른 위치에서의 또 다른 터치 쌍이 도 2에 도시된 것과 동일한 X 및 Y 프로파일을 만들어 내는 경우에 회전 모호함이 존재할 수 있다. 예컨대, 도 3은 도 2의 2개의 터치(200, 202)의 영역과 다른 영역에서 검출된 2개의 터치(214, 216)를 보여준다. 특히, 터치(214)는 행(R3, R4)과 열(C3, C4) 상의 영역에서 검출된다. 터치(216)는 행(R1, R2)과 열(C1, C2) 상의 영역에서 검출된다. 즉, 도 3의 터치(214, 216)는 도 2의 터치(200, 202)가 시계 방향 또는 반시계 방향으로 90도 회전된 것으로 보일 수 있다. 그럼에도 불구하고, 터치 센서 패널의 전혀 다른 영역에서 검출된 양쪽 터치 쌍들에 응답하여 동일한 X 및 Y 프로파일이 만들어진다. 따라서, X 및 Y 프로파일을 처리하는 프로세서는 이러한 회전 모호함 때문에 정확한 터치 위치를 알아내는 것이 (불가능하지는 않지만) 어려울 수가 있다. 결과적으로, 이러한 모호함이 해소되지 않으면 터치 센서 패너의 효용이 떨어질 수 있다.

도 4는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 6×6 투사-주사 터치 센서 패널의 제1 차원을 따라 배향된 6개의 길쭉한 전극(즉, 행)을 도시한 것이다. 설명을 간단 명료하게 하기 위해, 도 4에는 제2 차원을 따라 배향된 6개의 길쭉한 전극(즉, 열)은 도시하지 않았다. 생략된 열은 도 5에 따로 도시하고 후술한다. 이 터치 센서 패널은 6개의 전극 행을 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 이 실시예는 터치 센서 패널의 차원에 의해 제한되는 것은 아니며 행 수가 달라질 수도 있음을 알아야 한다. 당업자라면 예시된 실시예에 개시된 특징을 다양한 크기의 터치 센서 패널에 쉽게 적용할 수 있을 것이다. 또, 일부 실시예에서는 행만이(또는 열만이) 존재할 수 있으나, 이 둘 다 존재하지 않을 수는 없음에 유의한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 행 전극(R0-R5)은 도 1 내지 3에 도시된 것과 유사하나, 행(R1, R4)이 각각 각 행(R1, R4)을 2개의 세부 구역으로 분할하는(즉, R1을 R1a(404)와 R1b(406)로, R4를 R4a(408)와 R4b(410)로 분할하는) 틈(break)(400, 402)을 포함하고 있는 점이 다르다. 틈에 의해 물리적으로 2개 이상의 세부 구역으로 분할된 행은 이후로는 "분할 행"이라고 한다. 마찬가지로, 물리적으로 2개 이상의 세부 구역(후술함)으로 분할된 열은 이후로는 "분할 열"이라고 한다. 각 분할 행의 2개 세부 구역은 자신들의 Y 프로파일(예컨대, R1과 R4에 대해 각각 Y1과 Y2)을 만들어낼 수 있고, 이 Y 프로파일 각각은 각자의 세부 구역 상의 어떤 영역에서 검출된 용량을 나타낸다. 예컨대, 세부 구역(R1a) 상의 어떤 영역에서 터치(412)가 검출되면, 대응하는 Y1 프로파일은 세부 구역(R1a)에 의해 검출된 용량 변화를 반영하는 돌출부를 보여준다. 이와 달리, 터치(412)와 겹치지 않는 세부 구역(R1b)에 의해서는 용량 변화가 검출되지 않았기 때문에 Y2 프로파일에는 돌출부가 없다. 결과적으로, 세부 구역(R1a) 상의 터치는 세부 구역(R1b) 상의 터치와 구별될 수가 있다. 마찬가지로, 세부 구역(R4a) 상의 터치는 세부 구역(R4b) 상의 터치와 구별될 수가 있다.

같은 분할 행의 세부 구역 모두에 의해 터치가 검출되면, 대응하는 Y 프로파일 모두가 둘출부를 보일 수 있다. 예컨대, 도 4는 양 세부 구역(R1a, R1b)과 적어도 부분적으로 겹치는 제2 터치(414)를 보여준다. 결과적으로, 터치(414)로 인해 생긴 용량 변화가 양 세부 구역(R1a, R1b)에 의해 검출될 수 있으므로 Y1' 및 Y2' 프로파일 모두 돌출부를 보일 수 있다. 이 터치는 분할 행의 2개의 세부 구역 간에 퍼져 있으므로 각 세부 구역에 의해 검출된 용량 변화의 크기는 R1a만에 의해 검출된 터치(412)의 용량 변화보다 작을 수 있다. 따라서, 프로파일(Y1', Y2')의 돌출부는 프로파일(Y1)의 돌출부보다 낮을 수 있다.

본 실시예에 따라서, 분할 행(R1)의 양 세부 구역(R1a(404), R1b(406)) 상에 터치(예컨대, 제2 터치(414))가 있는 경우, 세부 구역(404, 406)으로부터의 용량 측정치들 간의 반행 비(half-row ratio)(R1a : R1b)가 결정될 수 있다. 즉, 분할 행(R1)의 2개의 세부 구역(R1a, R1b) 상에 터치가 어떻게 퍼져 있는지의 명세(breakdown)를 반영하는 Y1'의 돌출값과 Y2'의 돌출값 간의 비가 산출될 수 있다. 예컨대, 20% 대 80%의 비는 터치(414)의 20 퍼센트가 세부 구역(R1a) 상에 있고 터치(414)의 80 퍼센트가 세부 구역(R1b) 상에 있다고 해석될 수 있다. 터치가 전체적으로 이 세부 구역들 중 하나 상에 있다면 이 비는 100% 대 0%일 수 있다. 이 비는 분할 도전성 영역(예컨대, 도 4의 분할 행(R1, R4))에 대한 터치의 위치를 결정하는 데 중요할 뿐만 아니라, 뒤에 자세히 설명하는 바와 같이, 비분할 도전성 영역(예컨대, 비분할 행(R0, R2, R3, R6)) 상의 터치의 위치를 추정하는 데도 이용될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 틈은 세부 구역 각각이 행의 절반에 대응하도록 행을 균등하게 분할한다. 그러나, 일부 실시예에서는, 이 틈은 행을 반드시 2개의 절반으로 균등하게 분할할 필요는 없다. 틈이 특정 분할 행 중의 어디에 있는 가에 따라서 2개의 세부 구역의 용량 측정치 간의 비는 그 행 내의 틈의 위치를 고려하여 적절히 조정될 수 있다.

도 4에 도시되고 전술한, 틈을 이용하여 하나 이상의 행 전극을 분할하는 동일한 특징은 도 5에 도시된 바와 같이 투사-주사 터치 센서의 하나 이상의 열에도 그대로 적용될 수 있다. 도 5는 도 4의 동일한 6×6 터치 투사-주사 센서 패널의 6개 열(C0-C5)을 보여준다(명료하게 하기 위해 도 5에는 행은 도시하지 않음). 도 4의 행과 유사하게, 6개의 열 중 2개(C1, C4)는 각각, 열을 2개의 동등한 세부 구역(C1에 대해서는 C1a(504) 및 C1b(506), C4에 대해서는 C4a(508) 및 C4b(510))으로 분할하는 틈(500, 502)을 포함할 수 있다. 이들 분할 열 중의 틈은 마찬가지로 각각이 세부 구역(예컨대, C1a, C1b) 중 하나로부터의 용량 측정치에 대응하는 2개의 독립적인 X 프로파일(X1, X2)을 생성할 수 있다. 예컨대, 세부 구역(C1a) 상에서 터치(512)가 검출되면, 도 5의 X1 프로파일은 세부 구역(C1a)에 의해 검출된 용량 변화를 반영하는 돌출부를 보인다. 이와 달리, 터치는 C1b와는 겹치지 않았고 따라서 세부 구역(C1b)에 의해 용량 변화가 검출되지 않았기 때문에 도 5의 X2 프로파일은 돌출부가 없다. 결과적으로, 세부 구역(C1a) 상의 터치는 세부 구역(C1b) 상의 터치와 구별될 수 있다. 마찬가지로, 세부 구역(C4a) 상의 터치는 세부 구역(C4b) 상의 터치와 구별될 수 있다.

또한, 각 세부 구역(C1a(504), C1b(506))으로부터의 용량 측정치 간의 반열 비(half-column ratio)는 반행 비에 대해 전술한 것과 같은 방식으로 결정될 수 있다. 반열 비는 분할 도전성 영역(예컨대, 도 5의 열(C1, C4))에 대한 터치 위치를 결정하는 것뿐만 아니라, 후술하는 바와 같이, 비분할 도전성 영역(예컨대, 열(C0, C2, C3, C6)) 상의 터치 위치를 추정하는 데도 이용될 수 있다.

여러 가지 실시예에서, 투사-주사 터치 센서 패널의 다양한 행과 열이 전술한 바와 같이 세부 구역으로 분할될 수 있다. 또한, 여러 가지 수의 행 및/또는 열이 2개 이상의 세부 구역으로 분할될 수 있다. 행 또는 열이 2개보다 많은 세부 구역으로 분할되는 경우에, 그 비는 모든 세부 구역 간에 산출되고 각 세부 구역 상의 터치 부분들을 반영할 수 있다. 그러나, 투사-주사 터치 센서 패널에서 틈의 수는 프로세서가 패널 상의 다중 터치들을 명확화할 수 있도록(즉, 동시에 검출되는 다중 터치에 의해 유발된 회전 모호함을 피할 수 있도록) 충분한 데이터를 수집하면서도 최소로 유지될 수 있다. 틈의 수를 유지하는 것의 한 가지 이점은, 행에 틈이 추가될 때마다 컨트롤러 상에 추가적인 센서 채널이 필요할 수 있고, 따라서 터치 센서 패널의 칩 셋의 크기가 증가된다는 것이다. 이는, 특히 여분의 공간을 찾기 어려운 소형 터치 센서 패널의 경우에 문제를 일으킬 수 있다. 그러므로, 다중 터치들을 명확화하는 데 필요한 틈의 수를 최소화하기 위해서, 터치 센서 패널의 표면 상의 터치 위치에 상관없이 터치가 단일 행 분할과 단일 열 분할과 항상 겹칠 수 있도록 특정 행과 열 내에 틈이 내포될 수 있다.

예컨대, 도 4와 5의 비교적 소형인 6×6 터치 센서 패널에서는 각 행과 열은 성인 손가락 끝 부분의 약 1/3 정도의 폭을 가질 수 있다. 즉, 터치 센서 패널에 접촉하는 성인 손가락 끝 부분의 면적은 통상적으로 터치 센서 패널의 열 중 3개와 행 중 3개와 적어도 부분적으로 겹칠 수 있다. 그러므로 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이 전략적으로 틈을 행(R1, R4)과 열(C1, C4)에 배치함으로써, 손가락 끝 부분이 터치 센서 패널을 터치할 때에 터치 면적이 적어도 하나의 행 분할 및 하나의 열 분할과 겹치도록 할 수 있다. 더 큰 터치 센서 패널 또는 다양한 표면적을 가진 물체에 의한 터치를 검출하도록 설계된 터치 센서 패널에 대해서는, 터치면 상의 임의의 위치에서의 터치가 적어도 하나의 행 분할 및 하나의 열 분할과 겹칠 수 있는 한, 틈의 수와 틈의 위치는 적절히 변할 수 있다. 행과 열의 길이와 폭도 내포될 분할의 수와 위치에 영향을 미칠 수 있다.

도 6은 도 4의 행과 도 5의 열을 조합한 예시적인 완전 6×6 투사-주사 터치 센서 패널을 도시한 것이다. 분할 행 및 열과 온전한 행 및 열(즉, 행과 열을 복수의 구역으로 분할하는 틈을 갖지 않는 행과 열)로부터의 센서 측정치는 프로세서에 보고될 수 있으며, 이에 따라 이 프로세서는 대응하는 X 및 Y 프로파일을 생성할 수 있다. 그러면, 임의의 기지의 방법으로 X 및 Y 프로파일로부터 추출된 데이터에 기초하여 터치 화소 어레이의 완전 2차원 다중 터치 영상이 재구성될 수 있다. 회전 모호함에 맞닥뜨리지 않고 다중 터치의 위치를 정확하게 식별할 수 있는 다중 터치 영상을 생성하기 위해서는 온전한 행과 열(즉, 물리적으로 반으로 분할되지 않은 행과 열) 상의 터치의 분포를 추정할 수도 있는 것이 중요할 수 있다. 예컨대, 반행 또는 반열 간의 비가 측정된 데이터에 기초하여 직접적으로 산출될 수 없더라도 이들 행과 열에 물리적인 틈이 없으면 전체 행 또는 열에 대해 단 하나의 측정치만이 포착되기 때문에 행(R0, R2, R3, R5)의 좌측 및 우측 절반들 간에 그리고 열(C0, C2, C3, C5)의 상단 또는 하단 절반들 간에 터치가 어떻게 퍼져 있는지를 아는 것이 도움이 될 수 있다. 그러므로, 온전한 행과 열에 대한 반행 비와 반열 비가 산정되어야 한다. 하기 단락에서는 여러 가지 추정 방법에 대해 설명한다. 이러한 추정은 분할 행 및 분할 열의 실제 반행 비 및 반열 비와 함께 터치 화소 어레이의 완전 다중 터치 영상을 생성할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라 온전한 행 또는 열 상의 터치의 분포를 추정하는 방법은 많이 있다. 제1 실시예에서, 온전한 행(즉, 물리적으로 세부 구역으로 분할되지 않은 행)에 의해 검출된 신호는 그 특정 행 상의 터치의 실제 분포에 상관없이 각 "반(half)"에 균등하게 50% 할당될 수 있다. 즉, 온전한 행 전부의 2개의 "반"들 간의 비는 보편적으로 50:50으로 설정될 수 있다. 도 7의 (a)는 도 4 및 도 6의 동일한 6×6 터치 센서 패널의 행의 물리적 분할을 보여준다. 도시된 바와 같이, 행(R1, R4)은 각각이 물리적으로 2개의 세부 구역으로 분할된 분할 행이다. 분할 행(R1) 상의 터치(710)의 분포는 전술한 바와 같이 2개의 세부 구역과 관련된 Y 프로파일에 기초하여 반행 비를 산출함으로써 결정될 수 있다. 이 경우에, R1a와 R1b 간의 비는 20:80일 수 있다. 전술한 바와 같이, 성인의 손가락 끝 부분에 의한 터치는 통상적으로 터치 센서 패널의 3개의 행과 적어도 부분적으로 겹칠 수 있다. 따라서, 도 7에 도시된 터치(710)는 행(R0, R2)에 의해 검출된 신호에 영향을 미칠 수도 있다. 행(R0, R2)은 이들을 반으로 분할하는 물리적 틈을 갖고 있지 않으므로 단 하나의 신호만이 전체 행에 의해 수신된다(즉, 그 행에 대해 단 하나의 Y 프로파일만이 이용될 수 있다). 따라서, 행(R0, R2)의 좌측 및 우측 절반 상의 터치(710)의 실세 분포를 확인하는 것은 (불가능하지는 않지만) 어려울 수 있다.

이 제1 실시예에 따라서, 이들 행(R0, R2)(그리고 임의의 다른 온전한 행) 각각의 신호는 그들 좌측 및 우측 "절반"들 간에 균등하게 분할될 수 있다. 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 온전한 행(즉, R0, R2, R3, R5) 각각은 각각에 전체 물리적 행에 의해 검출된 신호의 50%가 할당된 2개의 "절반"으로 가상적으로 분할될 수 있다. 예컨대, 행(R0)의 좌측 및 우측 절반 각각은 전체 행(R0)에 대한 신호(R0)의 전체 값의 절반인 R0/2의 신호값을 갖는 것으로 추정될 수 있다. 즉, R0의 각각의 가상 절반들 간의 비는 50:50일 수 있다. 마찬가지로, 다른 비분할 행(R2, R3, R5)도 전체 물리적 행의 신호가 2개의 가상 절반들 간에 균등하게 분할된 2개의 절반 구역으로 가상적으로 분할될 수 있다. 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, R2의 2개의 가상 절반은 각각 R2/2의 신호값을 가질 수 있다. R3의 2개의 가상 절반은 각각 R3/2의 신호값을 가질 수 있다. R5의 2개의 가상 절반은 각각 R5/2의 신호값을 가질 수 있다. 이에 비해, 분할 행(R1, R4)의 각 절반에 대한 신호는 그 절반 상에서 검출된 실제 신호일 수 있다. 즉, 분할 행(R1, R4)의 세부 구역은 반드시 전체 행의 신호의 절반을 갖는 것은 아니다. 일부 실시예에서, 정수 연산의 정확도 손실을 피하기 위해, 전술한 바와 같이 온전한 행의 값을 그 가상 절반에 대해 절반으로 나누는 대신에, 분할 행의 신호값이 배가될 수 있다. 또한, 터치 센서 패널의 행에 대해 전술한 것과 같은 방법이 그 터치 센서 패널의 열에도 적용될 수 있음을 알아야 한다.

전술한 방법은 물리적으로 절반으로 분할되지 않은 온전한 행과 열 각각에 대해 추정된 반행 비 및 반열 비를 생성할 수 있지만, 이들 온전한 행 및 열 각각에 보편적으로 할당된 50:50 비는 대강의 추정치일 수 있으며, 이들이 실제로 2개의 절반으로 분할된 경우에 그 2개의 절반들 간의 실제 비로부터 크게 벗어날 수 있다. 도 7의 (a)에 도시된 예를 참조로 설명하면, 행(R0)의 2개의 절반에는 제1 실시예의 방법에 따라서 50:50 비가 할당될 수 있다. 그러나, 이 도는 터치(710)의 대부분이 R0의 우측 절반 상에 있으며 아마 좌측 절반 상에는 비교적 작은 부분이 있음을 보여준다. 따라서, 행(R0)의 좌측 절반과 우측 절반으로부터의 용량 측정치들 간의 실제 비는, 물리적 분할이 있다면, 추정된 50:50 비와는 크게 다른, 예컨대 10:90에 가까울 수 있다. 이는 후속되는 터치(710)의 정확한 위치의 산출에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 물리적으로 세부 구역으로 분할되지 않은 모든 행과 열에 대한 50/50 추정비는 그 행 또는 열의 각 절반 상의 터치 분포를 정확하게 반영하지 않을 수 있다.

제2 실시예의 방법은 인접 분할 행 또는 열로부터의 비를 비분할 행 또는 열에 각각 적용함으로써 비분할 행 또는 열의 2개의 절반들 간의 반행 비 및 반열 비의 추정치를 크게 개선할 수 있다. 도 8의 (a)는 앞서 도 4, 6 및 7a에 도시된 6×6 터치 센서 패널의 행을 보여준다. 전술한 바와 같이, 행(R1, R4)은 물리적으로 2개의 절반 세부 구역으로 분할될 수 있다. 다른 행(R0, R2, R3, R5)은 이들을 물리적으로 세부 구역으로 분할하는 틈이 없는 온전한 행일 수 있다. 6×2 터치 영상을 생성하기 위해서, 온전한 행은 다시 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이 절반으로 가상적으로 분할될 수 있다. 그러나, 제1 실시예에서 설명된 것처럼 보편적으로 온전한 행(R0, R2, R3, R5) 각각의 2개의 가상적 절반에 50/50 반행 비를 할당하는 대신에, 인접 분할의 반행 비가 온전한 행에 복사될 수 있다.

예컨대, 행(R0)의 가상적 절반(R0a, R0b)과 행(R2)의 가상적 절반(R2a, R2b)은 양 행(R0, R2)에 인접한 분할 행(R1)과 같은 반행 비를 가질 수 있다. 마찬가지로, 행(R3)의 가상적 절반(R3a, R3b)과 행(R5)의 가상적 절반(R5a, R5b)은 분할 행(R4)과 같은 반행 비를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 하기의 공식을 이용하여 가상적 절반(R0a, R0b, R2a, R2b, R3a, R3b, R5a, R5b)의 신호값을 산출할 수 있다.

R0a=R0*R1a/(R1a+R1b)

R0b=R0*R1b/(R1a+R1b)

R2a=R2*R1a/(R1a+R1b)

R2b=R2*R1b/(R1a+R1b)

R3a=R3*R4a/(R4a+R4b)

R3b=R3*R4b/(R4a+R4b)

R5a=R5*R4a/(R4a+R4b)

R5b=R5*R4b/(R4a+R4b)

이 제2 실시예에서, 분할 행의 반행 비는 터치 위치의 더 양호한 추정치를 제공하기 위해 인접 온전한 행에 복사될 수 있다. 이러한 방식이 온전한 행의 가상적 절반들 간의 비를 추정하는 데 효과적일 수 있는 이유는 성인 손가락 끝 부분에 의한 터치가 터치 센서 패널의 3개의 행과 적어도 부분적으로 겹치는 경향이 있기 때문이다. 본 발명의 실시예들에 따른 터치 센서 패널이 적어도 하나의 분할 행이 터치 센서 패널 상의 임의의 위치에서 검출된 터치 하에 있도록 설계될 수 있다는 점을 감안하면, 그 하나의 분할 행에 인접한 온전한 행은 그 2개의 가상적 절반들 간의 비와 거의 동일한 비를 가질 가능성이 크다. 예컨대, 도 8의 터치(810)는 행(R3-R5)과 겹친다. 이 도에 도시된 바와 같이, 터치 영역과 겹치는 R5의 좌측 세부 구역(즉, 도 8의 (b)에서 R5a)의 면적과 터치 영역과 겹치는 R5의 우측 절반(즉, 도 8b에서 R5b)의 면적 간의 비는 인접한 분할 행(R4)의 2개의 세부 구역(R4a, R4b)들 간의 반비에 가까울 수 있다. 이는 R3와 R4를 비교하는 경우에도 적용된다. 따라서, 분할 행(R4)으로부터의 실제 반행 비는 인접 온전한 행(R3, R5)에 복사되어, 제1 실시예의 보편적으로 할당된 50:50 비보다 더 정확할 수 있는 온전한 행(R3, R5)에 대한 추정된 반비를 생성할 수 있다. 결과적으로, 도 8의 (b)에 도시된 6×2 행렬은 도 7의 (b)에 도시된 6×2 행렬보다 더 정확한 터치 영상을 생성할 수 있다. 제2 실시예의 동일한 방법은 터치 센서 패널의 열 전극에도 적용될 수 있음은 물론이다.

제3 실시예에 따라서, 열과 행의 그리드를 각 사분면에서의 분할 행 및 열의 세부 구역의 신호들의 합(또는 평균)으로 특징되는 4개의 사분면으로 분할함으로써 훨씬 더 정확한 추정치를 얻을 수 있다. 도 9a는 도 6의 6×6 터치 센서 패널을 4개의 사분면(900, 902, 904, 906)으로 분할한 것을 보여준다. 각 사분면(900, 902, 904, 906)은 분할 행의 하나의 세부 구역과 분할 열의 하나의 세부 구역을 포함할 수 있다. 예컨대, 사분면(900)은 분할 열(C1)의 상단 세부 구역(C1a)과 분할 행(R4)의 좌측 세부 구역(R4a)을 포함할 수 있다. 사분면(902)은 분할 열(C4)의 상단 세부 구역(C4a)과 분할 행(R4)의 우측 세부 구역(R4b)을 포함할 수 있다. 사분면(904)은 분할 열(C1)의 하단 세부 구역(C1b)과 분할 행(R1)의 좌측 세부 구역(R1a)을 포함할 수 있다. 사분면(906)은 분할 열(C4)의 하단 세부 구역(C4b)과 분할 행(R1)의 우측 세부 구역(R1b)을 포함할 수 있다.

이 실시예에 따라서, 각 사분면(900, 902, 904, 906)에 대한 사분면 합 비는 그 사분면 내의 반열과 반행 세부 구역에 기초하여 산출될 수 있다. 예컨대, 사분면(900, 902, 904, 906) 각각에 대한 합(Qba, Qbb, Qaa, Qab)은 하기 공식에 이용하여 산출될 수 있다.

Qba=R1a+C1a

Qbb=R4b+C1b

Qaa=R1a+C1a

Qab=R1b+C4b

그러면, 사분면 합 비(Qba, Qbb, Qaa, Qab)를 이용하여 온전한 행과 열 각각의 2개의 가상적 절반들 간의 반비를 추정할 수 있다. 도 9b에는 6×6 패널의 행이 도시되어 있다. 도 7의 (b)와 도 8의 (b)에서처럼, 분할 행(R1, R4)만이 이들을 각각 세부 구역(R1a, R1b), (R4a, R4b)으로 분할하는 실제 물리적 틈을 갖고 있다. 다른 행(R0, R2, R3, R5)은 단지 6×2 어레이를 생성하기 위해 2개의 세부 구역으로 가상적으로 분할된다. 그러나, 전술한 이유로, 온전한 행의 2개의 가상적 세부 구역들 간의 반비는 그 행에 의해서만 측정된 데이터로부터 확인될 수 없고, 이 실시예에 따라 산출된 사분면 합 비를 이용하여 추정되어야 한다. 예컨대, 가상적 분할 행(R0, R2, R3, R5)의 비는 하기의 공식을 이용하여 추정될 수 있다.

R0a=R0*Qaa/(Qaa+Qab)

R0b=R0*Qab/(Qaa+Qab)

R2a=R2*Qaa/(Qaa+Qab)

R2b=R2*Qab/(Qaa+Qab)

R3a=R3*Qba/(Qba+Qbb)

R3b=R3*Qbb/(Qba+Qbb)

R5a=R5*Qba/(Qba+Qbb)

R5b=R5*Qbb/(Qba+Qbb)

결과적으로, 모든 분할 행과 온전한 행에 대해 각 행의 2개 절반들 간의 반비가 얻어질 수 있다. 결과적인 6×2 어레이는 X 방향에서 터치 센서 패널 상에서 검출된 다중 터치의 위치를 결정하는 데 이용될 수 있다.

도 9c에 도시된 바와 같이 가상적 분할 열의 유사한 2×6 세트를 생성하기 위해 열에 대해 동일한 프로세스가 반복될 수 있다. 여기서, 온전한 열(C0, C2, C3, C5)은 각각 2개의 세부 구역(C0a, C0b), (C2a, C2b), (C3a, C3b), (C5a, C5b)으로 가상적으로 분할될 수 있다. 열(C1, C4)은 각각이 2개의 세부 구역(C1a, C1b), (C4a, C4b)으로 분할된 분할 행일 수 있다. 행과 마찬가지로, 분할 열의 2개의 물리적 세부 구역(예컨대, C1a, C1b)들 간의 비는 이들 세부 구역에 의해 포착된 실제 데이터에 기초하여 산출될 수 있다. 온전한 열의 2개의 가상적 세부 구역들 간의 비는 전술한 산출된 사분면 합 비를 이용하여 추정될 수 있다. 예컨대, 가상적 분할 열(C0, C2, C3, C5)의 비는 하기의 공식을 이용하여 추정될 수 있다.

C0a=C0*Qaa/(Qaa+Qba)

C0b=C0*Qab/(Qaa+Qba)

C2a=C2*Qaa/(Qaa+Qba)

C2b=C2*Qab/(Qaa+Qba)

C3a=C3*Qba/(Qab+Qbb)

C3b=C3*Qbb/(Qab+Qbb)

C5a=C5*Qba/(Qab+Qbb)

C5b=C5*Qbb/(Qab+Qbb)

결과적으로, 열이 물리적으로 2개의 세부 구역으로 분할되는지 여부에 상관없이 모든 열에 대해 각 열의 2개 절반들 간의 비가 얻어질 수 있다. 도 9c에 도시된 결과적인 2×6 어레이는 Y 방향에서 터치 센서 패널 상에서 검출된 다중 터치의 위치를 결정하는 데 이용될 수 있다.

전술한 제3 실시예의 방법은 (제2 실시예의 방법처럼) 인접 행의 비를 고려하는 것은 물론, 열과 행 데이터 양쪽으로부터 산출된 사분면 합(또는 평균)을 이용하여 공식에 열 성분을 포함시키기 때문에 앞서의 2개의 실시예의 방법보다도 더 정확할 수 있다.

상기에서는 온전한 행과 열에 대한 반비를 추정하는 3가지 방법에 대해 설명하였지만, 동일 개념에 기초한 다른 공식과 변형도 동일 목적을 달성하는 데 이용될 수 있음을 알아야 한다. 이들 실시예들에 개시된 방법들은 다중 터치가 회전 모호함 없이 그리고 터치 센서 패널의 물리적 행과 열에 내포된 분할수를 최소로 하여 투사-주사 터치 센서 패널 상에서 처리될 수 있도록 설계되어 있다.

전술한 3가지 실시예 중 임의의 실시예에 개시된 방법 또는 임의의 다른 적당한 방법을 이용하여 모든 가상적 분할 행과 열에 대한 추정치가 얻어진 후에는, 이들 추정치와 터치 센서 패널의 물리적으로 분할된 행과 열로부터 터치 화소 어레이의 완전한 2차원 다중 터치 영상이 생성될 수 있다.

예컨대, 도 9a 내지 9c에 도시된 실시예에서, 도 9b의 6×2 어레이와 도 9c의 2×6 어레이는 조합되어 도 9d에 도시된 4개의 3×3 사분면(910, 912, 914, 916)을 가진 완전 터치 센서 패널을 형성할 수 있다. 각 3×3 사분면(910, 912, 914, 916)의 9개 교차점 각각은 다중 터치 영상의 터치 화소일 수 있다. 예컨대, 가상적 반행(R0a)와 가상적 반열(C0a)의 교차점은 터치 화소[0][0](918)를 형성할 수 있다. 각 터치 화소는 2개의 값(V1, V2)을 더하거나 평균함으로써 추정 또는 산출될 수 있다. 제1 값(V1)은 화소의 반행 값을 사분면 내의 총 반열 중 화소의 반열의 부분으로 가중함으로써 얻어질 수 있다. 제2 값(V2)은 화소의 반열 값을 사분면 내의 총 반행 중 화소의 반행의 부분으로 가중함으로써 얻어질 수 있다.

도 9e와 9f는 도 9d의 사분면들 중 하나(914)의 반행과 반열의 확장도이다. 도 9e는 사분면(914)의 화소[0][0](918)의 반열 성분(C0a)과 3개의 반행(R0a, R1a, R2a)을 보여준다. 제1 값(V1)은 다음 공식을 이용하여 산출될 수 있다.

V1=C0a*R0a/(R0a+R1a+R2a)

도 9f는 사분면(914)의 화소[0][0](918)의 반행 성분(R0a)과 3개의 반열(C0a, C1a, C2a)을 보여준다. 제2 값(V2)은 다음 공식을 이용하여 산출될 수 있다.

V2=C0a*R0a/(C0a+C1a+C2a)

값들(V1, V2)은 기본적으로는 사분면 합계에 의해 정규화된 반행 값과 반열 값의 곱일 수 있다. 사분면 반열 합계와 사분면 반행 합계는 전술한 가상 분할 추정 프로세스의 결과로서 서로 다를 수 있다. 그러면, 이 2개의 값(V1, V2)은 합산 또는 평균되어 화소[0][0](918)를 나타내는 값을 생성할 수 있다.

다른 터치 화소도 유사한 공식을 이용하여 산출될 수 있다. 예컨대, 다시 도 9d를 참조로 설명하면, 화소[6][6](920)가 다음과 같이 산출될 수 있다.

Pixel[6][6]=C6b*R6b/(R4b+R5b+R6b) + C6b*R6b/(C4b+C5b+C6b)

따라서, 가상적 및 물리적 분할 행과 열로부터 터치 화소 어레이의 완전한 2차원(예컨대, 6×6) 다중 터치 영상이 생성될 수 있다. 도 9d 내지 9f는 도 9b의 6×2 어레이와 도 9c의 2×6 어레이에 기초한 터치 영상 구성 프로세스를 보여주지만, 이 방법은 도 7의 (b) 및 도 8의 (b)에 도시된 것과 같은 가상적 및 물리적 분할 행 및 열의 어떠한 어레이에도 적용될 수 있음을 알아야 한다.

도 10a는 본 발명의 실시예들에 따른 투사-주사 터치 센서 패널(1015)을 포함할 수 있는 예시적인 디지털 미디어 플레이어(1010)를 보여준다.

도 10b는 본 발명의 실시예들에 따른 투사-주사 터치 센서 패널(1025)을 포함할 수 있는 예시적인 이동 전화(1020)를 보여준다.

도 10c는 터치 센서 패널(1024)과 디스플레이 장치(1030)를 포함할 수 있는 예시적인 개인용 컴퓨터(1044)를 보여준다. 터치 센서 패널(1024)은 본 발명의 실시예들에 따른 투사-주사 터치 센서 패널일 수 있다. 디스플레이 장치(1030)도 본 발명의 실시예들에 따른 투사 주사 터치 센서 패널을 포함할 수 있다.

도 10d는 디스플레이 장치(1092)를 포함하는 데스크톱 컴퓨터(1090)를 보여준다. 디스플레이 장치(1092)는 본 발명의 실시예들에 따른 투사-주사 패널을 포함할 수 있다. 데스크톱 컴퓨터(1090)는 본 발명의 실시예들에 따른 투사 주사 터치 센서 패널을 내장한 가상 키보드(1094)도 포함할 수 있다.

도 11은 전술한 본 발명의 실시예들에 따른 하나 이상의 투사 주사 터치 센서 패널을 포함할 수 있는 예시적인 컴퓨팅 시스템(1100)을 보여준다. 컴퓨팅 시스템(1100)은 하나 이상의 패널 프로세서(1102), 주변 장치(1104) 및 패널 서브시스템(1106)을 포함할 수 있다. 주변 장치(1104)는 랜덤 액세스 메모리(RAM) 또는 기타 다른 형태의 메모리 또는 스토리지, 와치독 타이머 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 패널 서브시스템(1106)은 하나 이상의 감지 채널(1108), 채널 주사 로직(1110) 및 드라이버 로직(1114)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 채널 주사 로직(1110)은 RAM(1112)에 액세스하고, 감지 채널로부터 데이터를 자율적으로 읽어 내고, 감지 채널을 제어할 수 있다. 또한, 채널 주사 로직(1110)은 터치 센서 패널(1124)의 구동 라인에 선택적으로 인가될 수 있는 여러 가지 주파수와 위상의 자극 신호(1116)를 생성하도록 드라이버 로직(1114)을 제어할 수 있다. 일부 실시예에서, 패널 서브시스템(1106), 패널 프로세서(1102) 및 주변 장치(1104)는 하나의 주문형 집적 회로(ASIC)로 통합될 수 있다.

컴퓨팅 시스템(1100)은 패널 프로세서(1102)로부터 출력을 수신하여 그 출력에 기초하여 각종 동작(커서나 포인터와 같은 객체를 이동시키는 것, 스크롤링 또는 패닝하는 것, 제어 설정을 조정하는 것, 파일 또는 문서를 여는 것, 메뉴를 보는 것, 선택하는 것, 명령을 실행하는 것, 호스트 장치에 연결된 주변 장치를 동작시키는 것, 전화를 받는 것, 전화를 거는 것, 전화를 종료하는 것, 볼륨 또는 오디오 설정을 변경하는 것, 주소, 자주 전화 거는 번호, 받은 전화, 받지 못한 전화와 같은 전화 통화와 관련된 정보를 저장하는 것, 컴퓨터 또는 컴퓨터 네트워크에 로그인 하는 것, 컴퓨터 또는 컴퓨터 네트워크의 제한 구역에의 인가된 개인의 접근을 허용하는 것, 컴퓨터 데스크톱의 사용자 선호 구성과 관련된 사용자 프로파일을 로드하는 것, 웹 콘텐츠에의 접근을 허용하는 것, 특정 프로그램을 론칭하는 것, 메시지를 암호화하거나 디코딩하는 것 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아님)을 수행하는 호스트 프로세서(1128)도 포함할 수 있다. 호스트 프로세서(1128)는 패널 처리와는 관련이 없을 수 있는 부가적인 기능도 수행할 수 있으며, 프로그램 스토리지(1132)와, 장치 사용자에게 UI를 제공하는 LCD 패널과 같은 디스플레이 장치(1130)에 연결될 수 있다. 디스플레이 장치(1130)는 터치 센서 패널(1124)과 함께 터치 센서 패널 아래에 부분적으로 또는 전체적으로 위치될 때에 터치 스크린(1118)을 구성할 수 있다.

전술한 기능들 중 한 가지 이상은 메모리(예컨대, 도 11에 도시된 주변 장치들(1104) 중 하나)에 저장되어 패널 프로세서(1102)에 의해 실행되거나, 프로그램 스토리지(1132)에 저장되어 호스트 프로세서(1128)에 의해 실행되는 펌웨어에 의해 수행될 수 있다. 펌웨어는 컴퓨터 기반 시스템이나 프로세서 내장 시스템과 같은 명령어 실행 시스템, 장치 또는 디바이스, 또는 이 명령어 실행 시스템, 장치 또는 디바이스로부터 명령어를 페치하여 이를 실행할 수 있는 다른 시스템에 의해 이용되거나 이들과 연관된 임의의 컴퓨터 판독 매체 내에 저장 및/또는 전송될 수 있다. 본 명세서에서, "컴퓨터 판독 매체"는 명령어 실행 시스템, 장치 또는 디바이스에 의해 이용되거나 이들과 연관된 프로그램을 포함하거나 저장할 수 있는 임의의 매체일 수 있다. 컴퓨터 판독 매체는 전자적, 자기적, 광학적, 전자기적, 적외선 또는 반도체 시스템, 장치 또는 디바이스, 휴대형 컴퓨터 디스켓(자기적), RAM(Random Access Memory)(자기적), ROM(Read-Only Memory)(자기적), EPROM(Erasble Programmable Read-Only Memory)(자기적), CD, CD-R, CD-RW, DVD, DVD-R 또는 DVD-RW와 같은 휴대형 광 디스크, 또는 콤팩트 플래시 카드, 보안 디지털 카드, USB 메모리 디바이스, 메모리 스틱 등과 같은 플래시 메모리를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

펌웨어는 컴퓨터 기반 시스템이나 프로세서 내장 시스템과 같은 명령어 실행 시스템, 장치 또는 디바이스, 또는 이 명령어 실행 시스템, 장치 또는 디바이스로부터 명령어를 페치하여 이를 실행할 수 있는 다른 시스템에 의해 이용되거나 이들과 연관된 임의의 전송 매체 내에 전파될 수 있다. 본 명세서에서, "전송 매체"는 명령어 실행 시스템, 장치 또는 디바이스에 의해 이용되거나 이들과 연관된 프로그램을 전달, 전파 또는 전송할 수 있는 임의의 매체일 수 있다. 이 전송 판독 매체는 전자적, 자기적, 광학적, 전자기적 또는 적외선 유선 또는 무선 전파 매체를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

지금까지 첨부 도면을 참조로 본 발명의 실시예들에 대해 자세히 설명하였지만, 당업자라면 이들 실시예들을 여러 가지로 수정하고 변형할 수 있을 것이다. 그러한 수정과 변형도 첨부된 청구범위에 의해 정의된 본 발명의 실시예들의 범위 내에 포함되는 것은 물론이다.
상기한 바에 따르면, 본 발명의 일부 예들은 터치 센서 패널에 관한 것이다. 터치 센서 패널은, 복수의 행 세부 구역을 포함하는 적어도 하나의 분할 행 및 적어도 하나의 비분할 행을 포함하는 복수의 행; 및 복수의 열 세부 구역을 포함하는 적어도 하나의 분할 열 및 적어도 하나의 비분할 열을 포함하는 복수의 열을 포함한다. 터치 센서 패널은 이 터치 센서 패널 상의 임의의 위치에서의 터치가 적어도 하나의 분할 행 및 적어도 하나의 분할 열과 실질적으로 겹치도록 배치된 적어도 하나의 분할 행 및 적어도 하나의 분할 열을 갖도록 구성된다. 이 행들과 열들은 터치 센서 패널의 대응 영역에서의 용량 변화를 검출할 수 있는 개별 충전된 전극들이다. 앞서 개시된 예들 중 하나 이상에 추가로 또는 이에 대한 대안으로, 일부 예에서, 터치 센서 패널의 적어도 하나의 분할 행과 적어도 하나의 분할 열은 터치 센서 패널 상의 임의의 위치에서의 터치가 단지 하나의 분할 행 및 하나의 분할 열과 겹치는 가능성을 증가시키도록 배치된다. 앞서 개시된 예들 중 하나 이상에 추가로 또는 이에 대한 대안으로, 일부 예에서, 터치 센서 패널은 터치 센서 패널 상의 임의의 위치에서의 터치가 단지 하나의 분할 행과 겹치도록 최소 수의 분할 행을 갖도록 또한 구성된다. 앞서 개시된 예들 중 하나 이상에 추가로 또는 이에 대한 대안으로, 일부 예에서, 터치 센서 패널은 터치 센서 패널 상의 임의의 위치에서의 터치가 단지 하나의 분할 열과 겹치도록 최소 수의 분할 열을 갖도록 또한 구성된다. 앞서 개시된 예들 중 하나 이상에 추가로 또는 이에 대한 대안으로, 일부 예에서, 터치 센서 패널은 분할 행 또는 분할 열의 각 세부 구역에 대한 개별적인 프로파일들을 생성하도록 구성된 프로세서에 통신가능하게 연결된다. 앞서 개시된 예들 중 하나 이상에 추가로 또는 이에 대한 대안으로, 일부 예에서, 터치 센서 패널은 분할 행 또는 분할 열의 세부 구역들에 의해 검출된 신호들 간의 비를 산출하도록 구성된 프로세서에 통신가능하게 연결된다. 앞서 개시된 예들 중 하나 이상에 추가로 또는 이에 대한 대안으로, 일부 예에서, 터치 센서 패널은 비분할 도전성 영역 상의 터치 위치를 추정하도록 구성된 프로세서에 통신가능하게 연결된다. 앞서 개시된 예들 중 하나 이상에 추가로 또는 이에 대한 대안으로, 일부 예에서, 비분할 도전성 영역은 비분할 온전한 행 또는 비분할 온전한 열을 포함한다. 앞서 개시된 예들 중 하나 이상에 추가로 또는 이에 대한 대안으로, 일부 예에서, 프로세서는 비분할 도전성 영역에 인접한 분할 행 또는 분할 열의 세부 구역들에 의해 검출된 신호들 간의 비를 이용하여 비분할 도전성 영역 상의 터치 위치를 추정하도록 또한 구성된다. 앞서 개시된 예들 중 하나 이상에 추가로 또는 이에 대한 대안으로, 일부 예에서, 프로세서는 분할 행의 세부 구역들에 의해 검출된 신호들 간의 비와 분할 열의 세부 구역들에 의해 검출된 신호들 간의 비를 이용하여 비분할 도전성 영역 상의 터치 위치를 추정하도록 또한 구성된다. 앞서 개시된 예들 중 하나 이상에 추가로 또는 이에 대한 대안으로, 일부 예에서, 터치 센서 패널은 적어도 하나의 분할 행과 적어도 하나의 분할 열로부터 2차원 터치 화소 어레이인 다중 터치 영상을 생성하도록 구성된 프로세서에 통신가능하게 연결된다. 앞서 개시된 예들 중 하나 이상에 추가로 또는 이에 대한 대안으로, 일부 예에서, 터치 센서 패널은 자기 용량성 터치 센서 패널이다.
본 발명의 다른 예들은, 하나 이상의 틈에 의해 분리되는 복수의 전극 세부 구역을 포함하는 적어도 하나의 길쭉한 분할 전극 - 각각의 세부 구역은 개별 터치 신호를 생성할 수 있음 -; 및 적어도 하나의 길쭉한 분할 전극에 인접한 적어도 하나의 길쭉한 온전한 전극 - 각각의 길쭉한 온전한 전극은 개별 터치 신호를 생성할 수 있음 - 을 포함하는 터치 센서 패널에 관한 것이다. 적어도 하나의 길쭉한 분할 전극은 터치 센서 패널 상의 임의의 위치에서의 터치가 적어도 하나의 길쭉한 분할 전극과 겹치는 가능성을 증가시키도록 배치된다. 적어도 하나의 길쭉한 분할 전극의 전극 세부 구역들에 의해 검출된 터치 신호들 간의 비는 적어도 하나의 길쭉한 온전한 전극 상의 터치 위치를 추정하는 데 이용된다. 앞서 개시된 예들 중 하나 이상에 추가로 또는 이에 대한 대안으로, 일부 예에서, 터치 센서 패널은 적어도 하나의 길쭉한 분할 전극의 각 전극 세부 구역들에 대한 개별적인 프로파일들을 생성하도록 구성된 프로세서에 통신가능하게 연결된다. 앞서 개시된 예들 중 하나 이상에 추가로 또는 이에 대한 대안으로, 일부 예에서, 터치 센서 패널은 자기 용량성 터치 센서 패널이다.
본 발명의 다른 예들은, 터치 센서 패널 상의 터치 위치 검출 방법에 관한 것이다. 터치 센서 패널은 비분할 도전성 영역에 인접한 분할 도전성 영역을 포함한다. 그 방법은, 분할 도전성 영역의 세부 구역들의 신호 비를 결정하는 단계; 분할 도전성 영역에 인접한 비분할 도전성 영역의 가상적 세부 구역들에 이 신호 비를 적용하는 단계; 및 비분할 도전성 영역의 상기 가상적 세부 구역들에 적용된 신호 비에 응답하여 비분할 도전성 영역 상의 터치 위치를 추정하는 단계를 포함한다. 앞서 개시된 예들 중 하나 이상에 추가로 또는 이에 대한 대안으로, 일부 예에서, 비분할 도전성 영역은 적어도 온전한 행 전극 또는 온전한 열 전극을 포함한다. 앞서 개시된 예들 중 하나 이상에 추가로 또는 이에 대한 대안으로, 일부 예에서, 분할 도전성 영역은 분할 행 전극 또는 분할 열 전극을 포함한다. 앞서 개시된 예들 중 하나 이상에 추가로 또는 이에 대한 대안으로, 일부 예에서, 신호 비를 적용하는 단계는 신호 비에 따라서 비분할 도전성 영역의 신호를 비분할 도전성 영역의 적어도 2개의 가상적 세부 구역들 사이에 분할하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 예들은, 터치 센서 패널 상의 터치 위치 검출 방법에 관한 것으로서, 터치 센서 패널은 적어도 하나가 분할 행인 복수의 행과 적어도 하나가 분할 열인 복수의 열을 포함한다. 그 방법은, 터치 센서 패널을 복수의 구역으로 분할하는 단계 - 복수의 구역 각각은 적어도 하나의 분할 행 중 하나의 분할 행 및 적어도 하나의 분할 열 중 하나의 분할 열과 적어도 부분적으로 겹침 -; 하나의 분할 행과 하나의 분할 열로부터의 신호들에 응답하여 복수의 구역 각각에 대한 합 또는 평균을 산출하는 단계; 구역들의 산출된 합들 또는 평균들에 응답하여 복수의 열 및 행 각각에 대한 분할 비를 산출하는 단계; 및 복수의 열 및 행의 분할 비에 기초하여 터치 센서 패널 상의 터치 위치를 결정하는 단계를 포함한다. 앞서 개시된 예들 중 하나 이상에 추가로 또는 이에 대한 대안으로, 일부 예에서, 터치 센서 패널은 4개의 사분면으로 분할되고, 사분면들 각각은 하나의 분할 행 및 하나의 분할 열과 겹치고, 그 방법은 하나의 분할 행과 하나의 분할 열로부터의 신호들에 응답하여 사분면들 각각에 대한 합 또는 평균을 산출하는 단계를 더 포함한다. 앞서 개시된 예들 중 하나 이상에 추가로 또는 이에 대한 대안으로, 일부 예에서, 분할 비를 산출하는 단계는 2개의 인접한 사분면의 사분면 합들 또는 평균들 간의 비를 산출하는 단계를 더 포함한다. 앞서 개시된 예들 중 하나 이상에 추가로 또는 이에 대한 대안으로, 일부 예에서, 그 방법은 터치 센서 패널 상의 임의의 위치에서의 터치가 단지 하나의 분할 행 및 하나의 분할 열과 겹치도록 분할 행의 수와 분할 열의 수를 최소화하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 다른 예들은, 터치 센서 패널 상의 터치 위치 검출 방법에 관한 것으로서, 터치 센서 패널은 비분할 도전성 영역에 인접한 분할 도전성 영역을 포함한다. 그 방법은, 분할 도전성 영역의 세부 구역들의 신호 비를 결정하는 단계; 분할 도전성 영역에 인접한 비분할 도전성 영역의 가상적 세부 구역들에 미리 정해진 신호 비를 할당하는 단계; 및 분할 도전성 영역의 세부 구역들의 신호 비와 비분할 도전성 영역의 가상적 세부 구역들의 미리 정해진 신호 비에 응답하여 터치 센서 패널 상의 터치 위치를 결정하는 단계를 포함한다. 앞서 개시된 예들 중 하나 이상에 추가로 또는 이에 대한 대안으로, 일부 예에서, 미리 정해진 신호 비는 50:50이다.

Claims

터치 센서 패널로서,
복수의 행 세부 구역(row subsection)을 포함하는 적어도 하나의 분할 행(split row) 및 적어도 하나의 비분할 행(non-split row)을 포함하는 복수의 행; 및
복수의 열 세부 구역(column subsection)을 포함하는 적어도 하나의 분할 열(split column) 및 적어도 하나의 비분할 열(non-split column)을 포함하는 복수의 열
을 포함하고,
상기 터치 센서 패널은 상기 터치 센서 패널 상의 임의의 위치에서의 터치가 적어도 하나의 분할 행 및 적어도 하나의 분할 열과 실질적으로 겹치도록 배치된 적어도 하나의 분할 행 및 적어도 하나의 분할 열을 갖도록 구성되고,
상기 행들과 열들은 상기 터치 센서 패널의 대응 영역에서의 용량 변화를 검출할 수 있는 개별 충전된 전극들인 터치 센서 패널.
제1항에 있어서,
상기 터치 센서 패널의 상기 적어도 하나의 분할 행과 상기 적어도 하나의 분할 열은 상기 터치 센서 패널 상의 임의의 위치에서의 터치가 단지 하나의 분할 행 및 하나의 분할 열과 겹치는 가능성을 증가시키도록 배치되는 터치 센서 패널.
제1항에 있어서,
상기 터치 센서 패널은 상기 터치 센서 패널 상의 임의의 위치에서의 터치가 단지 하나의 분할 행과 겹치도록 최소 수의 분할 행을 갖도록 또한 구성되는 터치 센서 패널.
제1항에 있어서,
상기 터치 센서 패널은 상기 터치 센서 패널 상의 임의의 위치에서의 터치가 단지 하나의 분할 열과 겹치도록 최소 수의 분할 열을 갖도록 또한 구성되는 터치 센서 패널.
제1항에 있어서,
상기 터치 센서 패널은 분할 행 또는 분할 열의 각 세부 구역에 대한 개별적인 프로파일들을 생성하도록 구성된 프로세서에 통신가능하게 연결되는 터치 센서 패널.
제1항에 있어서,
상기 터치 센서 패널은 분할 행 또는 분할 열의 세부 구역들에 의해 검출된 신호들 간의 비를 산출하도록 구성된 프로세서에 통신가능하게 연결되는 터치 센서 패널.
제1항에 있어서,
상기 터치 센서 패널은 비분할 도전성 영역 상의 터치 위치를 추정하도록 구성된 프로세서에 통신가능하게 연결되는 터치 센서 패널.
제7항에 있어서,
상기 비분할 도전성 영역은 비분할 온전한 행(undivided whole row) 또는 비분할 온전한 열을 포함하는 터치 센서 패널.
제8항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 비분할 도전성 영역에 인접한 분할 행 또는 분할 열의 세부 구역들에 의해 검출된 신호들 간의 비를 이용하여 상기 비분할 도전성 영역 상의 터치 위치를 추정하도록 또한 구성되는 터치 센서 패널.
제8항에 있어서,
상기 프로세서는 분할 행의 세부 구역들에 의해 검출된 신호들 간의 비와 분할 열의 세부 구역들에 의해 검출된 신호들 간의 비를 이용하여 상기 비분할 도전성 영역 상의 터치 위치를 추정하도록 또한 구성되는 터치 센서 패널.
제1항에 있어서,
상기 터치 센서 패널은 상기 적어도 하나의 분할 행과 상기 적어도 하나의 분할 열로부터 2차원 터치 화소 어레이인 다중 터치 영상(multi-touch image)을 생성하도록 구성된 프로세서에 통신가능하게 연결되는 터치 센서 패널.
터치 센서 패널로서,
하나 이상의 틈(break)에 의해 분리되는 복수의 전극 세부 구역을 포함하는 적어도 하나의 길쭉한 분할 전극 - 각각의 세부 구역은 개별 터치 신호를 생성할 수 있음 -; 및
상기 적어도 하나의 길쭉한 분할 전극에 인접한 적어도 하나의 길쭉한 온전한 전극 - 각각의 길쭉한 온전한 전극은 개별 터치 신호를 생성할 수 있음 -
을 포함하며,
상기 적어도 하나의 길쭉한 분할 전극은 상기 터치 센서 패널 상의 임의의 위치에서의 터치가 적어도 하나의 길쭉한 분할 전극과 겹치는 가능성을 증가시키도록 배치되고,
상기 적어도 하나의 길쭉한 분할 전극의 전극 세부 구역들에 의해 검출된 터치 신호들 간의 비는 상기 적어도 하나의 길쭉한 온전한 전극 상의 터치 위치를 추정하는 데 이용되는 터치 센서 패널.
제12항에 있어서,
상기 터치 센서 패널은 상기 적어도 하나의 길쭉한 분할 전극의 각 세부 구역에 대한 개별적인 프로파일들을 생성하도록 구성된 프로세서에 통신가능하게 연결되는 터치 센서 패널.
비분할 도전성 영역에 인접하고 상기 비분할 도전성 영역과 동일층 상의 분할 도전성 영역을 포함하는 터치 센서 패널 상의 터치 위치를 검출하는 방법으로서,
상기 분할 도전성 영역의 세부 구역들의 신호 비를 결정하는 단계;
상기 동일층 상에서 상기 분할 도전성 영역에 인접한 상기 비분할 도전성 영역의 가상적 세부 구역들에 상기 신호 비를 적용하는 단계; 및
상기 비분할 도전성 영역의 상기 가상적 세부 구역들에 적용된 상기 신호 비에 응답하여 상기 비분할 도전성 영역 상의 터치 위치를 추정하는 단계
를 포함하는 방법.
제14항에 있어서,
상기 비분할 도전성 영역은 적어도 온전한 행 전극 또는 온전한 열 전극을 포함하는 방법.
제14항에 있어서,
상기 분할 도전성 영역은 분할 행 전극 또는 분할 열 전극을 포함하는 방법.
제14항에 있어서,
상기 신호 비를 적용하는 단계는 상기 신호 비에 따라서 상기 비분할 도전성 영역의 신호를 상기 비분할 도전성 영역의 적어도 2개의 가상적 세부 구역들 사이에 분할하는 단계를 포함하는 방법.
적어도 하나가 분할 행이고, 다른 하나가 비분할 행인 제1층 상의 복수의 행과, 적어도 하나가 분할 열이고, 다른 하나가 비분할 열인 제2층 상의 복수의 열을 포함하는 터치 센서 패널 상의 터치 위치를 검출하는 방법으로서,
상기 터치 센서 패널을 복수의 구역으로 분할하는 단계 - 상기 복수의 구역 각각은 상기 적어도 하나의 분할 행 중 하나의 분할 행 및 상기 적어도 하나의 분할 열 중 하나의 분할 열과 적어도 부분적으로 겹침 -;
상기 하나의 분할 행과 상기 하나의 분할 열로부터의 신호들에 응답하여 상기 복수의 구역 각각에 대한 합 또는 평균을 산출하는 단계;
상기 구역들의 상기 산출된 합 또는 평균에 응답하여 상기 복수의 열 및 행 각각에 대한 분할 비(split ratio)를 산출하는 단계; 및
상기 복수의 열 및 행의 분할 비에 기초하여 상기 터치 센서 패널 상의 터치 위치를 결정하는 단계
를 포함하는 방법.
제18항에 있어서,
상기 터치 센서 패널은 4개의 사분면으로 분할되고, 상기 사분면들 각각은 하나의 분할 행 및 하나의 분할 열과 겹치고,
상기 방법은 상기 하나의 분할 행과 하나의 분할 열로부터의 신호들에 응답하여 상기 사분면들 각각에 대한 합 또는 평균을 산출하는 단계를 더 포함하는 방법.
제18항에 있어서,
상기 분할 비를 산출하는 단계는 2개의 인접한 사분면의 사분면 합들 또는 평균들 간의 비를 산출하는 단계를 더 포함하는 방법.
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