KR101532581B1 - 터치입력위치 오류의 보정방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

Abstract

복수 개의 터치노드에서의 커패시턴스 변화값들로 이루어질 수 있는 가능한 조합들 및 상기 가능한 조합들에 매핑된 정보를 포함하는 테이블을 제공받는 단계, 터치입력에 의해 발생한 상기 복수 개의 터치노드에서의 커패시턴스의 변화값들에 관한 제1조합을 획득하는 단계, 상기 가능한 조합들 중 상기 제1조합을 검색하여 상기 제1조합에 매핑된 제1정보를 획득하는 단계, 및 상기 획득한 제1정보를 이용하여 상기 터치입력의 입력위치를 결정하는 단계를 포함하는, 터치입력위치 결정방법을 공개한다.

Description

터치입력위치 오류의 보정방법 및 이를 위한 장치{Method for correcting touch input location error and apparatus for the same}

본 발명은 정전식 터치입력장치에서 출력되는 터치입력위치의 오류를 보정하는 기술에 관한 것이다.

터치입력장치는 터치패널 상에서 손가락 등의 접촉위치를 감지하고, 감지된 접촉위치에 관한 정보를 입력정보로서 제공하는 입력장치를 지칭한다. 터치입력장치의 터치패널은 디스플레이 화면 상에 중첩되어 설치되거나 디스플레이 화면과 분리하여 별도로 제공될 수 있으며, 이 장치로부터 얻은 접촉여부정보와 접촉위치정보는 터치입력장치가 탑재된 컴퓨터 시스템의 동작제어와 화면조작 등에 이용될 수 있다. 터치입력장치에는 여러 방식이 있으며, 대표적으로 저항 방식과 용량성 방식이 있다. 용량성 방식은 크게 자기축전방식과 상호축전방식이 있다.

상호축전방식은 투명한 전도성 소재로 이루어진 구동전극 및 감지전극을 갖는데 이 두 전극 사이에 커패시턴스가 형성될 수 있다. 보통 구동전극과 감지전극의 연장방향은 서로 다르며 어떤 실시예에서는 두 전극이 서로 수직방향을 이룰 수도 있다. 감지전극과 구동전극 사이에 커패시턴스가 형성될 수 있으며, 특히 대부분의 커패시턴스는 두 전극의 교차영역에서 형성될 수 있다. 이러한 교차영역을 본 명세서에서는 총칭 '터치노드' 또는 '노드'라고 지칭할 수 있다. 하나의 터치패널에는 한 개 이상의 구동전극과 한 개 이상의 감지전극이 제공되기 때문에 상술한 터치노드가 한 개 이상 존재할 수 있다.

손가락을 상기 터치노드 근처에 가져가거나 또는 접촉하게 되면 이 터치노드에서 형성되는 커패시턴스의 값이 변화하게 된다. 따라서 터치노드에 형성되는 캐패시턴스의 값의 변화 여부를 측정하면 손가락으로 터치패널에 접촉했는지 여부를 알아낼 수 있다.

이를 위하여 구동전극에 구동신호를 인가하면 감지전극에 전하가 주입된다. 주입되는 전하의 양은 두 전극 사이에 형성된 커패시턴스 값에 따라 달라지기 때문에 주입된 전하의 양을 측정함으로써 캐패시턴스의 변화를 알아낼 수 있고, 그 결과 터치입력이 이루어졌는지 여부를 알 수 있다.

터치패널에는 여러 개의 구동전극 및 감지전극이 배치될 수 있는데, 이들 전극들은 각각 구동회로 및 감지회로에 연결된다. 상기 연결을 위하여 구동전극 및 감지전극에는 각각 구동배선들과 감지배선들이 연결된다. 각각의 구동배선과 감지배선은 서로 전기적으로 분리되도록 설계될 수 있다. 구동전극과 감지전극이 동일층에 형성된 경우 구동배선들과 감지배선들을 서로 절연하기 위한 다양한 구조가 제시될 수 있다. 본 명세서에서는 구동배선과 감지배선을 총칭하여 배선이라고 부를 수 있다.

상술한 상호축전방식의 터치패널의 자세한 동작원리는 2013년 10월 08일에 공개된 대한민국 특허공개번호 10-2013-0109919에 공개되어 있으며, 이 중 도 2a, 도 2b, 도 2c, 및 도 3a에 관한 설명에서는 특히, 터치입력 좌표의 변화에 따른 터치노드에서의 커패시턴스의 변화량이, 상기 터치입력 좌표의 변화량에 대하여 선형성을 유지하지 못하는 문제에 대하여 설명하고 있다. 이러한 비선형성은 정확한 터치입력 위치를 계산하는데 문제점으로 작용한다. 또한 대한민국 특허공개번호 10-2013-0109919의 도 4a에는 감지전극, 구동전극, 및 배선들의 배치에 관한 구체저인 예가 도시되어 있는데, 이때 상기 배선들이 차지하는 영역을 소위 '데드존'이라고 부를 수 있다. 이러한 데드존에 배치된 배선들을 밀도는 데드존의 위치마다 다른데, 상술한 터치입력위치의 정확한 검출을 위하여 요구되는 상술한 선형성은 이와 같은 패턴의 불균일성으로 인하여 악화되는 문제가 있다.

본 명세서에서 기술하는 상기 '터치노드'의 개념은 위의 대한민국 특허공개번호 10-2013-0109919에 설명되어 있으며, 대한민국 특허공개번호 10-2013-0109919의 내용은 본 명세서에 참조로서 포함된 것으로 본다.

본 발명에서는 상술한 터치패널에서의 터치위치에 따른 터치노드의 커패시턴스의 변화량이 비선형성을 갖기 때문에 야기되는 터치입력위치의 오류를 보정하는 기술을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 관점에 따라 제공되는 터치입력위치 결정방법은, 복수 개의 터치노드에서의 커패시턴스 변화값들로 이루어질 수 있는 가능한 조합들 및 상기 가능한 조합들에 매핑된 정보를 포함하는 테이블을 제공받는 단계, 터치입력에 의해 발생한 상기 복수 개의 터치노드에서의 커패시턴스의 변화값들에 관한 제1조합을 획득하는 단계, 상기 가능한 조합들 중 상기 제1조합을 검색하여 상기 제1조합에 매핑된 제1정보를 획득하는 단계, 및 상기 획득한 제1정보를 이용하여 상기 터치입력의 입력위치를 결정하는 단계를 포함한다.

이때, 상기 복수 개의 터치노드는 한 개의 중심 터치노드와 상기 중심 터치노드에 인접한 한 개 이상의 주변 터치노드를 포함하며, 상기 중심 터치노드는 상기 복수 개의 터치노드 중 커패시턴스의 변화량이 가장 큰 터치노드일 수 있다.

이때, 상기 가능한 조합들의 각 조합에 매핑된 상기 각 정보는 상기 터치입력의 입력위치의 좌표일 수 있다.

이때, 상기 가능한 조합들의 각 조합에 매핑된 상기 각 정보는, 상기 각 조합을 구성하는 커패시턴스 변화값으로부터 보정된 커패시턴스 변화값일 수 있다.

본 발명의 다른 양상에 따라 복수 개의 터치노드들을 포함하는 터치패널에서 터치입력위치를 결정하는 터치입력위치 결정방법을 제공할 수 있다. 이 방법은, 중심 터치노드와 상기 중심 터치노드 주변의 한 개 이상의 주변 터치노드에서의 커패시턴스의 변화값들에 관한 제1조합을 획득하는 단계, 상기 중심 터치노드와 상기 주변 터치노드에서의 커패시턴스 변화값들로 이루어질 수 있는 가능한 조합들 및 상기 가능한 조합들에 매핑된 정보를 포함하는 테이블로부터 상기 제1조합에 매핑된 제1정보를 획득하는 단계, 상기 획득한 제1정보를 이용하여 터치입력된 위치를 결정하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 양상에 따라, 복수 개의 터치노드들에서의 커패시턴스의 변화값을 획득하는 감지부, 및 상기 감지부의 획득 결과를 이용하여 터치입력위치를 제공하는 처리부를 포함하는 터치입력위치 결정장치가 제공된다.

이때, 상기 처리부는, 상기 복수 개의 터치노드에서의 커패시턴스 변화값들로 이루어질 수 있는 가능한 조합들 및 상기 가능한 조합들에 매핑된 정보를 포함하는 테이블을 제공받는 단계, 터치입력에 의해 발생한 상기 복수 개의 터치노드에서의 커패시턴스의 변화값들에 관한 제1조합을 획득하는 단계, 상기 가능한 조합들 중 상기 제1조합을 검색하여 상기 제1조합에 매핑된 제1정보를 획득하는 단계, 및 상기 획득한 제1정보를 이용하여 상기 터치입력의 입력위치를 결정하는 단계를 수행하도록 되어 있다.

본 발명에 따르면 터치패널에서의 터치위치에 따른 터치노드의 커패시턴스의 변화량이 비선형성을 갖기 때문에 야기되는 터치입력위치의 오류를 보정하는 기술을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명이 일 실시예에 따른 터치패널에 배열된 터치노드들의 배열 예를 나타낸 것이다.
도 2의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 일 실시예에서 사용되는 터치패널의 터치입력 해상도와 이 패널과 결합된 표시장치에서의 표시 해상도를 비교한 것이다.
도 3의 (a) 및 (b)는 도 2에서 설명한 터치패널에 결합된 표시장치에서 나타내는 표시픽셀 중 표시픽셀(55)에 대응하는 위치를 선택하여 입력하는 경우를 설명하기 위한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에서 상술한 한 개의 터치노드 세트에서 출력 가능한 커패시턴스 변화량의 조합의 경우의 수를 나타낸 것이다.
도 5는 도 4의 변형예로서, 실제로는 예컨대 각 터치노드의 커패시턴스 변화량을 나타내는 값이 2비트 해상도로 제공되더라도, 테이블의 검색시간을 줄이기 위하여 1비트 해상도로 변형한 경우를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예를 위해 제공되는 테이블의 예를 나타낸 것이다.
도 7은 도 6의 변형예로서, 실제로는 예컨대 각 터치노드의 커패시턴스 변화량을 나타내는 값이 2비트 해상도로 제공되더라도, 테이블의 검색시간을 줄이기 위하여 1비트 해상도로 변형한 경우를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치입력 위치 결정방법을 나타내는 순서도이다.
도 9는 도 8의 순서도의 변형예로서, 도 4와 같은 표에서 해당 경우를 검색하는 검색시간이 충분히 빨라 상기 후속 프로세스의 처리를 실시간으로 수행할 수 있는 경우에 적용할 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치입력 위치 결정방법을 나타내는 순서도이다.
도 11은 도 10의 순서도의 변형예로서, 도 6과 같은 표에서 해당 경우를 검색하는 검색시간이 충분히 빨라 상기 후속 프로세스의 처리를 실시간으로 수행할 수 있는 경우에 적용할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 터치입력 위치 결정방법의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 전도체 패턴을 이용한 전자장치의 예를 나타낸 것이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 이하에서 사용되는 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 또한, 이하에서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 본 명세서에 첨부한 도면은 설명의 편의를 위해 일부 과장되거나 축소되어 도시되었으며, 본 발명의 일 실시예를 실제로 구현할 경우 도면에 나타난 구성요소의 각 부분의 축척은 달라질 수 있다.

도 1은 본 발명이 일 실시예에 따른 터치패널에 배열된 터치노드들의 배열 예를 나타낸 것이다.

이 예에서 터치노드들은 6*6의 행렬형태로 배열되어 있으나, 배열형태는 이에 국한되지 않는다. 본 발명의 일 실시예에 따른 터치입력 위치 검출방법에서는 먼저 전체 터치노드들 중에서 커패시턴스의 변화량이 가장 큰 한 개의 중심 터치노드를 결정한다. 그 다음 상기 중심 터치노드 및 상기 중심 터치노드 주위에 인접하여 있는 한 개 이상의 주변 터치노드들의 커패시턴스의 변화량들을 이용하여 터치입력 위치는 더 정교하게 계산할 수 있다. 도 1의 예에서는 상기 중심 터치노드로서 3번째 열 3번째 행에 존재하는 터치노드(5)가 선택된 예를 나타내며, 이 중심 터치노드(5) 및 여기에 인접한 다른 8개의 주변 터치노드(1~4, 6~9)들에서의 커패시턴스의 변화량들을 이용할 수 있다. 이하 본 명세서에서는 상기 한 개의 중심 터치노드와 그 주위에 인접한 상기 한 개 이상의 주변 터치노드들을 통칭하여 '한 세트의 터치노드', 또는 '터치노드 세트'라고 부를 수 있다.

도 1의 예에서는 모든 터치노드들 중에서 중심 터치노드를 1개만 선택하여 1개의 터치노드 세트를 관찰하였는데, 멀티터치를 지원하는 경우에는 2개 이상의 중심 터치노드, 예컨대 제1 중심 터치노드와 제2 중심 터치노드를 선택하여 2개 이상의 터치노드 세트를 관찰할 수도 있다.

도 2의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 일 실시예에서 사용되는 터치패널의 터치입력 해상도와 이 패널과 결합된 표시장치에서의 표시 해상도를 비교한 것이다. 이하 도 2의 (a), (b), (c)를 함께 참조하여 설명한다.

도 2의 (a)에서 참조번호 1~9는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널 중 상술한 중심 터치노드(5)와 주변 터치노드들(1~4, 6~9)이 각각 담당하는 영역의 모양과 크기, 그리고 이 9개의 터치노드들 간의 상대적인 위치를 나타낸 것이다. 여기서 도 2의 (a)에 나타낸 9개의 터치노드들은 도 1의 전체 터치노드들의 집합 중 일부가 선택된 것일 수 있다.

도 2의 (b)는, 상기 터치패널에 결합된 표시장치 중, 도 1의 (a)에 나타낸 터치노드 세트와 결합관계에 있는 일부의 표시영역에서의 표시픽셀들(11~18, 21~28, 31~38, ..., 81~88; 이하 11~88)의 크기 및 상기 표시픽셀들의 상대적인 배치관계를 나타낸 것이다.

도 2의 (c)에 나타낸 바와 같이 터치노드들(1~9)은 표시장치 상에 배치될 수 있다. 이때, 터치노드들은 육안으로 관찰되지 않는 투명전극으로 이루어지기 때문에 사람은 터치노드를 보지 못하고 그 밑에 있는 표시장치가 출력하는 빛들만을 관찰할 수 있다.

도 2의 예에서, 상기 표시픽셀(11~88)들의 각 표시픽셀은 상기 한 개의 터치노드의 1/4 크기를 갖는 것으로 가정하였고, 상기 각 터치노드들은 상기 한 개의 표시픽셀의 폭 만큼 이격되어 있는 것으로 가정하였다. 각 터치노드들 사이에 형성된 공간은 일명 '데드 존'이라고 불리기도 하는데, 이 부분에는 각 터치노드를 형성하는 감지전극과 구동전극들에 연결되는 배선들이 배치될 수 있다. 상기 감지전극, 구동전극, 배선들은 동일 레이어 상에 배치될 수도 있고, 서로 다른 레이어 상에 배치될 수도 있다. 가능한 본 발명의 다른 실시예에서는 한 개의 터치노드에 예컨대 10*10=100개의 표시픽셀들이 대응될 수도 있다. 즉 터치노드의 해상도에 비하여 표시픽셀들의 해상도가 훨씬 높을 수 있다. 도 2의 예에서는 설명의 편의를 위하여 한 개의 터치노드에 총 2*2=4개의 표시픽셀들이 대응되는 것으로 예시하였다.

도 3의 (a) 및 (b)는 도 2에서 설명한 터치패널에 결합된 표시장치에서 나타내는 표시픽셀 중 표시픽셀(55)에 대응하는 위치를 선택하여 입력하는 경우를 설명하기 위한 것이다.

상기 표시장치를 관찰하던 사용자가 표시픽셀(55)을 선택하기 위해 손가락 등의 도구를 상기 표시장치 근처에 갖다 대면, 상기 도구는 상기 터치노드들(1~9)의 각각의 일부 또는 전부를 커버(cover)할 수 있다. 이때, 상기 커버하는 커버영역(91)을 타원 또는 원으로 모델링할 수 있다. 그리고 도 3의 (a)에서 각 터치노드들(1~9)의 커패시턴스의 변화량의 크기는 각 터치노드를 덮는 면적에 관련될 수 있다. 바람직하게는 각 터치노드에서의 커패시턴스의 변화량의 크기는 상기 도구가 각 터치노드를 덮는 면적에 선형적으로 비례할 수 있다. 도 3의 (a)에서 각 터치노드에서의 커패시턴스의 변화량의 크기는 터치노드(5)에서 가장 크고 그 다음으로 터치노드(6), 터치노드(8), 터치노드(4), 터치노드(9), 터치노드(2), 터치노드(3), 터치노드(1)의 순서일 수 있다.

이때, 가장 단순한 방법으로 터치지점을 결정한다면, 커패시턴스의 변화량이 가장 큰 터치노드(5)에 터치입력이 이루어졌다고 판단할 수 있으며, 이 경우 터치노드(5)에 대응하는 표시픽셀(44, 45, 54, 55)이 모두 선택된 것으로 판단할 수 있다. 실제로는 사용자가 표시픽셀(55)을 선택하였음에도 불구하고, 표시픽셀(44, 45, 54, 55)이 모두 선택된 것으로 판단되는 이유는, 터치입력 해상도가 표시 해상도보다 낮기 때문이다. 상기 터치입력 해상도를 높이기 위하여 상기 터치노드 세트에서 검출된 커패시턴스 값의 변화량들을 이용한다. 이를 위해 아래와 같은 수학식 1을 사용할 수 있다.

[수학식 1]

터치입력위치

= f(가장 큰 ΔC 변화를 나타낸 터치노드 및 상기 터치노드 주변의 터치노드들에서의 ΔC 값들)

= f(ΔC1, ΔC2, ΔC3, ΔC4, ΔC5, ΔC6, ΔC7, ΔC8, ΔC9)

단, ΔCk (k=1~9)는 각 터치노드에서의 기준 커패시턴스 값으로부터의 커패시턴스 변화량

즉, 수학식 1과 같이 복수 개의 터치노드에서의 커패시턴스 변화량들을 독립변수로 하여 터치입력 위치를 정교화 할 수 있다. 다만, 수학식 1의 결과가 정확하게 도출되기 위해서는 각 터치노드에서의 커패시턴스 변화량이 상기 도구가 상기 각 터치노드를 커버하는 면적에 선형적으로 비례해야 하는데, 실제로는 그렇지 않다. 그 이유는 각 터치노드의 커패시턴스의 변화를 유도하는 전기력선의 분포가 각 터치노드 내에서 균일하지 않으며, 상술한 데드존의 특성이 터치패널 전 영역에 걸쳐 불균일하게 형성된다는 점을 포함한다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 각 터치노드를 형성하는 감지전극과 구동전극의 패턴의 모양을 설계하는 기술 및 상기 데드존의 모양과 상기 데드존에서의 배선들의 배치에 관한 기술들이 연구되고 있으나, 이러한 연구에도 불구하고 상술한 문제점은 완전히 해결되지 않는다.

<실시예 1>

상술한 문제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에서는 표시픽셀들 중 특정 표시픽셀, 또는 서로 인접한 복수 개의 표시픽셀들을 '목표 표시픽셀'로 삼아 상기 목표 표시픽셀에 대하여 터치입력을 수행하였을 때에, 상기 목표 표시픽셀 주변의 터치노드들에서의 커패시턴스의 변화량을 실측하여 테이블 형태로 저장하여 놓는다.

이때, 예컨대 도 3의 (a), (b)에 나타낸 예와 같이, 표시픽셀(55)을 목표 표시픽셀로서 선택한 경우에 있어서, 표시픽셀(55) 주변의 상기 터치노드 세트들에서의 커패시턴스 변화량의 조합은 한 개 이상일 수 있다. 예컨대, 동일한 표시픽셀(55)의 선택을 목표로 입력한 제1터치의 경우 영역(91)을 커버하고, 제2터치의 경우 영역(92)을 커버할 수 있다. 이때, 제1터치의 경우 터치노드(2~9)에서 커패시턴스의 변화값이 0 이상일 것으로 예측되지만, 제2터치의 경우에는 터치노드(5, 6, 8)에서만 커패시턴스가 변화할 것으로 예측된다. 위의 예로부터, 특정 목표 표시픽셀에 대하여, 상기 터치노드 세트들에서의 커패시턴스 변화량의 조합은 한 개 이상일 수 있음을 이해할 수 있다.

상술한 테이블의 예를 도 4를 통해 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에서 상술한 한 개의 터치노드 세트에서 출력 가능한 커패시턴스 변화량의 조합의 경우의 수를 나타낸 것이다.

각 열(column)은 터치입력이 이루어진 목표 표시픽셀 주변의 상기 한 개의 터치노드 세트의 각 터치노드의 인덱스를 나타낸 것으로서, 도 3의 (a)의 예를 활용한 것이다.

각 행(row)은 상기 한 개의 터치노드 세트에 존재하는 9개의 터치노드에서 출력 가능한 모든 경우의 각 경우를 나타낸다. 상기 출력 가능한 모든 경우의 수는, 각 터치노드에서 출력되는 커패시턴스 변화량의 검출 해상도와 관련된다. 이 검출 해상도는 검출부에 존재하는 AD 컨버터의 성능에 관련될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서는 각 터치노드에서 출력되는 커패시턴스의 변화량의 해상도를 예컨대 5비트로 표현할 수 있으나, 도 4의 표에서는 설명의 편의를 위하여 2비트 해상도를 갖는 것으로 예시하였다. 따라서 도 4에서는 커패시턴스 변화량(ΔC)의 최소값은 0이고 최대값은 3이며, 상기 경우의 수는 모두 4^9=262,144개이다.

도 4의 각 행과 열의 교차점에 기재된 숫자는 해당 터치노드에서 실측된 커패시턴스의 변화량을 나타낸다. 도 4의 표를 도 3과 연관지어 함께 살펴보면, 실제로 표시픽셀(76)을 목표 표시픽셀로 삼아 터치입력을 수행한 경우 터치노드(1~9)에서의 커패시턴스 변화량이 각각 {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 2}로 실측되었음(경우 7)을 확인할 수 있다. 또한, 표시픽셀(77)을 목표 표시픽셀로 삼아 터치입력을 수행한 경우 터치노드(1~9)에서의 실제 커패시턴스 변화량은 경우 2, 경우 3, 및 경우 4와 같이 복수 개의 경우가 발생하였음을 알 수 있다. 또한 또 다른 예로서, 표시픽셀(66)을 목표 표시픽셀로 삼아 터치입력을 수행한 경우 터치노드(1~9)에서의 커패시턴스 변화량이 각각 {0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 1}로 실측되었음(경우 278)을 확인할 수 있다.

각 표시픽셀에 대하여 실제로 터치입력을 수행하여 얻은 각 터치노드에서의 커패시턴스의 변화량을 도 4와 같이 테이블 형태로 저장하게 되면, 예컨대 도 3의 (a)에 나타낸 9개의 터치노드에서 출력될 수 있는 모든 경우의 수가 제공될 수 있다. 따라서 이후 9개의 터치노드에 대하여 커패시턴스 변화량에 관한 어떠한 값의 조합이 출력되면, 이 조합을 도 4의 표로부터 찾아 구체적인 터치입력 위치를 표시픽셀 수준의 해상도로 출력할 수 있다.

도 5는 도 4의 변형예로서, 실제로는 예컨대 각 터치노드의 커패시턴스 변화량을 나타내는 값이 2비트 해상도로 제공되더라도, 테이블의 검색시간을 줄이기 위하여 1비트 해상도로 변형한 경우를 나타낸다. 도 4와 도 5로부터 유추할 수 있듯이, 상술한 테이블에서 제공하는 모든 경우의 수는 각 터치노드에서의 커패시턴스 변화량을 나타내는 값의 해상도와, 상술한 한 개의 중심 터치노드에 대하여 결합되는 주변 터치노드의 개수에 따라 결정될 수 있다. 도 5에 나타낸 표의 경우에는 총 256개의 경우가 제공될 수 있다.

도 4와 도 5에 예시한 표는 이미 제공된 터치패널의 출력특성을 실측하여 미리 준비해 두어야 한다.

<실시예 2>

본 발명의 다른 실시예에서는 상술한 수학식 1을 이용한다. 다만, 수학식 1의 독립변수로서 제공되는 값을 아래와 같은 방법의 실측치를 이용하여 제공할 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예를 위해 제공되는 테이블의 예를 나타낸 것이다. 이하 도 6과 도 3을 함께 참조하여 설명한다.

도 6에서 각 터치노드에서의 커패시턴스의 변화량을 나타내는 값은 2비트 해상도로 제공되는 것으로 가정하였으며, 도 3의 (a)와 같이 총 9개의 터치노드가 한 개의 상기 터치노드 세트를 구성하는 경우를 가정하였다. 이때, 가능한 경우의 수는 모두 4^9=262,144 경우이다.

이때 상술한 수학식 1에서의 함수 f( )가 도 3의 (a)에서 제공하는 터치노드들의 배치 및 전기적 특성에 맞추어 최적화된 것일 수 있다. 따라서 총 262,144 경우 중 대부분의 경우에 있어서, 상기 한 개의 터치노드 세트에서의 커패시턴스 변화량에 관한 출력값을 상기 함수 f( )에 대입하는 경우 터치입력이 수행된 표시픽셀의 위치가 정확하게 특정될 수 있다.

그러나 터치노드 세트의 전기적인 특성이 비선형성을 나타냄으로 인하여 다음과 같은 현상이 나타날 수 있다. 예컨대, 경우 285에서 실제 터치입력 위치가 표시픽셀(55)임에도 불구하고 도 3의 (a)에서의 터치노드(1~9)에서의 실측값이 {0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 1}으로 나타날 수 있다. 만일, f( )에 독립변수로서 {0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 1}을 대입하면 터치 입력위치가 표시픽셀(66)인 것으로 결정되고, 이와 달리 독립변수로서 {0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 0}을 대입하면 터치 입력위치가 표시픽셀(55)인 것으로 나타난다면, 상기 실측된 {0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 1}을 {0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 0}로 변환하는 매핑관계를 표 6과 같이 저장하여 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 예컨대, 실제로 표시픽셀(55)를 목표로 터치입력이 이루어진 경우, (1) 도 3의 (a)의 9개의 터치노드에서는 실제로는 {0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 1}이 출력되지만, (2) 도 6의 표에서 {0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 1}을 {0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 0}으로 변환한 이후, (3) 변환된 값 {0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 0}이 f( )에 입력됨으로써 터치입력된 위치가 표시픽셀(55)라고 결정될 수 있다. 도 6과 같은 표는 이미 제공된 터치패널의 특성을 실측하여 미리 준비하여야 한다.

도 6의 예에서는 경우 1~8에서 실측된 커패시턴스의 변화량을 f( )에 입력하는 경우 정확한 터치입력의 위치가 도출되는 것으로 가정하였다. 이와 같이 실측된 커패시턴스의 변화량을 보정하여 저장할 필요가 없는 경우, 예컨대 도 6에서 경우 1~8와 같은 레코드들은 표에 저장할 필요가 없다.

도 7은 도 6의 변형예로서, 실제로는 예컨대 각 터치노드의 커패시턴스 변화량을 나타내는 값이 2비트 해상도로 제공되더라도, 테이블의 검색시간을 줄이기 위하여 1비트 해상도로 변형한 경우를 나타낸다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치입력 위치 결정방법을 나타내는 순서도이다. 이하, 도 1, 도 3, 및 도 4를 함께 참조하여 설명한다.

단계(S11)에서, 커패시턴스 변화량이 가장 큰 터치노드(5)를 결정할 수 있다.

그 다음, 단계(S12)에서, 상기 결정된 터치노드(5) 및 그 주위에 있는 터치노드들(1~4, 6~9)에서의 커패시턴스의 변화량을 이용하여 제1 미세 터치위치를 미리 제공된 규칙(ex: f( ))에 의해 산출할 수 있다.

그 다음, 단계(S13)에서, 상기 산출된 제1 미세 터치위치를 이용하여 예정된 후속 프로세스를 수행할 수 있다. 예컨대 상기 제1 미세 터치위치에 대응하는 제1 표시픽셀에서 특정 출력이 이루어지도록 할 수 있다.

그 다음, 단계(S14)에서, 상기 결정된 터치노드(5) 및 그 주위에 있는 터치노드들(1~4, 6~9)에서의 커패시턴스의 변화량들의 조합에 대응하는 제2 미세 터치위치를 미리 제공된 테이블(도 4)로부터 검색할 수 있다. 단계(S14)는, 단계(S12)에서의 f( )에 의한 출력값이 부정확한 경우 이를 보정하기 위하여 수행되는 것이다.

그 다음, 단계(S15)에서, 상기 검색된 제2 미세 터치위치를 이용하여 상기 예정된 후속 프로세스를 보정하여 다시 수행할 수 있다. 예컨대, 단계(S13)에서 상기 제1 미세 터치위치에 대응하는 제1 표시픽셀에 대한 상기 특정 출력을 취소하는 동시에, 단계(S14)에서 검색된 제2 미세 터치위치에 대응하는 제2 표시픽셀에서 상기 특정 출력이 이루어지도록 할 수 있다. 즉 단계(S13)에서의 출력을 단계(S15)에서의 출력으로 대체할 수 있다.

도 8의 순서도에서는 한 번의 터치입력에 대하여 제1 미세 터치위치와 제2 미세 터치위치, 즉, 총 2번의 미세 터치위치를 검출하도록 되어 있는데, 이는 상기 도 4와 같은 표의 검색시간이 길기 때문에 상기 후속 프로세스를 실시간으로 처리할 수 없는 경우에 있어서, 일단 오류가 있는 f( )의 결과값으로 상기 후속 프로세스를 실시간으로 수행하고, 그 이후 단계(S15)에서 도 4와 같이 제공되는 표를 이용한 정확한 결과값으로 상기 후속 프로세스를 보정하기 위한 것이다.

도 9는 도 8의 순서도의 변형예로서, 도 4와 같은 표에서 해당 경우를 검색하는 검색시간이 충분히 빨라 상기 후속 프로세스의 처리를 실시간으로 수행할 수 있는 경우에 적용할 수 있다. 즉, 도 9에서는 도 8의 단계(S12, S13)이 생략된다.

도 8 및 도 9에 나타낸 순서도에 의한 방법이 도 4 및 도 5에 나타낸 표를 이용하는 방법이라면, 도 6 및 도 7에 나타낸 표를 이용하는 다른 방법은 도 10 및 도 11에 나타내었다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치입력 위치 결정방법을 나타내는 순서도이다. 이하, 도 1, 도 3, 및 도 6를 함께 참조하여 설명한다.

단계(S21)에서, 커패시턴스 변화량이 가장 큰 터치노드(5)를 결정할 수 있다.

그 다음, 단계(S22)에서, 상기 결정된 터치노드(5) 및 그 주위에 있는 터치노드들(1~4, 6~9)에서의 커패시턴스의 변화량을 이용하여 제1 미세 터치위치를 미리 제공된 규칙(ex: f( ))에 의해 산출할 수 있다.

그 다음, 단계(S23)에서, 상기 산출된 제1 미세 터치위치를 이용하여 예정된 후속 프로세스를 수행할 수 있다. 예컨대 상기 제1 미세 터치위치에 대응하는 제1 표시픽셀에서 특정 출력이 이루어지도록 할 수 있다.

그 다음, 단계(S24)에서, 상기 커패시턴스의 변화량들에 대응하는 보정된 변화량들을 미리 제공된 테이블(도 6)로부터 검색할 수 있다. 단계(S24)는, 단계(S22)에서의 f( )에 의한 출력값이 부정확한 경우 이를 보정하기 위하여 수행되는 것이다.

그 다음, 단계(S25)에서, 상기 보정된 변화량들을 이용하여 제2 미세 터치위치를 상기 미리 제공된 규칙(f( ))에 의해 산출할 수 있다.

그 다음, 단계(S26)에서, 상기 산출된 제2 미세 터치위치를 이용하여 상기 예정된 후속 프로세스를 보정하여 다시 수행할 수 있다. 예컨대, 단계(S23)에서 상기 제1 미세 터치위치에 대응하는 제1 표시픽셀에 대한 상기 특정 출력을 취소하는 동시에, 단계(S25)에서 산출된 제2 미세 터치위치에 대응하는 제2 표시픽셀에서 상기 특정 출력이 이루어지도록 할 수 있다.

도 11은 도 10의 순서도의 변형예로서, 도 6과 같은 표에서 해당 경우를 검색하는 검색시간이 충분히 빨라 상기 후속 프로세스의 처리를 실시간으로 수행할 수 있는 경우에 적용할 수 있다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 터치입력 위치 결정방법의 효과를 설명하기 위한 도면이다.

도 12의 (a)과 같이 표시장치에 결합된 터치패널 상에서 화살표 방향으로 직선으로 선을 긋는 터치입력을 수행한 경우, 이 터치입력의 경로를 따라 연장되는 선을 상기 표시장치에 표시하고자 할 수 있다. 이때, 터치패널의 적어도 일부 영역(95)에서 터치입력 특성에 관한 비선형성이 존재하며 상술한 f( )를 이용하는 경우, 예컨대 도 12의 (b)의 영역(95)와 같이 터치입력에 따르지 않는 곡선이 표시장치 상에 표시될 수도 있다.

이때, 상술한 도 9 또는 도 11의 방법에 따르면, 터치입력에 관한 비선형성이 존재하는 영역(95)의 오류를 보정하여 도 12의 (a)와 같은 직선의 모양이 표시장치 상에 곧 바로 표시될 수 있다. 그리고 상술한 도 8 또는 도 10의 방법에 따르면, 일단 도 12의 (b)와 같이 오류가 있는 선의 모양이 표시장치 상에 표시된 이후, 도 12의 (a)와 같이 오류가 정정된 직선의 모양으로 보정하여 다시 출력될 수 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따라, 복수 개의 터치노드들(도 1 참조)을 포함하는 터치패널에서 터치입력위치를 결정하는 터치입력위치 결정방법을 도 1, 도 3, 도 4를 참조하여 설명한다.

이 방법은, 중심 터치노드(5)와 중심 터치노드(5) 주변의 한 개 이상의 주변 터치노드(1~4, 6~9)에서의 커패시턴스의 변화값들에 관한 제1조합(ex: 도 4의 '경우 278'의 [0,0,0,0,1,1,0,1,1])을 획득하는 단계; 중심 터치노드(5)와 주변 터치노드(1~4, 6~9)에서의 커패시턴스 변화값들로 이루어질 수 있는 가능한 조합들 및 상기 가능한 조합들에 매핑된 정보를 포함하는 테이블(ex: 도 4)로부터 상기 제1조합에 매핑된 제1정보(ex: 도 4의 '경우 278'의 '66')를 획득하는 단계; 상기 획득한 제1정보를 이용하여 터치입력된 위치(ex: 도 3의 (b)의 표시픽셀(66))을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

이때, 중심 터치노드(5)는 도 1에 나타낸 복수 개의 터치노드 중 커패시턴스의 변화량이 가장 큰 터치노드인 것일 수 있다.

이때, 상기 터치입력된 위치의 제1 공간 해상도는 상기 터치노드들에 의한 제2 공간 해상도보다 클 수 있다. 여기서 제1 공간 해상도는 예컨대 도 3의 (b) 도시한 표시픽셀들의 화면 해상도일 수 있다. 그리고 상기 제2 공간 해상도라 함은 도 3의 (a)에 도시한 터치노드들 자체로 파악되는 해상도일 수 있다. 상기 제1 공간 해상도와 상기 제2 공간 해상도는, 상술한 커패시턴스의 변화량을 표현하는 해상도와는 다른 개념임을 이해할 수 있다. 또한, 제1 공간 해상도는 도 3의 (b) 도시한 표시픽셀들의 화면 해상도와 상기 제2 공간 해상도 사이의 값을 가질 수도 있다.

여기서, 상기 가능한 조합들의 각 조합에 매핑된 각 정보는 상기 터치입력된 위치에 관한 정보일 수 있다. 구체적으로 상기 터치입력된 위치에 관한 정보는 예컨대 도 3의 (b)에 나타낸 각 표시픽셀의 인덱스일 수 있다.

또는, 상기 가능한 조합들의 각 조합에 매핑된 각 정보는, 상기 각 조합에 포함된 커패시턴스 변화값으로부터 보정된 커패시턴스 변화값일 수 있다(도 6의 경우 285 참조).

본 발명의 다른 실시예에 따라 제공되는 터치입력위치 결정장치는, 복수 개의 터치노드들에서의 커패시턴스의 변화값을 획득하는 감지부, 및 상기 감지부의 획득 결과를 이용하여 터치입력위치를 제공하는 처리부를 포함할 수 있다. 상기 감지부는 도 13의 참조번호 303에 대응하고 상기 처리부는 도 13의 참조번호 304에 대응할 수 있다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 전도체 패턴을 이용한 전자장치의 예를 나타낸 것이다.

전자장치(3100)는 터치패널(301)을 통해 입력신호를 받아들일 수 있다. 터치패널(301)은 행렬형태의 전극패턴이 형성된 기판을 포함하여 형성될 수 있다. 전자장치(3100)는, 터치입력 신호를 전달할 수 있도록 구성되어 있는 터치패널(301), 터치패널(301)을 구동하기 위한 신호를 출력하고 터치패널(301)로부터의 입력신호를 수신하도록 되어 있는 터치패널 제어장치(303), 터치패널 제어장치(303)로부터 터치패널 구동신호를 수신하여 터치패널 구동전압을 발생하는 전압 구동기(302), 터치패널 제어장치(303)로부터 터치입력 신호를 받아들여 저장장치(305)에 저장된 프로그램을 실행하도록 되어 있는 메인 프로세서(304), 터치입력 신호에 따라 실행되는 하나 이상의 프로그램을 저장한 저장장치(305), 및 메인 프로세서(304)의 처리결과를 출력하는 디스플레이 장치(306)를 포함할 수 있다. 디스플레이 장치(306)와 터치패널(301)은 서로 겹쳐질 수 있다.

터치패널 제어장치(303)는 터치패널(301)로부터 입력된 신호를 감지하도록 되어 있는 터치 감지부, 터치패널(301)에게 입력신호를 전달할 수 있도록 터치패널 구동신호를 생성하는 패널 구동부, 및 이들을 제어하도록 되어 있는 터치패널 프로세서를 포함할 수 있다. 터치패널 프로세서는 재프로그램이 가능한 프로세서이거나 또는 상태머신(state machine)과 같은 전용의 로직(logic)에 의해 작동되는 타입의 프로세서일 수 있다.

이 밖에, 도시하지는 않았지만, 전자장치(3100)는 RAM 또는 다른 타입의 저장장치를 포함할 수 있고, 왓치도그(watchdog)와 같은 다른 장치를 더 포함할 수 있다.

이상 본 발명이 양호한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 기술 분야에 속하는 자들은 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에 다양한 변경 및 수정을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.

그러므로 개시된 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 진정한 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

1. 서로 인접하여 배치된 복수 개의 터치노드에서의 커패시턴스 변화값들로 이루어질 수 있는 가능한 조합들 및 상기 가능한 조합들에 매핑된 정보를 포함하는 테이블을 제공받는 단계;
   터치입력에 의해 발생한 상기 복수 개의 터치노드에서의 커패시턴스의 변화값들에 관한 제1조합을 획득하는 단계;
   상기 가능한 조합들 중 상기 제1조합을 검색하여 상기 제1조합에 매핑된 제1정보를 획득하는 단계; 및
   상기 획득한 제1정보를 이용하여 상기 터치입력의 입력위치를 결정하는 단계;
   를 포함하며,
   상기 테이블의 각 열은 상기 복수 개의 터치노드를 나타내며,
   상기 테이블의 각 행은 각각의 상기 가능한 조합을 나타내는 것을 특징으로 하는,
   터치입력위치 결정방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 복수 개의 터치노드는 한 개의 중심 터치노드와 상기 중심 터치노드에 인접한 한 개 이상의 주변 터치노드를 포함하며,
   상기 중심 터치노드는 상기 복수 개의 터치노드 중 커패시턴스의 변화량이 가장 큰 터치노드인 것을 특징으로 하는,
   터치입력위치 결정방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 가능한 조합들의 각 조합에 매핑된 상기 각 정보는 상기 터치입력의 입력위치의 좌표인, 터치입력위치 결정방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 가능한 조합들의 각 조합에 매핑된 상기 각 정보는, 상기 각 조합을 구성하는 커패시턴스 변화값으로부터 보정된 커패시턴스 변화값인, 터치입력위치 결정방법.
5. 복수 개의 터치노드들을 포함하는 터치패널에서 터치입력위치를 결정하는 터치입력위치 결정방법으로서,
   중심 터치노드와 상기 중심 터치노드 주변의 한 개 이상의 주변 터치노드에서의 커패시턴스의 변화값들에 관한 제1조합을 획득하는 단계;
   상기 중심 터치노드와 상기 주변 터치노드에서의 커패시턴스 변화값들로 이루어질 수 있는 가능한 조합들 및 상기 가능한 조합들에 매핑된 정보를 포함하는 테이블로부터 상기 제1조합에 매핑된 제1정보를 획득하는 단계;
   상기 획득한 제1정보를 이용하여 터치입력된 위치를 결정하는 단계;
   를 포함하며,
   상기 테이블의 각 열은 상기 복수 개의 터치노드를 나타내며,
   상기 테이블의 각 행은 각각의 상기 가능한 조합을 나타내는 것을 특징으로 하는,
   터치입력위치 결정방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 가능한 조합들의 각 조합에 매핑된 각 정보는 상기 터치입력된 위치의 좌표이며,
   상기 각 정보를 상기 각 조합에 매핑하는 방법은,
   상기 터치패널에서의 특정 위치를 중심으로 터치입력을 수행하는 제1단계; 및
   상기 제1단계의 수행결과 출력되는 상기 터치패널의 적어도 일부의 터치노드들에서의 커패시턴스의 변화값들을 상기 특정 위치에 매핑하는 단계
   를 포함하는,
   터치입력위치 결정방법.
7. 제5항에 있어서,
   상기 가능한 조합들의 각 조합에 매핑된 각 정보는, 상기 각 조합에 포함된 커패시턴스 변화값으로부터 보정된 커패시턴스 변화값인,
   터치입력위치 결정방법.
8. 복수 개의 터치노드들에서의 커패시턴스의 변화값을 획득하는 감지부; 및
   상기 감지부의 획득 결과를 이용하여 터치입력위치를 제공하는 처리부
   를 포함하며,
   상기 처리부는,
   상기 복수 개의 터치노드에서의 커패시턴스 변화값들로 이루어질 수 있는 가능한 조합들 및 상기 가능한 조합들에 매핑된 정보를 포함하는 테이블을 제공받는 단계;
   터치입력에 의해 발생한 상기 복수 개의 터치노드에서의 커패시턴스의 변화값들에 관한 제1조합을 획득하는 단계;
   상기 가능한 조합들 중 상기 제1조합을 검색하여 상기 제1조합에 매핑된 제1정보를 획득하는 단계; 및
   상기 획득한 제1정보를 이용하여 상기 터치입력의 입력위치를 결정하는 단계;
   를 수행하도록 되어 있으며,
   상기 테이블의 각 열은 상기 복수 개의 터치노드를 나타내며,
   상기 테이블의 각 행은 각각의 상기 가능한 조합을 나타내는 것을 특징으로 하는,
   터치입력위치 결정장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 가능한 조합들의 각 조합에 매핑된 상기 각 정보는 상기 터치입력의 입력위치의 좌표인, 터치입력위치 결정장치.
10. 제8항에 있어서, 상기 가능한 조합들의 각 조합에 매핑된 상기 각 정보는, 상기 각 조합을 구성하는 커패시턴스 변화값으로부터 보정된 커패시턴스 변화값인, 터치입력위치 결정장치.
    
    
    

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