KR101549246B1 - Muliti-touch system and driving method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 허상을 제거하도록 한 멀티터치 시스템과 그 구동방법에 관한 것으로, 이 멀티터치 시스템은 표시소자의 두 모서리에 설치되는 제1 및 제2 이미지 센서; 상기 제1 및 제2 이미지 센서 사이에 설치되어 수광된 적외선의 광 세기를 측정하는 허상 검출용 포토 다이오드 어레이; 상기 허상 검출용 포토 다이오드 어레이가 배치된 상기 표시소자에서 일측 가장자리 부분을 제외한 표시소자의 다른 가장자리에 배치되어 상기 적외선을 상기 허상 검출용 포토 다이오드 어레이로 조사하는 허상 검출용 적외선 발광 라인; 및 상기 제1 및 제2 이미지 센서들로부터 출력된 이미지로부터 터치 물체들을 바라 보는 각도를 계산하고 삼각 측량을 실시하여 상기 터치 물체들 각각에 대한 좌표를 계산하고, 상기 터치 물체들의 좌표 각각에서 측정된 광 세기에서 상대적으로 높은 값의 광 세기로 측정된 좌표를 허상 좌표로 판단하여 제거하는 프로세서를 구비한다. The present invention relates to a multi-touch system for eliminating a virtual image and a driving method thereof, wherein the multi-touch system comprises first and second image sensors provided at two corners of a display element; A photodiode array for detecting a virtual image installed between the first and second image sensors and measuring light intensity of received infrared rays; An infrared ray emitting line for detecting a virtual image which is disposed on the other edge of the display element except for one edge portion of the display element on which the virtual image detecting photodiode array is disposed and irradiates the infrared ray with the virtual image detecting photodiode array; And calculating an angle at which the touch objects are viewed from the image output from the first and second image sensors and performing a triangulation to calculate coordinates for each of the touch objects, And a processor for determining coordinates, which are measured with a relatively high light intensity in the light intensity, as false coordinates and removing the coordinates.

Description

멀티터치 시스템과 그 구동방법{MULITI-TOUCH SYSTEM AND DRIVING METHOD THEREOF}[0001] MULTI-TOUCH SYSTEM AND DRIVING METHOD THEREOF [0002]

본 발명은 멀티터치 시스템에 관한 것으로 특히, 허상을 제거하도록 한 멀티터치 시스템과 그 구동방법에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-touch system, and more particularly, to a multi-touch system for eliminating a virtual image and a driving method thereof.

터치패널은 일반적으로 표시장치 상에 부착되어 손이나 펜과 접촉되는 터치위치에서 전기적인 특성이 변하여 그 터치위치를 감지하는 유저 인터페이스의 하나로써 그 응용범위가 소형 휴대용 단말기, 사무용기기 등 매우 넓다. 이러한 터치패널은 두 개 이상의 멀티 터치가 동시에 발생되면 오동작되거나 미리 설정된 프로그램에 의해 어느 하나를 선택할 수 있다. BACKGROUND ART [0002] A touch panel is generally mounted on a display device and is one of a user interface for sensing the touch position by changing the electrical characteristics at a touch position where the touch panel is in contact with a hand or a pen. Such a touch panel can malfunction when two or more multi-touches are generated at the same time, or can select any one by a preset program.

최근에는 도 1과 같은 터치 시스템이 제안되고 있다. 도 1과 같은 터치 시스템은 시스템의 양측 모서리에 이미지 센서들을 설치하고 센서들로부터 이미지 센서들에 의해 촬상된 영상의 영상처리를 통해 터치 물체의 개수와 각도를 구한다. 이 터치 시스템은 2 대의 이미지 센서들(C1, C2)로부터 촬상된 영상으로부터 삼각 측량법을 적용하여 이미지 센서들(C1, C2)이 터치 물체를 바라보는 각도를 구하고 그 각도에 기초하여 터치한 물체의 XY 좌표를 계산한다. Recently, a touch system as shown in Fig. 1 has been proposed. The touch system as shown in FIG. 1 has image sensors installed at both side edges of the system, and the number and angle of the touch objects are obtained through image processing of images captured by the image sensors from the sensors. The touch system obtains the angle at which the image sensors C1 and C2 look at the touch object by applying the triangulation method from the image picked up from the two image sensors C1 and C2, Calculate the XY coordinates.

그런데 도 1과 같은 터치 시스템은 싱글터치만을 고려하여 설계되었기 때문에 다음과 같은 문제가 있다. However, since the touch system as shown in FIG. 1 is designed in consideration of only a single touch, the following problems are encountered.

첫째, X,Y좌표를 각도의 조합으로 계산할 때 터치 물체가 2개 이상이면 이미지 센서로부터 출력된 이미지에서 실제 터치 물체들과 함께 허상들(Ghost points)이 터치 물체처럼 보이는데, 이 허상들을 터치 물체로 오인식하는 문제를 해결하지 않았다. 일 예로, 도 1에서 이미지 센서에 의해 촬상된 영상에는 2 개의 실제 터치 물체{(X1, Y1), (X2, Y2))}과 함께 허상들{(X3, Y3), (X4, Y4)}이 포함된다. 도 1과 같은 터치 시스템에서 허상 문제를 해결하기 위해서는 이미지 센서들을 추가하여 3 대 이상의 이미지 센서들로부터 촬상된 영상을 비교하여 허상을 보정하여야 한다. First, when calculating the combination of X and Y coordinates by the combination of angles, if there are two or more touch objects, the ghost points together with actual touch objects in the image outputted from the image sensor appear as touch objects. I did not solve the problem of misunderstanding. (X3, Y3), (X4, Y4) together with two actual touch objects {(X1, Y1), (X2, Y2)}} . In order to solve the virtual image problem in the touch system as shown in FIG. 1, image sensors are added to compensate the virtual image by comparing the images captured by three or more image sensors.

둘째, 터치 물체가 이미지 센서가 바라보는 각도에 일직선 상에 높이면 앞의 터치 물체가 뒤의 터치 물체를 가려서 뒤쪽 터치 물체를 인식할 수 없다. Second, if the touch object is raised in a straight line at an angle that the image sensor looks at, the front touch object hides the rear touch object, and the rear touch object can not be recognized.

셋째, 싱글터치만을 지원하기 때문에 단순 클릭과 드래그 기능 만을 지원하는 등 멀티 터치용 콘텐츠(Contents)가 없었다.Third, because it supports only single touch, there is no content for multi-touch such as supporting only simple click and drag functions.

따라서, 본 발명의 목적은 상기 종래 기술의 문제점들을 해결하고자 안출된 발명으로써 터치 물체들 각각의 좌표 중에서 허상 좌표를 제거하도록 한 멀티터치 시스템과 그 구동방법에 관한 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a multi-touch system and a method of driving the multi-touch system.

본 발명의 실시예에 따른 멀티터치 시스템은 표시소자의 두 모서리에 설치되는 제1 및 제2 이미지 센서; 상기 제1 및 제2 이미지 센서 사이에 설치되어 수광된 적외선의 광 세기를 측정하는 허상 검출용 포토 다이오드 어레이; 상기 허상 검출용 포토 다이오드 어레이가 배치된 상기 표시소자에서 일측 가장자리 부분을 제외한 표시소자의 다른 가장자리에 배치되어 상기 적외선을 상기 허상 검출용 포토 다이오드 어레이로 조사하는 허상 검출용 적외선 발광 라인; 및 상기 제1 및 제2 이미지 센서들로부터 출력된 이미지로부터 터치 물체들을 바라 보는 각도를 계산하고 삼각 측량을 실시하여 상기 터치 물체들 각각에 대한 좌표를 계산하고, 상기 터치 물체들의 좌표 각각에서 측정된 광 세기에서 상대적으로 높은 값의 광 세기로 측정된 좌표를 허상 좌표로 판단하여 제거하는 프로세서를 구비한다. A multi-touch system according to an embodiment of the present invention includes first and second image sensors installed at two corners of a display device; A photodiode array for detecting a virtual image installed between the first and second image sensors and measuring light intensity of received infrared rays; An infrared ray emitting line for detecting a virtual image which is disposed on the other edge of the display element except for one edge portion of the display element on which the virtual image detecting photodiode array is disposed and irradiates the infrared ray with the virtual image detecting photodiode array; And calculating an angle at which the touch objects are viewed from the image output from the first and second image sensors and performing a triangulation to calculate coordinates for each of the touch objects, And a processor for determining coordinates, which are measured with a relatively high light intensity in the light intensity, as false coordinates and removing the coordinates.

상기 표시소자는 LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diode), FED(Field Emission Display), PDP(Plasma Display Panel) 중 어느 하나이다. The display device is one of an LCD (Liquid Crystal Display), an OLED (Organic Light Emitting Diode), an FED (Field Emission Display), and a PDP (Plasma Display Panel).

상기 멀티터치 시스템은 상기 표시소자의 네 가장자리 중에서 상기 포토 다이오드 어레이가 배치된 일측 가장자리를 제외한 나머지 세 가장자리에 설치되는 적외선 발광라인을 더 구비한다. The multi-touch system further includes an infrared light emitting line provided at three edges of the four sides of the display device excluding the edge of the photodiode array.

상기 이미지 센서들은 상기 표시소자의 상단 양측 가장자리에 설치된다. The image sensors are installed on both upper edges of the display element.

본 발명의 실시예에 따른 멀티터치 시스템의 구동방법은 상기 제1 및 제2 이미지 센서들로부터 출력된 이미지로부터 터치 물체들을 바라 보는 각도를 계산하고 삼각 측량을 실시하여 상기 터치 물체들 각각에 대한 좌표를 계산하는 단계; 및 상기 터치 물체들의 좌표 각각에서 측정된 광 세기에서 상대적으로 높은 값의 광 세기로 측정된 좌표를 허상 좌표로 판단하여 제거하는 단계를 포함한다. A method of driving a multi-touch system according to an exemplary embodiment of the present invention calculates an angle of looking at touch objects from an image output from the first and second image sensors and performs triangulation to calculate coordinates ; And removing the coordinates, which are measured with light intensity values relatively higher than the light intensities measured at the coordinates of the touch objects, as false coordinates.

본 발명의 실시예에 따른 멀티터치 시스템과 그 구동방법은 표시소자의 상단의 양측 모서리에 제1 및 제2 이미지 센서를 설치하고, 그 이미지 센서들 사이에 포토 다이오드 어레이를 설치하여 멀티터치 시스템을 구현한다. 그리고 본 발명의 실시예에 따른 멀티터치 시스템과 그 구동방법은 두 개의 이미지 센서들로부터 출력된 이미지에서 보이는 터치 물체들 각각의 좌표들 중에서 적외선 발광소자와 포토 다이오드를 이용하여 측정된 광 세기 분포를 분석한 결과로 허상 좌표를 판단하여 그 허상을 제거할 수 있다. In the multi-touch system and the driving method thereof according to the embodiment of the present invention, the first and second image sensors are installed at both sides of the upper end of the display device, and a photodiode array is provided between the image sensors, . The multi-touch system and the driving method thereof according to the embodiment of the present invention detect the light intensity distribution measured using the infrared light emitting element and the photodiode among the coordinates of the touch objects seen from the image output from the two image sensors As a result of the analysis, the virtual image coordinates can be determined and the virtual image can be removed.

이하, 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 6. FIG.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 멀티터치 시스템은 터치&표시모듈(100), 터치&표시모듈(100)을 제어하고 터치 위치를 검출하는 콘트롤 보드(30), 및 콘트롤 보드(30)에 타이밍신호와 함께 터치&표시모듈(100)의 표시소자에 표시될 디지털 비디오 데이터(RGB)를 공급하기 위한 시스템 보드(40)를 구비한다. 2 to 4, a multi-touch system according to an embodiment of the present invention includes a touch & display module 100, a control board 30 for controlling a touch & display module 100, And a system board 40 for supplying digital video data (RGB) to be displayed on the display element of the touch & display module 100 together with a timing signal to the control board 30.

터치&표시모듈(100)은 화상이 표시되는 화소어레이(10A)가 형성된 평판표시패널(10)과, 평판표시패널(10)의 데이터라인들(D1 내지 Dm)에 데이터전압을 공급하기 위한 데이터 드라이버(11)와, 평판표시패널(10)의 스캔라인들(G1 내지 Gn)에 스캔펄스를 공급하기 위한 스캔 드라이버(12)와, 화소 어레이(10A)의 상단 두 모서리 위치에 설치되는 제1 및 제2 이미지 센서(C1, C2), 제1 및 제2 이미지 센서(C1, C2) 사이에 설치되는 포토 다이오드 어레이(20), 및 화소어레이(10A)의 양측과 하단 근방에 설치되는 적외선 발광 라인(21)을 구비한다. The touch & display module 100 includes a flat panel display panel 10 having a pixel array 10A on which an image is displayed, data for supplying a data voltage to the data lines D1 to Dm of the flat panel display panel 10, A scan driver 12 for supplying a scan pulse to the scan lines G1 to Gn of the flat panel display panel 10; And a photodiode array 20 provided between the first and second image sensors C1 and C2 and between the first and second image sensors C1 and C2 and the infrared light emission Line 21 as shown in FIG.

평판표시패널(10)은 LCD(Liquid Crystal Display) 패널, OLED(Organic Light Emitting Diode) 패널, FED(Field Emission Display) 패널, PDP(Plasma Display Panel) 등 공지의 어떠한 평판표시패널로도 구현 가능하다. 도 4는 평판표시패널(10)이 LCD 패널로 선택된 경우에, LCD 패널의 화소 어레이를 등가적으로 나타낸 것이다. LCD 패널은 박막트랜지스터(Thin Film Transistor: 이하, "TFT"라 함) 기판과 컬러필터 기판을 포함한다. TFT 기판과 컬러필터 기판 사이에는 액정층이 형성된다. TFT 기판 상에는 하부 유리기판 상에 데이터라인들(D1 내지 Dm)과 스캔라인들(G1 내지 Gn)이 상호 직교되도록 형성된다. 데이터라인들(D1 내지 Dm)과 스캔라인들(G1 내지 Gn)에 의해 정의된 셀영역들에는 액정셀들(Clc)이 매트릭스 형태로 배치된다. 데이터라인들(D1 내지 Dm)과 스캔라인들(G1 내지 Gn)의 교차부에 형성 된 TFT는 스캔라인(G1 내지 Gn)으로부터의 스캔펄스에 응답하여 데이터라인들(D1 내지 Dm)을 경유하여 공급되는 데이터전압을 액정셀(Clc)의 화소전극에 전달하게 된다. 이를 위하여, TFT의 게이트전극은 스캔라인(G1 내지 Gn)에 접속되며, 소스전극은 데이터라인(D1 내지 Dm)에 접속된다. TFT의 드레인전극은 액정셀(Clc)의 화소전극에 접속된다. 화소전극과 대향하는 공통전극에는 공통전압(Vcom)이 공급된다. 컬러필터 기판은 상부 유리기판 상에 형성된 블랙매트릭스, 컬러필터를 포함한다. 공통전극은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식에서 상부 유리기판 상에 형성되며, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식에서 화소전극과 함께 하부 유리기판 상에 형성된다. 도 4에서, 도면부호 'Cst'는 스토리지 커패시터(Storage Capacitor)이다. 스토리지 커패시터(Cst)는 스캔라인과 액정셀(Clc)의 화소전극의 중첩으로 형성될 수 있고 또한, 별도의 공통라인과 화소전극의 중첩으로 형성될 수도 있다. The flat panel display panel 10 can be realized by any known flat panel display panel such as a liquid crystal display (LCD) panel, an organic light emitting diode (OLED) panel, a field emission display (FED) panel, and a plasma display panel . 4 is an equivalent view of the pixel array of the LCD panel when the flat panel display panel 10 is selected as the LCD panel. The LCD panel includes a thin film transistor (hereinafter referred to as "TFT") substrate and a color filter substrate. A liquid crystal layer is formed between the TFT substrate and the color filter substrate. On the TFT substrate, the data lines D1 to Dm and the scan lines G1 to Gn are formed on the lower glass substrate so as to be orthogonal to each other. The liquid crystal cells Clc are arranged in a matrix form in the cell regions defined by the data lines D1 to Dm and the scan lines G1 to Gn. The TFT formed at the intersection of the data lines D1 to Dm and the scan lines G1 to Gn is connected to the data lines D1 to Dm in response to a scan pulse from the scan lines G1 to Gn And transmits the supplied data voltage to the pixel electrode of the liquid crystal cell Clc. To this end, the gate electrode of the TFT is connected to the scan lines G1 to Gn, and the source electrode thereof is connected to the data lines D1 to Dm. The drain electrode of the TFT is connected to the pixel electrode of the liquid crystal cell Clc. A common voltage (Vcom) is supplied to the common electrode facing the pixel electrode. The color filter substrate includes a black matrix and a color filter formed on the upper glass substrate. The common electrode is formed on the upper glass substrate in a vertical electric field driving method such as a TN (Twisted Nematic) mode and a VA (Vertical Alignment) mode, and a horizontal electric field such as IPS (In Plane Switching) mode and FFS (Fringe Field Switching) Is formed on the lower glass substrate together with the pixel electrode in the driving method. In Fig. 4, 'Cst' is a storage capacitor. The storage capacitor Cst may be formed by overlapping the scan line and the pixel electrode of the liquid crystal cell Clc, or may be formed by overlapping another common line and the pixel electrode.

데이터 드라이버(11)는 콘트롤 보드(30)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 콘트롤 보드(30)의 제어 하에 정극성 또는 부극성 아날로그 감마보상전압으로 변환하고, 그 아날로그 감마보상전압을 데이터라인들(D1 내지 Dm)에 공급한다. The data driver 11 converts the digital video data RGB input from the control board 30 into a positive or negative analog gamma compensation voltage under the control of the control board 30 and supplies the analog gamma compensation voltage to the data line D1 to Dm.

스캔 드라이버(12)는 콘트롤 보드(30)의 제어 하에 스캔라인들(G1 내지 Gn)에 순차적으로 스캔펄스를 공급한다. The scan driver 12 sequentially supplies scan pulses to the scan lines G1 to Gn under the control of the control board 30.

제1 및 제2 이미지 센서들(C1, C2)은 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor), CCD(Charge-coupled Device), 라인 CCD, 리니어 센서(Leanear sensor) 등으로 구현 가능하다. 이 이미지 센서들(C1, C2)은 평판표시패널(10)에서 화상이 표시되는 화소 어레이(10A)의 상단 두 모서리 근방에 배치된다. 또한, 이미지 센서들(C1, C2)은 도 7과 같이 화소 어레이(10A)의 하단 두 모서리 근방에 배치되거나, 도 8과 같이 화소 어레이(10A)의 측면 에지에서 두 모서리 근방에 배치될 수 있다. 이 이미지 센서들(C1, C2) 각각으로부터 출력된 이미지는 실제 터치 물체들과 허상들이 함께 포함될 수 있다. 이미지 센서들(C1, C2)에 의해 이미지는 콘트롤 보드(30)로 전송된다. The first and second image sensors C1 and C2 may be implemented as a complementary metal oxide semiconductor (CMOS), a charge-coupled device (CCD), a line CCD, a linear sensor, or the like. These image sensors C1 and C2 are disposed in the vicinity of the top two corners of the pixel array 10A in which an image is displayed in the flat panel display panel 10. [ The image sensors C1 and C2 may be disposed near the lower two corners of the pixel array 10A as shown in Fig. 7, or may be disposed near two corners at the side edge of the pixel array 10A as shown in Fig. 8 . The image output from each of the image sensors C1 and C2 can be included together with real touch objects and virtual images. The image is transmitted to the control board 30 by the image sensors C1 and C2.

포토 다이오드 어레이(20)는 허상 검출용 포토 다이오드들로서, 이 포토 다이오드 어레이(20)에는 다수의 포토 다이오드들이 X축을 따라 일렬로 배치된다. 포토 다이오드 각각은 적외선 발광 라인(21)으로부터의 적외선 광양을 수광하여 광전변환하여 광양에 비례하는 전류를 발생하여 적외선의 광 세기를 측정한다. 포토 다이오드 어레이(20)는 도 2, 도 7, 및 도 8과 같이 이미지 센서들(C1, C2) 사이에 설치될 수 있다. 이 중에서, 포토 다이오드 어레이(20)는 먼지나 이물에 의해 수광면이 오염되지 않기 위하여, 화소 어레이(10A)의 상단에 설치되는 것이 바람직하다.The photodiode array 20 is a photodiode for detecting a virtual image, in which a plurality of photodiodes are arranged in a line along the X axis. Each photodiode receives infrared light from the infrared light emitting line 21 and photoelectrically converts the light to generate a current proportional to the light to measure the intensity of the infrared light. The photodiode array 20 may be installed between the image sensors C1 and C2 as shown in Figs. 2, 7 and 8. Fig. Among them, the photodiode array 20 is desirably provided at the upper end of the pixel array 10A so that the light receiving surface is not contaminated by dust or foreign matter.

적외선 발광 라인(21)은 허상 검출용 발광 소자들로서, 적외선 광원과, 그 적외선 광원으로부터의 빛을 전달하는 광도파로를 포함한다. 이 적외선 발광 라인(21)은 도 2, 도 7 및 도 8과 같이 포토 다이오드 어레이(20)가 배치된 부분을 제외하고 화소 어레이(10A)의 가장자리를 둘러싸는 형태로 배치된다. 이 적외선 발광 라인(21)은 평판표시패널(10)의 화소 어레이(10A)를 경유하여 포토 다이오드 어레이(20)에 입사될 수 있는 적외선 광을 조사한다. 적외선 광은 비 가시광파장에 속하기 때문에 평판표시패널(10)의 표시화상에 아무런 영향을 끼치지 않는다. The infrared light emitting line 21 is a light emitting element for detecting a virtual image, and includes an infrared light source and an optical waveguide for transmitting light from the infrared light source. This infrared ray emitting line 21 is arranged so as to surround the edge of the pixel array 10A except for the portion where the photodiode array 20 is arranged as shown in Figs. 2, 7 and 8. Fig. The infrared ray emitting line 21 irradiates infrared light that can be incident on the photodiode array 20 via the pixel array 10A of the flat panel display panel 10. [ Since the infrared light belongs to an invisible light wavelength, it has no influence on the display image of the flat panel display panel 10.

콘트롤 보드(30)는 가요성인쇄필름(Flexible Printed Circuit, FPC)과 커넥터를 통해 데이터 드라이버(11)와 스캔 드라이버(12)에 접속된다. 이 콘트롤 보드(30)는 타이밍 콘트롤러(31)와 멀티터치 프로세서(32)를 포함한다. The control board 30 is connected to the data driver 11 and the scan driver 12 through a flexible printed circuit (FPC) and a connector. The control board 30 includes a timing controller 31 and a multi-touch processor 32.

타이밍 콘트롤러(31)는 수직/수평 동기신호(V,H)와 클럭(CLK) 등의 타이밍신호를 이용하여 스캔 드라이버(12)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호와, 데이터 드라이버(11)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어신호를 발생한다. 또한, 타이밍 콘트롤러(31)는 시스템 보드(40)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 데이터 드라이버(11)에 공급한다. The timing controller 31 generates a gate control signal for controlling the operation timing of the scan driver 12 using the timing signals such as the vertical and horizontal synchronization signals V and H and the clock CLK, And generates a data control signal for controlling the operation timing of the control signal. The timing controller 31 supplies digital video data (RGB) input from the system board 40 to the data driver 11.

멀티터치 프로세서(32)는 적외선 발광 라인(21)의 적외선 광원을 구동하여 적외선을 점등시킨다. 그리고 멀티터치 프로세서(32)는 포토 다이오드 어레이(20)로부터의 광전변환 전류를 전압으로 변환하고 그 전압을 디지털 전압으로 변환한 후, 타이밍신호에 기초하여 한 프레임기간씩 패킷화하고 프레임별로 포토 다이오드 어레이(20)에 의해 검출된 광의 세기를 분석한다. The multi-touch processor 32 drives the infrared light source of the infrared light emitting line 21 to illuminate the infrared light. The multi-touch processor 32 converts the photoelectric conversion current from the photodiode array 20 into a voltage, converts the voltage into a digital voltage, packetizes the voltage into one frame period based on the timing signal, The intensity of the light detected by the array 20 is analyzed.

또한, 멀티터치 프로세서(32)는 도 5와 같은 알고리즘을 실행하여 이미지 센서들(C1, C2) 각각으로부터 출력된 이미지로부터 터치 물체들을 바라 보는 각도를 계산하고 삼각 측량을 실시하여 터치 물체들 각각에 대한 X, Y 좌표를 산출한다. 특히, 멀티터치 프로세서(32)는 삼각측량을 통해 계산된 터치 물체들 각각의 X 좌표 위치에서 광의 세기를 비교하여 그 좌표들 중에서 허상 좌표를 제거한다. 그리고 멀티터치 프로세서(32)는 허상이 제거된 X, Y 좌표 데이터(Txy)를 시스템 보드(40)에 공급한다. Also, the multi-touch processor 32 executes the algorithm shown in Fig. 5 to calculate an angle of looking at the touch objects from the image output from each of the image sensors C1 and C2, performs triangulation, And calculates the X, Y coordinates for the X and Y coordinates. In particular, the multi-touch processor 32 compares the intensity of the light at the X coordinate position of each of the touch objects calculated through the triangulation and removes the phantom coordinates from the coordinates. Then, the multi-touch processor 32 supplies the system board 40 with the X, Y coordinate data Txy from which the virtual image has been removed.

시스템 보드(40)는 응용프로그램이 저장된 메모리, 응용프로그램을 실행시키기 위한 중앙처리장치(Central Processing Unit, CPU), 및 평판표시패널(10)에 표시하고자 하는 영상과 이미지 센서들에 의해 얻어진 이미지를 합성하고 그 합성 데이터의 신호보간처리와 해상도변환 등을 처리하는 그래픽처리회로를 포함한다. 이 시스템 보드(40)는 멀티터치 프로세서(32)로부터의 X, Y 좌표 데이터(Txy)를 입력받아 그 X, Y 좌표 데이터(Txy)와 연계된 응용프로그램을 실행시킨다. 예를 들면, 터치위치의 좌표에 특정 프로그램의 아이콘이 있다면 시스템 보드(40)는 메모리에서 그 프로그램을 로딩하여 실행시킨다. 또한, 시스템 보도(40)는 평판표시패널(10)에 표시하고자 하는 영상과 이미지 센서들에 의해 얻어진 이미지를 합성하여 디지털 비디오 데이터(RGB)를 발생한다. 이 시스템 보드(40)는 개인용 컴퓨터(PC), 게임기 등에 내장될 수 있으며, 직력 혹은 범용직렬버스(Universal Serial Bus, USB) 인터페이스 또는 병렬 인터페이스를 통해 멀티터치 프로세서(32)와 데이터를 주고 받을 수 있다. The system board 40 includes a memory for storing an application program, a central processing unit (CPU) for executing an application program, and an image to be displayed on the flat panel display panel 10 and an image obtained by the image sensors And a graphic processing circuit for synthesizing and processing signal interpolation processing and resolution conversion of the synthesized data. The system board 40 receives the X, Y coordinate data Txy from the multi-touch processor 32 and executes an application program associated with the X, Y coordinate data Txy. For example, if there is an icon of a specific program in the coordinates of the touch position, the system board 40 loads and executes the program in the memory. In addition, the system sidewalk 40 generates digital video data (RGB) by combining the image to be displayed on the flat panel display panel 10 and the image obtained by the image sensors. The system board 40 may be embedded in a personal computer (PC), a game machine, or the like, and may exchange data with the multi-touch processor 32 through a serial interface or a parallel interface have.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 멀티터치 시스템의 구동방법을 단계적으로 보여 주는 흐름도이다. 5 is a flowchart illustrating a method of driving a multi-touch system according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 멀티터치 시스템의 구동방법은 제1 및 제2 이미지 센서(C1, C2)로부터 출력된 이미지를 입력받아 아날로그-디지털 변환, 프레임 변환을 거쳐 이미지 처리를 실시하여 유효 터치 공간 이상의 영상을 제거하여 유효 터치 공간의 영상을 필터링한다.(S51, S55, S52, S56) Referring to FIG. 5, a method of driving a multi-touch system according to an exemplary embodiment of the present invention includes receiving images from first and second image sensors C1 and C2, performing analog-to-digital conversion and frame conversion, (S51, S55, S52, S56) to remove the image of the effective touch space or more.

이어서, 본 발명의 실시예에 따른 멀티터치 시스템의 구동방법은 S52 및 S56 단계에서 필터링된 이미지(Filtered 영상) 데이터들을 미리 설정된 임계치와 비교하여 임계치 이상의 이미지 데이터들을 실제 터치 물체들과 허상들로서 추출하고, 그 이외의 부분을 배경으로 분리한 흑백 영상(B/W 영상)을 생성한다.(S53, S57). S53 및 S57 단계에서 생성된 흑백 영상은 흑색 데이터로 변환된 배경과 백색 데이터로 변환된 터치 물제 이미지들과 허상 이미지들을 포함한다.(S53, S57)In the method of driving the multi-touch system according to the embodiment of the present invention, filtered image data (filtered image data) in S52 and S56 are compared with preset thresholds, and image data of a threshold value or more is extracted as actual touch objects and virtual images , A black-and-white image (B / W image) in which the other portions are separated in the background (S53, S57). The black-and-white images generated in steps S53 and S57 include backgrounds converted into black data, and touch-screen images and virtual images converted into white data (S53, S57).

이어서, 본 발명의 실시예에 따른 멀티터치 시스템의 구동방법은 흑백 영상(B/W 영상)에서 허상 및 터치 물체 각각을 식별하기 위하여 허상 및 터치 물체에 식별코드를 부여하여 라벨링하고 제1 및 제2 이미지 센서들(C1, C2) 각각이 바라보는 허상 및 터치 물체의 각도들(Q1, Q2... Qn)을 계산한다.(S54, S58)A method of driving a multi-touch system according to an embodiment of the present invention is a method for labeling a virtual image and a touch object with an identification code to identify each of a virtual image and a touch object in a monochrome image (B / W image) Q2, ..., Qn of the virtual image and the touch object viewed by each of the two image sensors C1, C2 (S54, S58).

이어서, 본 발명의 실시예에 따른 멀티터치 시스템의 구동방법은 S54 및 S58 단계에서 구해진 각도들(Q1, Q2... Qn)을 함수로 하는 공지의 삼각 측량법을 실시하여 허상 및 터치 물체의 X, Y 좌표를 계산한다.(S59)Next, a method of driving a multi-touch system according to an embodiment of the present invention performs a known triangulation method using the angles (Q1, Q2, ... Qn) obtained in steps S54 and S58 as a function, , The Y coordinate is calculated (S59)

본 발명의 실시예에 따른 멀티터치 시스템의 구동방법은 포토 다이오드 어레이(20)로부터 감지된 X축 광의 세기를 아날로그-디지털 변환 및 프레임 단위로 패킷 변환하고 미리 설정된 임계치와의 비교를 통해 불린 어레이 데이터(Boolean array data)를 생성한다.(S60, S61) 이어서, 본 발명의 실시예에 따른 멀티터치 시스템의 구동방법은 불린 어레이 데이터에서 임계치 미만으로 데이터값이 낮은 데이터들에 라벨링하여 X축 식별 코드를 부여하여 한다.(S62)A method of driving a multi-touch system according to an embodiment of the present invention includes performing packet-conversion of intensity of X-axis light sensed by the photodiode array 20 in analog-to-digital conversion and frame units, (S60, S61) Next, a method of driving a multi-touch system according to an embodiment of the present invention includes labeling data having a low data value below a threshold value in the array data, (S62)

이어서, 본 발명의 실시예에 따른 멀티터치 시스템의 구동방법은 S59 단계에서 삼각 측량법을 통해 산출된 X, Y 좌표 데이터들과, 그 좌표 위치에서 측정된 X 축 광의 세기(X-axix touch position)를 비교한다.(S63) 본 발명의 실시예에 따른 멀티터치 시스템의 구동방법은 X, Y 좌표 데이터 위치들의 광 세기가 실질적으로 서로 동일하면, X, Y 좌표 데이터들에 허상이 없는 것으로 판단하여 그 좌표 데이터들을 그대로 시스템 보드(40)에 전송한다.(S64) 이와 달리, 도 6과 같이 X, Y 좌표 데이터들[(X1, Y1), (X2, Y2), (X3, Y3), (X4, Y4)]의 광 세기가 동일하지 않고 다르다면, 상대적으로 높은 값의 광 세기로 측정된 좌표 위치들[(X3, Y3), (X4, Y4)]을 허상으로 판단하여 그 허상의 X, Y 좌표 데이터들을 제거한 후에 남은 실제 터치 물체의 X, Y 좌표 데이터들[(X1, Y1), (X2, Y2)]을 시스템 보드(40)에 전송한다.(S65, S66) The driving method of the multi-touch system according to the embodiment of the present invention is characterized in that the X and Y coordinate data calculated through the triangulation method in step S59 and the X-axix touch position measured at the coordinate position of the X- (S63) In the driving method of the multi-touch system according to the embodiment of the present invention, when the light intensities of the X and Y coordinate data positions are substantially equal to each other, it is determined that there is no virtual image in the X, Y coordinate data The coordinate data is transmitted to the system board 40 as it is (S64). Alternatively, the X, Y coordinate data [X1, Y1, X2, Y2, X3, Y3, (X3, Y3), (X4, Y4) measured with a relatively high light intensity is determined as a virtual image and the X , X, Y coordinate data [(X1, Y1), (X2, Y2)] of the actual touch object remaining after removing the Y coordinate data, And transmits the (40). (S65, S66)

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 멀티터치 시스템과 그 구동방법의 허상 제거원리를 도식적으로 나타낸 도면이다. 6 is a diagram schematically illustrating a principle of removing a virtual image of a multi-touch system and a driving method thereof according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 멀티터치 시스템의 화소 어레이(10A)에 2 개의 물체가 터치 된다면 제1 및 제2 이미지 센서들(C1, C2)에 의해 촬상된 영상에는 그 물체의 실제 터치점들{(X1, Y1),(X2, Y2)}과 함께 허상{(X3, Y3),(X4, Y4)}이 포함된다. 제1 터치점(X1, Y1)은 제1 이미지 센서(C1)에서 보이는 각도 θ1과 제2 이미지 센서(C2)에서 보이는 각도 θ4의 함수이고, 제2 터치점(X2, Y2)은 제1 이미지 센서(C1)에서 보이는 각도 θ2와 제2 이미지 센서(C2)에서 보이는 θ3의 함수이다. 제1 허상의 위치(X3, Y3)는 제1 이미지 센서(C1)에서 보이는 각도 θ1과 제2 이미지 센서(C2)에서 보이는 각도 θ3의 함수이고, 제2 허상의 위치(X4, Y4)는 제1 이미지 센서(C1)에서 보이는 각도 θ2와 제2 이미지 센서(C2)에서 보이는 θ4의 함수이다. 따라서, 제1 및 제2 이미지 센서(C1, C2)의 영상들을 이미지 처리한 후에 각도로 변한하고 삼각 측량법을 통해 X, Y 좌표를 구하면 그 X, Y 좌표에는 2 개의 터치점들과 2 개의 허상 위치들이 포함된다. Referring to FIG. 6, if two objects are touched by the pixel array 10A of the multi-touch system according to the embodiment of the present invention, the image captured by the first and second image sensors C1, (X3, Y3), (X4, Y4)} together with the actual touch points {(X1, Y1), (X2, Y2) The first touch point X1, Y1 is a function of the angle? 1 seen in the first image sensor C1 and the angle? 4 seen in the second image sensor C2 and the second touch point X2, Is a function of the angle [theta] 2 seen from the sensor C1 and the [theta] 3 seen from the second image sensor C2. The position (X3, Y3) of the first virtual image is a function of the angle? 1 shown by the first image sensor C1 and the angle? 3 seen by the second image sensor C2, and the positions (X4, Y4) 1 is a function of the angle [theta] 2 seen from the image sensor C1 and the [theta] 4 seen from the second image sensor C2. Therefore, when the images of the first and second image sensors C1 and C2 are subjected to the image processing and then the angle is changed and the X and Y coordinates are obtained through the triangulation method, two touch points and two virtual images Locations.

이러한 허상들을 제거하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 멀티터치 시스템과 그 구동방법은 터치점들과 허상 위치들을 포함한 X, Y 좌표와 포토 다이오드 어레이(20)에서 감지된 광의 세기(IR intensity)를 비교한다. 포토 다이오드 어레이(20)에서 감지된 광은 포토 다이오드 어레이(20)의 포토 다이오드들이 X축을 따라 일렬로 배치되기 때문에 X축에서 바라본 터치 위치를 알려 준다. 다시 말하여, 포토 다이오드 어레이(20)에 입사되는 적외선 광은 실제 터치 물체들에 의해서 부분적으로 간섭된다. 포토 다이오드 어레이(20)에 의해 감지된 광의 세기 분포는 실제 터치 물체들에서만 수광양이 적어지게 된다. In order to remove such virtual images, the multi-touch system and the driving method thereof according to the embodiment of the present invention include X and Y coordinates including touch points and virtual positions, and intensity of IR light detected by the photodiode array 20, . Since the photodiodes of the photodiode array 20 are arranged in a line along the X axis, the light sensed by the photodiode array 20 indicates the touch position viewed from the X axis. In other words, the infrared light incident on the photodiode array 20 is partially interfered by the actual touch objects. The intensity distribution of the light sensed by the photodiode array 20 is reduced only in the actual touch objects.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 멀티터치 시스템과 그 구동방법은 터치점들과 허상 위치들을 포함한 X, Y 좌표와 포토 다이오드 어레이(20)에서 감지된 광의 세기를 비교하고 포토 다이오드 어레이(20)에서 감지된 광의 세기 분포에서 광의 세기가 미리 설정된 임계치 이상인 위치에 X,Y 좌표값이 존재한다면 그 X, Y 좌표값을 허상을 판단하여 제거한다. Accordingly, the multi-touch system and the driving method thereof according to the embodiment of the present invention compare the intensity of light sensed by the photodiode array 20 with the X and Y coordinates including touch points and virtual positions, If there is an X, Y coordinate value at a position where the light intensity is equal to or greater than a preset threshold value, the X, Y coordinate value is determined and removed.

한편, 도 6의 예는 2 개의 터치 물체로 인하여 2 개의 허상이 존재하는 예이지만, N(N은 양의 정수) 개의 터치 물체가 있다면 제1 및 제2 이미지 센서들(C1, C2)이 바로 볼 때 나타나는 허상들의 개수와 실제 터치 물체의 개수를 합한 수는 실제 터치 물체의 개수의 제곱이고 이러한 모든 경우에 도 5 및 도 6과 같은 방법 으로 허상이 판단 되고 제거될 수 있다. 6 is an example in which two virtual images exist due to two touch objects. However, if there are N (N is a positive integer) touch objects, the first and second image sensors C1 and C2 are immediately The number of virtual images appearing in the view and the number of actual touch objects are the square of the number of actual touch objects. In all of these cases, the virtual image can be determined and removed in the same manner as in FIGS. 5 and 6.

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 정하여 져야만 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification, but should be defined by the claims.

도 1은 종래의 터치 시스템을 나타내는 도면. 1 shows a conventional touch system.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 멀티터치 시스템을 나타내는 도면. 2 illustrates a multi-touch system in accordance with an embodiment of the present invention.

도 3은 도 2에 도시된 멀티터치 시스템을 상세히 나타내는 블록도. FIG. 3 is a block diagram showing details of the multi-touch system shown in FIG. 2. FIG.

도 4는 도 3에 도시된 평판표시패널의 화소 어레이 일예를 나타내는 회로도. 4 is a circuit diagram showing an example of a pixel array of the flat panel display panel shown in Fig.

도 5는 본 발명의 실시에에 따른 멀티터치 시스템의 구동방법을 상세히 나타내는 흐름도. FIG. 5 is a flowchart illustrating in detail a method of driving a multi-touch system according to an embodiment of the present invention. FIG.

도 6은 2 개의 터치 물체와 2 개의 허상이 존재할 때 그 터치 물체들과 허상 위치들의 X, Y 좌표와 포토 다이오드 어레이에 의해 과의 세기 분포특성을 보여 주는 도면. FIG. 6 is a diagram showing the X and Y coordinates of the touch objects and virtual positions when there are two touch objects and two virtual images, and the intensity distribution characteristic of the light objects by the photodiode array; FIG.

도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예들 따른 멀티터치 시스템에서 적외선 발광 라인과 포토 다이오드 어레이의 배치를 보여 주는 도면. 7 and 8 are views showing the arrangement of an infrared ray emitting line and a photodiode array in a multi-touch system according to another embodiment of the present invention.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉Description of the Related Art

20 : 포토 다이오드 어레이 21 : 적외선 발광 라인20: photodiode array 21: infrared ray emitting line

30 : 콘트롤 보드 40 : 시스템 보드30: Control board 40: System board

C1, C2 : 이미지 센서 100 : 터치&표시모듈C1, C2: Image sensor 100: Touch & display module

Claims (6)

표시소자의 두 모서리에 설치되는 제1 및 제2 이미지 센서;First and second image sensors provided at two corners of the display element; 상기 제1 및 제2 이미지 센서 사이에 설치되어 수광된 적외선의 광 세기를 측정하는 허상 검출용 포토 다이오드 어레이; A photodiode array for detecting a virtual image installed between the first and second image sensors and measuring light intensity of received infrared rays; 상기 허상 검출용 포토 다이오드 어레이가 배치된 상기 표시소자에서 일측 가장자리 부분을 제외한 표시소자의 다른 가장자리에 배치되어 상기 적외선을 상기 허상 검출용 포토 다이오드 어레이로 조사하는 허상 검출용 적외선 발광 라인; 및 An infrared ray emitting line for detecting a virtual image which is disposed on the other edge of the display element except for one edge portion of the display element on which the virtual image detecting photodiode array is disposed and irradiates the infrared ray with the virtual image detecting photodiode array; And 상기 제1 및 제2 이미지 센서들로부터 출력된 이미지로부터 터치 물체들을 바라 보는 각도를 계산하고 삼각 측량을 실시하여 상기 터치 물체들 각각에 대한 좌표를 계산하고, 상기 터치 물체들의 좌표 각각에서 측정된 광 세기에서 상대적으로 높은 값의 광 세기로 측정된 좌표를 허상 좌표로 판단하여 제거하는 프로세서를 구비하는 것을 특징으로 하는 멀티터치 시스템. Calculating an angle of looking at the touch objects from the image output from the first and second image sensors and performing a triangulation to calculate coordinates for each of the touch objects, And a processor for determining coordinates, which are measured at relatively high light intensities in the intensity, as false coordinates and removing the coordinates. 제 1 항에 있어서, The method according to claim 1, 상기 표시소자는 LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diode), FED(Field Emission Display), PDP(Plasma Display Panel) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 멀티터치 시스템. Wherein the display device is one of an LCD (Liquid Crystal Display), an OLED (Organic Light Emitting Diode), an FED (Field Emission Display), and a PDP (Plasma Display Panel). 제 1 항에 있어서, The method according to claim 1, 상기 허상 검출용 적외선 발광 라인은,The infrared ray emitting line for detecting a virtual image, 상기 표시소자의 네 가장자리 중에서 상기 포토 다이오드 어레이가 배치된 일측 가장자리를 제외한 나머지 세 가장자리에 설치되고,Wherein the display device is provided at three edges except for one side edge of the four sides of the display device where the photodiode array is disposed, 적외선 광원과, 상기 적외선 광원으로부터의 빛을 전달하는 광도파로를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티터치 시스템. An infrared light source, and an optical waveguide for transmitting light from the infrared light source. 표시소자의 두 모서리에 설치되는 제1 및 제2 이미지 센서, 상기 제1 및 제2 이미지 센서 사이에 설치되어 수광된 적외선의 광 세기를 측정하는 허상 검출용 포토 다이오드 어레이, 및 상기 허상 검출용 포토 다이오드 어레이가 배치된 상기 표시소자에서 일측 가장자리 부분을 제외한 표시소자의 다른 가장자리에 배치되어 상기 적외선을 상기 허상 검출용 포토 다이오드 어레이로 조사하는 허상 검출용 적외선 발광 라인을 포함하는 멀티터치 시스템의 구동방법에 있어서, A first and second image sensors provided at two corners of the display device, a photodiode array for detecting a virtual image, which is installed between the first and second image sensors and measures the intensity of infrared rays received, A driving method of a multi-touch system including a display device with a diode array and a virtual image detection infrared ray emitting line arranged at another edge of a display device excluding one edge portion thereof and irradiating the infrared ray with the virtual image detection photodiode array In this case, 상기 제1 및 제2 이미지 센서들로부터 출력된 이미지로부터 터치 물체들을 바라 보는 각도를 계산하고 삼각 측량을 실시하여 상기 터치 물체들 각각에 대한 좌표를 계산하는 단계; 및Calculating an angle of looking at the touch objects from the image output from the first and second image sensors and performing triangulation to calculate coordinates for each of the touch objects; And 상기 터치 물체들의 좌표 각각에서 측정된 광 세기에서 상대적으로 높은 값의 광 세기로 측정된 좌표를 허상 좌표로 판단하여 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티터치 시스템의 구동방법.And removing the coordinate determined by the light intensity measured at each of the coordinates of the touch objects with a relatively high light intensity as false coordinates. 삭제delete 삭제delete
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