KR101582749B1 - Touch screen detection method using fast search algorithm - Google Patents

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KR101582749B1
KR101582749B1 KR1020140080810A KR20140080810A KR101582749B1 KR 101582749 B1 KR101582749 B1 KR 101582749B1 KR 1020140080810 A KR1020140080810 A KR 1020140080810A KR 20140080810 A KR20140080810 A KR 20140080810A KR 101582749 B1 KR101582749 B1 KR 101582749B1
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김형원
양병도
장운용
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충북대학교 산학협력단
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Abstract

A method for detecting a touch screen in an apparatus for detecting the touch screen for detecting whether a touch is detected on a capacitance touch screen panel. The method for detecting the touch screen comprises: a first step of successively applying a driving signal to each area by dividing transmit (TX) lines of the touch screen panel into two areas and simultaneously applying a driving signal to TX lines of a corresponding area in applying the driving signal to each area; a second step of selecting an area having relatively small values by comparing the capacitance of signals measured from receive (RX) lines of the touch screen panel; a third step of successively applying the driving signal to each area by dividing the selected area into two areas and of simultaneously applying the driving signal to the TX lines of the corresponding area in applying the driving signal to each area; a fourth step of selecting an area having a relatively small value by comparing the capacitance of a signal measured from the RX line of the touch screen panel; a fifth step of repeating the third step to the fourth step until selecting one TX line; and a sixth step of determining a cross position of the selected TX line and the RX line, which outputs a signal having the capacitance of the smallest value, as a point in which a touch is generated. According to the present invention, a touch sensing speed in the capacitance touch screen panel is rapidly increased. Therefore, the performance of touch position detection is increased by allocating more processing time to the process of high resolution touch position detection and the repeated noise filtering algorithm, and the like.

Description

고속 검색 기법을 이용한 터치 스크린 감지 방법 {Touch screen detection method using fast search algorithm}[0001] The present invention relates to a touch screen detection method using a fast search method,

본 발명은 정전용량방식의 터치 스크린 상에 손가락이 터치된 위치를 검출해 내는 터치 감지 방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a touch sensing method for detecting a position where a finger is touched on a capacitive touch screen.

최근 키보드, 마우스, 트랙볼, 조이스틱, 디지타이저(digitizer) 등의 다양한 입력장치들이 사용자와 가전기기 또는 각종 정보통신기기 사이의 인터페이스를 구성하기 위해 사용되고 있다. 그러나, 상술한 바와 같은 입력장치를 사용하는 것은 사용법을 익혀야 하고 공간을 차지하는 등의 불편을 야기하여 제품의 완성도를 높이기 어려운 면이 있었다. 따라서, 편리하면서도 간단하고 오작동을 감소시킬 수 있는 입력장치에 대한 요구가 날로 증가되고 있다. 이와 같은 요구에 따라 사용자가 손이나 펜 등으로 화면과 직접 접촉하여 정보를 입력하는 터치 스크린 패널(touch screen panel)의 터치스크린 장치가 제안되었다.Recently, various input devices such as a keyboard, a mouse, a trackball, a joystick, and a digitizer have been used to configure an interface between a user and a home appliance or various information communication devices. However, the use of the above-described input device has a drawback in that it is required to learn how to use it and occupies a space, which makes it difficult to improve the completeness of the product. Therefore, there is a growing demand for an input device that is convenient and simple and can reduce malfunctions. A touch screen device of a touch screen panel has been proposed in which a user directly touches a screen with a hand or a pen to input information according to the request.

현재는 스마트폰 또는 태블릿 PC에 많이 적용되며, 주로 LCD 패널위에 얇은 투명막상에 다양한 향태의 전극 패턴을 형성하고, 일부 전극을 통해 입력 파형을 구동하고 각각의 출력 전극을 순차적으로 검사하여 터치 여부를 판단하는 기술이다.Currently, it is widely applied to smartphones or tablet PCs. It mainly forms electrode patterns of various orientations on a thin transparent film on an LCD panel, drives an input waveform through some electrodes, sequentially tests each output electrode, It is the technology to judge.

터치스크린의 구동방식은 이러한 전극의 종류와 형태에 따라서 저항막 방식과 정전용량 방식 터치스크린으로 크게 나뉘어 진다.The driving method of the touch screen is largely divided into the resistance film type and the capacitive type touch screen depending on the type and shape of the electrode.

저항방식은 두장의 투명전극판의 가장자리에 일정 전압을 가하고 이들 투명 전극판들이 터치 압력에 의해 서로 접촉이 되면 접촉된 지점부터 전극판 가장자리까지의 저항값을 검출하여 접촉된 지점의 (x,y) 좌표를 계산해 내는 방식이다.In the resistance method, when a certain voltage is applied to the edges of two transparent electrode plates and the transparent electrode plates are in contact with each other due to the touch pressure, the resistance value from the contact point to the edge of the electrode plate is detected, ) The coordinates are calculated.

반면에 정전용량식 터치스크린은 투명 전극판에 가해진 압력 대신 인체(손가락 등)가 근접하면 변화되는 전극의 정전 용량값의 변화를 검출해서 터치가 된 위치를 계산해 내는 방식이다.On the other hand, a capacitive touch screen detects a change in the capacitance value of an electrode that changes when a human body (a finger, etc.) approaches, instead of the pressure applied to the transparent electrode plate, and calculates a touched position.

정전용량식 터치스크린은 두장의 투명전극판을 주로 가로 세로의 교차선 패턴 또는 마름모꼴 패턴으로 형성하여 사용한다.The capacitive touch screen is formed by forming two transparent electrode plates in an intersecting line pattern or a rhombic pattern mainly in the horizontal and vertical directions.

이러한 정전용량 방식에는 다시 자기정전용량방식과 상호정전용량방식으로 나누어지며, 자기정전용량방식은 터치발생시에 각 투명전극 교차선의 자체 정전용량이 변하게 되며 이를 감지하여 터치 위치를 찾아내는 방식이다. The electrostatic capacitance method is divided into the self capacitance type and the mutual capacitance type. In the self capacitance type, the self capacitance of each transparent electrode intersection line is changed when the touch is generated, and the touch position is detected by sensing the capacitance.

상호정전용량방식은 가로 세로의 두개의 투명전극 교차선간의 상호 정전용량의 변화량을 감지하여 여러개의 인체 접촉점의 위치를 동시에 찾아내는 방식으로 현재의 스마트폰 등에 가장 많이 사용되는 방식이다.The mutual capacitance method detects the mutual capacitance variation between two transparent electrode intersecting lines in the horizontal and vertical directions and locates several human touch points at the same time, and is the most widely used method in current smart phones.

터치스크린이 휴대폰과 태블릿 PC에서 점차적으로 노트북PC, 데스크톱PC, TV, 광고용 LCD(디지털사이니지), 교육용 전자칠판, 의료용 모니터, 게임용 모니터 등에도 적용되기 시작하였다. 따라서 대형 터치스크린 컨트롤러의 수요가 늘고 있다. 그러나 대형 터치스크린의 높은 LCD 해상도에 맞게 터치스크린 해상도 역시 높은 사양이 요구되어서, 많은 채널을 필요로 하여 터치 감지 처리속도가 느려지는 문제가 있다. 또한 기존의 소형 터치스크린용 컨트롤러 기술을 사용하게 되면 필요한 채널 수를 만족시키기 위해 여러 개의 컨트롤러 칩을 사용해야 하는 문제가 있다. 또한, 대형 LCD에서 발생하는 노이즈와 높은 선저항 성분에 의해 터치 감도의 저하가 발생하여 높은 터치 해상도를 달성하기 어려운 문제가 있다.Touch screens have gradually begun to be applied to mobile phones and tablet PCs, such as notebook PCs, desktop PCs, TVs, commercial LCDs (digital signage), educational electronic boards, medical monitors, and gaming monitors. Therefore, the demand for large touch screen controllers is increasing. However, in order to meet the high LCD resolution of a large touch screen, the touch screen resolution also requires a high specification, which requires a lot of channels and slows down the touch detection processing speed. Also, when using the existing small touch screen controller technology, it is necessary to use several controller chips to satisfy the required number of channels. In addition, there is a problem that it is difficult to achieve a high touch resolution due to the deterioration of the touch sensitivity due to the noise generated by the large LCD and the high linear resistance component.

도 1은 기존 터치 스크린 컨트롤러의 일반적인 구조를 도시한 도면이다. 1 is a diagram illustrating a general structure of a conventional touch screen controller.

도 1을 참조하면, 터치스크린 패널(10)의 아래면의 TX 라인(Transmit line)에 구형파를 순차적으로 가하고, 패널(10)의 오른쪽면의 RX 라인(Receive line)에서 멀티플렉서(Multiplexer)(20)를 통해 출력 파형을 읽어내어 신호를 증폭하거나 적분을 하여 전하량을 전압으로 전환시킨다. 이때, 터치가 된 경우와 터치가 안 된 경우에 이 전환된 전압값이 다른 값을 가지게 된다. 1, a square wave is sequentially applied to a TX line on the lower surface of the touch screen panel 10 and a multiplexer 20 (see FIG. 1) is connected to an RX line (Receive line) ) To read the output waveform to amplify or integrate the signal to convert the charge to a voltage. At this time, when the touch is made and when the touch is not made, the converted voltage value has a different value.

기존 기법은 각 TX 라인과 RX 라인의 전압값을 순차적으로 검사하여 TX 라인과 RX 라인의 교차점에 터치가 발생했는지 여부를 검출하는 기법이다. 이때 TX 라인 하나 마다 모든 RX 라인에서 값을 읽어내고, 신호처리를 할 수 있도록 구형파를 TX 라인 하나에 지속적으로 구동시켜야 한다. 따라서 필요한 구동신호의 개수는 아래 수학식으로 나타낼 수 있다.The conventional technique is to sequentially check the voltage value of each TX line and RX line and detect whether a touch occurs at the intersection of the TX line and the RX line. At this time, it is necessary to read the value from every RX line for every TX line and continuously drive a square wave to one TX line for signal processing. Therefore, the number of necessary driving signals can be expressed by the following equation.

Figure 112015098733910-pat00010
Figure 112015098733910-pat00010

여기서, NTX는 TX 라인의 수, NRX는 RX 라인의 수이다Where N TX is the number of TX lines, and N RX is the number of RX lines

대형 터치스크린의 경우 NTX와, NRX가 크기 때문에, ND가 과도하게 증가하여 터치 감지 처리 속도가 크게 저하되는 문제가 발생하고 있다. 왜냐하면 TX 라인과 RX 라인이 터치 스크린의 크기에 따라 증가하기 때문이다. 따라서, 대형 터치 스크린 패널의 경우, 일반 모바일 휴대장치보다 터치 감지 성능을 향상시키는 새로운 기법이 요구되고 있는 실정이다.
In the case of a large touch screen, since N TX and N RX are large, N D is excessively increased, which causes a problem that the touch detection processing speed is largely lowered. This is because the TX and RX lines increase with the size of the touch screen. Therefore, in the case of a large touch screen panel, a new technique for improving the touch detection performance is required more than a general mobile portable device.

대한민국 공개특허 10-2013-0099420Korean Patent Publication No. 10-2013-0099420

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 정전 용량 방식의 터치 스크린 패널에서 터치 감지 속도를 대폭 향상시킬 수 있는 터치 스크린 감지 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a touch screen sensing method capable of significantly improving a touch sensing speed in a capacitive touch screen panel.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 정전 용량 방식의 터치 스크린 패널의 터치 여부를 감지하기 위한 터치 스크린 감지 장치에서의 터치 스크린 감지 방법에 있어서, 상기 터치 스크린 패널의 TX(Transmit) 라인(line)들을 두 영역으로 이등분하여 각 영역별로 순차적으로 구동신호를 인가하되, 각 영역에 구동신호 인가시에 해당 영역의 TX 라인들에 구동신호를 동시에 인가하는 제1 단계, 상기 터치 스크린 패널의 RX(Receive) 라인(line)들에서 측정되는 신호들의 정전용량을 비교하여 상대적으로 작은 값을 갖는 영역을 선택하는 제2 단계, 선택된 영역에 대하여 다시 두 영역으로 이등분하여 각 영역별로 순차적으로 구동신호를 인가하되, 각 영역에 구동신호 인가시에 해당 영역의 TX 라인들에 구동신호를 동시에 인가하는 제3 단계, 상기 터치 스크린 패널의 RX 라인에서 측정되는 신호의 정전용량을 비교하여 상대적으로 작은 값을 갖는 영역을 선택하는 제4 단계, 하나의 TX 라인이 선택될 때까지 상기 제3 단계 내지 제4 단계를 반복하는 제5 단계 및 선택된 하나의 TX 라인과 가장 작은 값의 정전용량을 갖는 신호를 출력하는 RX 라인의 교차점을 터치가 발생한 지점으로 판단하는 제6 단계를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of sensing a touch screen in a touch screen sensing apparatus for sensing whether or not a capacitive touch screen panel is touched, A first step of sequentially applying driving signals to the respective areas and applying driving signals to the TX lines of the corresponding areas when applying driving signals to the respective areas, A second step of selecting a region having a relatively small value by comparing capacitances of the signals measured in the lines, and a driving signal is sequentially applied to each of the regions by bisecting the selected region with respect to the two regions A third step of simultaneously applying a driving signal to the TX lines of the corresponding area when a driving signal is applied to each area, A fourth step of selecting a region having a relatively small value by comparing the capacitance of a signal measured in an RX line of the fifth step, a fifth step of repeating the third to fourth steps until one TX line is selected And a sixth step of determining an intersection of one selected TX line and an RX line outputting a signal having a capacitance of the smallest value as a point where a touch occurs.

상기 제2 단계에서 RX 라인들 중에서 가장 작은 값의 정전용량을 갖는 신호를 출력하는 RX 라인을 선택하고, 이후 선택된 RX 라인에서 출력되는 신호의 정전용량만을 비교할 수 있다. In the second step, the RX line outputting the signal having the capacitance of the smallest value among the RX lines may be selected, and then only the capacitance of the signal output from the selected RX line may be compared.

상기 터치 스크린 패널의 TX 라인들을 A 영역과 B 영역의 두 영역으로 이등분한다고 하면, 초기값이 M은 TX 라인의 수이고, m=0이라고 할 때, S=

Figure 112015098733910-pat00011
으로 계산되고, 상기 A 영역은 [S+1:M]이고, 상기 B 영역은 [m:S]로 분리되고, 상기 A 영역의 모든 TX 라인에 구동신호를 동시에 인가하여 RX 라인에서 출력되는 신호를 측정하고, 이를 저장한 후, 상기 B 영역의 모든 TX 라인에 구동신호를 동시에 인가하여 RX 라인에서 출력되는 신호를 측정하고, 이를 저장하고, 저장된 정보를 통해 신호의 정전용량 크기를 비교하는 방식으로, 터치가 존재하는 영역을 판단하여 A 영역과 B 영역 중에 하나의 영역을 선택하고, A 영역의 신호의 정전용량이 B 영역의 신호의 정전용량보다 크면 S를 m으로 다시 설정하고, A 영역의 신호의 정전용량이 B 영역의 신호의 정전용량보다 작으면 S를 M으로 다시 설정하며, 선택된 영역에 대하여 다시 두 영역으로 이등분하여 정전용량 크기를 비교하는 상기 과정을 S=M=m이 될 때까지 반복하는 방식으로 터치가 발생한 지점을 검출할 수 있다. Assuming that the TX lines of the touch screen panel are divided into two regions A and B, the initial value M is the number of TX lines, and m = 0, S =
Figure 112015098733910-pat00011
, The B region is separated into [m: S], and the drive signal is simultaneously applied to all the TX lines in the A region, and the signal output from the RX line Measures a signal output from the RX line by simultaneously applying a driving signal to all the TX lines of the B area, stores the same, and compares the capacitance magnitude of the signal with the stored information, If the capacitance of the signal of the area A is larger than the capacitance of the signal of the area B, S is set to m again, and the area A If the capacitance of the signal of the signal B is smaller than the capacitance of the signal of the region B, S is set to M again, and the process of comparing capacitance magnitudes by dividing the selected region again into two regions is S = M = m Repeat until It may detect a touch point is generated by the following formula.

본 발명에 의하면 정전용량 방식의 터치 스크린 패널에서 기존 기법 대비 터치 감지 속도를 급격히 증가시킬 수 있는 효과가 있다. 따라서 더 많은 처리 시간을 고해상도 터치 위치 감지 신호처리 및 반복적인 노이즈 필터링 알고리즘 등에 할애할 수 있어서 전반적인 터치 위치 검출의 성능을 증가시킬 수 있게 된다. According to the present invention, the touch sensing speed of the capacitive touch screen panel can be rapidly increased compared with the conventional technique. Therefore, more processing time can be allocated to the high-resolution touch position sensing signal processing and the repetitive noise filtering algorithm, so that the performance of the overall touch position sensing can be increased.

또한, 본 발명은 대형 터치 스크린의 터치 위치 고속 감지에 특히 높은 성능을 발휘할 뿐 아니라 중소형 터치 스크린에서도 고속 터치 위치 감지 및 터치 성능을 개선할 수 있는 효과가 있다.
In addition, the present invention not only exhibits high performance in high-speed touch position sensing of a large touch screen, but also has an effect of improving high-speed touch position sensing and touch performance even in a small-sized touch screen.

도 1은 기존 터치 스크린 컨트롤러의 일반적인 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고속 검색 기법을 이용한 터치 스크린 감지 과정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고속 검색 기법을 이용한 터치 스크린 감지 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고속 검색 기법을 이용한 터치 스크린 감지 장치를 보여주는 블록도이다. 1 is a diagram illustrating a general structure of a conventional touch screen controller.
2 is a conceptual diagram illustrating a touch screen sensing process using a fast search technique according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method of sensing a touch screen using a fast search technique according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram illustrating a touch screen sensing apparatus using a fast searching technique according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 갖는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted in an ideal or overly formal sense unless expressly defined in the present application Do not.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In the following description of the present invention with reference to the accompanying drawings, the same components are denoted by the same reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant explanations thereof will be omitted. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고속 검색 기법을 이용한 터치 스크린 감지 과정을 설명하기 위한 개념도이다. 2 is a conceptual diagram illustrating a touch screen sensing process using a fast search technique according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 정전용량 방식의 터치 스크린 패널(110)에서 TX 라인(Transmit line)들을 2개 영역으로 등분하여 각 영역의 모든 TX 라인에 동시에 구동신호를 구동하고, 각 RX 라인(Receive line)에서 수신된 신호들의 정전용량을 비교하는 방법을 사용한다.The present invention divides TX lines into two areas in a capacitive touch screen panel 110, drives driving signals simultaneously to all TX lines in each area, and receives signals from each RX line (Receive line) To compare the capacitances of the signals.

도 2를 참조하면, 터치 스크린 패널(110)에서 터치된 위치가 표시되어 있다. 터치 스크린 패널(110)에서 터치가 일어나지 않은 영역(B)의 RX 라인(line)의 정전용량은 감쇄가 일어나지 않는 출력신호를 보이게 되고, 터치를 한 부분을 포함하는 영역(A)의 RX 라인 출력신호는 감쇄가 일어난 작은 신호를 보인다. 이때 작은 정전용량을 보이는 TX 라인 영역을 다음 단계에서 2등분하고, RX 라인에서 수신되는 신호를 비교한다. Referring to FIG. 2, a touched position on the touch screen panel 110 is displayed. The capacitance of the RX line of the area B where no touch occurs in the touch screen panel 110 shows an output signal that does not cause attenuation and the RX line output of the area A including the touch- The signal shows a small signal with attenuation. At this time, the small-capacitance TX line region is bisected in the next step, and the signals received on the RX line are compared.

그리고, 수신된 신호를 비교하여 큰 정전용량을 보이는 TX 라인 영역을 다음 단계에서 제외하고, 작은 정전용량을 보이는 TX 라인 영역을 또 다시 2등분하여 TX 라인들에 동시에 구동신호를 구동한다. 그리고, 첫번째 단계에서 선택된 RX 라인의 출력신호를 비교한다. 상기와 같은 동작을 계속적으로 반복하여 마지막으로 남은 TX 라인 영역의 TX 라인과 첫번째 단계에서 가장 낮은 정전용량을 보였던 RX 라인의 교차점이 터치 포인트가 된다.
Then, by comparing the received signals, the TX line region having a large capacitance is excluded in the next step, and the TX line region having a small capacitance is divided into two again to drive the driving signals simultaneously on the TX lines. Then, the output signal of the RX line selected in the first step is compared. The above operation is continuously repeated, and the intersection of the TX line of the last remaining TX line area and the RX line showing the lowest capacitance in the first step becomes the touch point.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고속 검색 기법을 이용한 터치 스크린 감지 방법을 보여주는 흐름도이다. 3 is a flowchart illustrating a method of sensing a touch screen using a fast search technique according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명에서 사용되는 고속 검색 기법에서, 초기값으로 주어지는 M은 TX 라인의 수이고, m=0이라고 할 때(S301), 터치 위치를 얻기 위하여 TX 라인의 수를 이용하여 A 영역을 [S+1:M], B 영역을 [m:S]로 분리하며, 사용된 S는

Figure 112015098733910-pat00012
로 계산된다(S303). Referring to FIG. 3, in the fast search method used in the present invention, M is an initial number of TX lines, and when m = 0 (S301), the number of TX lines is used to obtain a touch position A region is divided into [S + 1: M] and B region into [m: S]
Figure 112015098733910-pat00012
(S303).

본 발명에서 A 영역의 모든 TX 라인에 신호를 동시에 구동하여 RX 라인의 신호를 측정하고, 측정된 신호를 저장한 후, B 영역의 모든 TX 라인에 신호를 동시에 구동하여 RX 라인의 신호를 측정하고 저장한다(S307, S309). In the present invention, the signals of the RX line are simultaneously measured by simultaneously driving signals on all the TX lines of the A region, and the signals of the RX line are measured by simultaneously driving the signals to all the TX lines of the B region after storing the measured signals (S307, S309).

그리고, 두 개의 저장된 정보와 신호의 크기를 비교하여 터치가 존재하는 영역을 선택하고, 상기 동작을 반복한다. Then, the size of the signal is compared with the two pieces of stored information to select a region where the touch exists, and the operation is repeated.

도 3에서 보는 바와 같이 동작 반복시마다, 선택된 영역에 맞추어 m 과 M 값을 다시 정하게 된다. As shown in FIG. 3, each time the operation is repeated, the values of m and M are determined again according to the selected area.

A 영역의 신호의 정전용량이 B 영역의 신호의 정전용량보다 크면 S를 m으로 다시 설정하고(S313), A 영역의 신호의 정전용량이 B 영역의 신호의 정전용량보다 작으면 S를 M으로 다시 설정한다(S315).If the capacitance of the signal of the area A is larger than the capacitance of the signal of the area B, S is set again to m (S313). If the capacitance of the signal of the area A is smaller than the capacitance of the signal of the area B, (S315).

이와 같이 새로 정해진 m 과 M을 이용하여 N번의 동작 반복 후에 마지막 단계에서 결국 S = M = m이 되고(S305), TX 라인은 하나만 남게 된다. 이때 하나 남은 TX 라인과 Rx 라인의 교차점이 터치된 위치로 결정된다(S317). 그리고, 결정된 터치 위치를 전송한다(S319). After repeating the operation N times using the newly defined m and M, finally S = M = m (S305), and only one TX line is left. At this time, the intersection of one remaining TX line and the Rx line is determined as the touched position (S317). Then, the determined touch position is transmitted (S319).

만약 터치가 발생하지 않은 경우는 첫번째 단계에서 2개의 TX 라인 영역에서 터치가 발견되지 않게 되고 흐름도의 반복루프에서 바로 빠져나와서 초기 상태로 간다. 그 후 흐름도의 처음부터 반복하게 되면 터치가 발생하여 해당 TX 라인 영역이 선택될 때까지 상기 동작을 반복한다. 여기서 첫번째 단계에서 터치가 감지되면, 해당 TX 라인 영역 뿐만 아니라 터치가 발생한 RX 라인도 결정이 된다. 본 발명에서는 이 RX 라인을 저장하게 되고, 2번째 반복과 그 이후는 이 RX 라인만 검사를 함으로써, 모든 RX 라인을 반복적으로 검사하는 불필요한 동작을 피할 수 있게 된다. 따라서 본 발명에서 제안하는 터치 스크린 감지 기법은 터치가 발생한 TX 라인과 RX 라인을 더욱 빠르게 검출할 수 있다.If there is no touch, the touch is not found in the two TX line areas in the first step, and it immediately exits from the repeated loop of the flowchart and goes to the initial state. Then, when the process is repeated from the beginning of the flowchart, a touch occurs and the above operation is repeated until the corresponding TX line area is selected. If a touch is detected in the first step, not only the corresponding TX line area, but also the RX line where the touch occurs is determined. According to the present invention, this RX line is stored. By repeating this RX line inspection only for the second iteration and thereafter, unnecessary operations for repeatedly checking all the RX lines can be avoided. Therefore, the touch screen sensing technique proposed in the present invention can detect the TX line and the RX line in which the touch occurs.

본 발명의 정전 용량 방식의 터치 스크린 패널의 터치 여부를 감지하기 위한 터치 스크린 감지 장치에서의 터치 스크린 감지 방법에 있어서, 상기 터치 스크린 패널의 TX(Transmit) 라인(line)들을 두 영역으로 이등분하여 각 영역별로 순차적으로 구동신호를 인가하되, 각 영역에 구동신호 인가시에 해당 영역의 TX 라인들에 구동신호를 동시에 인가하는 제1 단계, 상기 터치 스크린 패널의 RX(Receive) 라인(line)들에서 측정되는 신호들의 정전용량을 비교하여 상대적으로 작은 값을 갖는 영역을 선택하는 제2 단계, 선택된 영역에 대하여 다시 두 영역으로 이등분하여 각 영역별로 순차적으로 구동신호를 인가하되, 각 영역에 구동신호 인가시에 해당 영역의 TX 라인들에 구동신호를 동시에 인가하는 제3 단계, 상기 터치 스크린 패널의 RX 라인에서 측정되는 신호의 정전용량을 비교하여 상대적으로 작은 값을 갖는 영역을 선택하는 제4 단계, 하나의 TX 라인이 선택될 때까지 상기 제3 단계 내지 제4 단계를 반복하는 제5 단계 및 선택된 하나의 TX 라인과 가장 작은 값의 정전용량을 갖는 신호를 출력하는 RX 라인의 교차점을 터치가 발생한 지점으로 판단하는 제6 단계를 포함한다.
A method of sensing a touch screen in a touch screen sensing apparatus for sensing whether a capacitive touch screen panel is touched, the method comprising: dividing TX transmission lines of the touch screen panel into two regions, A first step of sequentially applying a driving signal to each of the areas, and simultaneously applying a driving signal to TX lines of a corresponding area when a driving signal is applied to each area, a first step of applying driving signals to the RX (Receive) lines of the touch screen panel A second step of selecting a region having a relatively small value by comparing the capacitances of the signals to be measured, applying driving signals sequentially to the respective regions by bisecting the two regions with respect to the selected region, A third step of simultaneously applying a driving signal to the TX lines of the corresponding area in the RX line of the touch screen panel, A fifth step of repeating the third to fourth steps until one TX line is selected, and a fourth step of selecting a region having a relatively small value by comparing the capacitances, And a sixth step of determining the intersection of the RX line outputting the signal having the small capacitance as the point where the touch occurs.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고속 검색 기법을 이용한 터치 스크린 감지 장치를 보여주는 블록도이다. 4 is a block diagram illustrating a touch screen sensing apparatus using a fast searching technique according to an embodiment of the present invention.

도 4의 실시예에서 터치 위치 감지 및 구동영역을 선택하는 감지 장치는 터치 스크린 패널(410)의 RX 라인에서 멀티플렉서(420)를 통해 나오는 출력신호를 터치 신호 증폭부(430)를 통해 증폭시키고, ADC(Analog to Digital converter)(440)를 통해서 읽어 들인 각각의 값을 출력신호 저장부(450)에 저장한 후, 터치가 존재하는 TX 라인 영역을 선택하며, 구동부(460)에서 선택된 TX 라인 영역을 2등분하고, 상기 동작을 반복한다. In the embodiment of FIG. 4, the sensing device for selecting a touch position sensing and driving area amplifies an output signal from the RX line of the touch screen panel 410 through the multiplexer 420 through the touch signal amplifying part 430, And stores the values read through the ADC (Analog to Digital Converter) 440 in the output signal storage unit 450, selects the TX line region in which the touch exists, And the above operation is repeated.

본 발명에서 구동부(460)에서의 구체적인 동작은 다음과 같다. The specific operation of the driving unit 460 in the present invention is as follows.

터치 위치 감지 및 구동 영역 선택부(462)에서 최종 TX 라인이 선택되고, 터치 위치 결정 완료 및 좌표 저장부(464) 모든 저장이 완료되면 데이터를 비교하고 구동할 TX 영역을 선택한다. 다음 반복 단계에서는 이 선택된 TX 라인 영역에만 TX 신호 구동회로를 구동시킨다.When the final TX line is selected in the touch position sensing and driving region selection unit 462 and the touch position determination and the coordinate storage unit 464 are all stored, the data is compared and the TX region to be driven is selected. In the next iteration step, the TX signal driving circuit is driven only in the selected TX line area.

예를 들어, TX 라인 64개와 RX 라인 80개의 터치 스크린에서 터치 위치를 확인하게 된다면, 기존의 경우는 수학식 1에 적용하면 5120번 신호를 구동해야 한다.For example, if the touch position is confirmed on the touch screen of 64 TX lines and 80 RX lines, in the conventional case, the signal 5120 should be driven by applying Equation 1.

하지만 본 발명을 적용하면, 첫 단계에 상위 32개의 TX 라인 영역을 한번에 구동하고, 80개의 RX 라인에서 출력을 각각 감지한다. 그 후 하위 32개의 TX 라인 영역을 한번에 구동한다. 따라서 1단계에서 총 160번의 신호를 구동하게 된다. However, according to the present invention, in the first stage, the upper 32 TX line regions are driven at one time, and the outputs are detected in 80 RX lines, respectively. Then, the lower 32 TX line areas are driven at once. Therefore, in the first stage, a total of 160 signals are driven.

1단계에서 감지한 신호중 터치가 존재하는(작은 정전용량을 보이는) 영역을 남기고, 터치가 존재하지 않는(큰 정전용량을 보이는) 영역을 제거한다. In the signal detected in the first step, the region where the touch exists (showing a small capacitance) and the region where the touch does not exist (the region showing a large capacitance) is removed.

2단계에서는 16개씩 2등분 된 TX 라인 영역에 구동신호를 구동한다. 2단계부터는 1단계에서 터치가 존재하는(가장 작은 정전용량을 보인) RX 라인에서만 출력신호를 확인하기 때문에 2번의 TX 구동신호만 구동하면 된다. In the second stage, the driving signal is driven to the TX line region divided into 16 quadrants. From Step 2, only the TX signal is driven twice because the output signal is checked only on the RX line where the touch is present (the smallest capacitance is shown).

그 다음 단계에서는 TX 라인 8개씩 2등분 된 TX 라인 영역을 구동한다. 여기서도 2단계와 같이 이미 선택된 RX 라인만 측정하므로, 2번의 TX 신호를 구동하고 다음 단계에서 4개씩 2등분 된 TX 라인 영역을 비교하기 위해 2번의 TX 신호를 구동한다. The next step is to drive the TX line area bisected by 8 TX lines. In this case, since only the selected RX line is measured as in step 2, two TX signals are driven, and in the next step, two TX signals are driven to compare the TX line areas divided into four by two.

그 다음 단계에서 2개씩 2등분 된 TX 라인 영역을 비교 하기 위해 2번의 신호를 구동한다. In the next step, two signals are driven to compare the two bisected TX line regions.

마지막 단계에서는 1개씩 2등분 된 TX 라인 영역을 비교 하기 위해 2번의 신호를 구동한다. 이 때 마지막 선택된 TX 라인과 1단계에서 가장 작은 전정용량을 보이는 RX 라인의 교차점이 최종 터치가 발생한 위치로 판정된다. 결과적으로 170번의 신호구동 만으로 터치 위치를 확인 할수 있다. 위의 결과를 보면, 본 발명은 기존 대비 96% 이상의 신호 구동을 줄일 수 있다.In the final step, we drive two signals to compare the TX line region bisected by one. At this time, the intersection of the last selected TX line and the RX line showing the smallest vestibular capacity in Step 1 is determined as the position where the last touch occurred. As a result, the touch position can be checked only by driving the signal 170 times. From the above results, the present invention can reduce the signal driving by 96% or more compared with the conventional method.

본 발명의 터치컨트롤 방법의 TX 신호 구동 회수는 다음 수학식 2와 같이 표현된다. The number of TX signal driving times of the touch control method of the present invention is expressed by the following equation (2).

Figure 112015098733910-pat00013
Figure 112015098733910-pat00013

터치 스크린 패널이 커질수록 TX 라인과 RX 라인이 많아지기 때문에 수학식 1에 의해 정의되는 기존 방법과 수학식 2로 정의되는 본 발명의 TX 라인 구동 횟수의 차이는 더욱 증가하게 된다. 따라서 본 발명은 대형스크린에서 구동신호 횟수를 급격히 감소시켜 터치 감지 처리 속도를 현격히 증가시킬 수 있다.
As the number of TX lines and RX lines increases as the touch screen panel increases, the difference between the conventional method defined by Equation (1) and the number of TX line driving times defined by Equation (2) increases. Therefore, the present invention can dramatically increase the touch sensing processing speed by drastically reducing the number of driving signals in a large screen.

이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.
While the present invention has been described with reference to several preferred embodiments, these embodiments are illustrative and not restrictive. It will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made therein without departing from the spirit of the invention and the scope of the appended claims.

110, 410 터치 스크린 패널 120, 420 멀티플렉서
430 터치 신호 증폭부 440 ADC
450 출력신호 저장부 460 구동부110, 410 touch screen panel 120, 420 multiplexer
430 touch signal amplification unit 440 ADC
450 output signal storage unit 460 driving unit

Claims (3)

정전 용량 방식의 터치 스크린 패널의 터치 여부를 감지하기 위한 터치 스크린 감지 장치에서의 터치 스크린 감지 방법에 있어서,
상기 터치 스크린 패널의 TX(Transmit) 라인(line)들을 두 영역으로 이등분하여 각 영역별로 순차적으로 구동신호를 인가하되, 각 영역에 구동신호 인가시에 해당 영역의 TX 라인들에 구동신호를 동시에 인가하는 제1 단계;
상기 터치 스크린 패널의 RX(Receive) 라인(line)들에서 측정되는 신호들의 정전용량을 비교하여 상대적으로 작은 값을 갖는 영역을 선택하는 제2 단계;
선택된 영역에 대하여 다시 두 영역으로 이등분하여 각 영역별로 순차적으로 구동신호를 인가하되, 각 영역에 구동신호 인가시에 해당 영역의 TX 라인들에 구동신호를 동시에 인가하는 제3 단계;
상기 터치 스크린 패널의 RX 라인에서 측정되는 신호의 정전용량을 비교하여 상대적으로 작은 값을 갖는 영역을 선택하는 제4 단계;
하나의 TX 라인이 선택될 때까지 상기 제3 단계 내지 제4 단계를 반복하는 제5 단계; 및
선택된 하나의 TX 라인과 가장 작은 값의 정전용량을 갖는 신호를 출력하는 RX 라인의 교차점을 터치가 발생한 지점으로 판단하는 제6 단계를 포함하는 터치 스크린 감지 방법.
A touch screen sensing method in a touch screen sensing device for sensing whether or not a capacitive touch screen panel is touched,
A driving signal is sequentially applied to each region by dividing TX (Transmit) lines of the touch screen panel into two regions, and when driving signals are applied to the respective regions, a driving signal is simultaneously applied to TX lines of the corresponding region ;
A second step of comparing a capacitance of signals measured in RX (Receive) lines of the touch screen panel to select a region having a relatively small value;
A third step of sequentially applying a driving signal to each of the two regions with respect to the selected region, and simultaneously applying a driving signal to the TX lines of the corresponding region when applying a driving signal to each region;
A fourth step of comparing a capacitance of a signal measured in an RX line of the touch screen panel to select a region having a relatively small value;
A fifth step of repeating the third to fourth steps until one TX line is selected; And
And a sixth step of determining an intersection of one selected TX line and an RX line outputting a signal having a capacitance of the smallest value as a point where a touch occurs.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 단계에서 RX 라인들 중에서 가장 작은 값의 정전용량을 갖는 신호를 출력하는 RX 라인을 선택하고, 이후 선택된 RX 라인에서 출력되는 신호의 정전용량만을 비교하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 감지 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the RX line outputting the signal having the capacitance of the smallest value among the RX lines is selected in the second step, and then only the capacitance of the signal output from the selected RX line is compared.
청구항 1에 있어서,
상기 터치 스크린 패널의 TX 라인들을 A 영역과 B 영역의 두 영역으로 이등분한다고 하면,
초기값이 M은 TX 라인의 수이고, m=0이라고 할 때,
S=
Figure 112015098733910-pat00014
으로 계산되고,
상기 A 영역은 [S+1:M]이고, 상기 B 영역은 [m:S]로 분리되고,
상기 A 영역의 모든 TX 라인에 구동신호를 동시에 인가하여 RX 라인에서 출력되는 신호를 측정하고, 이를 저장한 후,
상기 B 영역의 모든 TX 라인에 구동신호를 동시에 인가하여 RX 라인에서 출력되는 신호를 측정하고, 이를 저장하고,
저장된 정보를 통해 신호의 정전용량 크기를 비교하는 방식으로, 터치가 존재하는 영역을 판단하여 A 영역과 B 영역 중에 하나의 영역을 선택하고,
A 영역의 신호의 정전용량이 B 영역의 신호의 정전용량보다 크면 S를 m으로 다시 설정하고, A 영역의 신호의 정전용량이 B 영역의 신호의 정전용량보다 작으면 S를 M으로 다시 설정하며,
선택된 영역에 대하여 다시 두 영역으로 이등분하여 정전용량 크기를 비교하는 상기 과정을 S=M=m이 될 때까지 반복하는 방식으로 터치가 발생한 지점을 검출하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 감지 방법.
The method according to claim 1,
If the TX lines of the touch screen panel are divided into two areas A and B,
The initial value M is the number of TX lines, and when m = 0,
S =
Figure 112015098733910-pat00014
Lt; / RTI >
The A region is [S + 1: M], the B region is separated into [m: S]
A driving signal is simultaneously applied to all the TX lines of the A region to measure a signal output from the RX line,
A driving signal is simultaneously applied to all the TX lines in the B region to measure a signal output from the RX line,
A region in which a touch is present is determined by comparing capacitance magnitudes of signals through stored information, and one region is selected from among regions A and B,
If the capacitance of the signal of the area A is larger than the capacitance of the signal of the area B, S is set again to m, and if the capacitance of the signal of the area A is smaller than the capacitance of the signal of the area B, ,
Wherein a point at which a touch occurs is detected by repeating the process of comparing capacitance magnitudes with two regions again for the selected region until S = M = m.
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