KR101658355B1 - 플렉서블 터치 스크린 패널의 멀티 터치에 대한 터치 검출 방법 및 장치 - Google Patents

플렉서블 터치 스크린 패널의 멀티 터치에 대한 터치 검출 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

일 실시예에 따르면, 플렉서블 터치 스크린 패널의 멀티 터치에 대한 터치 검출 방법 및 장치가 개시된다.
복수개의 행과 열을 이루는 센서패드들로 구성되는 터치 패널에 대한 터치를 검출하기 위한 방법에 있어서, 상기 센서패드들 각각으로부터 출력되는 신호들을 획득하는 단계; 상기 센서패드들로부터 획득된 원 신호들을 가공하여, 터치 발생 신호가 획득되는 영역의 경계만이 강조된 신호들을 획득하는 단계; 및 상기 센서패드들로부터 획득된 원 신호들과 상기 경계만이 강조된 신호들을 합성하여, 상기 경계가 강조된 원 신호들을 기초로 터치를 검출하는 단계를 포함하는, 터치 검출 장치의 터치 검출 방법이 제공된다.

Description

플렉서블 터치 스크린 패널의 멀티 터치에 대한 터치 검출 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DETECTING MULTI TOUCH ON TOUCH SCREEN PANEL}
본 발명은 플렉서블 터치 스크린 패널의 멀티 터치에 대한 터치 검출 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 멀티 터치 발생 시의 터치 발생 지점 간의 경계를 명확히 하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
터치 스크린 패널은 영상 표시 장치의 화면에 표시된 문자나 도형을 사람의 손가락이나 다른 접촉수단으로 접촉하여 사용자의 명령을 입력하는 장치로서, 영상 표시 장치 위에 부착되어 사용된다. 터치 스크린 패널은 사람의 손가락 등으로 접촉된 접촉 위치를 전기적 신호로 변환한다. 상기 전기적 신호는 입력 신호로서 이용된다.
통상적으로 터치 검출 장치는 터치 발생 수단과 센서패드 간의 관계에서 형성되는 터치 정전용량을 검출함으로써 터치 발생 여부 및 터치 발생 지점을 판단하게 된다. 구체적으로, 센서패드에 터치 발생 수단이 접근하게 되면, 그렇지 않은 경우와 비교하였을 때 센서패드에 형성되는 정전용량에 차이가 생기게 되는데, 그 정전용량의 크기에 따라 터치 발생 지점과 터치 발생 면적을 판단할 수 있게 된다.
도 1은 통상적인 터치 스크린 패널에서 센서패드의 구성을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 복수개의 센서패드는 복수개의 행과 열을 갖는 어레이를 이룬다.
최근에는 터치 스크린 패널 상에서 복수 지점에 대한 터치 지점을 검출하는 기술이 개발되었다. 이에 의하면, 동시에 복수개의 지점에 터치가 발생하여도, 그 각각의 터치 지점을 판단 할 수 있게 된다.
만약, 복수개의 터치 발생 지점 간 거리가 충분히 떨어져 있는 경우에는 터치 발생 지점 각각에 대한 검출이 용이하게 가능하나, 도 1에 도시되는 예에서와 같이 터치 발생 지점 간 거리가 충분하게 떨어져 있지 않은 경우에는 각 터치 발생 지점에 대한 검출이 어려워진다.
구체적으로, 원형으로 이루어지고, 그 지름이 센서패드 3개의 일 변 길이의 합과 동일한 터치 발생 수단에 의해, 2개의 지점(A, B)에 터치가 발생하였으며, 각 터치 발생 지점(A, B)의 중심 간 거리는 4개의 센서패드의 일 변 길이의 합과 동일하다고 가정하면, 터치 발생 지점(A, B)의 경계 간 거리 중 최단 거리는 1개의 센서패드의 일 변 길이와 동일해진다.
전술한 바와 같이, 터치 검출은 터치 발생 수단과 센서패드 간에 형성되는 터치 정전용량의 변화 검출을 통해 이루어지는데, 터치 발생 수단은 터치 스크린 패널에 대해 접촉되는 경계의 주변에 존재하는 센서패드와의 관계에서도 터치 정전용량을 형성할 수 밖에 없다.
즉, 터치 발생 지점(A, B)의 경계 외부에 존재하는 센서패드(SP)에도 터치 정전용량이 형성되게 된다.
도 1에서와 같이, 터치 발생 지점(A, B) 간 거리가 매우 가까운 경우에는 터치 발생 지점(A, B)의 경계 사이에 존재하는 센서패드(SP)에도 터치 발생 수단과의 관계에 의해 터치 정전용량이 형성되게 된다.
2개의 터치 발생 지점(A, B)이 존재할 때 터치 정전용량이 형성되지 않은 센서패드에 의해 터치 발생 지점(A, B)들이 명확하게 구분된다면, 각각의 터치 발생 지점(A, B)을 정확하게 검출해낼 수 있으나, 터치 발생 지점(A, B)들이 터치 정전용량이 형성된 센서패드(SP)에 의해 서로 연결된다면, 터치 검출 장치는 하나의 큰 물체에 의해 터치가 이루어진 것으로 판단해버릴 수 있다.
따라서, 복수의 터치 발생, 즉, 멀티 터치가 발생하더라도 터치 발생 지점 간 거리가 근접하면 각각의 터치 발생 지점에 대한 정확한 판단이 어려워지는 문제가 존재한다.
또한, 최근 들어 플렉서블(Flexible)한 영상표시장치가 개발되고 있는 추세이며, 이 경우 상기 플렉서블 영상표시장치에 적용되는 터치 스크린 패널 역시 플렉서블한 특성이 요구된다.
이에, 멀티 터치 발생 시 터치 발생 지점 간 거리가 충분히 멀지 않더라도, 각각의 터치 발생 지점을 검출해낼 수 있으면서도 플렉서블 터치 스크린 패널에 적용이 가능한 터치 검출 장치에 대한 기술이 요구된다.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 터치 발생 지점의 경계를 명확히 함으로써 멀티 터치 발생 시 각각의 터치 발생 지점을 정확히 검출해내기 위한 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수개의 행과 열을 이루는 센서패드들로 구성되는 터치 패널에 대한 터치를 검출하기 위한 방법에 있어서, 상기 센서패드들 각각으로부터 출력되는 신호들을 획득하는 단계; 상기 센서패드들로부터 획득된 원 신호들을 가공하여, 터치 발생 신호가 획득되는 영역의 경계만이 강조된 신호들을 획득하는 단계; 및 상기 센서패드들로부터 획득된 원 신호들과 상기 경계만이 강조된 신호들을 합성하여, 상기 경계가 강조된 원 신호들을 기초로 터치를 검출하는 단계를 포함하는, 터치 검출 장치의 터치 검출 방법이 제공된다.
상기 경계만이 강조된 신호들을 획득하는 단계는, 상기 원 신호들에 대해 블러링(blurring) 처리를 수행하는 단계; 및 상기 원 신호들에서 상기 블러링 처리된 신호들을 차감하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 경계가 강조된 원 신호는, 상기 원 신호들과 상기 차감 완료된 신호들을 합산하여 획득하는 것일 수 있다.
상기 블러링 처리는 평균 필터, 가중 평균 필터, 가우시안 필터, 미디언 필터 중 적어도 하나를 활용하여 이루어질 수 있다.
상기 경계가 강조된 신호들을 획득하는 단계는, 상기 원 신호들에 엣지 검출 필터를 적용하는 단계; 및 상기 원 신호들에서 상기 엣지 검출 필터를 적용한 결과를 차감하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 경계가 강조된 원 신호는, 상기 원 신호들에서 상기 차감이 완료된 결과를 차감하여 획득하는 것일 수 있다.
상기 엣지 검출 필터는, 라플라시안 필터 또는 샤르 필터일 수 있다.
상기 터치 검출 방법은, 상기 실제 터치 발생 지점의 터치 발생 신호들만이 강조된 결과를 토대로, 2 이상의 터치 발생 지점에 대한 검출을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 복수개의 행과 열을 이루는 센서패드들로 구성되는 터치 패널; 상기 센서패드들로부터 출력되는 신호들을 각각 저장하는 메모리; 및 상기 메모리에 저장된 원 신호들을 가공하여, 터치 발생 신호가 검출되는 영역의 경계가 강조된 신호들을 획득하는 터치 정보 처리부를 포함하는, 터치 검출 장치가 제공된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 인접한 거리에서 멀티 터치가 발생하는 경우에도 각 터치 발생 지점의 경계가 명확해지기 때문에, 정확한 멀티 터치에 대한 인식이 가능해진다.
도 1은 통상적인 터치 스크린 패널에서 센서패드의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 검출 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 정보 처리부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 검출의 원리에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 검출 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치패널의 구성을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 검출 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 검출 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 검출 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 실시예에 따른 터치 검출 장치는 터치패널(100)과 구동부(200)를 포함한다.
터치패널(100)은 복수개의 행과 열을 이루며 배치되는 복수개의 센서패드(110)를 포함한다. 복수개의 센서패드(110) 각각은 하나씩의 신호 배선(120)을 통해 구동부(200)와 연결된다. 도 2에서는 신호 배선(120)의 도시를 위해 센서패드(110)들이 서로 소정 거리 이격되는 것으로 도시하였으나, 그 이격된 거리는 실제로 무시할 수 있을만큼 좁게 형성되는 것이 바람직하다.
구동부(200)는 터치 검출부(210), 터치 정보 처리부(220), 메모리(230), 제어부(240) 등을 포함할 수 있으며, 하나 이상의 직접회로(IC) 칩으로 구현될 수 있다. 터치 검출부(210), 터치 정보 처리부(220), 메모리(230), 제어부(240)는 각각 분리되거나, 둘 이상의 구성 요소들이 통합되어 구현될 수 있다.
터치 검출부(210)는 신호배선(120)과 연결된 복수의 스위치, 복수의 커패시터 및 복수의 임피던스 소자들을 포함할 수 있으며, 터치 검출을 위해 센서패드(110)를 선택하기 위한 멀티플렉서를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 터치 검출부(210)는 멀티플렉서를 통해 특정 센서패드(110)를 선택하고, 해당 센서패드(110)로부터 출력되는 신호를 통해 터치 여부를 검출할 수 있다.
센서패드(110)는 터치 발생 수단과의 관계에서 터치 정전용량을 형성하는데, 이러한 터치 정전용량에 따라 센서패드(110)로부터 출력되는 신호가 상이하므로, 그 출력 신호 검출을 통해 해당 센서패드(110)에 대한 터치 여부를 검출할 수 있게 된다. 이러한 터치 검출부(210)는 제어부(240)로부터 신호를 받아 터치 검출을 위한 회로들을 구동하고, 터치 검출 결과에 대응하는 전압을 출력한다. 또한, 터치 검출부(210)는 증폭기 및 아날로그-디지털 변환기를 포함할 수 있으며, 센서패드(110)의 출력 신호 차이를 변환 및 증폭 또는 디지털화하여 메모리(230)에 기억시킬 수 있다.
일 실시예에 따른 메모리(230)는 터치 검출부(210)로부터 검출된 전압 변화의 차이에 기초한 디지털 전압과 터치 검출, 면적 산출, 터치 좌표 산출에 이용되는 미리 정해진 데이터 또는 실시간 수신되는 데이터를 기억한다.
메모리(230)는 복수개의 행과 열로 이루어지는 복수개의 메모리 셀로 이루어진다. 복수개의 행과 열로 이루어지는 메모리 셀의 구조를 '메모리 맵'으로 칭할 수 있다. 센서패드(110)가 N×M으로 이루어지는 경우, 메모리 맵 또한 N×M의 메모리 셀들로 이루어진다. 각각의 센서패드(110)로부터의 출력 신호는 디지털화되어 메모리 맵의 대응되는 위치에 존재하는 메모리 셀에 저장된다.
터치 정보 처리부(220)는 메모리(230)에 기억된 디지털 전압을 처리하여 터치 여부, 터치 면적 및 터치 좌표 등의 필요한 정보를 생성한다. 본 발명의 실시예에 따른 터치 정보 처리부(220)는 메모리(230)의 메모리 맵에 저장된 디지털 신호를 토대로 터치 발생 지점을 검출해내되, 멀티 터치 발생 시, 멀티 터치 발생 지점들의 경계를 검출하는 동작을 한다. 이에 대해서는 후에 상세히 설명하기로 한다.
제어부(240)는 터치 검출부(210) 및 터치 정보 처리부(220)를 제어하며, 마이크로 컨트롤 유닛(micro control unit, MCU)을 포함할 수 있으며, 펌 웨어를 통해 정해진 신호 처리를 수행할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 터치 정보 처리부(220)의 구성을 나타내는 도면이며, 도 4는 일 실시예에 따른 터치 검출의 원리에 대해 설명하기 위한 도면이다.
이하, 도 3 및 도 4를 참조하여, 일 실시예에 따른 터치 정보 처리부(220)가 멀티 터치 발생 시 터치 발생 지점을 검출하는 방법에 대해 설명하기로 한다.
먼저, 도 3을 참조하면, 터치 정보 처리부(220)는 터치 경계 검출부(221) 및 터치 발생 지점 강조부(222)를 포함한다.
터치 경계 검출부(221)는 각 터치 발생 지점의 경계를 검출하는 데이터를 생성해낸다.
일례로 도 4에 도시되는 바와 같이, 센서패드(110) 어레이에서 2개의 지점(A, B)에 터치가 발생하였다고 가정한다.
터치 발생 여부 검출은 각 센서패드(110)에 형성되는 터치 정전용량에 대한 검출을 통해 이루어지는데, 터치 발생 수단이 센서패드(110)에 근접하면, 터치 발생 수단과 직접적으로 접촉되는 지점 외의 주변 센서패드(110)에도 터치 정전용량이 형성되게 된다.
따라서, 도 4에 도시되는 바와 같이, 제1 터치 발생 지점(A)과 제2 터치 발생 지점(B)의 사이의 영역에 배치되는 센서패드(SP, 110)에도 일정 정도의 터치 정전용량이 형성되게 된다.
하나의 센서패드(110) 전체 영역에 터치 발생 수단에 의한 접촉이 이루어졌을 경우 획득되는 터치 발생 신호를 '100'으로 가정한다면, 터치 발생 지점(A, B)의 경계 사이에 존재하는 센서패드(SP, 110)에도 터치 정전용량이 형성됨에 따라, '100'보다는 작지만 소정 크기를 갖는 터치 발생 신호, 예를 들면, '10'에 해당하는 터치 발생 신호가 획득된다.
이 경우, 종래 기술에 따르면, 복수개의 센서패드(110)들 중 제1 터치 발생 지점(A) 내의 센서패드(110) 및 제2 터치 발생 지점(B) 내의 센서패드(SP, 110)들에 터치가 발생하였고, 그 터치 발생 지점들 사이의 센서패드(110)들로부터도 소정 크기의 터치 발생 신호가 획득되기 때문에, A 지점과 B 지점을 잇는 영역에 대해 1개의 터치 발생 수단에 의한 터치가 이루어진 것으로 인식된다.
그러나, 일 실시예에 따르면, 각각의 터치 발생 지점의 경계가 명확해져, 터치 발생 지점 간의 거리가 근접하더라도 각각의 터치 발생 지점을 정확히 구분할 수 있다.
이하, 도 4의 (a) 내지 (d) 및 본 발명의 실시예에 따른 터치 검출 과정을 설명하는 도 5를 참조하여 그 원리를 설명한다.
먼저, 전술한 바와 같이, 터치패널을 이루는 각각의 센서패드(110)들로부터 터치 발생 신호를 획득한다(S510).
도 4의 (a)는 센서패드(110) 어레이에서 터치 발생 지점의 중심을 지나는 행, 즉, 제4행에 배치된 센서패드(110)들로부터 얻어지는 터치 발생 신호의 크기(I)를 나타내는 그래프이다. 터치 발생 신호의 크기(I)가 ‘0’이라는 것은 해당 센서패드(110)로부터 터치 미발생 신호가 검출되었다는 의미이다. 해당 그래프에서, 가로축(Col No.)은 좌측 센서패드(110) 어레이에서 제4행에 배치된 센서패드(110)들을 제1열에서부터 제N열까지 차례로 나타낸 것이고, 세로축은 제4행에 배치된 각 센서패드(110)들로부터 획득되는 터치 발생 신호의 크기(I)이다.
일 실시예에 따른 터치 경계 검출부(221)는 멀티 터치 발생의 결과 각 센서패드(110)들로부터 얻어지는 터치 발생 신호에 대해 블러링(blurring) 처리를 수행한다(S520). 여기서, '블러링 처리'라 함은 각 센서패드(110)들로부터 획득되는 터치 발생 신호에 대해 로우 패스 필터를 적용하는 과정이다. 블러링 처리란 터치 발생 신호 패턴에 있어서의 고주파 영역 신호 제거 또는 노이즈 제거의 과정이라고 대체하여 설명할 수 있다.
블러링 처리를 위해서는 공지의 필터를 활용할 수 있다. 일례로, 평균 필터, 가중 평균 필터, 가우시안 필터, 미디언 필터 등을 활용할 수 있다.
도 4의 (b)는 블러링 처리가 완료된 후의 터치 발생 신호의 세기(I)를 나타낸다.
터치 경계 검출부(221)는 블러링 처리를 완료한 후, 원 터치 발생 신호에서 블러링 처리 완료된 터치 발생 신호를 차감하는 동작을 수행한다(S530). 즉, 도 4의 (a)에 도시되는 터치 발생 신호에서 도 5의 (b)에 도시되는 터치 발생 신호를 차감한다.
도 4의 (c)는 그 차감의 결과를 나타내는데, 이를 참조하면, 원래의 신호, 즉, 도 4의 (a)에 도시되는 터치 발생 신호의 패턴에서 엣지(edge) 부분만이 검출되었다는 것을 알 수 있다.
터치 경계 검출부(221)는 도 4의 (a) 내지 (c)를 참조하여 설명한 것처럼, 센서패드(110)들로부터 획득되는 신호들을 가공하여, 터치 발생 신호가 획득되는 영역, 즉, 실제 터치가 발생한 영역의 경계만이 강조된 데이터를 획득해낸다.
다음으로, 터치 정보 처리부(220)의 터치 발생 지점 강조부(222)는 도 4의 (a)에 도시된 원래의 터치 발생 신호와 도 4의 (c)에 도시되는 신호를 합한다(S540).
도 4의 (d)는 (a)+(b) 합의 결과를 나타내는데, 이를 참조하면, 도 4의 (a)에 도시되는 원 터치 발생 신호 패턴에서 엣지(edge) 부분이 강조된 결과라는 것을 알 수 있다.
일 실시예에 따르면, 터치 정보 처리부(220)가 도 4의 (a) 내지 (d)에 도시되는 과정을 수행함으로써, 센서패드(110) 어레이로부터 획득되는 터치 발생 신호를 가공하여, 터치가 발생한 지점(A, B)의 경계가 강조된 터치 발생 신호 패턴을 얻을 수 있게 된다.
터치 발생 지점(A, B)의 경계가 강조됨에 따라, 멀티 터치 시 각각의 터치 발생 지점(A, B)의 경계가 뚜렷하게 구별되게 되고, 이에 따라, 근접한 위치에 복수의 터치가 동시에 발생하더라도, 각각의 터치 발생 지점을 정확하게 구분할 수 있게 된다.
한편, 상기의 예에서는 터치 정보 처리부(220)의 터치 경계 검출부(221)가 블러링 처리 동작 및 블러링 처리된 결과를 원래의 터치 발생 신호에서 차감하는 동작을 하는 것으로 설명하였으나, 상기의 2단계 동작이 엣지 검출 동작으로 대체될 수도 있다. 이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치패널을 예로 들어, 이에 대해 설명하기로 한다.
도 6의 (a)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치패널(300)을 나타내는 도면이다.
도 6의 (a)를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치패널(300)은 복수개의 행과 열을 이루는 복수개의 센서패드(310)로 구성되되, 이웃하는 센서패드(310)들이 서로 일정 영역에서 맞물려 있는 형태로 배치될 수 있다.
구체적으로 설명하면, 각각의 센서패드(310)는 최좌측 및 최우측 센서패드(310)를 제외하고는, 각각 좌측과 우측에 복수개의 바 형 스트립(S)이 형성된다. 바 형 스트립(S)은 길이 방향이 행 방향과 평행하게 형성될 수 있다.
행 방향으로 이웃한 센서패드(310)들은 서로 바 형 스트립(S)이 형성된 영역에서 상호 절연된 상태로 맞물릴 수 있다. 서로 맞물린다는 것은 제1 센서패드(310)의 바 형 스트립(S) 사이 간격에 제2 센서패드(310)의 바 형 스트립(S)이 배치된다는 의미이다.
터치 여부 검출의 최소 단위를 센서노드라고 할 때, 각각의 센서패드(310)는 2개 또는 3개의 센서노드를 형성한다.
구체적으로, 각각의 센서패드(310)는, 해당 센서패드(310)가 단독으로 배치되는 단독 영역 노드(N1) 및 이웃하는 센서패드(310)와 함께 배치되는 공유 영역 노드(N2)로 이루어진다. 최좌측 및 최우측 센서패드(310)를 제외하고는 각각의 센서패드(310)가 하나의 단독 영역 노드(N1) 및 좌우측의 공유 영역 노드(N2)로 이루어지는 것으로 설명될 수 있다.
이에 따라, 하나의 행에 있어서는 단독 영역 노드(N1)와 공유 영역 노드(N2)가 번갈아가며 형성되게 된다.
이러한 패턴으로 배치됨에 따라, 하나의 행에 존재하는 센서노드(N1, N2)의 수보다 하나의 행에 배치되는 센서패드(310)의 수가 더 적어지게 된다.
도 6의 예에서 하나의 행에 배치된 센서패드(310)의 개수는 8개이지만, 8개의 센서패드(310)가 형성하는 센서노드(N1, N2)는 총 15개가 된다. 일반화시키면, 하나의 행에 n개의 센서패드(110)가 배치되는 경우, n개의 센서패드(310)에 의해 형성되는 센서노드(N1, N2)는 총 2n-1 개가 된다.
이에 따라, 기존 형태의 방식과 비교하였을 때 더 적은 수의 센서패드(310)로 동일한 길이의 행을 구성할 수 있고, 줄어든 숫자의 센서패드(310)로 행의 개수를 더 늘릴 수 있다. 즉, 기존 방식과 동일한 개수의 센서패드(310)로 동일한 면적의 터치 패널을 구현하되, 그 행의 수를 더 늘릴 수 있게 된다. 환언하면, 기존 방식과 동일한 채널 수로 동일한 면적의 터치 패널을 구현하되, 그 행의 수를 더 늘릴 수 있게 된다.
이렇게 함으로써, 열 방향 터치 여부 판단에 있어서의 해상도를 증가시킬 수 있다. 또한, 단독 영역 노드(N1)와 공유 영역 노드(N2) 각각에서의 터치 여부 판단이 가능하므로, 행 방향 터치 여부 판단의 해상도도 그대로 유지할 수 있게 된다.
각각의 센서노드(N1, N2)에 대해서는 공지의 터치 검출 방식(예를 들면, 자가 정전용량 방식 또는 상호 정전용량 방식 등)을 통해 터치 검출이 이루어질 수 있다.
각 센서패드(310)가 하나씩의 신호 배선과 연결되는데, 예를 들면, 단독 영역 노드(N1)에 대해서는 해당 센서패드(310)에 대한 터치 정전용량 형성 여부를 검출하고, 공유 영역 노드(N2)에 대해서는 함께 맞물려 있는 센서패드(310)들 간에 형성된 상호 정전용량의 변화를 검출함으로써, 각 센서노드(N1, N2)에 대한 터치 검출 동작을 수행할 수 있다.
도 6에 도시된 도면에서, 공유 영역 노드(N2)에 터치가 발생한 경우를 예로 들어 설명하면 다음과 같다.
단독 영역 노드(N1) 터치가 발생하였을 때, 해당 센서패드(310)에 대한 셀프 정전용량 방식의 터치 검출 동작을 수행하면 100%의 터치 발생 신호가 검출되고, 공유 영역 노드(N2)에 터치가 발생하였을 때에는 터치 접촉이 발생한 두 개의 센서패드(310)에 대해 셀프 정전용량 방식의 터치 검출 동작을 실시할 시, 각각 50%의 터치 발생 신호가 검출되는 것으로 가정한다. 여기서, 터치 발생 신호라 함은, 예를 들면, 미터치 시와 터치 발생 시 해당 센서패드(310)로부터 획득되는 출력 신호의 차이값에 대응될 수 있다.
터치 발생 지점 검출을 위해 제1 노드(N1)에 대한 터치 검출 동작을 수행하여야 한다. 제1 노드(N1)는 단독 영역 노드이기 때문에 해당 노드를 이루는 센서패드(310)를 선택하여 셀프 정전용량 방식으로 터치 검출 동작을 수행하면, 50%에 해당하는 터치 발생 신호가 획득될 것이다.
제2 노드(N2)에 대해서는 상호 정전용량 방식으로 터치 검출 동작이 행해지는데, 제2 노드(N2)를 이루는 2개의 센서패드(310) 중 어느 하나에 전기적인 신호를 인가하고, 나머지 하나로부터 출력 신호를 획득하면, 제2 노드(N2)에 터치가 발생하였는지에 따라 서로 다른 출력 신호가 획득될 수 있을 것이다.
제2 노드(N2)에 터치 발생이 이루어진 것으로 가정하였으므로, 제2 노드(N2)를 이루는 센서패드(310) 중 어느 하나로부터는 터치 미발생시와는 다른 신호가 획득될 것이다. 즉, 제2 노드(N2)에서 100%에 해당하는 터치 발생 신호가 검출될 수 있다.
제1 노드(N1) 및 제2 노드(N2) 각각에 대한 터치 여부 검출 결과를 종합하면, 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 중 어느 하나의 지점에 터치가 발생하였다는 것을 알 수 있다. 또한, 제1 노드(N1)에만 터치 발생이 이루어졌다면, 제2 노드(N2)에서 100%에 해당하는 터치 발생 신호가 검출되지 않았어야 하는데, 제2 노드(N2)에서 100%에 해당하는 터치 발생 신호(즉, 기 설정된 값 이상의 터치 발생 신호)가 검출되었다는 것은, 제1 노드(N1)가 아닌 제2 노드(N2)에 터치가 발생하였다는 것으로 파악될 수 있다.
종래 기술에 따르면 특정 센서패드에 대해 한번씩의 스캔만을 수행하므로, 특정 센서패드(310)로부터 터치 발생 신호가 검출되었어도 어느 위치에서 터치가 발생하였는지를 정확하게 판단할 수 없었으나, 상기의 방식으로 터치 검출 동작을 실시함으로써, 단일 센서패드(310)에 있어서 공유 영역 노드(N2)에서 미리 정해진 값 이상의 터치 발생 신호가 검출되고, 해당 센서패드(310)의 단독 영역 노드(N1)에서 미리 정해진 값 미만의 터치 발생 신호가 검출된다면 해당 센서패드의 공유 영역 노드에서 터치가 발생한 것으로 인식함으로써, 터치 발생 지점 검출에 있어서의 정확도 또는 해상도가 향상될 수 있다. 즉, 동일한 센서패드(310)에 있어서도 단독 영역 노드(N1)와 공유 영역 노드(N2) 중 어느 영역에서 터치 발생이 일어났는지 여부를 판단할 수 있으므로, 터치 검출의 정확도 및 해상도가 더욱 향상될 수 있다.
도 6의 (b)는 도 6의 (a)의 센서패드(310)들이 형성하는 모든 센서노드(N1, N2)를 나타낸 것으로, 각각의 센서노드(N1, N2)에 대해 터치 검출 동작을 실시한 결과를 나타낸다.
도 6의 (b)를 참조하면, 4행에 배치되는 센서노드 중 'B+C’열 및 'C'열에 형성된 센서노드를 중심으로 제1 터치가 발생하였고(T1), 'D+E'열 및 'E'열에 형성된 센서노드를 중심으로 제2 터치가 발생하였다(T2). 'C'열의 센서노드와 'E'열의 센서노드는 각각 센서패드(310)들 중 'C'열과 'E'열에 배치되는 센서패드(310)의 단독 영역 노드(N1)를 의미하며, 'B+C'열의 노드는 'B'열과 'C'열에 배치되는 센서패드(310)들이 서로 맞물리는 공유 영역 노드(N2)를 의미하고, 마찬가지로 'D+E'열의 노드는 'D'열과 'E'열에 배치되는 센서패드(310)들이 서로 맞물리는 공유 영역 노드(N2)를 의미한다.
터치 발생 수단에 의해 터치가 이루어지면, 그 주변에 존재하는 센서노드와의 관계에서도 터치 정전용량이 형성되므로, 제1 터치 발생 지점(T1)과 제2 터치 발생 지점(T2) 의 경계 외부의 센서노드에도 소정의 터치 발생 신호가 형성될 수 있다. 예를 들어, 실제 터치 발생 수단에 의해 터치가 발생하였을 때 해당 센서노드에서 획득되는 터치 발생 신호를 '100'이라 한다면, 터치 발생 지점에 인접한 센서노드로부터도 '100'보다는 작지만 소정 크기(예를 들면 '8.7')의 터치 발생 신호가 획득될 수 있다.
제1 터치 발생 지점(T1)과 제2 터치 발생 지점(T2) 간 거리가 가깝기 때문에, 제1 터치 발생 지점(T1)과 제2 터치 발생 지점(T2)은 터치 미발생 신호('0')가 검출되는 센서노드에 의해 명확히 구분되지 않게 된다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따라, 제1 터치 발생 지점(T1)과 제2 터치 발생 지점(T2)을 정확히 구분하는 방법을 설명하기로 한다.
도 7은 도 6에 도시되는 터치패널(300)의 각 센서패드(310)들로부터 획득된 터치 발생 신호가 저장되는 메모리의 메모리 맵(MM)을 나타내는 도면이며, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 검출 과정을 설명하는 흐름도이다.
먼저, 터치패널(300)을 이루는 각각의 센서패드(310)들로부터 터치 발생 신호를 획득한다(S810).
도 7의 (a)를 참조하면, 메모리 맵(MM)은 복수개의 메모리 셀(MC)들로 구성되는데, 메모리 셀(MC)들이 이루는 행과 열의 개수는 센서패드(310)들이 이루는 행과 열의 개수와 동일하다. 각 센서패드(310)들로부터 획득되는 터치 발생 신호는 디지털화되어 메모리 맵(MM)에 저장되되, 해당 센서패드(310)와 대응되는 위치의 메모리 셀(MC)에 저장된다.
도 7의 (a)에서 'A'열부터 'H'열은 각각 도 6에 도시되는 'A'열부터 'H'열에 대응된다. 즉, 'A'열에서부터 'H'열까지의 센서패드(310)들로부터 획득된 터치 발생 신호가 도 7의 (a)에 도시되는 메모리 맵(MM)의 'A'열에서부터 'H'열까지의 메모리 셀(MC)에 각각 저장된다.
도 7의 (a)를 참조하면, 4행 'C'열과 'E'열의 메모리 셀(MC1, MC2)에 가장 큰 크기의 터치 발생 신호가 저장되어 있다는 것을 알 수 있다. 환언하면, 도 6의 터치패널(300)에서 4행 'C'열과 'E'열에 배치된 센서패드(310)로부터 가장 큰 크기의 터치 발생 신호가 획득되었다는 것이다. 실제로는 4행 'C'열과 'E'열을 중심으로 하는 터치 발생이 각각 이루어졌으나, 'C'열과 'E'열 사이에 존재하는 'D'열의 센서패드(310)로부터도 일정 정도의 터치 발생 신호가 검출됨에 따라, 메모리맵(MM)의 4행 'D'열에 존재하는 메모리 셀(MC3)에도 소정 크기의 터치 발생 신호가 저장되게 되고, 이에 따라, 2개의 터치 발생 지점에 대한 구분이 정확히 이루어지지 않는다.
터치 발생 지점 간 구분을 위해 터치 정보 처리부(220, 도 3 참조)의 터치 경계 검출부(221, 도 3 참조)는 도 7의 (a)에 도시되는 메모리 맵(MM)에 저장된 터치 발생 신호에 대해 엣지 검출 동작을 실시할 수 있다(S820).
엣지 검출 동작에는 공지의 엣지 검출 필터, 예를 들면, 라플라시안 필터 또는 샤르 필터 등을 활용할 수 있다.
도 7의 (b)는 도 7의 (a)에 도시되는 터치 발생 신호들에 대해 라플라시안 필터를 적용한 결과를 나타낸다.
라플라시안 필터를 적용한 결과, 메모리 맵(MM)의 영역 중 터치 발생 지점의 엣지 지점에 대응하는 위치에서 라플라시안 값 부호가 바뀐다는 것을 알 수 있다.
이 후, 터치 경계 검출부(221)는 도 7의 (a)에 도시되는 원 터치 발생 신호에서 도 7의 (b)에 도시되는 터치 발생 신호의 값을 차감하는 동작을 수행한다(S830).
도 7의 (c)는 그 차감의 결과값을 나타내는데, 차감을 수행함으로써, 메모리 맵(MM)의 영역 중 터치 발생 지점의 엣지 지점에 대응하는 위치에서 가장 높은 값이 나타난다는 것을 알 수 있다.
차감을 수행한 후에는 터치 신호 처리부(220)의 터치 발생 지점 강조부(222, 도 3 참조)가 도 7의 (a)에 도시되는 원 터치 발생 신호에서 상기 차감이 완료된 신호를 다시 차감한 후(S840), 음의 값은 터치 미발생 시에 검출되는 값('0')으로 대체한다(S850). 도 7의 (d)는 이러한 연산의 결과값을 나타낸다.
도 7의 (d)를 참조하면, 터치 발생 신호가 저장된 메모리 셀 간의 경계가 명확해진 것을 알 수 있다. 구체적으로, 메모리 맵(MM)에 있어서 4행 'C'열과 'E'열에 존재하는 메모리 셀(MC1, MC2)에 각각 터치 발생 신호가 존재하게 되며, 4행 'D'열에 존재하는 메모리 셀(MC3)에는 터치 미발생 신호에 해당하는 값('0')이 존재하게 됨으로써, 터치 발생 신호가 저장된 4행 'C'열의 메모리 셀과 4행 'E'열의 메모리 셀 간의 경계가 명확해진 것을 알 수 있다.
이에 따라, 도 6의 터치 패널(300)에 있어서 멀티 터치가 발생하였고, 각각의 터치는 4행 'C'열 및 'E'열에 존재하는 센서패드(310)에서 발생하였다는 것을 명확히 파악할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 멀티 터치 발생 시 그 터치 발생 지점 간의 간격이 충분히 멀지 않더라도 각각의 터치 발생 지점의 경계가 강조됨에 따라, 터치 발생 지점의 구분이 명확해지고, 정확한 멀티 터치의 검출이 이루어질 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100, 300: 터치패널
110, 310: 센서패드
120: 신호배선
200: 구동부
210: 터치 검출부
220: 터치 정보 처리부
221: 터치 경계 검출부
222: 터치 발생 지점 강조부
230: 메모리
240: 제어부

Claims (9)

  1. 복수개의 행과 열을 이루는 센서패드들로 구성되는 터치 패널에 대한 터치를 검출하기 위한 방법에 있어서,
    상기 센서패드들 각각으로부터 출력되는 신호들을 획득하는 단계;
    상기 센서패드들로부터 획득된 원 신호들을 가공하여, 터치 발생 신호가 획득되는 영역의 경계만이 강조된 신호들을 획득하는 단계; 및
    상기 센서패드들로부터 획득된 원 신호들과 상기 경계만이 강조된 신호들을 합산하여 획득되는 경계가 강조된 원 신호들을 기초로 터치를 검출하는 단계
    를 포함하는, 터치 검출 장치의 터치 검출 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 경계만이 강조된 신호들을 획득하는 단계는,
    상기 원 신호들에 대해 블러링(blurring) 처리를 수행하는 단계; 및
    상기 원 신호들에서 상기 블러링 처리된 신호들을 차감하는 단계를 포함하는, 터치 검출 장치의 터치 검출 방법.
  3. 삭제
  4. 제2항에 있어서,
    상기 블러링 처리는 평균 필터, 가중 평균 필터, 가우시안 필터, 미디언 필터 중 적어도 하나를 활용하여 이루어지는, 터치 검출 장치의 터치 검출 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 경계가 강조된 신호들을 획득하는 단계는,
    상기 원 신호들에 엣지 검출 필터를 적용하는 단계; 및
    상기 원 신호들에서 상기 엣지 검출 필터를 적용한 결과를 차감하는 단계를 포함하는, 터치 검출 장치의 터치 검출 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 경계가 강조된 원 신호는,
    상기 원 신호들에서 상기 차감이 완료된 결과를 차감하여 획득하는 것인, 터치 검출 장치의 터치 검출 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 엣지 검출 필터는, 라플라시안 필터 또는 샤르 필터인, 터치 검출 장치의 터치 검출 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 터치를 검출하는 단계는,
    상기 경계가 강조된 원 신호들을 토대로 2 이상의 터치 발생 지점에 대한 검출을 수행하는 단계를 더 포함하는, 터치 검출 장치의 터치 검출 방법.
  9. 복수개의 행과 열을 이루는 센서패드들로 구성되는 터치 패널;
    상기 센서패드들로부터 출력되는 신호들을 각각 저장하는 메모리; 및
    상기 메모리에 저장된 원 신호들을 가공하여, 터치 발생 신호가 검출되는 영역의 경계만이 강조된 신호들을 획득하고, 상기 원 신호들과 상기 경계만이 강조된 신호들을 합산하여 경계가 강조된 원 신호들을 획득한 후, 터치를 검출하는 터치 정보 처리부를 포함하는, 터치 검출 장치.
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