KR101771609B1 - 터치 패널의 터치 감지 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 수직방향으로 연장된 다수의 Rx배선과, 수평방향으로 연장된 다수의 Tx배선과, 상기 다수의 Rx배선과 상기 다수의 Tx배선의 교차지점에 형성되는 다수의 센서 노드와, 각각이 상기 다수의 Tx배선과 상기 다수의 Rx배선을 포함하는 다수의 소그룹을 포함하고, 상기 다수의 소그룹의 상기 다수의 Tx배선의 전체 합은 M개이고, 상기 M개의 Tx배선은 대그룹을 구성하는 터치패널의 터치감지방법에 있어서, 상기 대그룹을 구성하는 상기 M개의 Tx배선 전체에 구동펄스를 동시에 인가하여 터치 위치가 대응되는 상기 수평 방향의 지점을 판별하는 제 1 단계와; 상기 수직 방향으로 상기 다수의 소그룹에 상기 구동펄스를 소그룹 단위로 인가하여 상기 터치 위치가 대응되는 제 1 소그룹을 판별하는 제 2 단계와; 상기 제 1 소그룹을 구성하는 상기 다수의 Tx배선에 순차적으로 상기 구동펄스를 인가하는 제 3 단계를 포함하는 터치패널의 터치감지방법을 제공한다.

Description

터치 패널의 터치 감지 방법{method for sensing touch of touch panel}
본 발명은 터치패널에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 터치패널의 터치 감지 방법에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치(LCD: liquid crystal display), 플라즈마표시장치(PDP: plasma display panel), 유기전계발광소자 (OLED: organic light emitting diode)와 같은 여러가지 평판표시장치(flat display device)가 활용되고 있다.
이러한 평판표시장치는 표시패널의 외부 면의 자극 즉 터치(touch)에 반응하여 구동될 수 있도록 하여 사용자에게 편리함을 제공하고 있다. 즉, 터치패널의 기능을 함께 제공하고 있다.
이하, 도 1을 참조하여 일반적인 터치패널 장치에 대해서 살펴본다. 도 1은 일반적인 터치패널 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 터치패널 장치(10)는 터치패널(20)과 터치패널(20)을 구동하는 Tx구동부(30)와 Rx구동부(40)를 포함할 수 있다.
터치패널(20)에는, 행라인 방향을 따라 연장된 M개의 Tx(transmitter) 배선(T1 내지 TM)과, 열라인 방향을 따라 연장된 N개의 Rx(receiver) 배선(R1 내지 RN)이 위치한다.
Tx 배선(T1 내지 TM)과 Rx 배선(R1 내지 RN)의 교차부에는 센서 노드(sensor node: 미도시)가 형성된다.
Tx구동부(30)는 터치제어부(미도시)로부터 입력된 제 1 셋업신호(미도시)에 응답하여 구동펄스를 출력할 Tx배선(T1 내지 TM)을 설정하고, 설정된 Tx배선(T1 내지 TM)에 구동펄스를 출력한다.
Rx구동부(40)는 터치제어부(미도시)로부터 입력된 제 2 셋업신호(미도시)에 응답하여 센서 노드 전압을 수신할 Rx배선(R1 내지 RN)을 설정한다.
즉, Tx배선(T1 내지 TM)에 구동펄스를 공급하고 Rx배선(R1 내지 RN)을 통해 센서 노드의 전압을 센싱(sensing)하여 디지털 데이터(digital data)로 변환함으로써 터치 위치를 감지한다.
그러나, 일반적인 터치패널(20)에서 터치 위치 감지 방법은 M개의 Tx배선(T1 내지 TM) 각각에 순차적으로 구동펄스를 인가하여, N개의 Rx배선(R1 내지 RN)으로부터 센서 노드의 전압을 센싱한다.
이에 따라, 일반적인 터치 감지 방법은 터치패널의 1 프레임 동안 M * N 만큼 터치 검출 동작을 수행해야 한다. 즉, Tx배선(T1 내지 TM)의 수와 Rx배선(R1 내지 RN)의 수의 곱만큼 터치 검출 동작을 수행해야 한다.
이와 같은 터치 감지 방법은 터치 검출 횟수가 많기 때문에 터치 감지 시간이 증가되는 문제점 있다. 이러한 문제점은 터치패널이 대면적화 되고, 터치 지점이 다수일 경우에는 더욱 심화되는 문제점이 있다.
또한, 터치 검출 시간을 줄이기 위하여 별도의 장비를 더욱 구성하여야 하는 바, 제조 비용이 증가 될 뿐만 아니라 생산성이 저하 되는 문제점이 있다.
본 발명은 터치 감지를 하기 위한 검출 동작 수행의 횟수를 줄임으로써 별도의 장비 없이도 터치 검출 시간을 줄이는 터치 감지 방법을 제공하는데 그 과제가 있다.
전술한 바와 같은 과제를 달성하기 위해, 본 발명은, 수직방향으로 연장된 다수의 Rx배선과, 수평방향으로 연장된 다수의 Tx배선과, 상기 다수의 Rx배선과 상기 다수의 Tx배선의 교차지점에 형성되는 다수의 센서 노드와, 각각이 상기 다수의 Tx배선과 상기 다수의 Rx배선을 포함하는 다수의 소그룹을 포함하고, 상기 다수의 소그룹의 상기 다수의 Tx배선의 전체 합은 M개이고, 상기 M개의 Tx배선은 대그룹을 구성하는 터치패널의 터치감지방법에 있어서, 상기 대그룹을 구성하는 상기 M개의 Tx배선 전체에 구동펄스를 동시에 인가하여 터치 위치가 대응되는 상기 수평 방향의 지점을 판별하는 제 1 단계와; 상기 수직 방향으로 상기 다수의 소그룹에 상기 구동펄스를 소그룹 단위로 인가하여 상기 터치 위치가 대응되는 제 1 소그룹을 판별하는 제 2 단계와; 상기 제 1 소그룹을 구성하는 상기 다수의 Tx배선에 순차적으로 상기 구동펄스를 인가하는 제 3 단계를 포함하는 터치패널의 터치감지방법을 제공한다.
상기 제 1 단계에서는, 상기 다수의 소그룹 각각을 구성하는 상기 다수의 Rx배선 전체로부터 순차적으로 상기 센서 노드 전압을 센싱한다.
상기 제 2 단계에서는, 상기 다수의 소그룹 각각을 구성하는 상기 다수의 Rx배선 전체로부터 순차적으로 상기 센서 노드 전압을 센싱한다.
상기 제 3 단계에서는, 상기 제 1 소그룹을 구성하는 상기 다수의 Rx배선으로부터 순차적으로 상기 센서 노드 전압을 센싱한다.
상기 센서 노드 전압을 디지털 데이터로 변환하는 단계를 더욱 포함한다.
상기 디지털 데이터를 기설정된 터치 인식 알고리즘으로 분석하여 상기 터치위치에 대한 좌표값을 추정하여 좌표 정보를 포함한 터치 데이터를 생성하는 단계를 더욱 포함한다.
수직방향으로 연장된 다수의 Rx배선과, 수평방향으로 연장된 다수의 Tx배선과, 상기 다수의 Rx배선과 상기 다수의 Tx배선의 교차지점에 형성되는 다수의 센서 노드와, 각각이 상기 다수의 Tx배선과 상기 다수의 Rx배선을 포함하는 다수의 소그룹을 포함하고, 상기 다수의 소그룹의 상기 다수의 Tx배선의 전체 합은 M개이고, 상기 M개의 Tx배선은 대그룹을 구성하는 터치패널의 터치감지방법에 있어서, 상기 수직 방향으로 상기 다수의 소그룹에 상기 구동펄스를 소그룹 단위로 인가하여 상기 터치 위치가 대응되는 제 1 소그룹을 판별하는 제 1 단계와; 상기 제 1 소그룹을 구성하는 상기 다수의 Tx배선에 순차적으로 상기 구동펄스를 인가하는 제 2 단계를 포함하는 터치패널의 터치감지방법을 제공한다.
본 발명에 따른 터치 감지 방법은 1프레임 터치패널에서 검출 횟수를 확연히 줄임으로써 터치 검출 시간이 줄어들게 된다.
또한, 터치 검출 시간을 줄이기 위하여 별도의 장비 등이 필요 없게 되는 바, 터치패널의 생산성의 증가 및 제조 비용이 감소되는 효과를 제공 할 수 있다.
도 1은 일반적인 터치패널 장치를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본발명의 실시예에 따른 터치패널 표시장치를 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본발명의 실시예에 따른 화소의 등가회로도.
도 4는 본발명의 실시에에 따른 터치를 감지하기 위한 방법을 보여주는 순서도.
도 5a 내지 도 5c는 본발명의 실시예에 따른 터치를 감지하기 위하여 터치패널에 인가되는 구동펄스 인가 방법의 순서를 개략적으로 보여주는 도면.
도 6은 X축 방향으로 총 M개의 Rx배선이 위치하고, Y축 방향으로 총 N개의 Tx배선이 위치하여, X축 방향으로 4개로 구분되고, Y축 방향으로 2개로 구분되어 총 8개의 그룹으로 구분된 터치패널을 일예로서 도시한 도면.
이하, 도면을 참조하여 본발명의 실시예를 설명한다.
도 2는 본발명의 실시예에 따른 터치패널 표시장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본발명의 실시예에 따른 터치패널 표시장치(100)는, 영상패널(210)과 터치패널(220)로 구성되는 표시패널(200)과, 영상패널(210)을 구동하는 영상패널구동부(300)와, 터치패널(220)을 구동하는 터치패널구동부(400)를 포함한다.
이하, 설명의 편의를 위하여, 표시패널(200)의 영상패널(210)과 영상패널구동부(300)에 대해서 설명한 후, 표시패널(200)의 터치패널(220)과 터치패널구동부(400)에 대해서 설명한다.
표시패널(200)은 영상패널(210)과 터치패널(220)를 포함할 수 있다.
여기서, 영상패널(210)은 영상을 표시하는 부분으로서 CRT(cathode ray tube), 플라즈마표시패널(plasma display panel: PDP), 액정패널(liquid crystal display panel), 유기발광다이오드패널(organic light emitting diode panel) 등이 이용될 수 있다.
또한, 영상패널(210)에는, 행라인(row line)방향을 따라 연장된 다수의 게이트배선(GL)과, 열라인(column line)방향을 따라 연장된 다수의 데이터배선(DL)이 위치한다. 게이트배선(GL)과 데이터배선(DL)이 서로 교차하여, 매트릭스 형태의 화소(P)를 정의한다.
액정인 경우, 화소의 등가회로를 도시한 도 3을 참조하면, 각 화소(P)는, 박막트랜지스터(T)와, 액정커패시터(Clc)와, 스토리지커패시터(Cst)를 포함한다.
박막트랜지스터(T)는 게이트배선(GL)과 데이터배선(DL)의 교차부에 형성된다. 화소전극(미도시)은 박막트랜지스터(T)와 연결되어 있다. 한편, 화소전극에 대응하여 공통전극(미도시)이 형성된다. 화소전극에 데이터전압이 인가되고, 공통전극에 공통전압이 인가되면, 이들 사이에 전기장이 형성되어 액정을 구동하게 된다. 화소전극과 공통전극 그리고 이들 전극 사이에 위치하는 액정은 액정커패시터(Clc)를 구성하게 된다. 한편, 각 화소(P)에는, 스토리지커패시터(Cst)가 더욱 구성되며, 이는 화소전극에 인가된 데이터전압을 다음 프레임까지 저장하는 역할을 하게 된다.
각 화소(P)는, 예를 들면, 적색(red), 녹색(green), 청색(blue)을 표시하는 R, G, B 부화소로 구성될 수 있다. 즉, 서로 이웃하는 R, G, B 부화소는, 영상표시의 단위인 화소(P)를 구성하게 된다.
다시 도 2를 참조하면, 영상패널구동부(300)는 타이밍제어부(310)와, 게이트구동부(320)와, 데이터구동부(330)를 포함할 수 있다.
여기서, 타이밍제어부(310)는, TV시스템이나 비디오카드와 같은 외부시스템으로부터 영상데이터(RGB)와, 수직동기신호(Vsync)와 수평동기신호(Hsync)와 클럭신호(CLK)와 데이터인에이블신호(DE) 등의 제어신호(TCS)를 입력 받게 된다. 한편, 도시하지는 않았지만, 이와 같은 신호들은, 타이밍제어부(310)에 구성된 인터페이스(interface)를 통해 입력될 수 있다.
또한, 타이밍제어부(310)는, 입력된 제어신호(TCS)를 사용하여, 게이트구동부(310)를 제어하기 위한 게이트제어신호(GCS)와 데이터구동부(330)를 제어하기 위한 데이터제어신호(DCS)를 생성한다.
또한, 타이밍제어부(310)는, 외부의 시스템으로부터 영상데이터(RGB)를 전달받고, 이를 정렬하여 데이터구동부(330)에 전달하게 된다.
게이트구동부(320)는, 타이밍제어부(310)로부터 공급되는 게이트제어신호(GCS)에 응답하여, 다수의 게이트배선(GL)을 순차적으로 스캔(scan)한다. 예를 들면, 매 프레임(frame) 동안 다수의 게이트배선(GL)을 순차적으로 선택하고, 선택된 게이트배선(GL)에 대해 게이트 턴온(turn on) 전압 예를 들면 게이트하이전압을 출력하게 된다. 게이트하이전압에 의해, 해당 행라인에 위치하는 박막트랜지스터(도3의 T)는 턴온 된다. 한편, 다음 프레임의 스캔시까지는 게이트배선(GL)에 턴오프(turn off) 전압 예를 들면 게이트로우전압이 공급되어, 박막트랜지스터(도 3의 T)는 턴오프 상태를 유지하게 된다.
데이터구동부(330)는, 타이밍제어부(310)로부터 공급되는 데이터제어신호(DCS)와 영상데이터(RGB)에 응답하여, 데이터전압을 다수의 데이터배선(DL)에 공급하게 된다. 즉, 감마전압을 사용하여, 영상데이터(RGB)에 대응되는 데이터전압을 생성하고, 생성된 데이터전압을 데이터배선(DL)에 출력하게 된다.
이하, 터치패널(220) 및 터치패널(220)을 구동하는 터치패널구동부(400)에 대해서 살펴본다.
먼저, 터치패널(220)은 터치를 감지하는 부분으로서, 영상패널(210)의 상부 기판 상부에 접합되는 온셀(on-cell) 타입으로 형성되거나, 영상패널(210)의 하부 기판에서 다수의 화소(P)와 함께 인셀(in-cell) 타입으로 형성될 수 있다.
또한, 터치패널(220)은 터치된 부분을 감지하는 방식에 따라, 예를 들면 저항막 방식(resistive type), 정전용량 방식(capacitive type), 전자유도 방식(elector magnetic type) 등으로 구분 될 수 있다.
저항막 방식은 터치패널(220)의 상부 기판 또는 하부 기판에 금속 전극을 형성하여 직류전압을 인가한 상태에서 터치된 위치를 저항 변화에 따른 전압 구배(voltage gradient)로 판단하는 방식이다.
정전용량 방식은 도전막에 등전위를 형성하고 터치에 의한 정전용량변화에 따른 터치패널(220)의 상하부기판의 전압 변화가 일어난 위치를 감지하여 터치된 부분을 감지하는 방식이다.
전자 유도 방식은 전자펜이 도전막을 터치함에 따라 유도되는 LC값을 읽어 들여, 터치된 부분을 감지하는 방식이다.
그 외에도 광학 방식, 초음파 방식 등이 알려져 있다. 이하, 설명의 편의를 위하여 본발명의 실시예에 이용되는 터치패널(220)은 정전 용량 방식을 예로 들어서 설명한다.
터치패널(220)에는, 행라인 방향을 따라 연장된 다수의 Tx(transmitter) 배선(Tx)과, 열라인 방향을 따라 연장된 다수의 Rx(receiver) 배선(Rx)이 위치한다.
Tx 배선(Tx)과 Rx 배선(Rx)의 교차부에는 센서 노드(sensor node: 미도시)가 형성된다.
터치패널구동부(400)는 Tx배선(Tx)에 구동펄스를 공급하고 Rx배선(Rx)을 통해 센서 노드의 전압을 센싱(sensing)하여 디지털 데이터(digital data)(DD)로 변환한다.
이를 위하여, 터치패널구동부(400)는 터치제어부(410)와, Tx구동부(420)와, Rx구동부(430)를 포함할 수 있다.
먼저, 터치제어부(410)는 Tx구동부(420)를 제어하기 위한 제 1 셋업신호(SS1)와 Rx구동부(430)를 제어하기 위한 제 2 셋업신호(SS2)를 생성한다.
구체적으로, Tx구동부(420)는 제 1 셋업신호(SS1)에 응답하여 다수의 Tx배선(Tx) 중 구동펄스가 출력되는 Tx배선(Tx)을 설정하며, Rx구동부(430)는 제 2 셋업신호(SS2)에 응답하여 다수의 Rx배선(Rx) 중 센서 노드(미도시)의 전압이 읽혀지는 Rx배선(Rx)을 설정한다.
이를 위하여, 터치제어부(410)는 I2C버스, SPI(serial peripheral interface), 시스템 버스(system bus) 등의 인터페이스를 통해 Tx구동부(420) 및 Rx구동부(430)와 연결된다.
또한, 터치제어부(410)는 Rx구동부(430)에 내장된 샘플링부(미도시)의 샘플링 타이밍(sampling timing)을 제어하기 위한 스위치 제어신호(SCS)를 Rx구동부(430)에 공급하여 센서 노드 전압의 샘플링을 제어한다.
또한, 터치제어부(410)는 Rx구동부(430)에 내장된 아날로그-디지털 변환기(미도시)에 ADC클럭(AD_CLK)을 공급하여 센서 노드 전압을 디지털 데이터(DD)로 변환하는 것을 제어한다.
또한, 터치제어부(410)는 Rx구동부(430)로부터 입력되는 디지털 데이터(DD)를 미리 설정된 터치 인식 알고리즘으로 분석하여 터치 데이터들에 대한 좌표값을 추정하여 좌표 정보를 포함한 터치 데이터(HIDxy)를 출력한다.
이때, 터치제어부(410)로부터 출력된 터치 데이터(HIDxy)는 외부의 호스트 시스템(host system)으로 전송된다. 호스트 시스템은 터치 좌표값과 연계된 응용 프로그램을 실행한다.
여기서, 터치제어부(410)는 MCU(micro controller unit, MICOM)으로 구현될 수 있다.
Tx구동부(420)는 터치제어부(410)로부터 입력된 제 1 셋업신호(SS1)에 응답하여 구동펄스를 출력할 Tx배선(Tx)을 설정하고, 설정된 Tx배선(Tx)에 구동펄스를 출력한다.
Rx구동부(430)는 터치제어부(410)로부터 입력된 제 2 셋업신호(SS2)에 응답하여 센서 노드 전압을 수신할 Rx배선(Rx)을 설정한다.
또한, Rx구동부(430)는 터치제어부(410)로부터 입력된 스위치 제어 신호(SCS)에 응답하여 센서 노드의 전압을 샘플링 한 후, 샘플링 된 센서 노드 전압을 아날로그-디지털 변환 시간 동안 디지털 데이터(DD)로 변환하여 터치제어부(410)에 전송한다.
이하, 도 4 내지 도 5c를 더욱 참조하여, 본발명의 실시예에 따른 터지 감지 방법에 대해서 살펴본다.
도 4는 본발명의 실시에에 따른 터치를 감지하기 위한 방법을 보여주는 순서도이고, 도 5a 내지 도 5c는 본발명의 실시예에 따른 터치를 감지하기 위하여 터치패널에 인가되는 구동펄스 인가 방법의 순서를 개략적으로 보여주는 도면으로서, 도 5a는 터치패널을 구성하는 Tx배선 전체에 구동펄스를 동시에 인가하는 것을 보여주는 도면이고, 도 5b는 도 5a에 의해서 터치가 감지된 부분에 대응되는 그룹(group)을 판별하기 위하여 그룹을 구성하는 Tx배선 전체에 구동펄스를 동시에 인가하는 것을 보여주는 도면이고, 도 5c는 도 5b에 의해서 터치가 감지된 그룹을 구성하는 Tx배선 각각에 구동펄스를 개별적으로 인가하는 것을 보여주는 도면이다.
여기서, 도 5a 내지 도 5c의 터치패널을 구성하는 전체 Tx배선은 총 9개이고, 전체 영역이 X축 방향으로 4개, Y축 방향으로 3개로 구분되어 총 12개의 그룹으로 구분된 터치패널을 일예로서 도시한 도면이다.
먼저, 도 4를 참조하면, 본발명의 실시에에서는 터치패널(도 5a 내지 도5c의 220)을 구성하는 Tx배선(도 5a의 Tx1 내지 Tx9) 전체에 구동펄스(도 5a의 DP)를 동시에 인가하여, X축에 따른 대략적인 터치위치(도 5a 내지 도 5c의 TP)를 감지한다(S1).
예를 들면, 터치 위치가 X축을 따라 그룹1, 그룹5 및 그룹9(도 5a의 GR1, GR5, GR9) 또는 그룹2, 그룹6 및 그룹10(도 5a의 GR2, GR6, GR10) 또는 그룹4, 그룹8 및 그룹12(GR4, GR8, GR12) 중 어디에 포함되는지 판단한다. 이와 같은 단계를 거쳐, 터치위치가 X축을 따라 그룹1, 그룹5 및 그룹9(도 5a의 GR1, GR5, GR9)에 위치한다는 것을 감지한다. 즉, X축 방향의 어느 지점에 터치위치가 위치하는지 판단한다.
이때, Rx구동부(도 2의 430)는 예를 들면 터치제어부(도 2의 410)로부터 입력된 제 2 셋업신호(도 2의 SS2)에 응답하여 센서 노드 전압을 수신할 Rx배선(Rx)을 동시에 6개씩 설정하거나, 또는 하나의 Rx배선(Rx)을 설정하거나, 또는 Rx배선(Rx) 전체를 설정할 수 있다. 즉, 일회에 센서 노드 전압을 수신할 Rx배선(Rx)의 수는 설계자에 따라 다양하게 설계될 수 있다. 본발명의 실시예에서는 예를 들면, 각각의 Rx배선(Rx)으로부터 순차적으로 센서 노드 전압을 수신할 수 있다.
이어서, 감지된 터치위치(도 5a 내지 도 5c의 TP)가 Y축 방향으로 대응되는 그룹(도 5b의 GR1)을 판별하기 위하여, Y축 방향을 따라 배열된 그룹을 구성하는 Tx배선 전체에 그룹 단위로 구동펄스를 인가한다(S2). 즉, Y축 방향을 따라 배열된 다수개의 그룹은 그룹 단위로 구동펄스가 인가된다.
예를 들면, 그룹1(GR1)을 구성하는 제 1 내지 제 3 Tx배선(도 5b의 Tx1 내지 Tx3)에 구동펄스(도 5b의 DP)를 동시에 인가한 후, 그룹5(GR5)를 구성하는 제 4 내지 제 6 Tx배선(도 5b의 Tx4 내지 Tx6)에 구동펄스(도 5b의 DP)를 동시에 인가한다. 이어서, 그룹9(GR9)를 구성하는 제 7 내지 제 9 Tx배선(도 5b의 Tx7 내지 Tx9)에 구동펄스(도 5b의 DP)를 동시에 인가한다.
이때, 설명의 편의를 위하여, Y축 방향으로 배치된 그룹1, 그룹5, 그룹9(GR1, GR5, GR9)에 그룹 단위로 순차적으로 구동펄스를 인가하는 것을 예로 들었으나, Y축 방향으로 배치된 그룹에 구동펄스 인가순서는 순차적인 아닌 랜덤(random)한 순서로 할 수 있다.
이와 같이 Y축 방향으로 배치된 그룹에 구동펄스를 그룹 단위로 인가함으로써, 터치위치가 Y축 방향의 어느 지점에 위치하는지 파악한다.
이어서, 터치위치(도 5a 내지 도 5c의 TP)가 대응되는 그룹(도 5c의 GR1)을 구성하는 Tx배선(도 5c의 Tx1 내지 Tx3) 각각에 개별적으로 구동펄스(도 5c의 DP)를 인가함으로써 정확한 터치위치(도 5a 내지 도 5c의 TP)를 감지한다(S3).
다시 말하면, 본발명의 실시예에서는 Y축 방향으로 배치되며 각각이 적어도 하나 이상의 Tx배선으로 구성되는 다수개의 그룹이 논리적으로 구분된 터치 패널 전체에 구동펄스를 동시에 인가하여 터치위치가 X축 방향으로 어느 지점에 위치하는 지 판단한다. 이어서, Y축 방향으로 배치된 그룹에 구동펄스를 그룹 단위로 인가함으로써, 터치위치가 Y축 방향의 어느 그룹에 위치하는지 파악한다. 또한, 해당 그룹의 Tx배선 각각에 개별적으로 구동펄스를 인가하여 정확한 터치위치를 감지한다.
즉, 본발명의 실시예에 따른 터치 감지 방법은 크게 세 개의 단계를 거쳐서 터치 위치를 감지한다.
첫 번째 단계는 다수개의 Tx배선으로 구성되는 그룹에 구동펄스를 동시에 인가 하여 X축 방향의 터치위치를 감지하는 단계이고, 두 번째 단계는 Y축 방향의 그룹에 구동펄스를 그룹 단위로 인가함으로써 Y축 방향의 터치위치를 개략적으로 감지한다. 또한, 터치위치가 해당하는 그룹의 Tx배선을 순차적으로 구동함으로써 정확한 터치위치를 감지하는 단계이다.
도 5a 내지 도 5c를 참조하여 보다 구체적으로 예를 들어 설명한다.
먼저, 도 5a 내지 도 5c에서 보는 바와, 터치패널(220)은 총 12개의 소그룹(GR1 내지 GR12)으로 논리적으로 구분된다. 이때, 총 12개의 소그룹(GR1 내지 GR12)은 터치패널(220) 전체를 구성하는 하나의 그룹(TGR)을 형성한다.
구체적으로 X축 방향으로는 예를 들면 6개의 Rx배선(Rx)이 그루핑(grouping)되어 4개로 구분되고, Y축 방향으로는 예를 들면 3개의 Tx배선(Tx)이 그루핑되어 3개로 구분되어, 터치패널(220)은 총 12개의 소그룹(GR1 내지 GR12)으로 구분된다.
구체적으로 제 1 내지 제 4 소그룹(GR1 내지 GR4)에는 제 1 내지 제 3 Tx배선(Tx1 내지 Tx3)이 할당되고, 제 5 내지 제 8 소그룹(GR5 내지 GR8)에는 제 4 및 제 6 Tx배선(Tx4 및 Tx6)이 할당되고, 제 9 내지 제 12 소그룹(GR9 내지 GR12)에는 제 7 내지 제 9 Tx배선(Tx7 내지 Tx9)이 할당된다.
여기서, Rx구동부(430)는 예를 들면 터치제어부(도 2의 410)로부터 입력된 제 2 셋업신호(도 2의 SS2)에 응답하여 센서 노드 전압을 수신할 Rx배선(Rx)을 동시에 6개씩 설정하거나, 또는 하나의 Rx배선(Rx)을 설정하거나, 또는 Rx배선(Rx) 전체를 설정할 수 있다. 즉, 일회에 센서 노드 전압을 수신할 Rx배선(Rx)의 수는 설계자에 따라 다양하게 설계될 수 있다.
이하, 터치 감지 방법을 살펴본다.
먼저, 도 5a에 도시한 바와 같이, 터치패널(220)을 구성하며, 하나의 그룹(TGR)을 형성하는 제 1 내지 제 9 Tx배선(Tx1 내지 Tx9) 전체에 구동펄스(DP)를 동시에 인가한다. 이에 따라, 터치패널(220)에서 X축 방향의 터치위치(TP)를 대략적으로 감지하여, 터치위치(TP)가 위치하는 X축 방향의 다수의 소그룹 예를 들면 제 1 소그룹(GR1), 제 5 소그룹(GR5) 및 제 9 소그룹(GR9)을 판별한다.
이때, 제 1 소그룹(GR1), 제 5 소그룹(GR5) 및 제 9 소그룹(GR)을 판별하기 위하여, 예를 들면 Rx배선(Rx) 전체로부터 센서 노드 전압을 센싱할 수 있다. 이때, 1회에 6개씩 Rx배선(Rx)으로부터 센싱하거나, 또는 하나의 Rx배선(Rx)으로부터 센싱하거나, 또는 전체 Rx배선(Rx)으로부터 센싱할 수 있음은 전술한 바와 같다. 본발명의 실시예에서는 Rx배선(Rx)을 순차적으로 센싱할 수 있다.
이어서, 도 5b에 도시한 바와 같이, 터치위치(TP)가 포함되는 제 1 소그룹(GR1), 제 5 소그룹(GR5) 및 제 9 소그룹(GR9)에 그룹 단위로 구동펄스(DP)를 인가한다.
예를 들면, 제 1 소그룹(GR1)을 구성하는 제 1 내지 제 3 Tx배선(Tx1 내지 Tx3)에 구동펄스(DP)를 동시에 인가 한 후, 제 5 소그룹(GR5)을 구성하는 제 4 내지 제 6 Tx배선(Tx4 내지 Tx6)에 구동펄스(DP)를 동시에 인가한다. 이어서, 제 9 소그룹(GR9)을 구성하는 제 7 내지 제 9 Tx배선(Tx7 내지 Tx9)에 구동펄스(DP)를 동시에 인가한다.
이때, 전술한 바와 같이, 그룹 단위로 순차적으로 구동할 수도 있으나, 그 순서는 랜덤으로도 할 수 있다.
이때, 제 1 소그룹(GR1)을 구성하는 제 1 내지 제 3 Tx배선(Tx1 내지 Tx3) 전체에 구동펄스(DP)를 동시에 인가할 때, 예를 들면 Rx배선(Rx) 전체로부터 센서 노드 전압을 센싱할 수 있다. 이때, 1회에 6개씩 Rx배선(Rx)으로부터 센싱하거나, 또는 하나의 Rx배선(Rx)으로부터 센싱하거나, 또는 전체 Rx배선(Rx)으로부터 센싱할 수 있음은 전술한 바와 같다. 본발명의 실시예에서는 Rx배선(Rx)을 순차적으로 센싱할 수 있다.
이와 같이, Y축 방향으로 그룹 단위로 구동펄스를 인가하는 이유는 터치패널(220)이 대면적이고 터치 지점이 다수인 경우, 보다 신속하고 정확하게 터치위치를 판단하기 위함이다.
이어서, 도 5c에 도시한 바와 같이, 제 1 그룹(GR1)을 구성하는 제 1 내지 제 3 Tx배선(Tx1 내지 Tx3) 각각에 순차적으로 구동펄스(DP)를 인가함으로써 터치위치(TP)의 정확한 좌표값을 구할 수 있다.
이때, 제 1 소그룹(GR1)을 구성하는 제 1 내지 제 3 Tx배선(Tx1 내지 Tx3) 각각에 순차적으로 구동펄스(DP)를 동시에 인가할 때, 예를 들면 제 1 소그룹(GR1)을 구성하는 Rx배선(Rx) 예를 들면 6개의 Rx배선(Rx)으로부터 센서 노드 전압을 센싱할 수 있다. 이때, 1회에 6개씩 Rx배선(Rx)으로부터 센싱하거나, 또는 하나의 Rx배선(Rx)으로부터 센싱할 수 있음은 전술한 바와 같다.
여기서, 터치패널을 구성하는 Tx배선 전체에 구동펄스를 동시에 인가하는 단계는 생략할 수 있다. 즉, 수직 방향으로 배치된 소그룹을, 소그룹 단위로 구동펄스를 인가한 후, 터치위치가 대응되는 소그룹을 구성하는 Tx배선에 구동펄스를 순차적으로 인가함으로써 터치위치를 정확하게 파악할 수 있다.
이때, 수직 방향으로 소그룹 단위로 구동펄스를 인가함으로써 터치위치의 수평 방향에 대응되는 지점을 파악할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본발명의 실시예에서는 다수의 Tx배선에 구동펄스를 동시에 인가 하여 터치위치에 대응되는 그룹을 판단하고, 해당 그룹의 Tx배선 각각에 개별적으로 구동펄스를 인가함으로써 터치위치의 정확한 좌표를 구하게 된다.
이와 같이, 터치위치를 감지할 경우, 터치패널의 1 프레임(frame) 동안의 터치 검출 횟수가 확연히 줄어들게 된다. 이에 따라, 터치 감지 속도가 매우 향상되어 터치 위치를 파악하는데 소비되는 시간이 단축된다.
도 6을 참조하여, 본발명의 실시예에 따른 터치 감지 방법의 경우 터치패널의 한 프레임동안 터치 검출 횟수에 대해서 보다 구체적으로 예를 든다.
도 6은 X축 방향으로 총 M개의 Rx배선이 위치하고, Y축 방향으로 총 N개의 Tx배선이 위치하여, X축 방향으로 4개로 구분되고, Y축 방향으로 2개로 구분되어 총 8개의 그룹으로 구분된 터치패널을 일예로서 도시한 도면이다.
여기서, 총 M개의 노드 센싱 전압은 한 개의 Rx배선으로부터 센싱하는 것으로 가정한다.
이때, 1프레임의 터치 검출 횟수는 식 (1)와 같다.
식(1):
1프레임 터치 검출 횟수 = (2 * M) + (N/2) * (M/4) = 2M + NM/8
먼저, Y축 방향으로 2번의 N개의 Tx배선 전체에 구동펄스를 인가하여 X축방햐의 터치 위치를 판단하는 바 2 * M 번의 검출 횟수가 된다.
또한, 제 3 소그룹(G3)을 구성하는 N/2개의 Tx배선에 각각 개별적으로 구동펄스를 인가하고 각각의 구동펄스에 대하여 M/4개의 Rx배선을 센싱해야 하는 바, 총 (N/2) * (M/4)번의 검출 횟수가 된다.
이에 따라, 1 프레임 터치 검출 횟수는 총 (2 * M) + (N/2) * (M/4)이 된다.
이와 같은 터치 검출 횟수는 일반적인 터치 검출 횟수인 M * N보다 확연히 적은 횟수이다. 더욱이, 터치패널의 면적이 증가할수록 그 수치는 훨씬 더 큰 값으로 차이가 나게 된다.
본발명의 실시예에서는 다수의 Tx배선에 구동펄스를 동시에 인가하여 터치위치가 포함되는 그룹을 판단하고, 해당 그룹을 구성하는 Tx배선 각각에 개별적으로 구동펄스를 인가함으로써 정확한 터치 위치를 감지하게 된다.
이에 따라, 1프레임 터치패널에서 검출 횟수는 확연히 줄어들게 되어 터치 검출 시간이 줄어들게 된다.
또한 터치 검출 시간을 줄이기 위하여 별도의 장비 등이 필요 없게 되는 바, 터치패널의 생산성의 증가 및 제조 비용이 감소되는 효과를 제공할 수 있다.
전술한 본 발명의 실시예는 본 발명의 일예로서, 본 발명의 정신에 포함되는 범위 내에서 자유로운 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명은, 첨부된 특허청구범위 및 이와 등가되는 범위 내에서의 본 발명의 변형을 포함한다.
200: 표시패널 210: 영상패널 220: 터치패널
410: 터치제어부 420: Tx구동부 430: Rx구동부
DP: 구동펄스 GR: 소그룹 TGR: 그룹

Claims (7)

  1. 수직방향으로 연장된 다수의 Rx배선과, 수평방향으로 연장된 다수의 Tx배선과, 상기 다수의 Rx배선과 상기 다수의 Tx배선의 교차지점에 형성되는 다수의 센서 노드와, 각각이 상기 다수의 Tx배선과 상기 다수의 Rx배선을 포함하는 다수의 소그룹을 포함하고, 상기 다수의 소그룹의 상기 다수의 Tx배선의 전체 합은 M개이고, 상기 M개의 Tx배선은 대그룹을 구성하는
    터치패널의 터치감지방법에 있어서,
    상기 대그룹을 구성하는 상기 M개의 Tx배선 전체에 구동펄스를 동시에 인가하여 터치 위치가 대응되는 상기 수평 방향의 지점을 판별하는 제 1 단계와;
    상기 수직 방향으로 상기 다수의 소그룹에 상기 구동펄스를 소그룹 단위로 인가하여 상기 터치 위치가 대응되는 제 1 소그룹을 판별하는 제 2 단계와;
    상기 제 1 소그룹을 구성하는 상기 다수의 Tx배선에 순차적으로 상기 구동펄스를 인가하는 제 3 단계
    를 포함하는 터치패널의 터치감지방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 단계에서는,
    상기 다수의 소그룹 각각을 구성하는 상기 다수의 Rx배선 전체로부터 순차적으로 상기 센서 노드 전압을 센싱하는
    터치패널의 터치감지방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 단계에서는,
    상기 다수의 소그룹 각각을 구성하는 상기 다수의 Rx배선 전체로부터 순차적으로 상기 센서 노드 전압을 센싱하는
    터치패널의 터치감지방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 단계에서는,
    상기 제 1 소그룹을 구성하는 상기 다수의 Rx배선으로부터 순차적으로 상기 센서 노드 전압을 센싱하는
    터치패널의 터치감지방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 센서 노드 전압을 디지털 데이터로 변환하는 단계를 더욱 포함하는
    터치패널의 터치감지방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 디지털 데이터를 기설정된 터치 인식 알고리즘으로 분석하여 상기 터치위치에 대한 좌표값을 추정하여 좌표 정보를 포함한 터치 데이터를 생성하는 단계를 더욱 포함하는
    터치패널의 터치감지방법.
  7. 수직방향으로 연장된 다수의 Rx배선과, 수평방향으로 연장된 다수의 Tx배선과, 상기 다수의 Rx배선과 상기 다수의 Tx배선의 교차지점에 형성되는 다수의 센서 노드와, 각각이 상기 다수의 Tx배선과 상기 다수의 Rx배선을 포함하는 다수의 소그룹을 포함하고, 상기 다수의 소그룹의 상기 다수의 Tx배선의 전체 합은 M개이고, 상기 M개의 Tx배선은 대그룹을 구성하는
    터치패널의 터치감지방법에 있어서,
    상기 수직 방향으로 상기 다수의 소그룹에 구동펄스를 소그룹 단위로 인가하되, 상기 다수의 소그룹 중 하나를 구성하는 상기 다수의 Tx배선에 상기 구동펄스를 동시에 인가하여 터치 위치가 대응되는 상기 수평방향의 지점의 제 1 소그룹을 판별하는 제 1 단계와;
    상기 제 1 소그룹을 구성하는 상기 다수의 Tx배선에 순차적으로 상기 구동펄스를 인가하는 제 2 단계
    를 포함하는 터치패널의 터치감지방법.
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