KR101822660B1 - 터치 감지의 해상도 향상을 위한 터치 인식 장치 - Google Patents

터치 감지의 해상도 향상을 위한 터치 인식 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101822660B1
KR101822660B1 KR1020110104450A KR20110104450A KR101822660B1 KR 101822660 B1 KR101822660 B1 KR 101822660B1 KR 1020110104450 A KR1020110104450 A KR 1020110104450A KR 20110104450 A KR20110104450 A KR 20110104450A KR 101822660 B1 KR101822660 B1 KR 101822660B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
nodes
virtual
actual
raw data
value
Prior art date
Application number
KR1020110104450A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130039839A (ko
Inventor
이만호
김영환
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020110104450A priority Critical patent/KR101822660B1/ko
Publication of KR20130039839A publication Critical patent/KR20130039839A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101822660B1 publication Critical patent/KR101822660B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/0418—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for error correction or compensation, e.g. based on parallax, calibration or alignment
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • G06F3/03547—Touch pads, in which fingers can move on a surface

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)

Abstract

복수의 실제 노드들의 원시데이터(raw data)를 읽어들이는 터치 센서를 구비한 터치 패널을 포함하는 터치 인식 장치로서, 상기 복수의 실제 노드들 사이의 영역에 제 1 가상 노드들을 생성하고, 상기 복수의 실제 노드들의 외곽 영역에 제 2 가상 노드들을 생성하여, 상기 제 1 가상 노드들 및 상기 제 2 가상 노드들의 원시데이터를 보간법을 이용하여 계산하도록 구성된 프로세서를 포함하는, 터치 인식 장치가 개시된다.

Description

터치 감지의 해상도 향상을 위한 터치 인식 장치{AN APPARATUS FOR DETECTING TOUCH}
본 발명은 터치 패널의 사용자 터치 인식의 해상도를 개선하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 보간법을 이용한 터치 인식의 해상도를 개선하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
정전식 터치 방식은 드라이빙 라인(driving line)과 센싱 라인(sensing line)이 교차하는 노드(node)의 캐패시턴스 값으로 터치된 영역의 좌표를 계산할 수 있다. 정전식 터치 방식의 터치 인식의 해상도를 높이기 위해서는, 상기 드라이빙 라인과 센싱 라인의 수를 높이는 것이 가장 쉬운 방법이나, 이러한 방법은 설계 비용 및 제조 비용 등의 문제가 있어 그 적용에 한계가 있다.
따라서, 정전식 터치 방식에서 터치 인식의 해상도를 높이기 위한 새로운 방안의 개발이 필요하다.
본 발명은 정전식 터치 방식에서 터치 인식의 해상도를 개선하기 위한 터치 인식 장치를 제안하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치 인식 장치는 복수의 실제 노드들의 원시데이터(raw data)를 읽어들이는 터치 센서를 구비한 터치 패널을 포함하는 터치 인식 장치로서, 상기 터치 인식 장치는 상기 복수의 실제 노드들 사이의 영역에 제 1 가상 노드들을 생성하고, 상기 복수의 실제 노드들의 외곽 영역에 제 2 가상 노드들을 생성하여, 상기 제 1 가상 노드들 및 상기 제 2 가상 노드들의 원시데이터를 보간법을 이용하여 계산하도록 구성된 프로세서를 포함할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 제 1 가상 노드들 및 상기 제 2 가상 노드들의 원시데이터를 서로 다른 보간법을 이용하여 계산하도록 구성될 수 있다.
상기 프로세서는 상기 제 1 가상 노드들의 원시데이터를 계산하기 위해, 상기 제 1 가상 노드들과 이웃한 상기 실제 노드들 중 4개의 실제 노드들의 원시데이터를 이용하여 양방향의 선형 보간법을 적용하도록 구성될 수 있다.
상기 프로세서는 상기 제 1 가상 노드들의 원시데이터를 계산하기 위해, 상기 제 1 가상 노드들과 이웃한 상기 실제 노드들 중 16개의 실제 노드들의 원시데이터를 이용하여 고등차수 보간법을 적용하도록 구성될 수 있다.
상기 프로세서는 상기 실제 노드들 중 바깥쪽 2개의 실제 노드들 사이에 존재하는 제 1 가상 노드들의 원시데이터를 계산하기 위해 추가적으로 상기 실제 노드들 중 바깥쪽 2개의 실제 노드들의 원시데이터를 이용한 선형 보간법을 적용하여 상기 실제 노드들 외부에 존재하는 제 3 가상 노드들의 원시데이터를 계산하도록 구성될 수 있다.
상기 프로세서는 상기 제 2 가상 노드들의 원시데이터를 계산하기 위해, 상기 제 2 가상 노드들과 가장 가까운 상기 실제 노드들의 원시데이터를 상기 제 2 가상 노드들의 원시데이터로 할당하도록 구성될 수 있다.
상기 프로세서는 상기 제 2 가상 노드들의 원시데이터를 계산하기 위해, 상기 제 1 가상 노드들 또는 상기 실제 노드들 중 바깥쪽에 위치한 적어도 2개의 노드들의 원시데이터를 이용한 선형 보간법을 적용하도록 구성될 수 있다.
상기 프로세서는 상기 복수의 실제 노드들에 대해, 각 노드의 원시데이터 중 최소값 및 최대값을 기록 또는 저장하고, 상기 최소값 및 상기 최대값과 각 노드의 현재 원시데이터를 이용하여 상기 복수의 실제 노드들의 원시데이터를 노멀라이징하도록 구성될 수 있다.
상기 프로세서는 상기 최소값 및 상기 최대값 간의 차이값과 상기 현재 원시데이터의 값의 비율을 계산하고, 상기 비율의 크기에 따라 터치 상태(TOUCH_STS)를 인식하도록 구성될 수 있다.
상기 프로세서는 상기 인식된 터치 상태(TOUCH_STS)에 따라, 상기 최대값을 일정 크기만큼 감소시키거나 증가시키도록 구성될 수 있다.
본 발명에 따르면 드라이빙 라인과 센싱 라인의 수, 즉 터치 센서의 수를 늘리지 않고도 터치 인식의 해상도를 높일 수 있고, 특히 영역 기반 터치(Area Based Touch; ABT)를 구현함에 있어서 터치 영역을 효율적으로 인식할 수 있다.
또한, 본 발명은 드라이빙 라인과 센싱 라인이 교차하는 노드의 캐패시턴스 값을 검출하는 과정에 노멀라이징(normalize) 과정을 적용하여, 그립(grip) 상태와 논-그립(non-grip) 상태에 관계없이 터치 여부를 인식할 수 있는 터치 인식 장치를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널의 실제 노드와 가상 노드를 개념적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널의 실제 노드와 복수의 종류의 가상 노드를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 최근접 이웃 보간법을 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 보간법을 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고등 차수 보간법을 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 인식 장치의 블록도를 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널의 실제 노드의 값의 노멀라이징 방법을 도시한다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 포괄하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
또한, 도면에서 동일한 참조 부호 또는 도면 부호는 본 명세서의 전체에 걸쳐 동일하거나 대응하는 구성요소를 지칭하는 것으로 본다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널의 실제 노드와 가상 노드를 개념적으로 도시한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널(10)은 드라이빙 라인과 센싱 라인이 교차하는 노드가 총 192(12x16)개이다. 이 노드의 수는 일 실시예일뿐 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
터치 패널(10) 내부에 존재하는 192(12x16)개의 노드를 본 명세서에서 "실제 노드"로 지칭하기로 한다. 정전식 터치 패널을 이용한 터치 인식 장치의 해상도, 즉 얼마나 민감하게 또는 둔감하게 사용자의 터치를 인식하느냐의 문제는 상기 실제 노드의 수로서 결정될 수 있다. 예컨대, 터치 패널(10)의 실제 사이즈가 4인치(inch) 패널인 경우에, 그 내부에 존재하는 실제 노드가 192(12x16)개인 경우와 4800(60x80)개인 경우의 터치 인식 장치의 해상도는 상식적으로도 그 차이가 클 것이다.
그러나, 발명의 배경이 되는 기술 항목에서도 언급하였듯이, 실제 노드의 수를 늘리는 것이 가장 바람직한 방법이지만, 실제 노드의 수를 늘리는 것은 곧 비용의 증가를 의미하므로 신중히 결정해야할 사항이다.
이에 본 발명은 실제 노드의 수를 늘리지 않고, "가상 노드"를 이용하여 터치 인식 장치의 해상도를 개선하려고 한다. 본 명세서에서 "가상 노드"는 실제 노드가 아닌 임의로 생성한 노드를 의미하며, 이 가상 노드는 실제 노드들 사이에 그리고 실제 노드들 외곽에 생성될 수 있다. 실제 노드와 가상 노드의 분포는 도 2에서 더욱 상세하게 설명된다.
도 1의 터치 패널(10)에 점 2개(실제 노드 2개)가 표시되어 있다. 이는 사용자가 터치한 부분을 의미한다. 사용자의 터치에 의해 터치 패널(10) 중 2개의 실제 노드가 그 아날로그 값(원시데이터(raw data))이 변한 것을 의미한다.
도 1의 우측에 터치된 2개의 실제 노드를 확대하여 도시하였다. 터치된 실제 노드 2개는 각각 RN9 , 1 및 RN9 , 2로 지칭되며, 나머지 모서리의 실제 노드도 각각의 RN10 , 1 및 RN10 , 2로 지칭될 수 있다.
터치 인식의 해상도를 개선하기 위해, 4개의 실제 노드들이 이루는 사각형 내에 가상 노드들을 생성하기 위해 가상의 수직선(VL_C1, VL_C2, VL_C3, VL_C4)과 수평선(VL_R1, VL_R2, VL_R3, VL_R4)을 삽입한다. 가상의 수직선과 가상의 수평선이 교차하는 점이 가상 노드가 되며, 또한 실제 노드 2개를 잇는 수직선 또는 수평선과, 상기 가상의 수직선과 가상의 수평선이 교차하는 점이 가상 노드가 된다.
도 1에는 실제 노드 4개를 중심으로 설명하고 도시하였으나, 실제로는 모든 실제 노드 내부에 대해 이러한 가상의 선이 삽입되어 가상 노드가 생성될 수 있다. 도 2를 참조하면 더 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
생성된 가상 노드의 아날로그 값(가상 노드의 값, 가상 노드 값, 또는 가상 노드의 원시데이터의 값으로 지칭될 수 있음)은 실제 노드의 아날로그 값(실제 노드의 값, 실제 노드 값, 또는 실제 노드의 원시데이터의 값으로 지칭될 수 있음)에 기반하여 계산될 수 있다. 이러한 작업은 후술할 여러 보간법(interpolation)에 의해 달성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널의 실제 노드와 복수의 종류의 가상 노드를 도시한다. 도 2에는 총 4가지의 노드가 표시되어 있다. 실제 노드는 검정색 별로, 실제 노드 내부에 존재하는 제 1 가상 노드는 흰색 점(또는 속이 빈 흰색 점 또는 원)으로, 실제 노드 외곽에 존재하는 제 2 가상 노드는 검정색 점으로, 또한 실제 노드의 외부에 존재하는 제 3 가상 노드는 흰색 별로 표시하였다.
제 1 가상 노드는 도 1의 우측에 도시된 가상의 수직선 및 수평선에 의해 생성된 가상 노드이다.
제 2 가상 노드는 실제 노드와 제 1 가상 노드의 외곽에 2개씩 생성된 가상 노드이며, 제 2 가상 노드간의 간격은 제 1 가상 노드의 간격과 동일하다. 제 2 가상 노드는 터치 패널(10)의 모서리 부분의 터치 인식을 위한 노드로서, 도 1에서 터치 패널(10)의 모서리와 수직선(0과 11) 및 수평선(0과 15) 사이의 영역에 생성되는 가상 노드이다.
제 3 가상 노드는 실제 노드들의 외부에, 실제 노드들 사이의 간격과 동일한 간격으로 하나씩 생성된 노드이며, 이 노드가 존재하는 영역의 터치 인식을 검출하기 위한 것은 아니고, 다른 가상 노드들의 값을 계산하기 위해 생성할 노드이다.
따라서, 실제 노드, 제 1 가상 노드 그리고 제 2 가상 노드를 포함한 노드들은 총 4800(60x80)개가 된다.
이처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 인식 장치는, 터치 패널의 실제 노드들 내부에, 상기 복수의 실제 노드들 사이의 영역에 제 1 가상 노드들을 생성하고, 상기 복수의 실제 노드들의 외곽 영역에 제 2 가상 노드들을 생성하여, 상기 제 1 가상 노드들 및 상기 제 2 가상 노드들의 원시데이터를 보간법을 이용하여 계산하도록 구성된다.
생성된 가상 노드들의 값을 구하는 방법을 아래에서 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 최근접 이웃 보간법을 도시한다. 최근접 이웃 보간법은 가상 노드의 값을 구하기 위한 방법으로서, 상기 가상 노드와 최근접한 실제 노드의 값을 상기 가상 노드의 값으로 복사하는 방법이다. 다시 말하면, 가상 노드와 최근접한 실제 노드의 값을 상기 가상 노드의 값으로 이용할 수 있다.
도 3에 가상 노드(P)가 도시되어 있다. 가상 노드(P)는 실제 노드 내부에 생성된 제 1 가상 노드 중 하나이다. 물론 도 3은 본 발명의 일 실시예에 일 예이므로, 가상 노드(P)는 제 2 가상 노드 중 하나 일수도 있다.
가상 노드(P)와 가장 가까운(최근접한) 실제 노드를 찾도록 한다. 최근접 실제 노드를 찾는 방법은 널리 알려진 방법을 이용할 수 있다. 예를 들면, 실제 노드 및 가상 노드를 포함한 모든 노드에 좌표를 부여하고(예컨대, (0,0) 내지 (59, 79)), 각 좌표의 x축 및 y축 값의 차를 이용하여 각 노드 간의 거리를 계산할 수 있다.
도 3에서는, 가상 노드(P)와 가장 가까운 실제 노드는 좌측 상단에 있는 실제 노드이며, 이 실제 노드의 값을 가상 노드(P)의 값으로 이용할 수 있다. 즉, 가상 노드(P)의 값은 상기 실제 노드의 값과 동일하다.
이 최근접 이웃 보간법의 장점은 가장 간단하게 가상 노드의 값을 계산할 수 있다는 점이다. 반면에, 최근접한 실제 노드의 값을 그대로 이용하므로, 정확도는 다소 떨어질 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 보간법을 도시한다. 선형 보간법은 값을 알고 있는 2개의 점을 이용하여, 상기 2개의 점을 잇는 직선 상에 존재하는 점의 값을 도출하는 방법이다.
도 4a는 선형 보간법을 간략하게 설명하기 위한 설명을 도시한다. x축 에 점(α) 및 점(β)와 이 점들의 값 fα 및 fβ 가 도시되어 있다. 도시된 점(α) 및 점(β)와 이 점들의 값 fα 및 fβ 는 이미 알고 있는 값이다. 예컨대, 점(α) 및 점(β)는 실제 노드이며, fα 및 fβ 는 상기 실제 노드들의 값에 해당한다.
이러한 점(α) 및 점(β)와 이 점들의 값 fα 및 fβ를 이용하여, 점(α) 및 점(β)를 잇는 직선 상에 존재하는 다른 점(x)의 값(fx)을 계산하도록 한다. fx는 다음과 같이 계산될 수 있다.
Figure 112011079973528-pat00001
점(x)에 해당하는 가상 노드는 점(α) 및 점(β)에 해당하는 실제 노드들을 잇는 선에 존재하므로, 앞서 설명한 도 1 또는 도 2의 각 노드들의 간격을 이용할 수 있다.
도 4b는 선형 보간법을 총 3번 적용하여 가상 노드의 값을 계산하는 양방향 또는 쌍방향 선형 보간법에 대한 설명을 도시한다. 도 3에서 설명된 선형 보간법은 실제 노드들을 잇는 직선 상에 존재하는 가상 노드, 예컨대 제 1 가상 노드 중 일부의 값을 계산하기 위한 방법이다.
따라서, 나머지 제 1 가상 노드의 값을 계산하기 위해서는, 상기 실제 노느들을 잇는 직선 상에 존재하는 가상 노드의 값을 먼저 계산하고, 상기 계산된 가상 노드의 값 중 2개에 기반하여 이 2개의 가상 노드 사이에 존재하는 다른 가상 노드들의 값을 계산할 수 있다. 즉, 상기 2개의 가상 노드의 값을 계산하기 위해 2번의 선형 보간법 적용이 필요하며, 추가적으로 이 2개의 가상 노드 사이에 존재하는 다른 가상 노드들의 값을 계산하기 위해 1번의 선형 보간법 적용이 필요하다. 이러한 과정은 도 4c와 4d에 도시된다.
도 4b에 도시된 점(α, β, γ, δ)은 도 1 및 2에 도시된 실제 노드에 해당한다. 점(α) 및 점(β)와 이들의 값들을 이용하여 선형 보간법을 적용하고, 이를 통해 점(x)의 값인 fx를 계산할 수 있다. 점(γ) 및 점(δ)와 이들의 값들을 이용하여 선형 보간법을 적용하고, 이를 통해 점(y)의 값인 fy를 계산할 수 있다.
그리고나서, 점(x, y) 및 이들의 값(fx, fy)을 이용하여 다시 한번 선형 보간법을 적용하여, 이를 통해 점(z)의 값(fz)를 계산할 수 있다. 점(z)는 제 1 가상 노드들 중 하나에 해당한다.
도 4c 및 4d는 도 4b에서 설명된 양방향 또는 쌍방향 선형 보간법을 적용하는 일 예를 도시한다. 먼저, 터치 패널(10)의 실제 노드 중 이웃한 2개의 실제 노드를 선택할 수 있다. 선택된 2개의 실제 노드는 도 4c의 우측에 도시하였다.
2개의 실제 노드는 점(α, β)으로 표시되었다. 그리고, 이들을 잇는 직선 상에 존재하는 가상 노드, 예컨대 제 1 가상 노드를 각각 V1, V2, V3, V4로 표시했다. V1, V2, V3, V4로 표시된 가상 노드들의 값을 계산하기 위해 상술한 수학식 1을 이용할 수 있다. 이러한 방식으로 터치 패널(10) 내의 모든 이웃한 2개의 실제 노드들 사이의 가상 노드(회색으로 표시한 점)의 값을 획득할 수 있다.
그리고나서, 도 4d에 표시된 나머지 제 1 가상 노드들(흰색으로 표시된 점들)의 값을 앞서 설명한 도 4c에서 계산한 회색으로 표시한 점의 값들과, 이 값들에 선형 보간법을 적용하여 계산할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고등 차수 보간법을 도시한다.
도 5a에는 16개의 실제 노드들이 도시된다. 여기서는, 점(P)의 값을 구하기 위해 고등 차수 보간법을 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 다른 고등 차수 보간법은 16개의 실제 노드들의 값을 이용할 수 있다. 가장 먼저, 16개의 실제 노드들(★) 중 하나의 직선상에 있는 4개의 실제 노드들의 값(fRN1, fRN2, fRN3, fRN4)과 후술할 수학식 2 및 3을 이용하여, 상기 하나의 직선상에 있는 가상 노드(△)의 값(fvn1)을 계산할 수 있다.
Figure 112011079973528-pat00002
Figure 112011079973528-pat00003
여기서, d1 내지 d4는 가상 노드(△)와 실제 노드들(RN1, RN2, RN3, RN4)과의 거리이다.
도 5b에는 f(x)의 함수가 도시되어 있다. 가중치 값 α에 따라 함수의 파형이 가변된다. 따라서, 가중치 값 α를 조절하여 가상 노드(△)의 값을 제어할 수 있다.
도 5c에는 하나의 직선상에 있는 4개의 실제 노드들이 도시되며, 이 경우에, d1 내지 d4는 각각 -1-d, -d, 1-d, 2-d가 된다.
위의 수학식 2 및 3을 이용하여 총 4개의 가상 노드들(△)의 값 fvn1, fvn2, fvn3, fvn4를 계산할 수 있다.
도 5d에는 4개의 가상 노드들(△)의 값을 모두 구하고나서, 마지막으로 점(P)의 값을 계산하는 과정을 도시한다. 이 과정은 앞서 설명한 4개의 가상 노드들(△)의 값을 계산하는 것과 동일하게, 이미 계산하여 알고 있는 4개의 가상 노드들의 값을 이용하여 점(P)의 값을 수학식 2 및 3을 이용하여 계산할 수 있다.
도 5a 내지 5d에서 도시된 과정을 거치면, 총 5번의 계산 과정을 수행해야 하나의 가상 노드(P, 또는 점(P))의 값을 획득할 수 있다.
한편, 도 5a 내지 5d에서 도시된 고등 차수 보간법을 이용하여 가상 노드의 값을 계산하는 것과 달리, 한번의 계산으로 가상 노드(P)의 값을 계산할 수 있는 방법을 설명하도록 한다.
도 5e에 도시된 가상 노드(P)의 값을 계산하기 위한 수학식은 다음과 같다.
Figure 112011079973528-pat00004
가상 노드(P)는 가장 근접한 실제 노드와의 거리가 x-y축 방향으로 각각 x, y만큼 떨어져 있다. 여기서, 0<x, y<1이다.
따라서, 가중치 α0 내지 α15를 알 수 있다면, 가상 노드(P)의 값은 수학식 4를 통해 구할 수 있다.
가중치 α0 내지 α15를 가중치 행렬 A로 가정하고, C를 상수 배열로 가정하면, WA=C이고 따라서 A=W-1C 가 된다.
여기서, 행렬 C = [c0 c1 c2 c3 c4 c5 c6 c7 c8 c9 c10 c11 c12 c13 c14 c15]T이다. c0 내지 c3은 가상 노드(P)를 둘러싸고 있는, 4개의 이웃 실제 노드들의 값이고, c4 내지 c7은 상기 4개의 이웃 실제 노드들에서 x방향 미분 값이며, c8 내지 c11은 상기 4개의 이웃 실제 노드들에서 y방향 미분 값이고, c12 내지 c15는 상기 4개의 이웃 실제 노드들에서 x-y 교차 미분 값이다.
또한,
Figure 112011079973528-pat00005
이다.
위 과정을 통해 행렬 W-1과 C를 알고 있으므로, 행렬 A를 계산할 수 있고, 따라서 가상 노드(P)의 값을 계산할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 인식 장치의 블록도를 도시한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 인식 장치(600)는 터치 패널의 실제 노드들의 캐패시턴스 값을 검출하기 위한 터치 센서(610), 상기 터치 센서로부터의 검출한 값을 전-처리하여 프로세서로 제공하기 위한 아날로그 프론트 엔드(620), 및 상기 터치 패널의 가상 노드를 생성하고, 상기 검출된 값을 이용하여 상기 가상 노드의 값을 계산하기 위한 프로세서(630)를 포함할 수 있다.
터치 인식 장치(600)는 복수의 실제 노드들의 원시데이터(또는 원시데이터의 값)를 읽어들이는 터치 센서를 구비한 터치 패널을 포함할 수 있다. 상기 원시데이터의 값은 상기 실제 노드들의 캐패시턴스 값 또는 캐패시턴스 값을 처리한 값을 의미한다.
프로세서(630)는 복수의 실제 노드들 내부에 제 1 가상 노드들을 생성하고, 상기 복수의 실제 노드들의 외곽에 제 2 가상 노드들을 생성할 수 있다. 좀더 상세하게는, 상기 제 1 가상 노드들은 상기 실제 노드들의 사이의 영역을 등간격으로 분할하여 서로 등간격으로 배치되도록 생성될 수 있고, 상기 제 2 가상 노드들은 상기 복수의 실제 노드들을 둘러싸도록 생성될 수 있다.
한편, 상기 복수의 실제 노드들 중 최외곽의 실제 노드들과 제 2 가상 노드들의 이격 간격은 상기 제 1 가상 노드들 간의 간격과 동일하다. 이를 통해, 모든 가상 노드들이 등간격으로 생성되어 배치될 수 있다. 제 1 가상 노드와 제 2 가상 노드의 생성 또는 배치 상태는 도 1 및 2를 참조하면 더욱 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
또한, 프로세서(630)는 상기 제 1 가상 노드들 및 상기 제 2 가상 노드들의 원시데이터(또는, 원시데이터의 값)를 여러 보간법을 이용하여 계산할 수 있다. 특히, 상기 제 1 가상 노드들 및 상기 제 2 가상 노드들의 원시데이터를 계산하기 위해 서로 다른 보간법이 이용될 수 있다.
예컨대, 프로세서(630)는 상기 제 1 가상 노드들의 원시데이터를 계산하기 위해, 상기 제 1 가상 노드들과 이웃한 상기 실제 노드들 중 적어도 2개의 실제 노드들의 원시데이터를 이용할 수 있다. 프로세서(630)는 상기 제 1 가상 노드들의 원시데이터를 계산하기 위해 최대로 상기 제 1 가상 노드들과 이웃한 4개의 실제 노드들의 원시데이터를 이용할 수 있다.
프로세서(630)는 상기 실제 노드들의 원시데이터와 양방향의 선형 보간법을 이용하여 상기 제 1 가상 노드들의 원시데이터를 계산할 수 있다.
또한, 프로세서(630)는 상기 제 1 가상 노드들의 원시데이터를 계산하기 위해, 상기 제 1 가상 노드들과 이웃한 상기 실제 노드들 중 16개의 실제 노드들의 원시데이터를 이용할 수 있다. 여기서, 16개의 실제 노드들은 4x4로 배치된 실제 노드들임을 주목해야한다. 이 보간법은 앞서 설명한 수학식 2 및 3 또는 수학식 4을 이용한 고등차수 보간법을 이용할 수 있다.
한편, 상기 고등차수 보간법을 이용하여 제 1 가상 노드들의 원시데이터를 구하기 위해서는, 상기 제1 가상 노드들이 상기 16개의 실제 노드들의 중앙에 위치해야 한다. 다시 말하면, 이 보간법을 이용해서는, 상기 16개의 실제 노드들의 중심에 배치된 4개의 실제 노드들 내부의 제 1 가상 노드들의 원시데이터를 구할 수 있으며, 따라서 터치 패널의 실제 노드들 중 외곽에 존재하는 2개의 실제 노드들(즉, 최외곽의 실제 노드 1개와 그 바로 안쪽의 실제 노드 1개) 사이의 영역에 존재하는 제 1 가상 노드들을 계산할 수 없다.
따라서, 터치 패널의 실제 노드들 중 외곽에 존재하는 2개의 실제 노드들에 대해 고등차수 보간법을 적용하기 위해서는 터치 패널의 실제 노드들 외부에 가상의 노드들(제 3 가상 노드들)을 추가로 생성해야할 필요가 있다.
이에, 프로세서(630)는 상기 실제 노드들 중 바깥쪽 2개의 실제 노드들 사이에 존재하는 제 1 가상 노드들의 원시데이터를 계산하기 위해, 상기 실제 노드들 중 바깥쪽 2개의 실제 노드들의 원시데이터를 이용한 선형 보간법을 적용하여 상기 실제 노드들 외부에 존재하는 제 3 가상 노드들의 원시데이터를 계산할 수 있다.
상기 제 3 가상 노드들은 상기 제 1 가상 노드들의 원시데이터를 계산하기 위한 수단으로서, 터치 패널의 영역 내에 존재하는 노드들은 아니다. 상기 제 3 가상 노드들은 터치 패널의 실제 노드들 사이의 간격과 동일한 간격으로 상기 최외곽의 실제 노드들과 떨어지도록 생성될 수 있다.
또한, 프로세서(630)는 상기 제 2 가상 노드들의 원시데이터를 계산하기 위해, 상기 제 2 가상 노드들과 가장 가까운 상기 실제 노드들의 원시데이터를 상기 제 2 가상 노드들의 원시데이터와 동일한 값으로 할당할 수 있다. 다시 말하면, 상기 제 2 가상 노드들과 가장 가까운 실제 노드들의 원시데이터의 값을 상기 제 2 가상 노드들의 원시데이터의 값으로 이용할 수 있다. 한편, 상기 제 2 가상 노드들과 가장 가까운 실제 노드들이 복수 개 있다면, 사용자의 설정에 의해 상기 실제 노드들과의 x축 거리(또는 y축 거리)가 짧은 실제 노드를 선택하도록 할 수 있다.
또한, 프로세서(630)는 상기 제 2 가상 노드들의 원시데이터를 계산하기 위해, 상기 제 1 가상 노드들 또는 상기 실제 노드들 중 바깥쪽에 위치한 적어도 2개의 노드들의 원시데이터를 이용한 선형 보간법을 적용할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 상기 터치 인식 장치(600)의 접지와 사용자의 접지의 상태에 따라 터치 패널(10)의 실제 노드의 원시데이터를 노멀라이징(normalize)하기 위한 방법을 개시한다.
일반적으로, 사용자가 터치 인식 장치(600)를 손에 쥐고 있는 경우(예컨대, "그립(grip) 상태"라 함)와 사용자가 터치 인식 장치(600)를 손에 쥐고 있지 않은 경우(예컨대, "논-그립(non-grip) 상태"라 함)가 있다. 정전식 터치 패널을 이용하는 경우에는, 이러한 그립 상태 또는 논-그립 상태에 따라 터치 인식 장치의 터치 센서의 접지와 사용자의 접지가 일치하거나 일치하지 않아, 각 실제 노드들의 캐패시턴스 값이 달라지는 문제점이 존재한다.
예컨대, 그립 상태인 경우에 터치가 인식되면 실제 노드의 값이 100이라 한다면, 논-그립 상태인 경우에는 동일한 상황에서 실제 노드의 값이 50으로 떨어져 출력된다. 다시 말하면, 실제 노드의 값의 레벨이 상이하게 출력될 수 있다. 따라서, 그립 상태와 논-그립 상태를 구분하지 않은 채 터치 패널의 실제 노드들의 값을 인식하여 앞서 설명한 보간법들을 적용하여 가상 노드들의 값을 계산하고 이를 통해 터치 영역을 인식한다면, 논-그립 상태인 경우 터치 인식의 신뢰도 또는 정확도가 현저히 떨어질 것이다.
따라서, 그립 상태 또는 논-그립 상태를 구분하여 각 경우에 적절한 신호 처리를 통해 각 실제 노드들의 값을 보정하여 터치 인식의 신뢰도 또는 정확도를 개선하기 위한 방법을 설명하도록 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널의 실제 노드의 값의 노멀라이징 방법을 도시한다.
상기 방법은 모든 실제 노드들 각각의 값(또는, 원시데이터(raw data)) 중 최대값 및 최소값을 기록하여 저장하는 단계(S710)를 포함할 수 있다. 다시 말하면, 터치 패널(10)에 실제 노드가 192개 존재한다면, 모든 192개의 노드 각각의 원시데이터 중에서 최대값 및 최소값을 기록하여 저장할 수 있다.
여기서, 실제 노드들의 최대값 및 최소값을 기록 및 저장하는 과정은, 최초에 디폴트(default)로 모든 실제 노드들의 최소값 및 최대값을 지정해놓고, 터치 센서 값을 읽어들이면서 실제로 읽어들인 값과 디폴트로 지정된 최소값 및 최대값을 비교하여 상기 최소값 및 최대값을 갱신하여 이루어질 수 있다.
또한, 모든 실제 노드들 각각에 대해, 저장된 최대값 및 최소값 사이의 차이값(Diff)을 계산하고 이를 저장할 수 있다(S720). 상기 최대값 및 최소값 사이의 차이값 역시 상기 최대값 및 상기 최소값이 갱신됨에 따라 함께 갱신될 수 있다.
그리고나서, 상기 차이값(Diff)과 현재 실제 노드의 값의 비율(R)을 계산할 수 있다(S730). 상기 비율(R)은 모든 실제 노드들에 대해 계산되며, 이 복수 개의 비율(R) 중 최대값 만을 저장할 수 있다.
계산된 비율(R) 또는 비율(R) 중 최대값을 통해, 터치 상태(Touch_STS)가 그립 상태, 논-그립 상태 또는 논-터치(non-touch) 상태인지를 인식 또는 결정할 수 있다(S740). 이는 앞서 설명한 그립 상태와 논-그립 상태에 따라 실제 노드들의 값의 레벨이 다르게 출력될 수 있기 때문이다. 여기서, 논-터치 상태는 사용자의 터치가 이루어지지 않은 상태를 의미한다.
예컨대, 상기 비율(R)이 0 내지 20(%)인 경우엔 터치 상태(Touch_STS)가 논-터치 상태인 것으로 인식 또는 결정하며, 상기 비율(R)이 20 내지 70(%)인 경우에 터치 상태(Touch_STS)가 논-그립 상태인 것으로 인식 또는 결정하고, 상기 비율(R)이 70 내지 100(%)인 경우에 터치 상태(Touch_STS)가 그립 상태인 것으로 인식 또는 결정할 수 있다.
결정된 터치 상태(Touch_STS)에 따라, 모든 실제 노드들 각각의 최대값을 조정할 수 있다(S750). 모든 실제 노드들 각각의 최대값을 조정하는 것은 결국 각 노드의 원시데이터의 값을 조정할 수 있음을 의미한다. 더욱 상세하게는, 논-그립 상태인 경우에 실제 노드의 원시데이터의 값을 증가시키고, 그립-상태인 경우에는 실제 노드의 원시데이터의 값을 감소시켜 노멀라이징 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 노멀라이징 과정은 다음의 수학식 5에 의해 수행될 수 있다.
Figure 112011079973528-pat00006
여기서, RNn은 노멀라이징된 실제 노드 n의 원시데이터 값이며, RAWn은 터치 센서에서 읽어들인 실제 노드 n의 현재의 원시데이터 값이고, MAXn은 실제 노드 n의 원시데이터 중 최대값이며, MINn은 실제 노드 n의 원시데이터 중 최소값이고, A와 B는 상수계수에 해당한다.
따라서, 터치 상태(Touch_STS)가 논-그립인 상태로 결정된 경우, 전체 노드들의 MAXn을 일정크기만큼 감소시킬 수 있고, 이는 RNn이 증가함을 의미한다. 또한, 터치 상태(Touch_STS)가 그립인 상태로 결정된 경우, 전체 노드들의 MAXn을 일정크기만큼 증가시킬 수 있고, 이는 RNn이 감소함을 의미한다. 이렇게, RNn이 증가/감소됨으로써 그립 또는 논-그립 상태와 관계없이 일정한 레벨의 실제 노드의 원시데이터값 취득이 가능하고, 이를 통해 터치 인식의 신뢰도 또는 정확도를 개선할 수 있다.
또한, 주기적으로 각 실제 노드의 최대값(MAXn) 및 최소값(MINn)을 각각 감소시키거나 증가시키도록 하여, 상기 노멀라이징 작업이 수행되는 환경 요인에 의한 원시데이터의 변경에 대비할 수 있다.
위에서 본 발명의 실시예들이 설명되었으며, 당해 기술 분야에 속한 통상의 지식을 가진 자는 이러한 실시예들은 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 단지 예시적인 것임을 인식할 수 있고, 본 발명의 범위 또는 사상을 벗어나지 않고 변형, 수정 등이 가능함을 인식할 것이다.
10: 터치 패널 610: 터치 센서
620: 아날로그 프론트 엔드 630: 프로세서

Claims (10)

  1. 복수의 실제 노드들의 원시데이터(raw data)를 읽어들이는 터치 센서를 구비한 터치 패널을 포함하는 터치 인식 장치로서,
    상기 복수의 실제 노드들 사이의 영역에 제 1 가상 노드들을 생성하고, 상기 복수의 실제 노드들의 외곽 영역에 제 2 가상 노드들을 생성하여, 상기 제 1 가상 노드들 및 상기 제 2 가상 노드들의 원시데이터를 보간법을 이용하여 계산하도록 구성된 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는, 상기 복수의 실제 노드들에 대해, 각 노드의 원시데이터 중 최소값 및 최대값을 기록 또는 저장하고, 상기 최소값 및 상기 최대값과 각 노드의 현재 원시데이터를 이용하여 상기 복수의 실제 노드들의 원시데이터를 노멀라이징(normalize)하도록 구성되고, 상기 최소값 및 상기 최대값 간의 차이값과 상기 현재 원시데이터의 값의 비율을 계산하고, 상기 비율의 크기에 따라 터치 상태(Touch_STS)를 인식하도록 구성되며, 상기 인식된 터치 상태에 따라, 상기 최대값을 일정 크기만큼 감소시키거나 증가시키도록 구성된, 터치 인식 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 프로세서는:
    상기 제 1 가상 노드들 및 상기 제 2 가상 노드들의 원시데이터를 서로 다른 보간법을 이용하여 계산하도록 구성된, 터치 인식 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 프로세서는:
    상기 제 1 가상 노드들의 원시데이터를 계산하기 위해,
    상기 제 1 가상 노드들과 이웃한 상기 실제 노드들 중 4개의 실제 노드들의 원시데이터를 이용한 양방향의 선형 보간법을 적용하도록 구성된, 터치 인식 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 프로세서는:
    상기 제 1 가상 노드들의 원시데이터를 계산하기 위해,
    상기 제 1 가상 노드들과 이웃한 상기 실제 노드들 중 16개의 실제 노드들의 원시데이터를 이용한 고등차수 보간법을 적용하도록 구성된, 터치 인식 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 프로세서는:
    상기 실제 노드들 중 바깥쪽 2개의 실제 노드들 사이에 존재하는 제 1 가상 노드들의 원시데이터를 계산하기 위해,
    추가적으로 상기 실제 노드들 중 바깥쪽 2개의 실제 노드들의 원시데이터를 이용한 선형 보간법을 적용하여, 상기 실제 노드들 외부에 존재하는 제 3 가상 노드들의 원시데이터를 계산하도록 구성된, 터치 인식 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 프로세서는:
    상기 제 2 가상 노드들의 원시데이터를 계산하기 위해,
    상기 제 2 가상 노드들과 가장 가까운 상기 실제 노드들의 원시데이터를 상기 제 2 가상 노드들의 원시데이터로 할당하도록 구성된, 터치 인식 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 프로세서는:
    상기 제 2 가상 노드들의 원시데이터를 계산하기 위해,
    상기 제 1 가상 노드들 또는 상기 실제 노드들 중 바깥쪽에 위치한 적어도 2개의 노드들의 원시데이터를 이용한 선형 보간법을 적용하도록 구성된, 터치 인식 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
KR1020110104450A 2011-10-13 2011-10-13 터치 감지의 해상도 향상을 위한 터치 인식 장치 KR101822660B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110104450A KR101822660B1 (ko) 2011-10-13 2011-10-13 터치 감지의 해상도 향상을 위한 터치 인식 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110104450A KR101822660B1 (ko) 2011-10-13 2011-10-13 터치 감지의 해상도 향상을 위한 터치 인식 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130039839A KR20130039839A (ko) 2013-04-23
KR101822660B1 true KR101822660B1 (ko) 2018-01-26

Family

ID=48439862

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110104450A KR101822660B1 (ko) 2011-10-13 2011-10-13 터치 감지의 해상도 향상을 위한 터치 인식 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101822660B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102043823B1 (ko) * 2013-05-28 2019-11-12 엘지디스플레이 주식회사 터치 센싱 시스템과 그 터치 레포트 레이트 향상 방법
KR102204300B1 (ko) * 2014-06-30 2021-01-19 엘지디스플레이 주식회사 터치센서 일체형 표시장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130039839A (ko) 2013-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20210278917A1 (en) Multi-touch detection
US8477106B2 (en) System and method for a projected capacitive touchscreen having weight based coordinate determination
CN203894708U (zh) 用于检测来自于触笔的接触的触笔检测装置
US8493355B2 (en) Systems and methods for assessing locations of multiple touch inputs
KR102216610B1 (ko) 개선된 스타일러스 식별
CN109388296B (zh) 使用互电容和自电容感测数据的混合处理计算触摸坐标
US9552111B2 (en) Touch sensing device and method of identifying a touched position
CN101943968A (zh) 依据触摸形状的灵敏度控制
JP2006172470A (ja) 高解像度光学タッチ位置決定システムのためのシステム及び方法
WO2008087638A1 (en) System and method for calibration of a capacitive touch digitizer system
EP3179344B1 (en) Input device
US10488987B2 (en) Touch panel apparatus
US11151348B2 (en) Method and apparatus for processing image data
JP5712339B1 (ja) 入力装置、入力方法およびプログラム
KR101848534B1 (ko) 멀티-터치 크로스바-네트워크 센서로부터 데이터를 획득하기 위한 방법 및 장치
KR101822660B1 (ko) 터치 감지의 해상도 향상을 위한 터치 인식 장치
US11042242B2 (en) Touch panel device and method for calculating touch position coordinate of touch panel
KR20200073696A (ko) 지문 센싱 시스템을 구동하는 방법 및 지문 센싱 시스템
KR20130077060A (ko) 터치표시장치
KR102092664B1 (ko) 차동 터치 센싱 시스템의 좌표 선택 회로 및 방법
KR101549213B1 (ko) 터치 스크린 상에서 터치 포인트를 검출하기 위한 장치 및 그 방법
CN110134269B (zh) 通过环状触摸岛验证多指触摸检测的电子设备及相关方法
CN110045868A (zh) 基于类聚算法的触摸点修正方法、触控装置及电子设备
US20180121021A1 (en) Touch detection method
KR102078028B1 (ko) 터치 검출 장치 및 터치 검출 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
GRNT Written decision to grant