KR101953319B1 - 터치패널 장치, 터치패널 장치의 구동방법 그리고 이를 이용한 표시장치 - Google Patents

터치패널 장치, 터치패널 장치의 구동방법 그리고 이를 이용한 표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예는, 터치패널을 통해 터치신호를 입력받는 신호입력부; 입력된 터치신호가 다수의 피크가 선형의 합으로 검출되면 터치신호에 포함된 다수의 피크가 분리되도록 사전 모델링된 싱글터치신호를 기반으로 터치신호를 최적화하는 신호최적화부; 최적화된 터치신호에 다수의 피크가 포함되면 터치신호를 멀티터치신호로 판별하고, 최적화된 터치신호에 다수의 피크가 미포함되면 터치신호를 싱글터치신호로 판별하는 신호판단부; 및 멀티터치신호를 좌표별로 구분된 최종 멀티터치신호로 구성하는 신호구성부를 포함하는 터치패널 장치를 제공한다.

Description

터치패널 장치, 터치패널 장치의 구동방법 그리고 이를 이용한 표시장치{Touch Panel Device, Driving Method for Touch Panel Device and Display Device Using the same}
본 발명의 실시예는 터치패널 장치, 터치패널 장치의 구동방법 그리고 이를 이용한 표시장치에 관한 것이다.
사용자의 접촉을 감지하는 터치패널은 편리한 인터페이스를 구성하므로 휴대용 모바일기기나 텔레비전 등을 포함하는 개인용 및 가정용 표시장치는 물론 산업용 표시장치 등에 이르기까지 그 사용처가 다양하다.
터치패널은 동작 방식에 따라 저항 방식, 정전용량 방식, 초음파 방식, 적외선 방식 등으로 구분될 수 있다. 최근에는 이러한 터치패널을 싱글 터치뿐만 아닌 멀티터치도 가능하도록 기술이 발전하고 있다.
멀티터치 구현의 한 예로 종래에는 접촉 입력에 의해 임계치 이상의 감지 신호가 생성되는 센싱 채널 범위를 검색하고, 해당 범위에 포함되는 감지 신호 세기의 합을 계산하는 방법을 이용하였다.
이 방법은 범위 내의 중앙 센싱 채널부터 획득한 감지 신호 세기와 감지 신호 세기의 합의 비율을 계산하고, 소정의 기준값과 비율을 비교하여 접촉 입력이 멀터 터치인지 여부를 결정하는 방식을 이용한다. 또한, 위의 방법은 멀티터치 사이의 신호 세기가 전체 감지 신호 세기에 비해 작은 것에 착안하여 멀티터치 여부를 판단하는 방식으로 설명될 수 있다.
위와 같이 종래 멀티터치 구현 방법은 터치된 두 개의 영역 사이가 좁을 경우 두 신호가 중첩되어 하나의 싱글 터치로 오인식될 가능성이 매우 크다. 그러므로, 종래 멀티터치 구현 방법은 터치된 두 개의 영역 사이가 좁으면 낮은 분해능을 가지므로 이를 개선하기 위한 방안이 요구된다.
상술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 실시예는, 멀티터치 분해능을 향상시키고 터치신호 노이즈를 저감하며 정확한 터치 위치를 산출할 수 있는 터치패널 장치, 터치패널 장치의 구동방법 그리고 이를 이용한 표시장치를 제공하는 것이다.
상술한 과제 해결 수단으로 본 발명의 실시예는, 터치패널을 통해 터치신호를 입력받는 신호입력부; 입력된 터치신호가 다수의 피크가 선형의 합으로 검출되면 터치신호에 포함된 다수의 피크가 분리되도록 사전 모델링된 싱글터치신호를 기반으로 터치신호를 최적화하는 신호최적화부; 최적화된 터치신호에 다수의 피크가 포함되면 터치신호를 멀티터치신호로 판별하고, 최적화된 터치신호에 다수의 피크가 미포함되면 터치신호를 싱글터치신호로 판별하는 신호판단부; 및 멀티터치신호를 좌표별로 구분된 최종 멀티터치신호로 구성하는 신호구성부를 포함하는 터치패널 장치를 제공한다.
신호최적화부는 모델링된 싱글터치신호를 기반으로 터치신호에 포함된 신호의 높이, 신호의 너비, 중심좌표 및 피크의 수를 최적화할 수 있다.
터치패널 장치는 모델링된 싱글터치신호가 저장된 저장부를 포함하며, 모델링된 싱글터치신호는 싱글터치신호에 대한 신호의 높이 및 신호의 너비를 포함하는 파라미터로 모델링된 것일 수 있다.
다른 측면에서 본 발명의 실시예는, 싱글터치신호에 대한 신호의 높이 및 신호의 너비를 포함하는 파라미터로 사전 모델링된 싱글터치신호를 생성하는 모델링단계; 터치신호를 입력받는 신호입력단계; 입력된 터치신호가 다수의 피크가 선형의 합으로 검출되면 터치신호에 포함된 다수의 피크가 분리되도록 모델링된 싱글터치신호를 기반으로 터치신호를 최적화하는 신호최적화단계; 최적화된 터치신호에 다수의 피크가 포함되면 터치신호를 멀티터치신호로 판별하고, 최적화된 터치신호에 다수의 피크가 미포함되면 터치신호를 싱글터치신호로 판별하는 신호판단단계; 및 멀티터치신호를 좌표별로 구분된 최종 멀티터치신호로 구성하는 신호구성단계를 포함하는 터치패널의 구동방법을 제공한다.
신호최적화단계는 모델링된 싱글터치신호를 기반으로 터치신호에 포함된 신호의 높이, 신호의 너비, 중심좌표 및 피크의 수를 최적화할 수 있다.
신호최적화단계는 터치신호에 포함된 신호의 너비 및 중심좌표를 조정하여 터치신호에 포함된 피크의 수를 구분시킬 수 있다.
다른 측면에서 본 발명의 실시예는, 표시패널; 표시패널에 형성된 터치패널; 및 터치패널을 통해 입력된 터치신호를 이용하여 좌표를 산출하는 터치패널 장치를 포함하며, 터치패널 장치는, 터치신호를 입력받는 신호입력부와, 입력된 터치신호가 다수의 피크가 선형의 합으로 검출되면 터치신호에 포함된 다수의 피크가 분리되도록 사전 모델링된 싱글터치신호를 기반으로 터치신호를 최적화하는 신호최적화부와, 최적화된 터치신호에 다수의 피크가 포함되면 터치신호를 멀티터치신호로 판별하고, 최적화된 터치신호에 다수의 피크가 미포함되면 터치신호를 싱글터치신호로 판별하는 신호판단부와, 멀티터치신호를 좌표별로 구분된 최종 멀티터치신호로 구성하는 신호구성부를 포함하는 표시장치를 제공한다.
신호최적화부는 모델링된 싱글터치신호를 기반으로 터치신호에 포함된 신호의 높이, 신호의 너비, 중심좌표 및 피크의 수를 최적화할 수 있다.
터치패널 장치는 모델링된 싱글터치신호가 저장된 저장부를 포함하며, 모델링된 싱글터치신호는 싱글터치신호에 대한 신호의 높이 및 신호의 너비를 포함하는 파라미터로 모델링된 것일 수 있다.
본 발명의 실시예는, 사전 모델링된 싱글터치신호 기반의 피크 역컨볼루션(peak deconvolution)을 이용한 신호최적화 기법으로 멀티터치 분해능을 향상시키고 터치신호 노이즈를 저감하며 정확한 터치 위치를 산출할 수 있는 터치패널 장치, 터치패널 장치의 구동방법 그리고 이를 이용한 표시장치를 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 터치패널 장치의 개략적인 구성도.
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 터치패널의 전극 구성 예시도.
도 4는 다수의 싱글터치신호의 예를 나타낸 도면.
도 5는 싱글터치신호의 대한 사전 모델링을 설명하기 위한 도면.
도 6은 최종 멀티터치신호를 구성한 예를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 터치패널 장치의 구동방법의 흐름도.
도 8은 싱글터치신호의 사전 모델링을 위한 파라미터의 예시도.
도 9는 파라미터 검색 예시도.
도 10은 파라미터 최적화 예시도.
도 11은 터치패널에 터치된 위치를 나타내는 도면.
도 12는 S1 및 S2 영역에 대한 신호 분해능을 설명하기 위한 도면.
도 13은 S3 및 S4 영역에 대한 신호 분해능을 설명하기 위한 도면.
도 14는 본 발명의 제3실시예에 따른 표시장치의 구성 예시도.
이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 터치패널 장치의 개략적인 구성도이고, 도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 터치패널의 전극 구성 예시도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 터치패널 장치(120)에는 신호입력부(121), 신호최적화부(123), 신호판단부(125) 및 신호구성부(127)가 포함된다.
터치패널 장치(120)는 터치패널(110)을 통해 입력된 터치신호를 이용하여 터치된 좌표 즉, 터치된 위치를 산출한다. 터치패널(110)에는 X좌표 방향과 Y좌표 방향으로 배선된 전극들이 포함될 수 있으며 전극들의 형상은 방식에 따라 다양하게 형성된다.
터치패널(110)에는 도 2 및 도 3과 같이 X좌표 방향으로 배열된 제1전극들(TPX)과 Y좌표 방향으로 배열된 제2전극들(TPY)이 포함된다. 일례로, 터치패널(110)에 형성된 제1전극들(TPX)과 제2전극들(TPY)은 도 2와 같이 서로 다른 층에 위치하도록 패턴되며 패턴된 전극들(TPX, TPY)은 각각 점퍼전극(JP)에 의해 연결된다. 다른 예로, 터치패널(110)에 형성된 제1전극들(TPX)과 제2전극들(TPY)은 도 3과 같이 서로 다른 층에 위치하도록 패턴된다. 이밖에, 터치패널(110)에 형성된 제1전극들(TPX)과 제2전극들(TPY)의 형상은 방식에 따라 다양한 구조를 취할 수 있다.
터치패널(110)에 형성된 제1전극들(TPX)은 X좌표배선들(X1 ~ X4; X)에 의해 제1신호입력부(121a)에 연결되고 제2전극들(TPY)은 Y좌표배선들(Y1 ~ Y4; Y)에 의해 제2신호입력부(121b)에 연결된다.
신호입력부(121)는 터치패널(110)을 통해 터치신호를 입력받는다. 신호입력부(121)에는 제1신호입력부(121a)와 제2신호입력부(121b)가 포함된다. 제1신호입력부(121a)는 X좌표배선들(X1 ~ X4; X)을 통해 X좌표의 터치신호를 입력받고, 제2신호입력부(121b)는 Y좌표배선들(Y1 ~ Y4; Y)을 통해 Y좌표의 터치신호를 입력받는다. 신호입력부(121)는 터치패널(110)을 통해 입력된 터치신호를 신호최적화부(123)에 공급한다.
신호최적화부(123)는 입력된 터치신호가 다수의 피크가 선형의 합으로 검출되면 터치신호에 포함된 다수의 피크가 분리되도록 사전 모델링된 싱글터치신호를 기반으로 터치신호를 최적화한다. 모델링된 싱글터치신호는 싱글터치신호에 대한 신호의 높이 및 신호의 너비를 포함하는 파라미터로 사전 모델링된다. 사전 모델링은 터치패널(110)에 형성된 모든 좌표에 대한 실측치로 이루어지거나 일부 좌표에 대한 실측치와 예상치로 이루어진다.
신호최적화부(125)는 입력된 터치신호와 모델링된 싱글터치신호를 매칭시키며 최적화한다. 신호최적화부(125)는 최적화 과정을 통해 입력된 터치신호가 싱글터치신호 또는 멀티터치신호로 나타나더라도 이들에 대한 최적화를 수행한다. 이와 같이, 입력된 터치신호를 최적화하면 신호의 노이즈에 따른 위치 오인식과 같은 문제는 방지된다.
신호최적화부(125)는 모델링된 싱글터치신호를 기반으로 입력된 터치신호에 포함된 신호의 높이 및 신호의 너비를 추출한다. 그리고 신호최적화부(125)는 터치신호에 포함된 신호의 높이 및 신호의 너비를 이용하여 터치신호에 포함된 중심좌표 및 피크의 수를 추출한다. 그리고 신호최적화부(125)는 터치신호에 포함된 신호의 높이, 신호의 너비, 중심좌표 및 피크의 수를 최적화한다. 여기서, 모델링된 싱글터치신호는 터치패널 장치(120)에 포함된 내부 또는 외부 저장부(124)에 저장될 수 있다. 이 경우, 신호최적화부(125)는 저장부(124)에 저장된 모델링된 싱글터치신호를 기반으로 터치신호를 최적화한다.
신호판단부(125)는 최적화된 터치신호에 다수의 피크가 포함되면 터치신호를 멀티터치신호로 판별하고, 최적화된 터치신호에 다수의 피크가 미포함되면 터치신호를 싱글터치신호로 판별한다. 예컨대, 최적화된 터치신호에 둘 이상의 피크가 포함되면 이를 멀티터치신호로 판별하는 반면, 최적화된 터치신호에 하나의 피크가 포함되면 이를 싱글터치신호로 판별한다.
신호구성부(127)는 신호판단부(125)에 의해 판별된 멀티터치신호 즉, 최적화된 멀티터치신호를 이용하여 멀티터치신호를 좌표별로 구분된 터치신호(TS)로 구성한다. 또한, 신호구성부(127)는 신호판단부(125)에 의해 판별된 싱글터치신호 즉, 최적화된 싱글터치신호를 터치신호(TS)로 구성한다. 그리고 신호구성부(127)는 좌표별로 구분된 멀티터치신호 또는 싱글터치신호(TS)를 이와 연동하는 장치에 공급한다.
도 4는 다수의 싱글터치신호의 예를 나타낸 도면이고, 도 5는 싱글터치신호의 대한 사전 모델링을 설명하기 위한 도면이며, 도 6은 최종 멀티터치신호를 구성한 예를 나타낸 도면이다.
예컨대, 터치패널(110)의 인접영역에서 다수의 싱글터치가 이루어지면 도 4의 제1 내지 제5터치신호(S1 ~ S5)와 같이 다수의 싱글터치신호에 대한 신호의 높이와 너비가 터치된 위치에서 비교적 일정하게 검출된다. 그러나, 인접영역에서 싱글터치가 아닌 멀티터치가 이루어지면 도 4의 제1 내지 제5터치신호들(S1 ~ S5)은 하나의 싱글터치신호로 인식되거나 멀티터치신호로 인식되기 어렵다. 그 이유는 인접영역에서 멀티터치가 이루어지면 도 6의 선형 멀티터치신호(LS)와 같이 선형 합으로 검출되기 때문이다.
실시예는 싱글터치가 이루어지면 인접영역일지라도 도 4와 같이 제1 내지 제5터치신호들(S1 ~ S5)이 터치된 위치에서 비교적 일정하게 검출되는 것을 이용하여 이들 각각에 대한 사전 모델링을 한다. 사전 모델링은 도 5와 같이 검출된 싱글터치신호(SS)에 대한 피크 모델을 예컨대 가우시안 곡선(gaussian curve) 등으로 싱글터치신호에 대한 파라미터로 모델링된 싱글터치신호(MS)를 구성한다. 위와 같은 방식으로 싱글터치신호에 대한 사전 모델링을 수행하면 이후 멀티터치신호뿐만 아니라 싱글터치신호에 대한 신호 복원시 노이즈에 대한 영향을 최소화할 수 있게 된다.
그리고 실시예는 사전 모델링된 싱글터치신호(MS)를 기반으로 도 6과 같이 멀티터치신호 각각의 피크 모델들을 최적화하여 도 4의 제1 내지 제5터치신호들(S1 ~ S5)이 멀티터치로 입력된 경우 이들을 좌표별로 구분된 최종 멀티터치신호(S1 ~ S5)로 구성한다. 즉, 실시예는 사전 모델링된 싱글터치신호(MS) 기반의 피크 역컨볼루션(peak deconvolution)을 이용한 신호최적화 기법으로 인접영역에서 멀티터치로 검출된 선형 멀티터치신호(LS)를 좌표별로 구분된 최종 멀티터치신호(S1 ~ S5)로 복원하는 방식이다.
위와 같은 형태로 멀티터치신호가 인접영역에서 선형 멀티터치신호(LS) 검출시 이를 좌표별로 구분된 최종 멀티터치신호(S1 ~ S5)로 복원하기 위해 실시예는 하기와 같은 방법을 이용한다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 터치패널 장치의 구동방법의 흐름도이고, 도 8은 싱글터치신호의 사전 모델링을 위한 파라미터의 예시도이고, 도 9는 파라미터 검색 예시도이며, 도 10은 파라미터 최적화 예시도이다.
먼저, 싱글터치신호에 대한 사전 모델링을 한다(S110). 모델링단계(S110)는 싱글터치신호에 대한 신호의 높이 및 신호의 너비를 포함하는 파라미터로 사전 모델링된 싱글터치신호(MS)를 생성하는 단계이다.
모델링단계(S110)에서는 검출된 싱글터치신호에 대한 피크 모델은 예컨대 가우시안 곡선 등으로 싱글터치신호에 대한 파라미터를 모델링을 하여 도 8과 같이 모델링된 싱글터치신호(MS)를 구성하게 된다.
모델링된 싱글터치신호(MS)를 구성하는 방법은 싱글터치신호에 대한 신호의 높이 및 신호의 너비를 포함하는 파라미터를 이용한다. 싱글터치신호에 대한 신호의 높이 및 신호의 너비를 포함하는 파라미터를 이용하면 싱글터치신호에 대한 중심좌표와 더불어 피크의 수를 구할 수 있게 된다. 위와 같이 사전 모델링된 싱글터치신호(MS)는 도 1의 저장부(124)에 저장된다.
다음, 터치신호를 입력받는다(S120). 사전 모델링이 완료되면 신호입력단계(S120)를 통해 싱글터치신호나 멀티터치신호를 입력받게 된다. 신호입력단계(S120)는 도 1의 신호입력부(121)를 통해 이루어진다.
다음, 모델링된 싱글터치신호를 기반으로 입력된 터치신호에 포함된 신호의 높이, 신호의 너비, 중심좌표 및 피크의 수를 최적화한다(S130). 신호최적화단계(S140)는 입력된 터치신호가 다수의 피크가 선형의 합으로 검출되어 멀티터치신호로 분석되면 터치신호에 포함된 다수의 피크가 분리되도록 모델링된 싱글터치신호를 기반으로 터치신호를 최적화한다. 또한, 신호최적화단계(S140)는 입력된 터치신호가 하나의 피크로 검출되어 싱글터치신호로 분석되면 터치신호에 포함된 하나의 피크가 명확히 나타나도록 모델링된 싱글터치신호를 기반으로 터치신호를 최적화한다. 모델링된 싱글터치신호(MS)를 기반으로 터치신호를 최적화하는 신호최적화단계(S140)는 도 1의 신호최적화부(125)를 통해 이루어진다. 이때, 신호최적화부(125)는 저장부(124)로부터 모델링된 싱글터치신호(MS)를 불러들이고 이를 기반으로 입력된 터치신호에 대한 최적화를 한다.
다음, 입력된 터치신호가 싱글터치신호인지 멀티터치신호인지 여부를 판단한다(S140). 신호판단단계(S130)는 최적화된 터치신호에 다수의 피크가 포함되면 터치신호를 멀티터치신호(Yes)로 판별하고, 최적화된 터치신호에 다수의 피크가 미포함되면 터치신호를 싱글터치신호(No)로 판별한다. 입력된 터치신호가 싱글터치신호인지 멀티터치신호인지 여부를 판단하는 신호판단단계(S130)는 도 1의 신호판단부(123)를 통해 이루어진다. 한편, 입력된 터치신호가 멀티터치신호가 아닌 싱글터치신호이면(No) 싱글터치신호는 신호전달단계(S160)에 의해 이와 연동하는 시스템에 전달된다.
다음, 최적화된 터치신호 즉, 멀티터치신호가 전달되면 이를 이용하여 좌표별로 구분된 최종 멀티터치신호를 구성한다(S150). 좌표별로 구분된 최종 멀티터치신호를 구성하는 신호구성단계(S150)는 도 1의 신호구성부(127)를 통해 이루어진다.
다음, 좌표별로 구분된 최종 멀티터치신호 또는 최종 싱글터치신호를 구성하고 구성된 최종 멀티터치신호 또는 최종 싱글터치신호는 이와 연동하는 시스템에 전달된다(S160).
위의 설명에서, 신호최적화단계(S130)는 모델링된 싱글터치신호(MS)를 기반으로 터치신호에 포함된 신호의 높이, 신호의 너비, 중심좌표 및 피크의 수를 최적화하여 멀티터치신호를 각각 좌표별로 분리하게 된다.
신호최적화단계(S130)는 모델링된 싱글터치신호(MS)를 기반으로 터치신호에 포함된 신호의 높이 및 신호의 너비를 추출하고, 터치신호에 포함된 신호의 높이 및 신호의 너비를 이용하여 터치신호에 포함된 중심좌표 및 피크의 수를 추출하고, 터치신호에 포함된 신호의 높이, 신호의 너비, 중심좌표 및 피크의 수를 최적화한다.
신호최적화단계(S140)는 위와 같은 과정에 따라 모델링된 싱글터치신호(MS)를 기반으로 멀티터치신호에 포함된 신호의 높이, 신호의 너비, 중심좌표 및 피크의 수를 포함하는 파라미터를 검색하고, 검색된 파라미터를 통한 최적화를 수행하여 피크의 수를 복원한다.
파라미터 검색은 도 9와 같이 입력된 멀티터치신호(OS)에 포함된 제1 및 제2멀티터치신호(S1, S2) 간의 신호의 너비 및 중심좌표를 조정하고 모델링된 싱글터치신호(MS)를 기반으로 입력된 멀티터치신호(OS)에 포함된 피크의 수를 구분시킨다. 여기서, S2'은 제1멀티터치신호(S1)와의 구분을 위해 제2멀티터치신호(S2)의 신호의 너비를 조정한 것을 나타낸다. 즉, 파라미터 검색은 모델링된 싱글터치신호(MS)를 기반으로 입력된 멀티터치신호(OS)에 포함된 피크의 수를 구분해 내기 위한 최적화과정에 포함되며, 이 과정을 통해 제1 및 제2멀티터치신호(S1, S2) 간의 신호 중첩에 의해 발생할 수 있는 에러(error)나 노이즈는 최소화된다.
모델링된 싱글터치신호(MS)를 기반으로 입력된 멀티터치신호(OS)에 포함된 신호의 높이, 신호의 너비, 중심좌표 및 피크의 수를 포함하는 파라미터를 최적화하면 도 10과 같이 입력된 멀티터치신호(OS)는 선형 멀티터치신호(LS)로 인식되지아니하고 제1 및 제2멀티터치신호(S1, S2)로 상호 분리 복원된다.
위와 같이, 본 발명의 실시예는 실제 터치패턴을 모델링한 후 이를 기반으로 멀티터치신호를 복원함으로써 정확한 터치 위치 파악이 가능해지므로 인접한 영역에서 행해지는 멀티터치신호에 대한 신호의 분해능이 향상된다.
이하, 터치패널 장치의 신호 분해능에 대한 예를 설명한다.
도 11은 터치패널에 터치된 위치를 나타내는 도면이고, 도 12는 S1 및 S2 영역에 대한 신호 분해능을 설명하기 위한 도면이며, 도 13은 S3 및 S4 영역에 대한 신호 분해능을 설명하기 위한 도면이다.
도 11 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 터치패널(110)에 S1 및 S2 영역에 대한 터치와 S3 및 S4에 대한 터치가 차례로 이루어진다.
그러면, 실시예의 터치패널 장치(120)는 터치패널(110)을 통해 입력된 멀티터치신호(S1, S2)를 하나의 선형 멀티터치신호(LS)로 인식하지 아니하고 상호 분리 복원된 두 개의 제1 및 제2멀티터치신호(S1, S2)로 인식하게 된다. 또한, 실시예의 터치패널 장치(120)는 터치패널(110)을 통해 입력된 멀티터치신호(S3, S4)를 하나의 선형 멀티터치신호(LS)로 인식하지 아니하고 상호 분리 복원된 두 개의 제3 및 제4멀티터치신호(S3, S4)로 인식하게 된다.
위의 예에서도 알 수 있듯이, 실시예의 터치패널 장치(120)는 터치패턴을 모델링한 후 이를 기반으로 멀티터치신호를 복원하므로 Y좌표 방향에서 y3영역과 y5영역과 같이 y4영역이 이격된 형태뿐만 아니라 y2영역과 y3영역과 같이 인접한 형태의 분해능 또한 향상시킬 수 있게 된다.
이하, 실시예에 따른 터치패널 장치를 이용한 표시장치에 대해 설명한다.
도 14는 본 발명의 제3실시예에 따른 표시장치의 구성 예시도 이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 표시장치에는 터치패널(110), 터치패널 장치(120), 데이터구동부(130), 게이트구동부(140), 표시패널(150), 타이밍제어부(160) 및 시스템보드부(170)가 포함된다.
시스템보드부(170)는 외부로부터 수직 동기신호, 수평 동기신호, 데이터 인에이블 신호, 클럭신호 및 데이터신호를 공급받는다. 시스템보드부(170)는 데이터신호를 영상 처리하여 타이밍제어부(120)에 공급한다. 시스템보드부(170)는 터치패널 장치(120)로부터 공급된 터치신호(TS)를 입력신호로 이용하여 표시장치를 제어하거나 다양한 어플리케이션의 실행 등을 할 수 있다.
타이밍제어부(160)는 시스템보드부(170)로부터 수직 동기신호, 수평 동기신호, 데이터 인에이블 신호, 클럭신호 및 데이터신호를 공급받는다. 타이밍제어부(160)는 수직 동기신호, 수평 동기신호, 데이터 인에이블 신호, 클럭신호 등의 타이밍신호를 이용하여 데이터구동부(130)와 게이트구동부(140)의 동작 타이밍을 제어한다.
데이터구동부(130)는 타이밍제어부(160)로부터 공급된 데이터 타이밍 제어신호에 응답하여 타이밍제어부(160)로부터 공급되는 데이터신호를 샘플링하고 래치하여 병렬 데이터 체계의 데이터신호로 변환하여 출력한다. 데이터구동부(130)는 집적회로(IC) 형태로 표시패널(150)이나 외부 기판에 형성된다.
게이트구동부(140)는 타이밍제어부(160)로부터 공급된 게이트 타이밍 제어신호에 응답하여 표시패널(150)에 포함된 서브 픽셀들(SP)의 트랜지스터들이 동작 가능한 게이트 구동전압의 스윙폭으로 신호의 레벨을 시프트시키면서 게이트신호를 순차적으로 생성하여 출력한다. 스캔구동부(140)는 박막트랜지스터 공정과 함께 GIP(Gate In Panel) 형태로 표시패널(150)에 형성되거나 집적회로(IC) 형태로 표시패널(150)이나 외부 기판에 형성된다.
표시패널(150)은 유기전계발광표시패널이나 액정표시패널로 형성될 수 있다. 표시패널(150)은 매트릭스형태로 배치된 서브 픽셀들(SP)을 포함한다. 서브 픽셀들(SP)은 적색 서브 픽셀, 녹색 서브 픽셀 및 청색 서브 픽셀은 물론 이밖에 백색 서브 픽셀이나 기타 다른 색의 서브 픽셀이 더 포함될 수도 있다.
터치패널(110)은 표시패널(150)의 표시면에 형성된다. 터치패널(110)은 표시패널(150)에 부착되거나 표시패널(110)을 구성하는 기판에 형성될 수도 있다. 터치패널(110)은 X좌표 방향과 Y좌표 방향으로 배선된 전극들을 포함할 수 있다. 터치패널(110)은 도 2 또는 도 3과 같은 전극 구조뿐만 아니라 방식에 따라 다양하게 형성된다.
터치패널 장치(120)는 터치패널(110)을 통해 입력된 터치신호를 이용하여 터치된 좌표 즉, 터치된 위치를 산출한다. 터치패널 장치(120)에는 신호입력부(121), 신호최적화부(123), 신호판단부(125) 및 신호구성부(127)가 포함된다.
신호입력부(121)는 터치패널(110)을 통해 터치신호를 입력받는다. 신호입력부(121)에는 제1신호입력부(121a)와 제2신호입력부(121b)가 포함된다. 제1신호입력부(121a)는 X좌표배선들(X1 ~ X4; X)을 통해 X좌표의 터치신호를 입력받고, 제2신호입력부(121b)는 Y좌표배선들(Y1 ~ Y4; Y)을 통해 Y좌표의 터치신호를 입력받는다. 신호입력부(121)는 터치패널(110)을 통해 입력된 터치신호를 신호판단부(123)에 공급한다.
신호최적화부(123)는 입력된 터치신호가 다수의 피크가 선형의 합으로 검출되면 터치신호에 포함된 다수의 피크가 분리되도록 사전 모델링된 싱글터치신호를 기반으로 터치신호를 최적화한다. 모델링된 싱글터치신호는 싱글터치신호에 대한 신호의 높이 및 신호의 너비를 포함하는 파라미터로 사전 모델링된다. 사전 모델링은 터치패널(110)에 형성된 모든 좌표에 대한 실측치로 이루어지거나 일부 좌표에 대한 실측치와 예상치로 이루어진다.
신호최적화부(125)는 입력된 터치신호와 모델링된 싱글터치신호를 매칭시키며 최적화한다. 신호최적화부(125)는 최적화 과정을 통해 입력된 터치신호가 싱글터치신호 또는 멀티터치신호로 나타나더라도 이들에 대한 최적화를 수행한다. 이와 같이, 입력된 터치신호를 최적화하면 신호의 노이즈에 따른 위치 오인식과 같은 문제는 방지된다.
신호최적화부(125)는 모델링된 싱글터치신호를 기반으로 입력된 터치신호에 포함된 신호의 높이 및 신호의 너비를 추출한다. 그리고 신호최적화부(125)는 터치신호에 포함된 신호의 높이 및 신호의 너비를 이용하여 터치신호에 포함된 중심좌표 및 피크의 수를 추출한다. 그리고 신호최적화부(125)는 터치신호에 포함된 신호의 높이, 신호의 너비, 중심좌표 및 피크의 수를 최적화한다. 여기서, 모델링된 싱글터치신호는 터치패널 장치(120)에 포함된 내부 또는 외부 저장부(124)에 저장될 수 있다. 이 경우, 신호최적화부(125)는 저장부(124)에 저장된 모델링된 싱글터치신호를 기반으로 터치신호를 최적화한다.
신호판단부(125)는 최적화된 터치신호에 다수의 피크가 포함되면 터치신호를 멀티터치신호로 판별하고, 최적화된 터치신호에 다수의 피크가 미포함되면 터치신호를 싱글터치신호로 판별한다. 예컨대, 최적화된 터치신호에 둘 이상의 피크가 포함되면 이를 멀티터치신호로 판별하는 반면, 최적화된 터치신호에 하나의 피크가 포함되면 이를 싱글터치신호로 판별한다.
신호구성부(127)는 신호판단부(125)에 의해 판별된 멀티터치신호 즉, 최적화된 멀티터치신호를 이용하여 멀티터치신호를 좌표별로 구분된 터치신호(TS)로 구성한다. 또한, 신호구성부(127)는 신호판단부(125)에 의해 판별된 싱글터치신호 즉, 최적화된 싱글터치신호를 터치신호(TS)로 구성한다. 그리고 신호구성부(127)는 좌표별로 구분된 멀티터치신호 또는 싱글터치신호(TS)를 이와 연동하는 장치에 공급한다.
이상 본 발명의 실시예는 사전 모델링된 싱글터치신호 기반의 피크 역컨볼루션을 이용한 신호최적화 기법으로 멀티터치 분해능을 향상시키고 터치신호 노이즈를 저감하며 정확한 터치 위치를 산출할 수 있는 터치패널 장치, 터치패널 장치의 구동방법 그리고 이를 이용한 표시장치를 제공하는 효과가 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110: 터치패널 120: 터치패널 장치
121: 신호입력부 123: 신호최적화부
125: 신호판단부 127: 신호구성부
130: 데이터구동부 140: 게이트구동부
150: 표시패널 160: 타이밍제어부
170: 시스템보드부

Claims (9)

  1. 터치패널을 통해 터치신호를 입력받는 신호입력부;
    상기 입력된 터치신호가 다수의 피크가 선형의 합으로 검출되면 상기 터치신호에 포함된 다수의 피크가 분리되도록 사전 모델링된 싱글터치신호를 기반으로 상기 터치신호를 최적화하는 신호최적화부;
    상기 최적화된 터치신호에 상기 다수의 피크가 포함되면 상기 터치신호를 멀티터치신호로 판별하고, 상기 최적화된 터치신호에 상기 다수의 피크가 미포함되면 상기 터치신호를 싱글터치신호로 판별하는 신호판단부; 및
    상기 멀티터치신호를 좌표별로 구분된 최종 멀티터치신호로 구성하는 신호구성부를 포함하고,
    상기 신호최적화부는
    상기 모델링된 싱글터치신호를 기반으로 상기 터치신호에 포함된 신호의 높이, 신호의 너비, 중심좌표 및 피크의 수를 최적화고,
    에러나 노이즈를 최소화하고 분해능을 향상하기 위해 상기 멀티터치신호에 포함된 다수의 멀티터치신호 간의 신호의 너비 및 중심좌표를 조정하고 상기 모델링된 싱글터치신호를 기반으로 상기 멀티터치신호에 포함된 피크의 수를 구분하는 터치패널 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 터치패널 장치는
    상기 모델링된 싱글터치신호가 저장된 저장부를 포함하며,
    상기 모델링된 싱글터치신호는 싱글터치신호에 대한 신호의 높이 및 신호의 너비를 포함하는 파라미터로 모델링된 것을 특징으로 하는 터치패널 장치.
  4. 싱글터치신호에 대한 신호의 높이 및 신호의 너비를 포함하는 파라미터로 사전 모델링된 싱글터치신호를 생성하는 모델링단계;
    터치신호를 입력받는 신호입력단계;
    상기 입력된 터치신호가 다수의 피크가 선형의 합으로 검출되면 상기 터치신호에 포함된 다수의 피크가 분리되도록 상기 모델링된 싱글터치신호를 기반으로 상기 터치신호를 최적화하는 신호최적화단계;
    상기 최적화된 터치신호에 상기 다수의 피크가 포함되면 상기 터치신호를 멀티터치신호로 판별하고, 상기 최적화된 터치신호에 상기 다수의 피크가 미포함되면 상기 터치신호를 싱글터치신호로 판별하는 신호판단단계; 및
    상기 멀티터치신호를 좌표별로 구분된 최종 멀티터치신호로 구성하는 신호구성단계를 포함하고,
    상기 신호최적화단계는 상기 모델링된 싱글터치신호를 기반으로 상기 터치신호에 포함된 신호의 높이, 신호의 너비, 중심좌표 및 피크의 수를 최적화하고,
    에러나 노이즈를 최소화하고 분해능을 향상하기 위해 상기 터치신호에 포함된 신호의 너비 및 중심좌표를 조정하여 상기 터치신호에 포함된 피크의 수를 구분시키는 것을 특징으로 하는 터치패널의 구동방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 표시패널;
    상기 표시패널에 형성된 터치패널; 및
    상기 터치패널을 통해 입력된 터치신호를 이용하여 좌표를 산출하는 터치패널 장치를 포함하며,
    상기 터치패널 장치는,
    상기 터치신호를 입력받는 신호입력부와, 상기 입력된 터치신호가 다수의 피크가 선형의 합으로 검출되면 상기 터치신호에 포함된 다수의 피크가 분리되도록 사전 모델링된 싱글터치신호를 기반으로 상기 터치신호를 최적화하는 신호최적화부와, 상기 최적화된 터치신호에 상기 다수의 피크가 포함되면 상기 터치신호를 멀티터치신호로 판별하고, 상기 최적화된 터치신호에 상기 다수의 피크가 미포함되면 상기 터치신호를 싱글터치신호로 판별하는 신호판단부와, 상기 멀티터치신호를 좌표별로 구분된 최종 멀티터치신호로 구성하는 신호구성부를 포함하고,
    상기 신호최적화부는
    상기 모델링된 싱글터치신호를 기반으로 상기 터치신호에 포함된 신호의 높이, 신호의 너비, 중심좌표 및 피크의 수를 최적화하고,
    에러나 노이즈를 최소화하고 분해능을 향상하기 위해 상기 멀티터치신호에 포함된 다수의 멀티터치신호 간의 신호의 너비 및 중심좌표를 조정하고 상기 모델링된 싱글터치신호를 기반으로 상기 멀티터치신호에 포함된 피크의 수를 구분하는 표시장치.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서,
    상기 터치패널 장치는
    상기 모델링된 싱글터치신호가 저장된 저장부를 포함하며,
    상기 모델링된 싱글터치신호는 싱글터치신호에 대한 신호의 높이 및 신호의 너비를 포함하는 파라미터로 모델링된 것을 특징으로 하는 표시장치.
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