KR102078028B1 - 터치 검출 장치 및 터치 검출 방법 - Google Patents

터치 검출 장치 및 터치 검출 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복수의 터치를 동시에 검출하는 분해능을 향상시킬 수 있는 터치 검출 장치 및 터치 검출 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명의 일 관점에 따르면 복수의 터치 센서가 2차원상으로 배치된 터치 패널과, 터치 센서로 검지한 신호의 2차원 분포에 기초하여 멀티 터치를 검출하는 터치 검출부를 구비한 터치 검출 장치로서, 터치 검출부에 있어서, 신호의 2차원 분포의 극대로부터 터치 포인트 및 터치 수를 검출하는 제 1 검출부와, 터치 포인트의 주변 영역에 있어서의 신호의 총계로부터 터치 수를 추정하는 제 2 검출부를 가지고, 제 1 검출부에서 검출한 터치 수와 제 2 검출부에서 추정한 터치 수가 일치하지 않는 경우, 주변 영역으로부터 다른 터치 후보를 검색하는 터치 검출 장치가 제공된다.

Description

터치 검출 장치 및 터치 검출 방법{Touch detection device and method}
본 발명은, 복수의 터치를 동시에 검출 가능한 터치 검출 장치 및 터치 검출 방법에 관한 것이다.
유저가 터치한 위치 좌표를 특정하는 것이 가능한 터치 패널은, 뛰어난 유저 인터페이스 수단으로서 디스플레이와 휴대 단말용에 널리 채용되고 있다. 이러한 터치 패널의 대표적인 방식으로서는, 예를 들면 저항막 방식과 정전 용량 방식을 들 수 있다. 특히 투사형 정전 용량 방식의 터치 패널에서는, 복수의 터치를 동시에 검출할 수 있기 때문에 줌 인/줌 아웃과 회전 등 다채로운 유저 조작이 실현 가능하다.
예를 들면 특허문헌 1에 기재된 정전 용량 방식 터치 패널은, 절연층을 개재하고 대향된 복수의 행 전극과 열 전극을 가지고 있고, 행 전극과 열 전극의 교점에 설치된 터치 센서의 정전 용량의 변화에 기초한 신호 분포의 극대를 측정하여 멀티 터치를 검출하고 있다.
특허문헌 1: 일본특허공개공보 2015-125569 호
근년 디스플레이의 대형화에 수반하여 디스플레이에 사용되는 터치 패널도 대형화되고 있다. 한편 터치 패널에 사용하는 터치 센서의 수를 늘리는 것은 소비 전력과 제조 비용이 커지기 때문에 어렵다. 따라서 터치 패널이 대형화되면 터치 센서의 배치 간격은 커지고, 터치 패널의 터치 분해능은 저하되는 경향이 있다.
특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 터치 패널이 대형화되어 터치 센서의 배치 간격이 멀티 터치의 터치 간격과 동등하거나 혹은 그 이상이 되면 복수의 터치를 구별할 수 없게 된다는 과제가 있었다.
본 발명의 일 관점에 따르면 복수의 터치 센서가 2차원상으로 배치된 터치 패널과, 터치 센서로 검지한 신호의 2차원 분포에 기초하여 멀티 터치를 검출하는 터치 검출부를 구비한 터치 검출 장치로서, 터치 검출부에 있어서, 신호의 2차원 분포의 극대로부터 터치 포인트 및 터치 수를 검출하는 제 1 검출부와, 터치 포인트의 주변 영역에 있어서의 신호의 총계로부터 터치 수를 추정하는 제 2 검출부를 가지고, 제 1 검출부에서 검출한 터치 수와 제 2 검출부에서 추정한 터치 수가 일치하지 않는 경우, 주변 영역으로부터 다른 터치 후보를 검색하는 터치 검출 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 관점에 따르면 복수의 터치 센서가 2차원상으로 배치된 터치 패널과, 터치 센서로 검지한 신호의 2차원 분포에 기초하여 멀티 터치를 검출하는 터치 검출부를 구비한 터치 검출 장치에 있어서 이용되는 터치 검출 방법으로서, 신호의 2차원 분포의 극대로부터 터치 포인트 및 터치 수를 검출하는 제 1 검출 단계와, 터치 포인트의 주변 영역에 있어서의 신호의 총계로부터 터치 수를 추정하는 제 2 검출 단계와, 제 1 검출 단계에서 검출한 터치 수와 제 2 검출 단계에서 추정한 터치 수가 일치하지 않는 경우, 주변 영역으로부터 다른 터치 후보를 검색하는 검색 단계를 가지는 터치 검출 방법이 제공된다.
본 발명에 의하면 복수의 터치를 동시에 검출하는 분해능을 향상할 수 있는 터치 검출 장치 및 터치 검출 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 제 1 실시형태에 따른 터치 검출 장치의 구성을 개념적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 상호 용량 검출형 정전 용량 방식의 터치 패널의 구성 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 제 1 실시형태에 따른 터치 검출 장치에 있어서의 터치 센서의 배열 예를 모식적으로 도시한 도면이다.
도 4는 제 1 실시형태에 따른 터치 검출 장치에 있어서의 터치 후보의 검색 처리를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 제 1 실시형태에 따른 터치 검출 방법을 도시한 플로우 차트이다.
도 6은 제 2 실시형태에 따른 터치 검출 방법에 있어서의 중심 계산 처리를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 도면을 참조해서 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 설명한다. 또한 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 벗어나지 않는 범위에 있어서 적절히 변경 가능하다. 또한 각 도면에 있어서 동일하거나 또는 상당한 기능을 가지는 것은 동일 부호를 부여하고, 그 설명을 생략하거나 또는 간결히 하는 경우도 있다.
<제 1 실시형태>
이하 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 터치 검출 장치에 대하여 설명한다. 도 1은, 제 1 실시형태에 따른 터치 검출 장치의 구성을 개념적으로 도시한 블록도이다. 본 실시형태의 터치 검출 장치는, 터치 패널(1) 및 제어 장치(2)를 구비하여 구성된다. 도 1에 도시한 터치 검출 장치는, 예를 들면 디스플레이 장치와 휴대 단말 등에 대해서 적용될 수 있다.
터치 패널(1)은, 원리적으로 멀티 터치를 검출하는 것이 가능한 것이라면 된다. 예를 들면 도 2에는, 상호 용량 검출형 정전 용량 방식의 터치 패널(1)의 구성 예를 개략적으로 도시하고 있다. 상호 용량 검출형 터치 패널(1)은, 도 2에 도시한 것과 같이 절연층을 개재하고 대향된 복수의 행 전극(101)과 열 전극(102)을 가지고 있다. 그리고 행 전극(101)과 열 전극(102)의 교점에 설치된, 후술하는 터치 센서의 정전 용량 변화에 기초한 신호를 측정하여 터치를 검지한다. 터치 패널(1)은, 상호 용량 검출형 이외에도, 예를 들면 자기 용량 검출형이어도 된다.
제어 장치(2)는, 터치 패널(1)을 제어하기 위한 마이크로 프로세서 및 메모리를 구비한 반도체 IC로서, 터치 검출부(20), 구동부(21) 및 제어부(22)를 가지고 있다. 구동부(21)는, 도 2에 도시한 것과 같이 터치 패널(1)의 행 전극(101)과 열 전극(102)을 통하여 터치 센서에 전압을 인가한다.
터치 검출부(20)는, 행 전극(101)과 열 전극(102)의 교점에 설치된 터치 센서의 정전 용량 변화에 기초한 신호의 2차원 분포를 해석하여 멀티 터치를 검출한다. 본 실시형태의 터치 검출부(20)는, 제 1 검출부(201)와 제 2 검출부(202)를 가지는 것을 특징으로 하고 있다. 제 1 검출부(201)와 제 2 검출부(202)의 구체적인 동작에 대해서는 이후에 도 3을 참조하여 설명한다.
제어부(22)는, 제어 장치(2)의 외부로부터의 입력에 따라서 터치 패널(1)의 전체를 제어하는 한편 터치 검출부(20)가 검출한 터치 데이터를 제어 장치(2)의 외부로 출력한다.
도 3은, 제 1 실시형태에 따른 터치 검출 장치에 있어서의 터치 센서(100)의 배열 예를 모식적으로 도시한 도면이다. 본 실시형태의 터치 패널(1)은, 2차원상으로 배치된 복수의 터치 센서(100)를 가지고 있다.
도 3(a) ~ 도 3(c)는, 싱글 터치(110), 멀티 터치(111 ~ 113), 빅 터치(114)가, 터치 센서(100)의 배열에 대해서 이루어진 경우의 예를 각각 도시하고 있다. 또한 도 3(d) ~ 도 3(f)는, 싱글 터치(110), 멀티 터치(111 ~ 113), 빅 터치(114)가 이루어진 경우의, 터치 센서(100)의 정전 용량 변화에 기초한 신호의 2차원 분포를 각각 도시하고 있다.
여기서 싱글 터치(110)란, 예를 들면 1개의 손가락에 의해 터치가 이루어진 것과 같은 경우이다. 또한 멀티 터치(111 ~ 113)란, 예를 들면 복수의 손가락에 의해 동시에 터치가 이루어진 것과 같은 경우이다. 또한 빅 터치(114)란, 예를 들면 면적이 큰 엄지손가락 등으로 광범위에 터치가 이루어진 것과 같은 경우나 물방울 등이 정전 용량 방식 터치 패널(1)에 부착된 것과 같은 경우이다.
또한 도 3(a) ~ 도 3(c)에는, 6행 x 6열(또는 5열)의 합계 33개 터치 센서(100)만 도시하고 있지만, 일반적인 터치 패널(1)은 보다 많은 터치 센서(100)를 가지고 있다. 또한 도 3(a) ~ 도 3(c)에서는, 터치 센서(100)의 형상을 크로스 형상으로 했지만, 터치 센서(100)의 형상은, 행 방향의 길이와 열 방향의 길이를 동일하게 한 십자 형상이어도 되고, 그 밖에 예를 들면 장방형상이나 정방형상 등이어도 된다. 터치 센서(100)를 크로스 형상 또는 십자 형상으로 함으로써, 인접하는 터치 센서(100)의 수를 늘릴 수 있으므로, 후술하는 중심 계산에 있어서의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
싱글 터치(110), 멀티 터치(111 ~ 113), 빅 터치(114)는, 각각 취득되는 신호 분포에 특징이 있어, 도 3(d) ~ 도 3(f)에 도시한 것과 같은 신호의 2차원 분포를 해석하여 판별하는 것이 가능하다. 예를 들면 빅 터치(114)는, 도 3(f)에 도시한 것과 같이 소정의 문턱값(도 3(f)에서는 200)을 넘는 신호의 극대를 가지고 있음으로써 판별이 가능하다.
다음으로 도 3(a)에 도시한 싱글 터치(110)의 검출 방법에 대하여 설명한다. 전술한 것과 같이 본 실시형태의 터치 검출부(20)는, 제 1 검출부(201) 및 제 2 검출부(202)를 가지는 것을 특징으로 하고 있다. 우선 제 1 검출부(201)는, 유저에 의해 터치된 위치 좌표(이하 '터치 포인트')와, 터치 포인트의 총 수(이하 '터치 수')를, 신호 분포의 극대로부터 검출한다. 예를 들면 도 3(d)에서는, 신호 분포에 있어서 소정의 제 1 문턱값(= 10)을 넘은 극대(= 90)를, 싱글 터치(110)로서 검출하고 있다.
또한 제 1 검출부(201)는, 검출된 싱글 터치(110)에 대해서 고유 ID를 부가(라벨링)한다. 그리고 싱글 터치(110) 주변의 라벨링 영역(120)을, 싱글 터치(110)의 신호 분포를 특징짓는 영역으로서 설정한다. 예를 들면 도 3(d)에서는, 싱글 터치(110)의 극대에 인접하는 6개의 터치 센서(100)의 영역을, 라벨링 영역(120)으로서 설정하고 있다.
또한 여기서 설정되는 라벨링 영역(120)은, 이후의 중심 계산 처리에 있어서 중심을 계산하기 위한 중심 계산 영역으로서도 이용된다. 라벨링 영역(120)은, 검출한 극대값의 크기 등에 따라서 범위를 다르게 하는 것도 가능하지만, 라벨링 영역(120)을 너무 넓게 하면 이후의 중심 계산 처리에 시간을 필요로 해서 터치 패널(1)의 응답이 느려지므로 용도에 따라서 적절히 조정될 수 있다.
한편 제 2 검출부(202)는, 제 1 검출부(201)가 설정한 라벨링 영역(120)에 있어서의 신호의 총계로부터, 터치 수를 추정한다. 예를 들면 도 3(d)에서는, 라벨링 영역(120)에 있어서의 신호의 총계(= 127)를 소정의 제 2 문턱값(= 80)으로 나누고, 그 값(127/80 = 1.59)의 소수점 이하를 버린 값(= 1)을 터치 수로서 추정하고 있다. 터치 검출부(20)는, 제 1 검출부(201)에서 검출한 터치 수와 제 2 검출부(202)에서 추정한 터치 수가 모두 1로 일치하고 있으므로, 싱글 터치(110)가 이루어졌다고 판별한다. 또한 제 2 검출부(202)에서 총계를 계산하는 싱글 터치(110)의 주변 영역은, 라벨링 영역(120)과는 별개의 영역이어도 된다. 예를 들면 어떠한 (소정의 문턱값 이상의)신호가 검출된 영역에서 총계를 계산하도록 해도 된다.
다음으로 도 3(b)에 도시한 멀티 터치(111 ~ 113)의 검출 방법에 대하여 설명한다. 우선 제 1 검출부(201)는, 유저에 의해 터치된 터치 포인트 및 터치 수를, 신호 분포의 극대로부터 검출한다. 예를 들면 도 3(e)에서는, 신호 분포에 있어서 소정의 제 1 문턱값(= 10)을 넘은 극대(= 81, 72)를, 각각 멀티 터치(111, 112)로서 검출하고 있다.
또한 제 1 검출부(201)는, 검출한 멀티 터치(111, 112)에 대해서 고유 ID를 부가(라벨링)한다. 그리고 멀티 터치(111, 112) 주변의 라벨링 영역(121, 122)을, 멀티 터치(111, 112)의 신호 분포를 특징짓는 영역으로서 각각 설정한다. 예를 들면 도 3(e)에서는, 멀티 터치(111)의 극대에 인접하는 6개의 터치 센서(100)의 영역을, 라벨링 영역(121)으로서 설정하고 있다. 또한 멀티 터치(112)의 극대에 인접하는 6개의 터치 센서(100)의 영역을, 라벨링 영역(122)으로서 설정하고 있다.
여기서 도 3(e)에서는, 제 1 검출부(201)는 멀티 터치(113)를 검출할 수 없고 터치 수는 2라고 검출하고 있다. 이는, 도 3(b)에 있어서 멀티 터치(112, 113)가 서로 너무 근접해 있고, 터치 센서(100)의 배치 간격이 멀티 터치(112, 113)의 터치 간격과 동등하거나 혹은 그 이상으로 되어 있기 때문이다. 이 결과 도 3(e)에서는, 멀티 터치(113)의 신호에 멀티 터치(112)의 신호가 중첩되어 멀티 터치(113)의 극대가 소실되었다. 또한 도 3(e)에서는, 멀티 터치(113)의 신호가 2개의 터치 센서(100)에 분산되어 있고, 이것도 제 1 검출부(201)가 멀티 터치(113)의 극대를 검출할 수 없는 이유 중 하나이다.
그래서 제 2 검출부(202)는, 제 1 검출부(201)가 설정한 라벨링 영역(121, 122)에 있어서의 신호의 총계로부터, 터치 수를 추정한다. 예를 들면 도 3(e)에서는, 라벨링 영역(121, 122)에 있어서의 신호의 총계(= 292)를 소정의 제 2 문턱값(= 80)으로 나누고, 그 값(292/80 = 3.65)의 소수점 이하를 버린 값(= 3)을 터치 수로서 추정하고 있다. 또한 제 2 검출부(202)에서 총계를 계산하는 멀티 터치(111, 112)의 주변 영역은, 라벨링 영역(121, 122)과는 별개의 영역이어도 된다. 예를 들면 어떠한 (소정의 문턱값 이상의)신호가 검출된 영역에서 총계를 계산하도록 해도 된다.
터치 검출부(20)는, 제 1 검출부(201)에서 검출한 터치 수(= 2)와, 제 2 검출부(202)에서 추정한 터치 수(= 3)가 일치하지 않기 때문에 제 1 검출부(201)에 의해 검출되지 않은 터치 포인트가 따로 존재한다고 판단한다. 그리고 라벨링 영역(121, 122) 내로부터 다른 터치 후보를 검색한다. 터치 후보의 검색 처리에 대해서는 나중에 도 4를 참조하여 설명한다.
이와 같이 본 실시형태에서는, 신호 분포의 극대로부터 터치 포인트를 검출하는 제 1 검출부(201)와, 신호의 총계로부터 터치 수를 추정하는 제 2 검출부(202)를 병용하고 있다. 이로써 터치 센서(100)의 배치 간격이 멀티 터치(112, 113)의 터치 간격과 동등하거나 혹은 그 이상인 경우라도 복수의 터치를 구별할 수 있다.
또한 도 3(c)에 도시한 빅 터치(114)를 판별하는 경우도, 제 2 검출부(202)를 병용함으로써 빅 터치(114)를 더욱 정확하게 판별할 수 있다. 예를 들면 도 3(f)에서는, 빅 터치(114) 주변의 라벨링 영역(124)에 있어서의 신호 총계는 2631로 매우 커졌다. 따라서 라벨링 영역(124)에 있어서의 신호 총계가, 소정의 제 3 문턱값(도 3(f)에서는 2000)을 넘은 극대를, 빅 터치(114)로서 판별할 수 있다.
또한 제 1 검출부(201)에서 이용하는 제 1 문턱값과, 제 2 검출부(202)에서 이용하는 제 2 문턱값은, 터치 센서(100)의 위치 좌표마다 설정하도록 해도 된다. 이로써 터치 패널(1)의 단부에 배치된 터치 센서(100)와, 터치 패널(1)의 중앙부에 배치된 터치 센서(100)에서 감도 레벨이 다른 것과 같은 경우에도 터치를 정확히 검출할 수 있다.
도 4는, 제 1 실시형태에 따른 터치 검출 장치에 있어서의 터치 후보 검색 처리를 설명하기 위한 도면이다. 좌측에 도시한 도 4(b) 및 도 4(e)는, 앞선 도 3(b) 및 도 3(e)와 동일한 도면이다. 한편 도 4(g) 및 도 4(h)는, 제 1 검출부(201)와 제 2 검출부(202)에서 터치 수가 일치하지 않는 경우에 다른 터치 후보를 검색하는 처리 예를 도시하고 있다.
도 4(g)에서는, 라벨링 영역(121, 122) 내에 있어서, 멀티 터치(111, 112)를 제외하고 가장 큰 신호(= 39)를, 터치 후보로서 검색하고 있다. 이 터치 후보는, 멀티 터치(112)와 너무 근접해서 제 1 검출부(201)에서는 검출하지 못한 멀티 터치(113)이다. 본 실시형태에서는, 이와 같이 제 1 검출부(201)와 제 2 검출부(202)를 병용함으로써, 멀티 터치(112, 113)의 터치 간격이 작은 경우에도 양자를 구별할 수 있다. 또한 터치 후보 검색은, 검색 범위를 넓히거나 해서 더욱 고도의 검색 처리를 수행하는 것도 가능하지만, 알고리즘을 너무 복잡하게 하면 검색 처리에 시간을 필요로 해서 터치 패널(1)의 응답이 느려지므로, 용도에 따라서 적절히 조정될 수 있다.
그 후 제 1 검출부(201)는, 검색된 터치 후보를 포함하여 다시 한 번 신호 분포의 극대값으로부터 터치 포인트 및 터치 수를 검출한다. 그리고 도 4(h)에서는, 검출된 멀티 터치(111 ~ 113)에 대해서 고유 ID를 부가(라벨링)하는 한편 멀티 터치(111 ~ 113)의 신호 분포를 특징짓는 영역으로서 라벨링 영역(121 ~ 123)을 각각 설정한다.
이 결과 제 1 검출부(201)에서 검출한 터치 수와 제 2 검출부(202)에서 추정한 터치 수가 모두 3으로 일치하므로, 터치 검출부(20)는, 3개의 멀티 터치(111 ~ 113)가 이루어졌다고 판별한다. 그 후 터치 검출부(20)는, 검출된 멀티 터치(111 ~ 113)의 중심을 계산한다. 중심 계산의 구체적인 방법에 대해서는 이후 제 2 실시형태에서 도 6을 참조하여 설명한다.
도 5는, 제 1 실시형태에 따른 터치 검출 방법을 도시한 플로우 차트이다. 도 5는, 지금까지 설명한 멀티 터치(111 ~ 113)의 검출 방법을 플로우 차트로서 나타낸 것이다.
우선 단계 S01에 있어서, 구동부(21)는, 터치 패널(1)의 행 전극(101)과 열 전극(102)을 통하여 터치 센서(100)에 전압을 인가한다. 터치 검출부(20)는, 행 전극(101)과 열 전극(102)의 교점에 설치된 터치 센서(100)의 정전 용량 변화에 기초한 신호를 AD 변환하고, 그 2차원 분포를 취득한다.
다음으로 단계 S02에 있어서, 터치 검출부(20)는, 단계 S01에서 취득한 신호의 2차원 분포를 해석하고, 터치 포인트를 검출하기 위한 위치 산출 영역을 설정한다. 위치 산출 영역은, 예를 들면 단계 S01에 있어서 어떠한 (소정의 문턱값 이상의)신호가 검출된 영역이 설정된다. 이후의 처리는, 이 위치 산출 영역에 있어서 이루어진다.
단계 S03에 있어서, 제 1 검출부(201)는, 신호 분포의 극대로부터 터치 포인트 및 터치 수를 검출한다. 한편 단계 S04에 있어서, 제 2 검출부(202)는, 터치 포인트의 주변 영역에 있어서의 신호의 총계로부터 터치 수를 추정한다. 여기서 단계 S03과 단계 S04는, 어느 쪽을 먼저 수행해도 된다. 제 2 검출부(202)에 의한 추정 처리를, 제 1 검출부(201)에 의한 검출 처리보다 나중에 수행하는 경우는, 도 4에 도시한 라벨링 영역(121, 122)을 주변 영역으로서, 신호의 총계를 계산한다. 한편 제 2 검출부(202)에 의한 추정 처리를, 제 1 검출부(201)에 의한 검출 처리보다 먼저 수행하는 경우는, 단계 S02에 있어서 설정한 위치 산출 영역을 주변 영역으로서, 신호의 총계를 계산한다.
단계 S05에 있어서, 터치 검출부(20)는, 제 1 검출부(201)에서 검출한 터치 수와 제 2 검출부(202)에서 추정한 터치 수가 일치하는지 아닌지를 판정한다. 터치 수가 일치하는 경우(YES)는 단계 S06으로 넘어가서, 검출한 멀티 터치(111 ~ 113)의 중심 계산을 포함한 좌표 보정 처리를 수행하고, 터치 검지 처리를 종료한다. 한편 터치 수가 일치하지 않는 경우(NO)는 단계 S07로 넘어간다.
단계 S07에 있어서, 터치 검출부(20)는, 제 1 검출부(201)에 의해 검출되지 않은 터치 포인트가 따로 존재한다고 판단하고, 제 1 검출부(201)에 의해 설정된 라벨링 영역(122, 122)으로부터 다른 터치 후보를 검색한다. 이 검색 처리는, 예를 들면 도 4를 참조하여 설명한 것과 같다.
그 후 단계 S03으로 돌아와서, 제 1 검출부(201)는, 검색된 터치 후보를 포함하여 다시 한 번 신호 분포의 극대로부터 터치 포인트 및 터치 수를 검출한다. 그리고 단계 S05에 있어서, 터치 검출부(20)는, 제 1 검출부(201)에서 검출한 터치 수와 제 2 검출부(202)에서 추정한 터치 수가 일치할 때까지 단계 S07 ~ 단계 S05를 반복한다. 터치 수가 일치하면 단계 S06으로 넘어가서, 검출한 멀티 터치(111 ~ 113)의 중심 계산을 포함한 좌표 보정 처리를 수행하고, 터치 검지 처리를 종료한다.
이상과 같이 본 실시형태에서는, 터치 센서에서 검지한 신호의 2차원 분포의 극대로부터 터치 포인트 및 터치 수를 검출하는 제 1 검출부와, 터치 포인트의 주변 영역에 있어서의 신호 총계로부터 터치 수를 추정하는 제 2 검출부를 가지고 있다. 그리고 제 1 검출부에서 검출한 터치 수와 제 2 검출부에서 추정한 터치 수가 일치하지 않는 경우에는 주변 영역으로부터 다른 터치 후보를 검색하도록 하고 있다.
이러한 구성에 의하면, 터치 센서(100)의 배치 간격이 터치 간격과 동등하거나 혹은 그 이상인 것과 같은 경우와, 터치가 2개의 터치 센서(100)에 분산되어 있는 것과 같은 경우에도 복수의 터치를 구별할 수 있다. 특히 본 실시형태에서는, 근년 대형화되고 있는 디스플레이에 이용되는 인셀형 혹은 온셀형 터치 검출 장치에 있어서, 소비 전력과 비용을 억제하면서 복수의 터치를 동시에 검출하는 분해능을 향상시킬 수 있다.
<제 2 실시형태>
이하, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 터치 검출 장치에 대하여 설명한다. 본 실시형태에서는, 도 5에 도시한 단계 S06에 있어서의 좌표 보정 처리를 더욱 고정밀도로 수행하는 방법에 대하여 설명한다. 도 6은, 제 2 실시형태에 따른 터치 검출 방법에 있어서의 중심 계산 처리를 설명하기 위한 도면이다.
가장 좌측에 도시한 도 6(h)는, 앞선 도 4(h)와 동일한 도면이다. 한편 도 6(i) ~ 도 6(m)은, 앞선 제 1 실시형태에서 설명한 방법을 이용하여 검출한 멀티 터치(111 ~ 113)에 대한 중심 계산 처리의 예를 도시하고 있다. 이하에서는, 제 1 실시형태와 다른 점을 중심으로 설명하고, 제 1 실시형태와 중복되는 설명에 대해서는 생략하거나 또는 간결히 하는 경우도 있다.
우선 제 1 터치(111)의 중심 계산 방법에 대하여 도 6(i)를 참조하여 설명한다. 제 1 터치(111)의 라벨링 영역(121) 내에는, 다른 제 2 터치(112), 제 3 터치(113)가 존재하지 않는다. 즉 제 1 터치(111)의 신호 분포는, 다른 제 2 터치(112), 제 3 터치(113)의 신호에 의한 영향이 적으므로, 통상적인 중심 계산 방법을 이용할 수 있다. 구체적으로는, 터치 검출부(20)는 제 1 터치(111)의 중심(xG)을, 하기 식 (1)에 의해 계산한다.
Figure 112018046461880-pat00001
(1)
여기서 중심(xG) 및 위치 좌표(xij)는, 벡터이다. 신호 s(xij)는, 위치 좌표(xij)에 배치된 터치 센서(100)에서 검지된 신호값으로, 위치 좌표(xij)의 첨자는, 터치 센서(100)가 배치된 행 전극(101)의 행 번호(i) 및 열 전극(102)의 열 번호(j)를 나타내고 있다. ∑의 합은, 라벨링 영역(121) 내의 모든 위치 좌표(xij)에 대해서 수행된다.
다음으로, 제 2 터치(112)의 중심 계산 방법에 대하여 도 6(j) 및 도 6(l)을 참조하여 설명한다. 제 2 터치(112)의 라벨링 영역(122) 내에는, 다른 제 3 터치(113)가 존재한다. 즉 제 2 터치(112)의 신호 분포는, 다른 제 3 터치(113)의 신호에 의한 영향이 크므로, 제 1 터치(111)와 동일한 중심 계산을 그대로 수행하면, 제 2 터치(112)의 중심이 제 3 터치(113) 측으로 크게 치우쳐서 계산된다.
그래서 본 실시형태에서는, 제 2 터치(112)의 중심 계산 영역 내에 다른 제 3 터치(113)가 존재하는 경우, 다른 제 3 터치(113)의 중심 계산 영역 내의 신호 레벨을 낮추는 보정을 수행한 후에 상기 식 (1)의 중심 계산을 수행한다. 예를 들면 도 6(l)에서는, 라벨링 영역(123) 내의 신호값을 1/16로 보정한 후에 제 2 터치(112)의 중심(xG)을, 상기 식 (1)로 계산하고 있다. 이로써 근접한 제 3 터치(113)에 의한 영향을 완화하고, 제 2 터치(112)의 중심을 정확히 계산할 수 있다.
제 3터치(113)의 중심 계산 방법도 마찬가지로, 도 6(m)에 도시한 것과 같이 제 2 터치(112)의 중심 계산 영역 내의 신호 레벨을 낮추는 보정을 수행한 후에 상기 식 (1)의 중심 계산을 수행한다. 이로써 근접한 제 2 터치(112)에 의한 영향을 완화하고, 제 3 터치(113)의 중심을 정확히 계산할 수 있다.
이상과 같이 본 실시형태의 터치 검출부는, 검출한 터치 포인트의 중심 계산 영역 내에 다른 터치 포인트가 존재하는 경우, 다른 터치 포인트의 중심 계산 영역 내의 신호를 소정의 값으로 나눈 후에 터치 포인트의 중심을 계산한다. 이와 같은 구성에 의하면 복수의 터치를 동시에 검출하는 분해능을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한 이상의 설명에서는, 중심을 계산하는 중심 계산 영역으로서 라벨링 영역(121 ~ 123)을 이용했지만, 라벨링 영역(121 ~ 123)과는 별개 영역을 중심 계산 영역으로서 설정해도 된다. 예를 들면 검출한 멀티 터치(111 ~113)의 터치 좌표로부터 일정 거리 범위 내의 영역을 중심 계산 영역으로서 설정해도 된다.
<기타 실시형태>
상술한 실시형태는, 모두 본 발명을 실시하는데 있어서의 구체화된 예를 나타낸 것에 불과하며, 이들에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정적으로 해석되어서는 안 된다. 즉 본 발명은 그 기술 사상 또는 주요 특징으로부터 벗어나지 않고 다양한 형태로 실시할 수 있다.
1: 터치 패널
2: 제어 장치
20: 터치 검출부
201: 제 1 검출부
202: 제 2 검출부
21: 구동부
22: 제어부
100: 터치 센서
111 ~ 113: 멀티 터치
120 ~ 124: 라벨링 영역(중심 계산 영역)

Claims (15)

  1. 복수의 터치 센서가 2차원상으로 배치된 터치 패널과, 상기 터치 센서로 검지한 신호의 2차원 분포에 기초하여 멀티 터치를 검출하는 터치 검출부를 구비한 터치 검출 장치로서,
    상기 터치 검출부에 있어서,
    상기 신호의 2차원 분포의 극대로부터 터치 포인트 및 터치 수를 검출하는 제 1 검출부와,
    터치 포인트의 주변 영역에 있어서의 상기 신호의 총계로부터 터치 수를 추정하는 제 2 검출부를 가지고,
    상기 제 1 검출부에서 검출한 터치 수와 상기 제 2 검출부에서 추정한 터치 수가 일치하지 않는 경우에는 상기 주변 영역으로부터 다른 터치 후보를 검색하는 터치 검출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 패널은, 절연층을 개재하여 대향된 복수의 행 전극과 열 전극을 가지고,
    상기 터치 검출부는, 상기 행 전극과 상기 열 전극의 교점에 설치된 상기 터치 센서의 정전 용량의 변화에 기초한 상기 신호의 2차원 분포를 취득하는 터치 검출 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 검출부는, 상기 신호의 2차원 분포에 있어서 소정의 제 1 문턱값을 넘은 극대를 상기 터치 포인트로서 검출하는 한편 상기 터치 포인트의 총 수를 터치 수로서 검출하는 터치 검출 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 검출부는, 소정의 제 2 문턱값으로 상기 총계를 나눈 값을 터치 수로서 추정하는 터치 검출 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 문턱값 또는 상기 제 2 문턱값이, 상기 터치 센서의 위치 좌표마다 설정되는 터치 검출 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 검출부는, 상기 신호의 2차원 분포에 있어서 상기 총계가 소정의 제 3 문턱값을 넘은 극대를, 빅 터치로 판정하는 터치 검출 장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 터치 검출부는, 상기 주변 영역에 있어서 가장 큰 상기 신호를 상기 터치 후보로서 검색하는 터치 검출 장치.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 터치 검출부는, 상기 터치 포인트의 중심 계산 영역 내에 다른 상기 터치 포인트가 존재하는 경우, 상기 다른 상기 터치 포인트의 중심 계산 영역 내의 상기 신호를 소정의 값으로 나눈 후에 상기 터치 포인트의 중심을 계산하는 터치 검출 장치.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 터치 센서의 형상이 크로스 형상인 터치 검출 장치.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    디스플레이에 사용되는 인셀형 혹은 온셀형의 상기 터치 패널을 구비한 터치 검출 장치.
  11. 복수의 터치 센서가 2차원상으로 배치된 터치 패널과, 상기 터치 센서로 검지한 신호의 2차원 분포에 기초하여 멀티 터치를 검출하는 터치 검출부를 구비한 터치 검출 장치에 있어서 이용되는 터치 검출 방법으로서,
    상기 신호의 2차원 분포의 극대로부터 터치 포인트 및 터치 수를 검출하는 제 1 검출 단계와,
    터치 포인트의 주변 영역에 있어서의 상기 신호의 총계로부터 터치 수를 추정하는 제 2 검출 단계와,
    상기 제 1 검출 단계에서 검출한 터치 수와 상기 제 2 검출 단계에서 추정한 터치 수가 일치하지 않는 경우, 상기 주변 영역으로부터 다른 터치 후보를 검색하는 검색 단계를 가지는 터치 검출 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 검출 단계보다 먼저 상기 제 2 검출 단계를 수행하는 터치 검출 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 검색 단계에서 상기 터치 후보를 검색한 후에 상기 터치 후보를 포함하여 다시 한 번 상기 제 1 검출 단계를 수행하는 터치 검출 방법.
  14. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 검출부는, 상기 소정의 제 2 문턱값으로 상기 총계를 나누고 소수점 이하를 버린 값을 상기 터치 수로서 추정하는
    터치 검출 장치.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 검출 단계에서, 소정의 제 2 문턱값으로 상기 총계를 나누고 소수점 이하를 버린 값을 상기 터치 수로서 추정하는
    터치 검출 방법.
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