KR20110104207A - Method of operating touch screen device and touch panel therein - Google Patents

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KR20110104207A
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Abstract

정전용량 방식의 터치스크린 장치에서 저렴한 비용으로 터치 인식의 정확성 및 신속성을 높이는 방법 및 이를 위한 터치 패널이 제공된다. 통상적으로 터치 패널의 신호처리기보다 호스트 기기의 메인 프로세서의 성능이 높다는 점을 감안하여, 터치 패널이 처리 전 터치 데이터를 호스트 기기로 전송하면, 호스트 기기에서 처리 전 터치 데이터에 대해 노이즈 필터링, 계조화, 터치 경계 판정, 터치 좌표 산출 및 터치 좌표의 선형화 보상 등을 처리한다. 처리 전 터치 데이터를 메인 프로세서에 전송하기 위해 다양한 통신 방법이 사용될 수 있다.Provided are a method and a touch panel for improving accuracy and speed of touch recognition at a low cost in a capacitive touch screen device. In consideration of the fact that the main processor of the host device has higher performance than the signal processor of the touch panel, when the touch panel transmits pre-processed touch data to the host device, the host device performs noise filtering and gradation on the touch data before the process. , Touch boundary determination, touch coordinate calculation, and linearization compensation of touch coordinates. Various communication methods may be used to transmit touch data to the main processor before processing.

Description

터치스크린 장치의 동작 방법 및 이를 위한 터치 패널{method of operating touch screen device and touch panel therein}Method of operating a touch screen device and a touch panel for the same {method of operating touch screen device and touch panel therein}

본 발명의 실시예들은 정전용량 방식의 터치스크린 장치에서 저렴한 비용으로 터치 인식의 정확성 및 신속성을 높이는 방법 및 이를 위한 터치 패널에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a method and a touch panel for increasing accuracy and speed of touch recognition at a low cost in a capacitive touch screen device.

디지털 기기의 입력 방식으로 터치 스크린이 주목받고 있다. 터치 스크린은 구동 방식에 따라 정전용량 방식(capacitive type)과 저항막 방식(registantive type)으로 구분된다. 정전용량 방식은 인듐과 산화 주석의 전도성 화합물인 Indium Tin Oxide(In2O3+SnO2)로 코팅된 투명전극과, 투명전극에 부착된 센서로 구성된다. 투명전극에 지속적으로 전류가 흐르는 상태에서 센서는 가로 및 세로 방향으로 정밀하게 전하의 변화를 측정한다. 사람의 신체는 전도성을 띠므로 손가락이 터치 패널에 다가가거나 닿게 되면 투명전극에 흐르던 전자가 신체로 이동하게 되고, 센서는 이러한 전자의 변화를 감지하여 터치 좌표를 측정한다.Touch screens are attracting attention as input methods of digital devices. The touch screen is classified into a capacitive type and a resistive type according to the driving method. The capacitive method consists of a transparent electrode coated with Indium Tin Oxide (In2O3 + SnO2), which is a conductive compound of indium and tin oxide, and a sensor attached to the transparent electrode. With continuous current flowing through the transparent electrode, the sensor accurately measures the change in charge in the horizontal and vertical directions. Since the human body is conductive, when a finger approaches or touches the touch panel, electrons flowing through the transparent electrode move to the body, and the sensor senses the change of the electron and measures touch coordinates.

정전용량 방식은 저항막 방식에 비해 터치 패널의 두께를 1mm 가량 더 줄일 수 있고 터치 패드의 내구성이 향상되며 외부압력에 의해 오작동할 우려가 적으며, 두 개의 손가락으로 이미지를 자유롭게 확대하거나 축소하는 멀티터치가 가능하다.The capacitive type reduces the thickness of the touch panel by about 1mm more than the resistive type, improves the durability of the touch pad, reduces the risk of malfunction due to external pressure, and freely enlarges or reduces the image with two fingers. Touch is possible.

그러나 정전용량 방식은 저항막 방식에 비해 터치 지점을 노이즈 없이 정확하게 인식하기 위한 좌표 연산 과정과, 직선 또는 곡선의 터치를 선형적으로 인식 및 표현하기 위한 선형성 보상 과정이 추가적으로 요구된다. However, the capacitive method requires an additional coordinate calculation process for accurately recognizing touch points without noise and a linearity compensation process for linearly recognizing and expressing a touch of a straight line or a curve.

이와 같은 좌표 연산 과정 및 선형성 보상 과정은 터치 패널의 신호처리기에 의해 수행되고, 그 수행 결과에 따른 처리 데이터가 호스트 기기의 메인 프로세서에 전송되는 구조로 구현된다. Such a coordinate calculation process and a linearity compensation process are performed by the signal processor of the touch panel, and is implemented in a structure in which the processing data according to the execution result is transmitted to the main processor of the host device.

따라서 보다 정밀하고 정확한 터치를 수행하기 위해서는 터치 패널의 신호처리기 성능을 향상시킬 필요가 있지만, 그로 인해 신호처리기 칩의 크기가 커지고 생산 단가가 높아지는 한편 소비전력이 상승하는 문제가 발생한다.Therefore, in order to perform more precise and accurate touch, it is necessary to improve the signal processor performance of the touch panel, but as a result, the size of the signal processor chip increases, the production cost increases, and power consumption increases.

본 발명이 해결하려는 과제는 통상적으로 호스트 기기의 메인 프로세서가 상대적으로 높은 성능을 가진다는 점에 착안하여 터치 패널의 신호처리기가 수행하던 좌표 연산 및 선형성 보상 연산 중 적어도 하나를 호스트 기기의 메인 프로세서로 이관하는 방안을 제시하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is that the main processor of the host device generally has a relatively high performance, at least one of the coordinate operation and linearity compensation operation performed by the signal processor of the touch panel to the main processor of the host device It is to suggest a way to transfer.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 터치 패널과 호스트 기기를 포함하는 터치스크린 장치의 동작 방법을 일 실시예로 제안한다.In order to solve the above problems, the present invention proposes an operation method of a touch screen device including a touch panel and a host device as an embodiment.

상기 일 실시예의 터치스크린 장치의 동작 방법은 상기 터치 패널이 복수의 구동라인 및 감지라인의 출력을 디지털화하여 처리 전 터치 데이터를 생성하는 단계와, 상기 터치 패널이 상기 처리 전 터치 데이터를 분석하여 터치 이벤트가 발생한 것으로 판단되면 상기 처리 전 터치 데이터를 상기 호스트 기기로 전송하는 단계 및 상기 호스트 기기가 상기 처리 전 터치 데이터로부터 터치 좌표를 산출하는 단계를 포함한다.The method of operating the touch screen device according to the embodiment includes the steps of the touch panel to digitize the output of the plurality of drive lines and the sensing line to generate pre-process touch data, the touch panel analyzes the touch data before the process to touch If it is determined that an event has occurred, transmitting the pre-process touch data to the host device, and the host device calculating touch coordinates from the pre-process touch data.

여기서, 상기 터치 좌표 산출 단계는, 상기 처리 전 터치 데이터로부터 노이즈를 제거하는 단계와, 상기 노이즈가 제거된 터치 데이터를 터치 압력에 따라 계조화하는 단계와, 상기 계조화된 터치 데이터로부터 터치 경계를 판정하는 단계 및 상기 판정된 경계의 터치 영역에 대한 터치 좌표를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.The calculating of the touch coordinates may include removing noise from the touch data before the processing, gradating the touch data from which the noise is removed according to touch pressure, and determining a touch boundary from the gradated touch data. And determining the touch coordinates of the touch area of the determined boundary.

또한, 상기 터치 좌표 산출 단계 이후에는, 상기 호스트 기기가 상기 터치 좌표들의 인접 패턴을 분석하여 라인 터치로 판정되면 상기 터치 좌표들이 선형성을 가지도록 보상하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, after the touch coordinate calculating step, the host device may further include compensating the touch coordinates to have linearity if the host device analyzes an adjacent pattern of the touch coordinates and determines that the touch is a line touch.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 터치스크린 장치의 동작 방법에 대한 다른 일 실시예를 제안한다. In order to solve the above problems, the present invention proposes another embodiment of the operation method of the touch screen device.

상기 다른 일 실시예의 터치스크린 장치 동작 방법은, 상기 터치 패널이 복수의 구동라인 및 감지라인의 출력을 디지털화하여 처리 전 터치 데이터를 생성하는 단계와, 상기 터치 패널이 상기 처리 전 터치 데이터에 대해 터치 좌표 산출을 위한 선 처리를 수행하는 단계와, 상기 터치 패널이 상기 선 처리된 터치 데이터를 상기 호스트 기기로 전송하는 단계 및 상기 호스트 기기가 상기 선 처리 터치 데이터로부터 터치 좌표를 산출하는 단계를 포함한다.In another embodiment, a method of operating a touch screen device may include generating touch data before processing by digitizing the output of a plurality of driving lines and sensing lines, and touching the touch data by the touch panel with respect to the touch data before processing. Performing line processing for calculating coordinates; transmitting, by the touch panel, the preprocessed touch data to the host device; and calculating, by the host device, touch coordinates from the preprocessed touch data. .

여기서, 상기 터치 데이터의 선 처리 단계는, 상기 처리 전 터치 데이터로부터 노이즈를 제거하는 제1단계와, 상기 노이즈가 제거된 터치 데이터를 터치 압력에 따라 계조화하는 제2단계 및 상기 계조화된 터치 데이터로부터 터치 경계를 판정하는 제3단계 중 순차적으로 적어도 하나를 포함할 수 있다.Here, the line processing step of the touch data may include a first step of removing noise from the touch data before the processing, a second step of graying the touch data from which the noise is removed, and the grayed touch At least one of the third steps of determining the touch boundary from the data may be sequentially included.

또한, 상기 터치 좌표들의 인접 패턴을 분석하여 라인 터치로 판정되면 상기 터치 좌표들이 선형성을 가지도록 보상하는 단계를 더 포함할 수도 있다.The method may further include compensating the touch coordinates to have linearity when the touch pattern is determined to be a line touch by analyzing the adjacent pattern of the touch coordinates.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 터치스크린 장치의 터치 패널에 대한 일 실시예를 제안한다.In order to solve the above problems, the present invention proposes an embodiment of a touch panel of a touch screen device.

상기 일 실시예의 터치 패널은, 복수의 구동라인 및 감지라인의 출력을 디지털화하여 처리 전 터치 데이터를 생성하는 정전용량 감지회로 및 상기 처리 전 터치 데이터를 분석하여 터치 이벤트가 발생한 것으로 판단되면 상기 처리 전 터치 데이터를 상기 터치스크린 장치에 포함된 호스트 기기로 전송하는 컨트롤러를 포함한다.The touch panel according to the embodiment may include a capacitive sensing circuit that digitizes outputs of a plurality of driving lines and sensing lines to generate touch data before processing, and if the touch event is determined by analyzing the touch data before processing, before the processing. And a controller for transmitting touch data to a host device included in the touch screen device.

여기서, 상기 컨트롤러는, 상기 호스트 기기에 터치 이벤트 발생 신호를 송신하고, 상기 호스트 기기로부터 ACK 신호가 수신되면 비로소 상기 호스트 기기에 처리 전 터치 데이터를 전송할 수 있다.Here, the controller may transmit a touch event generation signal to the host device, and transmit the touch data before processing to the host device only when an ACK signal is received from the host device.

또한, 상기 컨트롤러는, 상기 호스트 기기에 터치 이벤트 발생 신호를 송신하고, 일정 시간이 경과한 후에 상기 호스트 기기에 처리 전 터치 데이터를 전송할 수 있다.The controller may transmit a touch event generation signal to the host device, and transmit touch data before processing to the host device after a predetermined time elapses.

또한, 상기 컨트롤러는, 상기 호스트 기기의 메모리 중 미리 할당된 영역에 처리 전 터치 데이터를 직접 저장한 이후에, 상기 호스트 기기에 터치 이벤트 발생 신호를 송신할 수 있다.The controller may transmit a touch event generation signal to the host device after directly storing pre-process touch data in a pre-allocated area of the host device's memory.

본 발명의 실시예들에 의하면 정확한 터치 인식을 위한 제 연산을 호스트 기기의 고성능 메인 프로세서가 수행하므로 터치 패널에 고성능의 신호처리기를 장착하거나 추가적인 연산 장치를 더 장착할 필요가 없다. 따라서 종래의 신호처리기를 업그레이드하지 않고도 보다 정확하고 정밀한 터치가 가능하며, 연산 장치의 추가나 신호처리기의 업그레이드로 인한 제작 단가의 상승과 소비전력의 증가를 최소화하는 한편 호스트 기기를 보다 컴팩트화할 수 있다.According to the exemplary embodiments of the present invention, since the high performance main processor of the host device performs the calculation for accurate touch recognition, there is no need to mount a high performance signal processor or additional computing device on the touch panel. Therefore, more accurate and precise touch is possible without upgrading the conventional signal processor, minimizing the increase in manufacturing cost and power consumption due to the addition of a computing device or the upgrade of the signal processor, and the host device can be more compact.

도 1은 일례에 의한 터치스크린 장치의 내부 구성을 도시한 블록도이다.
도 2a 내지 도 2c는 터치 좌표를 산출하기 위한 터치 패널과 호스트 기기 간의 신호 흐름도이다.
도 3a 내지 도 3e는 터치가 인식되어 터치 좌표가 산출되기까지의 각 단계를 터치 셀의 변화로 이미지화한 것이다.
도 4는 본 발명의 다른 일례에 따른 터치스크린 장치의 내부 구성을 도시한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating an internal configuration of a touch screen device according to an example.
2A to 2C are signal flow diagrams between a touch panel and a host device for calculating touch coordinates.
3A to 3E are images of each step until the touch is recognized and the touch coordinates are calculated with the change of the touch cell.
4 is a block diagram illustrating an internal configuration of a touch screen device according to another exemplary embodiment of the present invention.

아래에서는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예를 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서는 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분을 생략하였으며 명세서 전체를 통하여 동일한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings by those skilled in the art. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and the same reference numerals are used for the same parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it may further include other components, except to exclude other components unless specifically stated otherwise.

명세서 전체에서, "터치스크린 장치(touch screen device)"라 함은 입력 수단으로 터치 패널을 채택한 전자 기기를 통칭하는 것으로서, 터치 방식의 셀룰러 폰(cellular phone), 스마트폰(smart phone), PDA(personal digital assistant), PMP(personal multimedia player), 네비게이션(car navigation), 키오스크(kiosk), 가전 기기(home electronic instrument like TV, refrigerator etc.), 컴퓨터(computer like tablet pc) 등을 가리킨다.Throughout the specification, the term “touch screen device” refers to an electronic device adopting a touch panel as an input means, and includes a touch type cellular phone, a smart phone, a PDA ( It refers to a personal digital assistant, personal multimedia player (PMP), car navigation, kiosk, home electronic instrument like TV, refrigerator etc., and a computer like tablet pc.

명세서 전체에서, "터치 패널(touch panel)"이라 함은 터치스크린 장치에서 특히 터치 입력 수단에 상응하는 부분을 지칭하는 것으로서 정전용량 방식의 터치 센서를 내장하는 입력 수단을 통칭하며 터치 패드(touch pad), 싸인 패드(sign pad) 및 터치 스크린(touch screen)으로 불릴 수 있다.Throughout the specification, the term “touch panel” refers to a part of the touch screen device that corresponds, in particular, to a touch input means. The term “touch panel” refers to an input means incorporating a capacitive touch sensor. ), A sign pad and a touch screen.

명세서 전체에서, "호스트 기기"라 함은 상기 터치스크린 장치에서 상기 터치 패널을 제외한 나머지 부분을 가리킨다.Throughout the specification, the term “host device” refers to a portion of the touch screen device other than the touch panel.

도 1은 일례에 의한 터치스크린 장치의 내부 구성을 도시한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating an internal configuration of a touch screen device according to an example.

도 1의 터치스크린 장치는 터치 패널(100)과 호스트 기기(200)를 포함한다. 또한 터치 패널(100)은 정전용량 감지회로(110)와 컨트롤러(120)를 포함하며, 호스트 기기(200)는 메인 프로세서(210)와 메모리(220)를 포함한다.The touch screen device of FIG. 1 includes a touch panel 100 and a host device 200. In addition, the touch panel 100 includes a capacitive sensing circuit 110 and a controller 120, and the host device 200 includes a main processor 210 and a memory 220.

먼저, 터치 패널(100)에 대해 살펴보면 다음과 같다.First, the touch panel 100 will be described.

정전용량 감지회로(110)는 복수의 감지 지점들(예를 들어 복수의 구동라인 및 감지라인)(11)과 연결된 다중화기(Multiplexer, MUX)(12)와, 다중화기(12)의 출력을 디지털화하는 아날로그 디지털 변환기(Analogue Digital Converter, ADC)(13)를 포함한다.The capacitive sensing circuit 110 may output a multiplexer 12 connected to a plurality of sensing points (for example, a plurality of driving lines and a sensing line 11) and an output of the multiplexer 12. An analog digital converter (ADC) 13 to digitize is included.

상기 구동라인에 전압(또는 전류)이 인가되면 상기 감지라인과의 교차 부위에 커패시턴스가 형성된다. 그리고 사람의 신체나 터치 펜 등의 터치 수단이 접근(또는 접촉)해오면 상기 커패시턴스로부터 전하가 흘러나가면서 전기장의 세기가 변동되고, 전기장의 변동값은 상기 감지라인을 통해 수집된다.When a voltage (or current) is applied to the driving line, capacitance is formed at an intersection with the sensing line. When a person's body or a touch means such as a touch pen approaches (or touches), electric charges flow from the capacitance, and the electric field is changed, and the electric field is collected through the sensing line.

MUX(12)는 시분할 다중화를 수행하도록 구성된 스위치이다. 다중화기(12)는 상기 복수의 감지라인들로부터 복수의 신호를 병렬로 입력받고, 이를 직렬화하여 순차적으로 출력한다. ADC(13)는 MUX(12)가 출력하는 아날로그 터치 신호를 디지털 신호로 변환한다.MUX 12 is a switch configured to perform time division multiplexing. The multiplexer 12 receives a plurality of signals in parallel from the plurality of sensing lines, serializes them, and sequentially outputs the signals. The ADC 13 converts the analog touch signal output from the MUX 12 into a digital signal.

컨트롤러(120)는 ADC(13)에 의해 디지털화된 터치 신호(이하 '처리 전 터치 데이터'라 함)를 분석하고, 터치 이벤트가 발생한 것으로 판단되면 ADC(13)의 출력 데이터(즉, 처리 전 터치 데이터)를 호스트 기기(200)로 전송한다.The controller 120 analyzes the touch signal digitized by the ADC 13 (hereinafter referred to as 'pre-process touch data'), and if it is determined that a touch event has occurred, the output data of the ADC 13 (ie, touch before processing). Data) to the host device 200.

컨트롤러(120)는 ADC(13)에서 출력된 처리 전 터치 데이터에서 미리 설정된 기준 이상의 값(들)이 검출되면 터치 이벤트가 발생한 것으로 판단한다. 상기 미리 설정된 기준은 터치 패널의 제조 공정에서 테스트를 통해 결정될 수 있다. The controller 120 determines that a touch event has occurred when the value (s) higher than or equal to a preset value is detected in the pre-process touch data output from the ADC 13. The preset criteria may be determined through a test in the manufacturing process of the touch panel.

컨트롤러(120)는 터치 이벤트가 발생한 것으로 판단되면 호스트 기기(200)에 처리 전 터치 데이터를 전송한다. 처리 전 터치 데이터를 전송하는 시점에서 호스트 기기(200)의 메인 프로세서(210)가 다른 작업을 수행중이라면 처리 전 터치 데이터가 수신되더라도 이를 지나칠(skip) 위험이 있다. 따라서 컨트롤러(120)는 다음과 같은 방법들 중 어느 하나를 통해 처리 전 터치 데이터를 전송하는 것이 바람직하다.If it is determined that the touch event has occurred, the controller 120 transmits touch data before processing to the host device 200. If the main processor 210 of the host device 200 is performing another task at the time of transmitting the touch data before processing, there is a risk of skipping it even if the touch data before processing is received. Therefore, the controller 120 preferably transmits touch data before processing through any one of the following methods.

도 2a 내지 도 2c는 터치 좌표를 산출하기 위한 터치 패널(100)과 호스트 기기(200) 간의 신호 흐름도이다.2A to 2C are signal flow diagrams between the touch panel 100 and the host device 200 for calculating touch coordinates.

첫째, 도 2a에서 보듯, 컨트롤러(120)는 터치 패널(100)에 터치가 발생하면(S101), 호스트 기기(200)에 터치 이벤트의 발생을 알리는 신호(이를 '이벤트 발생 신호'라 한다)를 송신한다(S102). 그리고, 호스트 기기(200)로부터 수신 준비를 알리는 신호(이를 'ACK 신호'라 한다)가 수신되면(S103), 비로소 처리 전 터치 데이터를 전송한다(S104). 이를 위해 호스트 기기(200)의 메인 프로세서(210)는 터치 패널(100)로부터 이벤트 발생 신호가 수신되면, 진행중인 다른 작업을 잠시 중단하고 처리 전 터치 데이터의 수신 대기 상태로 전환한 후 터치 패널(100)에 ACK 신호를 송신한다. 메인 프로세서(210)는 처리 전 터치 데이터에 포함된 터치 데이터의 크기 정보나 데이터의 끝을 알리는 미리 약속된 정보를 참고하여 처리 전 터치 데이터의 전송 완료를 인식하고, 수신된 터치 데이터를 소정의 알고리즘(들)에 적용하여 터치 좌표를 산출한다(S105). 도 2a에 도시되지는 않았지만, 컨트롤러(120)는 처리 전 터치 데이터의 전송 완료를 통보하기 위한 별도의 신호(예를 들어 'DONE 신호')를 호스트 기기(200)에 전송할 수도 있다.First, as shown in FIG. 2A, when a touch occurs on the touch panel 100 (S101), the controller 120 notifies the host device 200 of a signal informing the occurrence of a touch event (this is referred to as an “event generation signal”). Transmit (S102). When a signal for acquiring a reception preparation signal (referred to as an 'ACK signal') is received from the host device 200 (S103), the touch data is transmitted before processing (S104). To this end, when an event occurrence signal is received from the touch panel 100, the main processor 210 of the host device 200 briefly interrupts another work in progress, switches to a standby state of receiving touch data before processing, and then touches the touch panel 100. Transmits an ACK signal. The main processor 210 recognizes the completion of the transmission of the touch data before processing by referring to the size information of the touch data included in the touch data before processing or the previously promised information indicating the end of the data, and determines the received touch data as a predetermined algorithm. The touch coordinates are calculated by applying to (s) (S105). Although not shown in FIG. 2A, the controller 120 may transmit a separate signal (eg, a 'DONE signal') to the host device 200 to notify the completion of transmission of touch data before processing.

둘째, 도 2b에서 보듯, 컨트롤러(120)는 터치 패널(100)에 터치가 발생하면(S201), 호스트 기기(200)에 이벤트 발생 신호를 송신하고(S202), 별도의 ACK 신호를 기다리지 않고 미리 정해진 시간 이후에(S203) 곧바로 처리 전 터치 데이터를 전송한다(S204). 이를 위해 호스트 기기(200)의 메인 프로세서(210)는 터치 패널(100)로부터 이벤트 발생 신호가 수신되면, 진행중인 다른 작업을 잠시 중단하고 곧바로 처리 전 터치 데이터의 수신 대기 상태로 전환한다. 메인 프로세서(210)는 처리 전 터치 데이터에 포함된 터치 데이터의 크기 정보나 데이터의 끝을 알리는 미리 약속된 정보, 또는 컨트롤러(120)의 DONE 신호를 참고하여 처리 전 터치 데이터의 전송 완료를 인식하고, 수신된 터치 데이터를 소정의 알고리즘(들)에 적용하여 터치 좌표를 산출한다(S205).Second, as shown in FIG. 2B, when a touch occurs on the touch panel 100 (S201), the controller 120 transmits an event generation signal to the host device 200 (S202), and does not wait for a separate ACK signal in advance. After the predetermined time (S203), the touch data is transmitted immediately before processing (S204). To this end, when an event occurrence signal is received from the touch panel 100, the main processor 210 of the host device 200 temporarily suspends other work in progress and immediately switches to a reception state of touch data before processing. The main processor 210 recognizes the completion of the transmission of the touch data before processing by referring to the information on the size of the touch data included in the touch data before processing or the predetermined information indicating the end of the data, or the DONE signal of the controller 120. In operation S205, the touch coordinates are calculated by applying the received touch data to predetermined algorithm (s).

셋째, 도 2c에서 보듯, 컨트롤러(120)는 터치 패널(100)에 터치가 발생하면(S301), 호스트 기기(200)의 메인 프로세서(210)를 경유하지 않고 호스트 기기(200)의 메모리(220)의 미리 정해진 영역에 처리 전 터치 데이터를 직접 저장한다(S302). 그리고 호스트 기기(200)의 메인 프로세서(210)에 이벤트 발생 신호를 송신한다(S303). 메인 프로세서(210)는 터치 패널(100)로부터 이벤트 발생 신호가 수신되면, 메모리(220)의 미리 정해진 영역에 접근하여 터치 데이터를 읽어온다. 그리고 이를 소정의 알고리즘(들)에 적용하여 터치 좌표를 산출한다(S304).Third, as shown in FIG. 2C, when a touch occurs on the touch panel 100 (S301), the controller 220 does not pass through the main processor 210 of the host device 200, but the memory 220 of the host device 200 does not have a touch. The touch data before the processing is directly stored in the predetermined area of step S302. In operation S303, an event occurrence signal is transmitted to the main processor 210 of the host device 200. When the event generation signal is received from the touch panel 100, the main processor 210 approaches the predetermined area of the memory 220 and reads the touch data. The touch coordinates are calculated by applying the same to predetermined algorithm (s) (S304).

다시 도 1의 설명으로 돌아와서, 호스트 기기(200)에 대해 살펴보면 다음과 같다.Returning to the description of FIG. 1 again, the host device 200 will be described as follows.

메인 프로세서(210)는 메모리(220)에 로딩된 소정의 프로그램을 실행하여 터치 패널(100)로부터 수신된 처리 전 터치 데이터를 가공하거나 가공된 터치 데이터로부터 필요한 정보를 산출한다.The main processor 210 executes a predetermined program loaded in the memory 220 to process pre-process touch data received from the touch panel 100 or calculate necessary information from the processed touch data.

일례로, 메인 프로세서(210)는 처리 전 터치 데이터에 소정의 알고리즘(들)을 적용하여 터치 좌표를 산출할 수 있다. 또한 터치 좌표의 산출을 위해 아래의 알고리즘들 중 적어도 하나가 사용될 수 있다.For example, the main processor 210 may calculate touch coordinates by applying predetermined algorithm (s) to touch data before processing. In addition, at least one of the following algorithms may be used to calculate touch coordinates.

도 3a 내지 도 3e는 터치가 인식되어 터치 좌표가 산출되기까지의 각 단계를 터치 셀의 변화로 이미지화한 것이다.3A to 3E are images of each step until the touch is recognized and the touch coordinates are calculated with the change of the touch cell.

제1 알고리즘은 처리 전 터치 데이터로부터 노이즈를 제거한다. The first algorithm removes noise from touch data before processing.

도 3a에서 보듯, 터치 패널에 터치가 발생할 때 터치 수단(예를 들어 사람의 손이나 터치펜 등)에 의해 발생한 실제 터치 신호와 기타 간섭 등에 의해 생성된 노이즈가 동시에 발생하는 것을 알 수 있다. 제1 알고리즘은 노이즈가 섞인 처리 전 터치 데이터(raw touch data)에서 실제 터치 신호와 노이즈를 구별하고, 처리 전 터치 데이터에서 상기 구별된 노이즈를 마스킹 처리한다. 제1 알고리즘의 일례는, 처리 전 터치 데이터가 도 3a의 터치 셀 형태로 표현될 때 다른 지점과 연결되지 않고 단일하게 존재하는 터치 지점들을 노이즈로 간주하여 제거하는 것이다. 도 3b는 제1 알고리즘에 의해 노이즈가 제거된 모습을 도시한다.As shown in FIG. 3A, it can be seen that when a touch is generated on the touch panel, an actual touch signal generated by a touch means (for example, a human hand or a touch pen) and noise generated by other interference are simultaneously generated. The first algorithm distinguishes the actual touch signal from the noise in the raw touch data in which the noise is mixed, and masks the distinguished noise in the touch data before the processing. One example of the first algorithm is to consider and remove the touch points that exist as a single noise without being connected to other points when the touch data is expressed in the form of the touch cell of FIG. 3A. 3B illustrates a state in which noise is removed by the first algorithm.

제2 알고리즘은 제1 알고리즘에 의해 노이즈가 제거된 터치 데이터에서 강하게 터치된 지점들과 약하게 터치된 지점들을 단계별로 구분하여 계조화된 터치 데이터를 생성한다. 도 3c는 도 3b의 터치 데이터를 계조화한 모습을 도시한다.The second algorithm generates gradated touch data by dividing the strongly touched points and the weakly touched points step by step in the touch data from which the noise is removed by the first algorithm. 3C illustrates a state in which the touch data of FIG. 3B is grayed out.

제3 알고리즘은 계조화된 터치 데이터에서 미리 정해진 레벨보다 큰 압력이 적용된 지점들을 구분하고 그로부터 터치 영역을 판정한다. 터치 영역의 둘레를 터치 경계라 하며, 도 3d는 도 3c의 계조 데이터에서 터치 경계를 산출한 모습을 도시한다.The third algorithm distinguishes points to which pressure greater than a predetermined level is applied in the gradated touch data and determines a touch area therefrom. The perimeter of the touch area is called a touch boundary, and FIG. 3D illustrates a state in which the touch boundary is calculated from the gray scale data of FIG. 3C.

제4 알고리즘은 계조 데이터 및 터치 경계로부터 터치 좌표를 산출한다.도 3e의 예에서, 제4 알고리즘은 터치 경계 및 터치 영역 및 최대 레벨의 계조 영역(또는 지점)의 좌표를 각각 구분하여 산출할 수도 있다.The fourth algorithm calculates touch coordinates from the gray scale data and the touch boundary. In the example of FIG. 3E, the fourth algorithm may separately calculate coordinates of the touch boundary and the touch region and the gray scale region (or point) of the maximum level. have.

다른 일례로, 메인 프로세서(210)는 산출된 터치 좌표를 가공하여 연속적으로 길게 터치(이하 '라인 터치'라 한다)된 지점들의 좌표가 선형적으로 연결되어 표현되도록 보상할 수 있다.As another example, the main processor 210 may process the calculated touch coordinates to compensate for the coordinates of the points continuously touched (hereinafter, referred to as “line touch”) linearly connected to each other.

정전용량 방식의 터치 패널에서는 터치 지점을 직접적으로 정확하게 파악할 수 없고 터치에 의해 영향을 받는 복수의 커패시턴스의 정전용량 변화값을 이용하여 터치 좌표를 추정하게 되므로, 라인 터치 시 터치 지점들이 유려한 라인으로 표현되지 못하고 연결된 블럭 형태로 표현되는 문제가 있다. 따라서 터치 지점들의 좌표가 산출되면 터치 좌표들의 인접 패턴을 파악하고, 라인 터치라고 판단되면 터치 좌표들이 선형성을 가지도록 보상하여야 한다. 선형 보상을 위한 알고리즘을 제5 알고리즘이라 한다.In the capacitive touch panel, the touch point cannot be accurately identified directly, and the touch coordinates are estimated by using capacitance change values of a plurality of capacitances affected by the touch. There is a problem that cannot be represented but is expressed in the form of connected blocks. Therefore, when the coordinates of the touch points are calculated, the adjacent pattern of the touch coordinates is identified, and when determined as a line touch, the touch coordinates should be compensated to have linearity. An algorithm for linear compensation is called a fifth algorithm.

이상에서는 터치 데이터로부터 터치 좌표를 산출하거나 터치 좌표들을 선형화하기 위해 소프트웨어를 이용하는 경우를 설명하였지만 반드시 이에 한정하는 것은 아니다. 즉, 상기 제1 알고리즘, 제2 알고리즘, 제3 알고리즘, 제4 알고리즘 및 제5 알고리즘 중 적어도 하나는 게이트 레벨의 하드웨어 모듈로 구현될 수 있다.In the above, the case where software is used to calculate touch coordinates or linearize touch coordinates from touch data has been described, but is not necessarily limited thereto. That is, at least one of the first algorithm, the second algorithm, the third algorithm, the fourth algorithm, and the fifth algorithm may be implemented as a hardware module of a gate level.

도 4는 본 발명의 다른 일례에 따른 터치스크린 장치의 내부 구성을 도시한 블록도이다. 도 4의 터치스크린 장치는 도 1의 터치스크린 장치와 대부분 동일한 구성을 가지며, 다만 호스트 기기(200)의 메인 프로세서(210)가 상기 제1 알고리즘 내지 제5 알고리즘 중 적어도 하나가 적용된 소프트웨어(도 4에서 터치 좌표 산출 프로그램)(230) 대신 상기 알고리즘들을 하드웨어로 구현한 터치 좌표 산출 모듈(240)을 이용한다는 점이 상이하다.4 is a block diagram illustrating an internal configuration of a touch screen device according to another exemplary embodiment of the present invention. The touch screen device of FIG. 4 has most of the same configuration as the touch screen device of FIG. 1, except that the main processor 210 of the host device 200 is applied with at least one of the first to fifth algorithms (FIG. 4). Instead of using the touch coordinate calculation program 230, the touch coordinate calculation module 240 implementing the above algorithms in hardware is different.

상기 제1 알고리즘에 상응하는 하드웨어 모듈을 노이즈 필터라 하고, 상기 제2 알고리즘에 상응하는 하드웨어 모듈을 계조 처리기라 하고, 상기 제3 알고리즘에 상응하는 하드웨어 모듈을 경계 판정기라 하고, 상기 제4 알고리즘에 상응하는 하드웨어 모듈을 좌표 산출기라 하고, 상기 제5 알고리즘에 상응하는 하드웨어 모듈을 선형보상기(도 4에 미도시)라 할 때, 터치 좌표 산출 모듈(240)은 상기 노이즈 필터, 계조 처리기, 경계 판정기, 좌표 산출기 및 선형보상기 중 적어도 하나를 포함한다.The hardware module corresponding to the first algorithm is referred to as a noise filter, the hardware module corresponding to the second algorithm is referred to as a gray scale processor, and the hardware module corresponding to the third algorithm is referred to as a boundary determiner. When the corresponding hardware module is called a coordinate calculator and the hardware module corresponding to the fifth algorithm is called a linear compensator (not shown in FIG. 4), the touch coordinate calculation module 240 may include the noise filter, the gray scale processor, and the boundary plate. At least one of a periodic, a coordinate calculator and a linear compensator.

터치 좌표 산출 모듈(240)은 메인 프로세서(210) 내에 단일칩(single on chip, SoC) 형태로 포함될 수도 있고, 도 4에서 보듯 메인 프로세서(210)와는 별개의 ASIC(application-specific integrated circuit) 또는 FPGA(field programmable gate array) 형태로 구현될 수 있다.The touch coordinate calculation module 240 may be included in the form of a single on chip (SoC) in the main processor 210, or may be an application-specific integrated circuit (ASIC) or a separate processor from the main processor 210 as shown in FIG. 4. It may be implemented in the form of a field programmable gate array (FPGA).

이상의 실시예에서는 터치 패널(100)이 처리 전 터치 데이터를 호스트 기기(200)에 전송하고, 호스트 기기(200)에서 노이즈 필터링, 계조 처리, 경계 판정, 좌표 산출 및 선형 보상을 수행하는 경우에 대해 설시하였지만 이에 한정할 것은 아니고, 노이즈 필터링, 계조 처리, 경계 판정, 좌표 산출 및 선형 보상 중 순차적으로 적어도 하나는 터치 패널(100)의 컨트롤러(120)가 수행할 수도 있다. 예를 들어, 터치 패널(100)의 컨트롤러(120)는 처리 전 터치 데이터에 대해 노이즈 필터링을 수행한 선 처리 터치 데이터를 호스트 기기(200)에 전송할 수도 있는 것이다. 다른 예로서, 터치 패널(100)의 컨트롤러(120)가 노이즈 필터링, 계조 처리, 경계 판정 및 좌표 산출까지 수행하고, 호스트 기기(200)가 선 처리된 터치 데이터에 대해 선형 보상을 수행할 수도 있다.In the above embodiment, the touch panel 100 transmits touch data before processing to the host device 200, and the host device 200 performs noise filtering, gradation processing, boundary determination, coordinate calculation, and linear compensation. Although not limited thereto, the controller 120 of the touch panel 100 may sequentially perform at least one of noise filtering, gray scale processing, boundary determination, coordinate calculation, and linear compensation. For example, the controller 120 of the touch panel 100 may transmit preprocessed touch data that has been subjected to noise filtering to the touch data before processing to the host device 200. As another example, the controller 120 of the touch panel 100 may perform noise filtering, gradation processing, boundary determination, and coordinate calculation, and the host device 200 may perform linear compensation on preprocessed touch data. .

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위에 한정되는 것은 아니고 아래의 청구범위에서 정의하는 본 발명의 기본 개념을 이용하여 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지로 변형 및 개량한 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속한다. 또한, 본 발명 실시예들은 장치 및 방법에만 한정되는 것은 아니고, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 방법을 구현하기 위한 프로그램에도 용이하게 본 발명을 유추 적용할 수 있다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the scope of the present invention, and the person skilled in the art to which the present invention pertains uses the basic concept of the present invention as defined in the following claims. Various modifications and improvements are also within the scope of the present invention. In addition, the embodiments of the present invention are not limited to the apparatus and the method, and those skilled in the art can easily infer the present invention to a program for implementing the method.

Claims (13)

터치 패널과 호스트 기기를 포함하는 터치스크린 장치의 동작 방법에 있어서,
상기 터치 패널이 복수의 구동라인 및 감지라인의 출력을 디지털화하여 처리 전 터치 데이터를 생성하는 단계;
상기 터치 패널이 상기 처리 전 터치 데이터를 분석하여 터치 이벤트가 발생한 것으로 판단되면 상기 처리 전 터치 데이터를 상기 호스트 기기로 전송하는 단계; 및
상기 호스트 기기가 상기 처리 전 터치 데이터로부터 터치 좌표를 산출하는 단계
를 포함하는 터치스크린 장치의 동작 방법.In the operation method of a touch screen device including a touch panel and a host device,
Generating touch data before processing by digitizing the output of the plurality of driving lines and the sensing line by the touch panel;
Transmitting, by the touch panel, the touch data before the processing to the host device when it is determined that the touch event occurs by analyzing the touch data before the processing; And
Calculating touch coordinates from the touch data before the processing by the host device;
Method of operation of the touch screen device comprising a. 제1항에 있어서, 상기 터치 좌표 산출 단계는,
상기 처리 전 터치 데이터로부터 노이즈를 제거하는 단계;
상기 노이즈가 제거된 터치 데이터를 터치 압력에 따라 계조화하는 단계;
상기 계조화된 터치 데이터로부터 터치 경계를 판정하는 단계; 및
상기 판정된 경계의 터치 영역에 대한 터치 좌표를 산출하는 단계
를 포함하는 터치스크린 장치의 동작 방법.The method of claim 1, wherein the calculating of the touch coordinates comprises:
Removing noise from the touch data before the processing;
Gradation of the touch data from which the noise is removed according to touch pressure;
Determining a touch boundary from the grayed touch data; And
Calculating touch coordinates for the touch area of the determined boundary
Method of operation of the touch screen device comprising a. 제2항에 있어서, 상기 터치 좌표 산출 단계 이후에,
상기 호스트 기기가 상기 터치 좌표들의 인접 패턴을 분석하여 라인 터치로 판정되면 상기 터치 좌표들이 선형성을 가지도록 보상하는 단계를 더 포함하는 터치스크린 장치의 동작 방법.According to claim 2, After the touch coordinate calculation step,
And compensating for the touch coordinates to have linearity when the host device analyzes an adjacent pattern of the touch coordinates to determine a line touch. 제1항에 있어서, 상기 처리 전 터치 데이터의 전송 단계는,
상기 터치 패널이 상기 호스트 기기에 터치 이벤트 발생 신호를 송신하는 단계; 및
상기 호스트 기기로부터 ACK 신호가 수신되면, 상기 호스트 기기에 처리 전 터치 데이터를 전송하는 단계
를 포함하는 터치스크린 장치의 동작 방법.The method of claim 1, wherein the transmitting of the touch data before the processing comprises:
Transmitting, by the touch panel, a touch event occurrence signal to the host device; And
If the ACK signal is received from the host device, transmitting touch data before processing to the host device;
Method of operation of the touch screen device comprising a. 제1항에 있어서, 상기 처리 전 터치 데이터의 전송 단계는,
상기 터치 패널이 상기 호스트 기기에 터치 이벤트 발생 신호를 송신하는 단계; 및
일정 시간이 경과한 후, 상기 호스트 기기에 처리 전 터치 데이터를 전송하는 단계
를 포함하는 터치스크린 장치의 동작 방법.The method of claim 1, wherein the transmitting of the touch data before the processing comprises:
Transmitting, by the touch panel, a touch event occurrence signal to the host device; And
After a predetermined time has elapsed, transmitting touch data before processing to the host device.
Method of operation of the touch screen device comprising a. 제1항에 있어서, 상기 처리 전 터치 데이터의 전송 단계는,
상기 터치 패널이 상기 호스트 기기의 메모리 중 미리 할당된 영역에 처리 전 터치 데이터를 저장하는 단계; 및
상기 터치 패널이 상기 호스트 기기에 터치 이벤트 발생 신호를 송신하는 단계
를 포함하는 터치스크린 장치의 동작 방법.The method of claim 1, wherein the transmitting of the touch data before the processing comprises:
Storing, by the touch panel, touch data before processing in a pre-allocated area of the memory of the host device; And
Transmitting, by the touch panel, a touch event occurrence signal to the host device
Method of operation of the touch screen device comprising a. 터치 패널과 호스트 기기를 포함하는 터치스크린 장치의 동작 방법에 있어서,
상기 터치 패널이 복수의 구동라인 및 감지라인의 출력을 디지털화하여 처리 전 터치 데이터를 생성하는 단계;
상기 터치 패널이 상기 처리 전 터치 데이터에 대해 터치 좌표 산출을 위한 선 처리를 수행하는 단계;
상기 터치 패널이 상기 선 처리된 터치 데이터를 상기 호스트 기기로 전송하는 단계; 및
상기 호스트 기기가 상기 선 처리 터치 데이터로부터 터치 좌표를 산출하는 단계
를 포함하는 터치스크린 장치의 동작 방법.In the operation method of a touch screen device including a touch panel and a host device,
Generating touch data before processing by digitizing the output of the plurality of driving lines and the sensing line by the touch panel;
The touch panel performing line processing for calculating touch coordinates on the touch data before the processing;
Transmitting, by the touch panel, the preprocessed touch data to the host device; And
Calculating touch coordinates from the preprocessed touch data by the host device;
Method of operation of the touch screen device comprising a. 제7항에 있어서, 상기 터치 데이터의 선 처리 단계는,
상기 처리 전 터치 데이터로부터 노이즈를 제거하는 제1단계;
상기 노이즈가 제거된 터치 데이터를 터치 압력에 따라 계조화하는 제2단계; 및
상기 계조화된 터치 데이터로부터 터치 경계를 판정하는 제3단계 중 순차적으로 적어도 하나를 포함하는 터치스크린 장치의 동작 방법.The method of claim 7, wherein the preprocessing of the touch data comprises:
A first step of removing noise from the touch data before the processing;
A second step of gradating the touch data from which the noise is removed according to a touch pressure; And
And at least one of a third step of determining a touch boundary from the grayscale touch data. 제8항에 있어서,
상기 터치 좌표들의 인접 패턴을 분석하여 라인 터치로 판정되면 상기 터치 좌표들이 선형성을 가지도록 보상하는 단계를 더 포함하는 터치스크린 장치의 동작 방법.The method of claim 8,
And analyzing the adjacent patterns of the touch coordinates and compensating the touch coordinates to have linearity when determined to be a line touch. 터치스크린 장치의 터치 패널에 있어서,
복수의 구동라인 및 감지라인의 출력을 디지털화하여 처리 전 터치 데이터를 생성하는 정전용량 감지회로; 및
상기 처리 전 터치 데이터를 분석하여 터치 이벤트가 발생한 것으로 판단되면 상기 처리 전 터치 데이터를 상기 터치스크린 장치에 포함된 호스트 기기로 전송하는 컨트롤러
를 포함하는 터치 패널.In the touch panel of the touch screen device,
A capacitive sensing circuit for digitizing outputs of the plurality of driving lines and the sensing lines to generate touch data before processing; And
A controller for analyzing the touch data before processing and transmitting the touch data to the host device included in the touch screen device when it is determined that a touch event has occurred.
Touch panel comprising a. 제10항에 있어서, 상기 컨트롤러는,
상기 호스트 기기에 터치 이벤트 발생 신호를 송신하고,
상기 호스트 기기로부터 ACK 신호가 수신되면, 비로소 상기 호스트 기기에 처리 전 터치 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 터치 패널.The method of claim 10, wherein the controller,
Sends a touch event occurrence signal to the host device;
And upon receiving an ACK signal from the host device, transmit touch data before processing to the host device. 제10항에 있어서, 상기 컨트롤러는,
상기 호스트 기기에 터치 이벤트 발생 신호를 송신하고,
일정 시간이 경과한 후, 상기 호스트 기기에 처리 전 터치 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 터치 패널.The method of claim 10, wherein the controller,
Sends a touch event occurrence signal to the host device;
And after the predetermined time has elapsed, transmitting touch data before the processing to the host device. 제10항에 있어서, 상기 컨트롤러는,
상기 호스트 기기의 메모리 중 미리 할당된 영역에 처리 전 터치 데이터를 직접 저장한 이후에, 상기 호스트 기기에 터치 이벤트 발생 신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 터치 패널.The method of claim 10, wherein the controller,
And after directly storing touch data before processing in a pre-allocated area of the memory of the host device, transmitting a touch event generation signal to the host device.
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