KR20120013522A - 터치 입력장치 및 터치위치 검출방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 터치 입력장치 및 터치위치 검출방법에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력장치는 복수의 제 1 및 제 2 도전패턴들, 상기 제 1 및 제 2 도전패턴들을 절연시키는 절연체를 포함하는 터치패널; 상기 복수의 제 1 도전패턴들에 라인 단위로 상기 제 1 전압을 공급하여 제 1 도전패턴들의 각각을 스캐닝하고, 상기 복수의 제 1 도전패턴들 각각이 스캐닝될 때마다 제 1 스캐닝 제어신호에 따라 상기 복수의 제 2 도전패턴들에 제 1 전압을 순차적으로 공급하여 상기 복수의 제 2 도전패턴들을 모두 스캐닝하는 구동회로; 상기 제 1 스캐닝 제어신호를 포함하는 복수의 스캐닝 제어신호들을 발생하여 상기 구동회로에 공급하는 콘트롤러; 및 상기 터치패널의 제 1 및 제 2 도전패턴들에 접속되어 상기 구동회로로부터 상기 복수의 제 1 및 제 2 도전패턴들에 상기 제 1 전압이 공급될 때마다 각 도전패턴의 초기 정전용량의 전압과 현재의 정전용량의 전압을 비교하여 터치가 수행되었는지의 여부를 나타내는 터치 인식신호 및 터치 무인식 신호와 터치위치를 상기 콘트롤러에 공급하는 터치인식 프로세서를 포함하며, 상기 콘트롤러는 상기 터치인식 프로세서로부터 터치 무인식 신호가 공급될 때에는 상기 구동회로에 제 2 스캐닝 제어신호를 공급하며, 상기 구동회로는 상기 제 2 스캐닝 제어신호에 따라 상기 제 2 도전패턴들에 상기 제 1 전압을 무공급하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 터치 입력장치 및 터치위치 검출방법에 관한 것으로, 특히 고스트 입력(ghost input)없이 빠른 속도로 멀티 터치위치를 검출할 수 있는 터치 입력장치 및 터치위치 검출방법에 관한 것이다.
최근, 키보드, 마우스, 트랙볼, 조이스틱, 디지타이저(digitizer) 등의 다양한 입력장치(Input Device)들이 사용자와 가전기기 또는 각종 정보통신기기 사이의 인터페이스를 구성하기 위해 사용되고 있다. 그러나, 상술한 바와 같은 입력장치를 사용하는 것은 사용법을 익혀야 하고 공간을 차지하는 등의 불편을 야기하여 제품의 완성도를 높이기 어려운 면이 있었다. 따라서, 편리하면서도 간단하고 오작동을 감소시킬 수 있는 입력장치에 대한 요구가 날로 증가되고 있다. 이와 같은 요구에 따라 사용자가 손이나 펜 등으로 화면과 직접 접촉하여 정보를 입력하는 터치 입력장치(touch input device)가 제안되었다.
터치 입력장치는 간단하고, 오작동이 적으며, 별도의 입력기기를 사용하지 않고도 입력이 가능할 뿐 아니라 사용자가 화면에 표시되는 내용을 통해 신속하고 용이하게 조작할 수 있다는 편리성 때문에 다양한 표시장치에 적용되고 있다.
터치 입력장치는 터치된 부분을 감지하는 방식에 따라, 상판 또는 하판에 금속 전극을 형성하여 직류전압을 인가한 상태에서 터치된 위치를 저항에 따른 전압 구배(voltage gradient)로 판단하는 저항막 방식(resistive type), 도전막에 등전위를 형성하고 터치에 따른 상하판의 전압 변화가 일어난 위치를 감지하여 터치된 부분을 감지하는 정전용량 방식(capacitive type), 전자펜이 도전막을 터치함에 따라 유도되는 LC값을 읽어들여 터치된 부분을 감지하는 전자 유도 방식(electro magnetic type) 등으로 구별될 수 있으며, 그 외에도 광학 방식, 초음파 방식 등이 알려져 있다.
이와 같은 터치감지 방법 중, 저항막 방식은 상부 기판 상에 터치가 이루어져 터치 압력이 가해지면 상, 하기판의 투명 도전막이 기계적으로 접촉하게 되는데, 이 때 상대 기판의 접촉점에 형성된 X축, Y축의 전위를 감지하여 터치위치를 검출한다. 이러한 저항막 방식에 의하면 기계적 접촉이 수반되므로 상대적으로 정확한 터치위치를 감지할 수 있는 이점이 있지만, 터치된 X축과 Y축 위치의 전위를 감지한 전위값에 의해 간접적으로 터치위치를 검출하므로 아날로그 디지털 컨버터(ADC, Analog Digital Converter)가 반드시 필요하고 접촉력이 작은 경우에는 터치위치를 감지하기 어려운 문제점이 있다.
이에 대해, 정전용량 방식은 X축 전극패턴들과 Y축 전극패턴들을 교차시켜 매트릭스를 형성하고, 매트릭스 상의 임의의 위치에서 터치가 이루어지는 경우, 정전용량이 변화되는 매트릭스 상의 X축과 Y축의 좌표를 찾아내어 터치위치를 검출하므로 접촉력이 작은 경우에도 터치위치를 감지할 수 있는 이점이 있다.
한편, 정전용량 방식의 터치감지 방법으로는 자기용량형(self-capacitance) 터치 입력장치에서 사용되는 축 스캐닝(axis scanning) 검출방법과 상호용량형(mutual-capacitance) 터치 입력장치에서 사용되는 홀드 및 스캐닝(hold and scanning) 검출방법이 알려져 있다. 도 1a 및 도 1b는 축 스캐닝 검출방법을 설명하기 위한 개념도이고, 도 2는 홀드 및 스캐닝 검출방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 1a에 도시된 바와 같이 축 스캐닝 검출방법은 터치 패널에 형성된 행방향의 모든 전극패턴들을 Y축 방향으로 순차 스캐닝한 후, 다시 열방향 모든 전극패턴들을 X축 방향으로 순차 스캐닝하여 터치가 행해진 위치를 검출하는 방법(또는, 그와 반대로 열방향의 모든 전극패턴들을 X축 방향으로 순차 스캐닝한 후, 다시 행방향의 모든 전극패턴들을 Y축 방향으로 순차 스캐닝하여 터치가 행해진 위치를 검출하는 방법)이다. 이 경우, 하나의 프레임(여기서 프레임은 터치 패널의 전체 면적을 한번 읽어내는 시간 단위를 의미함)을 검출하기 위해서는 행방향의 전체 전극패턴들을 스캐닝하고, 이어서 열방향의 전체 전극패턴들을 스캐닝하여야 하므로, 1프레임에 대한 전체 스캐닝 횟수는 행방향 전극패턴 수에 열방향 전극패턴 수를 더한 값이 된다. 이를 수식으로 표현하면 다음과 같다.
축 스캐닝 검출방법에 있어서의 1 프레임의 검출 스캐닝 횟수=Xn(행방향의 전극패턴 수)+Ym(열방향의 전극패턴 수)
예컨대, Xn이 14이고, Ym이 10인 경우, 축 스캐닝 검출방법에 따르면 총 24번의 스캔으로 터치위치의 좌표검출이 가능하다. 그러나, 이러한 축 스캐닝 검출방법에 따르면 도 1b에 도시된 바와 같이 실제로 터치가 수행된 위치의 실제입력(real input)뿐 아니라 실제로 터치가 수행되지 않은 위치에서도 마치 터치가 수행된 것처럼 고스트 입력(ghost input)이 검출된다.
홀드 및 스캐닝 방법은 축 스캐닝 검출방법의 상술한 고스트 입력 문제를 해소시키기 위한 것으로, 도 2a에 도시된 바와 같이, 터치 패널의 행방향의 전극패턴들 중 첫 번째 전극패턴의 스캐닝이 완료되면, 열 방향의 모든 전극패턴들을 순차적으로 스캐닝하여 터치위치를 검출하는 식으로 행방향의 전체 전극패턴들과 열방향의 전체 전극패턴들을 스캐닝한다. 보다 구체적으로는, 제 1 행의 전극패턴을 스캐닝한 후, 열방향의 모든 전극패턴들을 순차 스캐닝하고, 제 2 행의 전극패턴을 스캐닝한 후 다시 열방향의 모든 전극패턴들을 순차 스캐닝한다. 이와 같이 홀드 및 스캐닝 방법에서는 행방향의 모든 전극패턴을 라인 단위로 열방향의 모든 전극패턴에 대응하여 스캐닝함으로써 터치가 이루어진 위치를 정확하게 검출할 수 있다. 따라서, 홀드 및 스캐닝 방법에서는 행방향의 전극패턴의 수와 열방향의 전극패턴의 수를 곱한 값만큼의 스캔 횟수가 필요하다. 이를 수식으로 표현하면 다음과 같다.
홀드 및 스캐닝 방법에 있어서의 1 프레임의 검출 스캐닝 횟수=Xn(행방향의 전극패턴 수)×Ym(열방향의 전극패턴 수)
예컨대, Xn이 14이고, Ym이 10인 경우, 홀딩 및 스캐닝 검출방법에 따르면 총 140번의 스캔으로 터치위치의 좌표검출이 가능하다. 그러나, 이는 축 스캐닝 방법의 스캐닝 횟수 24번에 비해 대략 6배에 달하게 된다. 이러한 스캐닝 횟수의 증가는 터치패드가 대면적이 되거나 높은 해상도가 요구되어 도전패턴의 수가 증가할 경우 빠른 속도로 터치된 위치를 검출하는데 방해요소가 된다는 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해소하기 위한 것으로, 고스트 입력을 방지하면서도 멀티 터치위치의 검출속도를 향상시킨 터치 입력장치 및 터치위치 검출방법을 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 특징에 따른 터치 입력장치는, 제 1 방향으로 서로 평행하게 배치되는 복수의 제 1 도전패턴들, 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 서로 평행하게 배치되는 복수의 2 도전패턴들, 및 상기 제 1 도전패턴들과 상기 제 2 도전패턴들을 절연시키는 절연체를 포함하는 터치패널; 상기 복수의 제 1 도전패턴들에 라인 단위로 상기 제 1 전압을 공급하여 제 1 도전패턴들의 각각을 스캐닝하고, 상기 복수의 제 1 도전패턴들 각각이 스캐닝될 때마다 제 1 스캐닝 제어신호에 따라 상기 복수의 제 2 도전패턴들에 제 1 전압을 순차적으로 공급하여 상기 복수의 제 2 도전패턴들을 모두 스캐닝하는 구동회로; 상기 제 1 스캐닝 제어신호를 포함하는 복수의 스캐닝 제어신호들을 발생하여 상기 구동회로에 공급하는 콘트롤러; 및 상기 터치패널의 제 1 및 제 2 도전패턴들에 접속되어 상기 구동회로로부터 상기 복수의 제 1 및 제 2 도전패턴들에 상기 제 1 전압이 공급될 때마다 각 도전패턴의 초기 정전용량의 전압과 현재의 정전용량의 전압을 비교하여 터치가 수행되었는지의 여부를 나타내는 터치 인식신호 및 터치 무인식 신호와 터치위치를 상기 콘트롤러에 공급하는 터치인식 프로세서를 포함하며, 상기 콘트롤러는 상기 터치인식 프로세서로부터 터치 무인식 신호가 공급될 때에는 상기 구동회로에 제 2 스캐닝 제어신호를 공급하며, 상기 구동회로는 상기 제 2 스캐닝 제어신호에 따라 상기 제 2 도전패턴들에 상기 제 1 전압을 무공급하는 것을 특징으로 한다.
상술한 구성에서, 상기 구동회로는 상기 제 1 방향의 도전패턴들에 상기 제 1 전압을 공급하여 스캐닝하는 제 1 구동회로와, 상기 제 2 방향의 도전패턴들에 상기 제 1 전압을 공급하여 스캐닝하는 제 2 구동회로를 포함하도록 구성된다.
또한, 상기 제 1 구동회로는 상기 콘트롤러로부터의 상기 제 1 및 제 2 스캐닝 제어신호에 응답하여 상기 제 1 전압을 상기 복수의 제 1 도전패턴들에 각각 공급하는 복수의 제 1 제어스위치들을 포함하며, 상기 제 2 구동회로는 상기 콘트롤러로부터의 상기 제 1 및 제 2 스캐닝 제어신호에 응답하여 상기 제 1 전압을 상기 복수의 제 2 도전패턴들에 각각 공급하는 복수의 제 2 제어스위치들을 포함하는 것으로 구성된다.
또한, 상기 복수의 제 1 및 제 2 도전패턴들의 스캐닝 횟수는 다음의 수식에 의해 결정된다.
(제 1 방향의 전극패턴의 수-터치의 수) + 제 2 방향의 전극패턴 수×터치의 수
또한 본 발명의 특징에 따른 터치위치 검출방법은, 제 1 방향으로 평행하게 배치되는 복수의 제 1 도전패턴들과, 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 평행하게 배치되는 복수의 제 2 도전패턴들을 구비하는 터치패널을 구비하는 터치 입력장치의 터치위치 검출방법으로서, 상기 복수의 제 1 도전패턴 중 첫 번째 제 1 도전패턴에 제 1 전압을 공급하여 스캐닝하는 제 1 단계; 상기 첫 번째 제 1 도전패턴의 정전용량의 변화를 감지하여 터치가 수행되었는지의 여부를 판단하고 그에 따르는 제 1 터치 인식 신호 또는 제 1 터치 무인식 신호를 발생하는 제 2 단계; 상기 제 1 터치 무인식 신호가 발생하면 상기 복수의 제 1 도전패턴 중 두 번째 제 1 도전패턴에 상기 제 1 전압을 공급하고, 상기 제 1 터치 인식신호가 발생하면 상기 복수의 제 2 도전패턴들에 순차적으로 제 1 전압을 공급하여 상기 복수의 제 2 도전패턴들의 정전용량의 변화를 감지하여 터치위치를 검출하는 제 3 단계; 상기 복수의 제 1 도전패턴들 중 상기 두 번째 제 1 도전패턴에 상기 제 1 전압이 공급되면, 상기 두 번째 제 1 도전패턴의 정전용량의 변화를 감지하여 터치가 수행되었는지의 여부를 판단하고 그에 따르는 제 2 터치 인식 신호 또는 제 2 터치 무인식 신호를 발생하는 제 4 단계; 상기 제 2 터치 인식신호 또는 제 2 터치 무인식 신호에 따라 스캐닝이 수행되지 않은 나머지 제 1 도전패턴들 및 상기 복수의 제 2 도전패턴들에 대해 상기 제 2 단계 내지 제 4 단계를 반복적으로 수행하여 상기 터치패널에 터치가 수행된 위치를 검출하는 제 4 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 본 발명의 실시예에 따르면 고스트 입력을 방지하면서도 멀티 터치 위치(multi touch point)의 검출속도를 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있으므로 대면적, 고해상도의 터치 입력장치에 유용하게 적용될 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 종래의 축 스캐닝 방법에 따른 스캐닝 검출방법을 설명하기 위한 개념도,
도 2a 및 도 2b는 종래의 홀드 및 스캐닝 방법에 따른 스캐닝 검출방법을 설명하기 위한 개념도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 터치패널의 구성을 도시한 블록도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 멀티 터치위치를 검출하는 순서를 설명하기 위한 흐름도,
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 멀티스캐닝 검출방법을 설명하기 위한 개념도.
도 2a 및 도 2b는 종래의 홀드 및 스캐닝 방법에 따른 스캐닝 검출방법을 설명하기 위한 개념도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 터치패널의 구성을 도시한 블록도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 멀티 터치위치를 검출하는 순서를 설명하기 위한 흐름도,
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 멀티스캐닝 검출방법을 설명하기 위한 개념도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 나타낸다.
본 발명의 실시예에 따른 터치 입력장치는 복수의 제 1 도전패턴들(X1, X2, X3,...Xn-1, Xn) 및 복수의 2 도전패턴들(Y1, Y2, Y3, ...Ym-1, Ym)을 구비하는 터치패널(100), 제 1 구동회로(200), 제 2 구동회로(300), 콘트롤러(400), 터치인식 프로세서(500)를 포함한다.
터치패널(100)은 제 1 방향(예를들면, X방향)으로 서로 평행하게 배치되는 복수의 제 1 도전패턴들(X1, X2, X3,...Xn-1, Xn), 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향(예를들면, Y방향)으로 서로 평행하게 배치되는 복수의 2 도전패턴들(Y1, Y2, Y3, ...Ym-1, Ym) 및 상기 제 1 절연패턴들(X1, X2, X3,...Xn-1, Xn)과 상기 제 2 도전패턴들(Y1, Y2, Y3, ...Ym-1, Ym)이 전기적으로 접촉되지 않도록 절연시키는 절연층(또는 절연패턴들)(도시생략)을 포함한다.
제 1 구동회로(200)는 터치패널의 행방향 제 1 도전패턴들(X1, X2, X3,...Xn-1, Xn)에 고전위 전원전압을(VDD)을 순차적으로 공급하여 행방향 제 1 도전패턴들(X1, X2, X3,...Xn-1, Xn)을 스캐닝한다. 제 1 구동회로(200)는 현재 고전위 전원전압(VDD)이 인가되는 행방향 도전패턴 이외의 다른 행방향 도전패턴들을 플로팅(floating)시킨다. 플로팅 상태에서는, 도전패턴과 전압원 사이의 전류패스는 개방된다. 따라서, 플로팅 상태의 도전패턴에는 외부전압이 인가되지 않는다. 한편, 제 1 구동회로(100)는 콘트롤러(400)로부터의 스캐닝 제어신호에 응답하여 고전위 전원전압(VDD)을 제 1 도전패턴들(X1, X2, X3,...Xn-1, Xn)에 각각 공급하는 수평라인 제어스위치들(SWH1~SWHn)을 포함한다. 비록 도 3에서는 수평라인 제어스위치들(SWH1~SWHn)이 제 1 구동회로(200)와 터치패널(100) 사이에 형성되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 당업자라면 이들 수평라인 제어스위치들(SWH1~SWHn)이 제 1 구동회로(200) 또는 터치패널(100)에 포함되도록 변형할 수 있다.
제 2 구동회로(300)는 행방향 제 1 도전패턴들(X1, X2, X3,...Xn-1, Xn)이 라인단위로 스캐닝 동작이 완료된 후에 열방향 제 2 도전패턴들(Y1, Y2, Y3, ...Ym-1, Ym)에 고전위 전원전압(VDD)을 순차적으로 공급하여 열방향 제 2 도전패턴들(Y1, Y2, Y3, ...Ym-1, Ym)을 스캐닝한다. 고전위 전원전압(VDD)을 충전하는 열방향 도전패턴 이외의 다른 열방향 도전패턴들은 플로팅된다. 제 2 구동회로(300)는 콘트롤러(400)로부터의 스캐닝 제어신호에 응답하여 고전위 전원전압(VDD)을 제 2 도전패턴들(Y1, Y2, Y3,...Ym-1, Ym)에 각각 공급하는 수직라인 제어스위치들(SWV1, SWV2, SWV3,...SWVm-1, SWVm)을 포함한다. 비록 도 3에서는 수직라인 제어스위치들(SWV1, SWV2, SWV3,...SWVm-1, SWVm)이 제 2 구동회로(300)와 터치패널(100) 사이에 형성되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 당업자라면 이들 수직라인 제어스위치들(SWV1, SWV2, SWV3,...SWVm-1, SWVm)이 제 2 구동회로(300) 또는 터치패널(100)에 포함되도록 변형할 수 있다.
제 1 도전패턴들(X1, X2, X3,...Xn-1, Xn)과 제 2 도전패턴들(Y1, Y2, Y3, ...Ym-1, Ym)은 절연물질을 사이에 두고 형성되기 때문에 이들 사이에는 일정한 크기의 정전용량이 존재하게 된다. 도 3에 도시된 C1은 첫 번째 수평라인 제어스위치(SWH1)와 첫 번째 수직라인 제어스위치(SWV1)가 각각 턴온되었을 때의 첫 번째 제 1 전극패턴(X1)과 첫 번째 제 2 전극패턴(Y1) 사이의 정전용량을 나타내고, C2는 첫 번째 수평라인 제어스위치(SWH1)와 두 번째 수직라인 제어스위치(SWV2)가 각각 턴온되었을 때의 첫 번째 제 1 전극패턴(X1)과 두 번째 제 2 전극패턴(Y2) 사이의 정전용량을 각각 나타내고 있다. 도면의 간략화를 위해 나머지 전극패턴들간에 형성되는 정전용량에 대해서는 도시하지 않았다.
콘트롤러(400)는 터치패널(100)을 구동하기 위한 제 1 구동회로(200)와 제 2 구동회로(300)에 스캐닝 제어신호들 발생한다.
터치 인식 프로세서(500)는 터치패널의 제 1 도전패턴들(X1, X2, X3,...Xn-1, Xn)과 제 2 도전패턴들(Y1, Y2, Y3, ...Ym-1, Ym)에 접속되어 이들 도전패턴의 초기 정전용량의 전압과 터치 정전용량의 전압을 차동 증폭하고 그 결과를 디지털 데이터로 변환한다. 그리고 터치 인식 프로세서(500)는 터치 인식 알고리즘을 이용하여 초기 정전용량과 터치 정전용량의 차이를 바탕으로 터치 위치를 판단하고, 그 터치 위치를 지시하는 터치 좌표 데이터(Cxy)를 콘트롤러(400)로 출력한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 터치입력장치에 따른 스캐닝방법을 도 4를 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다. 도 4는 멀티터치가 행해진 경우 본 발명의 실시예에 따라 멀티 터치위치를 검출하는 순서를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 콘트롤러(400)로부터 공급되는 제 1 스캐닝 제어신호에 따라 제 1 구동회로(200)는 터치패널(100)의 행방향 제 1 도전패턴들(X1, X2, X3,...Xn-1, Xn) 중 첫 번째 도전패턴(X1)에 고전위 전원전압(VDD)을 공급하여 행방향의 제 1 도전패턴들(X1, X2, X3,...Xn-1, Xn) 중 첫 번째 도전패턴(X1)을 스캐닝한다(S100). 터치 인식 프로세서(500)는 터치 인식 알고리즘을 이용하여 행방향의 첫 번째 제 1 도전패턴(X1)의 초기 정전용량과 터치에 의해 발생하는 정전용량의 차이를 바탕으로 터치가 이루어졌는지를 판단하여 터치여부를 콘트롤러(400)에 송신한다(S200).
터치 인식 프로세서(500)가 행방향의 첫 번째 제 1 도전패턴(X1)에 터치가 이루어지지 않은 것으로 판단한 터치 무인식 신호를 콘트롤러(400)에 송신하면, 콘트롤러(400)는 터치 무인식 신호에 기초하여 제 1 구동회로(200)와 제 2 구동회로(300)에 제 2 스캐닝 제어신호를 송신한다. 제 2 구동회로는 콘트롤러(400)로부터의 제 2 스캐닝 제어신호에 기초하여 열방향의 제 2 도전패턴들(Y1, Y2, Y3,...Ym-1, Ym)에 고전위 전원전압(VDD)를 공급하지 않으므로, 열방향의 제 2 도전패턴들(Y1, Y2, Y3,...Ym-1, Ym)은 스캐닝되지 않는다. 제 1 구동회로(200)는 제 2 스캐닝 제어신호에 따라 두 번째 제 1 도전패턴(X2)에 고전위 전원전압(VDD)을 공급하여 행방향의 제 1 도전패턴들(X1, X2, X3,...Xn-1, Xn) 중 두 번째 제 1 도전패턴(X2)을 스캐닝한다(S100).
그러나, 터치 인식 프로세서(500)가 터치가 이루어진 것으로 판단한 터치 인식신호를 콘트롤러(400)에 송신하면, 콘트롤러(400)는 터치 인식신호에 기초하여 제 2 구동회로(300)에 제 3 스캐닝 제어신호를 송신한다. 제 2 구동회로는 콘트롤러(400)로부터의 제 3 스캐닝 제어신호에 기초하여 열방향의 제 2 도전패턴들(Y1, Y2, Y3,...Ym-1, Ym)에 순차적으로 고전위 전원전압(VDD)를 공급하여 제 2 도전패턴들(Y1, Y2, Y3,...Ym-1, Ym)을 순차적으로 스캐닝한다(S300). 이와 같이 열방향의 제 2 도전패턴들(Y1, Y2, Y3, ...Ym-1, Ym)을 순차적으로 스캐닝함에 따라 터치 인식 프로세서(500)는 첫 번째 제 1 도전패턴(X1)과 교차하는 제 2 도전패턴들(Y1, Y2, Y3,...Ym-1, Ym)의 터치위치를 차례로 검출하여 콘트롤러(400)에 송신한다. 따라서, 첫번째 제 1 도전패턴(X1)에 해당하는 위치에서의 모든 터치위치를 정확히 검출해 낼 수 있게 된다.
이와 같은 과정을 반복하여 행방향의 제 1 도전패턴들(X1, X2, X3,...Xn-1, Xn)들과 열방향의 제 2 도전패턴들(Y1, Y2, Y3, ...Ym-1, Ym)을 순차적으로 스캐닝함으로써 터치패드(100) 상에 터치가 이루어지는 모든 위치를 정확하게 검출할 수 있게 된다(S400).
상술한 본 발명의 실시예에서는 행방향의 제 1 도전패턴들(X1, X2, X3,...Xn-1, Xn) 각각에 대응하는 제 2 도전패턴들(Y1, Y2, Y3, ...Ym-1, Ym)을 순차적으로 스캐닝하여 터치위치를 검출하는 것으로 설명하였으나, 이와는 반대로 제 2 도전패턴들(Y1, Y2, Y3, ...Ym-1, Ym) 각각에 대응하는 제 1 도전패턴들(X1, X2, X3,...Xn-1, Xn)을 순차적으로 스캐닝하여 터치위치를 검출하는 것도 가능하다는 것을 당업자라면 충분히 인식할 수 있으므로, 행방향과 열방향의 도전패턴들의 스캐닝 순서를 변경하는 것은 당연히 본 발명의 범위에 속한다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 멀티스캐닝 검출방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5a 및 도 5b에 예시된 멀티스캐닝 검출방법에서는 행방향의 첫 번째 제 1 도전패턴(X1)의 스캐닝 과정에서 터치가 인식되지 않아 열방향의 제 2 도전패턴들(Y1, Y2, Y3, ...Ym-1, Ym)의 스캐닝이 수행되지 않는 상태와, 행방향의 두 번째 제 1 도전패턴(X2)을 스캐닝한 결과 터치가 검출되어 열방향의 제 2 도전패턴들(Y1, Y2, Y3, ...Ym-1, Ym)을 순차적으로 스캐닝하여 검출된 터치위치를 개념적으로 보여주고 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면 터치스크린의 도전패턴을 Y열 (또는 X행) 방향으로 1 라인 단위로 순차적으로 스캐닝하다가 특정 도전페턴에서 터치신호가 검출된 경우에만 추가적으로 X행 (또는 Y열) 방향으로 도전패턴들을 순차적으로 스캐닝하여 터치위치를 검출하고 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따르면 다음의 수식에 따르는 스캐닝 횟수가 필요하게 된다.
1 프레임의 검출 스캐닝 횟수={Ym(열방향의 전극패턴의 수)-터치의 수} + Xn(행방향의 전극패턴 수)×터치의 수
예컨대, Xn이 14이고, Ym이 10이고, 터치의 수가 2인 경우, 이를 수학식 3에 대입하면 (10-2)+2×14=36으로 되어 총 36회의 스캔만 수행하면 되므로 축 스캐닝 검출방법의 24회 보다 조금 많기는 하지만, 홀드 및 스캐닝 검출방법의 140회에 비하면 훨씬 적은 횟수로 고스트 입력이 없는 정확한 멀티 터치 검출이 가능하게 된다.
다음의 표 1은 Xn=14, Ym=10이고, 총 멀티 터치의 입력 갯수가 10개 까지 증가할 경우의 총 스캔횟수를 계산한 결과를 나타낸 것이다.
| 터치횟수 | 본 발명에 따른 스캐닝 횟수 | 비고 |
| 1 | 23 | Xn=14 Ym-10 축 스캐닝 방법에 따른 스캐닝 횟수=14회 홀드 및 스캐닝 방법에 따른 스캐닝 횟수=140회 |
| 2 | 36 | |
| 3 | 49 | |
| 4 | 62 | |
| 5 | 75 | |
| 6 | 88 | |
| 7 | 101 | |
| 8 | 114 | |
| 9 | 127 | |
| 10 | 140 |
표 1로 알 수 있는 바와 같이, 멀티 터치의 횟수가 10개일 경우의 본 발명에 따른 스캐닝 횟수는 140회로 종래의 홀드 및 스캐닝 방법과 동일한 스캐닝 횟수를 갖는다. 따라서, 멀티 터치의 횟수가 10개 미만인 경우에는 종래의 홀드 및 스캐닝 방법에 비해 검출속도의 면에서 훨씬 유리한 효과를 얻을 수 있게 된다. 특히 손가락으로 입력하는 경우 한번에 터치되는 횟수가 10을 초과하는 경우는 실질적으로 매우 드물게 나타나므로 본 발명에 따르는 터치 입력장치 및 터치 입력 방법은 종래에 비해 우수한 터치 인식속도를 가질 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
100 : 터치패널 200 : 제 1 구동회로
300 : 제 2 구동회로 400: 콘트롤러
500 : 터치 인식 프로세서
300 : 제 2 구동회로 400: 콘트롤러
500 : 터치 인식 프로세서
Claims (10)
- 제 1 방향으로 서로 평행하게 배치되는 복수의 제 1 도전패턴들, 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 서로 평행하게 배치되는 복수의 2 도전패턴들, 및 상기 제 1 도전패턴들과 상기 제 2 도전패턴들을 절연시키는 절연체를 포함하는 터치패널;
상기 복수의 제 1 도전패턴들에 라인 단위로 상기 제 1 전압을 공급하여 제 1 도전패턴들의 각각을 스캐닝하고, 상기 복수의 제 1 도전패턴들 각각이 스캐닝될 때마다 제 1 스캐닝 제어신호에 따라 상기 복수의 제 2 도전패턴들에 제 1 전압을 순차적으로 공급하여 상기 복수의 제 2 도전패턴들을 모두 스캐닝하는 구동회로;
상기 제 1 스캐닝 제어신호를 포함하는 복수의 스캐닝 제어신호들을 발생하여 상기 구동회로에 공급하는 콘트롤러; 및
상기 터치패널의 제 1 및 제 2 도전패턴들에 접속되어 상기 구동회로로부터 상기 복수의 제 1 및 제 2 도전패턴들에 상기 제 1 전압이 공급될 때마다 각 도전패턴의 초기 정전용량의 전압과 현재의 정전용량의 전압을 비교하여 터치가 수행되었는지의 여부를 나타내는 터치 인식신호 및 터치 무인식 신호와 터치위치를 상기 콘트롤러에 공급하는 터치인식 프로세서를 포함하며,
상기 콘트롤러는 상기 터치인식 프로세서로부터 터치 무인식 신호가 공급될 때에는 상기 구동회로에 제 2 스캐닝 제어신호를 공급하며,
상기 구동회로는 상기 제 2 스캐닝 제어신호에 따라 상기 제 2 도전패턴들에 상기 제 1 전압을 무공급하는 것을 특징으로 하는 터치 입력장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 구동회로는 상기 제 1 방향의 도전패턴들에 상기 제 1 전압을 공급하여 스캐닝하는 제 1 구동회로와, 상기 제 2 방향의 도전패턴들에 상기 제 1 전압을 공급하여 스캐닝하는 제 2 구동회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 입력장치.
- 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 구동회로는 상기 콘트롤러로부터의 상기 제 1 및 제 2 스캐닝 제어신호에 응답하여 상기 제 1 전압을 상기 복수의 제 1 도전패턴들에 각각 공급하는 복수의 제 1 제어스위치들을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 입력장치.
- 제 3 항에 있어서,
상기 제 2 구동회로는 상기 콘트롤러로부터의 상기 제 1 및 제 2 스캐닝 제어신호에 응답하여 상기 제 1 전압을 상기 복수의 제 2 도전패턴들에 각각 공급하는 복수의 제 2 제어스위치들을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 입력장치.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 제 1 및 제 2 도전패턴들의 스캐닝 횟수는,
(제 1 방향의 전극패턴의 수-터치의 수) + 제 2 방향의 전극패턴 수×터치의 수,
에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 터치 입력장치.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한에 있어서,
상기 제 1 전압은 고전위 전원전압인 것을 특징으로 하는 터치 입력장치.
- 제 1 방향으로 평행하게 배치되는 복수의 제 1 도전패턴들과, 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 평행하게 배치되는 복수의 제 2 도전패턴들을 구비하는 터치패널을 구비하는 터치 입력장치의 터치위치 검출방법에 있어서,
상기 복수의 제 1 도전패턴 중 첫 번째 제 1 도전패턴에 제 1 전압을 공급하여 스캐닝하는 제 1 단계;
상기 첫 번째 제 1 도전패턴의 정전용량의 변화를 감지하여 터치가 수행되었는지의 여부를 판단하고 그에 따르는 제 1 터치 인식 신호 또는 제 1 터치 무인식 신호를 발생하는 제 2 단계;
상기 제 1 터치 무인식 신호가 발생하면 상기 복수의 제 1 도전패턴 중 두 번째 제 1 도전패턴에 상기 제 1 전압을 공급하고, 상기 제 1 터치 인식신호가 발생하면 상기 복수의 제 2 도전패턴들에 순차적으로 제 1 전압을 공급하여 상기 복수의 제 2 도전패턴들의 정전용량의 변화를 감지하여 터치위치를 검출하는 제 3 단계;
상기 복수의 제 1 도전패턴들 중 상기 두 번째 제 1 도전패턴에 상기 제 1 전압이 공급되면, 상기 두 번째 제 1 도전패턴의 정전용량의 변화를 감지하여 터치가 수행되었는지의 여부를 판단하고 그에 따르는 제 2 터치 인식 신호 또는 제 2 터치 무인식 신호를 발생하는 제 4 단계;
상기 제 2 터치 인식신호 또는 제 2 터치 무인식 신호에 따라 스캐닝이 수행되지 않은 나머지 제 1 도전패턴들 및 상기 복수의 제 2 도전패턴들에 대해 상기 제 2 단계 내지 제 4 단계를 반복적으로 수행하여 상기 터치패널에 터치가 수행된 위치를 검출하는 제 4 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 입력장치의 터치위치 검출방법.
- 제 7 항에 있어서,
상기 제 3 단계는, 상기 터치 인식신호가 발생할 때 상기 복수의 제 2 도전패턴들에 순차적으로 제 1 전압을 공급하여 상기 복수의 제 2 도전층들을 스캐닝함으로써 상기 첫 번째 제 1 도전층과 교차하는 상기 복수의 제 2 도전층의 터치위치를 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치위치 검출방법.
- 제 7 항 및 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 제 1 및 제 2 도전패턴들의 스캐닝 횟수는,
(제 1 방향의 전극패턴의 수-터치의 수) + 제 2 방향의 전극패턴 수×터치의 수,
에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 터치위치 검출방법.
- 제 7 항 및 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 전압은 고전위 전원전압인 것을 특징으로 하는 터치위치 검출방법.
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