KR20130025266A - 터치센서를 가지는 표시장치와 그의 터치성능 향상방법 - Google Patents

터치센서를 가지는 표시장치와 그의 터치성능 향상방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20130025266A
KR20130025266A KR1020110088681A KR20110088681A KR20130025266A KR 20130025266 A KR20130025266 A KR 20130025266A KR 1020110088681 A KR1020110088681 A KR 1020110088681A KR 20110088681 A KR20110088681 A KR 20110088681A KR 20130025266 A KR20130025266 A KR 20130025266A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sensor
node
touch
data
sensor node
Prior art date
Application number
KR1020110088681A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101395991B1 (ko
Inventor
황종희
이수원
Original Assignee
엘지디스플레이 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 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to KR1020110088681A priority Critical patent/KR101395991B1/ko
Priority to US13/598,243 priority patent/US8766943B2/en
Priority to CN201210320010.4A priority patent/CN102968207B/zh
Publication of KR20130025266A publication Critical patent/KR20130025266A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101395991B1 publication Critical patent/KR101395991B1/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
    • G06F3/041—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
    • G06F3/04186—Touch location disambiguation
    • 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
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0446—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a grid-like structure of electrodes in at least two directions, e.g. using row and column electrodes
    • 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
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means

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

본 발명에 따른 터치센서를 가지는 표시장치와 그의 터치성능 향상방법은 피크 데이터를 갖는 센터 노드에 이웃한 주변 센서 노드들의 센서 데이터값에 따라 상하좌우의 옵셋치를 다르게 하여 터치 지점의 좌표값을 보상함으로써, 터치 좌표에 대한 해상도 변환 과정에서 초래되는 실행 결과의 왜곡 현상을 최소화할 수 있다.

Description

터치센서를 가지는 표시장치와 그의 터치성능 향상방법{DISPLAY HAVING TOUCH SENSOR AND METHOD FOR IMPROVING TOUCH PERFORMANCE THEREOF}
본 발명은 터치센서를 가지는 표시장치와 그의 터치성능 향상방법에 관한 것이다.
가전기기나 휴대용 정보기기의 경량화, 슬림화 추세에 따라 유저 입력 수단이 버튼형 스위치에서 터치 스크린으로 대체되고 있다. 터치 스크린은 다른 입력장치의 필요없이 화면에 직접 접촉해 입력하는 스크린을 지칭하는 것으로, 핸프폰 시장에서의 사용을 필두로 하여 전반적인 IT 제품에 사용이 확대되고 있다.
디스플레이 장치에 적용되는 터치 스크린은 다수의 터치센서들을 포함한다. 터치센서들은 표시패널 내에 인셀 타입(In-cell type)으로 내장되거나, 온 셀 타입(On-cell type) 또는 애드 온 셀 타입(Add-on cell type)으로 표시패널에 결합될 수 있다. 터치 방식으로는 저항막 방식(resistive type), 정전용량 방식(capacitive type), 전자 유도 방식(electro magnetic type)등이 알려져 있으며, 이들 중 특히 정전 용량 변화가 일어난 위치를 감지하여 터치된 부분을 감지하는 정전용량 방식이 널리 쓰이고 있다.
정전 용량 방식의 터치센서들은 다수의 Tx 라인들과 다수의 Rx라인들의 교차부마다 형성되어 뮤추얼 커패시터(Mutual capacitor)를 구현하는 센서 노드를 각각 포함한다. 정전 용량 방식은 터치 전후에 있어 뮤추얼 커패시터의 정전량 변화를 계산하여 터치 지점을 인식한다.
정전용량 방식의 터치 스크린은 표시패널의 픽셀수마다 작은 개수의 터치센서들을 포함하기 때문에, 그의 물리적 해상도가 표시패널의 물리적 해상도에 비해 낮다. 따라서, 터치센서를 가지는 표시장치에서는 터치 지점의 좌표값과 연계된 응용 프로그램을 실행하기에 앞서, 터치 스크린과 표시패널 간 물리적 해상도 차이를 보정하는 작업이 수행된다. 해상도 보정 작업에 의해, 도 1과 같이 터치 스크린의 해상도 수준으로 검출된 터치 좌표는 표시패널 해상도 수준으로 변환된다.
해상도 보정 기술로는 터치 스크린의 해상도 수준으로 검출된 터치 좌표에 해상도 확장 비율을 단순히 곱하는 방식이 알려져 있다. 예컨대, 표시패널의 해상도가 A*B이고 터치 스크린의 해상도 수준으로(C*D)(C<A,D<B) 검출된 터치 좌표가 X,Y이고, 기존의 해상도 보정 기술에 의하면 X는 A/C만큼 증가된 좌표값으로 변환되고, Y는 B/D만큼 증가된 좌표값으로 변환된다.
이러한 기존의 해상도 보정 기술에서는 주변 터치센서들에 대한 고려없이 정전량 변화가 가장 큰 터치센서의 좌표만을 연산의 대상으로 하고 있기 때문에, 해상도 변환시 정확한 좌표 매칭이 어려워 사용자가 원하는 실행 결과를 표시패널에 표시하기 어려웠다. 일 예로, 사용자가 터치 스크린 상에 직선이나 곡선 등을 그리더라도, 실제로 표시패널에 표시될 때는 도 2의 에일리어싱(aliasing) 현상과 같이 왜곡되게 된다. 기존의 해상도 보정 기술로는 터치 성능의 향상을 기대하기 어렵다.
따라서, 본 발명의 목적은 터치 좌표에 대한 해상도 변환 과정에서 초래되는 실행 결과의 왜곡 현상을 최소화하여 터치 성능을 향상시킬 수 있도록 한 터치센서를 가지는 표시장치와 그의 터치성능 향상방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 터치센서를 가지는 표시장치의 터치성능 향상방법은 표시패널과 일체화된 터치 스크린으로부터 입력되는 센서 노드들의 전압을 센서 데이터로 변환하는 단계; 상기 센서 데이터 중에서 피크 데이터를 검출하는 단계; 터치 지점에 가장 가까우며 상기 피크 데이터를 갖는 센터 노드를 사이에 두고 X축 방향으로 양측에 배치된 좌측 센서 노드 및 우측 센서 노드의 센서 데이터와, 상기 피크 데이터를 기반으로 X축 방향으로 제1 옵셋값을 계산하는 단계; 상기 센터 노드의 X좌표에 상기 제1 옵셋값을 가산하고, 그 가산 결과에 상기 표시패널의 가로 해상도를 상기 터치 스크린의 가로 해상도로 나눈 제1 해상도 비율값을 곱하여 상기 터치 지점의 X좌표를 보상하는 단계; 상기 센터 노드를 사이에 두고 Y축 방향으로 양측에 배치된 상측 센서 노드 및 하측 센서 노드의 센서 데이터와, 상기 피크 데이터를 기반으로 Y축 방향으로 제2 옵셋값을 계산하는 단계; 및 상기 센터 노드의 Y좌표에 상기 제2 옵셋값을 가산하고, 그 가산 결과에 상기 표시패널의 세로 해상도를 상기 터치 스크린의 세로 해상도로 나눈 제2 해상도 비율값을 곱하여 상기 터치 지점의 Y좌표를 보상하는 단계를 포함한다.
이 터치성능 향상방법은 상기 좌측 센서 노드의 센서 데이터 및 상기 우측 센서 노드의 센서 데이터 중 어느 하나와 상기 피크 데이터를 이용하여, 상기 센터 노드와 상기 좌측 센서 노드 또는, 상기 센터 노드와 상기 우측 센서 노드 사이에서 위치별 센서 데이터 변화의 비선형성을 보정하기 위한 제1 보정함수를 생성하는 단계; 및 상기 제1 보정함수를 이용하여 상기 제1 옵셋값의 계산에 사용되는 상기 좌측 센서 노드의 센서 데이터, 상기 우측 센서 노드의 센서 데이터, 및 상기 피크 데이터를 각각 1차 보정하는 단계를 더 포함한다.
이 터치성능 향상방법은 상기 상측 센서 노드의 센서 데이터 및 상기 하측 센서 노드의 센서 데이터 중 어느 하나와 상기 피크 데이터를 이용하여, 상기 센터 노드와 상기 상측 센서 노드 또는, 상기 센터 노드와 상기 하측 센서 노드 사이에서 위치별 센서 데이터 변화의 비선형성을 보정하기 위한 제2 보정함수를 생성하는 단계; 및 상기 제2 보정함수를 이용하여 상기 제2 옵셋값의 계산에 사용되는 상기 상측 센서 노드의 센서 데이터, 상기 하측 센서 노드의 센서 데이터, 및 상기 피크 데이터를 각각 2차 보정하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 터치센서를 가지는 표시장치는 표시패널과 일체화된 터치 스크린으로부터 입력되는 센서 노드들의 전압을 센서 데이터로 변환하는 아날로그-디지털 변환부; 상기 센서 데이터 중에서 피크 데이터를 검출하는 피크 데이터 검출부; 터치 지점에 가장 가까우며 상기 피크 데이터를 갖는 센터 노드를 사이에 두고 X축 방향으로 양측에 배치된 좌측 센서 노드 및 우측 센서 노드의 센서 데이터와, 상기 피크 데이터를 기반으로 X축 방향으로 제1 옵셋값을 계산함과 아울러, 상기 센터 노드를 사이에 두고 Y축 방향으로 양측에 배치된 상측 센서 노드 및 하측 센서 노드의 센서 데이터와, 상기 피크 데이터를 기반으로 Y축 방향으로 제2 옵셋값을 계산하는 옵셋값 계산부; 및 상기 센터 노드의 X좌표에 상기 제1 옵셋값을 가산하고, 그 가산 결과에 상기 표시패널의 가로 해상도를 상기 터치 스크린의 가로 해상도로 나눈 제1 해상도 비율값을 곱하여 상기 터치 지점의 X좌표를 보상함과 아울러, 상기 센터 노드의 Y좌표에 상기 제2 옵셋값을 가산하고, 그 가산 결과에 상기 표시패널의 세로 해상도를 상기 터치 스크린의 세로 해상도로 나눈 제2 해상도 비율값을 곱하여 상기 터치 지점의 Y좌표를 보상하는 해상도 변환부를 구비한다.
본 발명에 따른 터치센서를 가지는 표시장치와 그의 터치성능 향상방법은 피크 데이터를 갖는 센터 노드에 이웃한 주변 센서 노드들의 센서 데이터값에 따라 상하좌우의 옵셋치를 다르게 하여 터치 지점의 좌표값을 보상함으로써, 터치 좌표에 대한 해상도 변환 과정에서 초래되는 실행 결과의 왜곡 현상을 최소화할 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 터치센서를 가지는 표시장치와 그의 터치성능 향상방법은 터치 스크린의 센서 노드들 사이에서 터치 위치에 따라 정전용량 변화(즉, 센서 데이터 변화)의 비선형성을 먼저 보정한 후에, 보정값이 반영된 주변 센서 노드들의 센서 데이터값에 따라 상하좌우의 옵셋치를 다르게 하여 터치 지점의 좌표값을 보상함으로써, 터치 좌표에 대한 해상도 변환 과정에서 초래되는 실행 결과의 왜곡 현상을 더욱 최소화하여 터치 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있다.
도 1은 터치 좌표의 해상도 보정 기술을 설명하기 위한 도면.
도 2는 기존의 해상도 보정 기술에 의해 초래되는 실행 결과(직선 또는 곡선)의 왜곡 현상을 보여주는 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치센서를 가지는 표시장치의 터치성능 향상방법을 보여주는 흐름도.
도 4는 표시패널에 결합 또는 내장되는 터치 스크린을 보여주는 도면.
도 5는 터치 스크린과 표시패널의 물리적인 해상도 차이를 보여주는 도면.
도 6은 센터 노드와 주변 센서 노드들의 센서 데이터에 대한 일 예를 보여주는 도면.
도 7은 터치 스크린 상 위치하는 터치 지점의 일 예를 보여주는 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치성능 향상방법의 실행 효과를 보여주는 도면.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치센서를 가지는 표시장치의 터치성능 향상방법을 보여주는 흐름도.
도 10은 터치 센서 패턴을 확대하여 보여주는 도면.
도 11은 터치 스크린의 센서 노드들 사이에 형성된 단위 센서 패턴 내에서의 터치 위치에 따른 정전용량 변화를 보여주는 도면.
도 12는 보정 함수를 구하는 원리를 설명하기 위한 도면.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치성능 향상방법의 실행 효과를 보여주는 도면.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 표시장치를 보여 주는 블록도.
도 15 내지 도 17은 터치 스크린과 표시패널의 다양한 실시예들을 보여 주는 도면들.
도 18은 터치 스크린과 표시패널 간 물리적 해상도 차이를 보정하기 위한 터치 콘트롤러의 세부 구성의 일 예를 보여주는 도면.
도 19는 터치 스크린과 표시패널 간 물리적 해상도 차이를 보정하기 위한 터치 콘트롤러의 세부 구성의 다른 예를 보여주는 도면.
이하, 도 3 내지 도 19를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치센서를 가지는 표시장치의 터치성능 향상방법을 보여주는 흐름도이다. 도 4 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치센서를 가지는 표시장치의 터치성능 향상방법을 구체적으로 설명하기 위한 도면들이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치성능 향상방법은 터치 스크린으로부터 입력되는 센서 노드들의 전압을 센서 데이터로 변환한다.(S1)
터치 스크린(TSP)은 도 4와 같이 표시패널(DIS)에 온 셀 타입(On-cell type) 또는 애드 온 셀 타입(Add-on cell type)으로 결합될 수 있다. 한편, 터치 스크린(TSP)은 표시패널(DIS) 내에 인셀 타입(In-cell type)으로 내장될 수도 있다. 터치 스크린(TSP)은 도 4와 같이 Tx 전극들, Tx 전극들과 교차하는 Rx 전극들, 및 Tx 전극들과 Rx 전극들의 교차부들에 형성되어 뮤추얼 커패시터를 구성하는 다수의 센서 노드들(TSN)을 포함한다.
이 터치성능 향상방법은 센서 데이터 중 터치 전후에 있어 가장 변화가 큰 피크 데이터를 검출한다.(S2) 피크 데이터는 터치 스크린(TSP) 상에서 사람의 손가락(또는 도전체)이 접촉되는 터치 지점에 가장 가까운 센서 노드의 전압에 대응된다.
터치 스크린(TSP)의 물리적 해상도는 도 5와 같이 표시패널(DIS)의 물리적 해상도에 크게 낮다. 도 5에서, 실선은 터치 셀을 구획하기 위한 터치 스크린(TSP)의 물리적 해상도를, 점선은 픽셀을 구획하기 위한 표시패널(DIS)의 물리적 해상도를 각각 나타낸다. 이 터치성능 향상방법은 터치 스크린(TSP)과 표시패널(DIS) 간 물리적 해상도 차이를 보정하기 위해 기존과 같이 피크 데이터만 고려하는게 아니라, 터치 지점(P(x,y))에 가장 가까운 센터 노드(Nc)에 이웃한 주변 센서 노드들(Nr,Nl,Nu,Nd)의 센서 데이터까지 더 고려한다.
주변 센서 노드들은 센터 노드(Nc)를 사이에 두고 X축 방향으로 양측에 배치된 좌측 센서 노드(Nl) 및 우측 센서 노드(Nr)와, 센터 노드(Nc)를 사이에 두고 Y축 방향으로 양측에 배치된 상측 센서 노드(Nu) 및 하측 센서 노드(Nd)를 포함한다. 도 5와 같이 센터 노드(Nc)를 포함한 터치 셀에서 터치 지점(P(x,y))이 우측 센서 노드(Nr) 및 하측 센서 노드(Nd) 쪽으로 치우쳐 위치하는 경우, 센터 노드(Nc)의 피크 데이터와 주변 센서 노드들(Nr,Nl,Nu,Nd)의 센서 데이터의 일 예가 도 6에 도시되어 있다. 데이터의 크기는 터치 지점(P(x,y))으로 가깝게 배치된 센서 노드일수록 크다. 도 6에서, 센터 노드(Nc)의 피크 데이터값은 '3988'이고, 우측 센서 노드(Nr)의 센서 데이터값은 '3552'이고, 하측 센서 노드(Nd)의 센서 데이터값은 '3731'이며, 좌측 센서 노드(Nl)의 센서 데이터값은 '2413'이다.
이 터치성능 향상방법은 주변 센서 노드들(Nr,Nl,Nu,Nd)의 센서 데이터값에 따라 상하좌우의 가중치를 다르게 더해주는 기법을 사용함으로써 터치 지점(P(x,y))의 좌표를 표시패널(DIS) 해상도에 맞게 보정한다.
먼저 이 터치성능 향상방법은 도 7에 도시된 터치 지점(P(x,y))의 X좌표(Px)를 표시패널(DIS) 해상도에 맞는 보정 X좌표로 변환하기 위해, 좌측 센서 노드(Nl)의 센서 데이터값과, 우측 센서 노드(Nr)의 센서 데이터값과, 센터 노드(Nc)의 피크 데이터값을 아래의 수학식 1에 적용하여 X축 방향으로의 제1 옵셋값(Δx)을 계산한다.(S3)
Figure pat00001
수학식 1에서, 'center'는 센터 노드(Nc)의 피크 데이터값을, 'left'는 좌측 센서 노드(Nl)의 센서 데이터값을, 'right'는 우측 센서 노드(Nr)의 센서 데이터값을 각각 나타낸다.
만약, 터치 지점(P(x,y))의 X좌표(Px)가 좌측 센서 노드(Nl)에 치우쳐 위치하여 좌측 센서 노드(Nl)의 센서 데이터값(left)가 우측 센서 노드(Nr)의 센서 데이터값(right)에 비해 더 큰 경우에는 제1 옵셋값(Δx)의 계산시 아래의 수학식 2가 적용될 수 있다.
Figure pat00002
이 터치성능 향상방법은 아래의 수학식 3과 같이 센터 노드(Nc)의 X좌표(x(Nc))에 제1 옵셋값(Δx)을 가산하고, 그 결과에 표시패널(DIS) 가로 해상도(X축 방향으로의 해상도)를 터치 스크린(TSP) 가로 해상도로 나눈 제1 해상도 비율값(Nx)을 곱하여 터치 지점(P(x,y))의 X좌표(Px)를 표시패널(DIS)의 해상도에 부합되는 보정 X좌표(Px')로 변환한다.(S4)
Figure pat00003
다음으로, 이 터치성능 향상방법은 도 7에 도시된 터치 지점(P(x,y))의 Y좌표(Py)를 표시패널(DIS) 해상도에 맞는 보정 Y좌표로 변환하기 위해, 상측 센서 노드(Nu)의 센서 데이터값과, 하측 센서 노드(Nd)의 센서 데이터값과, 센터 노드(Nc)의 피크 데이터값을 아래의 수학식 4에 적용하여 Y축 방향으로의 제2 옵셋값(Δy)을 계산한다.(S5)
Figure pat00004
수학식 4에서, 'center'는 센터 노드(Nc)의 피크 데이터값을, 'up'는 상측 센서 노드(Nu)의 센서 데이터값을, 'down'는 하측 센서 노드(Nd)의 센서 데이터값을 각각 나타낸다.
만약, 터치 지점(P(x,y))의 Y좌표(Py)가 상측 센서 노드(Nu)에 치우쳐 위치하여 상측 센서 노드(Nu)의 센서 데이터값(up)가 하측 센서 노드(Nd)의 센서 데이터값(dwon)에 비해 더 큰 경우에는 제2 옵셋값(Δy)의 계산시 아래의 수학식 5가 적용될 수 있다.
Figure pat00005
이 터치성능 향상방법은 아래의 수학식 6과 같이 센터 노드(Nc)의 Y좌표(y(Nc))에 제2 옵셋값(Δy)을 가산하고, 그 결과에 표시패널(DIS) 세로 해상도(Y축 방향으로의 해상도)를 터치 스크린(TSP) 세로 해상도로 나눈 제2 해상도 비율값(Ny)을 곱하여 터치 지점(P(x,y))의 Y좌표(Py)를 표시패널(DIS)의 해상도에 부합되는 보정 Y좌표(Py')로 변환한다.
Figure pat00006
이렇게 본 발명의 일 실시예에 따른 터치성능 향상방법은, 주변 센서 노드들(Nr,Nl,Nu,Nd)의 센서 데이터값에 따라 상하좌우의 옵셋치를 다르게 더해주는 기법을 사용함으로써, 터치 좌표에 대한 해상도 변환 과정에서 초래되는 실행 결과의 왜곡 현상을 최소화하여 도 8과 같이 터치 성능을 향상시킬 수 있게 된다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치센서를 가지는 표시장치의 터치성능 향상방법을 보여주는 흐름도이다. 도 10 내지 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치센서를 가지는 표시장치의 터치성능 향상방법을 구체적으로 설명하기 위한 도면들이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 터치성능 향상방법은, 터치 스크린(TSP) 해상도를 표시패널(DIS) 해상도로 변환하는 단계(도 9a의 S5,S6과 도 9b의 S9,S10)에 앞서, 터치 스크린(TSP)의 센서 노드들 사이에서 터치 위치에 따라 정전용량 변화(즉, 센서 데이터 변화)의 비선형성을 보정하는 전처리 단계(도 9a의 S3,S4와 도 9b의 S7,S8)를 더 포함하는 특징이 있다.
도 9a 및 도 9b를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치성능 향상방법은 터치 스크린으로부터 입력되는 센서 노드들의 전압을 센서 데이터로 변환한다.(S1)
이 터치성능 향상방법은 센서 데이터 중 터치 전후에 있어 가장 변화가 큰 피크 데이터를 검출한다.(S2) 피크 데이터는 터치 스크린(TSP) 상에서 사람의 손가락(또는 도전체)이 접촉되는 터치 지점에 가장 가까운 센서 노드의 전압에 대응된다.
이 터치성능 향상방법은 도 10과 같이 터치 스크린(TSP)의 센서 노드들 사이에 형성된 단위 센서 패턴 내에서의 터치 위치에 따른 정전용량 변화까지 더 고려한다. 예를 들어, 센서 패턴의 크기가 5.1mm×5.1mm이고, 표시패널(DIS)의 픽셀 크기가 300㎛×300㎛라고 가정하면, 터치 스크린(TSP)의 단위 센서 패턴에는 X축 및 Y축 방향으로 각각 17개의 픽셀이 위치하게 된다. 도 11과 같이 좌측 센서 노드(Nl)와 센터 노드(Nc) 사이에 배치된 센서 패턴 상에서, 터치 위치를 좌측 센서 노드(Nl)로부터 측정 위치인 센터 노드(Nc) 쪽으로 이동시키면 정전용량 변화는 1~3 픽셀이 위치하는 제1 영역(A1)과 14~17 픽셀이 위치하는 제2 영역(A2)에서 비선형 특성을 보이게 된다. 이러한 비선형 특성을 고려하지 않으면, 해상도 변환시 비선형 구간에서 정확한 좌표 매칭이 어려울 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치성능 향상방법은 전술한 일 실시예에 따른 터치성능 향상방법을 포함하되, 상기와 같은 정전용량 변화의 비선형성을 더 고려하기 위하여 다음과 같이 수행된다. 이하의 설명에서는 도 4 내지 도 7이 그대로 이용된다.
먼저 이 터치성능 향상방법은 도 7에 도시된 터치 지점(P(x,y))의 X좌표(Px)를 표시패널(DIS) 해상도에 맞는 보정 X좌표로 변환하기 위해, 전처리 단계인 S3 및 S4 단계를 수행하고, 그 결과를 기반으로 일 실시예에서 설명한 해상도 변환 단계인 S5 및 S6 단계를 수행한다.
이 터치성능 향상방법은 터치 지점(P(x,y))에서 가장 가까우며 피크 데이터를 갖는 센터 노드(Nc)에 X축 방향으로 이웃한 좌측 센서 노드(Nl) 또는 우측 센서 노드(Nr)의 센서 데이터와, 피크 데이터를 이용하여 센터 노드(Nc)와 좌측 센서 노드(Nl) 또는 우측 센서 노드(Nr) 사이에서 위치별 센서 데이터 변화(즉, 정전용량 변화)의 비선형성을 보정하기 위한 제1 보정함수를 생성한다.(S3)
제1 보정함수는 도 12와 같이 위치별 센서 데이터 변화에 대한 선형 그래프를 위치별 센서 데이터 변화에 대한 비선형성 그래프를 나누면 얻어질 수 있다. 위치별 센서 데이터 변화에 대한 선형 그래프는, 센터 노드(Nc)의 피크 데이터 및 이웃한 좌측 센서 노드(Nl) 또는 우측 센서 노드(Nr)의 센서 데이터에 의해 미리 알 수 있는 값이다. 그리고, 위치별 센서 데이터 변화에 대한 비선형성 결과 그래프는 실험에 의해 미리 정해지는 값이다.
이 터치성능 향상방법은 생성된 제1 보정함수를 이용하여 도 5 및 도 6과 같은 센터 노드(Nc)의 피크 데이터, 좌측 센서 노드(Nl)의 센서 데이터, 우측 센서 노드(Nr)의 센서 데이터를 각각 1차 보정한다.(S4)
이 터치성능 향상방법은 1차 보정된 센터 노드(Nc)의 피크 데이터, 1차 보정된 좌측 센서 노드(Nl)의 센서 데이터, 1차 보정된 우측 센서 노드(Nr)의 센서 데이터를 도 3의 S3과 유사하게 수학식 1(또는 경우에 따라서는 수학식 2)에 적용하여 X축 방향으로의 제1 옵셋값(Δx)을 계산한다.(S5)
이 터치성능 향상방법은 도 3의 S4와 유사하게 수학식 3과 같이 센터 노드(Nc)의 X좌표(x(Nc))에 제1 옵셋값(Δx)을 가산하고, 그 결과에 표시패널(DIS) 가로 해상도(X축 방향으로의 해상도)를 터치 스크린(TSP) 가로 해상도로 나눈 제1 해상도 비율값(Nx)을 곱하여 터치 지점(P(x,y))의 X좌표(Px)를 표시패널(DIS)의 해상도에 부합되는 보정 X좌표(Px')로 변환한다.(S6)
다음으로 이 터치성능 향상방법은 도 7에 도시된 터치 지점(P(x,y))의 Y좌표(Py)를 표시패널(DIS) 해상도에 맞는 보정 Y좌표로 변환하기 위해, 전처리 단계인 S7 및 S8 단계를 수행하고, 그 결과를 기반으로 일 실시예에서 설명한 해상도 변환 단계인 S9 및 S10 단계를 수행한다.
이 터치성능 향상방법은 터치 지점(P(x,y))에서 가장 가까우며 피크 데이터를 갖는 센터 노드(Nc)에 Y축 방향으로 이웃한 상측 센서 노드(Nu) 또는 하측 센서 노드(Nd)의 센서 데이터와, 피크 데이터를 이용하여 센터 노드(Nc)와 상측 센서 노드(Nu) 또는 하측 센서 노드(Nd) 사이에서 위치별 센서 데이터 변화(즉, 정전용량 변화)의 비선형성을 보정하기 위한 제2 보정함수를 생성한다.(S7) 제2 보정함수는 위에서 설명한 제1 보정함수와 동일한 방법으로 얻어질 수 있다.
이 터치성능 향상방법은 생성된 제2 보정함수를 이용하여 도 5 및 도 6과 같은 센터 노드(Nc)의 피크 데이터, 상측 센서 노드(Nu)의 센서 데이터, 하측 센서 노드(Nd)의 센서 데이터를 각각 2차 보정한다.(S8)
이 터치성능 향상방법은 2차 보정된 센터 노드(Nc)의 피크 데이터, 2차 보정된 상측 센서 노드(Nu)의 센서 데이터, 2차 보정된 하측 센서 노드(Nd)의 센서 데이터를 도 3의 S5와 유사하게 수학식 4(또는 경우에 따라서는 수학식 5)에 적용하여 Y축 방향으로의 제2 옵셋값(Δy)을 계산한다.(S9)
이 터치성능 향상방법은 도 3의 S6과 유사하게 수학식 6과 같이 센터 노드(Nc)의 Y좌표(y(Nc))에 제2 옵셋값(Δy)을 가산하고, 그 결과에 표시패널(DIS) 세로 해상도(Y축 방향으로의 해상도)를 터치 스크린(TSP) 세로 해상도로 나눈 제2 해상도 비율값(Ny)을 곱하여 터치 지점(P(x,y))의 Y좌표(Py)를 표시패널(DIS)의 해상도에 부합되는 보정 Y좌표(Py')로 변환한다.(S10)
이렇게 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치성능 향상방법은, 터치 스크린(TSP)의 센서 노드들 사이에서 터치 위치에 따라 정전용량 변화(즉, 센서 데이터 변화)의 비선형성을 보정하는 전처리 단계를 거친 후에, 보정값이 반영된 주변 센서 노드들(Nr,Nl,Nu,Nd)의 센서 데이터값에 따라 상하좌우의 옵셋치를 다르게 더해주는 기법을 사용함으로써, 터치 좌표에 대한 해상도 변환 과정에서 초래되는 실행 결과의 왜곡 현상을 더욱 최소화하여 도 13과 같이 터치 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있게 된다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 터치센서를 가지는 표시장치를 보여 주는 블록도이다. 그리고, 도 15 내지 도 17은 터치 스크린과 표시패널의 다양한 실시예들을 보여 주는 도면들이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 표시장치는 표시패널(DIS), 디스플레이 구동회로(202,204), 타이밍 콘트롤러(400), 터치 스크린(TSP), 터치 스크린 구동회로(302,304), 터치 콘트롤러(306) 등을 포함한다.
본 발명의 표시장치는 액정표시소자(Liquid Crystal Display, LCD), 전계방출 표시소자(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Display, OLED), 전기영동 표시소자(Electrophoresis, EPD) 등의 평판 표시소자 기반으로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 평판 표시소자의 일 예로서 표시장치를 액정표시소자 중심으로 설명하지만, 본 발명의 표시장치는 액정표시소자에 한정되지 않는다는 것에 주의하여야 한다.
표시패널(DIS)은 두 장의 기판들 사이에 액정층이 형성된다. 표시패널(DIS)의 하부 기판에는 다수의 데이터라인들(D1~Dm, m은 자연수), 데이터라인들(D1~Dm)과 교차되는 다수의 게이트라인들(G1~Gn, n은 자연수), 데이터라인들(D1~Dm)과 게이트라인들(G1~Gn)의 교차부들에 형성되는 다수의 TFT들(Thin Film Transistor), 액정셀들에 데이터전압을 충전시키기 위한 다수의 화소전극, 화소전극에 접속되어 액정셀의 전압을 유지시키기 위한 스토리지 커패시터(Storage Capacitor) 등을 포함한다.
표시패널(DIS)의 픽셀들은 데이터라인들(D1~Dm)과 게이트라인들(G1~Gn)에 의해 정의된 픽셀 영역에 형성되어 매트릭스 형태로 배치된다. 픽셀들 각각의 액정셀은 화소전극에 인가되는 데이터전압과 공통전극에 인가되는 공통전압의 전압차에 따라 인가되는 전계에 의해 구동되어 입사광의 투과양을 조절한다. TFT들은 게이트라인(G1~Gn)으로부터의 게이트펄스에 응답하여 턴-온되어 데이터라인(D1~Dm)으로부터의 전압을 액정셀의 화소전극에 공급한다.
표시패널(DIS)의 상부 기판에는 블랙매트릭스, 컬러필터 등을 포함할 수 있다. 표시패널(DIS)의 하부 기판은 COT(Color filter On TFT) 구조로 구현될 수 있다. 이 경우에, 블랙매트릭스와 컬러필터는 표시패널(DIS)의 하부 기판에 형성될 수 있다.
표시패널(DIS)의 상부 기판과 하부 기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정과 접하는 내면에 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 표시패널(DIS)의 상부 기판과 하부 기판 사이에는 액정셀의 셀갭(Cell gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서가 형성된다.
표시패널(DIS)의 배면에는 백라이트 유닛이 배치될 수 있다. 백라이트 유닛은 에지형(edge type) 또는 직하형(Direct type) 백라이트 유닛으로 구현되어 표시패널(DIS)에 빛을 조사한다. 표시패널(DIS)은 TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 모드 등 공지된 어떠한 액정 모드로도 구현될 수 있다.
디스플레이 구동회로는 데이터 구동회로(202)와, 스캔 구동회로(204)를 포함하여 입력 영상의 비디오 데이터전압을 픽셀들에 기입한다. 데이터 구동회로(202)는 타이밍 콘트롤러(400)으로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 아날로그 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 데이터전압을 출력한다. 데이터전압은 데이터라인들(D1~Dm)에 공급된다. 스캔 구동회로(204)는 데이터전압에 동기되는 게이트펄스(또는 스캔펄스)를 게이트라인들(G1~Gn)에 순차적으로 공급하여 데이터 전압이 기입되는 표시패널(DIS)의 픽셀 라인을 선택한다.
타이밍 콘트롤러(400)는 외부의 호스트 시스템으로부터 입력되는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 메인 클럭(MCLK) 등의 타이밍신호를 입력받아 데이터 구동회로(202)와 스캔 구동회로(204)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 디스플레이 타이밍 제어신호들을 발생한다. 스캔 타이밍 제어신호는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock), 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable, GOE) 등을 포함한다. 데이터 타이밍 제어신호는 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC), 극성제어신호(Polarity, POL), 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable, SOE) 등을 포함한다.
터치 스크린(TSP)은 도 15와 같이 표시패널(DIS)의 상부 편광판(POL1) 상에 접합되거나, 도 16과 같이 상부 편광판(POL1)과 상부 기판(GLS1) 사이에 형성될 수 있다. 또한, 터치 스크린(TSP)은 도 17과 같이 표시패널(DIS) 내에서 픽셀 어레이와 함께 인셀(In-cell) 타입으로 하부기판에 형성될 수 있다. 도 15 내지 도 17에서 "PIX"는 액정셀의 화소전극, "GLS2"는 하부 기판, "POL2"는 하부 편광판을 각각 의미한다.
터치 스크린(TSP)은 Tx 라인들(T1~Tj, j는 n 보다 작은 양의 정수), Tx 라인들(T1~Tj)과 교차하는 Rx 라인들(R1~Ri, i는 m 보다 작은 양의 정수), 및 Tx 라인들(T1~Tj)과 Rx 라인들(R1~Ri)의 교차부들에 형성된 i×j 개의 센서 노드들을 포함한다.
터치 스크린 구동회로는 Tx 구동회로(302)와, Rx 구동회로(304)를 포함한다. 이러한 터치 스크린 구동회로는 Tx 라인들(T1~Tj)에 터치 구동펄스를 공급하고 Rx 라인들(R1~Ri)을 통해 센서 노드의 전압을 센싱하여 디지털 데이터로 변환한다. Tx 구동회로(302)와 Rx 구동회로(304)는 하나의 ROIC(Read-out IC) 내에 집적될 수 있다.
Tx 구동회로(302)는 터치 콘트롤러(306)로부터 입력된 셋업신호에 응답하여 터치 구동펄스를 출력할 Tx 채널을 설정한다. 그리고 Tx 구동회로(302)는 센싱 시간마다 셋업신호에 따라 설정된 Tx 채널과 연결된 Tx 라인들(T1~Tj)에 터치 구동펄스를 공급한다.
Rx 구동회로(304)는 터치 콘트롤러(306)로부터 입력된 셋업신호에 응답하여 센서 노드 전압을 수신할 Rx 채널을 설정한다. Rx 구동회로(304)는 셋업신호에 따라 설정된 Rx 채널과 연결된 Rx 라인(R1~Ri)을 통해 센서 노드의 전압을 수신하고, 그 센서 노드의 전압을 샘플링한다. Rx 구동회로(304)는 아날로그-디지털 변환기를 내장하며, 샘플링된 센서 노드 전압을 아날로그-디지털 변환 시간 동안 디지털 데이터인 센서 데이터로 변환하여 터치 콘트롤러(306)로 전송한다.
터치 콘트롤러(306)는 I2C 버스, SPI(serial peripheral interface), 시스템 버스(System bus) 등의 인터페이스를 통해 Tx 구동회로(302)와 Rx 구동회로(304)에 연결된다. 터치 콘트롤러(306)는 셋업 신호를 Tx 구동회로(302)와 Rx 구동회로(304)에 공급하여 터치 구동펄스가 출력될 Tx 채널을 설정하고 센서 노드의 전압이 읽혀질 Rx 채널을 선택한다. 터치 콘트롤러(306)는 Rx 구동회로(304)에 내장된 샘플링 회로의 샘플링 타이밍을 제어하기 위한 스위치 제어신호를 Rx 구동회로(304)에 공급하여 센서 노드 전압의 샘플링 타이밍을 제어한다. 터치 콘트롤러(306)는 Rx 구동회로(304)에 내장된 아날로그-디지털 변환기에 ADC 클럭을 공급하여 센서 노드 전압의 디지털 변환 타이밍을 제어한다.
터치 콘트롤러(306)는 터치 스크린(TSP)의 물리적 해상도가 표시패널의 물리적 해상도에 비해 낮기 때문에, 터치 지점의 정확한 좌표값 도출을 위해 터치 스크린과 표시패널 간 물리적 해상도 차이를 보정하는 작업을 수행한다. 터치 콘트롤러(306)는 터치 좌표에 대한 해상도 변환 과정에서 초래되는 실행 결과의 왜곡 현상을 최소화하기 위해, 피크 데이터를 갖는 센터 노드에 이웃한 주변 센서 노드들의 센서 데이터값에 따라 상하좌우의 옵셋치를 다르게 하여 터치 지점의 좌표값을 보상한다. 터치 콘트롤러(306)는 터치 좌표에 대한 해상도 변환 과정에서 초래되는 실행 결과의 왜곡 현상을 더욱 최소화하기 위해, 터치 스크린(TSP)의 센서 노드들 사이에서 터치 위치에 따라 정전용량 변화(즉, 센서 데이터 변화)의 비선형성을 먼저 보정한 후에, 보정값이 반영된 주변 센서 노드들의 센서 데이터값에 따라 상하좌우의 옵셋치를 다르게 하여 터치 지점의 좌표값을 보상할 수도 있다.
터치 콘트롤러(306)는 해상도 변환된 터치 좌표값을 HID 포맷의 디지털 터치 데이터로서 외부의 호스트 시스템으로 전송된다. 호스트 시스템은 터치 콘트롤러(306)로부터 입력되는 터치 데이터의 좌표값과 연계된 응용 프로그램을 실행한다.
도 18은 터치 스크린과 표시패널 간 물리적 해상도 차이를 보정하기 위한 터치 콘트롤러(306)의 세부 구성의 일 예를 보여준다.
도 18을 참조하면, 터치 콘트롤러(306)는 피크 데이터 검출부(10), 옵셋값 계산부(12), 및 해상도 변환부(14)를 구비한다.
피크 데이터 검출부(10)는 Rx 구동회로(304)로부터 입력되는 센서 데이터(Sdata) 중에서 가장 큰 피크 데이터를 검출한다.
옵셋값 계산부(12)는 터치 지점에 가장 가까우며 피크 데이터를 갖는 센터 노드를 사이에 두고 X축 바향으로 양측에 배치된 좌측 센서 노드 및 우측 센서 노드의 센서 데이터와, 상기 피크 데이터를 기반으로 X축 방향으로 제1 옵셋값(Δx)을 계산한다. 그리고, 옵셋값 계산부(12)는 센터 노드를 사이에 두고 Y축 바향으로 양측에 배치된 상측 센서 노드 및 하측 센서 노드의 센서 데이터와, 상기 피크 데이터를 기반으로 Y축 방향으로 제2 옵셋값(Δy)을 계산한다.
해상도 변환부(14)는 센터 노드의 X좌표에 제1 옵셋값(Δx)을 가산하고, 그 결과에 표시패널(DIS) 가로 해상도(X축 방향으로의 해상도)를 터치 스크린(TSP) 가로 해상도로 나눈 제1 해상도 비율값을 곱하여 터치 지점의 X좌표를 표시패널(DIS)의 해상도에 부합되는 보정 X좌표로 변환한다. 그리고, 해상도 변환부(14)는 센터 노드의 Y좌표에 제2 옵셋값(Δy)을 가산하고, 그 결과에 표시패널(DIS) 세로 해상도(Y축 방향으로의 해상도)를 터치 스크린(TSP) 세로 해상도로 나눈 제2 해상도 비율값을 곱하여 터치 지점의 Y좌표를 표시패널(DIS)의 해상도에 부합되는 보정 Y좌표로 변환한다. 해상도 변환부(14)는 보정된 XY좌표를 해상도 변환된 터치 좌표값(P(x,y))로 출력한다.
도 19는 터치 스크린과 표시패널 간 물리적 해상도 차이를 보정하기 위한 터치 콘트롤러(306)의 세부 구성의 다른 예를 보여준다.
도 19를 참조하면, 터치 콘트롤러(306)는 피크 데이터 검출부(20), 비선형성 보정부(21), 옵셋값 계산부(22), 및 해상도 변환부(24)를 구비한다.
피크 데이터 검출부(20)는 Rx 구동회로(304)로부터 입력되는 센서 데이터(Sdata) 중에서 가장 큰 피크 데이터를 검출한다.
비선형성 보정부(21)는 터치 지점에서 가장 가까우며 피크 데이터를 갖는 센터 노드에 X축 방향으로 이웃한 좌측 센서 노드 또는 우측 센서 노드의 센서 데이터와, 피크 데이터를 이용하여 센터 노드와 좌측 센서 노드 또는 우측 센서 노드 사이에서 위치별 센서 데이터 변화(즉, 정전용량 변화)의 비선형성을 보정하기 위한 제1 보정함수(F1)를 생성한다. 그리고, 비선형성 보정부(21)는 생성된 제1 보정함수(F1)를 이용하여 센터 노드의 피크 데이터, 좌측 센서 노드의 센서 데이터, 우측 센서 노드의 센서 데이터를 각각 1차 보정한다.
비선형성 보정부(21)는 터치 지점에서 가장 가까우며 피크 데이터를 갖는 센터 노드에 Y축 방향으로 이웃한 상측 센서 노드 또는 하측 센서 노드의 센서 데이터와, 피크 데이터를 이용하여 센터 노드와 상측 센서 노드 또는 하측 센서 노드 사이에서 위치별 센서 데이터 변화(즉, 정전용량 변화)의 비선형성을 보정하기 위한 제2 보정함수(F2)를 생성한다. 그리고, 비선형성 보정부(21)는 생성된 제2 보정함수(F2)를 이용하여 센터 노드의 피크 데이터, 상측 센서 노드의 센서 데이터, 하측 센서 노드의 센서 데이터를 각각 2차 보정한다.
옵셋값 계산부(22)는 1차 보정된 센터 노드의 피크 데이터, 1차 보상된 좌측 및 우측 센서 노드의 센서 데이터를 기반으로 X축 방향으로 제1 옵셋값(Δx)을 계산한다. 그리고, 옵셋값 계산부(22)는 2차 보정된 센터 노드의 피크 데이터, 2차 보정된 상측 및 하측 센서 노드의 센서 데이터를 기반으로 Y축 방향으로의 제2 옵셋값(Δy)을 계산한다.
해상도 변환부(24)는 센터 노드의 X좌표에 제1 옵셋값(Δx)을 가산하고, 그 결과에 표시패널(DIS) 가로 해상도(X축 방향으로의 해상도)를 터치 스크린(TSP) 가로 해상도로 나눈 제1 해상도 비율값을 곱하여 터치 지점의 X좌표를 표시패널(DIS)의 해상도에 부합되는 보정 X좌표로 변환한다. 그리고, 해상도 변환부(14)는 센터 노드의 Y좌표에 제2 옵셋값(Δy)을 가산하고, 그 결과에 표시패널(DIS) 세로 해상도(Y축 방향으로의 해상도)를 터치 스크린(TSP) 세로 해상도로 나눈 제2 해상도 비율값을 곱하여 터치 지점의 Y좌표를 표시패널(DIS)의 해상도에 부합되는 보정 Y좌표로 변환한다. 해상도 변환부(24)는 보정된 XY좌표를 해상도 변환된 터치 좌표값(P(x,y))로 출력한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 터치센서를 가지는 표시장치와 그의 터치성능 향상방법은 피크 데이터를 갖는 센터 노드에 이웃한 주변 센서 노드들의 센서 데이터값에 따라 상하좌우의 옵셋치를 다르게 하여 터치 지점의 좌표값을 보상함으로써, 터치 좌표에 대한 해상도 변환 과정에서 초래되는 실행 결과의 왜곡 현상을 최소화할 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 터치센서를 가지는 표시장치와 그의 터치성능 향상방법은 터치 스크린의 센서 노드들 사이에서 터치 위치에 따라 정전용량 변화(즉, 센서 데이터 변화)의 비선형성을 먼저 보정한 후에, 보정값이 반영된 주변 센서 노드들의 센서 데이터값에 따라 상하좌우의 옵셋치를 다르게 하여 터치 지점의 좌표값을 보상함으로써, 터치 좌표에 대한 해상도 변환 과정에서 초래되는 실행 결과의 왜곡 현상을 더욱 최소화하여 터치 성능을 획기적으로 향상시킬 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.
DIS : 표시패널 202 : 데이터 구동회로
204 : 스캔 구동회로 302 : Tx 구동회로
304 : Rx 구동회로 306 : 터치 콘트롤러
400 : 타이밍 콘트롤러 10,20 : 피크 데이터 검출부
12,22 : 옵셋값 계산부 14,24 : 해상도 변환부
21 : 비선형성 보정부

Claims (6)

  1. 표시패널과 일체화된 터치 스크린으로부터 입력되는 센서 노드들의 전압을 센서 데이터로 변환하는 단계;
    상기 센서 데이터 중에서 피크 데이터를 검출하는 단계;
    터치 지점에 가장 가까우며 상기 피크 데이터를 갖는 센터 노드를 사이에 두고 X축 방향으로 양측에 배치된 좌측 센서 노드 및 우측 센서 노드의 센서 데이터와, 상기 피크 데이터를 기반으로 X축 방향으로 제1 옵셋값을 계산하는 단계;
    상기 센터 노드의 X좌표에 상기 제1 옵셋값을 가산하고, 그 가산 결과에 상기 표시패널의 가로 해상도를 상기 터치 스크린의 가로 해상도로 나눈 제1 해상도 비율값을 곱하여 상기 터치 지점의 X좌표를 보상하는 단계;
    상기 센터 노드를 사이에 두고 Y축 방향으로 양측에 배치된 상측 센서 노드 및 하측 센서 노드의 센서 데이터와, 상기 피크 데이터를 기반으로 Y축 방향으로 제2 옵셋값을 계산하는 단계; 및
    상기 센터 노드의 Y좌표에 상기 제2 옵셋값을 가산하고, 그 가산 결과에 상기 표시패널의 세로 해상도를 상기 터치 스크린의 세로 해상도로 나눈 제2 해상도 비율값을 곱하여 상기 터치 지점의 Y좌표를 보상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치센서를 가지는 표시장치의 터치성능 향상방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 좌측 센서 노드의 센서 데이터 및 상기 우측 센서 노드의 센서 데이터 중 어느 하나와 상기 피크 데이터를 이용하여, 상기 센터 노드와 상기 좌측 센서 노드 또는, 상기 센터 노드와 상기 우측 센서 노드 사이에서 위치별 센서 데이터 변화의 비선형성을 보정하기 위한 제1 보정함수를 생성하는 단계; 및
    상기 제1 보정함수를 이용하여 상기 제1 옵셋값의 계산에 사용되는 상기 좌측 센서 노드의 센서 데이터, 상기 우측 센서 노드의 센서 데이터, 및 상기 피크 데이터를 각각 1차 보정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치센서를 가지는 표시장치의 터치성능 향상방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 상측 센서 노드의 센서 데이터 및 상기 하측 센서 노드의 센서 데이터 중 어느 하나와 상기 피크 데이터를 이용하여, 상기 센터 노드와 상기 상측 센서 노드 또는, 상기 센터 노드와 상기 하측 센서 노드 사이에서 위치별 센서 데이터 변화의 비선형성을 보정하기 위한 제2 보정함수를 생성하는 단계; 및
    상기 제2 보정함수를 이용하여 상기 제2 옵셋값의 계산에 사용되는 상기 상측 센서 노드의 센서 데이터, 상기 하측 센서 노드의 센서 데이터, 및 상기 피크 데이터를 각각 2차 보정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치센서를 가지는 표시장치의 터치성능 향상방법.
  4. 표시패널과 일체화된 터치 스크린으로부터 입력되는 센서 노드들의 전압을 센서 데이터로 변환하는 아날로그-디지털 변환부;
    상기 센서 데이터 중에서 피크 데이터를 검출하는 피크 데이터 검출부;
    터치 지점에 가장 가까우며 상기 피크 데이터를 갖는 센터 노드를 사이에 두고 X축 방향으로 양측에 배치된 좌측 센서 노드 및 우측 센서 노드의 센서 데이터와, 상기 피크 데이터를 기반으로 X축 방향으로 제1 옵셋값을 계산함과 아울러, 상기 센터 노드를 사이에 두고 Y축 방향으로 양측에 배치된 상측 센서 노드 및 하측 센서 노드의 센서 데이터와, 상기 피크 데이터를 기반으로 Y축 방향으로 제2 옵셋값을 계산하는 옵셋값 계산부; 및
    상기 센터 노드의 X좌표에 상기 제1 옵셋값을 가산하고, 그 가산 결과에 상기 표시패널의 가로 해상도를 상기 터치 스크린의 가로 해상도로 나눈 제1 해상도 비율값을 곱하여 상기 터치 지점의 X좌표를 보상함과 아울러, 상기 센터 노드의 Y좌표에 상기 제2 옵셋값을 가산하고, 그 가산 결과에 상기 표시패널의 세로 해상도를 상기 터치 스크린의 세로 해상도로 나눈 제2 해상도 비율값을 곱하여 상기 터치 지점의 Y좌표를 보상하는 해상도 변환부를 구비하는 것을 특징으로 하는 터치센서를 가지는 표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 좌측 센서 노드의 센서 데이터 및 상기 우측 센서 노드의 센서 데이터 중 어느 하나와 상기 피크 데이터를 이용하여, 상기 센터 노드와 상기 좌측 센서 노드 또는, 상기 센터 노드와 상기 우측 센서 노드 사이에서 위치별 센서 데이터 변화의 비선형성을 보정하기 위한 제1 보정함수를 생성하고;
    상기 제1 보정함수를 이용하여 상기 제1 옵셋값의 계산에 사용되는 상기 좌측 센서 노드의 센서 데이터, 상기 우측 센서 노드의 센서 데이터, 및 상기 피크 데이터를 각각 1차 보정하는 제1 비선형성 보정부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 터치센서를 가지는 표시장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 상측 센서 노드의 센서 데이터 및 상기 하측 센서 노드의 센서 데이터 중 어느 하나와 상기 피크 데이터를 이용하여, 상기 센터 노드와 상기 상측 센서 노드 또는, 상기 센터 노드와 상기 하측 센서 노드 사이에서 위치별 센서 데이터 변화의 비선형성을 보정하기 위한 제2 보정함수를 생성하고;
    상기 제2 보정함수를 이용하여 상기 제2 옵셋값의 계산에 사용되는 상기 상측 센서 노드의 센서 데이터, 상기 하측 센서 노드의 센서 데이터, 및 상기 피크 데이터를 각각 2차 보정하는 제2 비선형성 보정부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 터치센서를 가지는 표시장치.
KR1020110088681A 2011-09-01 2011-09-01 터치센서를 가지는 표시장치와 그의 터치성능 향상방법 KR101395991B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110088681A KR101395991B1 (ko) 2011-09-01 2011-09-01 터치센서를 가지는 표시장치와 그의 터치성능 향상방법
US13/598,243 US8766943B2 (en) 2011-09-01 2012-08-29 Display having touch sensor and method for improving touch performance thereof
CN201210320010.4A CN102968207B (zh) 2011-09-01 2012-08-31 具有触摸传感器的显示器及改进显示器的触摸性能的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110088681A KR101395991B1 (ko) 2011-09-01 2011-09-01 터치센서를 가지는 표시장치와 그의 터치성능 향상방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130025266A true KR20130025266A (ko) 2013-03-11
KR101395991B1 KR101395991B1 (ko) 2014-05-19

Family

ID=47752761

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110088681A KR101395991B1 (ko) 2011-09-01 2011-09-01 터치센서를 가지는 표시장치와 그의 터치성능 향상방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8766943B2 (ko)
KR (1) KR101395991B1 (ko)
CN (1) CN102968207B (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101532581B1 (ko) * 2013-11-27 2015-07-01 주식회사 지니틱스 터치입력위치 오류의 보정방법 및 이를 위한 장치
US10067592B2 (en) 2015-01-06 2018-09-04 Samsung Display Co., Ltd. Touch panel including touch sensor and driving method thereof

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI548908B (zh) * 2012-08-31 2016-09-11 群創光電股份有限公司 觸控顯示裝置
KR102008512B1 (ko) 2012-12-10 2019-08-07 엘지디스플레이 주식회사 터치 센싱 시스템의 에지부 좌표 보상 방법
WO2014174772A1 (ja) * 2013-04-25 2014-10-30 シャープ株式会社 タッチパネルシステムおよび電子機器
KR102052750B1 (ko) * 2013-05-31 2019-12-06 엘지디스플레이 주식회사 터치 스크린 구동 장치
WO2014207898A1 (ja) * 2013-06-28 2014-12-31 富士通株式会社 情報処理装置、入力制御プログラム、および入力制御方法
US9691357B2 (en) * 2013-08-09 2017-06-27 Lenovo (Beijing) Co., Ltd. Information processing method and electronic device thereof, image calibration method and apparatus, and electronic device thereof
CN105579940A (zh) * 2013-09-25 2016-05-11 3M创新有限公司 用于宽纵横比应用的触控面板
WO2015064187A1 (ja) * 2013-10-31 2015-05-07 シャープ株式会社 タッチパネルおよび位置検出装置
KR102176575B1 (ko) 2013-12-30 2020-11-09 삼성전자주식회사 입력을 감지하는 전자 장치 및 방법
JP6303575B2 (ja) * 2014-02-18 2018-04-04 日本電産リード株式会社 タッチパネルのタッチ位置検出方法、タッチパネル検査方法、及びタッチパネル検査装置
JP6437775B2 (ja) * 2014-09-30 2018-12-12 エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド タッチパネル装置およびタッチパネルのタッチ位置座標算出方法
EP3312704B1 (en) * 2015-06-18 2022-05-11 Alps Alpine Co., Ltd. Input device, and object detection device and method
TWI607361B (zh) * 2015-12-17 2017-12-01 敦泰電子有限公司 內嵌式觸控顯示裝置的壓力檢測方法以及使用其之行動裝置
TWI608400B (zh) * 2016-10-28 2017-12-11 矽統科技股份有限公司 觸控偵測方法
US11217211B2 (en) * 2019-07-24 2022-01-04 Apple Inc. Multiple resolution section display panel systems and methods
CN111381729B (zh) * 2020-03-27 2023-04-25 深圳市鸿合创新信息技术有限责任公司 一种电容式触摸屏的触摸点定位方法及装置
CN111651368B (zh) * 2020-08-04 2020-11-03 北京志翔科技股份有限公司 一种用户图形界面测试方法及计算机可读存储介质
KR20220060624A (ko) 2020-11-04 2022-05-12 삼성디스플레이 주식회사 터치 위치 검출 방법 및 표시 장치

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101322957B1 (ko) * 2008-10-10 2013-10-29 엘지디스플레이 주식회사 터치 감지장치와 그 출력 보정방법
US8384678B2 (en) * 2008-10-20 2013-02-26 Lg Display Co. Ltd. Touch sensing device and method for correcting output thereof
KR101352264B1 (ko) * 2008-12-18 2014-01-17 엘지디스플레이 주식회사 멀티 터치 감지방법 및 장치
KR101763939B1 (ko) * 2010-12-08 2017-08-01 엘지디스플레이 주식회사 터치스크린 패널 일체형 표시장치와 그의 노이즈 보상방법
KR20120089101A (ko) * 2011-02-01 2012-08-09 삼성전자주식회사 터치 패널의 멀티 터치 검출 방법 및 이를 이용한 터치 스크린 장치의 동작 방법

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101532581B1 (ko) * 2013-11-27 2015-07-01 주식회사 지니틱스 터치입력위치 오류의 보정방법 및 이를 위한 장치
US10067592B2 (en) 2015-01-06 2018-09-04 Samsung Display Co., Ltd. Touch panel including touch sensor and driving method thereof
US10372264B2 (en) 2015-01-06 2019-08-06 Samsung Display Co., Ltd. Touch panel including touch sensor and driving method thereof
US10942611B2 (en) 2015-01-06 2021-03-09 Samsung Display Co., Ltd. Touch panel including touch sensor and driving method thereof
US11435860B2 (en) 2015-01-06 2022-09-06 Samsung Display Co., Ltd. Touch panel including touch sensor and driving method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
CN102968207A (zh) 2013-03-13
US20130057493A1 (en) 2013-03-07
US8766943B2 (en) 2014-07-01
CN102968207B (zh) 2015-10-14
KR101395991B1 (ko) 2014-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101395991B1 (ko) 터치센서를 가지는 표시장치와 그의 터치성능 향상방법
US9891747B2 (en) Multi-touch sensitive display device and method for assigning touch identification therein
KR102008512B1 (ko) 터치 센싱 시스템의 에지부 좌표 보상 방법
US10261625B2 (en) Touch sensor integrated display device
CN102736811A (zh) 具有触摸传感器的显示器件及其驱动方法
KR20140076850A (ko) 터치센서 일체형 표시장치
KR20140076846A (ko) 터치센서 일체형 표시장치
KR20130058512A (ko) 터치 스크린 구동 장치 및 방법
KR20120054451A (ko) 터치 스크린과 그 구동방법, 및 그 터치 스크린 패널을 포함한 표시장치
US9335843B2 (en) Display device having touch sensors and touch data processing method thereof
KR101862405B1 (ko) 터치센서를 가지는 표시장치 및 그의 터치 성능 향상방법
KR102244328B1 (ko) 터치 센싱 시스템
KR101902564B1 (ko) 터치센서를 가지는 표시장치 및 그의 터치 성능 향상방법
KR102016570B1 (ko) 터치 센싱 시스템과 그 노이즈 제거 방법
KR102520692B1 (ko) 터치 센싱 시스템
KR102345090B1 (ko) 터치 센싱 시스템
KR101862398B1 (ko) 터치 센서를 가지는 표시장치
KR20130068551A (ko) 터치 스크린을 포함한 표시장치와 그의 구동 방법
KR101878980B1 (ko) 터치 센싱 장치와 그 노이즈 필터링 방법
KR102009886B1 (ko) 터치센싱 표시장치
KR20170052815A (ko) 능동형 스타일러스 펜과 그 구동방법 및, 능동형 스타일러스 펜을 포함한 터치 센싱 시스템
KR20160035195A (ko) 터치센서 일체형 표시장치
KR20120118731A (ko) 터치센서를 가지는 표시장치와 그 터치센서의 출력신호 증폭 방법
KR20130026374A (ko) 터치 스크린 장치와 그 구동 방법
KR20130067076A (ko) 터치 스크린의 데이터 처리 방법 및 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170413

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180416

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190417

Year of fee payment: 6