KR20140081420A - 기준 데이터 보정방법과 이를 이용한 터치 스크린 장치 - Google Patents

기준 데이터 보정방법과 이를 이용한 터치 스크린 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 기준 데이터 보정방법은 제n 프레임 기간의 터치 로우 데이터를 메모리에 저장된 제n-1 프레임 기간의 기준 데이터를 이용하여 보정함으로써, 제n 프레임 기간의 터치 보정 데이터를 산출하는 제1 단계; 상기 제n 프레임 기간의 터치 보정 데이터를 분석하여 터치 후보 좌표들을 검출하는 제2 단계; 상기 터치 후보 좌표들에 해당하는 터치 로우 데이터에 라벨링 블록을 설정하고, 상기 라벨링 블록에 포함된 터치 로우 데이터는 보정하는 반면에 상기 라벨링 블록에 포함되지 않는 터치 로우 데이터는 보정하지 않음으로써, 제n 프레임 기간의 기준 보정 데이터를 생성하는 제3 단계; 및 상기 제n 프레임 기간의 기준 보정 데이터와 상기 메모리에 저장된 제n-k 내지 제n-1 프레임 기간들의 기준 보정 데이터의 평균값을 산출하여 제n 프레임 기간의 기준 데이터를 생성하는 제4 단계를 포함한다.

Description

기준 데이터 보정방법과 이를 이용한 터치 스크린 장치{REFERENCE DATA CORRECTION METHOD AND TOUCH SCREEN DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 기준 데이터 보정방법과 이를 이용한 터치 스크린 장치에 관한 것이다.
유저 인터페이스(User Interface, UI)는 사람(사용자)과 각종 전기, 전자 기기 등의 통신을 가능하게 하여 사용자가 기기를 쉽게 자신이 원하는 대로 제어할 수 있게 한다. 이러한 유저 인터페이스의 대표적인 예로는 키패드, 키보드, 마우스, 온스크린 디스플레이(On Screen Display, OSD), 적외선 통신 혹은 고주파(RF) 통신 기능을 갖는 원격 제어기(Remote controller) 등이 있다. 유저 인터페이스 기술은 사용자 감성과 조작 편의성을 높이는 방향으로 발전을 거듭하고 있다. 최근, 유저 인터페이스는 터치 UI, 음성 인식 UI, 3D UI 등으로 진화되고 있다.
터치 UI는 휴대용 정보기기에 필수적으로 채택되고 있는 추세에 있으며, 가전 제품에도 확대 적용되고 있다. 터치 UI를 구현하기 위한 터치 스크린 장치의 일 예로서, 터치뿐 아니라 근접 여부도 센싱하고 멀티 터치(또는 근접) 각각을 인식할 수 있는 상호 용량(mutual capacitance) 방식의 터치 스크린 장치가 각광받고 있다.
상호 용량 방식의 터치 스크린 장치는 Tx 라인들, Tx 라인들과 교차되는 Rx 라인들, 및 Tx 라인들과 Rx 라인들의 교차부에 형성된 터치 센서들을 구비한 터치 스크린 패널을 포함한다. 터치 센서들 각각은 상호 용량을 갖는다. 터치 스크린 장치는 터치(또는 근접) 전후의 터치 센서들에 충전된 전압의 변화를 감지하여 전도성 물질의 접촉(또는 근접) 여부와 그 위치를 판단한다. 터치 스크린 장치는 터치 스크린 패널의 Tx 라인들에 구동펄스를 공급하고 Rx 라인들을 통해 수신되는 터치 센서들의 차지 변화량을 디지털 데이터인 터치 로우 데이터로 변환하고, 터치 로우 데이터를 분석하여 터치 좌표를 산출하게 된다.
한편, 터치 로우 데이터를 분석하여 터치 좌표를 산출하기 전에, 기준 데이터를 이용하여 터치 로우 데이터를 보정하는 터치 로우 데이터 보정방법이 알려져 있다. 종래의 터치 로우 데이터 보정방법은 사용자에 의해 터치가 발생하지 않은 경우를 판단하고, 그 경우에만 기준 데이터를 업데이트(update)한다. 이로 인해, 종래의 터치 로우 데이터 보정방법은 노이즈(noise)가 짧은 시간 동안 급격하게 변화하는 경우에 그 노이즈를 기준 데이터에 반영하지 못하는 문제가 발생할 수 있다. 이 경우, 종래의 터치 로우 데이터 보정방법은 노이즈가 반영되지 않은 기준 데이터를 이용하여 터치 로우 데이터를 보정하므로, 터치 로우 데이터를 오보정하는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명은 터치 로우 데이터를 정확하게 보정할 수 있도록 기준 데이터를 보정하는 기준 데이터 보정방법과 이를 이용한 터치 스크린 장치를 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 기준 데이터 보정방법은 제n 프레임 기간의 터치 로우 데이터를 메모리에 저장된 제n-1 프레임 기간의 기준 데이터를 이용하여 보정함으로써, 제n 프레임 기간의 터치 보정 데이터를 산출하는 제1 단계; 상기 제n 프레임 기간의 터치 보정 데이터를 분석하여 터치 후보 좌표들을 검출하는 제2 단계; 상기 터치 후보 좌표들에 해당하는 터치 로우 데이터에 라벨링 블록을 설정하고, 상기 라벨링 블록에 포함된 터치 로우 데이터는 보정하는 반면에 상기 라벨링 블록에 포함되지 않는 터치 로우 데이터는 보정하지 않음으로써, 제n 프레임 기간의 기준 보정 데이터를 생성하는 제3 단계; 및 상기 제n 프레임 기간의 기준 보정 데이터와 상기 메모리에 저장된 제n-k 내지 제n-1 프레임 기간들의 기준 보정 데이터의 평균값을 산출하여 제n 프레임 기간의 기준 데이터를 생성하는 제4 단계를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린 장치는 Tx 라인들, Rx 라인들, 및 상기 Tx 라인들과 상기 Rx 라인들의 교차부에 형성된 터치 센서들을 포함하는 터치 스크린 패널; 상기 Tx 라인들에 구동펄스를 공급하고, 상기 Rx 라인들을 통해 수신되는 터치 센서들의 전압을 디지털 데이터로 변환하여 터치 로우 데이터들을 출력하는 터치 구동회로; 및 상기 터치 구동회로로부터 상기 터치 로우 데이터들을 입력받는 터치 알고리즘 실행부를 포함하고, 상기 터치 알고리즘 실행부는, 제n 프레임 기간의 터치 로우 데이터를 메모리에 저장된 제n-1 프레임 기간의 기준 데이터를 이용하여 보정함으로써, 제n 프레임 기간의 터치 보정 데이터를 산출하는 터치 로우 데이터 보정부; 상기 제n 프레임 기간의 터치 보정 데이터를 분석하여 터치 후보 좌표들을 검출하는 터치 후보 좌표 검출부; 상기 터치 후보 좌표들에 해당하는 터치 로우 데이터에 라벨링 블록을 설정하고, 상기 라벨링 블록에 포함된 터치 로우 데이터는 보정하는 반면에 상기 라벨링 블록에 포함되지 않는 터치 로우 데이터는 보정하지 않음으로써, 제n 프레임 기간의 기준 보정 데이터를 생성하는 기준 보정 데이터 생성부; 및 상기 제n 프레임 기간의 기준 보정 데이터와 상기 메모리에 저장된 제n-k 내지 제n-1 프레임 기간들의 기준 보정 데이터의 평균값을 산출하여 제n 프레임 기간의 기준 데이터를 생성하는 기준 데이터 생성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 사용자에 의해 터치가 발생하는 것과 무관하게 기준 데이터를 보정한다. 그 결과, 본 발명은 노이즈(noise)가 짧은 시간 동안 급격하게 변화하는 경우에도 그 노이즈를 기준 데이터에 반영할 수 있으므로, 그 기준 데이터를 이용하여 터치 로우 데이터를 보정하는 경우 그 터치 로우 데이터를 정확하게 보정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치와 터치 스크린 장치를 개략적으로 보여주는 블록도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 터치 알고리즘 실행부를 상세히 보여주는 블록도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 기준 데이터 보정방법을 보여주는 흐름도.
도 4는 도 3의 기준 데이터 보정방법에 따른 터치 로우 데이터, 터치 보간 데이터, 기준 데이터, 및 터치 보정 데이터를 보여주는 일 예시도면.
도 5a 및 도 5b는 라벨링 블록이 검출된 터치 로우 데이터와 기준 보정 데이터를 보여주는 일 예시도면.
도 6은 라벨링 블록을 보여주는 일 예시도면.
도 7a 및 도 7b는 종래의 터치 로우 데이터 보정방법에 의해 산출된 터치 보정 데이터와 본 발명의 실시 예에 따른 터치 로우 데이터 보정방법에 의해 산출된 터치 보정 데이터를 보여주는 일 예시도면.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치와 터치 스크린 장치를 개략적으로 보여주는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 표시장치는 표시패널(DIS), 게이트 구동회로(10), 데이터 구동회로(20), 타이밍 콘트롤러(30), 호스트 시스템(70) 등을 포함한다. 터치 스크린 장치는 터치 패널(TSP), 터치 패널 구동회로(40), 터치 알고리즘 실행부(50) 등을 포함한다.
먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예에 따른 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 표시소자로 구현될 수 있다. 이하의 실시 예에서, 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치가 액정표시소자로 구현된 것을 중심으로 설명하지만, 이에 한정되지 않음에 주의하여야 한다.
표시패널(DIS)은 하부 기판과 상부 기판 사이에 형성된 액정층을 포함한다. 표시패널(DIS)의 하부 기판에는 다수의 데이터 라인들(D1~Dm, m은 자연수), 데이터라인들(D1~Dm)과 교차되는 다수의 게이트 라인들(G1~Gn, n은 자연수)이 형성된다. 또한, 데이터 라인들(D1~Dm)과 게이트 라인들(G1~Gn)의 교차부들에 형성되는 다수의 박막 트랜지스터들, 액정셀들에 데이터 전압을 충전시키기 위한 다수의 화소 전극, 화소 전극에 접속되어 액정셀의 전압을 유지시키기 위한 스토리지 커패시터(Storage Capacitor) 등이 형성된다.
표시패널(DIS)의 상부 기판에는 블랙매트릭스(black matrix), 컬러필터(color filter) 등이 형성될 수 있다. 다만, 표시패널(DIS)이 COT(Color filter On TFT) 구조로 구현되는 경우, 블랙매트릭스와 컬러필터는 표시패널(DIS)의 하부 기판에 형성될 수 있다. 표시패널(DIS)은 Tj(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.
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 배면 아래에는 백라이트 유닛이 배치될 수 있다. 백라이트 유닛은 에지형(edge type) 또는 직하형(Direct type) 백라이트 유닛으로 구현되어 표시패널(DIS)에 빛을 조사한다.
데이터 구동회로(20)는 타이밍 콘트롤러(30)로부터 디지털 영상 데이터(RGB)와 소스 타이밍 제어신호(DCS)를 입력받는다. 데이터 구동회로(20)는 소스 타이밍 제어신호(DCS)에 따라 디지털 영상 데이터(RGB)를 아날로그 정극성/부극성 데이터 전압으로 변환하여 데이터 라인들에 공급한다. 게이트 구동회로(10)는 데이터 전압에 동기화되는 게이트 펄스(또는 스캔 펄스)를 게이트 라인들(G1~Gn)에 순차적으로 공급하여 데이터 전압을 공급할 표시패널(DIS)의 화소들을 선택한다.
타이밍 콘트롤러(30)는 호스트 시스템(70)으로부터 디지털 영상 데이터(RGB)와 타이밍 신호들을 입력받는다. 타이밍 신호들은 수직동기신호(vertical synchronization signal), 수평동기신호(horizontal synchronization signal), 데이터 인에이블 신호(data enable signal), 도트 클럭(dot clock) 등을 포함할 수 있다. 수직동기신호는 1 프레임 기간을 정의하는 신호이다. 수평동기신호는 표시패널(DIS)의 1 수평 라인의 화소들에 데이터 전압들을 공급하는데 필요한 1 수평기간을 정의하는 신호이다. 데이터 인에이블 신호는 유효한 데이터가 입력되는 기간을 정의하는 신호이다. 도트 클럭은 소정의 짧은 주기로 반복되는 신호이다.
타이밍 콘트롤러(30)는 게이트 구동회로(10)와 데이터 구동회로(20)의 동작 타이밍을 제어하기 위해, 타이밍 신호들에 기초하여 데이터 구동회로(20)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 소스 타이밍 제어신호(DCS)와 게이트 구동회로(10)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호(GCS)를 발생한다. 타이밍 콘트롤러(30)는 게이트 구동회로(10)에 게이트 타이밍 제어신호(GCS)를 출력하고, 데이터 구동회로(20)에 디지털 영상 데이터(RGB)와 소스 타이밍 제어신호(DCS)를 출력한다.
호스트 시스템(70)은 네비게이션 시스템, 셋톱박스, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템, 방송 수신기, 폰 시스템(Phone system) 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 호스트 시스템(70)은 스케일러(scaler)를 내장한 SoC(System on chip)을 포함하여 입력 영상의 디지털 영상 데이터(RGB)를 표시패널(DIS)에 표시하기에 적합한 포맷으로 변환한다. 호스트 시스템(70)은 디지털 영상 데이터(RGB)와 타이밍 신호들을 타이밍 콘트롤러(30)로 전송한다. 또한, 호스트 시스템(70)은 터치 알고리즘 실행부(50)로부터 입력되는 터치 좌표 데이터(HIDxy)를 분석하여 사용자에 의해 터치가 발생한 좌표와 연계된 응용 프로그램을 실행한다.
두 번째로, 본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린 장치에 대하여 상세히 설명한다. 터치 스크린 패널(TSP)은 Tx 라인들(T1~Tj, j는 2 이상의 자연수), Tx 라인들(T1~Tj)과 교차하는 Rx 라인들(R1~Ri, i는 2 이상의 자연수), 및 Tx 라인들(T1~Tj)과 Rx 라인들(R1~Ri)의 교차부들에 형성된 i×j 개의 터치 센서들을 포함한다. 터치 센서들 각각은 등가 회로적으로 상호 용량(mutual capacitance)로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지 않음에 주의하여야 한다.
터치 스크린 장치가 표시장치와 결합하는 경우, 터치 스크린 패널(TSP)은 표시패널(DIS)의 상부에 접합될 수 있다. 특히, 표시장치가 액정표시장치로 구현되는 경우, 터치 스크린 패널(TSP)은 표시패널(DIS)의 상부 편광판 상에 접합되거나, 상부 편광판과 표시패널(DIS)의 상부기판 사이에 접합될 수 있다. 또한, 터치 스크린 패널(TSP)의 터치 센서들은 액정표시장치의 표시패널 내에서 픽셀 어레이와 함께 하부기판에 형성(인셀(In-cell) 타입)될 수 있다.
터치 패널 구동회로(40)는 Tx 라인들(T1~Tj)에 구동펄스를 공급하고 구동펄스에 동기하여 Rx 라인들(R1~Ri)을 통해 터치 센서 전압을 센싱한다. 터치 패널 구동회로(40)는 Tx 구동회로(41), Rx 구동회로(42), 및 터치 콘트롤러(43)를 포함한다. Tx 구동회로(41), Rx 구동회로(42), 및 터치 콘트롤러(43)는 하나의 ROIC(Read-out IC) 내에 집적될 수 있다.
Tx 구동회로(41)는 터치 콘트롤러(43)의 제어 하에 구동펄스를 출력할 Tx 채널을 선택하고, 선택된 Tx 채널과 연결된 Tx 라인들에 구동펄스를 공급한다. Rx 구동회로(42)는 터치 콘트롤러(43)의 제어 하에 터치 센서들의 차지 변화량을 수신할 Rx 채널을 선택하고, 선택된 Rx 채널과 연결된 Rx 라인들을 통해 터치 센서들의 차지 변화량을 수신한다. Rx 구동회로(42)는 Rx 라인들(R1~Ri)을 통해 수신된 터치 센서들의 차지 변화량을 샘플링하여 적분기에 누적한다. Rx 구동회로(42)는 적분기에 누적된 전압을 아날로그-디지털 변환기(Analog to Digital Converter, ADC)에 입력하여 디지털 데이터인 터치 로우 데이터(touch raw data, TRD)로 변환하여 출력한다.
터치 콘트롤러(43)는 Tx 구동회로(41)에서 구동펄스가 출력될 Tx 채널을 설정하기 위한 Tx 셋업 신호와, Rx 구동회로(42)에서 터치 센서 전압을 수신할 Rx 채널을 설정하기 위한 Rx 셋업 신호를 발생한다. 또한, 터치 콘트롤러(43)는 Tx 구동회로(41)와 Rx 구동회로(42)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어신호들을 발생한다.
터치 알고리즘 실행부(50)는 터치 구동회로(40)로부터 터치 로우 데이터(TRD)를 공급받는다. 터치 알고리즘 실행부(50)는 기준 데이터(RD)를 이용하여 터치 로우 데이터(TRD)를 보정하여 터치 보정 데이터(TCD)를 산출한다. 터치 알고리즘 실행부(50)는 터치 보정 데이터(TCD)에 적분 보정 알고리즘, 라벨링 알고리즘 등을 순차적으로 실행하여 터치 좌표(들)를 산출한다. 적분 보정 알고리즘은 양의 값과 음의 값을 갖는 터치 보정 데이터(TCD)를 양의 값의 터치 보정 데이터(TCD)로 부호를 단일화하는 알고리즘을 의미한다. 라벨링(labeling) 알고리즘은 터치 보정 데이터(TCD)를 터치 문턱 값과 비교하여 터치 문턱 값 이상인 터치 보정 데이터(TCD)의 좌표(들)을 터치 후보 좌표(들)(TCC)로 검출하는 알고리즘을 의미한다. 터치 알고리즘 실행부(50)는 터치 좌표(들)의 정보를 포함하는 터치 좌표 데이터(HIDxy)를 호스트 시스템(70)으로 전송한다. 터치 알고리즘 실행부(50)는 MCU(Micro Controller Unit, MCU)로 구현될 수 있다. 터치 알고리즘 실행부(50)에 대한 자세한 설명은 도 2 및 도 3을 결부하여 후술한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 터치 알고리즘 실행부를 상세히 보여주는 블록도이다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 기준 데이터 보정방법을 보여주는 흐름도이다. 도 4는 도 3의 기준 데이터 보정방법에 따른 터치 로우 데이터, 기준 보정 데이터, 기준 데이터, 및 터치 보정 데이터를 보여주는 일 예시도면이다. 도 4에 도시된 터치 로우 데이터, 기준 보정 데이터, 기준 데이터, 및 터치 보정 데이터 각각의 그래프에서 x 축은 Rx 라인의 위치(Rx channel), y 축은 Tx 라인의 위치(Tx channel), z 축은 해당 위치에서의 데이터 값을 지시한다. 따라서, Rx 라인의 위치(Rx channel)와 Tx 라인의 위치(Tx channel)는 (x,y) 좌표로 표현될 수 있다.
도 2를 참조하면, 터치 알고리즘 실행부(50)는 터치 로우 데이터 보정부(51), 메모리(52), 터치 후보 좌표 검출부(53), 기준 보정 데이터 생성부(54), 및 기준 데이터 생성부(55)를 포함한다. 터치 알고리즘 실행부(50)는 터치 보정 데이터(TCD)에 적분 보정 알고리즘, 라벨링 알고리즘 등을 순차적으로 실행하여 터치 좌표(들)를 산출하는 터치 좌표 산출부(56)를 더 포함할 수 있다. 터치 좌표 산출부(56)는 터치 좌표(들)의 정보를 포함하는 터치 좌표 데이터(HIDxy)를 호스트 시스템(70)으로 전송한다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 기준 보정 데이터 생성부(54)와 터치 좌표 산출부(56)를 기능적으로 분리하여 설명하였지만, 기준 보정 데이터 생성부(54)는 터치 좌표 산출부(56)에 포함될 수도 있다. 이하에서, 도 2, 도 3, 및 도 4를 결부하여 터치 알고리즘 실행부(50)의 기준 데이터 보정방법에 대하여 상세히 설명한다.
첫 번째로, 터치 로우 데이터 보정부(51)는 Rx 구동회로(42)로부터 제n 프레임 기간의 터치 로우 데이터(TRD(n))를 입력받고, 메모리(52)에 저장된 제n-1 프레임 기간의 기준 데이터(RD(n-1))를 입력받는다. 터치 로우 데이터 보정부(51)는 제n-1 프레임 기간의 기준 데이터(RD(n-1))를 이용하여 제n 프레임 기간의 터치 로우 데이터(TRD(n))를 보정하여 제n 프레임 기간의 터치 보정 데이터(TCD(n))를 산출한다. 구체적으로, 터치 로우 데이터 보정부(51)는 도 4와 같이 제n 프레임 기간의 터치 로우 데이터(TRD(n))로부터 제n-1 프레임 기간의 기준 데이터(RD(n-1))를 차감 연산하여 제n 프레임 기간의 터치 보정 데이터(TCD(n))를 산출한다. 제n-1 프레임 기간의 기준 데이터(RD(n-1)는 도 4와 같이 제n-4 내지 제n-1 프레임 기간들의 기준 보정 데이터(RCD(n-4)~RCD(n-1))의 평균값으로 산출될 수 있다. 터치 로우 데이터 보정부(51)는 제n 프레임 기간의 터치 보정 데이터(TCD(n))를 터치 후보 좌표 검출부(53)와 터치 좌표 산출부(56)로 출력한다. (S101)
두 번째로, 터치 후보 좌표 검출부(53)는 터치 로우 데이터 보정부(51)로부터 제n 프레임 기간의 터치 보정 데이터(TCD(n))를 입력받는다. 터치 후보 좌표 검출부(53)는 제n 프레임 기간의 터치 보정 데이터(TCD(n))를 분석하여 터치 후보 좌표(들)(TCC)를 검출한다. 구체적으로, 터치 후보 좌표 검출부(53)는 제n 프레임 기간의 터치 보정 데이터(TCD)에 적분 보정 알고리즘, 라벨링 알고리즘 등을 순차적으로 실행한다. 적분 보정 알고리즘은 양의 값과 음의 값을 갖는 터치 보정 데이터(TCD)를 양의 값의 터치 보정 데이터(TCD)로 부호를 단일화하는 알고리즘을 의미한다. 라벨링(labeling) 알고리즘은 터치 보정 데이터(TCD)를 터치 문턱 값과 비교하여 터치 문턱 값 이상인 터치 보정 데이터(TCD)의 좌표(들)을 터치 후보 좌표(들)(TCC)로 검출하는 알고리즘을 의미한다. (S102)
세 번째로, 기준 보정 데이터 생성부(54)는 Rx 구동회로(42)로부터 제n 프레임 기간의 터치 로우 데이터(TRD(n))를 입력받는다. 기준 보정 데이터 생성부(54)는 도 5a와 같이 터치 후보 좌표(들)(TCC)에 해당하는 터치 로우 데이터(TRD)에 라벨링 블록(LB)을 설정할 수 있다. 기준 보정 데이터 생성부(54)는 도 5b와 같이 라벨링 블록(LB)에 포함되지 않는 터치 로우 데이터는 보정하지 않는 반면에 라벨링 블록(LB)에 포함된 터치 로우 데이터는 보정함으로써, 제n 프레임 기간의 기준 보정 데이터(RD)를 생성할 수 있다. 그러므로, 도 5a 및 도 5b와 같이 라벨링 블록(LB)에 포함되지 않은 좌표들에서의 터치 로우 데이터(TRD)와 기준 보정 데이터(RD)는 동일한 값을 갖지만, 라벨링 블록(LB)에 포함된 좌표들에서의 터치 로우 데이터(TRD)와 기준 보정 데이터(RD)는 다른 값을 갖는다. 도 5a 및 도 5b에 도시된 터치 로우 데이터와 기준 보정 데이터의 그래프에서 x 축은 Rx 라인의 위치(Rx channel), y 축은 Tx 라인의 위치(Tx channel), z 축은 해당 위치에서의 데이터 값을 지시한다. 따라서, Rx 라인의 위치(Rx channel)와 Tx 라인의 위치(Tx channel)는 (x,y) 좌표로 표현될 수 있다.
또한, 사용자에 의해 터치가 발생하지 않은 경우, 터치 후보 좌표(들)이 검출되지 않을 것이므로, 사용자에 의해 터치가 발생하지 않은 제n-4 내지 제n-1 프레임 기간의 기준 보정 데이터(RCD(n-4)~RCD(n-1))는 도 4와 같이 제n-4 내지 제n-1 프레임 기간의 터치 로우 데이터(TRD(n-4)~TRD(n-1))와 실질적으로 동일하게 생성된다. 하지만, 사용자에 의해 터치가 발생한 제n 프레임 기간의 기준 보정 데이터(RCD(n))는 도 4와 같이 제n 프레임 기간의 터치 로우 데이터(TRD(n))와 라벨링 블록(LB)에서 다른 값을 갖도록 생성된다. 이하에서, 기준 보정 데이터 생성부(54)가 라벨링 블록(LB)에 포함된 터치 로우 데이터를 보정하는 방법에 대하여 상세히 설명한다.
기준 보정 데이터 생성부(54)는 라벨링 블록(LB)에 포함된 터치 로우 데이터를 그들의 최대값, 최소값, 또는 최대값과 최소값의 평균값으로 보정할 수 있다. 도 6은 라벨링 블록을 보여주는 일 예시도면이다. 도 6에서는 설명의 편의를 위해 라벨링 블록(LB)이 4×4 블록인 것으로 도시하였다. 예를 들어, 기준 보정 데이터 생성부(54)는 도 6과 같이 라벨링 블록(LB)에 포함된 16 개의 터치 로우 데이터를 그들의 최대값, 최소값, 또는 최대값과 최소값의 평균값으로 보정할 수 있다.
또한, 기준 보정 데이터 생성부(54)는 라벨링 블록(LB)에 포함된 터치 로우 데이터를 그들의 평균값으로 보정할 수 있다. 예를 들어, 기준 보정 데이터 생성부(54)는 도 6과 같이 라벨링 블록(LB)에 포함된 16 개의 터치 로우 데이터를 그들의 평균값으로 보정할 수 있다.
또한, 기준 보정 데이터 생성부(54)는 라벨링 블록(LB)에 포함된 터치 로우 데이터를 라벨링 블록(LB)의 가장자리에 해당하는 좌표들에서의 터치 로우 데이터의 중앙값으로 보정할 수 있다. 예를 들어, 기준 보정 데이터 생성부(54)는 도 6과 같이 라벨링 블록(LB)에 포함된 16 개의 터치 로우 데이터를 라벨링 블록(LB)의 가장자리에 해당하는 12 개의 터치 로우 데이터의 중앙값으로 보정할 수 있다.
또한, 기준 보정 데이터 생성부(54)는 라벨링 블록(LB)의 제p(p는 1≤p≤r을 만족하는 자연수, r은 라벨링 블록(LB)의 행의 개수) 행의 터치 로우 데이터를 보간(interpolation)하여 제p 보간 데이터를 생성한 후, 라벨링 블록(LB)의 제p 행의 터치 로우 데이터를 제p 보간 데이터로 보정할 수 있다. 예를 들어, 기준 보정 데이터 생성부(54)는 도 6과 같이 라벨링 블록(LB)의 제1 행(R1)의 터치 로우 데이터의 평균값을 제1 보간 데이터로 생성하고, 제2 행(R2)의 터치 로우 데이터의 평균값을 제2 보간 데이터로 생성할 수 있다. 그리고 나서, 기준 보정 데이터 생성부(54)는 도 6과 같이 라벨링 블록(LB)의 제1 행(R1)의 터치 로우 데이터를 제1 보간 데이터로 보정하고, 제2 행(R2)의 터치 로우 데이터를 제2 보간 데이터로 보정할 수 있다.
또한, 기준 보정 데이터 생성부(54)는 라벨링 블록(LB)의 제p 열의 터치 로우 데이터를 보간(interpolation)하여 제p 보간 데이터를 생성한 후, 라벨링 블록(LB)의 제p 열의 터치 로우 데이터를 제p 보간 데이터로 보정할 수 있다. 예를 들어, 기준 보정 데이터 생성부(54)는 도 6과 같이 라벨링 블록(LB)의 제1 열(C1)의 터치 로우 데이터의 평균값을 제1 보간 데이터로 생성하고, 제2 열(C2)의 터치 로우 데이터의 평균값을 제2 보간 데이터로 생성할 수 있다. 그리고 나서, 기준 보정 데이터 생성부(54)는 도 6과 같이 라벨링 블록(LB)의 제1 열(C1)의 터치 로우 데이터를 제1 보간 데이터로 보정하고, 제2 열(C2)의 터치 로우 데이터를 제2 보간 데이터로 보정할 수 있다.
나아가, 기준 보정 데이터 생성부(54)는 라벨링 블록(LB)의 (p,1) 좌표 내지 (p,p) 좌표에서의 터치 로우 데이터와 (1,p) 좌표 내지 (p,p) 좌표에서의 터치 로우 데이터를 보간하여 보간 데이터를 생성한 후, 라벨링 블록(LB)의 (p,1) 좌표 내지 (p,p) 좌표에서의 터치 로우 데이터와 (1,p) 좌표 내지 (p,p) 좌표에서의 터치 로우 데이터를 보간 데이터로 보정할 수 있다. 예를 들어, 기준 보정 데이터 생성부(54)는 라벨링 블록(LB)의 (2,1), (2,2), (1,2) 좌표에서의 터치 로우 데이터의 평균값을 보간 데이터로 생성한 후, 라벨링 블록(LB)의 (2,1), (2,2), (1,2) 좌표에서의 터치 로우 데이터를 보간 데이터로 보정할 수 있다. (2,1) 좌표에서의 터치 로우 데이터는 라벨링 블록(LB)의 제2 행(R2) 제1 열(C1)에 위치한 터치 로우 데이터를 의미한다. (S103)
네 번째로, 기준 데이터 생성부(55)는 기준 보정 데이터 생성부(54)로부터 제n(n은 자연수) 프레임 기간의 기준 보정 데이터(RCD(n))를 입력받고, 메모리(52)로부터 제n-k(k는 n＞k를 만족하는 자연수) 내지 제n-1 프레임 기간들의 기준 보정 데이터(RCD(n-k)~RCD(n-1))를 입력받는다. 기준 데이터 생성부(55)는 제n 프레임 기간의 기준 보정 데이터(RCD(n))와 제n-k 내지 제n-1 프레임 기간들의 기준 보정 데이터(RCD(n-k)~RCD(n-1))의 평균값을 산출하여 제n 프레임 기간의 기준 데이터(RD(n))를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제n 프레임 기간의 기준 데이터(RD(n)는 도 4와 같이 제n-3 내지 제n 프레임 기간들의 기준 보정 데이터(RCD(n-3)~RCD(n))의 평균값으로 산출될 수 있다. (S104)
다섯 번째로, 기준 데이터 생성부(55)는 제n 프레임 기간의 기준 데이터(RD(n))와 제n 프레임 기간의 기준 보정 데이터(RCD(n))를 메모리(52)에 저장한다. 그 결과, 터치 로우 데이터 보정부(51)가 도 4와 같이 제n+1 프레임 기간의 터치 보정 데이터(TCD(n+1))를 산출하기 위해 제n+1 프레임 기간의 터치 로우 데이터(TRD(n+1))를 보정하는 경우, 제n 프레임 기간의 기준 데이터(RD(n))를 이용할 수 있다. 즉, 본 발명은 사용자에 의해 터치가 발생하는 경우에도, 기준 데이터(RD(n))를 업데이트(update)할 수 있다. (S105)
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 사용자에 의해 터치가 발생하는 것과 무관하게 기준 데이터를 보정한다. 그 결과, 본 발명은 노이즈(noise)가 짧은 시간 동안 급격하게 변화하는 경우에도 그 노이즈를 기준 데이터에 반영할 수 있으므로, 그 기준 데이터를 이용하여 터치 로우 데이터를 보정하는 경우 그 터치 로우 데이터를 정확하게 보정할 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 종래의 터치 로우 데이터 보정방법에 의해 산출된 터치 보정 데이터와 본 발명의 실시 예에 따른 터치 로우 데이터 보정방법에 의해 산출된 터치 보정 데이터를 보여주는 일 예시도면이다. 도 7a 및 도 7b에 도시된 터치 로우 데이터의 그래프에서 x 축은 Rx 라인의 위치(Rx channel), y 축은 Tx 라인의 위치(Tx channel), z 축은 해당 위치에서의 데이터 값을 지시한다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 터치 로우 데이터 보정방법에 의해 산출된 제n 프레임 기간의 터치 보정 데이터 중에서 터치 좌표에서의 터치 보정 데이터(TCDt)와 비터치 좌표에서의 터치 보정 데이터의 최대값(TCDnm) 간의 차이(D2)가 종래의 터치 로우 데이터 보정방법에 의해 산출된 제n 프레임 기간의 터치 보정 데이터 중에서 터치 좌표에서의 터치 보정 데이터(TCDt)와 비터치 좌표에서의 터치 보정 데이터의 최대값(TCDnm) 간의 차이(D1)보다 더 크게 나타남을 볼 수 있다. 터치 좌표에서의 터치 보정 데이터(TCDt)와 비터치 좌표에서의 터치 보정 데이터의 최대값(TCDnm) 간의 차이가 작다는 것은 비터치 좌표에서의 터치 로우 데이터의 노이즈(noise)가 그만큼 제거되지 않았음을 의미하며, 노이즈가 계속 쌓이면 터치 문턱 값보다 커질 수 있으며, 이 경우 터치 좌표가 오산출될 수도 있다. 결국, 본 발명의 실시 예에 따른 터치 로우 데이터 보정방법은 종래의 터치 로우 데이터 보정방법보다 터치 로우 데이터의 노이즈(noise)를 효과적으로 제거할 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 TSP: 터치 스크린 패널
10: 게이트 구동회로 20: 데이터 구동회로
30: 타이밍 콘트롤러 40: 터치 구동회로
41: Tx 구동회로 42: Rx 구동회로
43: 터치 콘트롤러 50: 터치 알고리즘 실행부
51: 터치 로우 데이터 보정부 52: 메모리
53: 터치 후보 좌표 산출부 54: 기준 보정 데이터 생성부
55: 기준 데이터 생성부 56: 터치 좌표 산출부
70: 호스트 시스템

Claims (20)

  1. 제n 프레임 기간의 터치 로우 데이터를 메모리에 저장된 제n-1 프레임 기간의 기준 데이터를 이용하여 보정함으로써, 제n 프레임 기간의 터치 보정 데이터를 산출하는 제1 단계;
    상기 제n 프레임 기간의 터치 보정 데이터를 분석하여 터치 후보 좌표들을 검출하는 제2 단계;
    상기 터치 후보 좌표들에 해당하는 터치 로우 데이터에 라벨링 블록을 설정하고, 상기 라벨링 블록에 포함되지 않는 터치 로우 데이터는 보정하지 않는 반면에 상기 라벨링 블록에 포함된 터치 로우 데이터는 보정함으로써, 제n 프레임 기간의 기준 보정 데이터를 생성하는 제3 단계; 및
    상기 제n 프레임 기간의 기준 보정 데이터와 상기 메모리에 저장된 제n-k 내지 제n-1 프레임 기간들의 기준 보정 데이터의 평균값을 산출하여 제n 프레임 기간의 기준 데이터를 생성하는 제4 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기준 데이터 보정방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제n 프레임 기간의 기준 보정 데이터와 상기 제n 프레임 기간의 기준 데이터를 상기 메모리에 저장하는 제5 단계를 더 포함하는 기준 데이터 보정방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 단계는,
    상기 제n 프레임 기간의 터치 로우 데이터에서 상기 제n-1 프레임 기간의 기준 데이터를 차감하여 상기 제n 프레임 기간의 터치 보정 데이터를 산출하는 것을 특징으로 하는 기준 데이터 보정방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 단계는,
    터치 문턱 값 이상인 상기 제n 프레임 기간의 터치 보정 데이터의 좌표들을 상기 터치 후보 좌표들로 검출하는 것을 특징으로 하는 기준 데이터 보정방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제3 단계는,
    상기 라벨링 블록에 포함된 터치 로우 데이터를 그들의 최대값, 최소값, 또는 상기 최대값과 상기 최소값의 평균값으로 보정하는 것을 특징으로 하는 기준 데이터 보정방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제3 단계는,
    상기 라벨링 블록에 포함된 터치 로우 데이터를 그들의 평균값으로 보정하는 것을 특징으로 하는 기준 데이터 보정방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제3 단계는,
    상기 라벨링 블록에 포함된 터치 로우 데이터를 상기 라벨링 블록의 가장자리에 해당하는 좌표들에서의 터치 로우 데이터의 중앙값으로 보정하는 것을 특징으로 하는 기준 데이터 보정방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제3 단계는,
    상기 라벨링 블록의 제p 행의 터치 로우 데이터를 보간하여 제p 보간 데이터를 생성한 후, 상기 라벨링 블록의 제p 행의 기준 데이터를 상기 제p 보간 데이터로 보정하는 것을 특징으로 하는 기준 데이터 보정방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제3 단계는,
    상기 라벨링 블록의 제p 행의 터치 로우 데이터를 보간하여 제p 보간 데이터를 생성한 후, 상기 라벨링 블록의 제p 행의 기준 데이터를 상기 제p 보간 데이터로 보정하는 것을 특징으로 하는 기준 데이터 보정방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제3 단계는,
    상기 라벨링 블록의 (p,1) 좌표 내지 (p,p) 좌표에서의 터치 로우 데이터와 (1,p) 좌표 내지 (p,p) 좌표에서의 터치 로우 데이터를 보간하여 보간 데이터를 생성한 후, 상기 라벨링 블록의 (p,1) 좌표 내지 (p,p) 좌표에서의 기준 데이터와 (1,p) 좌표 내지 (p,p) 좌표에서의 기준 데이터를 상기 보간 데이터로 보정하는 것을 특징으로 하는 기준 데이터 보정방법.
  11. Tx 라인들, Rx 라인들, 및 상기 Tx 라인들과 상기 Rx 라인들의 교차부에 형성된 터치 센서들을 포함하는 터치 스크린 패널;
    상기 Tx 라인들에 구동펄스를 공급하고, 상기 Rx 라인들을 통해 수신되는 터치 센서들의 전압을 디지털 데이터로 변환하여 터치 로우 데이터들을 출력하는 터치 구동회로; 및
    상기 터치 구동회로로부터 상기 터치 로우 데이터들을 입력받는 터치 알고리즘 실행부를 포함하고,
    상기 터치 알고리즘 실행부는,
    제n 프레임 기간의 터치 로우 데이터를 메모리에 저장된 제n-1 프레임 기간의 기준 데이터를 이용하여 보정함으로써, 제n 프레임 기간의 터치 보정 데이터를 산출하는 터치 로우 데이터 보정부;
    상기 제n 프레임 기간의 터치 보정 데이터를 분석하여 터치 후보 좌표들을 검출하는 터치 후보 좌표 검출부;
    상기 터치 후보 좌표들에 해당하는 터치 로우 데이터에 라벨링 블록을 설정하고, 상기 라벨링 블록에 포함되지 않는 터치 로우 데이터는 보정하지 않는 반면에 상기 라벨링 블록에 포함된 터치 로우 데이터는 보정함으로써, 제n 프레임 기간의 기준 보정 데이터를 생성하는 기준 보정 데이터 생성부; 및
    상기 제n 프레임 기간의 기준 보정 데이터와 상기 메모리에 저장된 제n-k 내지 제n-1 프레임 기간들의 기준 보정 데이터의 평균값을 산출하여 제n 프레임 기간의 기준 데이터를 생성하는 기준 데이터 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 기준 데이터 생성부는,
    상기 제n 프레임 기간의 기준 보정 데이터와 상기 제n 프레임 기간의 기준 데이터를 상기 메모리에 저장하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 터치 로우 데이터 보정부는,
    상기 제n 프레임 기간의 터치 로우 데이터에서 상기 제n-1 프레임 기간의 기준 데이터를 차감하여 상기 제n 프레임 기간의 터치 보정 데이터를 산출하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 터치 후보 좌표 검출부는,
    터치 문턱 값 이상인 상기 제n 프레임 기간의 터치 보정 데이터의 좌표들을 상기 터치 후보 좌표들로 검출하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 장치.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 기준 보정 데이터 생성부는,
    상기 라벨링 블록에 포함된 터치 로우 데이터를 그들의 최대값, 최소값, 또는 상기 최대값과 상기 최소값의 평균값으로 보정하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 장치.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 기준 보정 데이터 생성부는,
    상기 라벨링 블록에 포함된 터치 로우 데이터를 그들의 평균값으로 보정하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 장치.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 기준 보정 데이터 생성부는,
    상기 라벨링 블록에 포함된 터치 로우 데이터를 상기 라벨링 블록의 가장자리에 해당하는 좌표들에서의 터치 로우 데이터의 중앙값으로 보정하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 장치.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 기준 보정 데이터 생성부는,
    상기 라벨링 블록의 제p 행의 터치 로우 데이터를 보간하여 제p 보간 데이터를 생성한 후, 상기 라벨링 블록의 제p 행의 기준 데이터를 상기 제p 보간 데이터로 보정하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 장치.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 기준 보정 데이터 생성부는,
    상기 라벨링 블록의 제p 행의 터치 로우 데이터를 보간하여 제p 보간 데이터를 생성한 후, 상기 라벨링 블록의 제p 행의 기준 데이터를 상기 제p 보간 데이터로 보정하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 장치.
  20. 제 11 항에 있어서,
    상기 기준 보정 데이터 생성부는,
    상기 라벨링 블록의 (p,1) 좌표 내지 (p,p) 좌표에서의 터치 로우 데이터와 (1,p) 좌표 내지 (p,p) 좌표에서의 터치 로우 데이터를 보간하여 보간 데이터를 생성한 후, 상기 라벨링 블록의 (p,1) 좌표 내지 (p,p) 좌표에서의 기준 데이터와 (1,p) 좌표 내지 (p,p) 좌표에서의 기준 데이터를 상기 보간 데이터로 보정하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 장치.
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