KR20160025802A - 터치스크린 장치 및 터치 감지 방법 - Google Patents

터치스크린 장치 및 터치 감지 방법 Download PDF

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KR20160025802A
KR20160025802A KR1020140113131A KR20140113131A KR20160025802A KR 20160025802 A KR20160025802 A KR 20160025802A KR 1020140113131 A KR1020140113131 A KR 1020140113131A KR 20140113131 A KR20140113131 A KR 20140113131A KR 20160025802 A KR20160025802 A KR 20160025802A
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레이 아미야
김지훈
이현석
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삼성전기주식회사
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    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means

Abstract

본 발명은 터치스크린 장치 및 터치 감지 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 감지 방법은 터치 입력에 의해 감지 신호가 생성되는 복수의 노드 중에서 일부를 터치 노드로 선택하는 단계; 상기 선택된 터치 노드들을 포함하는 바운더리 박스를 설정하여 최소 임계값과 최대 임계값을 산출하는 단계; 및 상기 터치 노드들의 수가 상기 최소 임계값과 상기 최대 임계값의 범위 밖인 경우 비의도 터치로 판단하는 단계; 를 포함할 수 있다.

Description

터치스크린 장치 및 터치 감지 방법{TOUCHSCREEN APPARATUS AND METHOD FOR SENSING TOUCH INPUT}
본 발명은 사용자의 터치 입력을 감지하는 터치스크린 장치 및 터치 감지 방법에 관한 것이다.
터치스크린, 터치패드 등과 같은 터치스크린 장치는 디스플레이 장치에 부착되어 사용자에게 직관적인 입력 방법을 제공할 수 있는 입력 장치로서, 최근 휴대폰, PDA(Personal Digital Assistant), 네비게이션 등과 같은 다양한 전자 기기에 널리 적용되고 있다.
휴대용 기기에 적용되는 터치스크린은 터치 입력을 감지하는 방법에 따라 저항막 방식과 정전용량 방식으로 구분할 수 있으며, 이 중 정전용량 방식은 상대적으로 수명이 길고 다양한 입력 방법과 제스처를 손쉽게 구현할 수 있는 장점으로 인해 그 적용 비율이 갈수록 높아지고 있다. 또한, 정전용량 방식은 저항막 방식에 비해 멀티 터치 인터페이스를 구현하기가 용이하여 스마트폰, 타블렛 PC등의 기기에 폭넓게 적용된다.
정전용량 방식의 터치스크린은 일정한 패턴을 갖는 복수의 전극을 포함하며, 터치 입력에 의해 정전용량 변화가 생성되는 복수의 노드가 상기 복수의 전극에 의해 정의된다. 2차원 평면에 분포하는 복수의 노드는, 터치 입력에 의해 자체 정전용량(Self-Capacitance) 또는 결합 정전용량(Mutual-Capacitance) 변화를 생성하며, 복수의 노드에서 생성되는 정전용량 변화에 가중 평균 계산법 등을 적용하여 터치 입력의 좌표를 계산할 수 있다.
최근에는 스마트폰 및 타블렛 PC의 보급과 더불어 다양한 어플리케이션이 개발되면서, 복수의 노드에 발생되는 다양한 입력을 처리하는 방법과 함께 비정상 터치 입력의 제거 기능이 터치스크린 장치에 요구되는 추세이다.
특히, 사용자가 손가락 또는 스타일러스 펜(stylus pen) 등을 이용하여 터치하는 경우 팜 터치(Palm touch) 등 비의도 터치가 발생되는데, 이를 정상적인 터치와 구분하기 위해 비의도 터치 여부 등을 판단하는 기술이 필요하다.
터치 감지 방법 및 터치스크린 장치에 관련된 종래 기술로는 하기의 특허문헌을 참조하여 이해할 수 있다.
한국 공개특허공보 KR 10-2013-0023943
본 발명의 일 실시예에 따르면, 터치 입력에 의해 생성되는 정전용량 변화에 기초하여 비의도 터치를 정상적인 터치와 구분하여 판단할 수 있는 터치스크린 장치 및 터치 감지 방법이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치 감지 방법은 터치 입력에 의해 감지신호가 생성되는 복수의 노드 중에서 일부를 터치 노드로 선택하는 단계, 상기 선택된 터치 노드들을 포함하는 바운더리 박스를 설정하여 최소 임계값과 최대 임계값을 산출하는 단계 및 상기 선택된 터치 노드들의 수가 상기 최소 임계값과 상기 최대 임계값의 범위 밖인 경우 비의도 터치로 판단하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 임계값 산출 단계는 상기 바운더리 박스의 경계 내부에 인접한 타원 중 최소 면적을 가지는 타원의 면적에 따라 상기 최소 임계값을 산출하는 단계 및 상기 바운더리 박스의 경계 내부에 인접한 타원 중 최대 면적을 가지는 타원의 면적에 따라 상기 최대 임계값을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 터치스크린 장치는 사용자가 손가락 또는 스타일러스 펜(stylus pen) 등을 이용하여 터치하는 경우, 손가락 옆면, 손바닥, 또는 손가락 관절 등에 의한 팜 터치 등을 효과적으로 비의도 터치 입력으로 판단할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 장치를 구비한 전자 기기의 외관을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 장치에 포함될 수 있는 패널부를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 장치에 포함될 수 있는 패널부의 단면을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 장치를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 감지 방법을 설명하는 간략한 흐름도이다.
도 6a 및 도6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 감지 방법을 설명하는흐름도이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 감지 방법을 설명하는 도면이다.
도 10 a 및 도 10b 발명의 다른 실시예에 따른 터치 감지 방법을 설명하는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다.
또한, 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 장치를 구비한 전자 기기의 외관을 나타낸 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 전자 기기(100)는 화면을 출력하기 위한 디스플레이 장치(110), 입력부(120), 음성 출력을 위한 오디오부(130) 등을 포함하며, 디스플레이 장치(110)와 일체화되어 터치스크린 장치를 구비할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 모바일 기기 같은 경우 터치스크린 장치가 디스플레이 장치에 일체화되어 구비되는 것이 일반적이며, 터치스크린 장치는 디스플레이 장치가 표시하는 화면이 투과할 수 있을 정도로 높은 빛 투과율을 가져야 한다. 따라서 접촉 감지 장치는 PET(Polyethylene terephthalate), PC(polycarbonate), PES(polyethersulfone), PI(polyimide), PMMA (Polymethylmethacrylate) 등과 같이 투명한 필름 재질의 베이스 기판에 투명하고 전기 전도성을 갖는 ITO(Indium-Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), 탄소 나노 튜브(CNT, Carbon Nano Tube), 또는 그라핀(Graphene)과 같은 물질로 감지 전극을 형성함으로써 구현될 수 있다. 디스플레이 장치의 베젤 영역에는 투명 전도성 물질로 형성된 감지 전극과 연결되는 배선 패턴이 배치되며, 배선 패턴은 베젤 영역에 의해 시각적으로 차폐되므로 은(Ag), 구리(Cu) 등과 같은 금속 물질로도 형성이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 장치는 정전용량 방식에 따라 동작하는 것을 가정하므로, 소정의 패턴을 갖는 복수의 전극을 포함할 수 있다. 또한 복수의 전극에서 생성되는 정전용량의 변화를 검출하기 위한 정전용량 감지 회로와, 정전용량 감지 회로의 출력 신호를 디지털 값으로 변환하는 아날로그-디지털 변환 회로, 디지털 값으로 변환된 데이터를 이용하여 터치 입력을 판단하는 연산 회로 등을 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 장치에 포함될 수 있는 패널부를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 패널부(200)는 기판(210), 기판(210) 상에 마련되는 복수의 전극(220, 230)을 포함한다. 도 2에는 도시되지 않았으나, 복수의 전극(220, 230) 각각은 배선 및 본딩 패드를 통해 기판(210)의 일단에 부착되는 회로 기판의 배선 패턴과 전기적으로 연결될 수 있다. 회로 기판에는 컨트롤러 집적회로가 실장되어 복수의 전극(220, 230)에서 생성되는 감지 신호를 검출하고, 그로부터 터치 입력을 판단할 수 있다.
복수의 전극(220, 230)은 기판(210)의 일면 또는 양면에 마련될 수 있으며, 도 2에는 마름모, 또는 다이아몬드 형상의 패턴을 갖는 복수의 전극(220, 230)이 도시되었으나, 이 외에 직사각형, 삼각형 등의 다양한 다각형 형상의 패턴을 가질 수 있음은 물론이다.
복수의 전극(220, 230)은 X 축 방향으로 연장되는 제1 전극(220)과, Y 축 방향으로 연장되는 제2 전극(230)을 포함한다. 제1 전극(220)과 제2 전극(230)은 기판(210)의 양면에 마련되거나, 또는 서로 다른 기판(210)에 마련되어 교차될 수 있으며, 기판(210)의 일면에 모두 마련되는 경우에는 제1 전극(220)과 제2 전극(230)의 교차 지점에 부분적으로 소정의 절연층을 형성할 수 있다.
또한, 복수의 전극(220, 230)이 형성되는 영역 이외에, 복수의 전극(220, 230)과 연결되는 배선이 마련되는 영역에 대해서는 통상 불투명한 금속 물질로 형성되는 배선을 시각적으로 차폐하기 위한 소정의 인쇄 영역이 기판(210)에 형성될 수 있다.
복수의 전극(220, 230)과 전기적으로 연결되어 터치 입력을 감지하는 장치는, 터치 입력에 의해 복수의 전극(220, 230)에서 생성되는 정전용량의 변화를 검출하고 그로부터 터치 입력을 감지한다. 제1 전극(220)은 컨트롤러 집적 회로에서 D1~D8로 정의되는 채널에 연결되어 소정의 구동 신호를 인가 받을 수 있으며, 제2 전극(230)은 S1~S8로 정의되는 채널에 연결되어 터치스크린 장치가 감지 신호를 검출하는 데에 이용될 수 있다. 이때, 컨트롤러 집적 회로는 제1 전극(220)과 제2 전극(230) 사이에서 생성되는 결합 정전용량(mutual-capacitance)의 변화를 감지 신호로 검출할 수 있으며, 제1 전극(220) 각각에 순차적으로 구동 신호를 인가하고, 제2 전극(230)에서 동시에 정전용량의 변화를 검출하는 방식으로 동작할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 장치에 포함될 수 있는 패널부의 단면을 나타낸 도면이다. 도 3은 도 2에 도시한 패널부(200)를 Y-Z 평면으로 잘라서 나타낸 단면도로서, 도 2에서 설명한 기판(310), 복수의 감지 전극(320, 330) 이외에 접촉을 인가 받는 커버 렌즈(340, Cover Lens)를 더 포함할 수 있다. 커버 렌즈(340)는 감지 신호 검출에 이용되는 제2 전극(330) 상에 마련되어 손가락 등의 접촉 물체(350)로부터 터치 입력을 인가 받는다.
채널 D1~D8을 통해 순차적으로 제1 전극(320)에 구동 신호가 인가되면, 구동 신호가 인가된 제1 전극(320)과, 제2 전극(330) 사이에서 결합 정전용량이 생성된다. 제1 전극(320)에 순차적으로 구동 신호가 인가되면, 접촉 물체(350)가 접촉된 영역과 인접한 제1 전극(320)과 제2 전극(330) 사이에서 생성되는 결합 정전용량에서 정전용량 변화가 발생한다. 상기 정전용량 변화는 접촉 물체(350)와 구동 신호가 인가된 제1 전극(320) 및 제2 전극(330) 사이의 중첩된 영역의 면적에 비례할 수 있으며, 도 3에서는 채널 D2 및 D3에 각각 연결된 제1 전극(320)과 제2 전극(330) 사이에서 생성된 결합 정전용량이 접촉 물체(350)에 의해 영향을 받는다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 장치를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 장치는 패널부(410), 구동 회로부(420), 감지 회로부(430), 신호 변환부(440), 및 연산부(450)를 포함한다. 이 때, 구동 회로부(420), 감지 회로부(430), 신호 변환부(440), 및 연산부(450)는 하나의 집적 회로(IC)로 구현될 수 있다.
패널부(410)는 제1축 - 도 4의 가로 방향 - 방향으로 연장되는 복수 행의 제1 전극 X1-Xm과, 제1축에 교차하는 제2축 - 도 4의 세로 방향 - 방향으로 연장되는 복수 열의 제2 전극 Y1-Yn을 포함한다. 이 때, 노드 커패시터 C11~Cmn는 복수의 제1 전극 X1-Xm 및 제2 전극 Y1-Yn의 교차점에서 생성되는 결합 정전용량을 등가적으로 표현한 것이다.
구동 회로부(420)는 패널부(410)의 복수의 제1 전극 X1-Xm에 소정의 구동 신호를 인가한다. 구동 신호는 소정 주기와 진폭을 갖는 구형파(Square Wave), 사인파(Sine Wave), 삼각파(Triangle Wave) 등일 수 있으며, 복수의 제1 전극 각각에 순차적으로 인가될 수 있다. 도 4에는 구동 신호를 생성 및 인가하기 위한 회로가 복수의 제1 전극 각각에 개별적으로 연결되는 것으로 도시하였으나, 하나의 구동 신호 생성 회로를 구비하고 스위칭 회로를 이용하여 복수의 제1 전극 각각에 구동 신호를 인가할 수도 있다. 또한, 모든 제1 전극에 동시에 구동 신호를 인가하거나 일부의 제1 전극에만 선택적으로 구동 신호를 인가하여 단순히 터치 입력의 유/무만을 감지하는 방식으로 동작할 수 있다.
감지 회로부(430)는 복수의 제2 전극 Y1-Yn으로부터 노드 커패시터 C11-Cmn의 정전용량을 검출한다. 감지 회로부(430)는 적어도 하나의 연산 증폭기와 적어도 하나의 커패시터를 각각 구비하는 복수의 C-V 컨버터(435)를 포함할 수 있으며, 복수의 C-V 컨버터(435) 각각은 복수의 제2 전극 Y1-Yn과 연결될 수 있다.
복수의 C-V 컨버터(435)는 노드 커패시터 C11-Cmn의 정전용량을 전압 신호로 변경하여 아날로그 신호를 출력할 수 있는데, 일 예로 복수의 C-V 컨버터(435) 각각은 정전용량을 적분하는 적분 회로를 포함할 수 있다. 적분 회로는 정전용량을 적분하여 소정의 전압으로 변경하여 출력할 수 있다.
도 4에서는 C-V 컨버터(435)의 구성이 연산 증폭기의 반전단과 출력단에 사이에 커패시터 CF가 배치되는 것으로 도시되었으나, 회로 구성의 배치는 다양하게 변경될 수 있다. 나아가, 도 4에서는 하나의 연산증폭기와 하나의 커패시터를 구비하는 것으로 도시되었으나, 이와 달리, 복수의 연산증폭기와 복수의 커패시터를 구비할 수 있다
복수의 제1 전극 X1-Xm 에 구동 신호를 순차적으로 인가하는 경우, 복수의 제2 전극으로부터 정전용량을 동시에 검출할 수 있으므로, C-V 컨버터(435)는 복수의 제2 전극 Y1-Yn의 개수인 n개 만큼 구비될 수 있다.
신호 변환부(440)는 감지 회로부(440)로부터 출력되는 아날로그 신호로부터 디지털 신호인 감지 신호 SD를 생성한다. 일례로, 신호 변환부(440)는 전압 형태로 감지 회로부(430)가 출력하는 아날로그 신호가 소정의 기준 전압 레벨까지 도달하는 시간을 측정하여 이를 디지털 신호인 감지 신호 SD로 변환하는 TDC(Time-to-Digital Converter) 회로 또는 감지 회로부(430)로부터 출력되는 아날로그 신호의 레벨이 소정 시간 동안 변화하는 양을 측정하여 이를 디지털 신호인 감지 신호 SD로 변환하는 ADC(Analog-to-Digital Converter) 회로를 포함할 수 있다.
연산부(450)는 감지 신호 SD를 이용하여 패널부(410)에 인가된 접촉 입력을 판단한다. 감지 신호 SD를 이용하여 패널부(410)에 인가된 터치 입력의 개수, 좌표, 제스처 동작 등을 판단할 수 있다.
연산부(450)가 터치 입력을 판단하는 데에 기초가 되는 감지 신호 SD는 정전용량 C11~Cmn을 수치화한 데이터일 수 있으며, 특히 터치 입력이 발생하지 않은 경우와 터치 입력이 발생한 경우의 정전용량의 차이를 나타내는 데이터일 수 있다. 사용자가 패널부(410)에 인가하는 터치 입력은 손가락 또는 스타일러스 펜에 의한 정상적인 입력일 수 있으나, 이와 동시에 손가락의 측면, 손가락 관절, 팜 터치 등의 비정상적인 입력일 수 있다. 본 발명에서는 연산부(450)가 비정상적인 비의도 입력 여부를 판단함으로써, 정확한 사용자의 입력 의도를 파악할 수 있는 입력 방법을 제공할 수 있다. 이하, 도 5 내지 도 9를 참조하여 자세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 감지 방법을 설명하는 간략한 흐름도이다.
도 6a는 도 5에 나타낸 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 감지 방법의 터치 감지 및 터치 노드 선택 단계(S510 단계)의 일 실시예를 나타낸 흐름도이고, 6b는 도 5에 나타낸 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 감지 방법의 바운더리 박스 설정하여 최소 임계값 및 최대 임계값 산출 단계(S520 단계)의 일 실시예를 나타낸 흐름도이다.
도 5 내지 도6b를 참조하면, 본 실시예에 따른 터치 감지 방법은, 제1 전극과 제2 전극이 교차하는 복수의 노드에서의 정전용량 C11~Cmn을 검출하고, 감지 신호 SD를 획득하여 터치를 감지하는 것으로 시작된다(S511). 도 4에서 설명한 바와 같이, 정전용량 C11~Cmn은 감지 회로부(430)에 포함된 적분 회로에 의해 검출될 수 있으며, 감지 회로부(430)는 정전용량 C11~Cmn으로부터의 전압 신호를 생성할 수 있다. 감지회로부(430)가 생성한 전압 신호는 신호 변환부(440)에 의해 디지털 형태의 감지 신호 SD로 변환된다.
연산부(450)는 감지 신호 SD를 이용하여 복수의 노드 중 적어도 일부를 터치 노드로 선택한다(S512). 구동 신호가 복수의 제1 전극 각각에 순차적으로 인가되고, 복수의 제2 전극으로부터 정전용량 C11~Cmn을 검출하여 감지 신호 SD를 생성하는 일련의 스캔 동작이 1회 완료되면, 연산부(450)는 스캔 동작 결과로 얻은 감지 신호 SD를 이용하여 복수의 노드 중 적어도 일부를 터치 노드로 선택한다. 일례로, 연산부(450)는 노드 임계값 이상의 신호 세기를 갖는 감지 신호 SD가 검출된 노드를 터치 노드로 판단하여 선택할 수 있다. 상기 노드 임계값은 사용자에 의해 설정될 수도 있으며, 상기 감지 신호(SD)를 이용하여 연산부(450)에서 연산될 수도 있다.
한편, 연산부(450)는 상기 노드 임계값 이상의 신호 세기를 갖는 감지 신호 SD가 검출된 노드를 터치 노드로 판단하여 선택할 수 있다. 연산부(450)은 S512 단계에서 선택한 노드들을 이용하여, 바운더리 박스(boundary box)를 설정한다(S521). 연산부(450)가 설정하는 바운더리 박스는 S512 단계에서 선택한 노드들에 의해 설정될 수 있으며, S512 단계에서 선택한 노드는 물론 선택하지 않은 노드도 포함할 수 있다.
바운더리 박스를 설정하는 일 실시예를 설명하면, 연산부(450)은 복수의 노드들 중 일부를 선택하기 위해 노드 임계값보다 큰 감지신호를 가지는 복수의 노드들 중에서 감지신호가 최대값을 가지는 노드를 기준노드로 설정하고, 상기 기준노드의 인접노드 중 노드 임계값보다 큰 감지 신호를 가지는 노드들을 터치 노드들로 선택할 수 있다.
또한, 기준노드의 인접노드 중 터치 노드들로 선택된 노드들 중 하나를 새로운 기준노드로 설정하고 기준노드의 인접노드 중 노드 임계값보다 큰 감지신호를 가지는 인접노드 선택 단계를 반복할 수 있다.
인접노드에 선택할 수 있는 노드 임계값보다 큰 감지신호를 가지는 비선택 노드가 없다면 선택단계를 종료하고 바운더리 박스를 설정할 수 있다.
한편, 상기 바운더리 박스는 최소 면적을 가지고 선택한 복수의 노드를 포함하는 사각형 형태일 수 있다.
다음으로, 연산부(450)는 바운더리 박스에 포함된 터치 노드의 수(tn_count)를 카운트 한다(S522).
다음으로, 연산부(450)는 바운더리 박스의 폭과 높이 중 작은 값을 기준으로 한 종횡비율(bbox_ar)을 연산하고(S523), 바운더리 박스의 면적을 연산한다(S524).
연산부(450)는 상기 바운더리 박스의 경계 내부에 인접한 타원 중 최소 면적을 가지는 타원의 면적에 따라 최소 임계값을 산출할 수 있다(S525).
상기 최소 면적을 가지는 타원의 면적을 다음의 수식1에 따라 산출할 수 있다.
(수식1)
Figure pat00001
여기서 k는 바운더리 박스의 경계 내부에 인접한 타원의 장축 대 바운더리 박스의 대각선 비율이고, h는 바운더리 박스의 폭과 높이 중 작은 값이며, bbox_ar은 바운더리 박스의 폭과 높이 중 작은 값을 기준으로 한 종횡 비율이며, elip_armax는 바운더리 박스의 경계 내부에 인접한 타원의 단축 대 장축 비율 중 최대치이다.
한편, elip_armax는 바운더리 박스의 폭과 높이 중 작은 값을 기준으로 한 종횡 비율(bbox_ar)의 최대 허용치에 따라 설정될 수 있으며, 터치스크린의 감도, 사용환경, 사용자의 터치 의도 등에 따라 결정될 수 있다.
수식1을 다음의 수식2로 표현하기 위해 elip_armax가 3으로 설정되었다고 가정하며, elip_armax가 3이 아닌 다른 값으로 설정되는 경우에도, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 감지 방법은 하기의 설명한 방법과 동일하게 수행될 수 있다.
elip_armax가 3으로 설정되었다고 가정하면 k2은 0.65보다 작을 수 없으므로, 수식1은 수식2로 나타낼 수 있다.
(수식2)
Figure pat00002
여기서 bboxarea는 바운더리 박스의 폭과 높이를 곱하여 연산한 바운더리 박스의 면적이다.
또한, 바운더리 박스의 경계 내부에 인접한 타원 중 최대 면적을 가지는 타원의 면적에 따라 최대 임계값을 산출할 수 있으며(S526), 상기 최대 면적을 가지는 타원의 면적은 다음의 수식3에 따라 산출된다.
(수식3)
Figure pat00003

한편, 타원의 면적을 구하기 위한 상기 수식들에 따른 결과는 반올림 또는 반내림하여 자연수로서 산출될 수 있다.
최소 면적을 가지는 타원의 면적 및 최대 면적을 가지는 타원의 면적에 따라 최소 임계값 및 최대 임계값을 산출한 후, 연산부(450)는 바운더리 박스가 포함하는 터치 노드의 수(tn_count)를 상기 최소 임계값과 최대 임계값으로 정의되는 임계범위와 비교하여(S550), 상기 임계범위 밖인 경우 비의도 터치로 판단할 수 있다(S560).
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 감지 방법을 설명하는 도면이다.
이하에서는 노드 임계값이 100으로 설정되었다고 가정하고 설명한다. 노드 임계값이 100이 아닌 다른 값으로 설정되는 경우에도, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 감지 방법은 하기의 설명한 방법과 동일하게 수행될 수 있다.
도 7에는 복수의 노드들 각각의 감지 신호의 값이 도시되어 있으며, 복수개의 노드들을 살펴보면, 노드 임계값 100 이상인 감지 신호를 가지는 노드가 4개(노드 1, 노드 2, 노드 3, 노드 4)가 분포되어 있다.
연산부(450)은 복수의 노드들 중 일부를 선택하기 위해 노드 임계값보다 큰 감지신호를 가지는 복수의 노드들 중에서 감지신호가 최대값을 가지는 노드1을 기준노드로 설정하고, 상기 기준노드의 인접노드 중 노드 임계값보다 큰 감지 신호를 가지는 노드2, 노드3 및 노드4를 터치 노드로 선택할 수 있다.
인접노드 노드2, 노드3 및 노드4를 다시 기준노드로 설정하고 인접노드 중 노드 임계값보다 큰 감지신호를 가지는 인접노드 선택 단계를 반복할 수 있다.
인접노드에 선택할 수 있는 노드 임계값보다 큰 감지신호를 가지는 비선택 노드가 없다면 선택단계를 종료하고 바운더리 박스(710)를 설정할 수 있다.
상기 바운더리 박스(710)는 최소 면적을 가지고 선택한 복수의 노드를 포함하는 사각형 형태일 수 있다. 이 경우, 바운더리 박스(710)는 도 7에 도시한 바와 같이, 선택한 복수의 노드1, 노드2, 노드3 및 노드4를 포함하는 최소 면적을 가진 직사각형일 수 있다.
도8을 참조하면, 설정된 바운더리 박스(810) 내부는 감지 신호를 가진 복수의 노드를 포함하며, 연산부(450)는 최소 임계값 및 최대 임계값을 산출하기 위해 바운더리 박스의 경계 내부에 최소면적을 가지는 타원(820)과 최대면적을 가지는 타원(830)을 설정할 수 있다.
바운더리 박스(810)에 포함된 노드 임계값 100 이상의 감지 신호를 가지는 노드의 수는 35이다. 또한, 상기 최소 임계값 또는 상기 최대 임계값 산출시에 오차 범위를 고려한 보정치를 적용하기 위해, 상기 보정치는 상기 노드 임계값 100 이상의 감지 신호를 가지는 노드의 수의 5%인 1.75를 반올림하여 2로 설정될 수 있다.
바운더리 박스(810)의 높이는 6이며, 바운더리 박스(810)의 폭은 15이므로, 바운더리 박스의 폭과 넓이 중 작은 값을 기준으로 한 종횡 비율인 bbox_ar은 15를 6으로 나눈 2.5이고, 바운더리 박스의 면적인 bboxarea는 90이다. 수식2에 상기의 값을 대입하여, 최소 면적을 가지는 타원(820)의 면적은 44로 산출되며 보정치인 2를 빼면 최소 임계값으로서 42가 산출될 수 있다.
또한, 수식3에 의하여 최대 면적을 가지는 타원(830)의 면적은 70으로 산출되며 보정치인 2를 더하면 최대 임계값은 72로 산출될 수 있다.
바운더리 박스(810)에 포함된 터치 노드의 수 35는 최소 임계값과 최대 임계값에 의한 범위 밖이므로 상기의 터치 노드들은 비의도 터치로서 판단될 수 있다.
도9를 참조하면, 설정된 바운더리 박스(910)내부는 감지 신호를 가진 복수의 노드를 포함하며, 연산부(450)는 최소 임계값 및 최대 임계값을 산출하기 위해 바운더리 박스의 경계 내부에 최소면적을 가지는 타원(920)과 최대면적을 가지는 타원(930)을 설정할 수 있다.
바운더리 박스(910)에 포함되고, 노드 임계값으로 설정된 100 이상의 감지 신호를 가지는 노드의 수는 20이다. 또한, 상기 최소 임계값 또는 상기 최대 임계값 산출시에 오차 범위를 고려한 보정치를 적용하기 위해, 상기 보정치는 상기 노드 임계값 100 이상의 감지 신호를 가지는 노드의 수의 5%인 1로 설정될 수 있다.
바운더리 박스(910)의 높이는 4이며, 바운더리 박스(910)의 폭은 6이므로, 바운더리 박스의 폭과 넓이 중 작은 값을 기준으로 한 종횡 비율인 bbox_ar은 6을 4로 나눈 1.5이고, 바운더리 박스(910)의 면적인 bboxarea는 24이다. 수식2에 상기의 값을 대입하여, 최소 면적을 가지는 타원(920)의 면적은 9로 산출되며 보정치인 1을 빼면 최소 임계값은 8이 산출될 수 있다.
또한, 수식3에 의하여 최대 면적을 가지는 타원(930)의 면적은 19로 산출되며 보정치인 1을 더하면 최대 임계값은 20이 산출될 수 있다.
바운더리 박스(910)에 포함된 터치 노드의 수 20은 최소 임계값과 최대 임계값에 의한 범위 밖으로 볼 수 없으므로 상기의 터치 노드들은 비의도 터치로서 판단이 보류 될 수 있다.
연산부(450)는 터치 노드들을 비의도 터치로 판단하거나, 판단을 보류하면 이후의 처리를 위한 보고를 위하여 알고리즘을 종료한다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 감지 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 10a 및 도 10b을 참고하면, 비의도 터치로 판단하기 위한 다른 단계들(S530, S540)이 상기 서술한 터치 감지 방법에 추가될 수 있다.
S530단계는 바운더리 박스에 포함된 터치 노드의 수(tn_count)를 카운트(S522)한 후에 추가될 수 있다.
또한, S540단계는 바운더리 박스의 폭과 높이 중 작은 값을 기준으로 한 종횡비율(bbox_ar)을 연산(S524)한 후에 추가될 수 있다.
도 10a에서는 터치 노드의 수(tn_count)를 이용하여 비의도 터치를 판단하는 단계(S530 단계)가 추가된 일 실시예를 나타내었으며, 도 10b에서는 바운더리 박스의 종횡비율(bbox_ar)를 이용하여 비의도 터치를 판단하는 단계(S540 단계)가 추가된 일 실시예를 나타내었다. 도시하지는 않았지만, 상기 단계들(S530, S540)은 함께 추가될 수도 있으며, 함께 추가될 경우 S530 단계가 먼저 수행될 수도 있고, S540 단계가 먼저 수행될 수도 있다. 또한, 도시하지는 않았지만, S550 단계가 수행된 이후에 상기 S530 단계 및/또는 S540 단계가 수행될 수도 있다.
추가된 단계 이전 및 이후의 단계는 상기 서술한 터치 감지 방법과 동일하게 수행될 수 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.
도 10a를 참조하면, S530단계는 바운더리 박스에 포함된 터치 노드의 수(tn_count)를 카운트한 후(S522)에 추가될 수 있다.
또한, S540단계는 바운더리 박스의 폭과 높이 중 작은 값을 기준으로 한 종횡비율(bbox_ar)을 연산한 후에 추가될 수 있다(S524).
연산부(450)는 상기 바운더리 박스에 포함된 터치 노드의 수(tn_count)를 제1 임계치 및 상기 제1 임계치보다 큰 제2 임계치와 비교할 수 있다(S530). 즉, 상기 바운더리 박스에 포함된 터치 노드의 수(tn_count)가 상기 제1 임계치와 상기 제2 임계치에 의해 정의되는 소정의 노드 수 범위 내인지 여부를 판단한다. 상기 제1 임계치 및/또는 상기 제2 임계치는 사용자에 의해 설정되거나, 이전에 카운트된 상기 바운더리 박스에 포함된 터치 노드의 수(tn_count)들을 기초로 연산부(450)에 의해 연산될 수 있다.
상기 S530 단계에서 판단한 결과, 상기 바운더리 박스에 포함된 터치 노드의 수(tn_count)가 상기 제1 임계치보다 작거나, 또는 상기 제2 임계치보다 큰 경우, 연산부(450)는 상기 S511 단계에서 감지된 터치를 비의도 터치로 판단할 수 있다(S540).
상기 제4임계치는 바운더리 박스의 폭과 높이 중 작은 값을 기준으로 한 종횡비율(bbox_ar)의 최대 허용치이며, 터치스크린의 감도, 사용환경, 사용자의 터치 의도등에 따라 결정될 수 있다.
또한, 상기 제3임계치는 바운더리 박스의 폭과 높이 중 작은 값을 기준으로 한 종횡비율(bbox_ar)의 최대 허용치의 역수가 될 수 있다.
상기 제3임계치와 상기 제4임계치로 정의되는 임계범위 밖이 아닌 경우, 연산부(450)는 이후의 단계를 수행한다.
상술한 단계들(S530, S540)에 의해 비의도 터치로 판단된다면 이후의 단계를 생략하고 팜 터치 등의 입력을 보다 효과적으로 비의도 터치 입력으로 판단할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
410: 패널부
420: 구동 회로부
430: 감지 회로부
440: 신호 변환부
450: 연산부
710, 810, 910: 바운더리 박스
810, 910: 최소 면적을 가지는 타원
820, 920: 최대 면적을 가지는 타원

Claims (17)

  1. 터치 입력에 의해 감지 신호가 생성되는 복수의 노드들 중에서 일부를 터치 노드로 선택하는 단계;
    상기 터치 노드를 포함하는 바운더리 박스를 설정하여 최소 임계값과 최대 임계값을 산출하는 단계; 및
    상기 터치 노드의 수가 상기 최소 임계값과 상기 최대 임계값의 범위 밖인 경우 비의도 터치로 판단하는 단계; 를 포함하는 터치 감지 방법
  2. 제1항에 있어서, 상기 선택하는 단계는,
    노드 임계값보다 큰 상기 감지 신호가 생성되는 노드 중에서 상기 감지 신호가 최대값을 가지는 노드를 기준노드로 설정하는 기준노드 설정 단계; 및
    상기 기준 노드와, 상기 기준노드의 인접노드들 중 상기 노드 임계값보다 큰 상기 감지 신호가 생성되는 인접노드들을 상기 터치 노드로 선택하는 인접노드 선택 단계; 를 포함하는 터치 감지 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 선택하는 단계는,
    상기 노드 임계값보다 큰 상기 감지 신호가 생성되는 인접노드들 중 하나를 새로운 기준노드로 설정하고 상기 인접노드 선택 단계를 반복하는 선택노드 확장 단계를 더 포함하는 터치 감지 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 바운더리 박스는 최소 면적을 가지고 상기 터치 노드들을 포함하는 사각형 형상인 터치 감지 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 바운더리 박스의 종횡 비율이 소정의 종횡 비율 범위 밖인 경우 비의도 터치로 판단하는 터치 감지 방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 임계값 산출 단계는
    상기 바운더리 박스의 경계 내부에 인접한 타원 중 최소 면적을 가지는 타원의 면적에 따라 상기 최소 임계값을 산출하는 단계; 및
    상기 바운더리 박스의 경계 내부에 인접한 타원 중 최대 면적을 가지는 타원의 면적에 따라 상기 최대 임계값을 산출하는 단계를 포함하는 터치 감지 방법.
  7. 제1항에 있어서 상기 임계값 산출단계는
    상기 최소 임계값 및 상기 최대 임계값 산출시에 오차 범위를 고려한 보정치를 적용하여 산출하는 터치 감지 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 선택된 노드들의 수가 소정의 노드 수 범위 밖인 경우 비의도 터치로 판단하는 터치 감지 방법.
  9. 터치 입력에 의해 감지 신호가 생성되는 복수의 노드들을 포함하는 패널부; 및
    상기 감지 신호에 기초하여 상기 터치 입력의 정보를 판단하는 연산부; 를 포함하고,
    상기 연산부는 상기 감지 신호에 기초하여 상기 복수의 노드 중에서 일부를 터치 노드로 선택하고, 상기 터치 노드를 포함하는 바운더리 박스를 설정하여 최소 임계값과 최대 임계값을 산출하며, 상기 터치 노드의 수가 상기 최소 임계값과 상기 최대 임계값의 범위 밖인 경우 비의도 터치로 판단하는 터치스크린 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 터치 입력에 의해 상기 복수의 노드에서 생성되는 정전용량 변화를 검출하는 감지 회로부; 및
    상기 정전용량 변화로부터 상기 감지 신호를 생성하는 신호 변환부; 를 포함하는 터치스크린 장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 연산부는,
    노드 임계값보다 큰 상기 감지 신호가 생성되는 노드 중에서 상기 감지 신호가 최대값을 가지는 노드를 기준노드로 설정하고, 상기 기준 노드와, 상기 기준노드의 인접노드들 중 노드 임계값보다 큰 상기 감지 신호가 생성되는 인접노드들을 상기 터치 노드로 선택하는 터치스크린 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 연산부는,
    상기 노드 임계값보다 큰 상기 감지신호가 생성되는 상기 인접노드들 중 하나를 새로운 기준노드로 설정하고 인접노드를 선택하는 과정을 반복하여 상기 터치 노드들을 확장하는 터치스크린 장치.
  13. 제9항에 있어서, 상기 바운더리 박스는,
    최소 면적을 가지고 상기 터치 노드들을 포함하는 사각형 형상인 터치스크린 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 연산부는,
    상기 바운더리 박스의 종횡 비율이 소정의 종횡 비율 범위 밖인 경우 비의도 터치로 판단하는 터치스크린 장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 연산부는,
    상기 바운더리 박스의 경계 내부에 인접한 타원 중 최소 면적을 가지는 타원의 면적에 따라 상기 최소 임계값을 산출하고, 상기 바운더리 박스의 경계 내부에 인접한 타원 중 최대 면적을 가지는 타원의 면적에 따라 상기 최대 임계값을 산출하는 터치스크린 장치.
  16. 제9항에 있어서 상기 연산부는
    상기 최소 임계값 및 상기 최대 임계값 산출시에 오차 범위를 고려한 보정치를 적용하여 산출하는 터치스크린 장치.
  17. 제9항에 있어서, 상기 연산부는,
    상기 선택된 노드들의 수가 소정의 노드 수 범위 밖인 경우 비의도 터치로 판단하는 터치스크린 장치.
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