KR20180136047A - 터치 스크린 - Google Patents

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KR20180136047A
KR20180136047A KR1020170074528A KR20170074528A KR20180136047A KR 20180136047 A KR20180136047 A KR 20180136047A KR 1020170074528 A KR1020170074528 A KR 1020170074528A KR 20170074528 A KR20170074528 A KR 20170074528A KR 20180136047 A KR20180136047 A KR 20180136047A
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김태욱
김지태
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주식회사 지2터치
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Abstract

본 발명은 터치 스크린에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린은, 다수의 로우와 컬럼의 매트릭스로 배열되는 다수의 터치 센서들; 상기 터치 센서들과 연결되는 다수의 센서 신호선들; 및 상기 터치 센서들에서 발생하는 터치 신호를 수신하는 터치 드라이브 IC를 포함하되, 상기 매트릭스의 기수 컬럼과 우수 컬럼 중 하나의 컬럼의 터치 센서들에는, 상기 센서 신호선들이 각각 독립적으로 연결되되, 나머지 다른 컬럼의 터치 센서들에는, 적어도 2 개의 센서 신호선들이 중복적으로 연결되고, 상기 터치 드라이브 IC는, 상기 센서 신호선들이 중복적으로 연결된 터치 센서들에서 발생하는 가사 터치 값을, 좌우 주변 터치 센서들과의 상관 관계에 기반하여, 보상 처리할 수 있다. 또한, 본 발명은 상술한 실시예와 다른 실시예들도 포함한다.

Description

터치 스크린{Touch screen}
본 발명은, 예를 들어, 사용자의 손가락 또는 전자 펜 등에 의해 터치된 위치를 검출할 수 있는 터치 스크린에 관한 것이다.
일반적으로 터치 스크린은, 스마트 폰, PDA(Personal Digital Assistants), 그리고 PMP(Portable Multimedia Player) 등과 같은 모바일 기기는 물론, 네비게이션, 넷북, 노트북, DID(Digital Information Device), 그리고 IPTV(Internet Protocol TV) 등과 같은 다양한 유형의 전자 장치에 적용될 수 있다.
상기 터치 스크린은, LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), 그리고 OLED(Organic Light Emitting Diode) 등과 같은 다양한 유형의 디스플레이 위에 부가되는 온셀(On-cell) 타입의 터치 스크린과, 상기 디스플레이 내부에 일체형으로 내장되는 인셀(In-cell) 타입의 터치 스크린으로 구분될 수 있다.
상기 터치 스크린이 적용되는 디스플레이는, 터치 스크린 부착형(add-on type) 디스플레이, 터치 스크린 상판형(on-cell type) 디스플레이, 그리고 터치 스크린 내장형(in-cell type) 디스플레이 등으로 다양하게 구분될 수 있다.
상기 터치 스크린은, 예를 들어, 저항막 방식, 정전용량 방식, 전자기 유도 방식, 적외선 방식, 또는 초음파 방식 등과 같은 다양한 유형의 터치 검출 방식이 적용될 수 있다.
상기 정전용량 방식의 터치 스크린은, 손가락 또는 전자 펜 등과 같은 터치 입력 도구가, 상기 터치 스크린에 배열된 터치 센서(touch sensor)에 접촉 또는 접근함에 따라, 상기 터치 센서에서 발생하는 터치 커패시턴스(Ct: touch capacitance)에 의한 전압 변화에 기반하여, 터치 여부 및 터치 위치를 검출할 수 있다.
도 1은 일반적인 터치 스크린의 구성을 예시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 상기 터치 스크린(100)은, 예를 들어, 정전용량 방식의 터치 스크린일 수 있고, 다수의 터치 센서들(10)과, 다수의 센서 신호선들(20), 그리고 터치 드라이브 IC(TDI: Touch Drive IC)(30) 등을 포함할 수 있다.
상기 터치 센서들(10)은, 다수의 로우(row)와 컬럼(column)의 매트릭스로 배열될 수 있고, 터치 패드, 터치 패턴, 또는 센서 패턴 등과 같이 임의의 다른 명칭으로 다양하게 일컬어질 수 있다.
상기 센서 신호선들(20)은, 상기 터치 센서들(10)에 독립적으로 연결될 수 있고, 상기 터치 센서들에 의해 생성되는 터치 커패시턴스(Ct)를, 상기 터치 드라이브 IC(30)로 전달하며, 도 1에 도시한 바와 같이, 각 컬럼에 속하는 터치 센서들의 일측(예: 우측)에 나란히 배열될 수 있다.
상기 터치 드라이브 IC(30)은, 상기 터치 센서들(10)을 구동하고, 상기 터치 센서들에서 발생하는 터치 커패시턴스(Ct)를 상기 센서 신호선들(20)을 통해 수신하여, 터치 여부 및 터치 위치를 검출할 수 있으며, 터치 IC 등과 같이 임의의 다른 명칭으로 다양하게 일컬어질 수 있다.
상기 터치 드라이브 IC(30)은, 터치 구동을 위한 구동부(31), 터치 검출을 위한 터치 검출부(32), 터치 신호 처리를 위한 신호 처리부(33), 터치 데이터 저장을 위한 메모리부(34), 전원 공급을 위한 전원부(35), 터치 구동 및 검출 제어를 위한 컨트롤러(36), 터치 타이밍 제어를 위한 타이밍 제어부(37), 터치 구동 전압 생성을 위한 전압 생성부(38), 그리고 외부 통신을 위한 통신부(39) 등을 모두 포함하거나 일부 포함할 수 있다.
상기 컨트롤러(36)는, 상기 구성 요소들 중 하나 이상을 제어함과 아울러, 상기 통신부(39)를 통해 외부 구성 요소와의 인터페이스를 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 컨트롤러(36)는, 상기 통신부(36)을 통해, 디스플레이 드라이브 IC(DDI: Display Drive IC)와 연동하거나, 스마트 폰 등과 같은 전자 장치의 씨피유(CPU) 등과 연동할 수 있고, 상기 터치 검출부(32)와 상기 신호 처리부(33), 그리고 상기 타이밍 제어부(37) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 센서 신호선들(20)은, 전술한 바와 같이, 상기 터치 센서들(20)과 독립적으로 각각 연결되기 때문에, 예를 들어, 고해상도(high resolution)의 터치 스크린 등과 같이, 상기 터치 센서들(10)의 개수가 증가하면, 상기 센서 신호선들(20)의 개수도 동일 또는 비례하여 증가하게 된다.
이에 따라, 상기 터치 스크린에서 센서 신호선들(20)이 차지하는 전체 면적이 크게 증가하게 됨은 물론, 상기 센서 신호선들(20)과 연결되는 터치 드라이브 IC(30)의 입/출력 포트 수가 크게 증가하게 된다.
본 발명의 실시예는, 다수의 터치 센서들과 연결되는 센서 신호선들의 개수를 효율적으로 줄일 수 있는 터치 스크린을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예는, 고스트(ghost) 현상에 의해 발생하는 터치 에러를 효율적으로 방지할 수 있는 터치 스크린을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예는, 터치 센서의 분해능(resolution)을 효율적으로 증가시킬 수 있는 터치 스크린을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린은, 다수의 로우와 컬럼의 매트릭스로 배열되는 다수의 터치 센서들; 상기 터치 센서들과 연결되는 다수의 센서 신호선들; 및 상기 터치 센서들에서 발생하는 터치 신호를 수신하는 터치 드라이브 IC를 포함하되, 상기 매트릭스의 기수 컬럼과 우수 컬럼 중 하나의 컬럼의 터치 센서들에는, 상기 센서 신호선들이 각각 독립적으로 연결되되, 나머지 다른 컬럼의 터치 센서들에는, 적어도 2 개의 센서 신호선들이 중복적으로 연결되고, 상기 터치 드라이브 IC는, 상기 센서 신호선들이 중복적으로 연결된 터치 센서들에서 발생하는 가사 터치 값을, 좌우 주변 터치 센서들과의 상관 관계에 기반하여, 보상 처리할 수 있다.
상기 기수 컬럼과 상기 우수 컬럼의 터치 센서들은, 1:1 대응되는 크기로서, 수평으로 나란히 배열되고, 상기 터치 드라이브 IC는, 상기 센서 신호선들이 중복적으로 연결된 터치 센서들에서 발생하는 가사 터치 값을, 좌우 주변 터치 센서들과의 상관 관계에 기반하여, 보상 처리할 수 있다.
상기 기수 컬럼과 상기 우수 컬럼의 터치 센서들은, 1:1 대응되는 크기로서, 소정 간격으로 엇갈려 배열되고, 상기 터치 드라이브 IC는, 상기 센서 신호선들이 중복적으로 연결된 터치 센서들에서 발생하는 가사 터치 값을, 좌우 주변 터치 센서들과의 상관 관계에 기반하여, 보상 처리할 수 있다.
상기 터치 드라이브 IC는, 상기 상관 관계에 기반한 보상 처리 후, 좌우 주변에 상하로 엇갈려 배치된 4 개의 터치 센서들과의 상관 관계에 기반하여, 상기 센서 신호선들이 중복적으로 연결된 터치 센서들의 분해능을 2 배로 증가시킬 수 있다.
상기 터치 드라이브 IC는, 상기 센서 신호선들이 중복적으로 연결된 터치 센서들의 분해능을 2 배로 증가시킨 후, 상기 분해능이 2 배로 증가된 좌우 주변 터치 센서들과의 상관 관계에 기반하여, 상기 센서 신호선들이 각각 연결된 터치 센서들의 분해능을 2 배로 증가시킬 수 있다.
상기 기수 컬럼과 상기 우수 컬럼의 터치 센서들은, N:1(N=2 이상) 대응되는 크기로서, 수평으로 나란히 배열되고, 상기 터치 드라이브 IC는, 상기 센서 신호선들이 중복적으로 연결된 터치 센서들에서 발생하는 가사 터치 값을, 좌우 주변 터치 센서들과의 상관 관계에 기반하여, 보상 처리할 수 있다.
상기 터치 드라이브 IC는, 상기 상관 관계에 기반한 보상 처리 후, 좌우 주변에 배치된 터치 센서들과의 상관 관계에 기반하여, 상기 센서 신호선들이 각각 연결된 터치 센서들의 분해능을 2 배로 증가시킬 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 다수의 터치 센서들과 연결되는 센서 신호선들의 개수를 효율적으로 줄임과 아울러, 고스트(ghost) 현상에 의해 발생하는 터치 에러를 효율적으로 방지할 수 있다. 또한, 터치 센서의 분해능을 효율적으로 증가시킬 수 있다.
도 1은 일반적인 터치 스크린의 구성을 예시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 스크린을 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따라 가사 터치 값을 보상하는 과정을 예시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치 스크린을 예시한 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따라 가사 터치 값을 보상하고 분해능을 향상시키는 과정을 예시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 터치 스크린을 예시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따라 가사 터치 값을 보상하고 분해능을 향상시키는 과정을 예시한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 및 실시예를 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린은, 예를 들어, 다수의 터치 센서들과 연결되는 센서 신호선들의 개수를 효율적으로 줄임과 아울러, 고스트(ghost) 현상에 의해 발생하는 터치 에러를 효율적으로 방지할 수 있다. 또한, 터치 센서의 분해능을 효율적으로 증가시킬 수 있다.
본 발명의 실시예가 적용되는 터치 스크린은, LCD, PDP, 그리고 OLED 등과 같은 다양한 유형의 디스플레이 내부에 일체형으로 내장될 수 있다. 상기 터치 스크린은, 터치 미 발생시 검출된 전압과, 터치 발생으로 인해 터치 정전용량이 부가될 때 검출된 전압 간의 크기를 비교하여, 두 전압의 크기 차이로 터치를 검출하는 등의 다양한 터치 검출 방법이 적용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 스크린을 예시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 상기 터치 스크린은, 다수의 터치 센서들(10)과, 다수의 센서 신호선들(20), 그리고 터치 드라이브 IC(30) 등을 포함할 수 있으며, 상기 터치 센서들(10)은, 다수의 로우(Row)와 컬럼(Col)의 매트릭스 형태로 배열될 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 대한 구체적인 설명의 편의를 위해, 10 개의 로우(Row1~10)와 4 개의 컬럼(Col1~4)의 매트릭스 형태로 터치 센서들이 배열된 예를 들어, 상세히 설명한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 기수(odd) 컬럼인 제1 및 제3 컬럼(Col1, Col3)에 속하는 각 10 개의 터치 센서들(10)에는, 각 10 개의 센서 신호선들(20)이 독립적으로 연결될 수 있고, 우수(even) 컬럼인 제2 및 제4 컬럼(Col2, Col4)에 속하는 각 10 개의 터치 센서들(10)에는, 각 2 개의 센서 신호선들(20)이 중복적으로 연결될 수 있다.
예를 들어, 제2 컬럼(Col2)에 속하는 5 개의 제1, 제4, 제5, 제8, 제9 터치 센서들에는, 좌측에 배열된 1 개의 센서 신호선이 중복적으로 연결되고, 상기 제2 컬럼에 속하는 5 개의 제2, 제3, 제6, 제7, 제10 터치 센서들에는, 우측에 배열된 1 개의 센서 신호선이 중복적으로 연결될 수 있다.
이에 따라, 상기 우수 컬럼인 제2 및 제4 컬럼(Col2, Col4)의 터치 센서들에는, 각 2 개의 센서 신호선만이 배열되어, 터치 센서들과 터치 드라이브 IC를 연결하는 센서 신호선의 개수를 효율적으로 줄일 수 있다.
그러나, 예를 들어, 도 2의 제3 내지 제6 로우(Row3~6)와 제1 내지 제3 컬럼(Col1~3)에 배열된 16 개의 터치 센서들에서, 터치(40)가 발생하더라도, 상기와 같이 센서 신호선들이 중복적으로 연결된 우수 컬럼, 예를 들어, 제2 컬럼의 모든 터치 센서들에는, 가사(pseudo) 터치 값이 발생할 수 있다.
즉, 상기 제2 컬럼(Col2)의 제1, 제2, 제7 내지 제10 터치 센서에는, 터치가 발생하지 않았음에도 불구하고, 센서 신호선이 중복적으로 연결되어 있기 때문에, 고스트(ghost) 현상에 의해 가사 터치 값이 발생하게 된다.
본 발명의 제1 실시예에 따르면, 상기 터치 드라이브 IC(30)는, 상기와 같이 발생하는 고스트 현상의 가사 터치 값을 보상하기 위해, 좌우 주변의 2 개의 터치 센서들과의 상관 관계(correlation)에 기반하여, 상기 가사 터치 값을 보상 처리할 수 있다. 이에 대해 상세히 설명한다.
도 3은, 본 발명의 제1 실시예에 따라 가사 터치 값을 보상하는 과정을 예시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 상기 터치 드라이브 IC(30)는, 예를 들어, 제2 컬럼(Col2)에 속하는 터치 센서들의 가사 터치 값을 보상하기 위해, 제1 컬럼에 속하는 터치 센서들의 터치 값들을 합산하고, 제3 컬럼에 속하는 터치 센서들의 터치 값들을 합산할 수 있다.
예를 들어, 도 3에 도시한 바와 같이, 제1 컬럼에 속하는 10 개의 터치 센서들의 터치 값들을 모두 합산한 값은, Col1_Vsum = 15가 될 수 있고, 제3 컬럼에 속하는 10 개의 터치 센서들의 터치 값들을 모두 합산한 값은, Col3_Vsum = 45가 될 수 있다.
상기 터치 드라이브 IC(30)은, 상기 제2 컬럼에 속하는 각 터치 센서의 가사 터치 값과, 해당 터치 센서의 좌우 주변에 배치된 2 개의 제1 및 제3 컬럼의 터치 센서의 터치 값들, 그리고 상기 Col1_Vsum 및 Col3_Vsum에 기반한 상관 관계(correlation)의 수식1(equation1)을 이용하여, 상기 제2 컬럼에 속하는 각 터치 센서의 가사 터치 값을 보상할 수 있다.
<수식1>
Coln_V'= Coln_V * (Coln-1_V + Coln+1_V) / (Coln-1_Vsum + Coln+1_Vsum)
여기서, Coln_V'은, n 번째 컬럼의 터치 센서의 보상 결과 값이고, Coln_V은, n 번째 컬럼의 터치 센서의 터치 값이고, Coln-1_V은, n-1 번째 컬럼의 좌측 주변 터치 센서의 터치 값이고, Coln+1_V은, n+1 번째 컬럼의 우측 주변 터치 센서의 터치 값이고, Coln-1_Vsum은, n-1 번째 컬럼의 터치 센서의 터치 값의 합이고, Coln+1_Vsum은, n+1 번째 컬럼의 터치 센서의 터치 값의 합이다.
예를 들어, 도 3에 도시한 바와 같이, 제4 로우 및 제2 컬럼의 터치 센서의 가사 터치 값이, 80이고, 해당 터치 센서의 좌우 주변에 배치되어 상관 관계를 갖는 제4 로우 및 제1 컬럼의 터치 센서의 터치 값이 8이고, 제4 로우 및 제3 컬럼의 터치 센서의 터치 값이 24이고, 상기 Col1_Vsum 및 Col3_Vsum이 15와 45인 경우, 상기 제4 로우 및 제2 컬럼의 터치 센서의 보상 결과 값은, 42가 될 수 있다.
즉, 수식1은, Coln_V'= Coln_V * (Coln-1_V + Coln+1_V) / (Coln-1_Vsum + Coln+1_Vsum) 이므로, 42 = 80 * (8 + 24) / (15 + 45)가 될 수 있다. 여기서, 상기 42는, 42.666의 결과 값에서 0.666을 무시한 값이고, 상기 수식1은, 다른 기호와 연산 부호 등으로 다양하게 표현될 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따르면, 예를 들어, 우수(또는 기수) 컬럼의 터치 센서들과 연결되는 센서 신호선들의 개수를 효율적으로 줄임과 아울러, 고스트 현상에 의해 발생하는 가사 터치 값을 보상하여, 터치 에러를 효율적으로 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치 스크린을 예시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 상기 터치 스크린은, 다수의 터치 센서들(10)과, 다수의 센서 신호선들(20), 그리고 터치 드라이브 IC(30) 등을 포함할 수 있고, 상기 터치 센서들(10)은, 다수의 로우(Row)와 컬럼(Col)의 매트릭스 형태로 배열될 수 있다.
또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 기수 컬럼과 우수 컬럼의 터치 센서들은, 소정 간격으로 엇갈려 배열될 수 있으며, 이와 같은 배열 구조는, 예를 들어, 델타(delta) 구조 등과 같이 다양하게 일컬어질 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 대한 구체적인 설명의 편의를 위해, 기수 컬럼인 제1 및 제3 컬럼(Col1, Clo3)에 속하는 제1 내지 제5 터치 센서들은, 각각 2 개의 로우들에 대응되되, 우수 컬럼인 제2 및 제4 컬럼(Col2, Col4)에 속하는 제1 및 6 터치 센서들은, 1 개의 로우에 대응되고, 상기 제2 및 제4 컬럼(Col2, Col4)에 속하는 제2 내지 제5 터치 센서들은, 2 개의 로우들에 대응되는, 델타 구조로 배열된 예를 들어, 상세히 설명한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 제1 및 제3 컬럼(Col1, Col3)에 속하는 각 5 개의 터치 센서들(10)에는, 각 5 개의 센서 신호선들(20)이 독립적으로 연결될 수 있고, 제2 및 제4 컬럼(Col2, Col4)에 속하는 각 6 개의 터치 센서들(10)에는, 각 2 개의 센서 신호선들(20)이 중복적으로 연결될 수 있다.
예를 들어, 제2 컬럼(Col2)에 속하는 3 개의 제1, 제3, 제5 터치 센서들에는, 좌측에 배열된 1 개의 센서 신호선이 중복적으로 연결되고, 상기 제2 컬럼에 속하는 3 개의 제2, 제4, 제6 터치 센서들에는, 우측에 배열된 1 개의 센서 신호선이 중복적으로 연결될 수 있다.
이에 따라, 상기 우수 컬럼인 제2 및 제4 컬럼(Col2, Col4)에는, 각각 2 개의 센서 신호선만이 배열되어, 터치 센서들과 터치 드라이브 IC를 연결하는 센서 신호선의 개수를 효율적으로 줄일 수 있다.
그러나, 예를 들어, 도 4의 제3 내지 제6 로우(Row1~3)와 제1 내지 제3 컬럼(Col1~3)에 대응되도록 배열된 7 개의 터치 센서들에서, 터치(40)가 발생하더라도, 상기와 같이 센서 신호선들이 중복적으로 연결된 우수 컬럼, 예를 들어, 제2 컬럼의 모든 터치 센서들에는, 가사 터치 값이 발생할 수 있다.
즉, 상기 제2 컬럼(Col2)의 제1, 제5, 제6 터치 센서에는, 터치가 발생하지 않았음에도 불구하고, 센서 신호선이 중복적으로 연결되어 있기 때문에, 고스트 현상에 의해 가사 터치 값이 발생하게 된다.
본 발명의 제2 실시예에 따르면, 상기 터치 드라이브 IC(30)는, 상기와 같이 발생하는 고스트 현상의 가사 터치 값을 보상하기 위해, 상하 좌우 주변의 4 개의 터치 센서들과의 상관 관계에 기반하여, 상기 가사 터치 값을 보상 처리할 수 있다.
더 나아가, 상기와 같이 2 개의 로우에 대응되는 터치 센서의 분해능을, 1 개의 로우에 대응되는 터치 센서의 분해능으로 향상시켜, 터치 검출의 정확성을 높일 수 있다. 이에 대해 상세히 설명한다.
도 5 및 도 6은, 본 발명의 제2 실시예에 따라 가사 터치 값을 보상하고 분해능을 향상시키는 과정을 예시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 상기 터치 드라이브 IC(30)는, 예를 들어, 제2 컬럼(Col2)에 속하는 터치 센서들에 대한 가사 터치 값을 보상하기 위해, 제1 컬럼에 속하는 터치 센서들의 터치 값들을 합산하고, 제3 컬럼에 속하는 터치 센서들의 터치 값들을 합산할 수 있다.
예를 들어, 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 컬럼에 속하는 10 개의 터치 센서들의 터치 값들을 모두 합산한 값은, Col1_Vsum = 15가 될 수 있고, 제3 컬럼에 속하는 10 개의 터치 센서들의 터치 값들을 모두 합산한 값은, Col3_Vsum = 45가 될 수 있다.
상기 터치 드라이브 IC(30)은, 상기 제2 컬럼에 속하는 각 터치 센서의 가사 터치 값과, 해당 터치 센서의 좌우 주변에 상하로 엇갈려 배치된 4 개의 제1 및 제3 컬럼의 터치 센서의 터치 값들, 그리고 상기 Col1_Vsum 및 Col3_Vsum에 기반한 상관 관계(correlation)의 수식2(equation2)을 이용하여, 상기 제2 컬럼에 속하는 각 터치 센서의 가사 터치 값을 보상할 수 있다.
<수식2>
Coln_V'= Coln_V * (Coln-1_U_V + Coln-1_D_V + Coln+1_U_V + Coln+1_D_V) / (Coln-1_Vsum + Coln+1_Vsum)
여기서, Coln_V'은, n 번째 컬럼의 터치 센서의 보상 결과 값이고, Coln_V은, n 번째 컬럼의 터치 센서의 터치 값이고, Coln-1_U_V은, n-1 번째 컬럼의 좌상측 주변 터치 센서의 터치 값이고, Coln-1_D_V은, n-1 번째 컬럼의 좌하측 주변 터치 센서의 터치 값이고, Coln+1_U_V은, n+1 번째 컬럼의 우상측 주변 터치 센서의 터치 값이고, Coln+1_D_V은, n+1 번째 컬럼의 우하측 주변 터치 센서의 터치 값이고 Coln-1_Vsum은, n-1 번째 컬럼의 터치 센서의 터치 값의 합이고, Coln+1_Vsum은, n+1 번째 컬럼의 터치 센서의 터치 값의 합이다.
예를 들어, 도 5에 도시한 바와 같이, 제4 및 제5 로우와 제2 컬럼의 터치 센서의 가사 터치 값이, 100이고, 해당 터치 센서의 좌우 주변에 상하로 엇갈려 배치되어 상관 관계를 갖는 제1 및 제3 컬럼의 터치 센서의 터치 값들이 10, 5, 30, 15이고, 전술한 Col1_Vsum 및 Col3_Vsum이 15와 45인 경우, 상기 제2 및 제3 로우와 제2 컬럼의 터치 센서의 보상 결과 값은, 100이 될 수 있다.
즉, 수식2는, Coln_V'= Coln_V * (Coln-1_U_V + Coln-1_D_V + Coln+1_U_V + Coln+1_D_V) / (Coln-1_Vsum + Coln+1_Vsum) 이므로, 100 = 100 * (10 + 5 + 30 + 15) / (15 + 45)가 될 수 있다. 여기서, 상기 수식2는, 다른 기호와 연산 부호 등으로 다양하게 표현될 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따르면, 예를 들어, 우수(또는 기수) 컬럼의 터치 센서들과 연결되는 센서 신호선들의 개수를 효율적으로 줄임과 아울러, 고스트 현상에 의해 발생하는 가사 터치 값을 보상하여, 터치 에러를 효율적으로 방지할 수 있다.
더 나아가, 상기와 같이 2 개의 로우에 대응되는 터치 센서의 분해능을, 1 개의 로우에 대응되는 터치 센서의 분해능으로 향상시켜, 터치 검출의 정확성을 높일 수 있다.
예를 들어, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 터치 드라이브 IC(30)는, 우수 컬럼인 제2 및 제4 컬럼에 속하는 각 터치 센서의 보상 결과 값과, 해당 터치 센서의 좌우 주변에 상하로 엇갈려 배치된 4 개의 기수 컬럼의 터치 센서들의 터치 값들에 기반한 상관 관계의 수식3(equation3)과 수식4(equation4)을 각각 이용하여, 상기 우수 컬럼인 제2 및 제4 컬럼에 속하는 각 터치 센서의 분해능을 2 배로 증가시킬 수 있다.
<수식3>
Coln_U_V"= Coln_V' * (Coln-1_U_V + Coln+1_U_V) / (Coln-1_U_V + Coln-1_D_V + Coln+1_U_V + Coln+1_D_V)
여기서, Coln_V"은, n 번째 컬럼의 터치 센서의 분해능 향상의 상부 결과 값이고, Coln_V'은, n 번째 컬럼의 터치 센서의 보상 결과 값이고, Coln-1_U_V은, n-1 번째 컬럼의 좌상측 주변 터치 센서의 터치 값이고, Coln+1_U_V은, n+1 번째 컬럼의 우상측 주변 터치 센서의 터치 값이다.
<수식4>
Coln_D_V"= Coln_V' * (Coln-1_D_V + Coln+1_D_V) / (Coln-1_U_V + Coln-1_D_V + Coln+1_U_V + Coln+1_D_V)
여기서, Coln_V"은, n 번째 컬럼의 터치 센서의 분해능 향상의 하부 결과 값이고, Coln_V'은, n 번째 컬럼의 터치 센서의 보상 결과 값이고, Coln-1_D_V은, n-1 번째 컬럼의 좌하측 주변 터치 센서의 터치 값이고, Coln+1_D_V은, n+1 번째 컬럼의 우하측 주변 터치 센서의 터치 값이다.
예를 들어, 도 5에 도시한 바와 같이, 제4 및 제5 로우와 제2 컬럼의 터치 센서의 보상 결과 값이, 100이고, 해당 터치 센서의 주변에 상하로 엇갈려 배치되어 상관 관계를 갖는 제1 및 제3 컬럼의 주변 센서의 터치 값들이 10, 5, 30, 15인 경우, 상기 제4 및 제5 로우와 제2 컬럼의 터치 센서는, 상부의 가상 터치 센서와 하부의 가상 터치 센서로 분해될 수 있으며, 상기 상부의 가상 터치 센서의 터치 값은 67이고, 상기 하부의 가상 터치 센서의 터치 값은 33일 수 있다.
즉, 수식3은, Coln_U_V"= Coln_V' * (Coln-1_U_V + Coln+1_U_V) / (Coln-1_U_V + Coln-1_D_V + Coln+1_U_V + Coln+1_D_V)이므로, 67 = 100 * (10 + 30) / (10 + 5 + 30 + 15)가 될 수 있다. 여기서, 상기 67는, 66.666의 결과 값에서 소수점을 반올림한 값이고, 상기 수식3은, 다른 기호와 연산 부호 등으로 다양하게 표현될 수 있다.
또한, <수식4>는, Coln_D_V"= Coln_V' * (Coln-1_D_V + Coln+1_D_V) / (Coln-1_U_V + Coln-1_D_V + Coln+1_U_V + Coln+1_D_V)이므로, 33 = 100 * (5 + 15) / (10 + 5 + 30 + 15)가 될 수 있다. 여기서, 상기 33는, 33.333의 결과 값에서 0.333을 무시한 값이고, 상기 수식4는, 다른 기호와 연산 부호 등으로 다양하게 표현될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 실시예에 따르면, 우수(even) 컬럼에 속하는 각 터치 센서의 분해능을 2 배로 증가시킬 수 있다. 한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 터치 드라이브 IC(30)은, 기수(odd) 컬럼에 속하는 각 터치 센서의 분해능도 2 배로 증가시킬 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 터치 드라이브 IC(30)는, 우수 컬럼에 속하는 각 터치 센서의 분해능 향상의 결과 값과, 해당 터치 센서의 좌우 주변에 배치된 4 개의 터치 센서들의 터치 값들에 기반한 상관 관계의 수식5(equation5)과 수식6(equation6)을 이용하여, 기수 컬럼에 속하는 각 터치 센서의 분해능을 2 배로 증가시킬 수 있다.
<수식5>
Coln+1_U_V'= Coln+1_V * (Coln_U_V" + Coln+2_U_V") / (Coln_U_V"+ Coln_D_V"+ Coln+2_U_V"+Coln+2_D_V")
여기서, Coln+1_U_V'은, n+1 번째 컬럼의 터치 센서의 분해능 향상의 상부 결과 값이고, Coln+1_V은, n+1 번째 컬럼의 터치 센서의 터치 값이고, Coln_U_V"은, n 번째 컬럼의 좌상측 주변 터치 센서의 터치 값이고, Coln+2_U_V"은, n+2 번째 컬럼의 우상측 주변 터치 센서의 터치 값이고, Coln_D_V"은, n 번째 컬럼의 좌하측 주변 터치 센서의 터치 값이고, Coln+2_D_V"은, n+2 번째 컬럼의 우하측 주변 터치 센서의 터치 값이다.
<수식6>
Coln+1_D_V'= Coln+1_V * (Coln_D_V" + Coln+2_D_V") / (Coln_U_V"+ Coln_D_V"+ Coln+2_U_V"+Coln+2_D_V")
여기서, Coln+1_D_V'은, n+1 번째 컬럼의 터치 센서의 분해능 향상의 하부 결과 값이고, Coln+1_V은, n+1 번째 컬럼의 터치 센서의 터치 값이고, Coln_D_V"은, n 번째 컬럼의 좌하측 주변 터치 센서의 터치 값이고, Coln+2_D_V"은, n+2 번째 컬럼의 우하측 주변 터치 센서의 터치 값이고, Coln_D_V"은, n 번째 컬럼의 좌하측 주변 터치 센서의 터치 값이고, Coln+2_D_V"은, n+2 번째 컬럼의 우하상측 주변 터치 센서의 터치 값이다.
예를 들어, 도 6에 도시한 바와 같이, 제3 및 제4 로우와 제3 컬럼의 터치 센서의 터치 값이, 30이고, 해당 터치 센서의 상하좌우 주변에 배치되어 상관 관계를 갖는 제2 및 제4 컬럼의 상하좌우 주변 센서의 터치 값들이 27, 67, 0, 0인 경우, 상기 제3 및 제4 로우와 제3 컬럼의 터치 센서는, 상부의 가상 터치 센서와 하부의 가상 터치 센서로 분해될 수 있으며, 상기 상부의 가상 터치 센서의 터치 값은 9이고, 상기 하부의 가상 터치 센서의 터치 값은 21일 수 있다.
즉, 수식5는, Coln+1_U_V'= Coln+1_V * (Coln_U_V" + Coln+2_U_V") / (Coln_U_V"+ Coln_D_V"+ Coln+2_U_V"+Coln+2_D_V")이므로, 9 = 30 * (27 + 0) / (27 + 67 + 0 + 0)가 될 수 있다. 여기서, 상기 9는, 8.617의 결과 값에서 소수점을 반올림한 값이고, 상기 수식5는, 다른 기호와 연산 부호 등으로 다양하게 표현될 수 있다.
또한, 수식6는, Coln+1_D_V'= Coln+1_V * (Coln_D_V" + Coln+2_D_V") / (Coln_U_V"+ Coln_D_V"+ Coln+2_U_V"+Coln+2_D_V")이므로, 21 = 30 * (67 + 0) / (27 + 67 + 0 + 0)가 될 수 있다. 상기 21은, 21.382의 결과 값에서 0.382을 무시한 값이고, 상기 수식6은, 다른 기호와 연산 부호 등으로 다양하게 표현될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 델타 구조의 터치 스크린에서, 우수(또는 기수) 컬럼의 터치 센서들과 연결되는 센서 신호선들의 개수를 효율적으로 줄임과 아울러, 고스트 현상에 의해 발생하는 터치 에러를 효율적으로 방지할 수 있으며, 더 나아가, 터치 센서의 분해능을 2 배로 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예들은, 각각 독립적으로 구현되거나, 상호 조합되어 구현될 수 있다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 터치 스크린을 예시한 도면이고, 도 8은, 본 발명의 제3 실시예에 따라 가사 터치 값을 보상하고 분해능을 향상시키는 과정을 예시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 상기 터치 스크린은, 다수의 터치 센서들(10)과, 다수의 센서 신호선들(20), 그리고 터치 드라이브 IC(30) 등을 포함할 수 있으며, 상기 터치 센서들(10)은, 다수의 로우(Row)와 컬럼(Col)의 매트릭스 형태로 배열되되, 예를 들어, 기수 컬럼의 터치 센서의 크기와, 우수 컬럼의 터치 센서의 크기는, N: 1의 비율을 가질 수 있다. 여기서, 상기 N은 2 이상일 수 있다.
본 발명의 제3 실시예에 대한 구체적인 설명의 편의를 위해, 10 개의 로우(Row1~10)와 4 개의 컬럼(Col1~4)의 매트릭스 형태로 터치 센서들이 배열되되, 기수 컬럼에는, 2 개의 로우에 대응되는 크기의 터치 센서가 배열되고, 우수 컬럼에는, 1 개의 로우에 대응되는 크기의 터치 센서가 배열되는 예를 들어, 상세히 설명한다.
도 7에 도시한 바와 같이, 기수 컬럼인 제1 및 제3 컬럼(Col1, Col3)에 속하는 각 5 개의 터치 센서들(10)에는, 각 5 개의 센서 신호선들(20)이 독립적으로 연결될 수 있고, 우수 컬럼인 제2 및 제4 컬럼(Col2, Col4)에 속하는 각 10 개의 터치 센서들(10)에는, 각 2 개의 센서 신호선들(20)이 중복적으로 연결될 수 있다.
예를 들어, 제2 컬럼(Col2)에 속하는 5 개의 제1, 제4, 제5, 제8, 제9 터치 센서들에는, 좌측에 배열된 1 개의 센서 신호선이 중복적으로 연결되고, 상기 제2 컬럼에 속하는 5 개의 제2, 제3, 제6, 제7, 제10 터치 센서들에는, 우측에 배열된 1 개의 센서 신호선이 중복적으로 연결될 수 있다.
이에 따라, 상기 우수 컬럼에 속하는 제2 및 제4 컬럼(Col2, Col4)의 터치 센서들에는, 각 2 개의 센서 신호선만이 배열되어, 상기 터치 센서들(10)과 상기 터치 드라이브 IC(30)를 연결하는 센서 신호선(20)의 개수를 효율적으로 줄일 수 있다.
그러나, 예를 들어, 도 7에 도시한 바와 같이, 제3 내지 제6 로우(Row3~6)와 제1 내지 제3 컬럼(Col1~3)에 배열된 8 개의 터치 센서들에서, 터치(40)가 발생하더라도, 상기와 같이 센서 신호선들이 중복적으로 연결된 제2 컬럼의 모든 터치 센서들에는, 가사(pseudo) 터치 값이 발생할 수 있다.
즉, 제2 컬럼(Col2)에 속하는 제1, 제2, 제7 내지 제10 터치 센서에는, 터치가 발생하지 않았음에도 불구하고, 센서 신호선이 중복적으로 연결되어 있기 때문에, 고스트 현상에 의해 가사 터치 값이 발생하게 된다.
도 8을 참조하면, 상기 터치 드라이브 IC(30)는, 상기와 같이 발생하는 고스트 현상의 가사 터치 값을 보상하기 위해, 전술한 바와 같이, 상하 좌우 주변의 4 개의 터치 센서들과의 상관 관계에 기반하여, 상기 가사 터치 값을 보상할 수 있다.
더 나아가, 전술한 바와 같이, 상기 2 개의 로우에 대응되는 기수 컬럼의 터치 센서의 분해능을, 1 개의 로우에 대응되는 터치 센서의 분해능으로 향상시켜, 터치 검출의 정확성을 높일 수 있다.
즉, 도 3을 참조로 상세히 전술한 수식1을 이용하여, 우수 컬럼에 대한 가사 터치 값들을 보상 처리하고, 도 6을 참조로 상세히 전술한 수식5와 수식6을 이용하여, 기수 컬럼에 대한 분해능을 2 배로 향상시킬 수 있다.
본 발명은, 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
10: 터치 센서 20: 센서 신호선
30: 터치 드라이브 IC 31: 구동부
32: 터치 검출부 33: 신호 처리부
34: 메모리부 35: 전원부
36: 컨트롤러 37: 타이밍 제어부
38: 전압 생성부 39: 통신부

Claims (7)

  1. 다수의 로우와 컬럼의 매트릭스로 배열되는 다수의 터치 센서들;
    상기 터치 센서들과 연결되는 다수의 센서 신호선들; 및
    상기 터치 센서들에서 발생하는 터치 신호를 수신하는 터치 드라이브 IC를 포함하되,
    상기 매트릭스의 기수 컬럼과 우수 컬럼 중 하나의 컬럼의 터치 센서들에는, 상기 센서 신호선들이 각각 독립적으로 연결되되, 나머지 다른 컬럼의 터치 센서들에는, 적어도 2 개의 센서 신호선들이 중복적으로 연결되고,
    상기 터치 드라이브 IC는, 상기 센서 신호선들이 중복적으로 연결된 터치 센서들에서 발생하는 가사 터치 값을, 좌우 주변 터치 센서들과의 상관 관계에 기반하여, 보상 처리하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기수 컬럼과 상기 우수 컬럼의 터치 센서들은, 1:1 대응되는 크기로서, 수평으로 나란히 배열되고,
    상기 터치 드라이브 IC는, 상기 센서 신호선들이 중복적으로 연결된 터치 센서들에서 발생하는 가사 터치 값을, 좌우 주변 터치 센서들과의 상관 관계에 기반하여, 보상 처리하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기수 컬럼과 상기 우수 컬럼의 터치 센서들은, 1:1 대응되는 크기로서, 소정 간격으로 엇갈려 배열되고,
    상기 터치 드라이브 IC는, 상기 센서 신호선들이 중복적으로 연결된 터치 센서들에서 발생하는 가사 터치 값을, 좌우 주변 터치 센서들과의 상관 관계에 기반하여, 보상 처리하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 터치 드라이브 IC는, 상기 상관 관계에 기반한 보상 처리 후, 좌우 주변에 상하로 엇갈려 배치된 4 개의 터치 센서들과의 상관 관계에 기반하여, 상기 센서 신호선들이 중복적으로 연결된 터치 센서들의 분해능을 2 배로 증가시키는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 터치 드라이브 IC는, 상기 센서 신호선들이 중복적으로 연결된 터치 센서들의 분해능을 2 배로 증가시킨 후, 상기 분해능이 2 배로 증가된 좌우 주변 터치 센서들과의 상관 관계에 기반하여, 상기 센서 신호선들이 각각 연결된 터치 센서들의 분해능을 2 배로 증가시키는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기수 컬럼과 상기 우수 컬럼의 터치 센서들은, N:1(N=2 이상) 대응되는 크기로서, 수평으로 나란히 배열되고,
    상기 터치 드라이브 IC는, 상기 센서 신호선들이 중복적으로 연결된 터치 센서들에서 발생하는 가사 터치 값을, 좌우 주변 터치 센서들과의 상관 관계에 기반하여, 보상 처리하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 터치 드라이브 IC는, 상기 상관 관계에 기반한 보상 처리 후, 좌우 주변에 배치된 터치 센서들과의 상관 관계에 기반하여, 상기 센서 신호선들이 각각 연결된 터치 센서들의 분해능을 2 배로 증가시키는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
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