KR20210114643A - 터치 감지 장치 및 이의 터치 좌표 검출 방법 - Google Patents

터치 감지 장치 및 이의 터치 좌표 검출 방법 Download PDF

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KR20210114643A
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Abstract

본 발명은 터치 감지 장치의 터치 좌표 검출 방법을 개시한다.
상기 터치 좌표 검출 방법은, 터치 포인트의 터치 좌표를 연산하는 단계; 상기 터치 좌표에 대하여 보정이 필요한가를 판단하는 단계; 상기 터치 좌표에 보정이 필요한 경우 기준 좌표와 상기 터치 좌표 간의 제1 거리를 제2 거리로 확장하는 단계; 및 상기 제2 거리의 값을 이용하여 상기 터치 좌표를 보정하는 단계;를 포함할 수 있다.

Description

터치 감지 장치 및 이의 터치 좌표 검출 방법{TOUCH SENSING DEVICE AND TOUCH COORDINATES DETECTION METHOD THEREOF}
본 발명은 터치 감지 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 디스플레이의 에지 영역에 대한 터치 좌표를 정확히 검출할 수 있는 기술에 관한 것이다.
일반적으로 유저 인터페이스는 사용자가 전자 기기를 용이하게 제어할 수 있게 한다. 유저 인터페이스 기술은 사용자 감성과 조작 편의성을 높이는 방향으로 발전을 거듭하고 있다. 최근, 터치 유저 인터페이스는 원형 디스플레이를 가지는 웨어러블 전자 제품에도 확대 적용되고 있다.
그런데, 원형 디스플레이에 적용되는 터치 감지 장치는 에지 영역의 센서 위치에 따라 감도 부족 현상이 나타날 수 있다. 이로 인하여, 터치 감지 장치에서 검출되는 터치 좌표의 정확성이 저하될 수 있다.
따라서, 원형 디스플레이의 에지 영역에 대한 터치 좌표를 정확히 검출할 수 있는 기술이 요구되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 디스플레이의 에지 영역에 대한 터치 좌표를 정확히 검출할 수 있는 터치 감지 장치 및 이의 터치 좌표 검출 방법을 제공하는데 있다.
일 실시예에 따른 터치 감지 장치의 터치 좌표 검출 방법은, 터치 포인트의 터치 좌표를 연산하는 단계; 상기 터치 좌표에 대하여 보정이 필요한가를 판단하는 단계; 상기 터치 좌표에 보정이 필요한 경우 기준 좌표와 상기 터치 좌표 간의 제1 거리를 제2 거리로 확장하는 단계; 및 상기 제2 거리의 값을 이용하여 상기 터치 좌표를 보정하는 단계;를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 터치 감지 장치는, 터치 감지 패널로부터 전하를 리드하고 상기 전하에 상응하는 데이터를 출력하는 리드 아웃 회로; 및 상기 데이터를 이용하여 터치 좌표를 연산하고, 상기 터치 좌표에 대하여 보정이 필요한가를 판단하며, 상기 터치 좌표에 보정이 필요한 경우 기준 좌표와 상기 터치 좌표 간의 제1 거리를 제2 거리로 확장하고, 상기 제2 거리의 값을 이용하여 상기 터치 좌표를 보정하는 제어기;를 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 터치 포인트의 터치 좌표가 보정이 필요한 영역인 경우 기준 좌표와 터치 좌표 간의 확장된 거리를 이용하여 터치 좌표를 보정하므로 에지 영역에 대한 터치 좌표를 정확히 검출할 수 있다.
도 1은 원형 디스플레이의 에지 영역에 대한 터치를 예시한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 터치 감지 장치의 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 터치 감지 장치의 터치 좌표 검출 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4는 일 실시예 따른 터치 좌표의 보정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 원 중심과 터치 좌표 간의 거리 확장을 설명하기 위한 그래프이다.
실시예들은 디스플레이의 에지 영역에 대한 터치 좌표를 정확히 검출할 수 있는 터치 감지 장치 및 이의 터치 좌표 검출 방법을 제공할 수 있다.
실시예들에서, 기준 좌표는 원의 중심 좌표로 설정될 수 있고, 기준 거리는 원의 반지름으로 설정될 수 있다.
실시예들에서, 기준 좌표는 터치 감지 패널에서 좌표 보정이 필요한 영역들 별로 설정될 수 있다.
실시예들은 원형 디스플레이에 적용되는 것을 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 실시예들은 다수의 곡선들로 형성되는 에지 영역들을 가지는 디스플레이에 적용될 수 있다. 여기서, 기준 좌표는 다수의 곡선들 각각에 대하여 설정될 수 있다.
도 1은 원형 디스플레이의 에지 영역에 대한 터치를 예시한 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 원형 디스플레이에 적용되는 터치 감지 패널에서 에지 영역의 센서 위치와 면적 비율에 따라 감도 부족 현상이 발생할 수 있다.
도 1의 케이스 1(case 1)은 터치 포인트의 에지가 터치 감지 패널의 에지에 위치하는 경우를 예시한다. 케이스 1은 센서 면적에 비례하여 감도가 생성될 수 있다. 원 중심과 동일 성능의 정확성이 확보되어야 하나 에지 영역 특성상 감도 부족 현상이 나타날 수 있다.
케이스 2는 터치 포인트의 중심이 터치 감지 패널의 에지에 위치하는 경우를 예시한다. 케이스 2는 에지 영역의 감도 부족 및 센서 면적 부족으로 감도가 케이스 1보다 더 낮게 생성될 수 있다. 그리고, 원 중심 방향으로 좌표 치우침이 발생하여 정확성이 저하될 수 있다.
실시예들은 케이스 1 및 2와 같이 터치 포인트가 위치하는 경우에도 터치 좌표를 정확히 검출할 수 있는 터치 감지 장치 및 이의 터치 좌표 검출 방법을 제공하고자 한다.
실시예들을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 그리고, 명세서에 기재된 제1, 제2 등의 용어는 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용된다.
도 2는 일 실시예에 따른 터치 감지 장치(100)의 블록도이다.
도 2를 참고하면, 터치 감지 장치(100)는 리드 아웃 회로(ROIC) 및 제어기(MCU)를 포함할 수 있다. 일례로, 터치 감지 장치(100)는 원형 디스플레이에 적용될 수 있다.
터치 감지 패널(TSP)은 원형 디스플레이 패널의 상부에 채용될 수 있다. 이러한 터치 감지 패널(TSP)은 다수의 정전 용량 센서들을 통해 터치 입력을 감지하는 정전 용량 방식으로 구현될 수 있다. 일례로, 터치 감지 패널(TSP)은 구동 라인들(도시되지 않음), 구동 라인들과 교차하는 리드 라인들(Rx1 ~ Rxi) 및 구동 라인들과 리드 라인들(Rx1 ~ Rxi)의 교차부들에 형성된 터치 센서들(도시되지 않음)을 포함할 수 있다.
리드 아웃 회로(ROIC)는 터치 감지 패널(TSP)로부터 전하를 리드하고 전하에 상응하는 데이터를 제어기(MCU)에 제공할 수 있다. 일례로, 리드 아웃 회로(ROIC)는 제어기(MCU)로부터의 구동 신호에 응답하여 터치 센서의 전압을 수신할 리드 라인들을 선택할 수 있다.
리드 아웃 회로(ROIC)는 구동 신호에 동기하여 선택된 리드 라인들을 통해 터치 센서의 전하를 리드할 수 있다.
그리고, 리드 아웃 회로(ROIC)는 수신한 전하를 샘플링하여 적분기의 커패시터에 누적하고, 그 커패시터의 전압을 아날로그-디지털 변환기를 이용하여 디지털 데이터로 변환할 수 있다. 리드 아웃 회로(ROIC)는 데이터를 제어기(MCU)에 제공할 수 있다.
제어기(MCU)는 리드 아웃 회로(ROIC)로부터 수신되는 데이터를 이용하여 터치 포인트에 대응하는 터치 좌표를 연산할 수 있다.
제어기(MCU)는 터치 좌표에 대하여 보정이 필요한 좌표인지를 판단할 수 있다. 일례로, 제어기(MCU)는 터치 좌표에 대하여 보정이 필요한 좌표 인지를 판단하는 경우, 원형의 디스플레이의 원 중심과 터치 좌표 간의 제1 거리를 연산할 수 있고, 제1 거리의 값이 기준 범위 이내일 경우 해당 터치 좌표를 보정이 필요한 좌표로 판단할 수 있다.
여기서, 기준 범위는 터치 감지 패널에서 터치 좌표의 보정이 필요한 범위로 정의될 수 있다. 기준 범위는 원 반지름에서 터치 센서 사이즈의 일정 배수만큼 차감한 값에서 원 반지름까지의 범위로 설정될 수 있다. 일례로, 기준 범위는 원 반지름에서 터치 센서 사이즈의 1.5배를 차감한 값에서 원 반지름까지의 범위로 설정될 수 있다.
그리고, 제어기(MCU)는 터치 좌표에 보정이 필요한 경우 원 중심과 터치 좌표 간의 제1 거리를 제2 거리로 확장할 수 있다. 제어기(MCU)는 원 중심과 터치 좌표 간의 제1 거리를 제2 거리로 확장하는 경우, 제1 거리의 값이 분할 구간들 중 어느 구간에 속하는지를 판단할 수 있고, 제1 거리의 값이 속하는 분할 구간에 대응하는 수학식을 이용하여 제1 거리의 값을 제2 거리의 값으로 연산할 수 있다.
여기서, 분할 구간들은 터치 감지 패널에서 터치 좌표의 보정이 필요한 범위로 정의되는 기준 범위를 다수의 구간들로 분할한 구간으로 정의될 수 있다. 분할 구간들 각각에 설정된 수학식은 원 반지름에 가까운 구간일수록 더 큰 기울기를 가지고 제1 거리를 제2 거리로 확장하도록 설정될 수 있다.
제어기(MCU)는 원 중심에서 터치 좌표까지의 제1 거리를 확장한 제2 거리의 값을 이용하여 터치 좌표를 보정할 수 있다. 제어기(MCU)는 터치 좌표를 보정하는 경우, 보정된 터치 좌표의 값들을 제2 거리의 값과 삼각 함수들로 치환할 수 있고, 삼각 함수들을 터치 좌표의 값들과 제1 거리의 값으로 치환함으로써, 보정된 터치 좌표를 연산할 수 있다.
그리고, 원 중심의 좌표 값은 터치 감지 패널에서 좌표 보정이 필요한 영역들 별로 설정될 수 있다. 일례로, 원 중심의 좌표 값은 원 중심에서 터치 좌표까지의 거리를 연산하는데 이용될 수 있고, 터치 좌표의 보정에 이용될 수 있다. 이러한 원 중심의 좌표 값은 다수의 곡선을 가지는 다수의 에지 영역들 별로 다르게 설정될 수 있다.
터치 감지 장치(100)는 도시되지 않았지만 구동 회로를 더 포함할 수 있다.
구동 회로는 제어기의 제어 신호에 응답하여 구동 라인들을 선택할 수 있고, 선택된 구동 라인들에 구동 신호를 공급할 수 있다. 구동 회로는 리드 아웃 회로의 적분기에 터치 센서의 전하가 누적될 수 있도록 구동 라인들을 통해 터치 센서들 각각에 여러 횟수로 구동 신호들을 인가할 수 있다. 리드 아웃 회로의 적분기에 터치 센서의 전하가 누적되면 터치 입력 전후에 전하 변화량을 크게 할 수 있으므로 센싱 감도를 높일 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 터치 감지 장치의 터치 좌표 검출 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3을 참고하면, 터치 감지 장치(100)는 터치 포인트의 터치 좌표를 연산할 수 있다(S1).
이어서, 터치 감지 장치(100)는 터치 좌표에 대하여 보정이 필요한 좌표인가를 판단할 수 있다(S2). 터치 감지 장치(100)는 터치 좌표가 보정이 필요한 좌표 인가를 판단하는 위하여, 원 중심과 터치 좌표 간의 제1 거리를 연산할 수 있고, 제1 거리의 값이 터치 좌표의 보정이 필요한 기준 범위 이내일 경우 해당 터치 좌표를 보정이 필요한 좌표로 판단할 수 있다.
이어서, 터치 감지 장치(100)는 터치 좌표를 보정이 필요한 좌표로 판단한 경우 원 중심과 터치 좌표 간의 제1 거리를 제2 거리로 확장할 수 있다(S30). 터치 감지 장치(100)는 원 중심과 터치 좌표 간의 제1 거리를 제2 거리로 확장 시, 제1 거리의 값이 미리 설정된 분할 구간들 중 어느 구간에 속하는지를 판단할 수 있고, 제1 거리의 값이 속하는 분할 구간에 대응하는 수학식을 이용하여 제1 거리의 값을 제2 거리의 값으로 연산할 수 있다.
터치 감지 장치(100)는 분할 구간들 각각에 설정된 수학식을 이용하여 원 중심과 터치 좌표 간의 제1 거리를 제2 거리로 확장할 수 있다. 일례로, 분할 구간들 각각에 설정된 수학식은 원 반지름에 가까운 구간일수록 더 큰 기울기를 가지고 제1 거리를 제2 거리로 확장하도록 설정될 수 있다. 원 디스플레이 에지의 최대 좌표는 원 중심과의 거리가 반지름인 위치가 될 수 있다. 현재의 터치 좌표와 원 중심과의 거리를 구하여 좌표 보정이 요구되는 구간에 해당한다면 비율적으로 원 중심과의 거리를 확장할 수 있다.
이어서, 터치 감지 장치(100)는 원 중심에서 터치 좌표까지의 제1 거리를 확장한 제2 거리의 값을 이용하여 터치 좌표를 보정할 수 있다(S40). 터치 감지 장치(100)는 제2 거리의 값을 이용하여 터치 좌표를 보정 시, 보정된 터치 좌표의 값들을 제2 거리의 값과 삼각 함수들로 치환할 수 있고, 여기서, 삼각 함수들을 터치 좌표의 값들과 제1 거리의 값으로 치환함으로써, 보정된 터치 좌표의 값들을 연산할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 터치 좌표의 보정을 설명하기 위한 도면이다.
일 실시예는 원 중심에서 터치 좌표까지의 제1 거리를 확장한 제2 거리의 값과 삼각 함수를 이용하여 터치 좌표를 보정할 수 있다.
Figure pat00001
<수학식 1>과 같이 보정된 터치 좌표의 값들은 제2 거리의 값을 이용하여 삼각 함수들로 치환될 수 있고, 삼각 함수들은 터치 좌표의 값들과 제1 거리의 값으로 치환될 수 있다. 이와 같이 보정된 터치 좌표의 값들은 원 중심에서 터치 좌표까지의 제1 거리를 확장한 제2 거리의 값과 삼각 함수를 이용하여 연산될 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 원 중심과 터치 좌표 간의 거리 확장을 설명하기 위한 그래프이다.
도 5를 참고하면, 실시예는 원 중심과 터치 좌표 간의 제1 거리를 제2 거리로 확장 시, 제1 거리의 값이 분할 구간들(Section1 ~ Section4) 중 어느 구간에 속하는지를 판단할 수 있고, 제1 거리의 값이 속하는 분할 구간에 대응하는 수학식을 이용하여 제1 거리의 값을 제2 거리의 값으로 확장할 수 있다.
일례로, 분할 구간들(Section1 ~ Section4)에는 기울기들(a1 ~ a4)이 다른 일차 함수가 설정될 수 있다. 기울기들(a1 ~ a4)의 값은 원 반지름에 가까운 구간일수록 큰 값을 가지도록 설정될 수 있다.
이와 같이 실시예들은 터치 포인트의 터치 좌표가 보정이 필요한 영역인 경우 기준 좌표와 터치 좌표 간의 확장된 거리를 이용하여 터치 좌표를 보정하므로 에지 영역에 대한 터치 좌표를 정확히 검출할 수 있다.

Claims (18)

  1. 터치 포인트의 터치 좌표를 연산하는 단계;
    상기 터치 좌표에 대하여 보정이 필요한가를 판단하는 단계;
    상기 터치 좌표에 보정이 필요한 경우 기준 좌표와 상기 터치 좌표 간의 제1 거리를 제2 거리로 확장하는 단계; 및
    상기 제2 거리의 값을 이용하여 상기 터치 좌표를 보정하는 단계;
    를 포함하는 터치 감지 장치의 터치 좌표 검출 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 좌표에 대하여 보정이 필요한가를 판단하는 단계는,
    상기 기준 좌표와 상기 터치 좌표 간의 상기 제1 거리를 연산하는 단계; 및
    상기 제1 거리의 값이 기준 범위 이내일 경우 상기 터치 좌표를 보정이 필요한 좌표로 판단하는 단계;
    를 포함하는 터치 감지 장치의 터치 좌표 검출 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 기준 범위는 상기 기준 좌표를 중심으로 미리 설정된 거리를 나타내는 기준 거리부터 상기 기준 거리에서 터치 센서 사이즈의 일정 배수만큼 차감한 값까지의 범위로 설정되는 터치 감지 장치의 터치 좌표 검출 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 기준 좌표는 원의 중심 좌표로 설정되고, 상기 기준 거리는 상기 원의 반지름으로 설정되는 터치 감지 장치의 터치 좌표 검출 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준 좌표와 상기 터치 좌표 간의 상기 제1 거리를 상기 제2 거리로 확장하는 단계는,
    상기 제1 거리의 값이 분할 구간들 중 어느 구간에 속하는지를 판단하는 단계; 및
    상기 제1 거리의 값이 속하는 분할 구간에 대응하는 수학식을 이용하여 상기 제1 거리의 값을 상기 제2 거리의 값으로 연산하는 단계;
    를 포함하는 터치 감지 장치의 터치 좌표 검출 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 분할 구간들은 터치 감지 패널에서 보정이 필요한 범위를 나타내는 기준 범위를 다수의 구간들로 분할하여 설정된 터치 좌표 검출 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 분할 구간들 각각에 설정된 상기 수학식은 상기 기준 좌표를 중심으로 미리 설정된 거리를 나타내는 기준 거리에 가까운 구간일수록 더 큰 기울기로 상기 제1 거리를 제2 거리로 확장하도록 설정된 터치 감지 장치의 터치 좌표 검출 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 좌표를 보정하는 단계는,
    보정된 터치 좌표의 값들을 상기 제2 거리의 값과 삼각 함수들로 치환하고, 상기 삼각 함수들을 상기 터치 좌표의 값들과 상기 제1 거리의 값으로 치환함으로써, 상기 보정된 터치 좌표를 연산하는 단계;를 포함하는 터치 감지 장치의 터치 좌표 검출 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준 좌표는 터치 감지 패널에서 좌표 보정이 필요한 영역들 별로 설정되는 터치 감지 장치의 터치 좌표 검출 방법.
  10. 터치 감지 패널로부터 전하를 리드하고 상기 전하에 상응하는 데이터를 출력하는 리드 아웃 회로; 및
    상기 데이터를 이용하여 터치 좌표를 연산하고, 상기 터치 좌표에 대하여 보정이 필요한가를 판단하며, 상기 터치 좌표에 보정이 필요한 경우 기준 좌표와 상기 터치 좌표 간의 제1 거리를 제2 거리로 확장하고, 상기 제2 거리의 값을 이용하여 상기 터치 좌표를 보정하는 제어기;
    를 포함하는 터치 감지 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 터치 좌표에 대하여 보정이 필요한가를 판단하는 경우, 상기 기준 좌표와 상기 터치 좌표 간의 상기 제1 거리를 연산하고, 상기 제1 거리의 값이 기준 범위 이내일 경우 상기 터치 좌표를 보정이 필요한 좌표로 판단하는 터치 감지 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 기준 범위는 상기 기준 좌표를 중심으로 미리 설정된 거리를 나타내는 기준 거리부터 상기 기준 거리에서 터치 센서 사이즈의 일정 배수만큼 차감한 값까지의 범위로 설정되는 터치 감지 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 기준 좌표는 원의 중심 좌표로 설정되고, 상기 기준 거리는 상기 원의 반지름으로 설정되는 터치 감지 장치의 터치 좌표 검출 방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 기준 좌표와 상기 터치 좌표 간의 상기 제1 거리를 상기 제2 거리로 확장하는 경우, 상기 제1 거리의 값이 분할 구간들 중 어느 구간에 속하는지를 판단하고, 상기 제1 거리의 값이 속하는 분할 구간에 대응하는 수학식을 이용하여 상기 제1 거리의 값을 상기 제2 거리의 값으로 연산하는 터치 감지 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 분할 구간들은 상기 터치 감지 패널에서 보정이 필요한 범위를 나타내는 기준 범위를 다수의 구간들로 분할하여 설정된 터치 좌표 검출 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 분할 구간들 각각에 설정된 상기 수학식은 상기 기준 좌표를 중심으로 미리 설정된 거리를 나타내는 기준 거리에 가까운 구간일수록 더 큰 기울기로 상기 제1 거리를 제2 거리로 확장하도록 설정된 터치 감지 장치의 터치 좌표 검출 방법.
  17. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 터치 좌표를 보정하는 경우, 보정된 터치 좌표의 값들을 상기 제2 거리의 값과 삼각 함수들로 치환하고, 상기 삼각 함수들을 상기 터치 좌표의 값들과 상기 제1 거리의 값으로 치환함으로써, 상기 보정된 터치 좌표를 연산하는 터치 감지 장치.
  18. 제 10 항에 있어서,
    상기 기준 좌표는 터치 감지 패널에서 좌표 보정이 필요한 영역들 별로 설정되는 터치 감지 장치.
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