KR20230102758A - 터치 센싱 장치 및 터치 센싱 장치에서의 터치 센싱 방법 - Google Patents

터치 센싱 장치 및 터치 센싱 장치에서의 터치 센싱 방법 Download PDF

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Abstract

본 실시예는 디스플레이 패널에 배치된 터치 전극에 의해 터치를 센싱하는 터치 센싱 장치에 관한 것으로서, 사용자가 터치를 시작하는 시점에서 센싱된 센싱값으로부터 센싱값의 변화량을 판단하고, 상기 판단된 센싱값의 변화량에 기반하여 터치 시작 시점을 판단함으로써 터치의 정확도를 높일 수 있는 기술을 제공한다.

Description

터치 센싱 장치 및 터치 센싱 장치에서의 터치 센싱 방법{TOUCH SENSING APPARATUS AND THE METHOD OF SENSING TOUCH BY TOUCH SENSING APPARATUS}
본 실시예는 디스플레이 패널에 배치된 터치 전극에 의해 터치를 센싱하는 터치 센싱 장치 및 터치 센싱 장치에 의한 터치 센싱 방법에 관한 것이다.
최근 소형 전자 장치(예: 스마트폰)로부터 대형 전자 장치(예: TV, 키오스크(kiosk) 또는 전자 칠판)까지 디스플레이 패널에 터치 기능을 많이 채용하고 있다. 이 경우, 대개의 디스플레이 패널은 액정표시장치 등의 평판 디스플레이 장치로 구현되며, 터치 기능은 디스플레이 패널과 조합되는 터치 패널로 구현된다.
터치 패널은 사용자가 텍스트나 이미지 또는 아이콘 등을 누름에 따라서 기기를 조작하거나 프로그램을 실행하는 기능을 갖는 투명 스위치 패널을 의미한다. 일 실시예에 따라, 터치 패널은 정전식으로 터치 인식을 수행하도록 구성될 수 있으며, 정전식 터치 인식을 구현하는 터치 패널의 일예로 "뮤추얼 캐패시턴스 터치 센싱 장치"가 "미국공개특허 US 2009/0091551호"로 공개된 바 있다. 일반적인 터치 패널은 디스플레이 패널과 독립적인 구성을 가지며 별도로 제작되어서 디스플레이 패널과 조합된다.
한편, 터치 패널은 일정 크기의 터치 전극(touch electrode; TE)(또는, 전극(electrode; EL)들이 특정 배열 방법(또는 특정 패턴)에 따라 배치될 수 있다. 예컨대, 디스플레이 장치의 크기 또는 터치 패널의 크기에 따라 일정한 크기를 갖는 터치 전극이 N×M 매트릭스 형태로 배치될 수 있다. 상기 터치 패널 상에 배치되는 복수의 터치 전극들에 특정 오브젝트(예컨대, 손 또는 전자 펜)가 접촉되면, 각 터치 전극에서는 상기 오브젝트의 접촉을 센싱할 수 있다. 터치 센싱 장치는 상기 오브젝트의 접촉이 센싱된 터치 전극의 위치 및/또는 센싱값의 크기에 기반하여 상기 오브젝트가 터치된 위치(또는 터치 좌표)를 판단할 수 있다.
일 실시예에 따라, 사람이 손가락으로 터치 패널을 터치하는 경우, 터치가 시작되는 시점으로부터 시간에 따라 터치 패널상에 손가락이 접촉되는 접촉 면적이 달라질 수 있다. 예컨대, 손가락이 터치 패널에 처음 접촉되는 시점에서의 접촉 면적과 터치 패널을 완전히 누르고 있을 때의 접촉 면적이 상이할 수 있다. 터치 센싱 장치는 터치 패널에 배치된 각 터치 전극들로부터 센싱된 센싱값에 의해 터치 좌표를 산출하게되며, 산출되는 터치 좌표는 접촉 면적에 영향을 받을 수 있다.
이와 같이, 사람이 손가락으로 터치하는 경우 터치 시점의 접촉 면적이 달라짐에 따라, 사용자가 의도한 지점의 터치 좌표와 터치 센싱 장치에서 판단한 터치 좌표에 차이가 발생할 수 있다. 또한, 터치 시점에서의 접촉 면적이 시간에 따라 변화함으로 인해 사용자의 의도와는 달리 터치 센싱 장치에서 산출한 터치 좌표가 시간에 따라 변경될 수 있다. 이에 따라, 사용자가 단순히 터치 동작만을 의도하였음에도 불구하고, 터치 센싱 장치에서는 터치 좌표가 이동하는 것으로 판단하여 드래그 동작으로 오동작하는 현상이 발생할 수 있다.
이러한 배경에서, 본 실시예의 목적은, 일 측면에서, 사용자가 터치를 시작하는 시점에서 센싱된 센싱값으로부터 센싱값의 변화량을 판단하고, 상기 판단된 센싱값의 변화량에 기반하여 터치 시작 시점을 판단함으로써 터치의 정확도를 높일 수 있는 터치 센싱 장치 및 터치 센싱 장치에서의 터치 센싱 방법을 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 측면에서, 본 실시예는, 복수의 터치 전극들로 구동신호를 공급하는 터치 구동부; 및 상기 복수의 터치 전극들의 각 터치 전극으로부터 센싱된 센싱값을 수신하고, 상기 수신된 센싱값에 기반하여 터치 좌표를 생성하는 데이터 처리부를 포함하고, 상기 데이터 처리부는, 상기 복수의 터치 전극들로부터 수신된 센싱값들 중 최대 센싱값을 갖는 터치 전극에 대응하는 제1 센싱값이 제1 임계값을 초과하는지 확인하고, 상기 제1 센싱값이 상기 제1 임계값을 초과함을 확인함에 기반하여, 최대 센싱값의 변화량을 확인하고, 상기 최대 센싱값의 변화량이 지정된 조건을 만족함을 확인함에 기반하여, 터치 시점을 판단하는, 터치 센싱 장치를 제공한다.
다른 측면에서, 본 실시예는, 터치 센싱 장치에서의 터치 센싱 방법에 있어서, 복수의 터치 전극들로 구동신호를 공급하는 단계; 상기 복수의 터치 전극들의 각 터치 전극으로부터 센싱된 센싱값을 수신하는 단계; 상기 복수의 터치 전극들로부터 수신된 센싱값들 중 최대 센싱값을 갖는 터치 전극에 대응하는 제1 센싱값이 제1 임계값을 초과하는지 확인하는 단계; 상기 제1 센싱값이 상기 제1 임계값을 초과함을 확인함에 기반하여, 최대 센싱값의 변화량을 확인하는 단계; 및 상기 최대 센싱값의 변화량이 지정된 조건을 만족함을 확인함에 기반하여, 터치 시점을 판단하는 단계를 포함하는, 터치 센싱 장치에서의 터치 센싱 방법을 제공한다.
또 다른 측면에서, 본 실시예는, 복수의 터치 전극들로 구동신호를 공급하는 터치 구동부; 및 상기 복수의 터치 전극들의 각 터치 전극으로부터 센싱된 센싱값을 수신하고, 상기 수신된 센싱값에 기반하여 터치 좌표를 생성하는 데이터 처리부를 포함하고, 상기 데이터 처리부는, 상기 복수의 터치 전극들로부터 수신된 센싱값들 중 지정된 값을 초과하는 센싱값들의 합이 임계값을 초과하는지 확인하고, 상기 센싱값들의 합이 상기 임계값을 초과함을 확인함에 기반하여, 상기 최대 센싱값의 변화량을 확인하고, 상기 최대 센싱값의 변화량이 지정된 조건을 만족함을 확인함에 기반하여, 터치 시점을 판단하는, 터치 센싱 장치를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 사용자가 터치를 시작하는 시점에서 센싱된 센싱값의 변화량에 기반하여 터치 시작 시점을 판단함으로써 터치의 정확도를 높일 수 있다. 그리고, 본 실시예에 의하면, 사용자가 터치를 시작하는 시점에서 센싱된 센싱값의 변화량에 기반하여 접촉 면적이 안정화된 시점에서 터치 좌표를 판단함으로써 터치의 정확도를 향상시키고, 터치를 드래그로 잘못 인식하는 상황을 방지할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 터치 센싱 장치를 포함하는 디스플레이 장치의 구성도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 터치 전극이 공통 전압 전극으로 사용되는 경우의 화소 내부 구성도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 터치 센싱부가 터치 전극을 구동하는 것을 나타내는 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 베이스 정전 용량을 나타내는 예시 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 터치 전극에 대응하는 데이터의 예시 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 터치 패턴을 나타내는 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 일 실시예에 따른 터치 접촉 면적의 변화를 나타내는 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 터치 시작 시점부터 터치 종료 시점까지의 터치 좌표 변화를 나타내는 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 터치 동작 과정 중 변경되는 터치 좌표를 나타내는 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 터치 동작 시 센싱값의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 11은 일 실시예에 따른 터치 동작 시 센싱값에 의해 터치 시작 시점을 판단하는 그래프이다.
도 12는 일 실시예에 따른 터치 동작 시 센싱값의 변화량에 의해 터치 시작 시점을 판단하는 그래프이다.
도 13은 일 실시예에 따른 터치 센싱 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 14는 일 실시예에 따른 터치 센싱 장치에 의한 터치 센싱 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센싱 장치를 포함하는 디스플레이 장치의 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 기능과 터치 센싱 기능을 수행하는 것으로서, 액정디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD)나 유기발광 다이오드 디스플레이(Organic Light Emitting Diode: OLED)와 같은 평판 디스플레이로 구현될 수 있다. 후술하는 실시예들이 LCD를 예시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 LED 또는 OLED에 기반한 디스플레이에도 동일 또는 유사하게 적용될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 디스플레이장치(100)는 손가락(finger) 또는 액티브 펜과 같은 전도성 물체의 접촉에 의한 터치를 센싱하기 위해 그 내부에 일체형으로 구현된 정전용량방식의 터치 스크린을 포함할 수 있다. 이러한 터치 스크린은 디스플레이 구현을 위한 디스플레이 패널과 독립적인 형태로 구성될 수도 있고, 디스플레이 패널의 픽셀 어레이에 내장될 수도 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는 패널 구동 장치(110), 패널(120)(예: 디스플레이 패널 또는 터치 패널) 및 터치 센싱부(140)(예컨대, 터치 센싱 장치, 터치 센싱 회로(touch sensing circuitry), 터치 컨트롤러(touch controller), 또는 터치 MCU(touch micro controller unit))를 포함한다.
패널(120)은 소정 계조의 영상을 표시하거나 손(또는 손가락) 또는 액티브 펜(또는 전자 펜)에 의한 터치를 입력받는다. 패널(120)은 정전용량방식을 이용한 인셀(In-cell) 터치 타입의 구조를 갖는 디스플레이 패널일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 패널(120)은 자기정전용량(Self Capacitance) 방식을 이용한 인셀 터치 타입의 디스플레이 패널 또는 상호정전용량(Mutual Capacitance) 방식을 이용한 인셀 터치 타입의 디스플레이 패널일 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 패널(120)이 자기정전용량 방식의 인셀 터치 타입의 디스플레이 패널인 것으로 가정하여 설명하기로 한다.
패널(120)은 디스플레이 모드와 터치 센싱 모드로 동작할 수 있다. 패널(120)은 디스플레이 모드 동안 백라이트 유닛으로부터 조사되는 광을 이용하여 영상을 표시하거나 LED에서 발광하는 빛을 이용하여 영상을 표시하고, 터치 센싱 모드 동안 터치 센싱을 위한 터치 패널의 역할을 수행할 수 있다
상기 패널 구동 장치(110)는 데이터 구동부(112), 게이트 구동부(114), 및 타이밍 컨트롤러(116)를 포함할 수 있다. 데이터 구동부(112), 게이트 구동부(114) 및 터치 센싱부(140) 각각은 패널(120)에 포함되는 적어도 하나의 구성을 구동할 수 있다.
데이터 구동부(112)는 화소(P; pixel)와 연결되는 데이터 라인(DL)(예: D1 내지 Dn)을 구동하고, 게이트 구동부(114)는 화소(P)와 연결되는 게이트 라인(GL)(예: G1 내지 Gm)을 구동할 수 있다. 그리고, 터치 센싱부(140)는 패널(120)에 배치되는 전극(EL: Electrode) 또는 터치 전극(TE; Touch Electrode)을 구동할 수 있다.
데이터 구동부(112)는 패널(120)의 각 화소(P)에 영상을 표시하기 위해 데이터 라인(DL)으로 데이터 전압을 공급할 수 있다. 데이터 구동부(112)는 적어도 하나의 데이터 드라이버 집적회로를 포함할 수 있는데, 이러한 적어도 하나의 데이터 드라이버 집적회로는, 테이프 오토메이티드 본딩(TAB: Tape Automated Bonding) 방식 또는 칩 온 글래스(COG: Chip On Glass) 방식으로 패널(120)의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결되거나, 패널(120)에 직접 형성될 수도 있으며, 경우에 따라서, 패널(120)에 집적화되어 형성될 수도 있다. 또한, 데이터 구동부(112)는 칩 온 필름(COF: Chip On Film) 방식으로 구현될 수도 있다.
게이트 구동부(114)는 각 화소(P)에 위치하는 트랜지스터를 온오프시키기 위해 게이트 라인(GL)으로 스캔 신호를 공급할 수 있다. 게이트 구동부(114)는, 구동 방식에 따라서, 도 1에서와 같이 패널(120)의 한 측에만 위치할 수도 있고, 2개로 나뉘어져 패널(120)의 양측에 위치할 수도 있다. 또한, 게이트 구동부(114)는, 적어도 하나의 게이트 드라이버 집적회로를 포함할 수 있는데, 이러한 적어도 하나의 게이트 드라이버 집적회로는, 테이프 오토메이티드 본딩(TAB) 방식 또는 칩 온 글래스(COG) 방식으로 패널(120)의 본딩 패드에 연결되거나, GIP(Gate In Panel) 타입으로 구현되어 패널(120)에 직접 형성될 수도 있으며, 경우에 따라서, 패널(120)에 집적화되어 형성될 수도 있다. 또한, 게이트 구동부(114)는 칩 온 필름(COF: Chip On Film) 방식으로 구현될 수도 있다.
패널(120)에는 터치 패널(TSP: Touch Screen Panel)만 포함될 수 있고, 디스플레이 패널(Display Panel)이 더 포함될 수도 있다. 여기서 터치 패널과 디스플레이 패널은 일부 구성요소를 서로 공유할 수 있다. 예를 들어, 터치 패널에서 터치를 감지하기 위한 터치 전극(TE)은 디스플레이 패널에서 공통전압이 공급되는 공통전압전극으로 사용될 수 있다. 디스플레이 패널과 터치 패널의 일부 구성요소가 서로 공유되어 있다는 측면에서, 이러한 패널(120)을 일체형 패널이라고 부르기도 하지만 본 발명이 이로 제한되는 것은 아니다. 또한, 디스플레이 패널과 터치 패널이 일체형으로 결합된 형태로서 인셀(In-Cell) 타입의 패널이 알려져 있지만 이는 전술한 패널(120)의 일 예시일 뿐 본 발명이 적용되는 패널이 이러한 인셀(In-Cell)타입 패널로 제한되는 것은 아니다.
한편, 패널(120)에는 복수의 터치 전극(TE)들이 배치되고, 터치 센싱부(140)는 구동 신호를 이용하여 터치 전극(TE)을 구동할 수 있다. 그리고, 터치 센싱부(140)(또는, 터치 센싱 장치)는 구동 신호에 대응하여 터치 전극(TE)에 형성되는 반응 신호에 따라 터치 전극(TE)에 대한 센싱값을 생성할 수 있다. 그리고, 터치 센싱부(140)는 패널(120)에 배치되는 복수의 터치 전극(TE)에 대한 센싱값을 이용하여 터치 좌표를 계산할 수 있으며, 계산된 터치 좌표는 다른 장치(예를 들어, 호스트 또는 컨트롤러 또는 프로세서)로 전송되어 활용될 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 터치 전극이 공통 전압 전극으로 사용되는 경우의 화소 내부 구성도이다. 도 2를 참조하면, 화소(P)에는 트랜지스터(예: TFT), 액정(LC: Liquid Crystal) 및 공통전압전극(VCOM)이 포함될 수 있다. 트랜지스터(TFT)의 게이트 단자는 게이트 라인(GL)과 연결되고, 드레인 단자는 데이터 라인(DL)과 연결되며, 소스 단자는 액정(LC)과 연결될 수 있다.
게이트라인(GL)을 통해 턴 온 전압에 해당되는 스캔 신호(SCAN)가 게이트 단자로 공급되면, 트랜지스터(TFT)의 드레인 단자와 소스 단자가 도통되고 액정(LC)으로 데이터 전압(Vdata)이 공급될 수 있다. 공통전압전극(VCOM)에는 공통 전압이 공급될 수 있는데, 공통 전압과 데이터 전압(Vdata)의 차이에 따라 액정(LC)이 제어되면서 화소(P)의 밝기가 조절될 수 있다.
한편, 공통 전압 전극(VCOM)은 도 1을 참조하여 설명한 터치 센싱부(도 1의 140 참조)에 의해 구동되는 터치 전극(TE)과 동일한 전극일 수 있으나, 예시로서 설명한 것일 뿐 본 발명의 실시예들이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3은 일 실시예에 따른 터치 센싱부가 터치 전극을 구동하는 것을 나타내는 도면이다. 도 3을 참조하면, 터치 센싱부(140)는 구동 신호(Stx)를 이용하여 터치 전극(TE)을 구동하고 구동 신호(Stx)에 대응하여 터치 전극(TE)에 형성되는 반응 신호(Srx)에 따라 패널에 대한 외부 오브젝트(OBJ)의 터치 혹은 근접을 센싱할 수 있다.
이때, 터치 센싱부(140)는 터치 전극(TE)의 정전 용량 혹은 정전 용량 변화를 감지함으로써 오브젝트(OBJ)의 근접 혹은 터치를 인식하는 정전식 터치 방식을 채용할 수 있다.
이러한 정전식 터치 방식은, 일 예로, 상호 정전 용량 터치 방식과 자체 정전 용량 터치 방식으로 나눌 수 있다. 정전식 터치 방식의 한 종류인 상호 정전 용량 터치 방식은, 일 터치 전극으로 구동 신호(Stx)를 인가하고 일 터치 전극과 상호 커플링된 다른 일 터치 전극을 센싱한다. 이러한 상호 정전 용량 터치 방식에서는, 손가락, 펜 등의 오브젝트(OBJ)의 터치 혹은 근접에 따라 다른 일 터치 전극에서 센싱되는 값이 달라지는데, 상호 정전 용량 터치 방식은 이러한 센싱값을 이용하여 터치 유무, 또는 터치 좌표 등을 검출할 수 있다.
정전식 터치 방식의 다른 한 종류인 자체 정전 용량 터치 방식은, 일 터치 전극으로 구동 신호(Stx)를 인가한 후 다시 해당 일 터치 전극을 센싱한다. 이러한 자체 정전 용량 터치 방식에서는, 손가락, 펜 등의 오브젝트(OBJ)의 터치 혹은 근접에 따라 해당 일 터치 전극에서 센싱되는 값이 달라지는데, 자체 정전용량 터치 방식은 이러한 센싱값을 이용하여 터치 유무, 또는 터치 좌표 등을 검출할 수 있다. 이러한 자체 정전 용량 터치 방식은 구동 신호(Stx)를 인가하는 터치 전극과 센싱하는 터치 전극이 동일하다.
일 실시예는 상호 정전 용량 터치 방식에도 적용될 수 있고, 자체 정전 용량 터치 방식에도 적용될 수 있다. 아래의 일부 예시에서는 설명의 편의를 위해 일 실시예가 자체 정전 용량 터치 방식에 적용되는 경우에 대해 설명한다.
도 4는 일 실시예에 따른 베이스 정전 용량을 나타내는 예시 도면이다. 도 4를 참조하면, 외부 오브젝트의 터치나 근접이 없는 경우, 터치 전극(TE)에는 베이스 정전 용량(Ce)이 형성될 수 있다. 한편, 터치 센싱부(140)는 터치 전극(TE)으로 구동 신호(Stx)를 공급하고 터치 전극(TE)으로부터 반응 신호(Srx)를 수신할 수 있다. 그리고, 터치 센싱부(140)는 이러한 반응 신호(Srx)를 이용하여 터치 전극(TE)의 정전 용량에 대응되는 센싱값을 확인할 수 있는데, 이러한 센싱값이 베이스 정전용량(Ce)에 해당되는 베이스 센싱값과 상이한 경우, 터치 센싱부(140)는 터치 전극(TE)에 외부 오브젝트가 근접하거나 터치한 것으로 인식할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 터치 전극에 대응하는 데이터의 예시 도면이다. 도 5에 도시된 터치 이미지(500)는 센싱값을 터치 전극의 위치에 대응시켜 표시한 테이블을 의미할 수 있다. 상기 테이블에 표시된 각 센싱값은 로우 데이터(row data)로 지칭될 수 있다.
도 5에 도시된 터치 이미지를 참조하면, 외부 오브젝트(OBJ)의 터치에 따라, X 라인에서 세번째 터치 전극의 센싱값이 182로 최댓값을 나타내고 있으며(이하, 상기 최댓값을 나타내는 센싱값을 편의상 '최대 센싱값'으로 지칭하기로 한다.), 해당 터치 전극으로부터 멀어질수록 센싱값이 작아짐을 알 수 있다. 도 5의 X 라인에 대한 센싱값 연속적인 곡선의 형태를 나타낼 수 있으며, 터치 센싱부(140)는 일정 라인을 따라 확인되는 여러 센싱값을 특정 모델이나 알고리즘에 입력하여 터치 좌표를 계산할 수 있다. 예를 들어, 터치 센싱부(140)는 X 라인을 따라 확인되는 셋 이상의 센싱값을 미리 정해진 함수-예를 들어, 가우시안 곡선-에 대입시켜 X 라인 방향으로의 제1 터치 좌표를 계산할 수 있다. 마찬가지로 Y 라인 방향으로의 제2 터치 좌표를 계산할 수 있다. 상기 직교하는 두 가지 방향에 대해 터치 좌표를 계산하면 평면상에서의 터치 좌표가 계산될 수 있다. 상기 테이블에 표시된 각 센싱값에 기반하여 터치 좌표를 계산하기 위한 알고리즘으로서 다양한 방식의 알고리즘이 적용될 수 있다. 터치 센싱부(140)는 상기 다양한 방식의 알고리즘에 기반하여 높은 정밀도의 터치 좌표를 생성할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 터치 패턴을 나타내는 도면이다. 도 6을 참조하면, 패널(120)에 배치되는 터치 전극(TE)들은 도 1 및 도 6에 도시된 바와 같이 매트릭스 형태의 터치 패턴(touch pattern)(610)을 형성할 수 있다. 각 터치 전극(TE)은 사각형으로 구성될 수 있으나 후술하는 일 실시예들이 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 터치 패턴(610)에서 터치 전극(TE)은 각 행(row)과 열(column)에 따라 일정한 크기와 일정한 간격으로 배치될 수 있다. 예컨대, 4개의 행과 4개의 열을 형성하 터치 패턴(610)으로 터치 전극(TE)들이 배치되는 경우 총 16개의 터치 전극(TE)들이 배치될 수 있다. 상기 터치 패턴(610)에서 4×4의 배열을 갖는 터치 전극(TE)들은 편의상 하나의 단위 어레이(array)로 지칭될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 디스플레이 장치의 크기 또는 터치 패널의 크기에 따라 상기 단위 어레이가 가로축 및/또는 세로축으로 반복 형성됨으로써 해당 크기에 맞는 터치 전극(TE)들이 배치될 수 있다.
상기 터치 패턴(610)에서 각 터치 전극(TE)에서 센싱된 센싱값은 터치 센싱부(140)로 입력될 수 있다. 예컨대, 터치 센싱부(140)는 상기 단위 어레이에 포함된 16개의 터치 전극(TE)들로부터 16개의 센싱값을 획득할 수 있다. 상기 터치 센싱부(140)는 상기 각 터치 전극(TE)에 대한 센싱값에 기반하여 오브젝트가 터치된 위치 또는 터치 여부를 판단할 수 있다.
이하, 도 7 내지 도 14를 참조하여, 일 실시예에 따라 터치 센싱 장치에서 터치를 센싱하는 방법의의 실시예들을 설명하기로 한다.
도 7a 및 도 7b는 일 실시예에 따른 터치 접촉 면적의 변화를 나타내는 도면이다. 일 실시예에 따라, 도 7a는 손(또는 손가락)(710)으로 터치 패널을 터치할 때, 터치 접촉 면적을 나타내는 도면이며, 도 7b는 펜(또는 스틱)(720)으로 터치 패널을 터치할 때, 터치 접촉 면적을 나타내는 도면이다.
도 7a를 참조하면, 손(또는 손가락)(710)으로 터치 패널을 터치하는 경우 제1 시점(t1)에서의 터치 접촉 면적과 제2 시점(t2)에서의 터치 접촉 면적이 달라짐을 확인할 수 있다. 예컨대, 사용자가 손(또는 손가락)(710)으로 터치 패널을 터치하는 경우, 터치가 시작되는 제1 시점(t1)에서는 상대적으로 작은 면적이 터치 패널에 접촉하며, 터치 센싱 장치는 상대적으로 작은 접촉 면적에 기반하여 711의 위치를 터치 좌표로 판단할 수 있다. 이후, 제2 시점(t2)에서는 손(또는 손가락)(710)이 터치 패널에 눌러져 상대적으로 큰 면적이 터치 패널에 접촉하며, 터치 센싱 장치는 상대적으로 큰 접촉 면적에 기반하여 712의 위치를 터치 좌표로 판단할 수 있다. 이와 같이, 터치가 수행되는 짧은 시간 사이에 손(또는 손가락)(710)이 터치 패널에 접촉하는 면적이 달라짐에 따라 터치 센싱 장치에서 식별하는 터치 좌표가 달라질 수 있다. 이에 따라, 사용자가 원하는 위치가 아닌 지점에서의 터치 좌표가 식별될 수 있으며, 사용자가 터치 동작만을 의도하였음에도 불구하고 드래그 동작으로 오인식하는 문제가 발생할 수도 있다. 비교 예로서, 도 7b를 참조하면, 펜(또는 스틱)(710)으로 터치 패널을 터치하는 경우 상기 도 7a와 비교할 때, 상대적으로 터치 시작 시 접촉 면적의 변화가 발생하지 않으므로, 하나의 지점인 721의 위치를 터치 좌표로 판단할 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 터치 시작 시점부터 터치 종료 시점까지의 터치 좌표 변화를 나타내는 도면이며, 도 9는 일 실시예에 따른 터치 동작 과정 중 변경되는 터치 좌표를 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 사용자가 손(또는 손가락)으로 터치 패널을 터치할 때, 사용자의 손(또는 손가락)이 터치 패널에 접촉하기 시작하는 시점(예컨대, 도 7a의 제1 시점(t1))(설명의 편의상 '터치 온(touch on) 시점'이라 한다)에서 터치 센싱 장치는 제1 지점(801)을 터치 좌표로 판단할 수 있다. 이후, 사용자의 손(또는 손가락)이 터치 패널에 접촉하는 면적이 점차 증가함에 따라 터치 센싱 장치에서 판단하는 터치 좌표는 점차 이동하게 되며, 손(또는 손가락)이 터치 패널을 완전히 누르게 된 시점(예컨대, 도 7a의 제2 시점(t2))에서 터치 센싱 장치는 제2 지점(802)을 터치 좌표로 판단할 수 있다. 이후, 사용자가 터치 패널에서 손(또는 손가락)을 떼는 시점(설명의 편의상 '터치 오프(touch off) 시점'이라 한다)에서 터치 센싱 장치는 제3 지점(803)을 터치 좌표로 판단할 수 있다.
도 9를 더 참조하면, 사용자가 손(또는 손가락)으로 터치 패널을 터치할 때, 사용자의 손(또는 손가락)이 터치 패널에 접촉하기 시작하는 시점(예컨대, 도 7a의 제1 시점(t1))(예컨대, 터치 온 시점)에서 터치 패널에 접촉되는 접촉 면적은 제1 영역(910)에 대응할 수 있으며, 터치 센싱 장치는 상기 제1 영역(910)에 대응하는 터치 전극(TE)들로부터 센싱된 센싱값에 기반하여 제1 지점(911)을 터치 좌표로 판단할 수 있다. 이후, 사용자의 손(또는 손가락)이 터치 패널에 접촉하는 면적이 점차 증가함에 따라, 손(또는 손가락)이 터치 패널을 완전히 누르게 된 시점(예컨대, 도 7a의 제2 시점(t2))에서 터치 패널에 접촉되는 접촉 면적은 제2 영역(920)에 대응할 수 있으며, 터치 센싱 장치는 상기 제2 영역(920)에 대응하는 터치 전극(TE)들로부터 센싱된 센싱값에 기반하여 제2 지점(921)을 터치 좌표로 판단할 수 있다. 이후, 사용자가 터치 패널에서 손(또는 손가락)을 떼는 시점(예컨대, 터치 오프 시점)에서 터치 패널에 접촉되는 접촉 면적은 제3 영역(930)에 대응할 수 있으며, 터치 센싱 장치는 상기 제3 영역(930)에 대응하는 터치 전극(TE)들로부터 센싱된 센싱값에 기반하여 제3 지점(931)을 터치 좌표로 판단할 수 있다. 이와 같이, 손(또는 손가락)에 의한 터치는 터치가 시작되는 시점에서 접촉 면적이 변화함에 따라 터치 센싱 장치가 판단하는 터치 좌표가 달라질 수 있다. 도 9에 도시된 바에 따르면, 손(또는 손가락)이 터치 패널에 접촉이 시작되는 시점(예컨대, 터치 온 시점)에서의 터치 좌표(예컨대, 제1 지점(911))와 손(또는 손가락)이 터치 패널에서 떨어지는 시점(예컨대, 터치 오프 시점)에서의 터치 좌표(예컨대, 제3 지점(931))는 d 만큼의 이격 거리가 발생할 수 있다. 또한, 사용자가 손(또는 손가락)으로 터치 패널을 완전히 누르게 된 시점의 터치 좌표(예컨대, 제2 지점(921))는 터치 패널에 접촉이 시작되는 시점에서의 터치 좌표(예컨대, 제1 지점(911)) 간에는 최대 이격 거리를 형성할 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 터치 동작 시 센싱값의 변화를 나타내는 그래프이다. 도 10을 참조하면, 손(또는 손가락)이 터치 패널에 접촉이 시작되는 시점(예컨대, 터치 온 시점)으로부터 손(또는 손가락)이 터치 패널에서 떨어지는 시점(예컨대, 터치 오프 시점)까지의 센싱값의 변화량이 그래프로 도시될 수 있다. 도 10에서 가로축은 시간축으로서 프레임 단위의 시간을 나타내며, 세로축은 각 터치 전극으로부터 수신된 아날로그 형태의 센싱값을 디지털로 변환된 센싱값을 나타낸다. 또한, 1010의 그래프는 복수의 터치 전극들로부터 수신된 센싱값들 중 최대 센싱값(편의상 'MaxNodeDelta'로 나타낸다)을 나타내며, 1020의 그래프는 터치 영역 내에 포함된 복수의 터치 전극들로부터 수신된 센싱값들의 합(편의상 'SumofLabel'로 나타낸다)을 나타낸다. 이때, 상기 터치 영역은 센싱값이 설정된 값 이상인 터치 전극들의 영역에 대응할 수도 있으며, 상기 최대 센싱값에 대응하는 터치 전극에 인접한 적어도 하나의 터치 전극을 포함하는 영역에 대응할 수도 있다.
일 실시예에 따라, 1010 및 1020의 그래프를 참조하면, 터치 온 시점인 1번 프레임에서 시간이 경과함에 따라 최대 센싱값 및/또는 센싱값들의 합이 점차 증가하다 일정값을 유지하게 됨을 확인할 수 있다. 이후, 터치가 홀드(hold)되는 구간 및 이동(move)하는 구간을 지나 터치 오프 시점인 28번 프레임의 직전에 상기 최대 센싱값 및/또는 센싱값들의 합이 점차 감소하게 됨을 확인할 수 있다.
일 실시예에 따라, 터치 센싱 장치는 최대 센싱값 및/또는 센싱값들의 합이 설정된 임계값을 초과하는 경우 터치가 시작된 것으로 판단할 수 있으며, 터치가 시작된 시점에서부터 각 프레임마다 터치 좌표를 판단할 수 있다. 예컨대, 도 10에서 터치 센싱 장치는 1번 프레임에서 최대 센싱값 및/또는 센싱값들의 합이 설정된 임계값을 초과하는 것으로 확인하고, 상기 1번 프레임을 터치가 시작된 시점으로 판단할 수 있다.
도 7 내지 도 9에서 전술한 바와 같이, 사용자가 손(또는 손가락)으로 터치 패널을 터치하는 경우 터치가 시작되는 시점에서 터치 접촉 면적이 변화됨에 따라 터치 좌표가 이동할 수 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 터치 동작 시 센싱값에 의해 터치 시작 시점을 판단하는 그래프이다. 도 11을 참조하면, 터치가 시작된 시점에서부터 각 프레임마다 터치 센싱 장치에서 확인된 최대 센싱값의 변화를 확인할 수 있다. 일 실시예에 따라, 상기 최대 센싱값은 전술한 바와 같이 복수의 터치 전극들로부터 수신된 센싱값들 중 최댓값에 대응할 수 있다. 예컨대, 도 5를 참조하면, X축으로 세번째 및 Y축으로 세번째에 위치한 터치 전극에서의 센싱값이 182로 최댓값을 나타내고 있으므로, 상기 도 5에서의 최대 센싱값은 182로 확인될 수 있다.
다시 도 11을 참조하면, 상기 최대 센싱값은 1번 프레임으로부터 확인될 수 있으며, 시간이 경과함에 따라 38, 71, 95, 126의 순으로 점차 증가할 수 있다. 만약, 터치 센싱 장치에서 터치가 시작되는 시점을 판단하기 위한 최대 센싱값의 임계값을 250으로 설정한 경우, 7번 프레임에서 253의 값이 센싱되었으므로, 상기 7번 프레임을 터치가 시작되는 시점으로 판단할 수 있다. 이후, 8번 프레임 및 9번 프레임에서 계속하여 최대 센싱값이 증가하게 되며, 이는 도 7a, 도 8 및 도 9에서 전술한 바와 같이 손(또는 손가락)이 터치 패널에 접촉하는 면적이 증가되는 시점에 대응할 수 있다. 이와 같이, 손(또는 손가락)이 터치 패널에 접촉하는 면적이 증가됨에 따라, 8번 프레임 및 9번 프레임에서 측정된 터치 좌표는 7번 프레임에서 측정된 터치 좌표와 달라질 수 있다. 이에 따라, 터치 센싱 장치는 터치 좌표가 이동한 것으로 판단하거나, 사용자의 의도와 달리 드래그 동작으로 오동작할 수도 있다.
후술하는 실시예들에서는, 최대 센싱값 및/또는 센싱값들의 합이 설정된 임계값을 초과하더라도 최대 센싱값의 변화량 및/또는 센싱값들의 합의 변화량을 확인하여, 터치 센싱 장치에서 정확한 터치 시작 시점을 판단할 수 있다.
도 12는 일 실시예에 따른 터치 동작 시 센싱값의 변화량에 의해 터치 시작 시점을 판단하는 그래프이다. 도 12를 참조하면, 터치가 시작된 시점에서부터 각 프레임마다 터치 센싱 장치에서 확인된 최대 센싱값의 변화를 확인할 수 있다. 예컨대, 도 12를 참조하면, 상기 최대 센싱값은 1번 프레임으로부터 확인될 수 있으며, 시간이 경과함에 따라 31, 68, 101, 130의 순으로 점차 증가할 수 있다. 만약, 터치 센싱 장치에서 터치가 시작되는 시점을 판단하기 위한 최대 센싱값의 임계값을 250으로 설정한 경우, 7번 프레임에서 254의 값이 센싱되었으므로, 상기 7번 프레임을 터치가 시작되는 시점으로 판단할 수 있다. 그러나, 도 11에서 전술한 바와 같이 상기 최대 센싱값이 계속 증가하는 경우 사용자의 터치가 완전히 완료되기 전 상태로서 터치 접촉 면적이 증가하고 있는 경우로 판단할 수 있다. 이에 따라, 터치 센싱 장치는 상기 최대 센싱값이 설정된 임계값인 250을 초과하더라도 최대 센싱값의 변화량을 더 고려하여 터치의 시작 시점을 판단할 수 있다.
예컨대, 도 12에서는 1번 프레임에서 9번 프레임까지 매 프레임의 증가마다 일정량만큼 최대 센싱값이 증가함을 확인할 수 있다. 이후 10번 프레임에서는 최대 센싱값이 감소함을 확인할 수 있다. 일 실시예에 따라, 터치 센싱 장치는 상기 최대 센싱값의 변화량에 기반하여 상기 10번 프레임을 터치 시작 시점으로 판단할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 터치 센싱 장치는 상기 최대 센싱값의 변화량이 설정된 값 미만이 되는 시점을 터치 시작 시점으로 판단할 수 있다. 또한, 터치 센싱 장치는 상기 최대 센싱값의 변화량이 양수에서 음수로 전환되는 시점을 터치 시작 시점으로 판단할 수 있다. 또한, 터치 센싱 장치는 상기 최대 센싱값의 변곡점에 기반하여 터치 시작 시점을 판단할 수 있다. 예컨대, 도 12를 참조하면, 그래프의 기울기가 직선 형태로 증가하다가 9번 프레임부터 변곡점을 형성함을 확인할 수 있다. 터치 센싱 장치는 10번 프레임에서 9번 프레임이 변곡점을 형성함을 확인하고, 상기 9번 프레임 또는 상기 10번 프레임을 터치 시작 시점으로 판단할 수 있다. 편의상 상기 9번 프레임을 'NormalPre'로 지칭할 수 있으며, 상기 10번 프레임을 'Normal'로 지칭할 수 있다. 일 실시예에 따라, 터치 센싱 장치는 상기 최대 센싱값의 변화량를 판단하기 위해, 이전 시점에서의 최대 센싱값을 계속하여 메모리에 저장할 수 있다.
일 실시에에 따라, 상기 도 12에서는 최대 센싱값의 변화량에 기반하여 터치 시작 시점을 판단하는 실시예를 설명하였으나, 다른 실시예에 따라, 터치 센싱 장치는 터치 영역 내에 포함된 복수의 터치 전극들로부터 수신된 센싱값들의 합의 변화량에 기반하여 터치 시작 시점을 판단할 수도 있다. 또한, 터치 센싱 장치는 상기 최대 센싱값의 변화량 및 상기 센싱값들의 합의 변화량을 함께 고려하여 터치 시작 시점을 판단할 수도 있다.
도 13은 일 실시예에 따른 터치 센싱 장치를 나타내는 블록도이다. 도 13을 참조하면, 터치 센싱 장치(1300)(예컨대, 도 1의 터치 센싱부(140), 터치 센싱 회로(touch sensing circuitry), 터치 컨트롤러(touch controller), 또는 터치 MCU(touch micro controller unit))는 채널 선택부(1310), 터치 구동부(1320), 및 데이터 처리부(1330)를 포함한다. 상기 터치 센싱 장치(140)는 터치 센싱 회로(touch sensing circuitry), 또는 터치 MCU(touch micro controller unit))로 지칭될 수 있다.
채널 선택부(1310)는 복수개의 터치라인을 통해 복수개의 터치 전극에 일대일로 연결된다. 이러한 채널 선택부(1310)는 제1 터치 센싱 기간 동안 터치 구동부(1320)로부터 공급되는 업링크 신호를 터치 전극에 공급하고, 제3 터치 센싱 기간 동안 터치 구동부(1320)로부터 공급되는 터치 구동 신호를 터치 전극에 공급할 수 있다.
또한, 채널 선택부(1310)는 액티브 펜 터치 또는 핑거터치에 의해 발생되는 정전 용량을 센싱하기 위해 제2 터치 센싱 기간 및 제3 터치 센싱 기간 동안 터치 라인을 터치 센싱부(1330)에 연결시킨다. 이를 위해, 채널 선택부(1310)는 터치 동기 신호와 채널 선택 신호에 따라서 스위칭되어 복수개의 터치라인을 데이터 처리부(1330)에 선택적으로 연결시키는 복수개의 멀티플렉서(미도시)를 포함할 수 있다.
한편, 채널 선택부(1310)는 터치 동기 신호의 디스플레이 구간(DP1~DPn) 동안 복수 개의 터치라인 각각을 통해서 복수 개의 터치 전극에 공통 전압을 공급할 수 있다. 터치 구동부(1320)는 업링크 신호 또는 터치 구동 신호를 생성하고, 생성된 업링크 신호 또는 터치 구동 신호를 채널 선택부(1310)에 연결된 각 터치라인을 통해 터치 전극으로 공급한다. 구체적으로, 터치 구동부(1310)는 1 프레임 기간 중 제1 터치 센싱 기간 동안 업링크 신호를 생성하여 각 터치 라인을 통해 터치 전극으로 공급하고, 1 프레임 기간 중 복수개의 제3 터치 센싱 기간 동안 터치 구동 신호를 생성하여 각 터치 라인을 통해 터치 전극으로 공급한다. 이때, 업링크 신호는 패널(120)의 패널정보, 프로토콜 버전, 또는 동기화 신호 등을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 터치 구동부(1320)는 기준공통전압을 기준으로 하이 전압과 로우 전압 사이에서 스윙되는 복수 개의 구동 펄스를 갖는 구동신호(DS)를 이용하여 업링크 신호 또는 터치 구동 신호를 생성할 수 있다. 한편, 터치 구동부(1340)는 터치동기신호의 디스플레이 구간 동안 복수 개의 터치라인 각각을 통해서 복수 개의 터치 전극 각각에 공통 전압을 공급할 수 있다. 도 13에서는 터치 구동부(1340)가 업링크 신호 또는 터치구동신호를 채널 선택부(1310)로 직접 입력하는 것으로 설명하였지만, 변형된 실시예에 있어서 터치 구동부(1320)는 업링크 신호 또는 터치 구동 신호를 데이터 처리부(1330)를 통해 채널 선택부(1310)로 입력할 수도 있을 것이다.
또한, 데이터 처리부(1330)는 제3 터치 센싱 기간 동안 손(또는 손가락)에 의한 터치를 센싱하여 제2 센싱 데이터를 생성하고, 생성된 제2 센싱 데이터를 이용하여 터치 좌표를 결정할 수 있다.
데이터 처리부(1330)는 터치 센싱 장치(1300)에서의 데이터 처리와 관련된 제반 프로세스를 모두 수행할 수 있다. 본 명세서에서 터치 센싱 장치(1300)의 동작에서 데이터 처리와 관련된 기능은 모두 데이터 처리부(1330)에서 수행될 수 있다.
상술한 바와 같은 기능을 구현하기 위해, 본 발명에 따른 데이터 처리부(1330)는 도 13에 도시된 바와 같이, 복수 개의 센싱 유닛(1331), 아날로그-디지털 컨버터(1333, ADC), 데이터 생성부(1335), 터치 시점 판단부(1337), 터치 좌표 확인부(1339)를 포함한다.
일 실시예에 따라, 데이터 생성부(1335)는 터치 전극으로부터 센싱된 센싱값에 기반하여 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 설정된 터치 패턴의 데이터를 생성할 수 있다. 예컨대, 상기 데이터 생성부(1335)에서 생성되는 데이터는 도 5에 도시된 바와 같이 각 터치 전극에 대응하는 디지털 센싱값으로서 전술한 바와 같이 테이블 형태로 메모리(1340)에 저장될 수 있다.
일 실시예에 따라, 터치 시점 판단부(1337)는 상기 데이터 생성부(1335)에서 생성된 센싱값에 기반하여 터치 시점을 판단할 수 있다. 예컨대, 터치 시점 판단부(1337)는 상기 각 터치 전극에 대응하는 센싱값들 중 가장 큰 값인 최대 센싱값이 설정된 제1 임계값을 초과하는지 확인할 수 있다. 상기 터치 시점 판단부(1337)는 상기 최대 센싱값이 상기 제1 임계값을 초과함을 확인함에 기반하여, 최대 센싱값의 변화량을 확인할 수 있다. 예컨대, 상기 터치 시점 판단부(1337)는 이전 프레임에서의 최대 센싱값과 현재 프레임에서의 최대 센싱값 간의 차이를 변화량으로 확인할 수 있다. 상기 터치 시점 판단부(1337)는 상기 최대 센싱값의 변화량이 지정된 조건을 만족하는 경우, 해당 프레임을 터치가 시작되는 시점으로 판단할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 터치 시점 판단부(1337)는, 상기 최대 센싱값의 변화량이 설정된 값 미만이면 상기 지정된 조건을 만족하는 것으로 확인할 수 있다. 또한, 상기 터치 시점 판단부(1337)는 상기 최대 센싱값의 변화량이 양수에서 음수로 전환되면 상기 지정된 조건을 만족하는 것으로 확인할 수 있다. 또한, 상기 터치 시점 판단부(1337)는 상기 최대 센싱값의 변곡점에 기반하여, 상기 지정된 조건을 만족하는지 여부를 판단할 수 있다.
전술한 실시예에서는, 상기 터치 시점 판단부(1337)에서 최대 센싱값의 변화량에 기반하여 터치 시작 시점을 판단하는 실시예를 설명하였으나, 상기 터치 시점 판단부(1337)는 터치 영역 내의 센싱값들의 합(예컨대, 복수의 터치 전극들로부터 수신된 센싱값들 중 지정된 값을 초과하는 센싱값들의 합)의 변화량에 기반하여 터치 시작 시점을 판단할 수도 있다. 예컨대, 상기 터치 시점 판단부(1337)는 상기 터치 영역 내의 센싱값들의 합의 변화량에 기반하여 터치 시작 시점을 판단할 수도 있다. 일 실시예에 따라, 상기 터치 시점 판단부(1337)는, 상기 터치 영역 내의 센싱값들의 합의 변화량이 설정된 값 미만이면 상기 지정된 조건을 만족하는 것으로 확인할 수 있다. 또한, 상기 터치 시점 판단부(1337)는 상기 터치 영역 내의 센싱값들의 합의 변화량이 양수에서 음수로 전환되면 상기 지정된 조건을 만족하는 것으로 확인할 수 있다. 또한, 상기 터치 시점 판단부(1337)는 상기 터치 영역 내의 센싱값들의 합의 변곡점에 기반하여, 상기 지정된 조건을 만족하는지 여부를 판단할 수 있다.
일 실시예에 따라, 터치 좌표 확인부(1339)는 상기 터치 시점 판단부(1337)에서 확인한 터치 시작 시점에서 센싱된 센싱값에 기반하여, 터치 좌표를 확인할 수 있다.
도 14는 일 실시예에 따른 터치 센싱 장치에 의한 터치 센싱 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 14를 참조하면, 터치 센싱 장치(예컨대, 도 1의 터치 센싱부(140), 도 13의 터치 센싱 장치(1300), 터치 센싱 회로(touch sensing circuitry), 터치 컨트롤러(touch controller), 또는 터치 MCU(touch micro controller unit))는 복수의 터치 전극들로 구동 신호를 공급할 수 있다.(1402 단계)
일 실시예에 따라, 상기 터치 센싱 장치는 복수의 터치 전극들로부터 센싱된 센싱값을 확인할 수 있다.(1404 단계) 상기 터치 센싱 장치는 상기 복수의 터치 전극들로부터 수신된 센싱값들 중 최댓값인 최대 센싱값이 제1 임계값을 초과하는지 확인할 수 있다.(1406 단계)
상기 확인 결과, 최대 센싱값이 제1 임계값을 초과하지 않으면, 계속해서 터치 전극으로부터 센싱하는 동작(예컨대, 1402 단계, 1404 단계)을 반복 수행할 수 있다. 상기 확인 결과 최대 센싱값이 제1 임계값을 초과하면, 최대 센싱값의 변화량이 지정된 조건을 만족하는지 여부를 확인할 수 있다(1408 단계) 상기 1408 단계의 확인 결과, 최대 센싱값의 변화량이 지정된 조건을 만족하지 않으면, 상기 최대 센싱값을 메모리에 저장(1410 단계)하고, 계속해서 터치 전극으로부터 센싱하는 동작(예컨대, 1402 단계, 1404 단계)을 반복 수행할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 1408 단계의 확인 결과, 최대 센싱값의 변화량이 지정된 조건을 만족하면, 상기 지정된 조건을 만족하는 시점(예컨대, 해당 프레임)을 터치 시작 시점으로 판단할 수 있다.(1412 단계) 예컨대, 상기 터치 센싱 장치는, 상기 최대 센싱값의 변화량이 설정된 값 미만이면 상기 지정된 조건을 만족하는 것으로 확인할 수 있다. 또한, 상기 터치 센싱 장치는 상기 최대 센싱값의 변화량이 양수에서 음수로 전환되면 상기 지정된 조건을 만족하는 것으로 확인할 수 있다. 또한, 상기 터치 센싱 장치는 상기 최대 센싱값의 변곡점에 기반하여, 상기 지정된 조건을 만족하는지 여부를 판단할 수 있다.
전술한 실시예에서는, 상기 터치 센싱 장치가 최대 센싱값의 변화량에 기반하여 터치 시작 시점을 판단하는 실시예를 설명하였으나, 상기 터치 센싱 장치는 터치 영역 내의 센싱값들의 합(예컨대, 복수의 터치 전극들로부터 수신된 센싱값들 중 지정된 값을 초과하는 센싱값들의 합)의 변화량에 기반하여 터치 시작 시점을 판단할 수도 있다. 예컨대, 상기 터치 센싱 장치는 상기 터치 영역 내의 센싱값들의 합의 변화량에 기반하여 터치 시작 시점을 판단할 수도 있다. 일 실시예에 따라, 상기 터치 센싱 장치는, 상기 터치 영역 내의 센싱값들의 합의 변화량이 설정된 값 미만이면 상기 지정된 조건을 만족하는 것으로 확인할 수 있다. 또한, 상기 터치 센싱 장치는 상기 터치 영역 내의 센싱값들의 합의 변화량이 양수에서 음수로 전환되면 상기 지정된 조건을 만족하는 것으로 확인할 수 있다. 또한, 상기 터치 센싱 장치는 상기 터치 영역 내의 센싱값들의 합의 변곡점에 기반하여, 상기 지정된 조건을 만족하는지 여부를 판단할 수 있다.
일 실시예에 따라, 터치 센싱 장치는 상기 1412 단계에서 판단한 터치 시작 시점에서 센싱된 센싱값에 기반하여, 터치 좌표를 확인할 수 있다.(1414 단계)
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 사용자가 터치를 시작하는 시점에서 센싱된 센싱값의 변화량에 기반하여 터치 시작 시점을 판단함으로써 터치의 정확도를 높일 수 있다.
그리고, 본 실시예에 의하면, 사용자가 터치를 시작하는 시점에서 센싱된 센싱값의 변화량에 기반하여 접촉 면적이 안정화된 시점에서 터치 좌표를 판단함으로써 터치의 정확도를 향상시키고, 터치를 드래그로 잘못 인식하는 상황을 방지할 수 있다.

Claims (19)

  1. 복수의 터치 전극들로 구동신호를 공급하는 터치 구동부; 및
    상기 복수의 터치 전극들의 각 터치 전극으로부터 센싱된 센싱값을 수신하고, 상기 수신된 센싱값에 기반하여 터치 좌표를 생성하는 데이터 처리부를 포함하고,
    상기 데이터 처리부는,
    상기 복수의 터치 전극들로부터 수신된 센싱값들 중 최대 센싱값을 갖는 터치 전극에 대응하는 제1 센싱값이 제1 임계값을 초과하는지 확인하고,
    상기 제1 센싱값이 상기 제1 임계값을 초과함을 확인함에 기반하여, 최대 센싱값의 변화량을 확인하고,
    상기 최대 센싱값의 변화량이 지정된 조건을 만족함을 확인함에 기반하여, 터치 시점을 판단하는, 터치 센싱 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 데이터 처리부는,
    상기 최대 센싱값의 변화량이 설정된 값 미만이면 상기 지정된 조건을 만족하는 것으로 확인하는, 터치 센싱 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 처리부는,
    상기 최대 센싱값의 변화량이 양수에서 음수로 전환되면 상기 지정된 조건을 만족하는 것으로 확인하는, 터치 센싱 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 처리부는,
    상기 최대 센싱값의 변곡점에 기반하여, 상기 지정된 조건을 만족하는지 여부를 판단하는, 터치 센싱 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 처리부는,
    상기 복수의 터치 전극들로부터 수신된 센싱값들 중 지정된 값을 초과하는 센싱값들의 합이 제2 임계값을 초과하는지 확인하고,
    상기 센싱값들의 합이 상기 제2 임계값을 초과함을 확인함에 기반하여, 상기 최대 센싱값의 변화량을 확인하는, 터치 센싱 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 처리부는,
    상기 복수의 터치 전극들로부터 수신된 센싱값에 기반하여 터치 영역을 확인하고,
    상기 터치 영역에 대응하는 센싱값들의 합이 제2 임계값을 초과하는지 확인하고,
    상기 센싱값들의 합이 상기 제2 임계값을 초과함을 확인함에 기반하여, 상기 최대 센싱값의 변화량을 확인하는, 터치 센싱 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 처리부는,
    상기 판단한 터치 시점에서 센싱된 센싱값에 기반하여, 터치 좌표를 생성하는, 터치 센싱 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 터치 센싱 장치는,
    메모리를 더 포함하고.
    상기 데이터 처리부는,
    상기 최대 센싱값의 변화량을 확인하기 위해, 상기 최대 센싱값을 상기 메모리에 저장하는, 터치 센싱 장치.
  9. 터치 센싱 장치에서의 터치 센싱 방법에 있어서,
    복수의 터치 전극들로 구동신호를 공급하는 단계;
    상기 복수의 터치 전극들의 각 터치 전극으로부터 센싱된 센싱값을 수신하는 단계;
    상기 복수의 터치 전극들로부터 수신된 센싱값들 중 최대 센싱값을 갖는 터치 전극에 대응하는 제1 센싱값이 제1 임계값을 초과하는지 확인하는 단계;
    상기 제1 센싱값이 상기 제1 임계값을 초과함을 확인함에 기반하여, 최대 센싱값의 변화량을 확인하는 단계; 및
    상기 최대 센싱값의 변화량이 지정된 조건을 만족함을 확인함에 기반하여, 터치 시점을 판단하는 단계를 포함하는, 터치 센싱 장치에서의 터치 센싱 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 방법은
    상기 최대 센싱값의 변화량이 설정된 값 미만이면 상기 지정된 조건을 만족하는 것으로 확인하는, 터치 센싱 장치에서의 터치 센싱 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 방법은,
    상기 최대 센싱값의 변화량이 양수에서 음수로 전환되면 상기 지정된 조건을 만족하는 것으로 확인하는, 터치 센싱 장치에서의 터치 센싱 방법.
  12. 제9항에 있어서, 방법은,
    상기 최대 센싱값의 변곡점에 기반하여, 상기 지정된 조건을 만족하는지 여부를 판단하는, 터치 센싱 장치에서의 터치 센싱 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 터치 전극들로부터 수신된 센싱값들 중 지정된 값을 초과하는 센싱값들의 합이 제2 임계값을 초과하는지 확인하는 단계; 및
    상기 센싱값들의 합이 상기 제2 임계값을 초과함을 확인함에 기반하여, 상기 최대 센싱값의 변화량을 확인하는 단계를 더 포함하는, 터치 센싱 장치에서의 터치 센싱 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 터치 전극들로부터 수신된 센싱값에 기반하여 터치 영역을 확인하는 단계;
    상기 터치 영역에 대응하는 센싱값들의 합이 제2 임계값을 초과하는지 확인하는 단계; 및
    상기 센싱값들의 합이 상기 제2 임계값을 초과함을 확인함에 기반하여, 상기 최대 센싱값의 변화량을 확인하는 단계를 더 포함하는, 터치 센싱 장치에서의 터치 센싱 방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 판단한 터치 시점에서 센싱된 센싱값에 기반하여, 터치 좌표를 생성하는 단계를 더 포함하는, 터치 센싱 장치에서의 터치 센싱 방법.
  16. 복수의 터치 전극들로 구동신호를 공급하는 터치 구동부; 및
    상기 복수의 터치 전극들의 각 터치 전극으로부터 센싱된 센싱값을 수신하고, 상기 수신된 센싱값에 기반하여 터치 좌표를 생성하는 데이터 처리부를 포함하고,
    상기 데이터 처리부는,
    상기 복수의 터치 전극들로부터 수신된 센싱값들 중 지정된 값을 초과하는 센싱값들의 합이 임계값을 초과하는지 확인하고,
    상기 센싱값들의 합이 상기 임계값을 초과함을 확인함에 기반하여, 상기 최대 센싱값의 변화량을 확인하고,
    상기 최대 센싱값의 변화량이 지정된 조건을 만족함을 확인함에 기반하여, 터치 시점을 판단하는, 터치 센싱 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 데이터 처리부는,
    상기 최대 센싱값의 변화량이 설정된 값 미만이면 상기 지정된 조건을 만족하는 것으로 확인하는, 터치 센싱 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 데이터 처리부는,
    상기 최대 센싱값의 변화량이 양수에서 음수로 전환되면 상기 지정된 조건을 만족하는 것으로 확인하는, 터치 센싱 장치.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 데이터 처리부는,
    상기 최대 센싱값의 변곡점에 기반하여, 상기 지정된 조건을 만족하는지 여부를 판단하는, 터치 센싱 장치.
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