WO2014129825A1 - 차동 터치 센싱 시스템의 좌표 선택 회로 및 방법 - Google Patents

차동 터치 센싱 시스템의 좌표 선택 회로 및 방법 Download PDF

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김종학
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Definitions

  • FIG. 8 illustrates a method of selecting coordinates when water is present on the touch panel.
  • the first detector 22 includes a partial region accumulator 30, a labeling unit 32, and a coordinate calculator 34, and detects the accumulated values, the first labeling values, and the first coordinates first. It has a configuration to output as information.
  • the differential values of FIG. 2A have a distribution having values of '25', '147', '188', '-268' and '-146'.
  • the differential value of FIG. 2 (a) is accumulated along the scan direction, the accumulated values are distributed with values of '25', '172', '360', '92', and '-54' as shown in FIG. Has
  • the differential values of FIG. 3 need to be converted to values insensitive to water characteristics.
  • the differential values of FIG. 3 may be converted into accumulation values as shown in FIG. 4 by the conversion of FIG. 2.
  • the second coordinate obtained by the differential values is more accurate than the first coordinate obtained by the accumulation values.
  • it is difficult to obtain second coordinates corresponding to the normal touch because it is difficult to distinguish the water and the differential values corresponding to the normal touch. Therefore, when water is present, the present invention obtains first coordinates corresponding to normal touches with accumulated values having insensitive properties to water. That is, when water is present on the touch panel 14, the position of the normal touch may be determined using the first coordinates obtained by the accumulation values even though the accuracy is somewhat low.
  • the water detector 26 determines that the signal distribution is normal when a positive value of a predetermined level or more exists in the accumulation values within a predetermined range after the second coordinate based on the scanning direction of the sensing line.
  • the water detector 26 may contact the touch panel 14 when at least one of the first result of comparing the first and second labeling values and the second result of comparing the first and second coordinates is out of an acceptable range. It is determined that water exists and outputs a selection signal for selecting the first coordinate value output from the coordinate calculation unit 34.
  • the embodiment of the present invention can output the coordinates corresponding to the general touch such as the finger touch without error even if water is present.
  • the embodiment of the present invention can improve the touch sensitivity and the sensing accuracy in response to the presence of water and being resistant to noise due to water characteristics.

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Abstract

본 발명은 터치에 따른 정전 용량 변화를 차동 방식으로 감지하는 차동 터치 센싱 시스템의 좌표 선택 회로 및 방법을 개시하며, 차동 신호의 변화가 감지되는 부분의 차동값들을 축적값들로 변환하고 상기 축적값들에 따른 제1 검출 정보를 출력하는 제1 검출부; 상기 차동값들에 따른 제2 검출 정보를 출력하는 제2 검출부; 상기 제1 검출 정보와 상기 제2 검출 정보를 비교하여 물의 감지 여부를 판단한 결과로 선택 신호를 출력하는 물 감지부; 및 상기 선택 신호에 의하여 상기 축적값들에 대응하는 제1 좌표와 상기 차동값들에 대응하는 제2 좌표 중 어느 하나를 선택하여 상기 터치에 대응한 좌표로 선택하여 출력하는 좌표 선택부;를 포함함을 특징으로 한다.

Description

차동 터치 센싱 시스템의 좌표 선택 회로 및 방법
본 발명은 차동 터치 센싱 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 터치에 따른 정전 용량 변화를 차동 방식으로 감지하는 차동 터치 센싱 시스템의 좌표 선택 회로 및 방법에 관한 것이다.
최근 모바일 기기 등에 구성되는 디스플레이 패널은 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.
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.
일반적으로 터치 센싱 시스템은 터치에 대응한 정정 용량의 변화를 감지하도록 구현될 수 있다. 그러나, 터치 패널을 사용하는 중 터치 패널의 표면에 물이 잔류될 수 있다. 이 경우 물은 정전 용량의 변화를 초래하여 터치로 인식될 수 있다.
종래의 터치 센싱 시스템은 물이 존재하는 경우에 물 영역과 정상적인 터치를 정확히 구분하는데 어려움이 있다. 즉, 물 영역을 배제하고 정상적인 터치만 인식하는데 어려움이 있다.
따라서, 종래의 터치 센싱 시스템은 물 영역과 정상적인 터치를 정확히 구분할 수 있도록 개선되어야 하며, 이를 위하여 물 특성을 회피하는 터치 인식 방법의 제시가 필요한 실정이다.
본 발명은 터치 패널에 물이 존재하는 경우 물 특성을 회피하여 정상적인 터치에 대응한 정확한 좌표를 구할 수 있는 차동 터치 센싱 시스템의 좌표 선택 회로 및 방법을 제공함을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 차동값을 물 특성에 둔감한 값(일예로, 축적값)으로 변환하여 정상적인 터치에 대응한 좌표를 구할 수 있는 차동 터치 센싱 시스템의 좌표 선택 회로 및 방법을 제공함을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 정상적인 터치에 대응하는 정전 용량의 변화와 용량성 물질(Capacitive Material)에 의한 비정상적인 정전 용량의 변화를 구분하고 정상적인 터치에 대응하는 정확한 좌표를 구할 수 있는 차동 터치 센싱 시스템의 좌표 선택 회로 및 방법을 제공함을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 차동 터치 센싱 시스템의 좌표 선택 회로는, 차동 신호의 변화가 발생한 부분의 차동값들을 축적값들로 변환하고 상기 축적값들에 따른 제1 검출 정보를 출력하는 제1 검출부; 상기 차동값들에 따른 제2 검출 정보를 출력하는 제2 검출부; 상기 제1 검출 정보와 상기 제2 검출 정보를 비교하여 물의 감지 여부를 판단한 결과로 선택 신호를 출력하는 물 감지부; 및 상기 선택 신호에 의하여 상기 축적값들에 대응하는 제1 좌표와 상기 차동값들에 대응하는 제2 좌표 중 어느 하나를 선택하여 상기 터치에 대응한 좌표로 선택하여 출력하는 좌표 선택부;를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차동 터치 센싱 시스템의 좌표 선택 방법은, 터치에 따른 정전 용량 변화를 차동 방식으로 감지하여 얻어지는 센싱 데이터 중 변화가 감지되는 부분의 센싱 데이터인 터치 센싱 데이터의 차동값들을 축적값들로 변환하는 단계; 상기 축적값들에 대하여 미리 설정된 제1 문턱값 이상인 위치의 수를 카운트한 제1 라벨링값을 제공하는 단계; 상기 차동값들에 대하여 미리 설정된 제2 문턱값 이상인 위치의 수를 카운트한 제2 라벨링값을 제공하는 단계; 상기 제1 라벨링값을 카운트한 상기 위치 별로 대응하는 제1 좌표를 계산하여 제공하는 단계; 상기 제2 라벨링값을 카운트한 상기 위치 별로 대응하는 제2 좌표를 계산하여 제공하는 단계; 상기 축적값, 상기 차동값, 상기 제1 라벨링값, 상기 제2 라벨링값, 상기 제1 좌표 및 상기 제2 좌표 중 적어도 둘 이상을 이용하여 물의 존재를 감지하여 선택신호를 출력하는 단계; 및 상기 선택 신호에 의하여 상기 제1 좌표와 상기 제2 좌표 중 어느 하나를 상기 터치에 대응한 좌표로 선택하여 출력하는 단계;를 포함함을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 차동 터치 센싱 시스템의 좌표 선택 회로는, 차동 신호의 변화가 발생한 부분의 차동값들을 축적값들로 변환하고 상기 축적값들에 따른 제1 검출 정보를 출력하는 제1 검출부; 상기 차동값들에 따른 제2 검출 정보를 출력하는 제2 검출부; 상기 제1 검출 정보와 상기 제2 검출 정보를 비교하여 용량성 물질의 존재 여부를 판단하고 판단 결과에 대응하는 선택 신호를 출력하는 감지부; 및 상기 선택 신호에 의하여, 상기 용량성 물질이 존재하는 경우 상기 축적값들에 대응하는 제1 좌표를 선택하고 상기 용량성 물질이 존재하지 않는 경우 상기 차동값들에 대응하는 제2 좌표를 선택하는 좌표 선택부;를 포함함을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 차동 터치 센싱 시스템의 좌표 선택 방법은, 차동 신호의 변화가 감지되는 부분의 차동값들을 축적값들로 변환하는 단계; 상기 축적값들에 대하여 미리 설정된 문턱값 이상인 위치의 수를 카운트한 라벨링값을 제공하는 단계; 및 상기 라벨링값을 카운트한 위치별로 대응하는 좌표를 계산하여 제공하는 단계;를 포함하며, 상기 축적값이 일정 범위 이상 네가티브 값의 축적값이 분포하는 영역을 물 영역으로 정의하며 상기 물 영역에 대한 상기 좌표를 제공함을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 터치 패널에 물이 존재하는 경우 물 특성을 회피하여 터치에 대응한 정확한 좌표를 구할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 차동값을 물 특성에 둔감한 축적값으로 변환하여 물이 존재하는 상태에서 정상적인 터치에 대응한 좌표를 구할 수 있다.
따라서, 본 발명은 물 특성에 의한 노이즈에 강하고 물이 존재하는 경우에 대응하여 터치 감도와 센싱의 정확도를 개선하는 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 물과 같은 용량성 물질에 의한 정전 용량의 변화를 회피하여 정상적인 터치에 대응하는 정확한 좌표를 구할 수 있어서 터치 센싱의 정확도를 개선하는 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 차동 터치 센싱 시스템의 좌표 선택 회로의 바람직한 실시예를 나타내는 회로도.
도 2는 차동값들을 축적값들로 변환하는 것을 설명하는 파형도.
도 3은 정상적인 터치와 물에 대응한 터치를 대비하도록 차동값들을 표현한 파형도.
도 4은 도 3의 차동값들을 축적값으로 변환한 상태에 대응하는 파형도.
도 5는 정상적인 터치에 대응한 차동값들과 축적값들을 예시한 로우 데이터(Raw Data) 맵.
도 6는 물에 대응한 차동값들과 축적값들을 예시한 로우 데이터 맵.
도 7는 터치 패널에 물이 존재하지 않는 경우 좌표를 선택하는 방법을 설명하는 도면.
도 8은 터치 패널에 물이 존재하는 경우 좌표를 선택하는 방법을 설명하는 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어는 통상적이거나 사전적 의미로 한정되어 해석되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사항에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예이며, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있다.
본 발명에 따른 차동 터치 센싱 시스템의 좌표 선택 회로 및 방법은 용량성 물질에 의한 정전 용량의 변화를 회피하여 정상적인 터치에 대응한 정확한 좌표를 구하는 기술을 개시한다.
용량성 물질은 정전 용량의 변화를 유발하여서 센싱 신호를 변화시킬 수 있는 물과 같은 물질을 의미한다. 용량성 물질은 유동성을 가져서 터치 패널에 넓게 분포되는 특성을 가질 수 있으며, 본 발명은 물을 용량성 물질의 일 예로 예시하여 설명한다.
즉, 본 발명은 터치 패널 상에 물이 존재하여 정상적인 터치와 물 영역이 센싱된 경우 물 영역을 배제하고 정상적인 터치를 센싱하여 좌표를 구하는 기술을 개시한다.
특히, 본 발명에 따른 차동 터치 센싱 시스템은 차동 신호의 변화가 발생한 부분의 차동값을 물 특성에 둔감한 축적값으로 변환하고 축적값을 이용하여 물의 존재에 대응한 센싱값을 필터링하며 정상적인 터치에 대응한 좌표를 구하는 기술을 개시한다.
본 발명에서 정상적인 터치는 손가락이나 별도의 장치(예를 들면, 터치 펜 등)를 이용한 터치를 의미하며, 비정상적인 터치는 물과 같은 용량성 물질에 의한 차동 신호의 변화를 의미한다.
또한, 본 발명은 물 영역에 대한 비정상적인 터치에 대응한 센싱과 정상적인 터치에 대응한 센싱을 구분할 수 있도록 물 영역의 센싱에 둔감한 특성을 갖는 다양한 변환된 차동값을 이용할 수 있다. 본 발명의 실시예에서 이용되는 축적값은 변환된 차동값의 일예를 예시한 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예는 차동 터치 센싱 시스템 상에 구현될 수 있다.
차동 터치 센싱 시스템은 PWM 제어부(10), 구동 회로(12), 터치 패널(14), 센싱 회로(16) 및 이미지 버퍼(18)를 포함할 수 있다.
PWM 제어부(10)는 주기적인 센싱을 위한 구동 펄스를 제공하는 것이다.
구동 회로(12)는 구동 펄스에 동기된 구동 신호를 터치 패널(14)로 제공한다. 이때, 구동 신호는 차동 방식으로 터치 패널(14)에 제공될 수 있다.
터치 패널(14)은 다수의 구동 라인(도시되지 않음)과 다수의 센싱 라인(도시되지 않음)을 포함하여 구성된다. 다수의 구동 라인과 다수의 센싱 라인은 제작자의 의도에 따라서 다양하게 형성될 수 있으며 대개 이격된 공간의 정전 용량을 공유하도록 서로 교차하거나 나란히 배치되어서 커플링된다.
따라서, 구동 라인에는 구동 신호가 인가되고, 센싱 라인에서 센싱 신호가 출력된다. 그리고, 터치에 의하여 정전 용량의 변화가 발생한 경우, 센싱 신호는 정전 용량의 변화를 반영한 센싱 신호를 출력한다.
즉, 터치 패널(14)은 주기적으로 인가되는 구동 신호에 대응한 센싱 신호를 차동 방식으로 출력하도록 구성된다.
센싱 회로(16)는 터치 패널(14)에서 차동 방식으로 인가되는 센싱 신호를 이미지 버퍼(18)로 전달한다. 여기에서 센싱 회로(16)는 센싱 신호의 증폭이나 노이즈 필터링과 같은 기능을 수행하도록 구성될 수 있다.
이미지 버퍼(18)는 터치 패널(14)의 풀(Full) 프레임을 수용할 수 있는 프레임 단위의 저장소를 포함하도록 구성될 수 있으며, 센싱 회로(16)에서 전달되는 아날로그 신호를 디지털 값을 갖도록 변환하여 저장한 후 출력하도록 구성될 수 있다. 즉, 이미지 버퍼(18)는 디지털 신호로 센싱 신호인 센싱 데이터를 출력한다. 센싱 데이터는 로우 데이터(Raw data) 형태로 표현되며, 터치 패널(14)의 프레임 영역에 대한 다수의 스캔 라인들의 위치 별로 구분되며 디지털 값을 갖는 차동값들이 맵핑된 데이터를 의미한다.
이하, 설명될 본 발명에 따른 실시예로 구성되는 좌표 선택 회로(20)는 이미지 버퍼(18)에서 출력되는 센싱 데이터를 수신하며, 이를 위하여 제1 검출부(22)와 제2 검출부(24), 물 감지부(26) 및 좌표선택부(28)를 포함하여 구성된다.
제1 검출부(22)는 부분 영역 축적부(30), 라벨링(Labeling)부(32) 및 좌표 계산부(34)를 포함하며, 축적값들, 제1 라벨링값 및 제1 좌표를 제1 검출 정보로서 출력하는 구성을 갖는다.
제1 검출부(22)에서 부분 영역 축적부(30)는 이미지 버퍼(18)에서 센싱 데이터를 전달받아서 센싱 데이터 중 변화가 감지되는 부분의 차동값들을 축적값들으로 변환하는 부분 영역 축적(Partial Region Accumulation)을 수행하는 구성을 갖는다.
여기에서, 부분 영역 축적부(30)는 터치 패널(14)의 하나의 센싱 라인에 해당하는 차동값들을 일방향으로 순차적으로 적산하여 축적값들을 구할 수 있다.
라벨링부(32)는 부분 영역 축적부(30)에서 제공되는 축적값들에 대하여 미리 설정된 제1 문턱값 이상인 위치의 수를 카운트한 제1 라벨링값을 제공한다.
좌표 계산부(34)는 라벨링부(32)에서 제1 라벨링값을 제공받으며 제1 라벨링값을 카운트한 상기 위치 별로 대응하는 제1 좌표를 계산하여 제공한다.
한편, 제2 검출부(24)는 차동값들에 따른 제2 검출 정보를 출력하도록 구성되며, 이를 위하여 라벨링부(40)와 좌표 계산부(42)를 포함한다.
라벨링부(40)는 차동값들에 대하여 미리 설정된 제2 문턱값 이상인 위치의 수를 카운트한 제2 라벨링값을 제공하는 구성을 갖는다.
좌표 계산부(42)는 제2 라벨링값을 카운트한 위치 별로 대응하는 제2 좌표를 계산하여 제공하는 구성을 갖는다.
한편, 물 감지부(26)는 제1 검출 정보와 제2 검출 정보를 비교하여 물의 존재를 감지한 결과로 선택 신호를 출력하는 구성을 갖는다.
또한, 좌표 선택부(28)는 제1 검출부(22)의 좌표 계산부(34)의 제1 좌표와 제2 검출부(22)의 좌표 계산부(42)의 제2 좌표를 수신하고, 물 감지부(26)에서 제공되는 선택 신호에 의하여 제1 좌표와 제2 좌표 중 어느 하나를 터치에 대응한 좌표로 선택하여 출력한다.
즉, 좌표 선택부(28)는 축적값들에 대응하는 제1 좌표와 차동값들에 대응하는 제2 좌표 중 어느 하나를 좌표로 선택하여 출력한다.
결과적으로, 좌표 선택부(28)는 물이 존재하는 경우에 대응한 물 감지부(26)의 선택 신호에 의하여 제1 좌표를 선택하고 물이 존재하지 않는 경우에 대응한 물 감지부(26)의 선택 신호에 대응하여 제2 좌표를 선택하여서 출력한다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 실시예는 터치에 대응하여 제1 좌표 또는 제2 좌표를 선택한다. 보다 구체적으로, 터치 패널(14) 상에 물이 존재하지 않는 경우에는 센싱 데이터의 차동값들을 이용하여서 생성한 제2 좌표가 선택될 수 있다. 이와 달리, 터치 패널(14) 상에 물이 존재하는 경우에는 물에 둔감한 특성을 갖는 값을 이용하여서 생성한 제1 좌표가 선택될 수 있다. 물에 둔감한 특성을 갖는 값은 상술한 축적값이 예시될 수 있다.
도 2를 참조하여 터치에 대응한 차동값들이 축적값들로 변환되는 과정을 설명한다.
먼저, 도 2 (a)와 같은 패턴을 갖는 터치에 대응한 차동값들은 센싱 라인의 스캔 방향(일예로, 오른쪽에서 왼쪽 방향)을 기준으로 일정 레벨 이상의 포지티브 값이 존재한 후 일정 레벨 이하의 네가티브 값이 존재하는 분포를 갖는다.
상기한 분포를 갖는 차동값들은 스캔 방향을 따라 축적하면 도 2 (b)와 같은 패턴을 갖도록 변환된다.
보다 구체적으로, 도 2 (a)의 차동값들은 '25', '147', '188', '-268', '-146'의 값을 갖는 분포를 갖는다. 도 2 (a)의 차동값을 스캔 방향을 따라 축적하면 도 2 (b)와 같이 축적값들은 '25', '172', '360', '92', '-54'의 값을 갖는 분포를 갖는다.
축적값 '172'는 차동값 '25'와 '147'의 합으로 도출되며, 축적값 '360'은 이전 축적값 '172'와 차동값 '188'의 합으로 도출되고, 축적값 '92'는 이전 축적값 '360'과 차동값 '-268'의 합으로 도출되며, 축적값 '-54'는 이전 축적값 '92'와 차동값 '-146'의 합으로 도출된다.
도 2 (b)의 제1 문턱값은 라벨링부(32)에서 제1 라벨링값을 구하기 위하여 이용되는 것이고, 도 2 (a)의 제2 문턱값은 라벨링부(40)에서 제2 라벨링값을 구하기 위하여 이용되는 것이다. 여기에서, 제1 문턱값과 제2 문턱값은 동일한 레벨로 설정되거나 또는 차동값과 축적값의 특성을 고려하여 서로 다른 레벨로 설정될 수 있다.
한편, 정상적인 터치에 의한 차동값들과 물에 의한 차동값들은 도 3과 같이 대비될 수 있다. 물에 의한 차동값들은 정상적인 터치보다 낮은 정전 용량 변화 특성을 가지면서 넓게 퍼지는 특성을 갖는다. 도 3의 파형에서 중앙을 기준으로 상부는 포지티브값이 분포하는 영역이고 하부는 네가티브값이 분포하는 영역이다. 물과 정상적인 터치 간의 정전 용량 변화의 차이는 물과 정상적인 터치를 수행하는 손가락의 고유의 저항 특성 차이에 의하여 발생하는 것이다.
그러나, 물에 의한 파형(왼쪽)으로 표현되는 차동값들과 정상적인 터치에 의한 파형(오른쪽)으로 표현되는 차동값들은 도 3과 같이 차이가 크지 않다. 그러므로, 차동값들로는 물에 의한 정전 용량의 변화와 정상적인 터치에 의한 정정 용량의 변화가 구분되기 어렵다.
그러므로, 정상적인 터치를 물과 구분하여 센싱하기 위해서는 도 3의 차동값들은 물 특성에 둔감한 값으로 변환될 필요성이 있다. 이를 위하여 도 3의 차동값들은 도 2와 같은 변환에 의하여 도 4와 같은 축적값들로 변환될 수 있다.
도 4를 참조하면, 정상적인 터치에 의한 파형(오른쪽)은 포지티브값이 커지면서 강한 분포를 갖는 특성을 가지며, 물에 의한 파형(왼쪽)은 포지티브값에 대한 분포가 약한 반면 네가티브값이 커지면서 강한 분포를 갖는 특성을 갖는다.
정상적인 터치에 대응한 차동값들과 축적값들은 도 5와 같은 로우 데이터(Raw Data) 맵으로 예시될 수 있고, 물에 의한 차동값들과 축적값들은 도 6과 같이 로우 데이터 맵으로 예시될 수 있다.
도 5 및 도 6의 해칭 영역은 터치에 대응한 영역을 표시하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에서, 물이 존재하는 경우의 축적값들을 이용하여 구한 좌표를 제1 좌표로 정의하고 물이 존재하지 않는 경우 차동값들을 이용하여 구한 좌표를 제2 좌표로 정의한다.
일반적인 경우, 차동값들에 의해 구해지는 제2 좌표는 축적값들에 의해 구해지는 제1 좌표보다 정확하다. 그러나, 물이 존재하는 경우 물과 정상적인 터치에 대응하는 차동값들이 구분되기 어렵기 때문에 정상적인 터치에 대응하는 제2 좌표를 구하기 어렵다. 그러므로, 물이 존재하는 경우, 본 발명은 물에 대한 둔감한 특성을 갖는 축적값으로 정상적인 터치에 대응하는 제1 좌표를 구한다. 즉, 터치 패널(14) 상에 물이 존재하는 경우, 정상적인 터치의 위치는 다소 정확도가 낮더라도 축적값들에 의해 구해지는 제1 좌표를 이용하여 결정될 수 있다.
도 7은 물이 존재하지 않는 경우 도 1의 실시예의 동작을 설명하기 위한 도면이며, 도 8은 물이 존재하는 경우 도 1의 실시예의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 및 도 7을 참조하여 터치 패널(14) 상에 물이 존재하지 않은 경우를 설명한다.
이미지 버퍼(18)에서 전달되는 센싱 데이터는 도 5의 (a)와 같은 차동값들을 가지며 제1 검출부(22)의 부분 영역 축적부(30)와 제2 검출부(24)의 라벨링부(40)에 입력된다.
먼저, 부분 영역 축적부(30)는 센싱 데이터에서 변화가 감지되는 부분의 차동값들을 축적값들로 변환하는 계산을 수행한다.
여기에서, 변화가 감지되는 부분은 미리 설정된 기준 폭 이상으로 센싱 데이터의 차동값이 변화되는 것을 검출함으로써 정의될 수 있다.
라벨링부(32)는 부분 영역 축적부(30)에서 제공되는 축적값들이 도 2 (b)에 도시된 제1 문턱값보다 높은 포지티브값을 갖는 위치를 카운트한다. 터치는 복수의 면적에 대하여 이루어진다. 그러므로, 제1 문턱값이 '10'으로 설정된 경우를 가정하면, 도 5의 (b)로 예시된 변화가 감지되는 부분의 경우 각 스캔 라인 별로 3개씩의 제1 라벨링값이 얻어질 수 있다.
이와 병행하여, 라벨링부(40)는 차동값들이 도 2 (a)에 도시된 제2 문턱값보다 높은 포지티브 값을 갖는 위치를 카운트한다. 제2 문턱값이 '10'으로 설정된 경우를 가정하면, 도 5의 (a)로 예시된 변화가 감지되는 부분의 경우 각 스캔 라인 별로 2개씩의 제2 라벨링값이 얻어질 수 있다.
좌표 계산부(34)는 라벨링부(32)에서 라벨링값을 카운트한 위치 별로 대응하는 제1 좌표(X11, Y12)를 계산하여 제공하며, 좌표 계산부(42)는 라벨링부(40)에서 라벨링값을 카운트한 위치 별로 대응하는 제2 좌표(X21, Y21)를 계산하여 제공한다.
이때, 멀티 터치의 경우 제1 좌표(X11, Y12) 및 제2 좌표(X21, Y21)는 각각 복수 개로 제공될 수 있다.
상기한 과정에 의하여 변화가 감지되는 부분에 대한 차동값, 축적값, 제1 및 제2 라벨링값, 제1 및 제2 좌표이 구해질 수 있다.
물 감지부(26)는 축적값, 제1 라벨링값 및 제1 좌표를 포함한 제1 검출 정보와 차동값, 제2 라벨링값 및 제2 좌표를 포함한 제2 검출 정보를 제공받는다.
물 감지부(26)는 제1 검출 정보와 제2 검출 정보를 비교하여 물의 존재를 판단할 수 있으며 물의 존재 여부에 따라 제1 좌표 또는 제2 좌표를 선택하기 위한 선택 신호를 출력할 수 있다.
먼저, 물 감지부(26)는 제1 및 제2 라벨링값을 비교한 제1 결과와 제1 및 제2 좌표을 비교한 제2 결과가 모두 허용 범위 내에서 일치하면 물이 존재하지 않는 것으로 감지하여 그에 대응하는 선택 신호를 출력한다.
도 7의 경우 제1 및 제2 라벨링값이 3개와 2개로 1개의 차이가 있다. 그러나 1개의 차이는 허용하는 것으로 허용 범위가 설정된 것을 가정하면, 물 감지부(26)는 일치하는 것으로 제1 결과를 판단한다.
그리고, 물 감지부(26)는 제1 좌표(X11, Y12) 및 제2 좌표(X21, Y21)가 제1 및 제2 라벨링값의 차에 대응하는 차이를 갖는다. 그러나, 상기와 같이 1개의 오차는 허용하는 것으로 허용 범위를 설정한 것을 가정하면, 물 감지부(26)는 일치하는 것으로 제2 결과를 판단한다.
도 7과 같이 물 감지부(26)는 제1 결과와 제2 결과가 모두 일치하여 터치 패널(14)에 물이 존재하지 않는 것으로 판단하면 그에 대응하는 선택 신호를 출력한다.
한편, 물 감지부(26)는 제1 및 제2 라벨링값을 비교한 결과가 허용 범위 내에서 일치하고 제1 좌표에 대응하는 차동값들의 신호 분포 상태가 정상이면 물이 존재하지 않는 것으로 판단하여 그에 대응하는 선택 신호를 출력한다.
보다 구체적으로, 도 7의 경우 물 감지부(26)는 상술한 바와 같이 제1 및 제2 라벨링값이 허용 범위를 만족하여 일치하는 것으로 판단한다.
그리고, 물 감지부(26)는 센싱 라인의 스캔 방향을 기준으로 제1 좌표 이전 소정 범위 내의 차동값들에 일정 레벨 이상의 포지티브 값이 존재하고 제1 좌표 이후 소정 범위 내의 차동값들에 일정 레벨 이하의 네가티브 값이 존재하는 경우 신호 분포 상태를 정상으로 판단한다.
물론 제작자의 의도에 따라서 물 감지부(26)는 센싱 라인의 스캔 방향을 기준으로 제1 좌표 이전 소정 범위 내의 차동값들에 일정 레벨 이상의 포지티브 값이 존재하는 것과 제1 좌표 이후 소정 범위 내의 차동값들에 일정 레벨 이하의 네가티브 값이 존재하는 것 중 어느 하나만으로 신호 분포 상태를 정상으로 판단하도록 구성될 수 있다.
물 감지부(26)는 상기와 같이 제1 및 제2 라벨링값이 일치하고 제1 좌표에 대응하는 차동값들의 신호 분포 상태가 정상이면 물이 존재하지 않는 것으로 판단하여 그에 대응하는 선택 신호를 출력한다.
또한편, 물 감지부(26)는 제1 및 제2 라벨링값을 비교한 결과가 허용 범위 내에서 일치하고 제2 좌표에 대응하는 축적값들의 신호 분포 상태가 정상이면 물이 존재하지 않는 것으로 판단하여 그에 대응하는 선택 신호를 출력한다.
보다 구체적으로 설명하면, 도 7의 경우 물 감지부(26)는 상술한 바와 같이 제1 및 제2 라벨링값이 허용 범위를 만족하여 일치하는 것으로 판단한다.
그리고, 물 감지부(26)는 센싱 라인의 스캔 방향을 기준으로 상기 제2 좌표 이후 소정 범위 내에 축적값들에 일정 레벨 이상의 포지티브 값이 존재하는 경우 신호 분포 상태를 정상으로 판단한다.
따라서, 물 감지부(26)는 제1 및 제2 라벨링값이 일치하고 제2 좌표에 대응하는 축적값들의 신호 분포 상태가 정상이면 물이 존재하지 않는 것으로 판단하여 그에 대응하는 선택 신호를 출력한다.
이와 달리 도 8을 참조하여 터치 패널(14) 상에 물이 존재하는 경우 물 감지부(26)의 동작을 설명한다.
이 경우, 센싱 데이터는 정상적인 터치에 대응한 차동값들 뿐만 아니라 터치패널(14) 상에 존재하는 물 영역에 대응한 차동값들을 포함한다. 즉, 센싱 데이터는 물 영역에 대응한 차동값들을 포함한다.
그러므로, 도 8에서 제2 검출부(24)에 입력되는 차동값들, 제2 검출부(24)에서 생성되는 차동값들을 라벨링한 제2 라벨링값, 제2 라벨링값을 기초로 한 제2 좌표는 물 영역에 대응한 차동값들이 반영된 상태이다.
상기한 차동값들로 생성된 제2 라벨링값은 터치패널(14) 상의 물 영역에 대응한 라벨링값을 포함하며, 제2 좌표는 물 영역의 다수의 좌표(Xn, Yn)를 포함한다.
이와 달리, 부분 영역 축적부(30)에서 출력되는 축적값들은 정상적인 터치에 해당하는 것은 포지티브값의 크기가 커지면서 분포가 강화되고 물 영역에 해당하는 것은 제1 문턱값으로 검출되지 않을 정도로 포지티브값의 크기가 작아지고 네가티브 분포가 강화되는 특성을 갖는다.
그러므로, 라벨링부(32)는 제1 문턱값 이하의 물 영역은 카운트하지 않고 정상적인 터치에 해당하는 축적값만 카운트한 제1 라벨링값을 출력한다.
그에 따라서 좌표 계산부(34)는 제1 라벨링값을 기초로하여 제1 좌표를 출력하므로, 제1 좌표에는 물 영역에 해당하는 좌표값이 포함되지 않는다.
결국, 도 8과 같이 터치 패널(14)에 물이 존재하는 경우, 제1 라벨링값과 제2 라벨링값 간에 허용범위를 벗어나는 차이가 발생하고, 제1 좌표와 제2 좌표 간에도 허용범위를 벗어나는 차이가 발생한다.
그러므로, 물 감지부(26)는 제1 및 제2 라벨링값을 비교한 제1 결과와 제1 및 제2 좌표를 비교한 제2 결과 중 하나 이상이 허용 범위를 벗어나면 터치 패널(14)에 물이 존재하는 것으로 판단하여 좌표 계산부(34)에서 출력되는 제1 좌표값을 선택하기 위한 선택 신호를 출력한다.
상기한 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한 바와 같이 물 감지부(26)는 터치 패널(14) 상에 물이 존재하는 경우 좌표 계산부(34)의 제1 좌표를 선택하기 위한 선택 신호를 출력하고 터치 패널(14) 상에 물이 존재하지 않는 경우 좌표 계산부(42)의 제2 좌표를 선택하기 위한 선택 신호를 출력한다.
그에 따라서 좌표 선택부(28)는 터치 패널(14) 상에 물이 존재하는 경우 제1 좌표를 선택하여 출력하고 터치 패널(14) 상에 물이 존재하지 않는 경우 제2 좌표를 선택하여 출력한다.
따라서, 본 발명의 실시예는 물이 존재하여도 손가락 터치와 같은 일반 터치에 대응하는 좌표를 오류없이 출력할 수 있다.
즉, 본 발명은 축적값들에 의하여 물 특성을 회피하여 좌표를 구할 수 있고, 물이 존재하지 않는 경우 차동값들에 의하여 좌표를 구할 수 있다.
그러므로, 본 발명의 실시예는 물 특성에 의한 노이즈에 강하고 물이 존재하는 경우에 대응하여 터치 감도와 센싱의 정확도를 개선할 수 있다.
또한, 본 발명은 도 4와 같이 축적값의 파형이 포지티브값에 대한 분포가 약한 반면 네가티브값이 커지면서 강한 분포를 갖는 물 영역의 특성을 이용하여 물 영역을 검출할 수 있다. 즉, 네가티브값이 커지면서 강한 분포를 갖는 영역을 물 영역으로 정의할 수 있으며, 상기한 물 영역은 부분 영역 축적부(30) 또는 라벨링부(32, 40)에서 출력되는 축적값 또는 라벨링값으로 정의될 수 있다.
보다 상세하게는 상기 축적값이 일정 범위 이상 네가티브 값의 축적값이 분포하는 영역을 물 영역으로 정의하며 좌표 계산부(34, 42)에서 물 영역에 대한 좌표를 제공할 수 있다.
이와 같이 검출된 물 영역은 다양한 목적의 어플리케이션에 이용될 수 있다.

Claims (20)

  1. 차동 신호의 변화가 발생한 부분의 차동값들을 축적값들로 변환하고 상기 축적값들에 따른 제1 검출 정보를 출력하는 제1 검출부;
    상기 차동값들에 따른 제2 검출 정보를 출력하는 제2 검출부;
    상기 제1 검출 정보와 상기 제2 검출 정보를 비교하여 물의 존재 여부를 판단한 결과로 선택 신호를 출력하는 물 감지부; 및
    상기 선택 신호에 의하여 상기 축적값들에 대응하는 제1 좌표와 상기 차동값들에 대응하는 제2 좌표 중 어느 하나를 선택하여 상기 터치에 대응한 좌표로 선택하여 출력하는 좌표 선택부;를 포함함을 특징으로 하는 차동 터치 센싱 시스템의 좌표 선택 회로.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 검출부는 하나의 센싱 라인에 해당하는 상기 차동값들을 일방향으로 순차적으로 적산하여 상기 축적값들을 구하는 차동 터치 센싱 시스템의 좌표 선택 회로.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 제1 검출부는,
    하나의 센싱 라인에 해당하는 상기 차동값들을 일방향으로 순차적으로 적산하여 상기 축적값들을 구하는 부분 영역 축적부;
    상기 축적값들에 대하여 미리 설정된 제1 문턱값 이상인 위치의 수를 카운트한 제1 라벨링값을 제공하는 제1 라벨링부; 및
    상기 제1 라벨링값을 카운트한 상기 위치 별로 대응하는 상기 제1 좌표를 계산하여 제공하는 제1 좌표 계산부;를 포함하는 차동 터치 센싱 시스템의 좌표 선택 회로.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 제2 검출부는,
    상기 차동값들에 대하여 미리 설정된 제2 문턱값 이상인 위치의 수를 카운트한 제2 라벨링값을 제공하는 제2 라벨링부; 및
    상기 제2 라벨링값을 카운트한 상기 위치 별로 대응하는 상기 제2 좌표를 계산하여 제공하는 제2 좌표 계산부;를 포함하는 차동 터치 센싱 시스템의 좌표 선택 회로.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 좌표 선택부는 상기 물의 존재하는 경우 상기 선택 신호에 대응하여 상기 제1 좌표를 선택하고 상기 물이 존재하지 않는 경우 상기 선택 신호에 대응하여 상기 제2 좌표를 선택하여서 상기 터치에 대응한 좌표로 출력하는 차동 터치 센싱 시스템의 좌표 선택 회로.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 물 감지부는,
    상기 제1 검출 정보로써 제1 라벨링값과 상기 제1 좌표를 수신하고, 상기 제2 검출 정보로써 제2 라벨링값과 상기 제2 좌표을 수신하며, 상기 제1 및 제2 라벨링값을 비교한 제1 결과와 상기 제1 및 제2 좌표을 비교한 제2 결과가 모두 허용 범위 내에서 일치하면 상기 물이 존재하지 않는 경우에 대응한 상기 선택 신호를 출력하고, 상기 제1 결과와 상기 제2 결과 중 하나 이상이 허용 범위를 벗어나면 상기 물이 존재하는 경우에 대응한 상기 선택 신호를 출력하며,
    상기 제1 라벨링값은 상기 축적값이 미리 설정된 제1 문턱값 이상인 위치의 수를 카운트한 값이고, 상기 제2 라벨링값은 상기 차동값이 미리 설정된 제2 문턱값 이상인 위치의 수를 카운트한 값이며, 상기 제1 좌표은 상기 제1 라벨링값을 카운트한 상기 위치 별로 대응하는 좌표이며, 상기 제2 좌표은 상기 제2 라벨링값을 카운트한 상기 위치 별로 대응하는 좌표인 차동 터치 센싱 시스템의 좌표 선택 회로.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 물 감지부는,
    상기 제1 검출 정보로 제1 라벨링값과 상기 제1 좌표을 수신하고, 상기 제2 검출 정보로 제2 라벨링값과 상기 차동값들을 수신하며, 상기 제1 및 제2 라벨링값을 비교한 결과가 허용 범위 내에서 일치하고 상기 제1 좌표에 대응하는 상기 차동값들의 신호 분포 상태가 정상이면 상기 물이 존재하지 않는 경우에 대응한 상기 선택 신호를 출력하고, 상기 제1 및 제2 라벨링값을 비교한 결과가 상기 허용 범위를 벗어나면 상기 물이 존재하는 경우에 대응한 상기 선택 신호를 출력하며,
    상기 제1 라벨링값은 상기 축적값들이 미리 설정된 제1 문턱값 이상인 위치의 수를 카운트한 값이고, 상기 제2 라벨링값은 상기 차동값들이 미리 설정된 제2 문턱값 이상인 위치의 수를 카운트한 값이며, 상기 제1 좌표은 상기 제1 라벨링값을 카운트한 상기 위치 별로 대응하는 좌표인 차동 터치 센싱 시스템의 좌표 선택 회로.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 물 감지부는,
    상기 차동값들은 센싱 라인의 스캔 방향을 기준으로 상기 제1 좌표 이전에 일정 레벨 이상의 포지티브 값이 존재하고 상기 제1 좌표 이후에 일정 레벨 이하의 네가티브 값이 존재하는 경우 상기 신호 분포 상태를 상기 정상으로 판단하는 차동 터치 센싱 시스템의 좌표 선택 회로.
  9. 제1 항에 있어서, 상기 물 감지부는,
    상기 제1 검출 정보로 제1 라벨링값과 상기 축적값들을 수신하고, 상기 제2 검출 정보로 제2 라벨링값과 상기 제2 좌표을 수신하며, 상기 제1 및 제2 라벨링값을 비교한 결과가 허용 범위 내에서 일치하고 상기 제2 좌표에 대응하는 상기 축적값들의 신호 분포 상태가 정상이면 상기 물이 존재하지 않는 경우에 대응하는 상기 선택 신호를 출력하고, 상기 제1 및 제2 라벨링값을 비교한 결과가 상기 허용 범위를 벗어나면 상기 물이 존재하는 경우에 대응하는 상기 선택 신호를 출력하며,
    상기 제1 라벨링값은 상기 축적값들이 미리 설정된 제1 문턱값 이상인 위치의 수를 카운트한 값이고, 상기 제2 라벨링값은 상기 차동값들이 미리 설정된 제2 문턱값 이상인 위치의 수를 카운트한 값이며, 상기 제2 좌표은 상기 제2 라벨링값을 카운트한 상기 위치 별로 대응하는 좌표인 차동 터치 센싱 시스템의 좌표 선택 회로.
  10. 제9 항에 있어서, 상기 물 감지부는,
    상기 축적값들은 센싱 라인의 스캔 방향을 기준으로 상기 제2 좌표 이후에 이후에 일정 레벨 이상의 포지티브 값이 존재하는 경우 상기 신호 분포 상태를 상기 정상으로 판단하는 차동 터치 센싱 시스템의 좌표 선택 회로.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 센싱 데이터는 터치 패널에서 출력된 센싱 신호가 이미지 버퍼에서 저장된 후 출력되며 상기 터치 패널의 프레임에 대응하여 다수의 스캔 라인들의 위치 별로 계수화된 차동값을 갖는 로우 데이터(Raw Data)인 차동 터치 센싱 시스템의 좌표 선택 회로.
  12. 차동 신호의 변화가 감지되는 부분의 차동값들을 축적값들로 변환하는 단계;
    상기 축적값들에 대하여 미리 설정된 제1 문턱값 이상인 위치의 수를 카운트한 제1 라벨링값을 제공하는 단계;
    상기 차동값들에 대하여 미리 설정된 제2 문턱값 이상인 위치의 수를 카운트한 제2 라벨링값을 제공하는 단계;
    상기 제1 라벨링값을 카운트한 상기 위치 별로 대응하는 제1 좌표를 계산하여 제공하는 단계;
    상기 제2 라벨링값을 카운트한 상기 위치 별로 대응하는 제2 좌표를 계산하여 제공하는 단계;
    상기 축적값, 상기 차동값, 상기 제1 라벨링값, 상기 제2 라벨링값, 상기 제1 좌표 및 상기 제2 좌표 중 적어도 둘 이상을 이용하여 물의 존재를 판단하여 선택신호를 출력하는 단계; 및
    상기 선택 신호에 의하여 상기 제1 좌표와 상기 제2 좌표 중 어느 하나를 상기 터치에 대응한 좌표로 선택하여 출력하는 단계;를 포함함을 특징으로 하는 차동 터치 센싱 시스템의 좌표 선택 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 선택 신호는 상기 제1 및 제2 라벨링값을 비교한 제1 결과와 상기 제1 및 제2 좌표을 비교한 제2 결과가 모두 허용 범위 내에서 일치하면 물이 존재하지 않는 것에 대응하여 출력하고, 상기 제1 결과와 상기 제2 결과 중 하나 이상이 허용 범위를 벗어나면 상기 물이 존재하는 것에 대응하여 출력하는 차동 터치 센싱 시스템의 좌표 선택 방법.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 선택 신호는 상기 제1 및 제2 라벨링값을 비교한 결과가 허용 범위 내에서 일치하고 상기 제1 좌표에 대응하는 상기 차동값들의 신호 분포 상태가 정상이면 상기 물이 존재하지 않는 것에 대응하여 출력하고, 상기 제1 및 제2 라벨링값을 비교한 결과가 상기 허용 범위를 벗어나면 상기 물이 존재하는 것에 대응하여 출력하는 차동 터치 센싱 시스템의 좌표 선택 방법.
  15. 제12 항에 있어서,
    상기 선택 신호는 상기 제1 및 제2 라벨링값을 비교한 결과가 허용 범위 내에서 일치하고 상기 제2 좌표에 대응하는 상기 축적값들의 신호 분포 상태가 정상이면 상기 물이 존재하지 않는 것에 대응하여 출력하고, 상기 제1 및 제2 라벨링값을 비교한 결과가 상기 허용 범위를 벗어나면 상기 물이 존재하는 것에 대응하여 출력하는 차동 터치 센싱 시스템의 좌표 선택 방법.
  16. 제12 항에 있어서,
    상기 물이 존재하는 것에 대응하는 상기 선택 신호에 대응하여 상기 제1 좌표를 선택하고 상기 물이 존재하지 않는 것에 대응하는 상기 선택 신호에 대응하여 상기 제2 좌표를 선택하는 차동 터치 센싱 시스템의 좌표 선택 방법.
  17. 차동 신호의 변화가 발생한 부분의 차동값들을 축적값들로 변환하고 상기 축적값들에 따른 제1 검출 정보를 출력하는 제1 검출부;
    상기 차동값들에 따른 제2 검출 정보를 출력하는 제2 검출부;
    상기 제1 검출 정보와 상기 제2 검출 정보를 비교하여 용량성 물질의 존재 여부를 판단하고 판단 결과에 대응하는 선택 신호를 출력하는 감지부; 및
    상기 선택 신호에 의하여, 상기 용량성 물질이 존재하는 경우 상기 축적값들에 대응하는 제1 좌표를 선택하고 상기 용량성 물질이 존재하지 않는 경우 상기 차동값들에 대응하는 제2 좌표를 선택하는 좌표 선택부;를 포함함을 특징으로 하는 차동 터치 센싱 시스템의 좌표 선택 회로.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 제1 검출부는 상기 제1 좌표를 제공하고, 상기 제2 검출부는 상기 제2좌표를 제공하는 차동 터치 센싱 시스템의 좌표 선택 회로.
  19. 차동 신호의 변화가 감지되는 부분의 차동값들을 축적값들로 변환하는 단계;
    상기 축적값들에 대하여 미리 설정된 문턱값 이상인 위치의 수를 카운트한 라벨링값을 제공하는 단계; 및
    상기 라벨링값을 카운트한 위치별로 대응하는 좌표를 계산하여 제공하는 단계;를 포함하며,
    상기 축적값이 일정 범위 이상 네가티브 값의 축적값이 분포하는 영역을 물 영역으로 정의하며 상기 물 영역에 대한 상기 좌표를 제공하는 차동 터치 시스템의 좌표 선택 방법.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 물 영역은 상기 라벨링값을 이용하여 상기 축적값의 분포를 판단하여 정의되는 차동 터치 시스템의 좌표 선택 방법.
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