KR101970558B1

KR101970558B1 - 터치 센서의 구동 장치

Info

Publication number: KR101970558B1
Application number: KR1020120110951A
Authority: KR
Inventors: 박재현
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2012-10-05
Filing date: 2012-10-05
Publication date: 2019-04-19
Also published as: KR20140044688A

Abstract

본 발명은 터치 유무 판단에 적용되는 기준값을 적응적으로 재설정함으로써 터치 감도 및 정확도를 향상시킬 수 있는 터치 센서의 구동 장치에 관한 것으로, 일 실시예에 따른 터치 센서 구동 장치의 신호 프로세서는 다수의 프레임 동안 터치 노드별 로우 데이터를 수집하고 수집된 로우 데이터들의 분포 특성을 검출하고, 검출한 분포 특성으로부터 기준범위를 벗어나 상대적으로 낮은 분포 특성을 갖는 터치가 있는 상태의 로우 데이터들을 제거하고, 상기 기준범위에 포함되어 상대적으로 높은 분포 특성을 갖는 터치가 없는 상태의 로우 데이터들을 이용하여 터치 유무 판단을 위한 기준값을 재설정한다.에 포함된 로우 데이터를 이용하여 상기 기준값을 재설정하는 것을 특징으로 한다.

Description

터치 센서의 구동 장치{APPARATUS FOR DRIVING TOUCH SENSOR}

본 발명은 터치 센서의 구동 장치에 관한 것이다.

터치 센서 구동 장치는 표시 장치 상의 터치 센서에서 발생된 터치 및 터치 위치를 감지하여 터치 정보를 출력하고, 컴퓨터 시스템은 터치 정보를 분석하여 명령을 수행한다. 표시 장치로는 액정 표시 장치, 플라즈마 디스플레이 패널, 유기 발광 다이오드 표시 장치 등과 같은 평판 표시 장치가 주로 이용된다. 터치 센서 기술로는 센싱 원리에 따라 저항막 방식, 커패시티브(Capacitive) 방식, 광학 방식, 적외선 방식, 초음파 방식, 전자기 방식 등이 존재한다.

터치 센서는 패널 형태로 제작되어서 표시 장치의 상부에 부착되는 온-셀 터치 센서(On-cell Touch Sensor) 또는 애드-온 터치 센서(Add-on Touch Sensor)로 구성되거나, 표시 장치의 화소 매트릭스 내에 내장되는 인-셀 터치 센서(In-cell Touch Sensor)로 구성된다. 터치 센서로는 포토 트랜지스터를 이용하여 광세기에 따라 터치를 인식하는 포토 터치 센서와, 커패시티브 가변에 따라 터치를 인식하는 커패시티브 터치 센서가 주로 이용된다.

일반적으로, 터치 센서 구동 장치에서 리드아웃 IC(Integrated Circuit)는 터치 센서를 구동함과 아울러 터치 센서로부터 수신되는 리드아웃 신호를 이용하여 로우 데이터(Row Data)를 검출한다. 신호 프로세서인 마이크로 컨트롤 유닛(Micro Control Unit; MCU)은 로우 데이터를 기준값과 비교하여 터치 유무를 판단하고 터치 좌표를 산출하여 호스트 컴퓨터로 전송한다. 호스트 컴퓨터는 터치 좌표에 해당하는 명령을 수행한다.

종래의 MCU는 각 터치 노드에 대한 로우 데이터를 미리 설정된 기준값과 비교하여 터치 유무를 판단함에 따라 주변 환경의 노이즈에 따라 로우 데이터가 가변하는 경우 실제 터치를 했음에도 불구하고 터치를 감지하지 못하는 경우가 발생함으로써 터치 센싱 감도 및 정확도가 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 적응적으로 기준값을 재설정하고, 이를 터치 유무 판단에 적용함으로써 터치 감도 및 정확도를 향상시킬 수 있는 터치 센서의 구동 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시 예에 따른 터치 센서의 구동 장치는 터치 센서와; 터치 센서를 구동함과 아울러 터치 센서로부터 수신되는 채널별 리드아웃 신호를 이용하여 터치 노드별 로우 데이터를 검출하여 출력하는 리드아웃 회로와; 리드아웃 회로로부터 제공된 로우 데이터를 미리 설정된 기준값과 비교하여 터치 유무를 판단하고, 터치 유무 판단 결과에 따라 터치 좌표를 산출하여 출력하고, 기준값을 전원이 켜질 때마다 재설정하는 신호 프로세서를 포함한다. 신호 프로세서는 다수의 프레임 동안 터치 노드별 로우 데이터를 수집하고 수집된 로우 데이터들의 분포 특성을 검출하고, 검출한 분포 특성으로부터 기준범위를 벗어나 상대적으로 낮은 분포 특성을 갖는 터치가 있는 상태의 로우 데이터들을 제거하고, 상기 기준범위에 포함되어 상대적으로 높은 분포 특성을 갖는 터치가 없는 상태의 로우 데이터들을 이용하여 상기 기준값을 재설정한다.

삭제

신호 프로세서는 다수의 프레임 동안 수집된 로우 데이터들 중에서 제1 기준 범위 안에 포함된 로우 데이터들을 가우시안 형태로 정규분포화하고, 정규분포화된 로우 데이터들 중에서 확률 밀도가 상대적으로 높은 제2 기준 범위 안에 포함된, 터치가 없는 상태의 로우 데이터들을 이용하여 베이스값을 설정하고, 설정된 베이스값을 이용하여 기준값을 재설정할 수 있다.

제1 기준 범위는 터치가 없는 상태의 로우 데이터가 가질 수 있는 범위로 설정될 수 있다.

삭제

신호 프로세서는 다수의 프레임 동안 수집된 로우 데이터를 가우시안 형태로 정규분포화하고, 정규분포화된 로우 데이터들 중 확률 밀도가 상대적으로 높은 기준 범위 안에 포함된, 상기 터치가 없는 상태의 로우 데이터들을 이용하여 베이스값을 설정하고, 설정된 베이스값을 이용하여 상기 기준값을 재설정할 수 있다.
상기 정규분포화된 로우 데이터들의 평균이 m이고, 표준편차가 σ일 때, 상기 기준 범위는 m±nσ(n은 자연수)으로 설정될 수 있다.

상기 베이스값은 상기 정규분포화된 로우 데이터들의 평균값, 중간값, 최빈값 중에서 어느 하나로 설정될 수 있다.

삭제

본 발명은 터치 유무 판단의 기준이 되는 기준값을 노이즈 등의 외부 환경 조건을 고려하여 적응적으로 재설정한다. 그리고 기준값의 재설정시 터치가 발생하더라도 터치에 해당된 로우 데이터를 기준값 계산과정에서 제외시킴으로써 터치 센싱 감도 및 정확도를 향상시킨다. 이러한 본 발명은 사용자의 환경에 따라 최적의 기준값을 설정할 수 있다. 그리고 제조시 공정편차 및 부품편차와, 노이즈 등과 같은 외부 환경 조건의 변화에도 터치 센싱 감도 및 정확도를 향상시킨다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 센서 구동 장치를 포함하는 표시 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 터치 센서(20)의 구조를 예를 들어 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 터치 컨트롤러(30)의 구성도이다.
도 4는 도 3에 도시된 터치 컨트롤러(30)의 터치 판단부(42)가 기준값을 재설정하는 방법을 단계적으로 나타낸 순서도이다.
도 5는 제1 기준 범위의 설정을 설명하기 위해 터치 유무에 따른 로우 데이터를 나타낸 그래프이다.
도 6은 로우 데이터를 정규분포화한 곡선이다.
도 7은 도 3에 도시된 터치 컨트롤러(30)의 터치 판단부(42)가 기준값을 재설정하는 다른 방법을 단계적으로 나타낸 순서도이다.
도 8은 로우 데이터를 정규분포화한 곡선이다.
도 9는 로우 데이터의 히스토그램 그래프이다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 터치 센서의 구동 장치 및 방법을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 센서 구동 장치를 포함하는 표시 장치의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 2는 도 1에 나타낸 터치 센서(20)의 구조를 예를 들어 나타낸 도면이다.

도 1에 나타낸 터치 센서 구동 장치를 갖는 표시 장치는 표시 패널(10) 상의 터치 센서(20)와, 표시 패널(10)을 구동하는 데이터 드라이버(12) 및 게이트 드라이버(14)를 포함하는 패널 구동부(16)와, 패널 구동부(16)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(18)와, 표시 패널(10) 상의 터치 센서(20)와, 터치 센서(20)를 구동하는 터치 컨트롤러(30)를 구비한다. 타이밍 컨트롤러(18) 및 터치 컨트롤러(30)는 호스트 컴퓨터(50)와 접속된다. 도 1의 터치 센서(20)는 표시 패널(20) 의 상부에 부착되는 온-셀 터치 센서이나, 이에 국한되지 않고 애드-온 터치 센서 또는 화소 매트릭스 내에 내장되는 인-셀 터치 센서로 구성될 수도 있다.

터치 센서(20)는 사용자 터치를 감지하여 사용자가 표시 패널(10)에 표시된 GUI와 대화할 수 있게 한다. 터치 센서(20)는 인체나 스타일러스와 같은 도전체가 터치할 때 소량의 전하가 터치점으로 이동하여 발생되는 커패시턴스의 변화를 감지하여 터치를 인식하는 커패시티브 타입의 터치 센서를 주로 이용한다. 도 1에 도시된 터치 센서(20)는 표시 패널(10) 상에 부착되나, 본 발명의 터치 센서(20)는 이에 국한되지 않고 표시 패널(10)의 화소 어레이 내에 내장되는 인-셀 타입의 터치 센서일 수 있다.

예를 들면, 표시 패널(10) 상에 부착되는 커패시티브 타입의 터치 센서(20)는 도 2와 같이 가로 방향으로 배치된 다수의 제1 센싱 전극들(22)이 전기적으로 접속되어 구성된 다수의 스캔 라인(또는 송신 라인)(TX1~TXn)과, 세로 방향으로 배치된 다수의 제2 센싱 전극들(24)이 전기적으로 접속되어 구성된 다수의 리드아웃 라인(또는 수신 라인)(RX1~RXm)을 구비한다. 제1 및 제2 센싱 전극(22, 24) 각각은 주로 마름모형으로 형성되며, 다른 여러가지 모양으로 형성될 수 있다. 제1 및 제2 센싱 전극(22, 24)은 터치 컨트롤러(30)에 의해 구동되어 프린지 전계(Fringe Field)에 의해 커패시턴스를 형성하고, 터치 센서(20)를 터치하는 전도성 터치 물체와의 커패시터를 형성하여 커패시턴스를 변화시킴으로써 터치 여부를 나타내는 리드아웃 신호를 터치 컨트롤러(30)로 출력한다.

터치 컨트롤러(30)는 터치 센서(20)의 스캔 라인(TX1~TXN)에 구동 신호를 공급함과 아울러 터치 센서(20)의 리드아웃 라인(RX1~RXm)으로부터 출력되는 리드아웃 신호를 이용하여 터치 노드별로(채널별로) 터치 여부를 판단하고, 그 결과에 따라 터치 좌표를 산출하여 호스트 컴퓨터(50)로 공급한다.

터치 컨트롤러(30)는 터치 센서(20)의 스캔 라인(TX1~TXN)을 구동할 때마다 리드아웃 라인(RX1~RXm)으로부터 채널별로 수신되는 리드아웃 신호를 디지털 로우 데이터로 변환하여 터치 노드별로 로우 데이터를 출력한다. 터치 컨트롤러(30)는 터치 노드별 로우 데이터를 미리 설정된 기준값과 비교하여 터치 유무를 판단한다. 단, 터치 컨트롤러(30)는 노이즈 등과 같이 외부 환경 조건을 고려하여 적응적으로 기준값을 재설정하는데, 기준값을 재설정하는 동작을 전원이 켜질 때마다 수행한다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예는 터치 센싱 감도 및 정확도가 향상된다. 이러한 터치 컨트롤러(30)에 관해서는 도 3 내지 도 9를 참조하여 구체적으로 후술한다.

타이밍 컨트롤러(18) 및 데이터 드라이버(12)는 각각의 IC(Integrated Circuit)로 집적화되거나, 타이밍 컨트롤러(18)가 데이터 드라이버(12) 내에 내장되어 하나의 IC로 집적화될 수 있다. 터치 컨트롤러(30) 및 타이밍 컨트롤러(18)도 각각의 IC로 집적화되거나, 터치 컨트롤러(30)가 타이밍 컨트롤러(18)에 내장되어 하나의 IC로 집적화될 수 있다.

표시 패널(10)은 다수의 화소들이 배열된 화소 어레이를 포함한다. 화소 어레이는 포인터 또는 커서를 포함하는 그래픽 사용자 인터페이스(Grapic User Interface; GUI) 및 기타 영상을 표시한다. 표시 패널(10)로는 액정 표시 패널(이하, 액정 패널), 플라즈마 디스플레이 패널, 유기 발광 다이오드 표시 패널과 같은 평판 표시 패널이 주로 이용될 수 있다. 이하에서는 액정 패널을 예로 들어 설명하기로 한다.

표시 패널(10)로 액정 패널이 이용되는 경우, 표시 패널(10)은 컬러 필터 어레이가 형성된 컬러 필터 기판과, 박막 트랜지스터 어레이가 형성된 박막 트랜지스터 기판과, 컬러 필터 기판 및 박막 트랜지스터 기판 사이의 액정층과, 컬러 필터 기판 및 박막 트랜지스터 기판의 외측면에 각각 부착된 편광판을 구비한다. 표시 패널(10)은 다수의 화소들이 배열된 화소 매트릭스를 통해 영상을 표시한다. 각 화소는 데이터 신호에 따른 액정 배열의 가변으로 광투과율을 조절하는 적, 녹, 청 서브화소의 조합으로 원하는 색을 구현한다. 각 서브화소는 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)과 접속된 박막 트랜지스터(TFT), 박막 트랜지스터(TFT)와 병렬 접속된 액정 커패시터(Clc) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 구비한다. 액정 커패시터(Clc)는 박막 트랜지스터(TFT)를 통해 화소 전극에 공급된 데이터 신호와, 공통 전극에 공급된 공통 전압(Vcom)과의 차전압을 충전하고 충전된 전압에 따라 액정을 구동하여 광투과율을 조절한다. 스토리지 커패시터(Cst)는 액정 커패시터(Clc)에 충전된 전압을 안정적으로 유지시킨다. 액정층은 TN(Twisted Nematic) 모드 또는 VA(Vertical Alignment) 모드와 같이 수직 전계에 의해 구동되거나, IPS(In-Plane Switching) 모드 또는 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같이 수평 전계에 의해 구동된다.

데이터 드라이버(12)는 타이밍 컨트롤러(18)로부터의 데이터 제어 신호 에 응답하여 타이밍 컨트롤러(18)로부터의 영상 데이터를 표시 패널(10)의 다수의 데이터 라인(DL)에 공급한다. 데이터 드라이버(12)는 타이밍 컨트롤러(18)로부터 입력되는 디지털 데이터를 감마 전압을 이용하여 정극성/부극성 아날로그 데이터 신호로 변환하여 각 게이트 라인(GL)이 구동될 때마다 데이터 신호를 데이터 라인(DL)으로 공급한다. 데이터 드라이버(12)는 적어도 하나의 데이터 IC로 구성되어 TCP, COF, FPC 등과 같은 회로 필름에 실장되어 표시 패널(10)에 TAB(Tape Automatic Bonding) 방식으로 부착되거나, COG(Chip On Glass) 방식으로 표시 패널(10) 상에 실장될 수 있다.

게이트 드라이버(14)는 타이밍 컨트롤러(18)로부터의 게이트 제어 신호에 응답하여 표시 패널(10)의 박막 트랜지스터 어레이에 형성된 다수의 게이트 라인(GL)을 순차 구동한다. 게이트 드라이버(14)는 각 게이트 라인(GL)의 해당 스캔 기간마다 게이트 온 전압의 스캔 펄스를 공급하고, 다른 게이트 라인(GL)이 구동되는 나머지 기간에는 게이트 오프 전압을 공급한다. 게이트 드라이버(14)는 적어도 하나의 게이트 IC로 구성되고 TCP(Tape Carrier Package), COF(Chip On Film), FPC(Flexible Print Circuit) 등과 같은 회로 필름에 실장되어 표시 패널(10)에 TAB(Tape Automatic Bonding) 방식으로 부착되거나, COG(Chip On Glass) 방식으로 표시 패널(10) 상에 실장될 수 있다. 또한, 게이트 드라이버(14)는 GIP(Gate In Panel) 방식으로 표시 패널(10)에 내에 내장되어 화소 어레이와 함께 박막 트랜지스터 기판 상에 형성될 수 있다.

타이밍 컨트롤러(18)는 호스트 컴퓨터(50)로부터 입력된 영상 데이터를 신호 처리하여 데이터 드라이버(12)로 공급한다. 예를 들면, 타이밍 컨트롤러(18)는 액정의 응답 속도를 향상시키기 위하여 인접 프레임간의 데이터 차에 따라 오버슈트(Overshoot) 값 또는 언더슈트(Undershoot) 값을 부가하는 오버 드라이빙 구동으로 데이터를 보정하여 출력할 수 있다. 또한, 타이밍 컨트롤러(18)는 호스트 컴퓨터(50)으로부터 입력된 다수의 동기 신호, 즉 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 데이터 이네이블 신호, 도트 클럭을 이용하여 데이터 드라이버(12)의 구동 타이밍을 제어하는 데이터 제어 신호와, 게이트 드라이버(14)의 구동 타이밍을 제어하는 게이트 제어 신호를 생성한다. 타이밍 컨트롤러(18)는 생성된 데이터 제어 신호 및 게이트 제어 신호를 데이터 드라이버(12) 및 게이트 드라이버(14)로 각각 출력한다. 데이터 제어 신호는 데이터 신호의 래치를 제어하는 소스 스타트 펄스 및 소스 샘플링 클럭과, 데이터 신호의 극성을 제어하는 극성 제어 신호와, 데이터 신호의 출력 기간을 제어하는 소스 출력 이네이블 신호 등을 포함한다. 게이트 제어 신호는 게이트 신호의 스캐닝을 제어하는 게이트 스타트 펄스 및 게이트 쉬프트 클럭과, 게이트 신호의 출력 기간을 제어하는 게이트 출력 이네이블 신호 등을 포함한다. 타이밍 컨트롤러(18)는 동기 신호(수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync) 등)을 터치 컨트롤러(30)로 공급하여 액정 패널(10)의 구동 타이밍과 터치 센서(20)의 구동 타이밍이 연동하도록 터치 컨트롤러(30)의 구동 타이밍을 제어할 수 있다.

호스트 컴퓨터(50)는 영상 데이터 및 다수의 동기 신호를 타이밍 컨트롤러(18)로 공급하고, 터치 컨트롤러(30)로부터 입력된 터치 좌표를 분석하여 사용자의 터치 동작에 대응하는 명령을 수행한다.

도 3은 도 1에 도시된 터치 컨트롤러(30)의 구성도이다.

도 3에 도시된 터치 컨트롤러(30)는 리드아웃 IC(32)와 MCU(40)를 구비하고, MUC(40)는 터치 판단부(42), 터치 좌표 산출부(44), 인터페이스부(46)를 구비한다.

리드아웃 IC(32)는 터치 센서(20)의 스캔 라인(TX1~TXN)에 구동 신호를 공급함과 아울러 터치 센서(20)의 리드아웃 라인(RX1~RXm)으로부터 출력되는 리드아웃 신호를 이용하여 터치 노드별 로우 데이터를 검출한다.

MCU(40)는 리드아웃 IC(32)로부터의 로우 데이터를 이용하여 터치 여부를 판단하고, 그 결과에 따라 터치 좌표를 산출하여 호스트 컴퓨터(50)로 공급한다. 또한, MCU(40)는 전원이 켜질 때마다 기준값을 재설정한다.

터치 판단부(42)는 리드아웃 IC(32)로부터의 로우 데이터를 미리 설정된 기준값과 비교하여 터치 유무를 판단한다. 터치 판단부(42)는 로우 데이터가 기준값 이상이면 터치 유 상태로 판단하고, 로우 데이터가 기준값 이하이면 터치 무 상태로 판단한다. 터치 판단부(42)는 외부 환경 조건을 고려하여 적응적으로 재설정된 기준값을 이용하여 터치 유무를 판단한다. 이에 따라, 터치 센싱 감도 및 정확도가 향상된다.

터치 좌표 산출부(44)는 터치 판단부(42)로부터의 터치 유 상태인 터치 로우 데이터를 이용하여 터치 좌표값(XY 좌표값)을 산출하여 인터페이스부(46)를 통해 호스트 컴퓨터로 공급한다. 터치 좌표 산출부(44)는 터치 로우 데이터가 출력된 수신 라인(RX)의 위치 정보(X 좌표)와, 스캔되는 송신 라인(TX)의 위치 정보(Y 좌표)에 기초하여 터치 좌표값(XY 좌표)을 산출한다.

도 4는 도 3에 도시된 터치 컨트롤러(30)의 터치 판단부(42)가 기준값을 재설정하는 방법을 단계적으로 나타낸 순서도이다.

단계 10(S10) 및 단계 20(S20)에서 터치 판단부(42)는 다수의 프레임 동안 터치 노드별 로우 데이터를 수집한다. 터치 판단부(42)는 수집된 로우 데이터들과 제1 기준 범위를 비교하고, 로우 데이터들 중 제1 기준 범위안에 포함되는 값이 없을 경우 계속해서 로우 데이터를 수집하도록 한다. 제1 기준 범위는 도 5에 도시한 바와 같이, 터치가 없는 상태에서 로우 데이터가 가질 수 있는 범위로 설정된다. 이때, 터치 판단부(42)에 수집되는 로우 데이터는 터치 유 상태의 로우 데이터 또는 터치 무 상태의 로우 데이터를 모두 포함될 수 있다. 단, 터치 판단부(42)는 기준값의 산출시 터치가 없는 상태의 로우 데이터만을 이용하기 위해 터치 유 상태의 로우 데이터를 필터링하는데, 이는 후속 단계에서 자세히 설명한다.

단계 30(S30)에서 터치 판단부(42)는 수집된 로우 데이터들 중에서 제1 기준 범위를 벗어난 로우 데이터가 있을 경우 이들을 지운다. 이에 따라, 터치 판단부(42)에 수집된 로우 데이터들 중에서 터치 유 상태의 로우 데이터는 지워지고, 기준값의 산출에서 배제된다. 그리고 터치 판단부(42)는 제1 기준 범위안에 포함된 로우 데이터들을 도 6에 도시한 바와 같이, 정규분포화한다.

단계 40(S40)에서 터치 판단부(42)는 제2 기준 범위를 설정한다. 상기 정규분포화된 로우 데이터들의 평균이 m이고, 표준편차가 σ일 때, 상기 제2 기준 범위는 m±nσ(n은 자연수), 예를 들어 m±σ 또는 m±2σ 또는 m±3σ으로 설정된다.

단계 50(S50)에서 터치 판단부(42)는 정규분포화된 로우 데이터들 중에서 제2 기준 범위를 벗어난 로우 데이터들을 지운다. 그리고 제2 기준 범위안에 포함된 로우 데이터들 중 어느 하나를 베이스값으로 설정한다. 제2 기준 범위가 m±σ으로 설정될 경우, 정규분포화된 로우 데이터들 중에서 약 68.2%가 제2 기준 범위안에 포함된다. 그리고 제2 기준 범위가 m±2σ으로 설정될 경우, 정규분포화된 로우 데이터들 중에서 약 95.9%가 제2 기준 범위안에 포함된다. 그리고 제2 기준 범위가 m±3σ으로 설정될 경우, 정규분포화된 로우 데이터들 중에서 약 99.7%가 제2 기준 범위안에 포함된다. 한편, 베이스값은 정규분포화된 로우 데이터들의 평균값, 중간값, 최빈값 중에서 어느 하나로 설정될 수 있다.

단계 60(S60)에서 터치 판단부(42)는 베이스값을 기초하여 기준값을 설정한다. 터치 판단부(42)는 베이스값을 기준으로 터치 유 상황에서의 커패시턴스 변화를 감안하여 베이스값보다 소정레벨 높은 값으로 기준값을 설정한다.

도 7은 도 3에 도시된 터치 컨트롤러(30)의 터치 판단부(42)가 기준값을 재설정하는 다른 방법을 단계적으로 나타낸 순서도이다.

단계 10(S10)에서 터치 판단부(42)는 다수의 프레임 동안 터치 노드별 로우 데이터를 수집한다. 이때, 터치 판단부(42)에 수집되는 로우 데이터는 터치 유 상태의 로우 데이터 또는 터치 무 상태의 로우 데이터를 모두 포함될 수 있다. 단, 터치 판단부(42)는 기준값의 산출시 터치가 없는 상태의 로우 데이터만을 이용하기 위해 터치 유 상태의 로우 데이터를 필터링하는데, 이는 후속 단계에서 자세히 설명한다.

단계 20(S20)에서 터치 판단부(42)는 수집된 로우 데이터들을 도 8에 도시한 바와 같이, 정규분포화한다.

단계 30(S30)에서 터치 판단부(42)는 기준 범위를 설정한다. 상기 정규분포화된 로우 데이터들의 평균이 m이고, 표준편차가 σ일 때, 기준 범위는 m±nσ(n은 자연수), 예를 들어 m±σ 또는 m±2σ 또는 m±3σ으로 설정된다.

단계 40(S40)에서 터치 판단부(42)는 정규분포화된 로우 데이터들 중에서 기준 범위를 벗어난 로우 데이터들을 지운다. 그리고 기준 범위안에 포함된 로우 데이터들 중 어느 하나를 베이스값으로 설정한다. 기준 범위가 m±σ으로 설정될 경우, 정규분포화된 로우 데이터들 중에서 약 68.2%가 제2 기준 범위안에 포함된다. 그리고 기준 범위가 m±2σ으로 설정될 경우, 정규분포화된 로우 데이터들 중에서 약 95.9%가 기준 범위안에 포함된다. 그리고 기준 범위가 m±3σ으로 설정될 경우, 정규분포화된 로우 데이터들 중에서 약 99.7%가 기준 범위안에 포함된다.

참고로, 기준값을 재설정하는 동안 사용자의 터치가 있더라도, 전체 로우 데이터 중에서 터치 유 상태인 로우 데이터의 비율은 극히 적다. 이는, 도 9에 도시한 바와 같이, 수집된 로우 데이터를 히스토그램화하면 쉽게 알 수 있다. 도 9를 참조하면, 터치 유 상태인 로우 데이터의 빈도수는 다른 로우 데이터들에 비해 빈도수가 가장 낮은 것을 알 수 있다. 따라서, 단계 40(S40)에서 터치 판단부(42)가 정규분포화된 로우 데이터들 중에서 기준 범위(m±σ 또는 m±2σ 또는 m±3σ)를 벗어난 로우 데이터들을 지우면, 터치 유 상태인 로우 데이터가 지워진다.

한편, 베이스값은 정규분포화된 로우 데이터들의 평균값, 중간값, 최빈값 중에서 어느 하나로 설정될 수 있다.

단계 50(S50)에서 터치 판단부(42)는 베이스값을 기초하여 기준값을 설정한다. 터치 판단부(42)는 베이스값을 기준으로 터치 유 상황에서의 커패시턴스 변화를 감안하여 베이스값보다 소정레벨 높은 값으로 기준값을 설정한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 터치 유무 판단의 기준이 되는 기준값을 노이즈 등의 외부 환경 조건을 고려하여 적응적으로 재설정한다. 그리고 기준값의 재설정시 터치가 발생하더라도 터치에 해당된 로우 데이터를 기준값 계산과정에서 제외시킴으로써 터치 센싱 감도 및 정확도를 향상시킨다. 이러한 본 발명은 사용자의 환경에 따라 최적의 기준값을 설정할 수 있다. 그리고 제조시 공정편차 및 부품편차와, 노이즈 등과 같은 외부 환경 조건의 변화에도 터치 센싱 감도 및 정확도를 향상시킨다.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

10: 액정 패널 12: 데이터 드라이버
14: 게이트 드라이버 16: 패널 구동부
18: 타이밍 컨트롤러 20: 터치 센서
22: 제1 센싱 전극 24: 제2 센싱 전극
30: 리드아웃 컨트롤러 32: 리드아웃 IC
40: MCU 42: 터치 판단부
44: 터치 좌표 산출부 46: 인터페이스부
50: 호스트 컴퓨터

Claims

터치 센서와;
상기 터치 센서를 구동함과 아울러 상기 터치 센서로부터 수신되는 채널별 리드아웃 신호를 이용하여 터치 노드별 로우 데이터를 검출하여 출력하는 리드아웃 회로와;
상기 리드아웃 회로로부터 제공된 로우 데이터를 미리 설정된 기준값과 비교하여 터치 유무를 판단하고, 상기 터치 유무 판단 결과에 따라 터치 좌표를 산출하여 출력하고, 상기 기준값을 전원이 켜질 때마다 재설정하는 신호 프로세서를 구비하고;
상기 신호 프로세서는 다수의 프레임 동안 상기 터치 노드별 로우 데이터를 수집하고 수집된 로우 데이터들의 분포 특성을 검출하고, 검출한 분포 특성으로부터 기준범위를 벗어나 상대적으로 낮은 분포 특성을 갖는 터치가 있는 상태의 로우 데이터들을 제거하고, 상기 기준범위에 포함되어 상대적으로 높은 분포 특성을 갖는 터치가 없는 상태의 로우 데이터들을 이용하여 상기 기준값을 재설정하는 터치 센서의 구동 장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 신호 프로세서는
상기 다수의 프레임 동안 수집된 로우 데이터들 중에서 제1 기준 범위 안에 포함된 로우 데이터들을 가우시안 형태로 정규분포화하고, 정규분포화된 로우 데이터들 중에서 확률 밀도가 상대적으로 높은 제2 기준 범위 안에 포함된, 상기 터치가 없는 상태의 로우 데이터들을 이용하여 베이스값을 설정하고, 설정된 베이스값을 이용하여 상기 기준값을 재설정하는 터치 센서의 구동 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 제1 기준 범위는 상기 터치가 없는 상태의 로우 데이터가 가질 수 있는 범위로 설정되는 터치 센서의 구동 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 신호 프로세서는
상기 다수의 프레임 동안 수집된 로우 데이터를 가우시안 형태로 정규분포화하고, 정규분포화된 로우 데이터들 중 확률 밀도가 상대적으로 높은 상기 기준 범위 안에 포함된, 상기 터치가 없는 상태의 로우 데이터들을 이용하여 베이스값을 설정하고, 설정된 베이스값을 이용하여 상기 기준값을 재설정하는 터치 센서의 구동 장치.
청구항 3 또는 청구항 5에 있어서,
상기 정규분포화된 로우 데이터들의 평균이 m이고, 표준편차가 σ일 때, 상기 기준 범위 또는 상기 제2 기준 범위는 m±nσ(n은 자연수)으로 설정되는 터치 센서의 구동 장치.
청구항 3 또는 청구항 5에 있어서,
상기 베이스값은
상기 정규분포화된 로우 데이터들의 평균값, 중간값, 최빈값 중에서 어느 하나로 설정되는 터치 센서의 구동 장치.
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