KR101992890B1 - 지터 제거 기능을 갖는 터치 센싱 방법 및 장치 - Google Patents

지터 제거 기능을 갖는 터치 센싱 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 터치 포인트 좌표를 필터링하여 터치 고정 상태에서 사용자가 의도하지 않은 움직임으로 인한 지터를 제거할 수 있는 터치 센싱 방법 및 장치에 관한 것으로, 일 실시예에 따른 터치 센싱 장치에서 지터 제거부는 현재 터치 포인트 좌표가 이전 터치 포인트 좌표를 기준으로 설정된 캔슬 마스크 영역내에 위치하는지 여부와 일정 프레임동안 터치 포인트 좌표의 움직임 방향이 일정한지 여부를 판단하고, 현재 터치 포인트 좌표가 캔슬 마스크 영역내에 위치하고, 터치 포인트 좌표의 움직임 방향이 일정하지 않을 때, 현재 터치 포인트 좌표를 터치 고정 상태의 지터 성분으로 판단하고, 이전 터치 포인트 좌표를 현재 최종 좌표로 출력하여 지터 성분을 제거하고, 현재 검출된 터치 포인트 좌표가 캔슬 마스크 영역 이외에 위치하고, 터치 포인트 좌표의 움직임 방향이 일정할 때, 터치 이동 상태로 판단하고, 현재 검출된 터치 포인트 좌표를 현재 최종 좌표로 결정하여 출력한다.

Description

지터 제거 기능을 갖는 터치 센싱 방법 및 장치{TOUCH SENSING METHOD AND APPARATUS HAVING JITTER CANCEL FUNCTION}
본원 발명은 터치 센싱 장치에 관한 것으로, 특히 사용자가 의도하지 않은 움직임으로 인한 지터를 제거할 수 있는 터치 센싱 방법 및 장치에 관한 것이다.
오늘날 각종 표시 장치의 화면상에서 터치로 정보 입력이 가능한 터치 센서가 컴퓨터 시스템의 정보 입력 장치로 널리 적용되고 있다. 터치 센서는 사용자가 손가락 또는 스타일러스를 통해 화면을 단순히 터치하여 표시 정보를 이동시키거나 선택하므로, 남녀노소 누구나 쉽게 사용할 수 있다.
터치 센싱 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)로 구성되거나, 표시 장치의 화소 매트릭스 내에 내장되는 인-셀 터치 센서(In-cell Touch Sensor)로 구성된다. 터치 센서로는 포토 트랜지스터를 이용하여 광세기의 가변에 따라 터치를 인식하는 포토 터치 센서와, 커패시티브 가변에 따라 터치를 인식하는 커패시티브 터치 센서가 주로 이용된다.
일반적으로, 터치 센싱 장치는 터치 센서의 센싱 전극 구동하고, 터치 유무에 따라 커패시턴스 변화를 나타내는 터치 센서의 리드아웃 신호를 이용하여 터치 위치를 센싱하고, 터치 포인트 좌표를 산출하여 호스트 컴퓨터로 전송한다.
종래의 터치 센싱 장치는 터치 센서에서 터치가 발생하면 리드아웃 신호로부터 터치로 검출된 데이터를 이용하여 터치 영역을 검출하고, 검출된 터치 영역에서 데이터 값이 상대적으로 큰 피크를 터치 포인트로 검출하고, 검출된 터치 포인트의 좌표를 산출하여 출력하고 있다.
그러나, 종래의 터치 센싱 장치에서는 사용자의 터치 움직임이 없는 경우에도 사용자의 의도와 달리 외부 노이즈 등의 영향으로 터치 영역 내에서 피크가 랜덤하게 움직임으로써 터치 포인트가 변경되어 터치 영역 내에서 터치 포인트가 흔들리는 지터 현상이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명이 해결하려는 과제는 터치 포인트 좌표를 필터링하여 터치 고정 상태에서 사용자가 의도하지 않은 움직임으로 인한 지터를 제거할 수 있는 터치 센싱 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 터치 센싱 방법은 현재 터치 포인트 좌표가 이전 터치 포인트 좌표를 기준으로 설정된 캔슬 마스크 영역내에 위치하는지 여부와 일정 프레임동안 터치 포인트 좌표의 움직임 방향이 일정한지 여부를 판단하는 제1 단계와; 제1 단계에서 현재 터치 포인트 좌표가 캔슬 마스크 영역내에 위치하고, 터치 포인트 좌표의 움직임 방향이 일정하지 않을 때, 현재 터치 포인트 좌표를 터치 고정 상태의 지터 성분으로 판단하고, 이전 터치 포인트 좌표를 현재 최종 좌표로 출력하여 지터 성분을 제거하는 제2 단계와; 제1 단계에서 현재 터치 포인트 좌표가 캔슬 마스크 영역 이외에 위치하고, 터치 포인트 좌표의 움직임 방향이 일정할 때, 터치 이동 상태로 판단하고, 현재 터치 포인트 좌표를 현재 최종 좌표로 결정하여 출력하는 제3 단계를 포함한다.
본 발명은 제1 단계 이전에, 현재 터치 포인트 좌표가 퍼스트 터치이면, 현재 터치 포인트 좌표를 현재 최종 좌표로 결정하여 출력하고, 현재 터치 포인트 좌표가 퍼스트 터치가 아니면서, 이전 터치 상태가 터치 고정 상태이면, 제1 단계로 진행하고, 현재 터치 포인트 좌표가 퍼스트 터치가 아니면서, 이전 터치 상태가 터치 이동 상태이면, 현재 터치 포인트 좌표를 현재 최종 좌표로 결정하여 출력할 수 있다.
제1 단계는 현재 터치 포인트 좌표와 이전 터치 포인트 좌표를 이용하여 현재 프레임의 모션 벡터를 검출함과 아울러 캔슬 마스크 영역을 설정하는 단계와; 모션 벡터와 캔슬 마스크 영역을 비교하여 현재 터치 포인트 좌표가 캔슬 마스크 영역내에 위치하는지 여부를 판단하는 단계와; 모션 벡터를 이전의 다수 프레임동안의 모션 벡터와 비교하여 현재 검출된 포인트 좌표의 움직임 방향이 일정한지 여부를 판단하는 단계를 포함한다.
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본 발명의 실시예에 따른 터치 센싱 장치는 각 터치 영역을 대표하는 터치 포인트 좌표를 검출하는 좌표 산출부와, 지터 제거부를 포함한다. 지터 제거부는 좌표 산출부로부터 공급받은 현재 터치 포인트 좌표가 이전 터치 포인트 좌표를 기준으로 설정된 캔슬 마스크 영역내에 위치하는지 여부와 일정 프레임동안 터치 포인트 좌표의 움직임 방향이 일정한지 여부를 판단하고, 현재 터치 포인트 좌표가 캔슬 마스크 영역내에 위치하고, 터치 포인트 좌표의 움직임 방향이 일정하지 않을 때, 현재 터치 포인트 좌표를 터치 고정 상태의 지터 성분으로 판단하고, 이전 터치 포인트 좌표를 현재 최종 좌표로 출력하여 지터 성분을 제거하고, 현재 검출된 터치 포인트 좌표가 캔슬 마스크 영역 이외에 위치하고, 터치 포인트 좌표의 움직임 방향이 일정할 때, 터치 이동 상태로 판단하고, 현재 검출된 터치 포인트 좌표를 현재 최종 좌표로 결정하여 출력한다.
삭제
지터 제거부는 현재 터치 포인트 좌표가 퍼스트 터치일 때 현재 터치 포인트 좌표를 현재 최종 좌표로 결정하고, 터치 상태를 터치 고정 상태로 설정한다.
지터 제거부는 이전 터치 상태가 터치 이동 상태일 때, 지터 성분의 판단없이 현재 터치 포인트 좌표를 현재 최종 좌표로 결정하여 출력한다.
지터 제거부는 현재 터치 포인트 좌표와 이전 터치 포인트 좌표를 이용하여 현재 프레임의 모션 벡터를 검출함과 아울러 캔슬 마스크 영역을 설정하고; 모션 벡터와 캔슬 마스크 영역을 비교하여 현재 터치 포인트 좌표가 캔슬 마스크 영역내에 위치하는지 여부를 판단하고; 모션 벡터를 이전의 다수 프레임 동안의 모션 벡터와 비교하여 현재 포인트 좌표의 움직임 방향이 일정한지 여부를 판단한다.
본 발명에 따른 터치 센싱 방법 및 장치는 검출된 터치 포인트가 이전 터치 포인트를 기준으로 설정된 캔슬 마스크 영역 내에서 움직임 방향이 일정하지 않으면 터치 고정 상태에서 사용자의 의도된 움직임이 아닌 지터로 판단하여 터치 포인트를 이전 터치 포인트로 고정시킴으로써 사용자가 의도하지 않은 지터를 제거할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 터치 센싱 방법 및 장치는 드래그와 같은 터치 이동이 연속되는 상태에서는 지터 유무를 판단하지 않음으로써 터치 센싱 속도를 향상시킬 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 사용자에게 자연스러운 유저 인터페이스 환경을 제공할 수 있음과 아울러 드래그와 클릭을 더욱 효과적으로 판단하여 터치 센싱 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 터치 센싱 장치를 갖는 표시 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 커패시티브 터치 센서의 구조를 예를 들어 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 터치 센싱 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 터치 센싱 방법에서 터치 고정 상태와 터치 이동 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에서 지터 제거 이전과 이후의 터치 결과를 비교하여 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 터치 센싱 방법 중 지터 제거 방법을 단계적으로 나타낸 흐름도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 터치 센싱 장치를 포함하는 표시 장치의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 2는 도 1에 나타낸 커패시티브 터치 센서(20)의 구조를 예를 들어 나타낸 도면이다.
도 1에 나타낸 터치 센싱 장치를 갖는 표시 장치는 표시 패널(10)과, 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 센싱 장치(30)를 구비한다. 타이밍 컨트롤러(18) 및 터치 센싱 장치(30)는 호스트 컴퓨터(50)와 접속된다.
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 센싱 장치(30) 및 타이밍 컨트롤러(18)도 각각의 IC로 집적화되거나, 터치 센싱 장치(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 신호에 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)로부터 입력된 다수의 동기 신호, 즉 수직 동기 신호, 수평 동기 신호, 데이터 이네이블 신호, 도트 클럭 중 적어도 2개를 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, 수평 동기 신호 등)을 터치 센싱 장치(30)로 공급하여 액정 패널(10)의 구동 타이밍과 터치 센서(20)의 구동 타이밍이 연동하도록 터치 센싱 장치(30)의 구동 타이밍을 제어할 수 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 나타내는 커패시티브 타입의 터치 센서를 주로 이용한다. 터치 센서(20)는 표시 패널(10) 상에 부착되거나, 표시 패널(10)의 화소 어레이 내에 내장될 수 있다.
예를 들면, 표시 패널(10) 상에 부착되는 커패시티브 타입의 터치 센서(20)는 도 2와 같이 로우(Raw) 방향으로 배치된 다수의 제1 센싱 전극들(22)이 전기적으로 접속되어 구성된 다수의 로우 라인(또는 스캔 라인)(R1~Rn)과, 컬럼 방향으로 배치된 다수의 제2 센싱 전극들(24)이 전기적으로 접속되어 구성된 다수의 컬럼 라인(또는 리드아웃 라인)(C1~Cm)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 센싱 장치(30)에 의해 구동되어 프린지 전계(Fringe Field)에 의해 커패시턴스를 형성하고, 터치 센서(20)를 터치하는 전도성 터치 물체와의 커패시터를 형성하여 커패시턴스를 변화시키고 커패시턴스 변화를 나타내는 리드아웃 신호를 터치 센싱 장치(30)로 출력한다.
터치 센싱 장치(30)는 터치 센서(20)의 로우 라인(R1~RN)에 구동 신호를 공급함과 아울러 터치 센서(20)의 컬럼 라인(C1~Cm)으로부터 출력되는 리드아웃 신호를 이용하여 터치 노드별로(터치 화소별로, 터치 채널별로) 터치 여부를 판단하고, 그 결과에 따라 검출된 터치 영역에 대한 터치 포인트 좌표를 검출하여 호스트 컴퓨터(50)로 공급한다. 특히, 터치 센싱 장치(30)는 현재 검출된 터치 포인트 좌표를 필터링하여 현재 검출된 터치 포인트의 모션 벡터의 크기 및 방향에 따라 터치 고정 상태에서의 지터 유무 상태와, 터치 이동 상태를 판별하고, 터치 고정 상태에서 지터로 판단될 때 터치 포인트가 움직이지 않도록 이전 터치 포인트 좌표로 고정시킴으로써 지터 성분을 제거한다.
구체적으로, 터치 센싱 장치(30)는 현재 검출된 터치 포인트 좌표와 이전 프레임의 터치 포인트 좌표를 이용하여 모션 벡터를 검출하고, 검출된 모션 벡터의 크기 및 방향에 따라 클릭과 같이 터치 영역이 고정되는 터치 고정 상태와, 드래그와 같이 터치 영역이 일정 범위 이상으로 일정 방향을 따라 이동하는 터치 이동 상태를 판별한다. 터치 센싱 장치(30)는 이전 터치 포인트 좌표를 기준으로 미리 설정된 일정 범위의 캔슬 마스크 영역을 설정하고, 현재 검출된 터치 포인트 좌표와 이전 터치 포인트 좌표를 이용하여 모션 벡터를 검출한다. 터치 센싱 장치(30)는 현재 검출된 터치 포인트 좌표가 이전 터치 포인트 좌표를 기준으로 설정된 캔슬 마스크 영역 내에서 모션 벡터의 방향이 일정하지 않으면 터치 고정 상태에서의 지터로 판단하고 현재 검출된 터치 포인트 좌표 대신 이전 터치 포인트 좌표를 최종 터치 포인트로 결정하여 출력함으로써 사용자가 의도하지 않은 터치 포인트의 움직임으로 인한 지터 성분을 제거한다. 터치 센싱 장치(30)는 현재 검출된 터치 포인트 좌표가 캔슬 마스크 영역의 일정 범위 이상으로 일정 방향을 따라 움직인 경우 터치 이동 상태로 판단하고, 현재 검출된 터치 포인트 좌표를 최종 터치 포인트 좌표로 결정하여 출력한다. 또한, 터치 센싱 장치(30)는 이전 프레임이 터치 이동 상태인 경우 현재 검출된 터치 포인트 좌표에 대한 지터 유무 판단없이 최종 좌표로 결정하여 출력함으로써 터치 이동 상태에서 지터 유무 판단으로 인하여 터치 센싱 속도가 저하되는 것을 방지할 수 있다. 터치 센싱 장치(30)는 처음 터치인 경우 현재 검출된 터치 포인트 좌표를 최종 터치 포인트 좌표로 결정하여 출력한다.
호스트 컴퓨터(50)는 영상 데이터 및 다수의 동기 신호를 타이밍 컨트롤러(18)로 공급하고, 터치 센싱 장치(30)로부터 입력된 터치 포인트 좌표를 분석하여 사용자의 터치 동작에 대응하는 명령을 수행한다.
도 3은 도 1에 도시된 터치 센싱 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3에서 터치 센서(20)와 접속된 터치 센싱 장치(30)는 리드아웃 회로(32) 및 터치 센서 구동부(34)와 신호 프로세서인 MCU(MicroController Unit; 40)를 구비한다.
터치 센서 구동부(34)는 MCU(40)의 제어에 응답하여 터치 센서(20)의 로우 라인(R1~Rn; 도 2)에 라인 순차적으로 구동 펄스를 공급한다.
리드아웃 회로(32)는 터치 센서(20)의 로우 라인(R1~Rn)에 구동 펄스가 공급될 때마다 컬럼 라인(C1~Cm; 도 2)으로부터 출력되는 리드아웃 신호를 이용하여 터치 화소별로 센싱 데이터를 검출한다. 이를 위하여, 리드아웃 회로(32)는 센싱부(증폭기) 및 아날로그-디지털 컨버터(Analog-to-Digital Converter; ADC) 등을 구비한다. 센싱부인 증폭기는 터치 센서(20)로부터의 리드아웃 신호를 미리 설정된 기준 전압과 비교하고 그 기준 전압 이상의 전압을 증폭하여 센싱 신호로 출력한다. ADC는 센싱부로부터의 아날로그 센싱 신호를 디지털 센싱 데이터로 변환하여 MCU(40)로 출력한다.
신호 프로세서인 MCU(40)는 리드아웃 회로(32)로부터의 센싱 데이터를 이용하여 터치 화소별로 터치 여부를 판단하여 터치 영역을 검출하고, 검출된 터치 영역에 대한 터치 포인트 좌표를 검출하여 호스트 컴퓨터(50)로 공급한다. 이를 위하여, MCU(40)는 터치 판단부(42), 좌표 산출부(44), 지터 제거부(46)를 구비한다.
터치 판단부(42)는 리드아웃 회로(32)로부터의 센싱 데이터를 이용하여 터치 화소별로 터치 여부를 판단하여 터치 영역을 검출한다. 터치 판단부(42)는 리드아웃 회로(32)로부터의 현재 프레임의 센싱 데이터를 기준 프레임과 비교하여 터치 화소별로 터치 유무를 나타내는 이진 데이터 프레임을 생성한다. 터치 판단부(42)는 터치가 있는 인접한 터치 화소들의 데이터를 터치 영역으로 그룹핑하고, 각 터치 영역을 검출한다.
좌표 산출부(44)는 터치 판단부(42)로부터 검출된 각 터치 영역에서 각 터치 영역을 대표하는 터치 포인트 좌표를 산출하여 출력한다. 좌표 산출부(42)는 각 터치 영역내에서 센싱 데이터의 피크치 위치를 찾고 그 피크치 위치를 터치 포인트 좌표로 검출하여 출력한다. 또한, 좌표 산출부(42)는 각 터치 영역에서 사용자가 선호하는 터치 영역의 상단부 위치를 검출하여 추가적인 터치 포인트 좌표를 1개 더 출력할 수 있다.
지터 제거부(46)는 좌표 산출부(44)로부터의 현재 검출된 터치 포인트 좌표를 필터링하여 지터 성분이 제거된 최종 터치 포인트 좌표를 결정하여 출력한다. 지터 제거부(46)는 현재 검출된 터치 포인트 좌표의 모션 벡터의 크기 및 방향에 따라 터치 고정 상태에서의 지터 유무 상태와, 터치 이동 상태를 판별한다. 지터 제거부(46)는 터치 고정 상태에서 지터로 판단되면 현재 검출된 터치 포인트 좌표 대신 이전 터치 포인트 좌표를 최종 좌표로 결정하여 출력함으로써 지터 성분을 제거하고, 터치 고정 상태에서 지터가 아닌 경우 판단되거나 터치 이동 상태로 판단되면 현재 검출된 터치 포인트 좌표를 최종 좌표료 결정하여 출력한다.
구체적으로, 지터 제거부(46)는 클릭과 같이 터치 영역이 고정되는 터치 고정 상태와, 드래그와 같이 터치 영역이 일정 범위 이상으로 이동하는 터치 이동 상태를 판별한다. 지터 제거부(46)는 도 4에 도시된 바와 같이 이전 터치 포인트 좌표(P1)를 기준으로 일정 범위의 캔슬 마스크 영역을 설정하고, 현재 검출된 터치 포인트 좌표(P2 또는 P3)와 이전 터치 포인트 좌표(P1)를 이용하여 모션 벡터를 검출한다. 캔슬 마스크 영역은 원형, 타원형 또는 사각형 등과 같이 다양한 모양으로 설계자에 의해 일정 범위를 갖도록 미리 설정되며, 예를 들면 캔슬 마스크 영역은 표시 장치의 화소수 10*10 정도의 크기를 포함하도록 설정될 수 있다. 지터 제거부(46)는 모션 벡터의 크기 및 방향에 따라 터치 고정 상태에서의 지터 유무 상태와, 터치 이동 상태를 판단한다.
지터 제거부(46)는 현재 검출된 모션 벡터와 캔슬 마스크 영역의 크기를 비교하여 현재 검출된 터치 포인트 좌표(P2 또는 P3)가 캔슬 마스크 영역내에 위치하는지 여부를 판단함과 아울러 일정 프레임동안의 모션 벡터의 방향을 비교하여 일정 프레임동안 모션 벡터의 방향이 동일한지 여부를 판단하여, 터치 고정 상태에서의 지터 유무와, 터치 이동 상태를 판별하여 최종 좌표를 결정한다.
지터 제거부(46)는 현재 검출된 터치 포인트 좌표(P2)가 이전 터치 포인트 좌표를 기준으로 설정된 캔슬 마스크 영역 내에 위치함과 아울러 모션 벡터의 방향이 이전 프레임의 모션 벡터의 방향과 다른 경우, 현재 검출된 터치 포인트 좌표(P2)를 터치 고정 상태에서의 지터 성분으로 판단하고, 현재 검출된 터치 포인트 좌표(P2) 대신 이전 터치 포인트 좌표(P1)를 최종 좌표로 결정하여 출력한다.
지터 제거부(46)는 현재 검출된 터치 포인트 좌표(P3)가 캔슬 마스크 영역의 일정 범위 이상으로 움직이면서 모션 벡터의 방향이 일정 프레임동안 동일한 경우 터치 이동 상태로 판단하고, 현재 검출된 터치 포인트 좌표를 최종 좌표로 결정하여 출력한다.
지터 제거부(46)는 이전 프레임이 터치 이동 상태인 경우 현재 검출된 터치 포인트 좌표에 대한 지터 유무 판단없이 최종 좌표로 결정하여 출력함으로써 터치 이동 상태에서 지터 유무 판단으로 인하여 터치 센싱 속도가 저하되는 것을 방지할 수 있다.
지터 제거부(46)는 처음 터치인 경우 현재 검출된 터치 포인트 좌표를 최종 좌표로 결정하여 출력한다.
도 5를 참조하면, 터치 고정 상태에서 지터가 제거되기 이전에는 동일 터치 영역내에서 터치 포인트가 사용자의 의도와 상관없이 흔들리는 문제점이 발생하였으나, 본 발명에서 터치 고정 상태에서 지터 성분을 제거한 이후에는 동일 터치 영역내에서 터치 포인트가 고정됨으로써 터치 오동작을 방지할 수 있음을 알 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 터치 센싱 방법 중 지터 제거 방법을 단계적으로 나타낸 흐름도이고, 도 3에 도시된 MCU(40)의 지터 제거부(46)에 의해 수행된다.
단계 2(S2)에서 지터 제거부(46)는 현재 검출된 터치 포인트 좌표가 이전 터치가 없는 퍼스트 터치인지를 판단하고, 퍼스트 터치인 경우(퍼스트 터치 파라미터가 YES인 경우) 단계 4(S4)로 진행하고, 퍼스트 터치가 아닌 경우(퍼스트 터치 파라미터가 NO인 경우) 단계 6(S6)으로 진행한다.
상기 단계 2(S2)에서 퍼스트 터치인 경우, 단계 4(S4)에서 지터 제거부(46)는 필요 파라미터들을 설정함과 아울러 현재 검출된 터치 포인트 좌표를 최종 좌표로 결정한다.
상기 단계 2(S2)에서 퍼스트 터치가 아닌 경우(퍼스트 터치 파라미터가 NO인 경우), 단계 S(S6)에서 지터 제거부(46)는 이전 단계에서 설정된 터치 상태 파라미터(Touch state)가 터치 고정 상태(Touch state = YES)인지 여부를 판단한다. 퍼스트 터치가 아니면서 이전 프레임의 터치 상태 파라미터(Touch state)가 터치 고정 상태(Touch state = YES)로 설정된 경우, 터치 고정 상태로 판단하고 다음 단계 8(S8)로 진행한다.
반면에, 퍼스트 터치가 아니면서 이전 프레임의 터치 상태 파라미터(Touch state)가 터치 이동 상태(Touch state = NO)로 설정된 경우, 터치 이동 상태가 지속되는 경우로 판단하고 다음 단계 10(S10)으로 진행하여, 지터 유무 판단없이 단계 10(S10)에서 현재 검출된 터치 포인트 좌표를 최종 좌표로 결정하고, 단계 12(S12)에서 결정된 최종 좌표를 출력한다.
상기 단계 6(S6)에서 이전 단계에서의 터치 상태 파라미터가 터치 고정 상태인 경우, 단계 8(S8)에서 지터 제거부(46)는 모션 벡터의 크기 및 방향에 따라 터치 고정 상태에서의 지터 유무 상태와, 터치 이동 상태를 판별한다. 지터 제거부(46)는 도 4와 같이 이전 터치 포인트 좌표(P1)를 기준으로 일정 범위의 캔슬 마스크 영역을 설정하고, 현재 검출된 터치 포인트 좌표(P2 또는 P3)와 이전 터치 포인트 좌표(P1)를 이용하여 모션 벡터를 검출한다. 캔슬 마스크 영역은 원형, 타원형 또는 사각형 등과 같이 다양한 모양으로 설계자에 의해 일정 범위를 갖도록 미리 설정되며, 예를 들면 캔슬 마스크 영역은 표시 장치의 화소수 10*10 정도의 크기를 포함하도록 설정될 수 있다. 지터 제거부(46)는 현재 검출된 모션 벡터와 캔슬 마스크 영역의 크기를 비교하여 현재 검출된 터치 포인트 좌표(P2 또는 P3)가 캔슬 마스크 영역내에 위치하는지 여부를 판단함과 아울러 일정 프레임동안의 모션 벡터의 방향을 비교하여 일정 프레임동안 모션 벡터의 방향이 동일한지 여부를 판단한다.
지터 제거부(46)는 현재 검출된 터치 포인트 좌표(P2)가 이전 터치 포인트 좌표를 기준으로 설정된 캔슬 마스크 영역 내에 위치함과 아울러 모션 벡터의 방향이 이전 프레임의 모션 벡터의 방향과 다른 경우, 현재 검출된 터치 포인트 좌표(P2)를 터치 고정 상태에서의 지터 성분으로 판단하고, 단계 12(S12)로 진행하여 현재 검출된 터치 포인트 좌표(P2) 대신 이전 터치 포인트 좌표(P1)를 최종 좌표로 출력한다.
반면에, 지터 제거부(46)는 현재 검출된 터치 포인트 좌표(P3)가 캔슬 마스크 영역의 일정 범위 이상으로 움직이면서 모션 벡터의 방향이 일정 프레임동안 동일한 경우 터치 이동 상태로 판단하고, 단계 10(S10)으로 진행하여 현재 검출된 터치 포인트 좌표를 최종 좌표로 결정하고, 단계 12(S12)에서 결정된 최종 좌표를 출력한다. 단계 10(S10)에서 지터 제거부(46)는 터치 상태 파라미터(Touch state)를 터치 이동 상태(Touch state =NO)로 설정한다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 터치 센싱 방법 및 장치는 검출된 터치 포인트가 이전 터치 포인트를 기준으로 설정된 캔슬 마스크 영역 내에서 움직임 방향이 일정하지 않으면 터치 고정 상태에서 사용자의 의도된 움직임이 아닌 지터로 판단하여 터치 포인트를 이전 터치 포인트로 고정시킴으로써 사용자가 의도하지 않은 지터를 제거할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 터치 센싱 방법 및 장치는 드래그와 같은 터치 이동이 연속되는 상태에서는 지터 유무를 판단하지 않음으로써 터치 센싱 속도를 향상시킬 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 사용자에게 자연스러운 유저 인터페이스 환경을 제공할 수 있음과 아울러 드래그와 클릭을 더욱 효과적으로 판단하여 터치 센싱 성능을 향상시킬 수 있다.
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 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
10: 표시 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: 터치 센싱 장치 32: 리드아웃 회로
34: 터치 센서 구동부 40: MCU
42: 터치 판단부 44: 좌표 산출부
46: 지터 제거부 50: 호스트 컴퓨터

Claims (12)

  1. 현재 터치 포인트 좌표가 이전 터치 포인트 좌표를 기준으로 설정된 캔슬 마스크 영역내에 위치하는지 여부와 일정 프레임동안 터치 포인트 좌표의 움직임 방향이 일정한지 여부를 판단하는 제1 단계와;
    상기 제1 단계에서 상기 현재 터치 포인트 좌표가 상기 캔슬 마스크 영역내에 위치하고, 상기 터치 포인트 좌표의 움직임 방향이 일정하지 않을 때, 상기 현재 터치 포인트 좌표를 터치 고정 상태의 지터 성분으로 판단하고, 상기 이전 터치 포인트 좌표를 현재 최종 좌표로 출력하여 상기 지터 성분을 제거하는 제2 단계와;
    상기 제1 단계에서 상기 현재 터치 포인트 좌표가 상기 캔슬 마스크 영역 이외에 위치하고, 상기 터치 포인트 좌표의 움직임 방향이 일정할 때, 터치 이동 상태로 판단하고, 상기 현재 터치 포인트 좌표를 상기 현재 최종 좌표로 결정하여 출력하는 제3 단계를 포함하는 터치 센싱 방법.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 단계 이전에
    상기 현재 터치 포인트 좌표가 퍼스트 터치이면, 상기 현재 터치 포인트 좌표를 상기 현재 최종 좌표로 결정하여 출력하고,
    상기 현재 터치 포인트 좌표가 상기 퍼스트 터치가 아니면서, 이전 터치 상태가 상기 터치 고정 상태이면, 상기 제1 단계로 진행하고,
    상기 현재 터치 포인트 좌표가 상기 퍼스트 터치가 아니면서, 상기 이전 터치 상태가 상기 터치 이동 상태이면, 상기 현재 터치 포인트 좌표를 상기 현재 최종 좌표로 결정하여 출력하는 터치 센싱 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 단계는 상기 현재 터치 포인트 좌표와 상기 이전 터치 포인트 좌표를 이용하여 현재 프레임의 모션 벡터를 검출함과 아울러 상기 캔슬 마스크 영역을 설정하는 단계와;
    상기 모션 벡터와 상기 캔슬 마스크 영역을 비교하여 상기 현재 터치 포인트 좌표가 상기 캔슬 마스크 영역내에 위치하는지 여부를 판단하는 단계와;
    상기 모션 벡터를 이전의 다수 프레임동안의 모션 벡터와 비교하여 상기 현재 터치 포인트 좌표의 움직임 방향이 일정한지 여부를 판단하는 단계를 포함하는 터치 센싱 방법.
  8. 각 터치 영역을 대표하는 터치 포인트 좌표를 검출하는 좌표 산출부와,
    상기 좌표 산출부로부터 공급받은 현재 터치 포인트 좌표가 이전 터치 포인트 좌표를 기준으로 설정된 캔슬 마스크 영역내에 위치하는지 여부와 일정 프레임동안 터치 포인트 좌표의 움직임 방향이 일정한지 여부를 판단하고, 상기 현재 터치 포인트 좌표가 상기 캔슬 마스크 영역내에 위치하고, 상기 터치 포인트 좌표의 움직임 방향이 일정하지 않을 때, 상기 현재 터치 포인트 좌표를 터치 고정 상태의 지터 성분으로 판단하고, 상기 이전 터치 포인트 좌표를 현재 최종 좌표로 출력하여 상기 지터 성분을 제거하고, 상기 현재 터치 포인트 좌표가 상기 캔슬 마스크 영역 이외에 위치하고, 상기 터치 포인트 좌표의 움직임 방향이 일정할 때, 터치 이동 상태로 판단하고, 상기 현재 터치 포인트 좌표를 상기 현재 최종 좌표로 결정하여 출력하는 지터 제거부를 구비하는 터치 센싱 장치.
  9. 삭제
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 지터 제거부는
    상기 현재 터치 포인트 좌표가 퍼스트 터치일 때 상기 현재 터치 포인트 좌표를 상기 현재 최종 좌표로 결정하고, 터치 상태를 상기 터치 고정 상태로 설정하는 터치 센싱 장치.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 지터 제거부는
    이전 터치 상태가 상기 터치 이동 상태일 때, 상기 지터 성분의 판단없이 상기 현재 터치 포인트 좌표를 상기 현재 최종 좌표로 결정하여 출력하는 터치 센싱 장치.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 지터 제거부는
    상기 현재 터치 포인트 좌표와 상기 이전 터치 포인트 좌표를 이용하여 현재 프레임의 모션 벡터를 검출함과 아울러 상기 캔슬 마스크 영역을 설정하고;
    상기 모션 벡터와 상기 캔슬 마스크 영역을 비교하여 상기 현재 터치 포인트 좌표가 상기 캔슬 마스크 영역내에 위치하는지 여부를 판단하고;
    상기 모션 벡터를 이전의 다수 프레임 동안의 모션 벡터와 비교하여 상기 현재 터치 포인트 좌표의 움직임 방향이 일정한지 여부를 판단하는 터치 센싱 장치.
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