KR20130078937A - 터치 스크린 및 터치 스크린의 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 터치 스크린 및 터치 스크린의 제어 방법에 관한 것이다.
본 발명에서, 터치 스크린은 근접 터치를 감지하기 위한 모드와 접촉 터치를 감지하기 위한 모드를 주기적으로 스위칭하면서 각 모드 별로 정전용량 패턴을 획득한다. 또한, 각 모드 별로 획득한 정전용량 패턴을 분석함으로써 수신되는 터치 입력을 근접 터치 입력 또는 접촉 터치 입력으로 구분한다.

Description

터치 스크린 및 터치 스크린의 제어 방법{Touch Screen and controlling method thereof}
본 발명은 터치 스크린 및 터치 스크린의 제어 방법에 관한 것이다.
최근 별도의 입력 장치 없이 표시면에서의 터치조작을 통해 신호를 입력하기 위한 터치 스크린(touch screen)이 널리 사용되고 있다. 이러한 터치 스크린은, 액정 표시 장치(LCD, Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), EL(Electro Luminescence), CRT(Cathode Ray Tube) 등의 표시장치의 표시면과 터치 감지가 가능한 터치 패널을 결합하여 사용자가 표시장치를 보면서 원하는 정보를 입력하는 것이 가능하도록 지원한다.
이러한, 터치 스크린은 터치를 감지하는 방법에 따라 저항형(resistive type), 정전 용량형(capacitive type), 적외선 센서형 또는 광 센서형 등으로 구분할 수 있다.
정전 용량형 터치스크린의 경우에는 포인터의 근접에 따른 전계의 변화로 포인터의 근접을 검출할 수 있다. 즉, 정전 용량형 터치 스크린을 사용하는 경우, 비접촉에 의한 터치 입력을 감지하는 것이 가능하다. 정전 용량향 터치 스크린에서 비접촉에 의한 터치 입력을 감지할 수 있는 거리는 센서에 공급되는 전압이 높을수록 또는 센서의 패턴 면적이 넓을수록 증가한다.
한편, 비접촉에 의한 터치 입력을 감지하는 감도를 높이기 위해 센서에 공급되는 전압을 지속적으로 높게 공급하는 것은 전력 소비량을 증가시키는 결과를 초래하며, 센서의 패턴 면적을 증가시키는 방법 또한 접촉에 의한 터치 입력 감지 시의 해상도가 낮아지는 원인이 될 수 있다.
따라서, 비접촉에 의한 터치 입력뿐만 아니라 접촉에 의한 터치 입력 또한 효과적으로 감지하기 위해 터치 스크린의 구조적인 부분 및/또는 소프트웨어적인 부분을 개량하는 것이 필요하다.
본 발명의 과제는, 접촉 터치 입력뿐만 아니라 근접 터치 입력 또한 효과적으로 감지하는 터치 스크린 및 터치 스크린의 제어 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 양상에 따른 터치 스크린은, 터치 감지를 위한 복수의 터치 센서를 구비하며, 근접 터치를 감지하기 위한 제1 모드 또는 접촉 터치를 감지하기 위한 제2 모드로 동작하는 터치부; 및 상기 제1 모드 및 상기 제2 모드를 주기적으로 스위칭하도록 상기 터치부를 제어하며, 상기 제1 모드 및 상기 제2 모드 각각에 대응하여 상기 복수의 터치 센서를 통해 획득한 정전용량 패턴에 기반하여, 상기 터치부를 통해 수신되는 터치 입력을 상기 근접 터치에 의한 터치 입력 또는 상기 접촉 터치에 의한 터치 입력으로 선택하는 제어부를 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 양상에 따른 터치 스크린은, 터치 감지를 위한 복수의 터치 센서를 구비하며, 근접 터치를 감지하기 위한 제1 모드 또는 접촉 터치를 감지하기 위한 제2 모드로 동작하는 터치부; 및 상기 복수의 터치 센서를 통해 획득되는 정전용량 패턴에 기반하여 상기 터치부의 상기 제1 모드 및 상기 제2 모드간 스위칭을 제어하며, 상기 정전용량 패턴에 기반하여 상기 터치부를 통해 수신되는 터치 입력의 터치 위치를 획득하는 제어부를 포함한다.
또한, 본 발명의 일 양상에 따른 터치 스크린의 제어 방법은, 복수의 터치 센서를 근접 터치 감지를 위한 제1 모드로 구동시키는 단계; 상기 복수의 터치 센서를 접촉 터치 감지를 위한 제2 모드로 구동시키는 단계; 상기 제2 모드로 구동시키는 단계 및 상기 제2 모드로 구동시키는 단계를 반복해서 수행하는 단계; 및 상기 제1 모드 및 상기 제2 모드 각각에 대응하여 획득한 정전용량 패턴에 기반하여, 상기 복수의 터치 센서를 통해 수신되는 터치 입력을 상기 근접 터치에 의한 터치 입력 또는 상기 접촉 터치에 의한 터치 입력으로 선택하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 터치 스크린은 터치 센서를 이용하여 근접 터치와 접촉 터치를 모두 감지하는 것이 가능하며, 접촉 터치에 대한 터치 해상도를 유지하면서 근접 터치 감지를 위한 터치 감도를 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예들과 관련된 터치 스크린을 도시한 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예들과 관련된 터치부의 단면도의 일 예를 도시한 것이다.
도 3 및 도 4는 각각 접촉 터치를 감지하기 위한 접촉 터치 모드 및 근접 터치를 감지하기 위한 근접 터치 모드에서의 터치 스크린의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 5는 터치 스크린의 구동 전압 파형의 일 예를 도시한 것이다.
도 6은 접촉 터치와 근접 터치 각각에 대한 정전용량 변화를 설명하기 위한 도면으로서, 접촉 터치와 근접 터치 각각에 대한 정전용량의 분포도를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 터치 스크린(100)의 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 터치 스크린(100)의 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
본 발명의 상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련된 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해질 것이다. 다만, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예들을 가질 수 있는 바, 이하에서는 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 이를 상세히 설명하고자 한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 원칙적으로 동일한 구성요소들을 나타낸다. 또한, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 일, 일 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "접속되어" 있다거나 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 접속되어 있거나 또는 연결되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 접속되어" 있다거나 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예들과 관련된 터치 스크린을 도시한 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, 터치 스크린(100)은 터치부(110), 디스플레이부(120), 메모리부(130), 제어부(140) 등을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 터치 스크린으로 구현될 수도 있다.
본 문서에서는 터치 스크린(100)은 정전 용량형으로 구현된다.
정전 용량형 터치스크린은, 표시면에 대한 포인터의 근접에 따른 전계의 변화로 포인터의 근접을 검출하도록 구성된다.
이하에서는 설명의 편의를 위해, 터치스크린(100)위 표시면상에 포인터가 접촉되지 않으면서 근접되어 상기 포인터가 상기 터치스크린(100) 상에 위치함이 인식되도록 하는 행위를 "근접 터치(proximity touch)"라고 칭하고, 상기 터치스크린(100) 상에 포인터가 실제로 접촉되는 행위를 "접촉 터치(contact touch)"라고 칭한다. 상기 터치스크린(100) 상에서 포인터로 근접 터치가 되는 위치라 함은, 상기 포인터가 근접 터치될 때 상기 포인터가 상기 터치스크린에 대해 수직으로 대응되는 위치를 의미한다.
터치부(110)는 터치 스크린(100)의 표시면에 대한 접촉 터치 또는 근접 터치를 인식하고, 터치 위치에 따른 전기 신호를 출력한다. 터치부(110)는 접촉 터치 또는 근접 터치를 감지하기 위한 복수의 터치 센서를 구비한다.
정전 용량형 터치 스크린(100)에서, 터치부(110)는 터치 스크린(100)의 표시면 상에 도전체가 근접함에 따라 발생하는 정전용량의 변화에 기반하여 터치 위치를 감지할 수 있다.
디스플레이부(120)은 터치 패널(110)의 하측에 마련되며, 터치 스크린(100)의 화상이 형성된다. 터치 패널(110)을 통하여 입력되는 전기적 정보는 다양한 유형의 화상이 디스플레이 패널(120)에 형성되도록 한다.
메모리부(130)는 제어부(140)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들(화상 데이터 등)을 임시 저장할 수도 있다.
제어부(140)는 터치 스크린(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어부(140)는 접촉 터치 또는 근접 터치를 감지하도록 상기 터치 패널(110)을 제어하고, 화상이 형성되도록 디스플레이 패널(120)을 제어할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예들과 관련된 터치부의 단면도의 일 예를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 터치부(110)는 복수의 터치 센서(111, 112)를 포함할 수 있다. 각 터치 센서(111, 112)는 캐패서터(capacitor)에 연결되어, 캐패시터의 정전량 변화에 기반하여 터치를 감지한다.
한편, 제1 터치 센서(111) 및 제2 터치 센서(112)는 각각 X축 센서(또는 Rx 센서) 및 Y축 센서(Tx 센서), 또는 Y축 센서(Tx 센서) 및 X축 센서(또는 Rx 센서)일 수 있다.
본 발명의 실시 예들에 따르면, 접촉 터치뿐만 아니라 근접 터치 또한 감지하기 위해, 제1 센서(111)와 제2 센서(112)가 동일 비율로 구성될 필요가 있다.
정전 용량형 터치 스크린의 경우, 동작 방식에 따라서 셀프 정전용량(self-capacitance) 방식과, 뮤추얼 정전용량(mutual-capacitance) 방식으로 구분될 수 있다.
셀프 정전용량 방식은, 기본 화소마다 한 개의 터치 센서를 사용하여 정전용량의 변화를 감지하여 터치 인식을 수행하는 방식이다.
뮤추얼 정전용량 방식은, 송신과 수신을 담당하는 두 터치 센서 간에 전계가 형성되고, 도전체가 근접함에 따라 두 터치 센서 사이의 전계를 방해함으로써 발생하는 정전용량의 변화를 감지하는 방식이다.
뮤추얼 정전용량 방식을 사용할 경우, 제1 터치 센서(111) 및 제2 터치 센서(112) 중 어느 하나는 구동(driving)용 Tx 센서로 동작하고, 나머지 하나는 센싱(sensing)용 Rx 센서로 동작하게 된다.
본 문서에서, 터치 스크린(100)은 접촉 터치를 감지하기 위한 터치 모드에서는 뮤추얼 정전용량 방식을 사용하여 터치 인식을 수행하고, 근접 터치를 감지하기 위한 근접 터치 모드에서는 셀프 정전용량 방식을 사용하여 터치 인식을 수행한다.
아래에서는 설명의 편의를 위해 접촉 터치를 감지하기 위한 터치 모드를 '접촉 터치 모드'라 명명하여 사용하고, 근접 터치를 감지하기 위한 터치 모드를 '근접 터치 모드'라 명명하여 사용한다.
도 3 및 도 4는 각각 접촉 터치를 감지하기 위한 접촉 터치 모드 및 근접 터치를 감지하기 위한 근접 터치 모드에서의 터치 스크린의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 3을 참조하면, 제어부(140)는 접촉 터치 모드로 진입하면, 제1 터치 센서(111)가 구동(driving)용 Tx 센서로 동작하고, 제2 터치 센서(112)가 센싱(sensing)용 Rx 센서로 동작하는 뮤추얼 모드로 동작하도록 터치부(110)를 제어한다.
이에 따라, 터치부(110)는 Tx 센서(111)를 채널 별로 순차적으로 구동하면서, Rx 센서(112)들을 센싱함으로써, 터치 위치를 감지한다.
도 4를 참조하면, 제어부(140)는 근접 터치 모드에 진입하면, 적어도 두 개의 터치 센서를 그룹핑함으로써, 터치 센서들을 적어도 하나의 그룹(G1, G2)으로 그룹핑한다. 또한, 각 센서 그룹 별로 순차적으로 구동 및 센싱을 수행함으로써, 터치 위치를 감지한다.
한편, 도 4는 터치 센서들을 그룹핑하는 일 예를 도시한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않음을 분명히 밝혀둔다. 본 발명에 따르면, 근접 터치 모드에서 터치 센서들은 다양한 방법으로 그룹핑될 수 있다.
또한, 본 문서에서 각 센서 그룹에 포함되는 터치 센서의 개수는 제품 사양, 실행 중인 어플리케이션 등을 토대로 결정될 수 있다.
예를 들어, 제어부(140)는 단순히 근접 터치 여부만을 감지할 필요가 있는 경우, 전체 터치 센서들을 하나의 그룹으로 그룹핑하거나, 그룹핑되는 터치 센서들의 개수를 많게 설정함으로써, 터치 감도를 증가시킬 수 있다. 여기서, 터치 감도는 근접 터치가 감지되는 거리를 나타내며, 근접 터치를 감지할 수 있는 거리가 표시면으로부터 멀어질수록 터치 감도가 높다고 할 수 있다. 터치 감도는 각 터치 센서로 전달되는 구동 전압이 높거나, 한 번에 구동되는 터치 센서들의 개수가 많을수록 증가한다. 즉, 하나의 그룹으로 그룹핑되는 터치 센서들의 개수가 많을수록 터치 감도가 증가하게 된다.
또한, 예를 들어, 제어부(140)는 근접 터치 해상도를 높일 필요가 있는 경우, 그룹핑되는 터치 센서들의 개수를 적게 설정할 수도 있다. 여기서, 터치 해상도는 터치 좌표의 정확성을 토대로 획득되며, 터치 좌표를 정확하게 획득하는 것이 가능할수록 터치 해상도가 높다고 할 수 있다.
또한, 예를 들어, 제어부(140)는 터치가 감지되는 거리에 따라 근접 터치 해상도를 점차적으로 늘릴 수 있다. 즉, 초기에는 터치 감도를 증가시키기 위해 그룹핑되는 터치센서의 개수를 많게 설정하고, 포인터가 표시면에 근접할수록 터치 해상도를 높이기 위해 그룹핑되는 터치 센서들의 개수를 점차적으로 줄일 수 있다.
이하, 필요한 도면들을 참조하여 본 발명의 제1 실시 예에 따른 터치 스크린(100)의 제어 방법 및 이를 수행하는 터치 스크린(100)의 동작에 대하여 상세하게 설명한다.
본 문서에서 개시되는 제1 실시 예는 전술한 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 터치 스크린(100)에서 구현된다.
아래에서는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 터치 스크린(100)의 제어 방법을 수행하는 터치 스크린(100)의 각 구성요소에 대해 좀 더 상세하게 설명한다.
본 발명의 제1 실시 예에 따르면, 상기 터치부(110)는 제어부(140)의 제어에 기반하여 근접 터치 모드 또는 접촉 터치 모드로 동작한다.
터치부(110)는 근접 터치 모드에서 터치 센서로 제공되는 구동 전압과 접촉 터치 모드에서 터치 센서로 제공되는 구동 전압을 서로 다르게 제어한다. 즉, 근접 터치 모드에서는 터치 감도 향상을 위해 터치 센서로 제공되는 구동 전압을 접촉 터치 모드에서의 구동 전압보다 높게 제어한다.
도 5는 터치 스크린의 구동 전압 파형의 일 예를 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 터치부(110)는 근접 터치 모드로 동작하는 경우, 구동 전압을 계단식으로 공급할 수 있다. 즉, 몇 단계에 걸쳐 점차적으로 구동 전압을 증가시켜 마지막 단계에서 최고 구동 전압(Vh)에 이르도록 한다.
구동 전압을 계단식으로 점차 증가시킬 경우, 근접 터치를 감지하는 감지 거리 또한 점차적으로 증가하게 된다. 따라서, 처음부터 높은 구동 전압을 제공하는 방법에 비해 전류 소모는 줄이면서도 근접 터치 감도가 떨어지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 각 단계 별로 감지 가능한 거리의 산출이 가능하여, 어느 단계의 구동 전압에서 근접 터치가 감지되었는지를 토대로 근접 터치의 깊이를 산출할 수도 있다.
예를 들어, 제1 구동 전압 단계에서는 감지되지 않았으나, 제2 구동 전압 단계에서는 감지되는 경우, 근접 터치의 깊이는 제1 구동 전압에 대응하는 감지 거리와 제1 구동 전압에 대응하는 감지 거리 내에 포함될 수 있다.
한편, 도 5에서는 근접 터치 모드로 동작하는 경우, 각 터치 센서로 제공되는 구동 전압이 계단식으로 증가하는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않음을 분명히 밝혀둔다.
본 발명에 따르면, 근접 터치 모드에서의 구동 전압은, 계단식으로 점차적으로 감소하도록 구현될 수도 있다. 또한, 소정의 고전압이 지속적으로 제공되는 형태로 구현될 수도 있다.
다시, 도 5를 보면, 터치부(110)는 접촉 터치 모드로 동작하는 경우, 각 터치 센서로 소정의 저전압(Vl)을 지속적으로 구동 전압으로 제공한다.
본 발명의 제1 실시 예에 따르면, 상기 제어부(140)는 근접 터치 입력과 접촉 터치 입력을 모두 사용하는 모드로 동작하면, 근접 터치 모드와 접촉 터치 모드를 번갈아 가면서 수행하도록 터치부(110)를 제어한다.
또한, 터치부(110)를 통해 근접 터치 모드에서의 정전용량 패턴 및 접촉 터치 모드에서의 정전용량 패턴을 지속적으로 획득하고, 획득한 정전용량 패턴들을 분석하여 근접 터치 또는 접촉 터치를 감지한다.
정전용량 패턴은, 각 터치 센서에 의해 감지되는 정전용량의 분포도를 나타내며, 각 터치 센서 별로 감지되는 정전용량 크기, 기 설정된 임계치를 넘어서는 정전용량이 감지된 영역의 크기 및 모양, 정전용량 분포곡선의 기울기 등을 포함할 수 있다.
근접 터치를 감지하는 경우의 정전용량 패턴과 접촉 터치를 감지하는 경우의 정전용량 패턴은 도 6에 도시된 바와 같이 서로 다르게 나타날 수 있다.
도 6은 접촉 터치와 근접 터치 각각에 대한 정전용량 변화를 설명하기 위한 도면으로서, 접촉 터치와 근접 터치 각각에 대한 정전용량의 분포도를 도시한 것이다.
도 6을 참조하면, 터치 스크린(100)의 표시면이 접촉 터치되는 경우, 근접 터치되는 경우에 비해 좁은 영역에 걸쳐서 정전용량의 변화가 크게 나타난다. 이에 따라, 정전 용량이 임계치를 넘어서는 터치 센서 영역의 크기가 작으며, 정전용량의 변화가 가장 크게 나타나는 압력점의 정전용량 크기가 크게 나타난다. 따라서, 좁은 영역에 걸쳐 큰 정전용량 변화를 보이므로, 압력점을 중심으로 그려지는 정전용량 분포곡선의 기울기가 크게 나타난다.
반면에, 근접 터치의 경우, 접촉 터치되는 경우에 비해 넓은 영역에 걸쳐서 정전용량 변화가 작게 발생한다. 이에 따라, 정전 용량이 임계치를 넘어서는 터치 센서 영역이 넓게 분포되며, 정전용량의 변화가 가장 크게 나타나는 압력점에서의 정전용량 크기가 접촉 터치의 경우에 비해 작게 나타난다. 따라서, 넓은 영역에 걸쳐 작은 정전용량 변화를 보이므로, 압력점을 중심으로 그려지는 정전용량의 변화량 곡선의 기울기가 작게 나타난다.
도 6에 도시된 정전용량 특성에 기반하여, 제어부(140)는 접촉 터치 모드 및 근접 터치 모드 각각에서의 정전용량 패턴을 분석하고, 분석 결과를 토대로 수신된 터치 입력이 접촉 터치인지 아니면 근접 터치인지를 판단한다.
도 7은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 터치 스크린(100)의 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 제어부(140)는 터치 입력 수신이 가능한 터치 입력 대기 상태로 진입한다(S101).
터치 입력 대기 상태로 진입하면, 제어부(140)는 현재 상태가 접촉 터치 및 근접 터치를 모두 사용하는 상태인지 확인한다(S102). 즉, 현재 상태가 접촉 터치에 의한 기능 실행과 근접 터치에 의한 기능 실행이 모두 가능한 상태인지를 확인한다.
접촉 터치에 의한 터치 입력과 근접 터치에 의한 터치 입력 사용이 모두 가능한 상태이면, 제어부(140)는 접촉 터치 모드와 근접 터치 모드를 주기적으로 번갈아가면서 수행하도록 터치부(110)를 제어한다(S103).
반면에, 근접 터치 및 접촉 터치 중 어느 하나의 터치 입력만 사용 가능한 경우, 근접 터치 모드 및 접촉 터치 모드 중 어느 하나의 터치 모드로만 동작하도록 터치부(110)를 제어한다(S104).
예를 들어, 접촉 터치 입력만 사용 가능한 상태이면, 제어부(140)는 접촉 터치를 감지하기 위한 접촉 터치 모드로만 동작하도록 터치부(110)를 제어할 수 있다.
터치부(110)는 접촉 터치 모드로 동작하는 경우, 터치 센서들을 뮤추얼 정전용량 방식으로 구동하며, 소정의 저전압을 일정하게 터치 센서의 구동 전압으로 공급한다.
또한, 터치부(110)는 근접 터치 모드로 동작하는 경우, 터치 센서들을 셀프 정전용량 방식으로 구동한다. 또한, 터치부(110)는 근접 터치 감지를 위한 터치 감도를 향상시키기 위해, 터치 센서들을 적어도 하나의 그룹으로 그룹핑하고 터치 센서들을 그룹별로 순차적으로 구동한다. 또한, 소정의 고전압을 일정하게 또는 계단식으로 단계적으로 증가하는 고전압을 터치 센서의 구동 전압으로 제공한다.
다시, 도 7을 보면, 제어부(140)는 터치부(110)를 통해 터치 센서들의 정전용량 패턴을 획득하고, 획득한 정전용량 패턴을 분석하여 터치 감지 여부를 판단한다(S105). 또한, 터치가 감지되면, 제어부(140)는 정전용량 패턴에 기반하여 터치 좌표를 획득한다(S106). 이후, 제어부(140)는 획득한 터치 위치에 기반하여 대응하는 기능을 수행하고, 기능 수행 결과를 토대로 디스플레이부(120)를 통해 표시되는 화면을 제어한다.
상기 S105 단계에서, 제어부(140)는 터치부(110)를 통해 획득되는 정전용량 패턴에 기반하여, 정전용량이 기 설정된 임계치를 넘어서는 터치 센서들을 검출하고, 검출 결과에 기반하여 터치 발생 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 터치 발생 여부를 판단하는 기준이 되는 임계치는 터치 모드 별로 다르게 설정될 수 있다.
예를 들어, 접촉 터치의 경우, 정전용량의 변화가 상대적으로 크게 나타나므로 터치 여부를 판단하기 위한 임계치가 높게 설정되고, 근접 터치의 경우, 정전용량의 변화가 상대적으로 작게 나타나므로 터치 여부를 판단하기 위한 임계치가 낮게 설정될 수 있다.
한편, 상기 S105 단계에서, 제어부(140)는 터치부(110)가 상기 S103 단계에서와 같이 접촉 터치 모드 및 근접 터치 모드로 번갈아가면서 동작하는 경우, 각 터치 모드 별로 정전용량 패턴을 획득할 수 있다. 또한, 각 터치 모드 별로 획득한 정전용량 패턴을 분석함으로써, 터치 모드 별로 터치 감지 여부를 판단할 수 있다.
다시, 도 7을 보면, 상기 S106 단계에서, 제어부(140)는 정전용량 패턴을 분석하여 기 설정된 임계치를 넘어서는 터치 영역과 터치 영역 내 압력점의 위치를 획득하고, 이를 토대로 터치 위치를 획득할 수 있다.
한편, 상기 S106 단계에서, 제어부(140)는 터치부(110)가 상기 S103 단계에서와 같이 근접 터치 모드와 접촉 터치 모드로 번갈아가면서 동작하는 중에, 접촉 터치 모드 및 근접 터치 모드 모두에서 터치가 감지되면, 각 터치 모드 별로 획득한 정전용량 패턴을 분석한다. 또한, 분석 결과에 기반하여 수신된 터치 입력이 근접 터치 및 접촉 터치 중 어디에 해당하는지를 판단하고, 판단 결과를 토대로 대응하는 정전용량 패턴을 분석함으로써 터치 위치를 획득한다.
예를 들어, 터치 입력이 접촉 터치로 판단되면, 접촉 터치 모드에서 획득한 정전용량 패턴을 분석함으로써 터치 위치를 획득할 수 있다.
이하, 필요한 도면들을 참조하여 본 발명의 제2 실시 예에 따른 터치 스크린(100)의 제어 방법 및 이를 수행하는 터치 스크린(100)의 동작에 대하여 상세하게 설명한다.
본 문서에서 개시되는 제2 실시 예는 전술한 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 터치 스크린(100)에서 구현된다.
아래에서는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 터치 스크린(100)의 제어 방법을 수행하는 터치 스크린(100)의 각 구성요소에 대해 좀 더 상세하게 설명한다.
본 발명의 제2 실시 예에 따르면, 상기 터치부(110)는 제어부(140)의 제어에 기반하여 근접 터치 모드 또는 접촉 터치 모드로 동작한다. 근접 터치 모드 및 접촉 터치 모드 각각에서의 터치 센서 구동 방법은, 전술한 본 발명의 제1 실시 예에서 개시한 방법과 동일하게 수행되므로 아래에서는 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 제2 실시 예에 따르면, 상기 제어부(140)는 정전용량 패턴의 분석을 통해 터치 모드를 선택하고, 선택된 터치 모드로 동작하도록 터치부(110)를 제어한다.
예를 들어, 제어부(140)는 근접 터치 모드로 동작하다가 정전용량 또는 정전용량변화량이 기 설정된 제1 임계치를 넘어서는 경우, 접촉 터치 모드로 전환하도록 터치부(110)를 제어할 수 있다.
또한, 예를 들어, 제어부(140)는 접촉 터치 모드로 동작하다가 정전용량 또는 정전용량 변화량이 기 설정된 제2 임계치 이하인 경우, 근접 터치 모드로 전환하도록 터치부(110)를 제어할 수 있다.
본 발명의 제1 실시 예에 따르면, 상기 제1 임계치 및 제2 임계치는 서로 동일한 값 또는 서로 다른 값으로 설정될 수 있다.
제어부(140)는 또한, 터치부(110)를 통해 정전용량 패턴을 지속적으로 획득하고, 획득한 정전용량 패턴들을 분석하여 터치 위치를 획득할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 터치 스크린(100)의 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 제어부(140)는 터치 입력 수신이 가능한 터치 입력 대기 상태로 진입한다(S201).
터치 입력 대기 상태로 진입하면, 제어부(140)는 현재 상태가 접촉 터치 및 근접 터치를 모두 사용하는 상태인지 확인한다(S202). 즉, 현재 상태가 접촉 터치에 의한 기능 실행과 근접 터치에 의한 기능 실행이 모두 가능한 상태인지를 확인한다.
접촉 터치에 의한 터치 입력과 근접 터치에 의한 터치 입력 사용이 모두 가능한 상태이면, 제어부(140)는 정전용량 패턴에 기반하여 터치부(110)의 터치 모드를 선택한다. (S203). 또한, 선택된 터치 모드로 동작하도록 터치부(110)를 제어한다(S204).
상기 S203 단계에서, 제어부(140)는 접촉 터치를 하기 위해서는 표시면에 근접이 먼저 수행되므로, 터치부(110)의 초기 터치 모드로서 근접 터치 모드를 선택한다.
이후, 제어부(140)는 근접 터치 모드에서 획득되는 정전용량 패턴을 분석하여 기 설정된 제1 조건을 만족하는 경우, 접촉 터치 모드로 전환하도록 터치부(110)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 정전용량 또는 정전용량 변화량이 제1 임계치 이상인 경우, 제어부(140)는 접촉 터치일 가능성이 큰 것으로 판단하고 접촉 터치 모드로 전환하도록 터치부(110)를 제어할 수 있다.
또한, 제어부(140)는 접촉 터치 모드로 동작하는 중에 획득되는 정전용량 패턴이 기 설정된 제2 조건을 만족하는 경우, 근접 터치 모드로 전환하도록 터치부(110)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 정전용량이 제2 임계치 이하인 경우, 제어부(140)는 다시 근접 터치 모드로 전환하도록 터치부(110)를 제어할 수 있다.
다시, 도 8을 보면, 상기 S202 단계에서, 근접 터치 및 접촉 터치 중 어느 하나의 터치 입력만 사용 가능한 경우, 근접 터치 모드 및 접촉 터치 모드 중 어느 하나의 터치 모드로만 동작하도록 터치부(110)를 제어한다(S205).
제어부(140)는 터치부(110)를 통해 지속적으로 정전용량 패턴을 획득하고, 터치부(110)의 현재 터치 모드에 기반하여 획득한 정전용량 패턴을 분석함으로써, 터치 발생 여부를 감지한다(S206).
제어부(140)는 각 터치 모드 별로 정전용량 패턴을 획득한다. 또한, 터치 모드 별로 획득한 정전용량 패턴을 분석하여 터치 감지 여부를 판단한다(S206). 또한, 제어부(140)는 터치가 감지되면, 정전용량 패턴에 기반하여 터치 좌표를 획득한다(S207). 또한, 제어부(140)는 획득한 터치 위치에 기반하여 대응하는 기능을 수행하고, 기능 수행 결과를 토대로 디스플레이부(120)를 통해 표시되는 화면을 제어한다.
상기 S207 단계에서, 제어부(140)는 정전용량 패턴을 분석하여 기 설정된 임계치를 넘어서는 터치 영역과 터치 영역 내 압력점의 위치를 획득하고, 이를 토대로 터치 위치를 획득할 수 있다. 여기서, 임계치는 터치부(110)의 현재 터치 모드에 따라서 다르게 설정될 수 있다.
전술한 실시 예들에 따르면, 터치 스크린(100)은 접촉 터치에 의한 터치 입력뿐만 아니라 근접 터치에 의한 터치 입력 또한 효과적으로 감지하는 것이 가능하다. 즉, 접촉 터치를 감지하기 위한 모드와 근접 터치를 감지하기 위한 모드의 지속적인 스위칭을 통해, 접촉 터치에 의한 터치 위치의 해상도는 유지하면서 근접 터치를 감지하기 위한 감도를 향상시킬 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.

Claims (11)

  1. 터치 감지를 위한 복수의 터치 센서를 구비하며, 근접 터치를 감지하기 위한 제1 모드 또는 접촉 터치를 감지하기 위한 제2 모드로 동작하는 터치부; 및
    상기 제1 모드 및 상기 제2 모드를 주기적으로 스위칭하도록 상기 터치부를 제어하며, 상기 제1 모드 및 상기 제2 모드 각각에 대응하여 상기 복수의 터치 센서를 통해 획득한 정전용량 패턴에 기반하여, 상기 터치부를 통해 수신되는 터치 입력을 상기 근접 터치에 의한 터치 입력 또는 상기 접촉 터치에 의한 터치 입력으로 선택하는 제어부
    를 포함하는 터치 스크린.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 터치부는, 상기 제1 모드로 진입하면 셀프 정전용량(self-capacitance) 방식으로 상기 복수의 터치 센서를 구동하고, 상기 제2 모드로 진입하면 뮤추얼 정전용량(mutual-capacitance) 방식으로 상기 복수의 터치 센서를 구동하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 터치부는, 상기 제1 모드로 진입하면, 상기 복수의 터치 센서를 적어도 하나의 그룹으로 그룹핑하고, 각 그룹 별로 터치 센서들을 구동시키는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 터치부는, 상기 제1 모드로 진입하면, 상기 제2 모드에서의 구동 전압보다 고전압을 상기 터치 센서의 구동 전압으로 공급하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 터치부는, 상기 제1 모드로 진입하면 상기 구동 전압이 단계적으로 증가/감소하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 근접 터치 및 상기 접촉 터치 모두 사용 가능한 상태에 진입하면, 상기 제1 모드 및 상기 제2 모드를 주기적으로 스위칭하도록 상기 터치부를 제어하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 정전용량 패턴은, 상기 복수의 터치 센서 별로 감지되는 정전용량 크기, 정전용량 분포곡선의 기울기, 임계치를 넘어서는 정전용량이 감지된 영역의 크기 및 모양 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
  8. 터치 감지를 위한 복수의 터치 센서를 구비하며, 근접 터치를 감지하기 위한 제1 모드 또는 접촉 터치를 감지하기 위한 제2 모드로 동작하는 터치부; 및
    상기 복수의 터치 센서를 통해 획득되는 정전용량 패턴에 기반하여 상기 터치부의 상기 제1 모드 및 상기 제2 모드간 스위칭을 제어하며, 상기 정전용량 패턴에 기반하여 상기 터치부를 통해 수신되는 터치 입력의 터치 위치를 획득하는 제어부
    를 포함하는 터치 스크린.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 모드로 동작하는 중에 상기 복수의 터치 센서를 통해 획득한 정전용량 또는 정전용량 변화량이 기 설정된 제1 임계치 이상이면, 상기 제2 모드로 전환하도록 상기 터치부를 제어하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제2 모드로 동작하는 중에 상기 복수의 터치 센서를 통해 획득한 정전용량 또는 정전용량 변화량이 기 설정된 제2 임계치 이하이면, 상기 제1 모드로 전환하도록 상기 터치부를 제어하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
  11. 복수의 터치 센서를 근접 터치 감지를 위한 제1 모드로 구동시키는 단계;
    상기 복수의 터치 센서를 접촉 터치 감지를 위한 제2 모드로 구동시키는 단계;
    상기 제2 모드로 구동시키는 단계 및 상기 제2 모드로 구동시키는 단계를 반복해서 수행하는 단계; 및
    상기 제1 모드 및 상기 제2 모드 각각에 대응하여 획득한 정전용량 패턴에 기반하여, 상기 복수의 터치 센서를 통해 수신되는 터치 입력을 상기 근접 터치에 의한 터치 입력 또는 상기 접촉 터치에 의한 터치 입력으로 선택하는 단계
    를 포함하는 터치 스크린의 제어 방법.
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