KR20130099420A - 정전용량 방식의 터치 스크린을 구비하는 단말기와 그의 터치 위치 검출 방법 - Google Patents

정전용량 방식의 터치 스크린을 구비하는 단말기와 그의 터치 위치 검출 방법 Download PDF

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Abstract

제한된 채널 수를 갖는 컨트롤러가 지원하는 채널 수보다 더 많은 수의 채널을 인식할 수 있도록 하는 정전용량 방식의 터치 스크린을 구비하는 단말기와 그의 터치 위치 검출 방법에 관한 것으로, 적어도 하나 이상의 채널을 분기하여 터치 패널에 해당 채널에 대한 패턴을 복수 개 형성하여 터치 패널을 구성하고, 터치 패널에 전도성 물질이 근접함에 따라 제1임계값 이상으로 정전용량 값이 변화하는 채널 값으로 블록을 감지하고, 터치 패널에 전도성 물질이 직접 터치 됨에 따라 제2임계값 이상으로 정전용량 값이 변화하는 채널 값으로 터치 위치를 감지한 후, 감지된 블록 내에 위치하는 터치 위치만을 유효한 값으로 인식하여 터치 위치를 검출한다.
이에 따라, 컨트롤러의 추가 없이도 터치 인식 면적 단위를 종전보다 작게 구성할 수 있게 되고, 기존의 컨트롤러를 이용하여 대형화되어 가는 터치 스크린의 터치 정밀도를 유지 및 향상시킬 수 있게 되며, 적은 채널을 갖는 컨트롤러를 이용하여 터치 스크린을 구현할 수 있게 됨에 따라, 컨트롤러의 크기를 최소화할 수 있어 단말기에서의 공간 확보가 용이하고, 제작 비용을 줄일 수 있게 된다.

Description

정전용량 방식의 터치 스크린을 구비하는 단말기와 그의 터치 위치 검출 방법{TERMINAL HAVING CAPACITIVE TYPE TOUCH SCREEN AND METHOD OF TOUCH POSITION DETECTING THE SAME}
본 발명은 정전용량 방식의 터치 스크린을 구비하는 단말기와 그의 터치 위치 검출 방법에 관한 것으로서, 특히 제한된 채널 수를 갖는 컨트롤러가 지원하는 채널 수보다 더 많은 수의 채널을 인식할 수 있도록 하는 정전용량 방식의 터치 스크린을 구비하는 단말기와 그의 터치 위치 검출 방법에 관한 것이다.
일반적으로 터치 스크린이란 사용자가 손가락이나 볼펜모양의 터치 펜 등을 이용하여 스크린을 직접 건드리면, 휴대 단말기가 접촉이 일어난 부분을 인지하여 명령이 실행되거나 커서의 위치를 이동하도록 설계된 디스플레이 장치를 말한다.
터치 스크린은 구현 원리와 동작 방법에 따라 저항막 방식(감압식), 광학 방식, 정전용량 방식(정전식), 초음파 방식, 압력 방식 등 다양한 방식으로 구분된다.
여기서 우리가 흔히 접하는 휴대폰이나 스마트폰, 태블릿 PC 등에 탑재된 터치 스크린은 저항막 방식(감압식)과 정전용량 방식(정전식)으로 나눌 수 있다.
이 중에서 정전용량 방식(정전식)의 터치 스크린은 센서를 구성하는 유리 양면에 투명 전도성 물질을 코팅하여 투명전극을 형성하고, 일정량의 전류를 유리 표면에 흐르게 한다.
이러한 정전용량 방식의 터치 스크린은 손가락 등의 신체, 정전식 터치 펜 등과 같은 전도성 물질을 감지 전극(Sensor electrode)인 투명전극에 접촉하거나 근접함에 따라 변화하는 기생 정전용량(Parasitic Capacitance)을 감지하여 터치 위치를 인식한다.
도 1은 정전용량 방식(정전식)의 터치 스크린을 설명하기 위한 개념도로, X축, Y축으로 감지 전극을 형성하여 X축, Y축 각각의 채널별 정전용량 변화에 따른 위치 좌표를 추출한다.
이때, m+n개의 채널을 갖는 컨트롤러를 사용한다고 가정했을 때, X축에 m개의 채널이 배치되고, Y축에 n개의 채널이 배치된다.
이에 따라, 도 2에 도시하는 바와 같이 터치 패널의 X축에는 m개의 패턴이 형성되고, Y축에는 n개의 패턴이 형성되어, m×n개의 셀을 구성한다.
전술한 바와 같이, 종래에는 컨트롤러에서 지원하는 채널의 수와 동일한 수의 패턴만을 터치 패널에 구현할 수 있으므로, 터치 패널에 구현할 수 있는 셀의 수가 한정되게 된다.
한편, 단말기의 스크린 크기가 대형화되어 감에 따라, 터치 스크린의 크기도 대형화되어 가고 있는 추세이다.
그러나, 기존의 제한된 채널 수를 갖는 컨트롤러를 이용하여 대형화되어 가는 터치 스크린을 구현하는 경우에는, 패턴 간의 간격이 멀어져 터치 정밀도가 떨어지게 되는 문제점이 있다.
이에 따라, 대형화되어 가는 터치 스크린의 터치 정밀도를 유지하기 위해서는 종래보다 더 많은 수의 채널을 갖는 컨트롤러를 이용하거나, 컨트롤러를 추가해야 한다.
그러나, 종래보다 더 많은 수의 채널을 갖는 컨트롤러를 이용하여 터치 스크린을 구현하는 경우에는, 인쇄회로기판에 실장되는 컨트롤러의 크기가 종래보다 커져 공간 확보가 어려워지고, 비용이 증가하는 문제점이 있다.
또한, 컨트롤러를 추가하여 터치 스크린을 구현하는 경우에도, 두 개의 컨트롤러를 설치할 공간 확보가 어려워지고, 컨트롤러의 추가 구입으로 인해 비용이 증가하는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 적어도 하나 이상의 채널을 분기하여 터치 패널에 해당 채널에 대한 패턴을 복수 개 형성하여 터치 패널을 구성하고, 터치 패널에 전도성 물질이 근접함에 따라 제1임계값 이상으로 정전용량이 변화된 좌표 값과 터치 패널에 전도성 물질이 터치 됨에 따라 제2임계값 이상으로 정전용량이 변화된 좌표 값을 이용하여 터치 위치를 검출할 수 있도록 하는 정전용량 방식의 터치 스크린을 구비하는 단말기와 그의 터치 위치 검출 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량 방식의 터치 스크린을 구비하는 단말기는, m개의 X축 채널과 n개의 Y축 채널을 갖는 컨트롤러; 및 상기 각 채널에 대하여 패턴을 할당하여 배치하되, 적어도 하나 이상의 채널에 대하여 할당된 패턴이 중복 배치되는 터치 패널을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량 방식의 터치 스크린을 구비하는 단말기의 터치 위치 검출 방법은, m개의 X축 채널과 n개의 Y축 채널을 갖는 컨트롤러와, 상기 각 채널에 대하여 패턴을 할당하여 배치하되, 적어도 하나 이상의 채널에 대하여 할당된 패턴이 중복 배치되는 터치 패널을 포함하는 정전용량 방식의 터치 스크린을 구비하는 단말기에서 터치 입력 수단에 의한 터치 위치를 검출하는 방법으로, 제1임계값 이상의 정전용량이 인가되는 복수 채널의 블록에 대하여 각 채널의 좌표값인 블록 감지 좌표를 인식하는 제 1 단계; 제2임계값 이상의 정전용량이 인가되는 채널에 대한 좌표값인 포인트 감지 좌표를 인식하는 제 2 단계; 및 블록 감지 좌표 및 포인트 감지 좌표를 조합하여 터치 위치를 인식하는 제 3 단계를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 정전용량 방식의 터치 스크린과 그의 터치 위치 검출 방법에 따르면, 적어도 하나 이상의 채널을 분기하여 터치 패널에 해당 채널에 대한 패턴을 복수 개 형성하여 터치 패널을 구성함으로써, 컨트롤러의 추가 없이도 터치 인식 면적 단위를 종전보다 작게 구성할 수 있게 된다.
이에 따라, 기존의 컨트롤러를 이용하여 대형화되어 가는 터치 스크린의 터치 정밀도를 유지 및 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 적은 채널을 갖는 컨트롤러를 이용하여 터치 스크린을 구현할 수 있게 됨에 따라, 컨트롤러의 크기를 최소화할 수 있어 단말기에서의 공간 확보가 용이하고, 제조 비용을 줄일 수 있게 된다.
도 1은 정전용량 방식(정전식)의 터치 스크린을 설명하기 위한 개념도.
도 2는 종래 기술을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명에 적용되는 블록 감지 과정을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명에 적용되는 터치 포인트 감지 과정을 설명하기 위한 도면.
도 5는 블록 감지에 사용되는 제1임계값과 터치 포인트 감지에 사용되는 제2임계값을 예시적으로 보인 도면.
도 6은 본 발명에 따라 구현된 터치 패널의 패턴을 예시적으로 보인 도면.
도 7은 도 6의 패턴을 개략적으로 보인 도면.
도 8은 본 발명에 적용되는 터치 패널의 FPCB 구성을 예시적으로 보인 도면.
도 9는 FPCB의 층간 연결 구성을 위한 비아(via)를 예시적으로 보인 도면.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량 방식의 터치 스크린을 구비하는 단말기의 구성을 개략적으로 보인 도면.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량 방식의 터치 스크린을 구비하는 단말기의 터치 위치 검출 방법을 설명하기 위한 순서도.
도 12는 본 발명에 따라 터치 입력 수단이 터치 패널을 직접 접촉했을 때의 터치 포인트 감지를 예시적으로 설명하기 위한 도면.
도 13은 본 발명에서 터치 입력 수단이 터치 패널에 근접함에 따라 제1임계값을 초과하는 정전용량 값이 인가되는 채널을 예시적으로 보인 도면.
도 14는 본 발명에서 터치 입력 수단이 터치 패널에 직접 접촉됨에 따라 제2임계값을 초과하는 정전용량 값이 인가되는 채널을 예시적으로 보인 도면.
도 15는 본 발명에 따라 터치 입력 수단이 터치 패널에 접촉된 상태에서 드래그할 때의 터치 포인트 감지를 예시적으로 설명하기 위한 도면.
도 16은 본 발명에 따라 터치 입력 수단이 터치 패널에서 떨어져 멀어질 경우에 터치 포인트 감지를 예시적으로 설명하기 위한 도면.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정전용량 방식의 터치 스크린을 구비하는 단말기와 그의 터치 위치 검출 방법에 대해서 상세하게 설명한다.
본 발명을 구현하기 위해서는 우선 한정된 채널 수를 가진 컨트롤러를 이용하여 터치 패널을 구성하되, 터치 패널에 적어도 하나 이상의 채널에 대한 패턴을 복수 개 형성하여 터치 패널을 구성하고, 근접 터치 기능을 이용하여 복수의 채널로 구성된 블록을 1차로 감지하고, 직접 터치에 의한 터치 포인트를 2차로 감지한 후, 이를 조합하여 사용자가 터치한 정확한 위치를 검출한다.
도 3은 본 발명에 적용되는 블록 감지 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명에 적용되는 터치 포인트 감지 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같이 본 발명에 따른 단말기는 터치 패널에 대한 사용자의 터치 입력을 감지함에 있어서 블록 감지 과정(도 3)과 터치 포인트 감지 과정(도 4)의 2단계를 통해 터치 지점을 감지하도록 한다.
구체적으로, 터치 패널에 손가락, 정전식 터치 펜 등과 같은 전도성 물질의 터치 입력 수단이 근접함에 따라(미접촉 상태) 변화하는 정전용량 값을 이용하여 도 3에 도시하는 바와 같이 복수의 채널로 구성된 블록을 감지하는 과정(블록 감지 과정)과, 도 4에 도시하는 바와 같이 터치 패널에 터치 입력 수단이 직접적으로 접촉됨으로써 변화하는 정전용량 값을 이용하여 터치 포인트를 감지하는 과정(터치 포인트 감지 과정)을 활용한다.
구체적으로, 도 3에 도시하는 바와 같이 터치 패널에 터치 입력 수단이 근접함에 따라 근접 터치 기능을 이용하여 복수의 채널로 구성된 블록을 감지하는 블록 감지 과정이 선행되고, 도 3의 블록 감지 과정을 통해 도 4의 (a)에 도시하는 바와 같이 복수의 채널로 구성된 블록이 감지된 상태에서 도 4의 (b)에 도시하는 바와 같이 직접 터치에 의한 터치 포인트를 감지하는 터치 포인트 감지 과정이 수행된다.
본 발명에 따른 단말기는 블록 감지 과정과 터치 포인트 감지 과정에서 검출된 채널들을 조합함으로써 사용자가 터치한 정확한 지점을 검출한다.
도 5는 블록 감지에 사용되는 제1임계값과 터치 포인트 감지에 사용되는 제2임계값을 예시적으로 보인 도면이다.
도 5에서 제1임계값은 블록 감지를 위해 사용되는 임계값이고, 제2임계값은 터치 포인트 감지에 사용되는 임계값이다.
통상적으로 터치 입력 수단이 터치 패널에 근접할수록 정전용량 값이 커진다. 즉, 터치 입력 수단이 터치 패널로부터 일정 거리 이상 떨어져 있으면 정전용량 값은 미미한 수준이나 터치 입력 수단이 터치 패널에 근접할수록 정전용량 값이 커지면서 직접 터치가 이루어질 때 가장 높은 정전용량 값이 검출된다.
제1임계값은 X축 및 Y축 각각에 대하여 복수의 채널을 감지하기 위한 기준이 되는 정전용량 값으로, 블록 감지를 위해 사용되는 임계값이다. 즉, 도 3에 도시하는 바와 같이 터치 입력 수단이 터치 패널에 근접하는 것을 감지하기 위한 임계값이다.
제1임계값은 블록 감지 과정에서 블록 감지 좌표로 감지할 채널(패턴)의 수와 패턴 간의 물리적 간격에 따라 설정될 수 있는데, 블록 감지 과정에서 보다 많은 채널(패턴)의 수를 감지해야 하는 경우에는 터치 패널에서 터치 입력 수단이 멀리 떨어진 상태에서의 낮은 정전용량 값도 감지하여야 하므로 제1임계값은 낮게 설정되어야 한다. 반면 블록 감지 과정에서 감지할 채널(패턴)의 수가 적은 경우에는 터치 입력 수단이 터치 패널에 매우 근접한 상태에서의 높은 정전용량 값만 감지하여야 하므로 제1임계값은 상대적으로 높게 설정된다. 그리고, 패턴 간의 물리적 간격이 좁은 경우 제1임계값은 낮게 설정되며, 패턴 간의 물리적 간격이 넓은 경우에는 좁은 경우보다 높게 설정된다.
제2임계값은 X축 및 Y축 각각에 대하여 하나의 채널을 감지하기 위한 기준이 되는 정전용량 값으로, 터치 포인트 감지에 사용되는 임계값이다. 제2임계값은 터치 입력 수단이 터치 패널에 직접적으로 터치하였을 때의 정전용량 값만을 감지할 수 있도록 설정된다. 따라서, 제2임계값이 제1임계값보다 높은 값을 갖게 된다. 또한, 제1임계값과 제2임계값은 일정 크기의 오프셋(offset)을 갖는다.
이와 같이 설정된 제1임계값 및 제2임계값에 의거하여 블록 감지와 터치 포인트 감지가 이루어진다.
즉, 터치 패널에 터치 입력 수단이 근접하게 되면, 터치 입력 수단이 근접되는 패턴의 정전용량 값이 변화하게 되고, 정전용량 값이 설정된 제1임계값 이상으로 변화하는 패턴을 감지하여 블록을 감지하게 된다.
이때, 앞서 설명한 바와 같이 제1임계값에 따라 블록 감지에 사용되는 X축 및 Y축의 패턴 수가 정해지게 되므로, 제1임계값에 따라 블록 감지에 사용되는 X축 및 Y축의 패턴 수(r)가 각각 2개가 될 수도 있고 3개가 될 수도 있는 데, 임계값이 높을수록 블록 감지에 사용되는 패턴의 수가 적어지게 되고, 임계값이 낮을수록 블록 감지에 사용되는 패턴의 수가 많아지게 된다.
한편, 터치 패널에 터치 입력 수단이 직접적으로 접촉되면, 접촉이 이루어진 패턴의 정전용량 값이 제2임계값 이상으로 변화하게 되고, 정전용량 값이 제2임계값 이상으로 변화하는 패턴을 감지하여 터치 포인트를 감지하게 된다.
전술한 바와 같이, 정전용량 값이 제1임계값 이상이 되면 블록 감지가 이루어지지만, 정전용량 값이 제2임계값 이상이 되면 터치 포인트 감지가 이루어지므로, 블록 감지의 경우에는 정전용량 값이 제1임계값과 제2임계값 사이인 경우에만 블록 감지로 인지한다.
따라서, 제1임계값 이상의 정전용량 값이 검출되는 경우에는 검출된 정전용량 값이 제2임계값 이상인지를 판단한 후, 검출된 정전용량 값이 제2임계값보다 작으면 블록 감지 과정으로 처리하고, 제2임계값 이상이면 터치 포인트 감지 과정으로 처리한다. 이때, 블록 감지와 터치 포인트 감지는 제1임계값과 제2임계값의 오프셋을 이용하여 오차 범위 내에서 판단하게 된다.
도 6은 본 발명에 따라 구현된 터치 패널의 패턴을 예시적으로 보인 도면이다.
우선, m개의 X축 채널과 n개의 Y축 채널을 갖는 컨트롤러(20)를 이용하여 본 발명에 따라 터치 패널(10)을 구성할 때, 적어도 하나 이상의 채널에 대한 패턴이 터치 패널(10)에 중복 배치되도록 구성한다. 컨트롤러(20)는 터치 IC일 수 있다.
예를 들어, 도 6에 도시하는 바와 같이, 2개의 X축 채널(X1, X2)과 4개의 Y축 채널(Y1, Y2, Y3, Y4)을 갖는 컨트롤러(20)를 이용하여 터치 패널(10)을 구성한다고 가정했을 때, 종래에는 도 6의 (a) 및 도 7의 (a)에 도시하는 바와 같이 2×4개의 채널(좌표)을 인식할 수 있도록 구성한다.
그러나, 본 발명에서는 도 6의 (b)에 도시하는 바와 같이 일부의 채널, 예를 들어, Y축의 Y1과 Y2 채널에 대한 패턴을 터치 패널(10)에 중복 배치할 수 있다. 이 경우 Y축 채널의 배열을 도 7의 (b)에 도시하는 바와 같이 2×6개의 채널(좌표)을 인식할 수 있도록 구성함으로써, 종래의 구성(2×4)보다 4개의 채널을 추가 인식할 수 있게 된다.
본 발명의 실시예에서는 Y축의 Y1과 Y2 채널에 대한 패턴을 두 번 중복 배치하는 것을 예시적으로 보였으나, 본 발명에 따른 터치 패널(10)의 패턴 구성은 이에 한정되지 않음은 물론이다. 즉, X축 또는 Y축 채널 각각에 대하여 각 패턴 중 적어도 일부를 다양한 형태로 n번 중복 배치되도록 패턴을 구성할 수 있다.
전술한 바와 같이, 일부 채널에 대한 패턴을 중복 배치할 때, 중복 배치되는 각 패턴은 상하, 좌우 방향에 상관없이 인접한 패턴과 서로 다른 채널 값을 갖도록 구성하는 것이 바람직하다. 즉, 각 채널에 대한 패턴을 중복하여 배치할 때 동일 채널의 패턴이 물리적으로 인접하여 배치되지 않도록 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 6의 (b) 및 도 7의 (b)에서 Y1 채널의 패턴이 중복 배치되는 데, 상하, 좌우 방향에 상관없이 Y1 채널의 패턴과 인접하여 배치되지 않도록 하고, 중복 배치되는 Y2 채널의 패턴 또한 상하, 좌우 방향에 상관없이 Y2 채널의 패턴과 인접하여 배치되지 않도록 하는 것이 바람직하다.
같은 채널에 대한 패턴을 인접하여 배치하게 되는 경우에는, 정전용량 값의 변화에 따라 두 패턴에서 전기적 신호를 출력하더라도 컨트롤러(20)로는 하나의 신호만이 인가된다. 앞서 설명한 바와 같이 블록 감지는 터치 입력 수단이 근접하여 제1임계값 이상의 정전용량 값이 발생하는 인접한 복수의 채널들을 검출하게 되는 데, 만일 인접한 패턴의 쌍으로 동일한 패턴이 2개 이상 존재한다면 블록 감지된 위치를 정확히 인식할 수 없게 된다. 이에 따라, 같은 채널에 대한 패턴을 인접하여 배치하지 않는다.
또한, 한번 인접 패턴으로 배치된 채널의 집합은 인접 패턴으로 다시 배치하지 않는 것이 바람직하다. 이때, 상하 또는 좌우의 인접한 방향성에 무관하게 인접한 채널들의 집합은 터치 패널 전체에 대하여 고유하게 구성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 6의 (b) 및 도 7의 (b)에서 Y1의 경우 Y1Y2, Y3Y1Y4의 인접한 채널 배치를 갖는 데, 상하 방향에 상관없이 인접한 채널의 집합은 터치 패널 전체에 대하여 하나만 배치되도록 한다. 따라서, 이 경우 Y2Y1이나 Y4Y1Y3과 같은 패턴 구성은 하지 않는 것이 바람직하다.
이는, 터치 입력 수단이 터치 패널에 근접함에 따라 변화하는 정전용량 값을 이용하여 블록을 감지할 때, 동일하게 감지되는 블록이 두 개 이상 나타나지 않도록 하기 위함이다. 구체적으로, 블록 감지를 통해 검출되는 채널에 대하여 컨트롤러(20)가 그 방향성을 인지하지 못하고 채널의 값만 검출할 수 있기 때문이다. 즉, 블록 감지시 컨트롤러(20)에 의해 검출되는 채널 값은 Y1Y2로 배치된 경우나 Y2Y1로 배치된 경우 모두 Y1 및 Y2 채널에 대하여 제1임계값 이상의 정전용량 변화가 일어난 것으로만 인식하게 된다((Y1, Y2) 블록). 한편, 컨트롤러(20)가 각 채널의 방향성(상하, 좌우 배치 관계)를 감지할 수 있다면 인접한 패턴의 상하 또는 좌우 배치 관계를 바꾸어 추가적으로 패턴을 중복 배치할 수도 있을 것이다.
전술한 바와 같이, 일부 채널에 대한 패턴을 중복 배치할 때, 터치 패널(10)의 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)에서 비아(via)를 통해 패턴을 구성한다.
도 6에 도시하는 바와 같이, 중복 배치되는 Y1 패턴은 FPCB에서 비아(via)를 통해 컨트롤러(20)의 Y1 채널에 연결된다.
터치 패널(10)의 FPCB는 도 8에 도시하는 바와 같이 다층으로 구성되어 있으면, 층간 패턴은 도 9에 도시하는 바와 같이 비아(via)를 통해 연결된다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따라 적어도 하나 이상의 채널에 대한 패턴을 터치 패널(10)에 중복 배치하여 구현한 터치 패널(10) 상에 최대로 구현할 수 있는 패턴의 개수(Txy)는 수학식 1 내지 수학식 5를 통해 구할 수 있다.
Figure pat00001
수학식 1은 X축에서 블록 감지를 할 수 있는 최대의 개수를 나타내는 식으로, 수학식 1에서 m은 X축에 사용되는 채널의 수, r1은 블록 감지에 사용되는 X축의 패턴 수로, m은 사용되는 컨트롤러(20)에 따라 결정되고, r1은 블록 감지에 사용되는 X축의 패턴 수를 결정하는 초기 사항에 따라 결정된다.
Figure pat00002
수학식 2는 Y축에서 블록 감지를 할 수 있는 최대의 개수를 나타내는 식으로, 수학식 2에서 n은 Y축에 사용되는 채널의 수, r2는 블록 감지에 사용되는 Y축의 패턴 수로, n은 사용되는 컨트롤러(20)에 따라 결정되고, r2는 블록 감지에 사용되는 Y축의 패턴 수를 결정하는 초기 사항에 따라 결정된다.
Figure pat00003
수학식 3은 X축에 구성되는 패턴의 개수를 나타내는 식이다.
Figure pat00004
수학식 4는 Y축에 구성되는 패턴의 개수를 나타내는 식이다.
Figure pat00005
수학식 5는 본 발명에 따라 터치 패널(10) 상에 최대로 구현할 수 있는 패턴의 개수(Txy)를 나타내는 식이다.
예를 들어, m=14, n=16으로 구성된 컨트롤러(20)를 사용하고, 블록 감지에 사용되는 X축의 패턴 수(r1)가 2, 블록 감지에 사용되는 Y축의 패턴 수(r2)가 2로 설정되어 있다고 가정했을 때, X축에서 블록 감지를 할 수 있는 최대의 개수(Xb)는 수학식 1에 의해 91개, Y축에서 블록 감지를 할 수 있는 최대의 개수(Yb)는 수학식 2에 의해 120개, X축에 구성되는 패턴의 개수(Xl)는 수학식 3에 의해 92개, Y축에 구성되는 패턴의 개수(Yl)는 수학식 4에 의해 121개, 터치 패널(10) 상에 최대로 구현할 수 있는 패턴의 개수(Txy)는 수학식 5에 의해 11,132개다. 즉, 최대 11,132개의 채널을 갖는 터치 해상도를 제공할 수 있다.
전술한 바와 같이, m=14, n=16으로 구성된 컨트롤러(20)를 이용하여 터치 패널(10)을 구성하는 경우, 종래에는 14×16=224개의 패턴(좌표)으로 구성되는 해상도를 갖는 터치 패널을 구성할 수 있으나(채널과 패턴이 1대1 매핑), 본 발명에 따라 패턴을 구성할 경우에는 최대 11,132개의 패턴(좌표)으로 구성되는 해상도를 갖는 터치 패널을 구성할 수 있게 된다(채널과 패턴이 1대N 매핑).
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량 방식의 터치 스크린을 구비하는 단말기의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.
도 10에서, 터치 패널(10)은 사용자의 손가락, 정전식 터치 펜 등과 같은 터치 입력 수단의 접근 및 접촉에 의해 발생하는 정전용량을 감지하여 아날로그 좌표 신호를 생성하고, 이를 컨트롤러(20)(예를 들어, 터치 IC)로 전달한다.
본 발명에 적용되는 터치 패널(10)은 종래와 같이 하나의 채널에 하나의 패턴을 형성하여 컨트롤러(20)의 채널 수와 동일한 수의 패턴으로 구현되지 않고, 각 채널에 대하여 패턴을 할당하여 배치하되, 적어도 하나 이상의 채널에 대하여 할당된 패턴이 중복 배치된다. 즉, 적어도 하나 이상의 채널에 복수 개의 패턴을 형성하여 컨트롤러(20)의 채널 수보다 많은 수의 패턴으로 구현된다.
예를 들어, m개의 X축 채널과 n개의 Y축 채널을 갖는 컨트롤러(20)를 이용하여 터치 패널(10)을 구성할 때, 종래에는 터치 패널(10)의 X축에 m개의 패턴을 형성하고 Y축에 n개의 패턴을 형성하여 m+n의 패턴으로 이루어지는 터치 패널(10)이 구성되나, 본 발명에서는 X축에 m+a개의 패턴을 형성하고 Y축에 n+b개의 패턴을 형성하여 (m+a)+(n+b)의 패턴으로 이루어지는 터치 패널(10)이 구성된다. 여기서, a는 X축에 중복 배치되는 패턴의 개수로 0 이상의 정수이고, b는 Y축에 중복 배치되는 패턴의 개수로 0 이상의 정수이다.
컨트롤러(20)는 m개의 X축 채널과 n개의 Y축 채널을 가지며, 각각의 채널을 통해 터치 패널(10)로부터 전달받은 아날로그 좌표 신호를 디지털 좌표 신호로 변환하여 디바이스 드라이버(30)로 전달한다.
또한, 컨트롤러(20)는 설정되어 있는 임계값들(제1임계값 및 제2임계값)에 의거하여 터치 패널(10)로부터 전달받은 입력 값의 유효성을 판단하고, 각 채널을 통해 터치 패널(10)로부터 전달받은 좌표 신호에 대한 정전용량 값을 디바이스 드라이버(30)로 전달한다.
디바이스 드라이버(30)는 컨트롤러(20)로부터 전달받은 터치 입력이 발생한 채널에 대한 좌표 신호와 정전용량 값을 제어부(40)로 전달한다.
제어부(40)는 설정되어 있는 제1임계값에 의거하여 복수의 채널로 구성된 블록을 1차로 감지하고(블록 감지 과정), 설정되어 있는 제2임계값에 의거하여 터치 포인트를 2차로 감지한다(터치 포인트 감지 과정). 구체적으로, 디바이스 드라이버(30)를 통해 전달된 좌표 신호 중 제1임계값에서 제2임계값 사이의 정전용량 값을 갖는 좌표 신호들에 대하여 블록 감지 과정을 수행하고, 제2임계값 이상의 정전용량 값을 갖는 좌표 신호에 대하여 터치 포인트 감지 과정을 수행한다.
이후, 제어부(40)는 블록 감지 과정과 터치 포인트 감지 과정에서 검출된 좌표들을 조합하여 정확한 터치 입력 좌표를 검출한다.
이를 위하여, 제어부(40)는 검출된 채널의 좌표값에 대하여 블록 감지 과정을 처리하는 블록 감지부, 터치 포인트 감지 과정을 처리하는 터치 포인트 감지부, 블록 감지부와 터치 포인트 감지부의 처리 결과를 조합하여 정확한 터치 입력 좌표를 검출하는 터치 위치 검출부를 포함할 수 있다.
한편, 앞서 설명한 바와 같이 본 발명에서는 m개의 X축 채널과 n개의 Y축 채널을 갖는 컨트롤러(20)를 이용하나, 하나의 채널에 복수 개의 패턴을 형성하여 터치 패널(10)에는 컨트롤러(20)에 구비된 채널 수보다 많은 수의 패턴이 형성된다.
이에 따라, 컨트롤러(20)의 채널 수와 터치 패널(10)에 형성된 패턴 수가 일치하지 않게 되므로, 컨트롤러(20)의 채널 수에 대응하는 기존의 패턴 정보로는 사용자의 정확한 터치 위치를 검출할 수 없게 된다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해 제어부(40)는 기존의 패턴 정보뿐만 아니라 본 발명에 따라 새롭게 구현된 패턴 정보를 저장하고 있다가 이를 이용하여 사용자의 정확한 터치 위치를 검출할 수 있다.
예를 들어, m개의 X축 채널과 n개의 Y축 채널을 갖는 컨트롤러(20)를 이용하고, 터치 패널(10)의 X축에 m+a개의 패턴을 형성하고 Y축에 n+b개의 패턴을 형성하는 경우, 제어부(40)는 (m+a)+(n+b)의 패턴으로 이루어지는 패턴 정보를 저장하고 있다.
이때, 제어부(40)는 패턴의 배열 정보도 저장하고 있어야 한다. 즉, 도 7의 (b)에 도시하는 바와 같이 X축 패턴이 X1, X2 순으로 배열되고, Y축 패턴이 Y1, Y2, Y3, Y1, Y4, Y2 순으로 배열된 경우, 패턴의 배열 정보도 저장하고 있어야 한다.
보다 구체적으로 설명하면, 상기 배열 정보는 터치 패널(10)에 구현된 각 패턴의 물리적인 배치에 대한 정보로서, 중복된 패턴의 채널 값을 그대로 사용하도록 한다. 즉, 상기한 바와 같이 도 7의 (b)의 예에서 배열 정보는 Y축에 대하여 Y1, Y2, Y3, Y1, Y4, Y2의 정보를 저장하도록 한다. 한편, 상기 패턴 정보는 터치 패널(10)에 구현된 물리적인 패턴에 대하여 새로이 부여된 식별 정보로서 중복되는 각 패턴에 대하여도 중복되지 않는 식별 정보를 부여하도록 한다. 예를 들어, 도 7의 (b)의 예에서 패턴 정보는 Y축에 대하여 Y'1, Y'2, Y'3, Y'4, Y'5, Y'6의 정보를 저장할 수 있다. 또한, 배열 정보와 패턴 정보를 서로 매핑시켜 저장하는 것이 바람직하다.
전술한, 터치 패널(10)에 구현된 각 패턴의 물리적인 배치에 대한 정보인 배열 정보와, 터치 패널(10)에 구현된 각 패턴의 물리적인 배치에 대하여 중복된 채널을 구분할 수 있도록 식별 정보가 부여된 패턴 정보는 전술한 바와 같이 제어부(40)가 저장하고 있다가 이를 이용하여 사용자의 정확한 터치 위치를 검출할 수도 있지만, 별도의 저장부(미도시)를 이용하여 저장할 수도 있다.
제어부(40)에 의해 산출된 터치 입력 좌표값은 플랫폼, 응용 프로그램 등의 상위 계층에 필요한 연산 등에 제공되며, 컨트롤러(20)로 필요한 명령이 다시 주기적으로 전달되어 터치 패널(10)의 정확한 동작을 유지하게 된다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량 방식의 터치 스크린을 구비하는 단말기의 터치 위치 검출 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 12는 본 발명에 따라 터치 입력 수단이 터치 패널을 직접 접촉했을 때의 터치 포인트 감지를 예시적으로 설명하기 위한 도면이고, 도 13은 본 발명에서 터치 입력 수단이 터치 패널에 근접함에 따라 제1임계값을 초과하는 정전용량 값이 인가되는 채널을 예시적으로 보인 도면이고, 도 14는 본 발명에서 터치 입력 수단이 터치 패널에 직접 접촉됨에 따라 제2임계값을 초과하는 정전용량 값이 인가되는 채널을 예시적으로 보인 도면이고, 도 15는 본 발명에 따라 터치 입력 수단이 터치 패널에 접촉된 상태에서 드래그할 때의 터치 포인트 감지를 예시적으로 설명하기 위한 도면이고, 도 16은 본 발명에 따라 터치 입력 수단이 터치 패널에서 떨어져 멀어질 경우에 터치 포인트 감지를 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.
우선, 터치 입력 수단이 터치 패널(10)을 직접 터치하고자 하는 경우, 터치 패널(10)을 직접 터치하기 위해 터치 입력 수단이 터치 패널(10)에 근접하게 되면, 터치 입력 수단이 근접하는 패턴의 정전용량 값은 변화하게 되고, 이와 같이 변화한 정전용량 값은 각각의 패턴에 연결되어 있는 채널을 통해 터치 스크린의 컨트롤러(20)에 인가된다.
컨트롤러(20)는 터치 패널(10)에 터치 입력 수단이 근접함에 따라 각 채널을 통해 인가되는 정전용량 값 중 제1임계값 이상인 채널에 대하여, 해당 채널의 좌표값(좌표 신호) 및 인가된 정전용량 값을 디바이스 드라이버(30)로 전달하고, 디바이스 드라이버(30)는 이를 다시 제어부(40)로 전달한다. 한편, 터치 패널(10)로부터 제1임계값보다 작은 정전용량 값이 인가된 경우 컨트롤러(20)는 해당 채널에 대하여는 유효한 터치가 발생하지 않은 것으로 판단하여(노이즈) 이를 무시하도록 한다.
제어부(40)는 디바이스 드라이버(30)를 통해 전달받은 각 채널의 좌표값(좌표 신호)에 대하여 해당 채널에 인가된 정전용량 값이 제1임계값 이상인 지를 판단한다(S10).
여기서, 제1임계값이 블록 감지에 사용되는 X축의 패턴 수(r1)와 Y축의 패턴 수(r2)가 각각 2가 되도록 설정되어 있다고 가정했을 때, 터치 패널(10)에 터치 입력 수단을 근접시키게 되면, 도 13에 도시하는 바와 같이 Y축의 Y1 채널과 Y2 채널, X축의 X1 채널과 X2 채널을 통해 제1임계값을 초과하는 정정용량 값이 컨트롤러(20)로 동시에 인가되게 된다.
상기한 과정 S10의 판단결과 각 채널을 통해 인가되는 정전용량 값이 제1임계값 이상이면, 제어부(40)는 각 채널을 통해 인가된 정전용량 값이 제2임계값 이상인 지를 판단한다(S12).
상기한 과정 S12의 판단결과 각 채널을 통해 인가되는 정전용량 값이 제2임계값 이상이 아니면 즉, 각 채널을 통해 인가되는 정전용량 값이 제1임계값과 제2임계값 사이의 값이면, 제어부(40)의 블록 감지부로 제1임계값과 제2임계값 사이의 값으로 정전용량이 변화한 채널 값이 인가되고, 블록 감지부는 제1임계값과 제2임계값 사이의 값으로 정전용량이 변화한 채널 값으로 블록 감지 좌표를 인식한다(S14). 이때, 제1임계값과 제2임계값에 대하여 일정한 오차 범위를 적용함은 물론이다.
예를 들어, 터치 패널(10)에 터치 입력 수단이 근접함에 따라 도 13에 도시하는 바와 같이 X축의 X1 채널과 X2 채널, Y축의 Y1 채널과 Y2 채널에서 변화하는 정전용량 값이 제1임계값과 제2임계값 사이의 값을 가지면, 제어부(40)의 블록 감지부는 도 12의 (a)에 도시하는 바와 같이 X1Y1, X2Y1, X1Y2, X2Y2를 블록 감지 좌표로 인식하게 된다.
상기한 과정 S14에서 블록 감지에 사용되는 X축의 패턴 수와 Y축의 패턴 수가 각각 2로 설정되어 있는 경우 블록 감지를 위해서는 제1임계값 이상으로 정전용량이 변화하는 X축의 채널 수가 적어도 2개 이상이어야 하고, 제1임계값 이상으로 정전용량이 변화하는 Y축의 채널 수도 적어도 2개 이상이어야 한다.
한편, 블록 감지 이후 추가적으로 정전용량 값의 변화가 발생하여 상기한 과정을 거쳐 과정 S12의 판단결과 정전용량 값이 제2임계값 이상으로 변화하면, 제어부(40)의 터치 포인트 감지부로 제2임계값 이상으로 정전용량이 변화한 채널 값이 인가되고, 터치 포인트 감지부는 제2임계값 이상으로 정전용량이 변화한 채널 값으로 포인트 감지 좌표를 인식한다(S16).
상기한 과정 S16에서 터치 패널(10)에 터치 입력 수단이 직접적인 접촉을 수행함에 따라 도 14에 도시하는 바와 같이 X축의 X1 채널과 Y축의 Y1 채널에서 변화하는 정전용량 값이 제2임계값을 초과하는 경우, 도 12의 (b)에 도시하는 바와 같이 포인트 감지 좌표인 X1Y1가 두 곳에 존재하게 된다.
이후에는 제어부(40)의 터치 위치 검출부가 유효한 값을 구분하기 위해 상기한 과정 S14를 통해 인식된 블록 감지 좌표 내에 위치하는 포인트 감지 좌표가 존재하는 지를 확인한다(S18).
상기한 과정 S18의 확인결과 도 12의 (c)에 도시하는 바와 같이 상기한 과정 S14를 통해 인식된 블록 감지 좌표 내에 위치하는 포인트 감지 좌표가 존재하는 경우, 터치 위치 검출부는 상기한 과정 S14를 통해 인식된 블록 감지 좌표 내에 위치하는 포인트 감지 좌표만을 유효한 값인 참(True) 값으로 판단하여, 도 12의 (d)에 도시하는 바와 같이 상기한 과정 S14를 통해 인식된 블록 감지 좌표 내에 위치하는 포인트 감지 좌표를 초기 좌표로 최종 인식하고(S20), 상기한 과정 S14를 통해 인식된 블록 감지 좌표 내에 위치하지 않는 포인트 감지 좌표를 거짓(false) 값으로 판단하여 해당 포인트 감지 좌표를 무효 처리한다.
상기한 바와 같이 복수의 포인트 감지 좌표 중 진정한 포인트 감지 좌표를 검출하기 위하여 배열 정보와 패턴 정보를 활용할 수 있다. 예를 들어, 도 12와 같은 패턴 구성에서 X축의 경우 X1, X2로 구성되고, 패턴 정보 역시 X'1, X'2와 같이 구성될 수 있으며, Y축의 경우 Y1, Y2, Y3, Y1, Y4, Y2로 구성되고 패턴 정보는 Y'1, Y'2, Y'3, Y'4, Y'5, Y'6으로 구성되어 상호 매핑될 수 있다. 따라서, 과정 S20을 거쳐 최종적으로 검출되는 배열 정보상 좌표 X1Y1은 패턴 정보상의 좌표 X'1Y'1로 변환되어 전달되어 단말기의 어플리케이션 등이 사용자가 터치한 정확한 지점을 인식할 수 있게 된다.
한편, 상기한 과정 S12의 판단결과 정전용량 값이 제2임계값 이상으로 변화하지 않고 블록 감지 좌표만 변화하는 경우에는, 초기에 인식된 블록 감지 좌표를 무효 처리하고, 마지막으로 인식된 블록 감지 좌표만을 유효한 값인 참(True) 값으로 인식한다. 이와 같이, 마지막으로 인식된 블록 감지 좌표만을 참값으로 인식하는 이유는 터치 입력 수단이 터치 패널(10)에 근접할 때, 직각 방향으로만 접근되어 지지 않기 때문이다.
한편, 전술한 바와 같이 초기 좌표를 인식한 후, 터치 입력 수단이 터치 패널(10)에 접촉된 상태에서 이동(드래그)하게 되면, 제2임계값 이상의 정전용량 값을 출력하는 채널 값도 변하게 되고, 터치 입력 수단의 이동(드래그)에 따라 포인트 감지 좌표도 변화하게 된다.
이와 같이 초기 좌표를 인식한 후, 터치 패널(10)에 접촉된 터치 입력 수단의 이동(드래그)에 따라 변화하는 포인트 감지 좌표를 인식하게 되면(S22), 인식된 포인트 감지 좌표 중에서 초기 좌표에 인접한 포인트 감지 좌표만을 유효한 값인 참(True) 값으로 인식하고(S24), 초기 좌표와 인접해 있지 않은 포인트 감지 좌표는 거짓(false) 값으로 판단하여 해당 포인트 감지 좌표를 무효 처리한다.
예를 들어, 도 15에 도시하는 바와 같이, 터치 입력 수단이 터치 패널(10)에 접촉된 상태에서 초기 좌표인 X1Y1에서 X2Y2 방향으로, X2Y2에서 X3Y3방향으로 이동한다고 가정했을 때, 터치 패널(10)에 접촉된 터치 입력 수단의 이동에 따라 제2임계값 이상의 정전용량 값을 출력하는 채널 값도 X축의 X1 채널과 Y축의 Y1 채널에서 X축의 X2 채널과 Y축의 Y2 채널로 변하게 되고, X축의 X2 채널과 Y축의 Y2 채널에서 X축의 X3 채널과 Y축의 Y3 채널로 변하게 된다. 이때, 제2임계값 이상의 정전용량 값을 출력하는 채널 값으로 인식된 포인트 감지 좌표인 X2Y2가 도 15에 도시하는 바와 같이 세 곳에 존재하게 되는 데, 터치 입력 수단의 이동에 따른 포인트 감지 좌표가 초기 좌표와 떨어진 곳에서 나타날 수 없으므로, 초기 좌표에 인접한 포인트 감지 좌표만을 유효한 값인 참(True) 값으로 인식하고, 초기 좌표와 인접해 있지 않은 포인트 감지 좌표는 거짓(false) 값으로 판단하여 해당 포인트 감지 좌표를 무효 처리한다.
이후, 터치 패널(10)에 접촉되어 있던 터치 입력 수단이 터치 패널(10)에서 떨어져 멀어지게 되면, 정전용량 값이 제2임계값 이하로 변화하게 된다.
전술한 바와 같이, 터치 패널(10)에 접촉되어 있던 터치 입력 수단이 터치 패널(10)에서 떨어져 멀어짐에 따라 정전용량 값이 제2임계값 이하로 변화하게 되면(S26), 제어부(40)의 블록 감지부로 제1임계값과 제2임계값 사이의 값으로 정전용량이 변화한 채널 값이 인가되고, 블록 감지부는 제1임계값과 제2임계값 사이의 값으로 정전용량이 변화한 채널 값으로 블록 감지 좌표를 인식한다(S28).
상기한 과정 S28을 통해 블록 감지 좌표를 인식한 후에는, 마지막으로 인식된 포인트 감지 좌표가 상기한 과정 S28을 통해 인식된 블록 감지 좌표 내에 위치하면(S30), 마지막으로 인식된 포인트 감지 좌표를 최종 좌표로 인식한다(S32).
예를 들어, 도 16의 (a)에 도시하는 바와 같이 터치 패널(10)에 접촉되어 있던 터치 입력 수단이 초기 좌표인 X1Y1에서 X2Y4로 이동한 후, 터치 패널(10)에서 떨어져 멀어지게 되면, 블록 감지부는 제2임계값 이하이면서 제1임계값 이상의 정전용량 값을 출력하는 채널 값, X축의 X1 채널과 X2 채널, Y축의 Y4 채널과 Y2 채널에 의거하여 도 16의 (b)에 도시하는 바와 같이 X1Y4, X2Y4, X1Y2, X2Y2를 블록 감지 좌표로 인식하게 된다.
이후에는, 도 16의 (c)에 도시하는 바와 같이 마지막으로 인식된 포인트 감지 좌표 X2Y4가 상기한 과정 S28을 통해 인식된 블록 감지 좌표 내에 위치하면, 도 16의 (d)에 도시하는 바와 같이 마지막으로 인식된 포인트 감지 좌표 X2Y4를 최종 좌표로 인식한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서는 터치 입력 좌표를 제어부(40)에서 검출하는 실시예를 중심으로 설명하였으나, 이와는 달리 컨트롤러(20)에서 직접 터치 입력 좌표를 검출하도록 구현할 수 있다. 즉, 컨트롤러(20)에 블록 감지부, 터치 포인트 감지부 및 터치 위치 검출부를 포함함으로써, 컨트롤러(20)에서 블록 감지 및 터치 포인트 감지를 통해 정확한 터치 입력 좌표를 검출하도록 할 수 있다. 이 경우, 컨트롤러(20)에 의해 산출된 터치 입력 좌표값은 디바이스 드라이버(30)로 전달되어, 플랫폼, 응용 프로그램 등의 상위 계층에 필요한 연산 등에 제공되며, 컨트롤러(20)로 필요한 명령이 다시 주기적으로 전달되어 터치 패널(10)의 정확한 동작을 유지하게 된다.
한편, 상기 실시예 이외에도, 디바이스 드라이버(30)에 블록 감지부, 터치 포인트 감지부 및 터치 위치 검출부를 포함하도록 구성할 수도 있으며, 각 구성부를 컨트롤러(20), 디바이스 드라이버(30), 제어부(40) 등에 나누어 포함시킬 수도 있음은 물론이다.
즉, 본 발명에 따른 블록 감지 및 터치 포인트 감지를 통하여 터치 위치를 검출하기 위하여 컨트롤러(20), 디바이스 드라이버(30) 및 제어부(40)는 다양하게 변형하여 실시가 가능하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서는 컨트롤러(20)에서 각 채널을 통해 전달받은 좌표 신호와 좌표 신호에 대한 정전용량 값을 함께 디바이스 드라이버(30) 및 제어부(40)로 전달하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 컨트롤러(20)에서 제1임계값과 제2임계값 사이의 값으로 정전용량이 변화한 채널의 좌표 신호와 제2임계값 이상으로 정전용량이 변화한 채널의 좌표 신호를 서로 다른 신호로 생성하여 전달할 수도 있다. 예를 들어, 제1임계값과 제2임계값 사이의 값으로 정전용량이 변화한 채널의 좌표 신호를 근접 터치 신호로 생성하여 전달하고, 제2임계값 이상으로 정전용량이 변화한 채널의 좌표 신호를 직접 터치 신호로 생성하여 전달할 수 있다.
이 경우, 디바이스 드라이버(30) 또는 제어부(40)는 각 채널을 통해 인가되는 정전용량 값이 제1임계값과 제2임계값 사이의 값인지, 제2임계값 이상인지를 다시 확인할 필요없이 근접 터치 신호로 블록 감지 좌표를 인식하고, 직접 터치 신호로 포인트 감지 좌표를 인식할 수 있다.
본 발명의 정전용량 방식의 터치 스크린을 구비하는 단말기와 그의 터치 위치 검출 방법은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
10. 터치 패널, 20. 컨트롤러,
30. 디바이스 드라이버, 40. 제어부

Claims (14)

  1. m개의 X축 채널과 n개의 Y축 채널을 갖는 컨트롤러; 및
    상기 각 채널에 대하여 패턴을 할당하여 배치하되, 적어도 하나 이상의 채널에 대하여 할당된 패턴이 중복 배치되는 터치 패널을 포함하여 이루어지는 정전용량 방식의 터치 스크린을 구비하는 단말기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 패널은,
    X축에 m+a개의 패턴이 형성되고, Y축에 n+b개의 패턴이 형성되며,
    상기 a 및 b는 0 이상의 정수인 정전용량 방식의 터치 스크린을 구비하는 단말기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 패널의 각 패턴이 비아(Via)를 통해 상기 컨트롤러의 각 채널에 연결되는 정전용량 방식의 터치 스크린을 구비하는 단말기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 패널에 중복 배치된 각 패턴은, 인접한 패턴과 서로 다른 채널에 대하여 할당되는 정전용량 방식의 터치 스크린을 구비하는 단말기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 패널에서 인접 배치되는 각 패턴에 대한 각 채널의 집합은, 상기 터치 패널의 전체 패턴에 대하여 고유하게 구성되는 정전용량 방식의 터치 스크린을 구비하는 단말기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 패널에 구현된 각 패턴의 물리적인 배치에 대한 정보인 배열 정보와, 상기 터치 채널에 구현된 각 패턴의 물리적인 배치에 대하여 중복된 채널을 구분할 수 있도록 식별 정보가 부여된 패턴 정보를 저장하는 저장부를 더 포함하는 정전용량 방식의 터치 스크린을 구비하는 단말기.
  7. m개의 X축 채널과 n개의 Y축 채널을 갖는 컨트롤러와, 상기 각 채널에 대하여 패턴을 할당하여 배치하되, 적어도 하나 이상의 채널에 대하여 할당된 패턴이 중복 배치되는 터치 패널을 포함하는 정전용량 방식의 터치 스크린을 구비하는 단말기에서 터치 입력 수단에 의한 터치 위치를 검출하는 방법으로,
    제1임계값 이상의 정전용량이 인가되는 복수 채널의 블록에 대하여 각 채널의 좌표값인 블록 감지 좌표를 인식하는 제 1 단계;
    제2임계값 이상의 정전용량이 인가되는 채널에 대한 좌표값인 포인트 감지 좌표를 인식하는 제 2 단계; 및
    블록 감지 좌표 및 포인트 감지 좌표를 조합하여 터치 위치를 인식하는 제 3 단계를 포함하는 정전용량 방식의 터치 스크린을 구비하는 단말기의 터치 위치 검출 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 터치 패널에 중복 배치된 각 패턴은, 인접한 패턴과 서로 다른 채널에 대하여 할당되고,
    상기 터치 패널에서 인접 배치되는 각 패턴에 대한 각 채널의 집합은, 상기 터치 패널의 전체 패턴에 대하여 고유하게 구성되는 정전용량 방식의 터치 스크린을 구비하는 단말기의 터치 위치 검출 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1임계값은 X축 및 Y축 중 하나 이상에 대하여 복수의 채널을 감지하기 위한 기준이 되는 정전용량 값이고,
    상기 제2임계값은 X축 및 Y축 각각에 대하여 하나의 채널을 감지하기 위한 기준이 되는 정전용량 값이고,
    상기 제2임계값은 상기 제1임계값보다 높게 설정되는 정전용량 방식의 터치 스크린을 구비하는 단말기의 터치 위치 검출 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1임계값은,
    블록 감지 좌표로 인식할 채널의 개수와 패턴 간의 물리적 간격에 따라 설정되는 정전용량 방식의 터치 스크린을 구비하는 단말기의 터치 위치 검출 방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    제 1 단계가,
    상기 제1임계값 이상이고 상기 제2임계값 미만인 정전용량이 인가되는 복수 채널에 대하여 블록 감지 좌표를 인지하는 정전용량 방식의 터치 스크린을 구비하는 단말기의 터치 위치 검출 방법.
  12. 제 7 항에 있어서,
    제 3 단계가,
    상기 블록 감지 좌표 내에 위치하는 상기 포인트 감지 좌표를 터치 위치로 인식하는 정전용량 방식의 터치 스크린을 구비하는 단말기의 터치 위치 검출 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 3 단계 이후에,
    터치 입력 수단이 상기 터치 패널에 접촉된 상태에서 이동함에 따라 변화하는 포인트 감지 좌표를 인식하는 제 4 단계; 및
    인식된 포인트 감지 좌표 중에서 상기 초기 좌표에 인접한 포인트 감지 좌표만을 유효한 값으로 인식하는 제 5 단계를 더 포함하는 정전용량 방식의 터치 스크린을 구비하는 단말기의 터치 위치 검출 방법.
  14. 제 7 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 제2임계값보다 작은 정전용량이 인가되는 채널을 감지하는 제 6 단계;
    상기 제1임계값 이상이고 상기 제2임계값 미만인 정전용량이 인가되는 채널에 대하여 각 채널의 좌표값인 블록 감지 좌표를 인식하는 제 7 단계; 및
    마지막으로 인식된 포인트 감지 좌표가 상기 블록 감지 좌표 내에 위치하면, 마지막으로 인식된 포인트 감지 좌표를 최종 좌표로 인식하는 제 8 단계를 더 포함하는 정전용량 방식의 터치 스크린을 구비하는 단말기의 터치 위치 검출 방법.
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