KR20220022591A - 터치센싱방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 실시예는 터치센싱에서 그룹라벨을 부여하는 기술에 관한 것으로서, 그룹라벨을 부여할 때, 밸리를 탐색함으로써 가까이 위치하는 두 개의 객체에 동일한 그룹라벨이 부여되는 것을 방지하고, 이를 통해 별도의 객체 분리 과정을 수행하지 않고 라벨링을 할 수 있는 기술을 제공한다.

Description

터치센싱방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR SENSING TOUCH}
본 실시예는 패널에 배치되는 터치셀을 센싱하는 기술에 관한 것이다.
위치 센서는 일반적으로 컴퓨터, PDA (Personal Digital Assistants), 미디어 플레이어, 비디오 게임 플레이어, 가전 제품, 무선 전화, 공중 전화, POS(point of sales) 단말기, 자동 현금 인출기 등의 입력 장치로 사용된다. 이러한 응용 분야에서 사용되는 일반적인 위치 센서 유형 중 하나는 터치 센서로, 예를 들어 노트북 컴퓨터의 입력 장치에서 쉽게 찾아진다. 사용자는 일반적으로 터치 센서의 감지 영역 근처에서 손가락, 스타일러스 또는 다른 자극체를 이동시킴으로써 터치 센서를 작동시킨다. 자극체는 검출 영역에 인가되는 캐리어 신호에 용량성, 유도성 또는 다른 전기적 효과를 생성하며 검출 영역에 대한 자극체의 위치 또는 근접이 캐리어 신호를 통해 검출될 수 있다. 터치 센서에 의해 검출된 위치 정보는 디스플레이 화면에서 커서 또는 다른 표시기를 이동하거나, 화면상의 텍스트 요소를 스크롤하거나, 다른 사용자 인터페이스의 목적으로 사용될 수 있다.
몇 년 동안 터치 센서가 사용되어 왔지만 엔지니어는 비용을 줄이고 터치 센서의 성능을 향상시키는 설계 대안을 계속 추구하고 있습니다. 특히, 디스플레이 스크린, 전원, 무선 주파수 간섭 및 / 또는 센서 외부의 다른 소스에 의해 발생되는 노이즈의 영향을 줄이는데 있어 최근 상당한 관심이 기울여지고 있다. 다양한 샘플링, 필터링, 신호 처리, 차폐 및 기타 노이즈 감소 기술이 다양한 수준의 성공으로 구현되어 왔다.
터치 센서를 구동하는 장치는, 패널에 배치되는 복수의 터치 센서를 센싱하고, 센싱값들로 터치이미지를 형성한다. 그리고, 장치는, 터치이미지에서 동일한 객체와 연결되어 있는 터치셀들을 연결시키고 서로 연결된 터치셀들에 동일한 라벨을 부여한다. 이러한 라벨링 방법은 객체 단위로 터치좌표를 형성할 수 있는 기초를 제공한다. 이러한 라벨링 방법을 연결 요소 라벨링법(CCL : connected component labeling method)이라고 부르기도 한다.
한편, 종래의 연결 요소 라벨링법에서는 서로 인접하지만 서로 다른 복수의 객체가 하나의 객체로 인식되는 문제가 있었다. 이러한 문제를 해결하기 위해 종래의 기술에서는 하나의 객체를 둘 이상의 객체로 분리하는 객체 분리 단계를 더 포함하였는데, 이러한 추가적인 단계로 인해 터치이미지의 처리 시간이 길어지는 문제가 있었다.
이러한 배경에서, 본 실시예의 목적은, 빠르고, 효과적이고, 효율적으로 터치 센싱값을 처리할 수 있는 기술을 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 측면에서, 본 실시예는, 터치셀별로 센싱값을 생성하는 센싱회로; 및 상기 센싱값이 제1문턱값 이상인 터치셀들에 대하여, 인접 터치셀들과의 센싱값 차이가 제2문턱값 이상이 되는 터치셀들을 밸리로 분류하고, 상기 밸리로 분류되지 않으면서 서로 인접하는 터치셀들에 동일한 그룹라벨을 부여하는 프로세서를 포함하는 터치센싱장치를 제공한다.
상기 프로세서는, 일 방향에서, 일측으로 인접한 터치셀과의 센싱값 차이 및 타측으로 인접한 터치셀과의 센싱값 차이가 모두 상기 제2문턱값 이상이 되는 터치셀들을 상기 밸리로 분류할 수 있다.
상기 프로세서는, 그룹라벨이 동일한 터치셀들별로 터치좌표를 계산할 수 있다.
상기 프로세서는, 연결 요소 라벨링법(CCL : connected component labeling method)에 따라, 상기 밸리로 분류되지 않으면서 서로 인접하는 터치셀들에 동일한 그룹라벨을 부여할 수 있다.
상기 프로세서는, 래스터 스캔방향에 따라 터치셀별로 그룹라벨을 부여하되, 그룹라벨이 먼저 부여된, 다른 행의 인접한 3개의 터치셀 및 동일 행의 인접한 1개의 터치셀의 그룹라벨 중 가장 작은 숫자의 그룹라벨을 현재의 터치셀에 부여할 수 있다.
다른 측면에서, 본 실시예는, 터치셀별로 센싱값을 생성하고 저장하는 단계; 터치셀들에 대한 제1스캔에서, 상기 센싱값이 제1문턱값 이상인 터치셀들에 그룹라벨을 부여하되, 인접 터치셀들과의 센싱값 차이가 제2문턱값 이상이 되는 터치셀들을 밸리로 분류하는 단계; 및 터치셀들에 대한 제2스캔에서, 상기 그룹라벨이 부여된 터치셀들 중 인접한 터치셀들의 상기 그룹라벨을 일치시키는 단계를 포함하는 터치센싱방법을 제공한다.
상기 제1스캔에서, 터치센싱장치는 스캔 중인 터치셀에 인접한 터치셀들의 그룹라벨을 검색하여 상기 스캔 중인 터치셀의 그룹라벨을 결정할 수 있다.
상기 제1스캔에서, 터치센싱장치는 스캔 중인 터치셀에 인접한 적어도 두 개의 터치셀들의 그룹라벨이 서로 다른 경우, 서로 다른 그룹라벨들 중 최소값을 상기 스캔 중인 터치셀의 그룹라벨로 결정할 수 있다.
터치센싱장치는, 상기 제1스캔에서, 상기 서로 다른 그룹라벨들을 EQ(Equivalent)테이블에 저장하고, 상기 제2스캔에서, 인접한 터치셀들의 그룹라벨을 상기 EQ테이블에 따라 일치시킬 수 있다.
상기 제1스캔에서, 터치센싱장치는 상기 밸리로 분류되는 터치셀들에 상기 밸리를 나타내는 라벨을 부여할 수 있다.
상기 제1스캔에서, 터치센싱장치는 상하방향, 좌우방향 및 대각선방향 중 일 방향에서 인접 터치셀들과의 센싱값 차이가 상기 제2문턱값 이상이 되는 터치셀들을 상기 밸리로 분류할 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 실시예는, 패널로 구동신호를 공급하고 상기 구동신호에 대응되는 반응신호에 따라 상기 패널에 배치되는 터치셀들의 센싱값을 생성하는 센싱회로; 각 터치셀에 대응하는 상기 센싱값 및 라벨을 저장하는 메모리; 및 터치셀들에 대한 제1스캔에서, 상기 센싱값이 제1문턱값 이상인 터치셀들에 그룹라벨을 부여하되, 인접 터치셀들과의 센싱값 차이가 제2문턱값 이상이 되는 터치셀들에는 밸리를 나타내는 라벨을 부여하고, 터치셀들에 대한 제2스캔에서, 상기 그룹라벨이 부여된 터치셀들 중 인접한 터치셀들의 상기 그룹라벨을 일치시키는 프로세서를 포함하는 터치센싱장치를 제공한다.
각 터치셀에 대응되는 라벨은 특정값으로 초기화되고, 상기 제1스캔에서 상기 그룹라벨로 대체되거나 상기 밸리를 나타내는 라벨로 대체될 수 있다.
상기 프로세서는, 그룹라벨이 동일한 터치셀들별로 적어도 하나의 터치좌표를 계산할 수 있다.
외부 장치로 데이터를 송신하는 통신회로를 더 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 통신회로를 통해 상기 적어도 하나의 터치좌표 중 일부 터치좌표를 상기 외부 장치로 송신할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 빠르고, 효과적이고, 효율적으로 터치 센싱값을 처리할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성도이다.
도 2는 일 실시에에 따른 터치센싱장치의 구성도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 터치셀들의 배치도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 터치센싱방법의 흐름도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 제1스캔의 흐름도이다.
도 6은 스캔 대상 터치셀에 인접한 터치셀들을 나타내는 도면이다.
도 7은 8-연결 요소 라벨링법에서 그룹라벨이 확인되는 4개의 인접 터치셀들을 나타내는 도면이다.
도 8은 4-연결 요소 라벨링법에서 그룹라벨이 확인되는 2개의 인접 터치셀들을 나타내는 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 제2스캔의 제1예시 흐름도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 제2스캔의 제2예시 흐름도이다.
도 11은 두 개의 객체가 가깝게 위치하는 경우의 터치셀 센싱값을 나타내는 도면이다.
도 12는 종래로 추정되는 터치센싱방법의 흐름도이다.
도 13은 일 실시예에 의한 방법과 종래로 추정되는 방법의 처리 시간을 시험한 결과표이다.
도 1은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 디스플레이장치(100)는 디스플레이패널(130), 게이트구동장치(160), 데이터구동장치(150), 데이터처리장치(140), 호스트(170), 터치패널(110) 및 터치센싱장치(120) 등을 포함할 수 있다.
데이터구동장치(150), 게이트구동장치(160) 및 터치센싱장치(120)는 디스플레이패널(130) 혹은 터치패널(110)에 포함되는 적어도 하나의 구성을 구동할 수 있다. 데이터구동장치(150)는 디스플레이패널(130)에서 화소와 연결되는 데이터라인을 구동하고, 게이트구동장치(160)는 화소와 연결되는 게이트라인을 구동할 수 있다. 그리고, 터치센싱장치(120)는 터치패널(110)에 배치되는 터치전극들을 구동할 수 있다.
데이터구동장치(150)는 디스플레이패널(130)의 각 화소에 영상을 표시하기 위해 데이터라인으로 데이터전압(Vdata)을 공급할 수 있다. 데이터구동장치(150)는 적어도 하나의 데이터드라이버집적회로를 포함할 수 있는데, 이러한 적어도 하나의 데이터드라이버집적회로는, 테이프 오토메이티드 본딩(TAB: Tape Automated Bonding) 방식 또는 칩 온 글래스(COG: Chip On Glass) 방식으로 디스플레이패널(130)의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결되거나, 디스플레이패널(130)에 직접 형성될 수도 있으며, 경우에 따라서, 디스플레이패널(130)에 집적화되어 형성될 수도 있다. 또한, 데이터구동장치(150)는 칩 온 필름(COF: Chip On Film) 방식으로 구현될 수도 있다.
게이트구동장치(160)는 각 화소에 위치하는 트랜지스터를 온오프시키기 위해 게이트라인으로 스캔신호(scan)를 공급할 수 있다. 게이트구동장치(160)는, 구동 방식에 따라서, 도 1에서와 같이 디스플레이패널(130)의 한 측에만 위치할 수도 있고, 2개로 나뉘어져 디스플레이패널(130)의 양측에 위치할 수도 있다. 또한, 게이트구동장치(160)는, 적어도 하나의 게이트드라이버집적회로를 포함할 수 있는데, 이러한 적어도 하나의 게이트드라이버집적회로는, 테이프 오토메이티드 본딩(TAB) 방식 또는 칩 온 글래스(COG) 방식으로 디스플레이패널(130)의 본딩 패드에 연결되거나, GIP(Gate In Panel) 타입으로 구현되어 디스플레이패널(130)에 직접 형성될 수도 있으며, 경우에 따라서, 디스플레이패널(130)에 집적화되어 형성될 수도 있다. 또한, 게이트구동장치(160)는 칩 온 필름(COF: Chip On Film) 방식으로 구현될 수도 있다.
데이터처리장치(140)는 호스트(170)로부터 영상데이터(RGB)를 수신하고 데이터구동장치(150)가 인식할 수 있는 형식으로 영상데이터를 변환할 수 있다. 그리고, 데이터처리장치(140)는 변환된 영상데이터(RGB')를 데이터구동장치(150)로 송신할 수 있다.
데이터처리장치(140)는 제어신호(GCS, DCS, TCS)를 통해 각 구동장치(160, 150, 120)의 타이밍을 제어할 수 있다. 이러한 측면에서, 데이터처리장치(140)는 타이밍컨트롤러로 호칭되기도 한다.
터치패널(110)에는 터치전극들이 배치될 수 있다. 터치전극은 송신전극과 수신전극을 포함할 수 있다. 터치센싱장치(120)는 송신전극으로 구동신호(TXS)를 송신하고, 수신전극으로부터 반응신호(RXS)를 수신하여 터치데이터(TDATA)를 생성할 수 있다. 그리고, 터치센싱장치(120)는 터치데이터(TDATA)를 호스트(170)로 송신할 수 있다. 송신전극과 수신전극은 동일한 전극일 수 있고, 서로 다른 전극일 수 있다. 송신전극과 수신전극이 서로 다른 전극인 경우, 터치센싱장치는 송신전극과 수신전극 사이의 상호정전용량(mutual capacitance)의 변화를 센싱하여 터치를 인식할 수 있다. 이러한 터치센싱방식을 상호정전용량 방식이라고 부르기도 한다. 그리고, 송신전극과 수신전극이 동일한 전극인 경우, 송신전극 혹은 수신전극의 자기정전용량(self capacitance)의 변화를 센싱하여 터치를 인식할 수 있다. 이러한 터치센싱방식을 자기정전용량 방식이라고 부르기도 한다. 이러한 상호정전용량 방식 혹은 자기정전용량 방식을 통해, 터치센싱장치는 터치패널(110)에 배치 혹은 형성되는 터치셀에 대한 센싱값을 획득할 수 있다. 상호정전용량 방식에서는 송신전극과 수신전극의 교차지점에 터치셀이 형성될 수 있고, 자기정전용량 방식에서는 송신전극 혹은 수신전극 자체가 터치셀이 될 수 있다.
도 2는 일 실시에에 따른 터치센싱장치의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 터치센싱장치(120)는 센싱회로(210), 메모리(220), 프로세서(230) 및 통신회로(240) 등을 포함할 수 있다.
센싱회로(210)는 터치패널(110)으로 구동신호(TXS)를 송신하고 구동신호(TXS)에 대응되는 반응신호(RXS)에 따라 터치패널(110)에 배치되는 터치셀들의 센싱값을 생성할 수 있다.
센싱회로(210)는 구형파, 사인파 혹은 삼각파 형태의 구동신호(TXS)를 터치패널(110)로 송신할 수 있다. 이를 위해 센싱회로(210)는 구동신호(TXS)를 생성하는 구동부를 포함할 수 있다.
센싱회로(210)는 구동신호(TXS)에 대응되는 반응신호(RXS)를 터치패널(110)로부터 수신하고, 반응신호(RXS)를 이용하여 터치셀에 대한 센싱값을 생성할 수 있다. 예를 들어, 센싱회로(210)는 반응신호(RXS)를 적분하는 적분회로 및 적분회로의 출력을 디지털신호로 변환하는 ADC(analog-digital-converter)회로 등을 포함할 수 있으며, ADC회로의 출력을 통해 디지털화된 센싱값을 생성할 수 있다.
디지털화된 센싱값은 센싱데이터(SDATA)에 포함되어 메모리(220)로 송신될 수 있다. 그리고, 메모리(220)는 센싱데이터(SDATA)에 포함된 센싱값들을 저장할 수 있다.
메모리(220)는 터치데이터(TDATA)의 생성 과정에서 사용되는 각종 데이터를 임시적으로 저장할 수 있으며, 저장된 데이터는 센싱회로(210), 프로세서(230) 및 통신회로(240)에 의해 접근될 수 있다.
프로세서(230)는 센싱데이터(SDATA)에 포함된 각 터치셀의 센싱값으로부터 터치좌표를 포함하는 터치데이터(TDATA)를 생성할 수 있다.
그리고, 통신회로(240)는 터치좌표를 포함하는 터치데이터(TDATA)를 외부 장치-예를 들어, 호스트-로 송신할 수 있다.
프로세서(230)는 각 터치셀에 그룹라벨을 부여할 수 있다. 여기서, 그룹라벨은 하나의 객체에 대응되는 터치셀들의 그룹에 부여되는 라벨로 이해될 수 있다. 예를 들어, 검지와 중지 두 개의 객체가 터치패널을 터치했을 때, 검지에 대응되는 터치셀들에 1에 해당되는 그룹라벨이 부여될 수 있고, 중지에 대응되는 터치셀들에 2에 해당되는 그룹라벨이 부여될 수 있다.
그룹라벨이 부여된 후에 프로세서(230)는 동일한 그룹라벨을 가지는 터치셀들별로 터치좌표를 계산할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(230)는 그룹라벨이 1인 터치셀들에 대해 터치좌표를 계산하고, 그룹라벨이 2인 터치셀들에 대해 터치좌표를 계산할 수 있다. 터치센싱장치는 해당 그룹의 터치셀들 중 센싱값이 가장 큰 터치셀의 위치로 터치좌표를 계산할 수도 있으나, 미리 설정된 커브에 복수의 센싱값을 대입하여 최고점을 찾는 방법으로 터치좌표를 계산할 수도 있다.
한 터치프레임에서 복수의 터치좌표가 계산되면 터치센싱장치는 복수의 터치좌표를 모두 외부장치로 송신할 수도 있고, 그 중 일부의 터치좌표만 외부장치로 송신할 수도 있다. 예를 들어, 팜리젝션 알고리즘에 따라 일부 터치좌표는 의도하지 않은 터치에 해당된다고 판단되는 경우, 터치센싱장치는 해당 터치좌표는 제외하고 나머지만 외부장치로 송신할 수 있다.
프로세서(230)는 연결 요소 라벨링법(CCL : connected component labeling method)에 따라 각 터치셀에 그룹라벨을 부여할 수 있다. 종래의 연결 요소 라벨링법은 각 터치셀에 그룹라벨을 부여한 후에 객체 분리 과정을 더 수행하여 일부의 그룹을 분리시켰는데, 일 실시예에 따른 터치센싱장치는 그룹라벨을 부여하는 과정에서 동시에 그룹이 분리될 수 있도록 함으로써 종래에 비해 빠르고 효율적일 수 있다.
추가적인 설명에 앞서, 일 실시예의 데이터 프로세싱에 적용될 수 있는 터치셀들의 배치가 먼저 설명된다.
도 3은 일 실시예에 따른 터치셀들의 배치도이다.
터치셀들은 터치패널에 배치되거나 형성될 수 있다. 상호정전용량 방식에서 터치셀들은 송신전극과 수신전극의 교점에 형성되고, 터치패널 전체적으로는 매트릭스의 형태로 배치될 수 있다. 그리고, 자기정전용량 방식에서 구동신호가 공급되는 터치전극이 터치셀이 될 수 있으며, 터치패널 전체적으로 매트릭스의 형태로 배치될 수 있다.
본 명세서에 사용하는 터치셀이라는 용어는 전술한 바와 같이 물리적인 구조를 가지고 터치패널에 배치되거나 형성되는 것을 의미할 수도 있고, 물리적 터치셀에 대응되는 가상의 터치셀을 의미할 수도 있다. 센싱의 대상으로서의 터치셀은 물리적 터치셀을 의미할 수 있고, 계산에 사용되는 일부의 터치셀은 물리적 터치셀에 대응하여 메모리에 저장되어 있는 가상의 터치셀을 의미할 수도 있다.
도 3을 참조하면, 터치셀들(c(1,1) ~ c(N,M))은 제1방향(x)과 제2방향(y)으로 배치되면서 매트릭스 형태를 구성할 수 있다. 터치센싱장치는 터치패널로부터 수신되는 반응신호를 이용하여 각 터치셀(c(1,1) ~ c(N,M))의 센싱값을 생성하고 메모리에 저장할 수 있다. 예를 들어, 터치센싱장치는 NxM의 배열에 센싱값을 저장할 수 있는데, 이러한 배열에서 (x,y)에 저장된 센싱값이 터치패널에서 (x,y)에 위치하는 터치셀의 센싱값일 수 있다.
한 터치프레임에서 터치패널에 대한 센싱이 완료되면, 센싱값들은 메모리에 저장되는데, 터치센싱장치는 메모리에 대한 센싱값들을 스캔하면서, 각 터치셀에 그룹라벨을 부여하고, 터치좌표를 생성할 수 있다. 여기서의 스캔은 터치패널의 물리적 터치셀에 대한 스캔이 아니라, 메모리에 저장된 가상의 터치셀에 대한 스캔일 수 있다.
터치센싱장치는 래스터 스캔방향으로 터치셀들을 스캔할 수 있다. 래스터 스캔방향은 예를 들어, 제1방향(x)과 제2방향(y)의 조합일 수 있다. 터치센싱장치는 제1방향(x)으로 한 라인씩 스캔하되, 한 라인에 대한 스캔이 완료되면 제2방향(y)으로 라인을 변경하면서 터치셀들을 스캔할 수 있다.
하나의 객체에 대응되고 인접한 터치셀들에는 동일한 그룹라벨이 부여될 수 있다. 예를 들어, 검지에 의해 c(2,1) 및 c(2,2)이 터치된 경우, c(2,1) 및 c(2,2)에는 동일한 그룹라벨이 부여될 수 있다. 여기서, 두 개의 터치셀이 인접한다는 것은 두 개의 터치셀 사이에 다른 터치셀이 배치되지 않는 것을 의미할 수 있다. 매트릭스 구조에서, 하나의 터치셀을 중심으로, 좌상, 상, 우상, 좌, 우, 좌하, 하, 좌하 방향에 위치하는 8개의 터치셀이 인접한 터치셀이 될 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 터치센싱방법의 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 터치센싱장치는 터치셀별로 센싱값을 생성하고 저장할 수 있다(S400).
그리고, 터치센싱장치는 터치셀들에 대한 제1스캔을 수행하는데, 제1스캔에서, 센싱값이 제1문턱값 이상인 터치셀들에 그룹라벨을 부여하되, 인접 터치셀들과의 센싱값 차이가 제2문턱값 이상이 되는 터치셀들을 밸리로 분류할 수 있다(S402).
그리고, 터치센싱장치는 다시 터치셀들에 대한 제2스캔을 수행하는데, 제2스캔에서, 그룹라벨이 부여된 터치셀들 중 인접한 터치셀들의 그룹라벨을 일치시킬 수 있다(S404)
그리고, 터치센싱장치는 그룹라벨이 동일한 터치셀들별로 터치좌표들을 계산할 수 있다(S406).
그리고, 터치센싱장치는 계산된 터치좌표들 중 일부 혹은 전부를 외부장치로 송신할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 제1스캔의 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 터치센싱장치는 래스터 스캔방향의 스캔순서에 따라 하나씩 터치셀의 센싱값을 읽어들일 수 있다(S500).
터치센싱장치는 스캔 대상 터치셀(c(x,y))의 센싱값을 제1문턱값(th1)과 비교하고, 센싱값이 제1문턱값(th1) 보다 작은 경우 혹은 이하인 경우(S502에서 No), 스캔 대상 터치셀을 다음 터치셀로 이동시킬 수 있다.
다음 터치셀로 이동시키기 위해, 터치센싱장치는 스캔 대상 터치셀(c(x,y))이 마지막 터치셀인지 확인하고(S514), 마지막 터치셀이 아닌 경우(S514에서 No), 다음 터치셀(c(x+1,y) 혹은 c(1,y+1))의 센싱값을 읽어들일 수 있다(S500부터 다시 반복).
스캔 대상 터치셀(c(x,y))의 센싱값이 제1문턱값(th1) 보다 큰 경우 혹은 이상인 경우(S502에서 Yes), 터치센싱장치는 스캔 대상 터치셀(c(x,y))에 대해 밸리 테스트를 수행할 수 있다(S504).
밸리 테스트는 해당 터치셀(c(x,y))이 밸리에 해당되는지 판단하는 과정일 수 있다. 동일한 그룹라벨을 가지는 터치셀들을 터치셀그룹이라고 할 때, 밸리는 인접한 두 개의 터치셀그룹의 경계에 해당될 수 있다. 밸리에 해당되는 터치셀은 터치셀그룹의 경계를 이루기 때문에 센싱값이 제1문턱값 이상일 수 있다. 그리고, 밸리에 해당되는 터치셀은 인접한 터치셀들과의 센싱값 차이가 제2문턱값 이상일 수 있다.
터치센싱장치는 스캔 대상 터치셀(c(x,y))과 인접한 터치셀의 센싱값의 차이를 계산하고, 그 차이값을 제2문턱값과 비교하여 스캔 대상 터치셀(c(x,y))의 밸리 여부를 판단할 수 있다.
도 6은 스캔 대상 터치셀에 인접한 터치셀들을 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 스캔 대상 터치셀(c(x,y))은 도면의 상하방향으로 상측셀(c(x,y-1)) 및 하측셀(c(x,y+1))과 인접할 수 있다. 터치센싱장치는 상측셀(c(x,y-1))의 센싱값에서 스캔 대상 터치셀(c(x,y))의 센싱값을 차감하여 제1차이값을 계산하고, 하측셀(c(x,y+1))의 센싱값에서 스캔 대상 터치셀(c(x,y))의 센싱값을 차감하여 제2차이값을 계산할 수 있다. 그리고, 터치센싱장치는 제1차이값 및 제2차이값이 제2문턱값 이상인 경우, 스캔 대상 터치셀(c(x,y))을 밸리로 분류할 수 있다.
터치센싱장치는 상하방향, 좌우방향 및 대각선방향에 대해 모두 밸리 테스트를 수행할 수 있다.
예를 들어, 터치센싱장치는 좌측셀(c(x-1,y))의 센싱값에서 스캔 대상 터치셀(c(x,y))의 센싱값을 차감하여 제1차이값을 계산하고, 우측셀(c(x+1,y))의 센싱값에서 스캔 대상 터치셀(c(x,y))의 센싱값을 차감하여 제2차이값을 계산할 수 있다. 그리고, 터치센싱장치는 제1차이값 및 제2차이값이 제2문턱값 이상인 경우, 스캔 대상 터치셀(c(x,y))을 밸리로 분류할 수 있다.
그리고, 터치센싱장치는 좌상측셀(c(x-1,y-1))의 센싱값에서 스캔 대상 터치셀(c(x,y))의 센싱값을 차감하여 제1차이값을 계산하고, 우하측셀(c(x+1,y+1))의 센싱값에서 스캔 대상 터치셀(c(x,y))의 센싱값을 차감하여 제2차이값을 계산할 수 있다. 그리고, 터치센싱장치는 제1차이값 및 제2차이값이 제2문턱값 이상인 경우, 스캔 대상 터치셀(c(x,y))을 밸리로 분류할 수 있다.
그리고, 터치센싱장치는 좌하측셀(c(x-1,y+1))의 센싱값에서 스캔 대상 터치셀(c(x,y))의 센싱값을 차감하여 제1차이값을 계산하고, 우상측셀(c(x+1,y-1))의 센싱값에서 스캔 대상 터치셀(c(x,y))의 센싱값을 차감하여 제2차이값을 계산할 수 있다. 그리고, 터치센싱장치는 제1차이값 및 제2차이값이 제2문턱값 이상인 경우, 스캔 대상 터치셀(c(x,y))을 밸리로 분류할 수 있다.
터치센싱장치는 이러한 4개의 방향에서 스캔 대상 터치셀(c(x,y))의 센싱값과 인접 터치셀들의 센싱값 차이가 제2문턱값 이상인 경우, 해당 터치셀을 밸리로 분류할 수 있다.
다시 도 5를 참조하면, 터치센싱장치는 스캔 대상 터치셀(c(x,y))이 밸리로 분류되는 경우(S506에서 Yes), 해당 터치셀에 밸리를 나타내는 라벨을 부여할 수 있다(S507). 라벨은 센싱값과는 별도의 배열에 저장될 수 있는데, 예를 들어, L(x,y)에 저장되는 라벨은 c(x,y)의 터치셀에 대한 라벨로 처리될 수 있다. 밸리를 나타내는 라벨은 예를 들어, 캐릭터 'V'일 수 있으나 이는 일 예시일 수 있다.
스캔 대상 터치셀(c(x,y))이 밸리로 분류되지 않는 경우(S506에서 No), 연결 요소 라벨링법에 따라 스캔 대상 터치셀(c(x,y))에 그룹라벨을 부여할 수 있다(S508 및 S510).
터치센싱장치는 스캔 대상 터치셀(c(x,y))에 인접한 터치셀들의 그룹라벨을 확인할 수 있다(S508). 터치센싱장치는 빠르고 효율적인 처리를 위해 인접한 모든 터치셀들을 확인하지 않고, 그룹라벨이 부여된 터치셀들만 확인할 수 있다. 예를 들어, 터치센싱장치는 8-연결 요소 라벨링법에 따라 스캔 대상 터치셀(c(x,y))에 인접한 8개의 터치셀들 중 4개의 터치셀들의 그룹라벨을 확인할 수 있다. 여기서, 4개의 터치셀들은 래스터 스캔방향에서 스캔 대상 터치셀(c(x,y))보다 먼저 스캔되는 터치셀들이다. 다른 예로서, 터치센싱장치는 4-연결 요소 라벨링법에 따라 스캔 대상 터치셀(c(x,y))에 인접한 4개의 터치셀들 중 2개의 터치셀들의 그룹라벨을 확인할 수 있다. 여기서, 2개의 터치셀들은 래스터 스캔방향에서 스캔 대상 터치셀(c(x,y))보다 먼저 스캔되는 터치셀들이다.
그룹라벨이 확인되는 인접 터치셀들의 위치가 도 7 및 도 8에 좀더 자세하게 설명되고 있다.
도 7은 8-연결 요소 라벨링법에서 그룹라벨이 확인되는 4개의 인접 터치셀들을 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 래스터 스캔방향에 따라 제1방향(x)으로 한 라인이 스캔되고 제2방향(y)으로 선택라인이 이동된다. 이러한 스캔방향에 의하면, 스캔 대상 터치셀(c(x,y))에 인접한 터치셀들 중에서, 상측 행의 인접한 3개의 터치셀(c(x-1,y-1), c(x,y-1), c(x+1,y-1))과 동일 행의 좌측으로 인접한 1개의 터치셀(c(x-1,y))에 그룹라벨이 부여되었을 가능성이 있다. 그리고, 터치센싱장치는 이러한 4개의 터치셀들의 그룹라벨을 확인할 수 있다.
도 8은 4-연결 요소 라벨링법에서 그룹라벨이 확인되는 2개의 인접 터치셀들을 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 래스터 스캔방향에 따라 제1방향(x)으로 한 라인이 스캔되고 제2방향(y)으로 선택라인이 이동된다. 이러한 스캔방향에 의하면, 스캔 대상 터치셀(c(x,y))에 인접한 터치셀들 중에서, 상측으로 인접한 1개의 터치셀(c(x,y-1)) 및 좌측으로 인접한 1개의 터치셀(c(x-1,y))에 그룹라벨이 부여되었을 가능성이 있다. 그리고, 터치센싱장치는 이러한 2개의 터치셀들의 그룹라벨을 확인할 수 있다.
다시 도 5를 참조하면, 터치센싱장치는 스캔 대상 터치셀(c(x,y))에 인접한 터치셀들의 그룹라벨을 확인하고(S508), 스캔 대상 터치셀(c(x,y))에 해당되는 그룹라벨을 결정할 수 있다(S510).
스캔 대상 터치셀(c(x,y))의 인접한 터치셀들에 부여된 그룹라벨은 다음의 3가지 경우에 해당될 수 있다.
케이스 1) 인접한 터치셀들 모두에 그룹라벨이 부여되지 않은 경우
케이스 2) 인접한 터치셀들 중 일부 혹은 전부에 한 가지의 그룹라벨이 부여된 경우
케이스 3) 인접한 터치셀들에 두 가지 이상의 그룹라벨이 부여된 경우
1번 케이스에서, 터치센싱장치는 이전까지 발행되지 않은 새로운 그룹라벨을 스캔 대상 터치셀(c(x,y))에 부여할 수 있다. 2번 케이스에서, 터치센싱장치는 인접한 터치셀들에서 확인된 한 가지의 그룹라벨을 스캔 대상 터치셀(c(x,y))에 부여할 수 있다.
3번 케이스에서, 터치센싱장치는 두 가지 이상의 그룹라벨 중 특정 규칙에 의한 하나의 그룹라벨을 선택하여 스캔 대상 터치셀(c(x,y))에 부여할 수 있다. 여기서, 특정 규칙은 예를 들어, 최소값을 선택하는 규칙이나 최대값을 선택하는 규칙일 수 있다. 특정 규칙이 최소값을 선택하는 규칙인 경우, 터치센싱장치는 두 가지 이상의 그룹라벨 중 최소값을 가지는 하나의 그룹라벨을 선택하여 스캔 대상 터치셀(c(x,y))에 부여할 수 있다.
3번 케이스는 실질적으로, 두 가지 이상의 그룹라벨이 스캔 대상 터치셀(c(x,y))을 중심으로 연결되어 있다는 것을 나타내는 케이스일 수 있다. 연결되어 있는 터치셀들이 서로 다른 그룹라벨을 가지는 경우, 터치센싱장치는 제2스캔을 통해 그룹라벨을 일치시킬 수 있다. 이때, 제2스캔에서 활용하기 위해, 터치센싱장치는, 서로 연결되는 그룹라벨을 EQ(Equivalent)테이블에 저장할 수 있다.
터치센싱장치는 3번 케이스가 확인되는 경우, 연결성을 가지는 서로 다른 그룹라벨들을 특정 규칙에 따라 EQ테이블에 저장될 수 있다(S512). 특정 규칙은 예를 들어, 그룹라벨 u와 v가 서로 연결성을 가지는 경우, E(u,v)에 플래그를 삽입하는 규칙일 수 있고, u와 v 중 작은 그룹라벨을 제1열에 배치하고 큰 그룹라벨을 제2열에 배치하는 규칙일 수 있고, 그 반대의 규칙일 수도 있다.
터치센싱장치는 이러한 과정을 모든 터치셀들에 대해 반복해서 수행할 수 있다.
이러한 제1스캔에 의하면, 별도의 객체 분리 과정없이 밸리 판단 과정을 통해 객체가 서로 분리되어 라벨링될 수 있다. 제1스캔이 마무리되면, 터치센싱장치는 연결성을 가지는 그룹라벨들을 일치시키기 위해 제2스캔을 수행할 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 제2스캔의 제1예시 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 터치센싱장치는 스캔 대상 터치셀의 라벨변수(L(x,y))를 X로 읽어들일 수 있다(S900).
그리고, X가 특정 라벨-예를 들어, 0-이 아니고, 밸리를 나타내는 라벨(V)도 아닌 경우(S902에서 Yes), EQ테이블에서 X와 연결성을 가지는 그룹라벨을 찾아 스캔 대상 터치셀의 라벨변수(L(x,y))를 업데이트할 수 있다(S904).
그리고, 터치센싱장치는 마지막 터치셀인지를 테스트하는 단계(S906)를 통해 모든 터치셀에 대해 전술한 과정을 반복할 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 제2스캔의 제2예시 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 터치센싱장치는 스캔 대상 터치셀의 라벨변수(L(x,y))를 X로 읽어들일 수 있다(S1000).
그리고, EQ테이블에 X와 연결성을 가지는 그룹라벨이 저장되어 있는 경우-일 예로, EQ테이블에 X와 대응하여 저장된 값이 X보다 큰 경우-(S1002에서 Yes), 터치센싱장치는 EQ테이블에 저장된 값으로 스캔 대상 터치셀의 라벨변수(L(x,y))를 업데이트할 수 있다(S1004).
이러한, 과정은 그룹라벨이 부여된 터치셀에 대해서만 수행될 수 있으며, 터치센싱장치는 그룹라벨이 부여된 마지막 터치셀인지를 테스트하는 단계(S1006)를 통해 그룹라벨이 부여된 모든 터치셀에 대해 전술한 과정을 반복할 수 있다.
이상에서 설명한 본 실시예에 의하면, 터치센싱장치가 종래에 비해, 빠르고, 효과적이고, 효율적으로 터치 센싱값을 처리할 수 있게 된다. 이를 검증하기 위해 시험이 진행되었으며 시험의 과정 및 결과를 도 11 내지 도 13을 참조하여 설명한다.
도 11은 두 개의 객체가 가깝게 위치하는 경우의 터치셀 센싱값을 나타내는 도면이다.
도 11을 참조하면, 두 개의 객체가 가깝게 위치하는 경우, 센싱값이 제1문턱값(th1) 이상이 되는 터치셀의 영역을 제1영역(1100)과 같이 넓게 나타날 수 있다. 이러한 제1영역(1100) 전체에 대해 터치좌표를 계산하면 정확한 터치좌표를 얻을 수 없기 때문에 터치센싱장치는 제1영역(1100)에 대응되는 두 개의 객체를 분리할 필요가 있다.
이를 위해, 종래 기술에서는 제1영역(1100)을 다시 스캔하여 제2문턱값을 기준으로 제2영역(1102)과 제3영역(1104)을 분리하는 과정을 더 진행하였는데, 이러한 추가적인 과정으로 인해 처리시간이 길어지는 문제가 있었다.
도 12는 종래로 추정되는 터치센싱방법의 흐름도이다.
도 12를 참조하면, 종래로 추정되는 터치센싱방법은 터치셀들에 대해 센싱값을 생성하고(S1200), 제1스캔을 통해 그룹라벨을 부여하였다(S1202). 그리고, 종래로 추정되는 터치센싱방법은 제2스캔을 통해 연결성을 가지는 그룹라벨들을 일치시켰다(S1204).
그리고, 종래로 추정되는 터치센싱방법은 객체를 분리시키기 위해 터치영역을 분리하는 단계(S1206)를 더 수행한 후에, 터치좌표를 계산하였다(S1208).
도 13은 일 실시예에 의한 방법과 종래로 추정되는 방법의 처리 시간을 시험한 결과표이다.
도 13을 참조하면, 5개의 손가락을 터치하는 경우, 종래로 추정되는 방법(Old solution)은 1.7 단위시간에 터치좌표를 계산하였는데 반해, 일 실시예에 의한 방법(New solution)은 0.51 단위시간에 터치좌표를 계산하여 71.1%의 효율 개선이 이루어졌다. 또한, 10개의 손가락을 터치하는 경우, 종래로 추정되는 방법(Old solution)은 4.41 단위시간에 터치좌표를 계산하였는데 반해, 일 실시예에 의한 방법(New solution)은 2.28 단위시간에 터치좌표를 계산하여 48.3%의 효율 개선이 이루어졌다.
이러한 실험 결과에서도 알 수 있는 바와 같이, 본 실시예에 의하면, 터치센싱장치가 종래에 비해, 빠르고, 효과적이고, 효율적으로 터치 센싱값을 처리할 수 있게 된다.

Claims (15)

  1. 터치셀별로 센싱값을 생성하는 센싱회로; 및
    상기 센싱값이 제1문턱값 이상인 터치셀들에 대하여, 인접 터치셀들과의 센싱값 차이가 제2문턱값 이상이 되는 터치셀들을 밸리로 분류하고, 상기 밸리로 분류되지 않으면서 서로 인접하는 터치셀들에 동일한 그룹라벨을 부여하는 프로세서
    를 포함하는 터치센싱장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    일 방향에서, 일측으로 인접한 터치셀과의 센싱값 차이 및 타측으로 인접한 터치셀과의 센싱값 차이가 모두 상기 제2문턱값 이상이 되는 터치셀들을 상기 밸리로 분류하는 터치센싱장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    그룹라벨이 동일한 터치셀들별로 터치좌표를 계산하는 터치센싱장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    연결 요소 라벨링법(CCL : connected component labeling method)에 따라, 상기 밸리로 분류되지 않으면서 서로 인접하는 터치셀들에 동일한 그룹라벨을 부여하는 터치센싱장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    래스터 스캔방향에 따라 터치셀별로 그룹라벨을 부여하되, 그룹라벨이 먼저 부여된, 다른 행의 인접한 3개의 터치셀 및 동일 행의 인접한 1개의 터치셀의 그룹라벨 중 가장 작은 숫자의 그룹라벨을 현재의 터치셀에 부여하는 터치센싱장치.
  6. 터치셀별로 센싱값을 생성하고 저장하는 단계;
    터치셀들에 대한 제1스캔에서, 상기 센싱값이 제1문턱값 이상인 터치셀들에 그룹라벨을 부여하되, 인접 터치셀들과의 센싱값 차이가 제2문턱값 이상이 되는 터치셀들을 밸리로 분류하는 단계; 및
    터치셀들에 대한 제2스캔에서, 상기 그룹라벨이 부여된 터치셀들 중 인접한 터치셀들의 상기 그룹라벨을 일치시키는 단계
    를 포함하는 터치센싱방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1스캔에서, 스캔 중인 터치셀에 인접한 터치셀들의 그룹라벨을 검색하여 상기 스캔 중인 터치셀의 그룹라벨을 결정하는 터치센싱방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1스캔에서, 스캔 중인 터치셀에 인접한 적어도 두 개의 터치셀들의 그룹라벨이 서로 다른 경우, 서로 다른 그룹라벨들 중 최소값을 상기 스캔 중인 터치셀의 그룹라벨로 결정하는 터치센싱방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1스캔에서, 상기 서로 다른 그룹라벨들을 EQ(Equivalent)테이블에 저장하고,
    상기 제2스캔에서, 인접한 터치셀들의 그룹라벨을 상기 EQ테이블에 따라 일치시키는 터치센싱방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 제1스캔에서, 상기 밸리로 분류되는 터치셀들에 상기 밸리를 나타내는 라벨을 부여하는 터치센싱방법.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 제1스캔에서, 상하방향, 좌우방향 및 대각선방향 중 일 방향에서 인접 터치셀들과의 센싱값 차이가 상기 제2문턱값 이상이 되는 터치셀들을 상기 밸리로 분류하는 터치센싱방법.
  12. 패널로 구동신호를 공급하고 상기 구동신호에 대응되는 반응신호에 따라 상기 패널에 배치되는 터치셀들의 센싱값을 생성하는 센싱회로;
    각 터치셀에 대응하는 상기 센싱값 및 라벨을 저장하는 메모리; 및
    터치셀들에 대한 제1스캔에서, 상기 센싱값이 제1문턱값 이상인 터치셀들에 그룹라벨을 부여하되, 인접 터치셀들과의 센싱값 차이가 제2문턱값 이상이 되는 터치셀들에는 밸리를 나타내는 라벨을 부여하고, 터치셀들에 대한 제2스캔에서, 상기 그룹라벨이 부여된 터치셀들 중 인접한 터치셀들의 상기 그룹라벨을 일치시키는 프로세서
    를 포함하는 터치센싱장치.
  13. 제12항에 있어서,
    각 터치셀에 대응되는 라벨은 특정값으로 초기화되고, 상기 제1스캔에서 상기 그룹라벨로 대체되거나 상기 밸리를 나타내는 라벨로 대체되는 터치센싱장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    그룹라벨이 동일한 터치셀들별로 적어도 하나의 터치좌표를 계산하는 터치센싱장치.
  15. 제12항에 있어서,
    외부 장치로 데이터를 송신하는 통신회로를 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 통신회로를 통해 상기 적어도 하나의 터치좌표 중 일부 터치좌표를 상기 외부 장치로 송신하는 터치센싱장치.
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